PLC控制全自动洗衣机毕业设计Word文件下载.docx
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交通控制;
自动化
第一章前言
1.1课题背景
全自动洗衣机就是将洗衣的全过程(泡浸-洗涤-漂洗-脱水)预先设定好N个程序,洗衣时选择其中一个程序,打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成,洗衣完成时由蜂鸣器发出响声。
目前市场上出售的全自动洗衣机大体分为三类。
发明最早的是前置式侧开门滚筒式洗衣机,这种洗衣机是欧洲发明的,擅长洗涤真丝、棉毛等面料,不缠绕无磨损,在洗涤时保证衣物不受损害,而且有良好的加温措施。
但也有它不好的一面,由于不缠绕无磨损洗涤方式等因素,这种洗衣机洗涤时间长、洗净度差、用水用电量大,是其它洗衣机的几倍,尤其是采用了不锈钢内筒,产生的噪音较大。
这种洗衣机适用于生活水平较高,穿着大体以真丝、纯毛、棉毛之类较高档的面料为主,而且更换衣服较勤的家庭。
发明最晚的洗衣机是亚洲人发明的波轮上开门洗衣机。
市场上有多种品牌,如“小天鹅”、“海棠”、“荣事达”等,这种洗衣机的特点是洗涤时间短,用水量小,洗净度高,是滚筒式的很多倍,由于内筒是塑料材料制成,噪音小,而且上开盖,能使洗涤液反复利用,价格也比较经济。
这种洗衣机适用于居住在绿化较差,空气尘埃量较大,平均每2至3天换一次衣服的家庭,主要以洗净度为主,服装面料以化纤、腈纶为主。
另外一种是美洲人发明的“搅拌式”洗衣机,由于美洲风沙比较大,人们主要穿着牛仔服装之类粗厚面料的服装,所以他们适用搅拌式洗衣机,这种洗衣机洗净度非常高,是波轮式洗衣机的十几倍,但由于洗净度和磨损率成正比,所以很损伤衣物,这种洗衣机市场上很少见。
1.2PLC控制全自动洗衣机的研究意义
PLC控制全自动洗衣机的编程语言容易掌握,是电控人员熟悉的梯形语言,使用术语依然是"继电器"一类术语,大部分与继电器触头的连接相对应,使电控人员一目了然.
PLC控制使用简单,他的I/O已经做好,输入输出信号可直接连接,非常方便,而输出口具有一定驱动能力,其输出触头容易达220V.2A.
PLC是专门应用手工业现场自动控制装置,再系统软硬件上采用抗干扰措施.
当工作程序需要改变时,只需改变PLC的内部,惊醒重新编程而无需对外围进行重新改动.
从这些方面突出了使用PLC控制全自动洗衣机的优越性.
1.3本文的主要工作
第一章,回顾全自动洗衣机的历史,随着社会经济的发展,采用可编程程序控制器来代替中间继电器和过程控制的微型机,设计开发全自动洗衣机系统,才会满足稳定可靠的洗衣机控制系统需求。
第二章,叙述了可编程程序控制器的产生、发展、应用的历程,通过论述可编程程序控制器的各种优点、卓越性能、结构、原理,有一个感性的总体认识。
第三章,结合全自动洗衣机控制系统的要求,进行硬件、程序设计,从主要部件的选择、流程的分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。
第四章,通过对系统的调试和检测,再进行系统性梳理,将隐藏的不足之处加以修正和完善,确保系统能顺利运行。
第二章可编程程序控制器(PLC)
2.1PLC概述
可编程序控制器(ProgrammabieLogicController,缩写PLC)是以微处理器为基础,综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。
可编程序控制器是随着技术的进步与现代社会生产方式的转变,为适应多品种.小批量生产的需要,生产.发展起来的一种新型的工业控制装置。
PLC从1969年问世以来,虽然至今还不到40年,但由于其具有通用灵活的控制性能.简单方便的使用性能,可以适应各种工业环境的可靠性,因此在工业自动化各领域取得了广泛的应用。
有人将它与数控技术、CAD/CAM技术工业机械人技术并称为现代工业自动化技术的四大支柱。
可编程序控制器在我国的发展与应用已有30多年的历史,现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域,成为提高传统工业装备水平和技术能力的重要设备和强大支柱。
随着全球一体化经济的发展,努力发展可编程序控制器在我国的大规模应用,形成具有自主知识产权的可编程序控制器技术,应该是广大技术人员努力的方向。
2.1.1PLC的发展历程
在可编程控制器出现前,在工业电气控制领域中,继电器控制占主导地位,应用广泛。
但是电器控制系统存在体积大、可靠性低、查找和排除故障困难等缺点,特别是其接线复杂、不易更改,对生产工艺变化的适应性差。
1968年美国通用汽车公司(G.M)为了适应汽车型号的不断更新,生产工艺不断变化的需要,实现小批量、多品种生产,希望能有一种新型工业控制器,它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线,以降低成本,缩短周期。
于是就设想将计算机功能强大、灵活、通用性好等优点与电器控制系统简单易懂、价格便宜等优点结合起来,制成一种通用控制装置,而且这种装置采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”进行编程,使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。
1969年美国数字设备公司(DEC)根据美国通用汽车公司的这种要求,研制成功了世界上第一台可编程控制器,并在通用汽车公司的自动装配线上试用,取得很好的效果。
从此这项技术迅速发展起来。
早期的可编程控制器仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能,只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController)。
