全自動洗衣機PLC控制課程：
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全自動洗衣機PLC控制LC控制
目錄
摘要 ………………………………………………………………………………2
第1章PLC控制系統設計 ………………………………………………………3
1.1 PLC控制系統設計的基本原則 ……………………………………………3
1.2 PLC I/O模塊的選擇步驟與原則 …………………………………………3
第2章 全自動洗衣機PLC控制 …………………………………………………6
2.1 課題內容 ……………………………………………………………………6
2.2 控制要求 ……………………………………………………………………7
2.3 點號表 ………………………………………………………………………8
2.4 梯形圖 ………………………………………………………………………9
2.5梯形圖程序調試 ………………………………………………………………13
第3章 課程設計總結 …………………………………………………………17
參考文獻 ……………………………………………………………………18
摘要
PLC可編程序控制器：PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:壹種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它采用壹類可編程的存儲器，用於其內部存儲程序，執行邏輯運算,順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程.
PLC是基於電子計算機，且適用於工業現場工作的電控制器。它源於繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過電路的物理過程實現控制，而主要靠運行存儲於PLC內存中的程序，進行入出信息變換實現控制。
PLC基於電子計算機，但並不等同於普通計算機。普遍計算機進行入出信息變換，多只考慮信息本身，信息的入出，只要人機界面好就可以了。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實時性，以及信息的使用等問題。特別要考慮怎麽適應於工業環境，如便於安裝，抗幹擾等問題。
入出信息變換、可靠物理實現，可以說是PLC實現控制的兩個基本要點。
入出信息變換靠運行存儲於PLC內存中的程序實現。PLC程序既有生產廠家的系統程序(不可更改)，又有用戶自行開發的應用（用戶）程序。系統程序提供運行平臺，同時，還為PLC程序可靠運行及信號與信息轉換進行必要的公***處理。用戶程序由用戶按控制要求設計。什麽樣的控制要求，就應有什麽樣的用戶程序。
可靠物理實現主要靠輸人（INPUT）及輸出（OUTPUT）電路。PLC的I/O電路，都是專門設計的。輸入電路要對輸入信號進行濾波，以去掉高頻幹擾。而且與內部計算機電路在電上是隔離的，靠光耦元件建立聯系。輸出電路內外也是電隔離的，靠光耦元件或輸出繼電器建立聯系。輸出電路還要進行功率放大，以足以帶動壹般的工業控制元器件，如電磁閥、接觸器等等。
I/O電路是很多的，每壹輸入點或輸出點都要有壹個I或O電路。PLC有多I/O用點，壹般也就有多少個I/O用電路。但由於它們都是由高度集成化的電路組成的，所以，所占體積並不大。
輸入電路時刻監視著輸入狀況，並將其暫存於輸入暫存器中。每壹輸入點都有壹個對應的存儲其信息的暫存器。
輸出電路要把輸出鎖存器的信息傳送給輸出點。輸出鎖存器與輸出點也是壹壹對應的
這裏的輸入暫存器及輸出鎖存器實際就是PLC處理器I/O口的寄存器。它們與計算機內存交換信息通過計算機總線，並主要由運行系統程序實現。把輸人暫存器的信息讀到PLC的內存中，稱輸入刷新。PLC內存有專門開辟的存放輸入信息的映射區。這個區的每壹對應位（bit）稱之為輸入繼電器，或稱軟接點。這些位置成1，表示接點通，置成0為接點斷。由於它的狀態是由輸入刷新得到的，所以，它反映的就是輸入狀態。
第1章 PLC控制系統設計
1.1 PLC控制系統設計的基本原則
任何壹種控制系統都是為了實現被控對象的工藝要求，以提高生產效率和產品質量。因此，在設計PLC控制系統時，應遵循以下基本原則：
1. 最大限度地滿足被控對象的控制要求
