全自动洗衣机plc控制系统设计课程设计初稿(编辑修改稿)

全自动洗衣机plc控制系统设计课程设计初稿(编辑修改稿)内容摘要：

模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 其结构如图 11 所示。 中央处理单元 (CPU)是 PLC 的控制中枢，它按照 PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据、检查电源、存储器 I/O 以及警戒定时器的状态；并能诊断用户程序中的语法错误。 当 PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态 和数据，并分别存入 I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后，按指令的规定执行逻辑或 将 算数运算的结果送入 I/O 映象区或数据寄存器内，等所有的用户程序执行完毕之后，最后将 I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行直到停止运行。 11 PLC 的结构图 PLC 的工作原理 PLC 的 CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线 圈的所有触点 (包括其常开或常闭触点 )不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。 考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在 100ms 以上，而 PLC 扫描用户程序的时间一般均小于 100ms，因此， PLC 采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式 扫描技术。 这样在对于 I/O 响应要求不高的场合， PLC 与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。 当 PLC 投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和编程器 中 央处理单元 （ CPU） 输 入 电 路 输 出 电 路 系统程序储存器 系统程序储存器 电源 第 5 页 共 19 页 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 输出刷新三个阶段。 完成上述三个阶段称作一个扫描周期。 在整个运行期间， PLC 的 CPU以一定 的扫描速度重复执行上述三个阶段。 在输入采样阶段， PLC 以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O 映象区中的相应得单元内。 输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。 在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化， I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。 因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 在用户程序执行阶段， PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序 (梯形图 )。 在扫描每一 条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在 I/O 映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 当扫描用户程序结束后， PLC 就进入输出刷新阶段。 在此期间， CPU 按照 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。 PLC 的扫描工作过程如图 1图 13 所示。 图 12 PLC 的扫描工作过程图 读 用 户 输 出 设 备 输 入 端 子 输 入 锁 存 器 输 入 映 象 寄 存 器 输 出 映 象 寄 存 器 输 出 锁 存 器 输 出 端 子 程 序 执 行 用 户 输 入 设 备 写 读 第 6 页 共 19 页 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 图 13 PLC 的扫描周期图 PLC 的应用 PLC 的初期由于其价格高于继电器控制装置，使得其应用受到限制。 但最近十多年来， PLC 的应用面越来越广，其主要原因是：一方面由于微处理器芯片几有关元件的价格大大下降，使得 PLC的成本下降；另一方面 PLC的功能大大增强，它也能解决复杂的计算和通 信问题。 目前 PLC在国内外已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、 石油 、化工、 电力 、 机械制造 、汽车、装卸、造纸、纺织、环保和娱乐等行业。 PLC 的应用范围通常可分成以下 5 种类型： 这是 PLC 应 用最广泛的领域，也是最适合 PLC 使用的领域。 它用来取代传统的 继电器顺序控制。 PLC应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。 例如：注塑机械、印刷机械、包装机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。 PLC 制造商目前已提供了拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，在多数情况下， PLC 把描述目标位置的数据送给模块，其输出移动一轴或数据到目标位置。 每个轴移动时，位置控制模块保持适当的位置和加速度，确保运动平滑。 PLC 还能控制大量的过程参数，例如 ：温度、流量、压力、液位和速度。 PID模块提供了使 PLC 具有闭环控制的功能，即一个具有 PID 控制能力的 PLC可用于过程控制。 当过程控制中某个变量出现偏差时， PID 控制算法会计算出正确的输出，把变量保持在设定植上。 在机械加工中， PLC作为主要的控制和管理系统用于 CNC和 NC 系统中，可以完成大量的数据处理工作。 PLC 的通信包括主机与远程 I/O 之间的通信、多台 PLC 之间的通信、 PLC和其他智能控制设备（如计算机、变频器、数控装置）之间的通信。 PLC 与其他智能控制设备一起，可以组成 “集中管理、分散控制 ”的分布式控制系统。 第 2 章 全自动洗衣机的系统结构和基本工作原理 系统结构 全自动洗衣机的由内外桶、进水口、启动和停止按钮、控制器、进水按钮、水位开关、排水口和洗条电机组成。 洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安放的，输入刷新 程序执行 输出刷新 一个扫描周期 输入刷新 第 7 页 共 19 页 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 外桶固定，作盛水用。 内桶可以旋转，作脱水（甩干）用。 内桶的四周有很多小孔，使内、外桶的水流相通。 系统结构框图如下： 图 21 全自动套筒洗衣机内部结构图 基本工作原理 洗衣机的洗涤过程主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下，将污垢拉入水中来实现洗净的目的。 全自动洗衣机的进水和排水分别有进水电磁阀和排水电磁阀来执行。 进水时，通过电控系统把进水阀打开，经进水管将水注人外桶，排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水又外桶排到机外。 洗衣机正转，反转由洗涤电机驱动波轮正反来实现，此时脱水桶并不旋转。 脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电机带动内桶正转进行甩干；高低水位开关分别用来测高低水位；启动按钮用来启动洗衣机工作；停止按钮用来实现紧急工况下手动停止进水排水脱水及报警；排水按钮用来实现手动排水。 全自动洗 衣机 的系统 分析 全自动洗衣机的过程包括启动、进水、洗涤、排水和脱水等功能。 在实现控制过程第 8 页 共 19 页 燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 中，各种采样信息都是通过控制中心进行各种判断、比。