随着微电子技术和计算机技术的发展,20世纪70年代中期微处理器技术应用到PLC中,使PLC不仅具有逻辑控制功能,还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能。
20世纪80年代以后,随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展,16位和32位微处理器应用于PLC中,使PLC得到迅速发展。
PLC不仅控制功能增强,同时可靠性提高,功耗、体积减小,成本降低,编程和故障检测更加灵活方便,而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能,使PLC真正成为具有逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理、联网通信等功能的名符其实的多功能控制器。
PLC的发展过程大致可以分为如下几个阶段:
1970—1980年:
PLC的结构定型阶段。
在这一阶段,由于PLC刚诞生,各种类型的顺序控制器不断出现(如逻辑电路型、1位机型、通用计算机型、单板机型等),但迅速被淘汰。
最终以微处理器为核心的现有PLC结构形成,取得了市场的认可,得以迅速发展.推广。
PLC的原理、结构、软件、硬件趋向统一与成熟,PLC的应用领域由最初的小范围、有选择使用、逐步向机床、生产线扩展。
1980—1990年:
PLC的普及阶段。
在这一阶段,PLC的生产规模日益扩大,价格不断下降,PLC被迅速普及。
各PLC生产厂家产品的价格.品种开始系列化,并且形成了固定I/O点型、基本单元加扩展块型、模块化结构型这三种延续至今的基本结构模型。
PLC的应用范围开始向顺序控制的全部领域扩展。
比如三菱公司本阶段的主要产品有F.F1.F2小型PLC系列产品,K/A系列中、大型PLC产品等。
1990—2000年,PLC的高性能与小型化阶段。
在这一阶段,随着微电子技术的进步,PLC的功能日益增强,PLC的CPU运算速度大幅度上升、位数不断增加,使得适用于各种特殊控制的功能模块不断被开发,PLC的应用范围由单一的顺序控制向现场控制拓展。
此外,PLC的体积大幅度缩小,出现了各类微型化PLC。
三菱公司本阶段的主要产品有FX小型PLC系列产品,AIS/A2US/Q2A系列中,大型PLC系列产品等。
2000年至今:
PLC的高性能与网络化阶段。
在本阶段,为了适应信息技术的发展与工厂自动化的需要,PLC的各种功能不断进步。
一方面,PLC在继续提高CPU运算速度,位数的同时,开发了适用于过程控制,运动控制的特殊功能与模块,使PLC的应用范围开始涉及工业自动化的全部领域。
与此同时,PLC的网络与通信功能得到迅速发展,PLC不仅可以连接传统的编程与通入/输出设备,还可以通过各种总线构成网络,为工厂自动化奠定了基础。
三菱公司本阶段的主要产品有FX小型PLC系列产品(包括最新的FX3u系列产品),Qn,QnPH系列中,大型PLC系列产品等。
2.1.2PLC的发展趋势
从当前产品技术性能来看,PLC发展趋势仍然主要体现在体积的缩小与性能的提高两大方面。
①体积小型化。
电子产品体积的小型化是微电子技术发展的必然结果。
现代PLC无论从内部元件组成还是硬件、软件结构都已经与早期的PLC有了很大的不同,PLC体积被大幅度缩小。
②性能的提高。
PLC的性能主要包括CPU性能与I/O性能两大方面。
可编程序控制器在我国的发展状况如下:
(1)我国可编程序控制器的发展与国际上的发展有所不同,国际上可编程序控制器的发展是从研制、开发、生产到应用,而我国则是从成套设备引进、可编程序控制器引进应用、消化移植、合资生产到广泛应用。
大致可划分为下述三个阶段:
①可编程序控制器的初级认识阶段(70年代后期到80年代初期)国际上可编程序控制器的发展,首先引起了国内工程技术界的极大兴趣,所以我国对可编程序控制器的认识始于70年代后期到80年代初期的成套设备引进中,当时的上海宝钢一期工程中有多项工程引进了十几种机型约200多台可编程序控制器。
这些可编程序控制器用于原料码头到高炉、轧钢、钢管等整个钢铁冶炼以及加工生产线上,取代了传统的继电器逻辑系统,并部分取代了模拟量控制和小型DDC系统。
继宝钢一期工程后,国内许多厂家陆续引进的设备和生产线大都配备了可编程序控制器,其应用范围包括电站、石油化工、汽车制造、港口和码头等各领域。
正是在成套设备引进过程中,我们打开了眼界,了解认识了可编程序控制器,这也促进了可编程序控制器在我国的发展。
②可编程序控制器的引进应用和消化移植阶段(80年代初期到90年代初期)80年代初期开始,随着我国改革开放的不断深入,在成套设备引进的同时,国外原装的可编程序控制器开始涌入国内市场。
许多部门和单位相继引进可编程序控制器并自己设计组成控制系统,其应用范围也扩大到建材、轻工、煤炭、水处理、食品、制药、造纸、橡胶和精细化工等工业领域。
③可编程序控制器的广泛发展阶段(90年代初期到现在)进入90年代,我国的可编程序控制器进入了广泛发展阶段,主要表现在以下几个方面:
(2)政府重视
可编程序控制器的发展得到了政府的高度重视,在当时机械电子工业部的领导下,于1991年成立了可编程序控制器行业协会。
可编程序控制器行业协会在政府和企事业之间起到了桥梁作用,沟通了情况,为做出决策提供了依据。
同时可编程序控制器的标准化工作也受到了有关部门的重视,于1993年成立了可编程序控制器标准化技术委员会,为我国可编程序控制器的进一步发展打下了基础。
2.1.3PLC的应用
1PLC的应用领域
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。
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