充分發揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計PLC控制系統的首要前提，這也是設計中最重要的壹條原則。這就要求設計人員在設計前就要深入現場進行調查研究，收集控制現場的資料，收集相關先進的國內、國外資料。同時要註意和現場的工程管理人員、工程技術人員、現場操作人員緊密配合，擬定控制方案，***同解決設計中的重點問題和疑難問題。
2. 保證PLC控制系統安全可靠
保證PLC控制系統能夠長期安全、可靠、穩定運行，是設計控制系統的重要原則。這就要求設計者在系統設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確保控制系統安全可靠。例如：應該保證PLC程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。
3. 力求簡單、經濟、使用及維修方便
壹個新的控制工程固然能提高產品的質量和數量，帶來巨大的經濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，壹方面要註意不斷地擴大工程的效益，另壹方面也要註意不斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統簡單、經濟，而且要使控制系統的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。
4. 適應發展的需要
由於技術的不斷發展，控制系統的要求也將會不斷地提高，設計時要適當考慮到今後控制系統發展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點數和內存容量時，要適當留有裕量，以滿足今後生產的發展和工藝的改進。
1.2 PLC I/O模塊的選擇步驟與原則
壹般I／O模塊的價格占PLC價格的壹半以上。PLC的I／O模塊有開關量I／O模塊、模擬量I／O模塊及各種特殊功能模塊等。不同的I／O模塊，其電路及功能也不同，直接影響PLC的應用範圍和價格，應當根據實際需要加以選擇。
1.2.1 開關量I／O模塊的選擇
1、 開關量輸入模塊的選擇
開關量輸入模塊是用來接收現場輸入設備的開關信號，將信號轉換為PLC內部接受的低電壓信號，並實現PLC內、外信號的電氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面：
1）輸入信號的類型及電壓等級
開關量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流／直流輸入三種類型。選擇時主要根據現場輸入信號和周圍環境因素等。直流輸入模塊的延遲時間較短，還可以直接與接近開關、光電開關等電子輸入設備連接；交流輸入模塊可靠性好，適合於有油霧、粉塵的惡劣環境下使用。
開關量輸入模塊的輸入信號的電壓等級有：直流5V、12V、24V、48V、60V等；交流110V、220V等。選擇時主要根據現場輸入設備與輸入模塊之間的距離來考慮。壹般5V、12V、24V用於傳輸距離較近場合，如5V輸入模塊最遠不得超過10米。距離較遠的應選用輸入電壓等級較高的模塊。
2）輸入接線方式
開關量輸入模塊主要有匯點式和分組式兩種接線方式，如圖6-2所示。
圖6-2開關量輸入模塊的接線方式
a)匯點式輸入 b)分組式輸入
匯點式的開關量輸入模塊所有輸入點***用壹個公***端（COM）；而分組式的開關量輸入模塊是將輸入點分成若幹組，每壹組（幾個輸入點）有壹個公***端，各組之間是分隔的。分組式的開關量輸入模塊價格較匯點式的高，如果輸入信號之間不需要分隔，壹般選用匯點式的。
3）註意同時接通的輸入點數量
對於選用高密度的輸入模塊(如32點、48點等)，應考慮該模塊同時接通的點數壹般不要超過輸入點數的60％。
4）輸入門檻電平
為了提高系統的可靠性，必須考慮輸入門檻電平的大小。門檻電平越高，抗幹擾能力越強，傳輸距離也越遠，具體可參閱PLC說明書。
2、 開關量輸出模塊的選擇
開關量輸出模塊是將PLC內部低電壓信號轉換成驅動外部輸出設備的開關信號，並實現PLC內外信號的電氣隔離。選擇時主要應考慮以下幾個方面：
1）輸出方式
開關量輸出模塊有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式。
繼電器輸出的價格便宜，既可以用於驅動交流負載，又可用於直流負載，而且適用的電壓大小範圍較寬、導通壓降小，同時承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，但其屬於有觸點元件，動作速度較慢（驅動感性負載時，觸點動作頻率不得超過1HZ）、壽命較短、可靠性較差，只能適用於不頻繁通斷的場合。
對於頻繁通斷的負載，應該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬於無觸點元件。但晶閘管輸出只能用於交流負載，而晶體管輸出只能用於直流負載。
2）輸出接線方式
開關量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式，如圖6-3所示。
圖6-3 開關量輸出模塊的接線方式
a)分組式輸出 b)分隔式輸出
分組式輸出是幾個輸出點為壹組，壹組有壹個公***端，各組之間是分隔的，可分別用於驅動不同電源的外部輸出設備；分隔式輸出是每壹個輸出點就有壹個公***端，各輸出點之間相互隔離。選擇時主要根據PLC輸出設備的電源類型和電壓等級的多少而定。壹般整體式PLC既有分組式輸出，也有分隔式輸出。
3）驅動能力
開關量輸出模塊的輸出電流(驅動能力)必須大於PLC外接輸出設備的額定電流。用戶應根據實際輸出設備的電流大小來選擇輸出模塊的輸出電流。如果實際輸出設備的電流較大，輸出模塊無法直接驅動，可增加中間放大環節。
4）註意同時接通的輸出點數量
選擇開關量輸出模塊時，還應考慮能同時接通的輸出點數量。同時接通輸出設備的累計電流值必須小於公***端所允許通過的電流值，如壹個220V／2A的8點輸出模塊，每個輸出點可承受2A的電流，但輸出公***端允許通過的電流並不是16A(8×2A)，通常要比此值小得多。壹般來講，同時接通的點數不要超出同壹公***端輸出點數的60％。
5)輸出的最大電流與負載類型、環境溫度等因素有關
開關量輸出模塊的技術指標，它與不同的負載類型密切相關，特別是輸出的最大電流。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環境溫度升高會降低，在實際使用中也應註意。
1.2.2模擬量I／O模塊的選擇
模擬量I／O模塊的主要功能是數據轉換，並與PLC內部總線相連，同時為了安全也有電氣隔離功能。模擬量輸入（A／D）模塊是將現場由傳感器檢測而產生的連續的模擬量信號轉換成PLC內部可接受的數字量；模擬量輸出(D／A)模塊是將PLC內部的數字量轉換為模擬量信號輸出。
典型模擬量I／O模塊的量程為-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等，可根據實際需要選用，同時還應考慮其分辨率和轉換精度等因素。
壹些PLC制造廠家還提供特殊模擬量輸入模塊，可用來直接接收低電平信號（如RTD、熱電偶等信號）。
1.2.3、特殊功能模塊的選擇
目前，PLC制造廠家相繼推出了壹些具有特殊功能的I／O模塊，有的還推出了自帶CPU的智能型I／O模塊，如高速計數器、凸輪模擬器、位置控制模塊、PID控制模塊、通信模塊等。
第二章 全自動洗衣機PLC控制
2.1 圖控制程序的編制，並畫出硬件接線圖
2.1.1設計硬件連接線路圖
2.1.2設計功能順序圖
2.2 控制要求
1、 按下啟動按扭及水位選擇開關，
2、 註水直到高（中、低）水位，關水
3、 2秒後開始洗滌
4、 洗滌時，正轉30秒，停2秒，然後反轉30秒，停2秒
5、 如此循環5次，總***320秒後開始排水，排空後脫水30秒
6、 開始清洗，重復（2）～（5），清洗兩遍
7、 清洗完成，報警3秒並自動停機
8、 若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計數）
輸入點： 輸出點：
啟動 10001 低水位檢測 10009 啟動洗衣機 00001
停止 10002 手動排水 10010 進水閥 00002
高水位 10003 手動脫水 10011 正轉 00003
中水位 10004 反轉 00004
低水位 10005 排水 00005
排空檢測 10006 脫水 00006
高水位檢測 10007 報警 00007
中水位檢測 10008
2.3點號表
x1 啟動信號 y1 啟動指令
x2 停止信號 y2 進水閥控制
x3 高水位 y3 正轉及脫水
x4 中水位 y4 反轉
x5 低水位 y5 排水
x6 排空檢測 y6 報警
x7 高水位檢測
x10 中水位檢測
x11 低水位檢測
x12 手動排水
x13 手動脫水
2.4梯形圖
2.5 梯形圖程序調試
按下啟動按鈕K4，LED1亮；進水LED2亮，2秒後，轉盤順時針旋轉動30秒，然後停2秒，轉盤逆時針旋轉轉動30秒，停2秒；如此循環5次後排水，按PB進行排空檢測，LED6亮；脫水30秒，LED7亮。清洗完成後報警3秒自動停機，LED8亮。
分析如下
1、初始脈沖M8002使初始狀態S0置為1,當按驅動按鈕X0.
先選擇了水位,程序類型後再按X0起動的.
2、按X04,選擇的是全程序.
按X05,選擇的是簡單程序.
本來是以X04為全程序, X04非作為簡單程序,但在程序結束的時候,不能令M0置零.所以增加了X05作為簡單程序的選擇按鈕.
3、X01控制高水位,按X01,起動M1,並自鎖.
X02控制中水位,按X02,起動M2,並自鎖.
X03控制低水位,按X03,起動M3,並自鎖.
4、狀態轉入S0後,對C2,C3清零.
並且,由M1+M2+M3與X0作為對S20的轉移條件.
5、狀態轉移到S20,驅動Y0(進水).
當X2閉合,即M1置1,狀態轉移S21;
當X3閉合,即M2置1,狀態轉移S31
當X4閉合,即M3置1,狀態轉移S41
6、狀態轉移到S21時,T0計時25秒(進水25秒),然後T0置1,狀態轉移到S22.
狀態轉移到S31時,T1計時15秒(進水15秒),然後T1置1,狀態轉移到S22.
狀態轉移到S41時,T2計時10秒(進水10秒),然後T2置1,狀態轉移到S22.
7、狀態轉移到S22,對Y0清除指令,即停止進水.當Y0停止時,即Y0非置1,狀態轉移到S23.
8、狀態轉移到S23,如果選擇的是全程序 (按X04),那麽對C0清零.
如果選擇的是簡單程序(按X05),那麽對C1清零.
CO非,C1非置1,狀態轉移到S24.
9、狀態轉移到S24,起動Y02(電機正轉),T3計時3秒.計時完畢狀態轉移到S25.正轉完畢.
10、狀態轉移到S25,起動Y03(電機反轉),T4計時2秒.
計時完畢後,無論選擇的是全程序還是簡單程序(無論按X04還是X05)狀態都轉移到S26.
11、狀態轉移到S26,T5計時1秒,然後T5置1.
如果選擇的是全程序 (按X04),那麽C0計數,當計數不夠200次時,狀態轉移到S24.計數滿200次時,狀態轉移到S27.
如果選擇的是簡單程序(按X05),那麽C1計數,當計數不夠100次時,狀態轉移到S24.計數滿100次時,狀態轉移到S27.
12、狀態轉移到S27,起動Y01(排水).T7計時20秒,然後T7置1,狀態轉移到S28.
13、狀態轉移到S28,起動Y04(脫水),T8計時10秒.
如果選擇的是全程序 (按X04),那麽C2計數,當計數不夠3次時,狀態轉移到S20.計數滿3次時,狀態轉移到S0.
如果選擇的是簡單程序(按X05),那麽C3計數,當計數不夠2次時,狀態轉移到S20.計數滿2次時,狀態轉移到S0.
步進階梯結束.
程序結束.
第3章 課程設計總結
隨著畢業日子的到來，課程設計也接近了尾聲。經過幾周的奮戰我的課程設計終於完成了。在沒有做課程設計以前覺得課程設計只是對這幾年來所學知識的單純總結，但是通過這次做課程設計發現自己的看法有點太片面。課程設計不僅是對前面所學知識的壹種檢驗，而且也是對自己能力的壹種提高。通過這次課程設計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什麽東西都會，什麽東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程設計，我才明白學習是壹個長期積累的過程，在以後的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。
在這次課程設計中也使我們的同學關系更進壹步了，同學之間互相幫助，有什麽不懂的大家在壹起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這裏非常感謝幫助我的同學。
我的心得也就這麽多了，總之，不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最後終於做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出壹個結論：知識必須通過應用才能實現其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發現是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。
在此要感謝我們的指導老師羅老師、朱老師和李老師對我們悉心的指導，感謝老師們給我們的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，並向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今後的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次課程設計的最大收獲和財富，使我終身受益。
參考文獻：
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[5] 自動化網論壇，全自動洗衣機PLC控制