基于S7200PLC控制的全自动洗衣机毕业设计.docx
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基于S7200PLC控制的全自动洗衣机毕业设计
摘要
本文介绍了采用可编程控制器(PLC)作为核心控制部件,并利用计算机进行组态监控的全自动洗衣机控制系统。
文章介绍了洗衣机的结构,对全自动洗衣机的控制系统进行了分析,在此基础上提出了基于PLC的全自动洗衣机控制方案,并对方案进行了论证,根据洗衣机的工作原理,设计了流程及程序,对按钮,继电器,开关,变频器等其它一些输入/输出点进行控制,实现了洗衣机洗衣过程的自动化。
由于洗涤,排水,脱水的时间均由PLC内计数器控制,所以只要改变计数器参数就可以改变时间。
具有智能化程度高、安全可靠、方便、灵活等特点。
关键词:
PLC;全自动洗衣机;变频器;继电器
Abstract
ThisarticleusedprogrammablecontrollerPLCtorealizethewashercompletelyautomaticcontrol,explainedthePLCcontrolprinciplemethod,thecharacteristicandcontrolledthewasherthecharacteristic.Thearticleduringintroductionwasherstructure,carriesontheanalysistothecompletelyautomaticwashercontrolsystem,proposedinthisfoundationbasedonthePLCcompletelyautomaticwashercontrolplan,andhascarriedontheprooftotheplan,hascarriedonthedesignaccordingtothewasherprincipleofworktotheprocedureandtheflow,hastheintellectualizeddegreehigh,safereliableandsoonthecharacteristics.Tothebutton,therelay,theswitch,thefrequencychangerandsoonothersomeI/Ospotcarriesonthecontrol,realizedthewashertowashclothestheprocessautomation.Becausespreadseverytimelavation,drainingwater,dehydratedtimebyPLCincountercontrol,solongasthereforethechangecounterparametermaychangethetime.
Keywords:
ProgrammableLogicController;Theautomaticprocess;converter;controlrelay
第一章可编程序控制概述
1.1概述
可编程序控制器(ProgrammableLogicController,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。
1.2PLC的产生
20世纪60年代末期,美国的汽车制造业竞争激烈,为了适应白热化的市场竞争要求,1968年美国通用汽车公司(GM)公开招标,提出具体要求,归纳起来是;
(1)编程方便,可现场修改程序;
(2)维修方便,采用插件式结构;
(3)可靠性高于继电器控制装置;
(4)体积小于继电器控制盘;
(5)数据可直接送入管理计算机;
(6)成本可与继电器控制盘竞争;
(7)输入可以是交流市电(115V)(美国电压标准)
(8)输出为交流115V,容量要求在2A以上,可直接驱动
触器、电磁阀等;
(9)扩展时原系统改变小;
(10)用户程序存储器至少能扩展到4KB。
这就是著名的“GM十条”,1969年美国数字设备公司(DEC)中标后,制造出世界上第一台可编程序控制器(ProgrammableLogicController,简称PLC)。
1.3PLC的发展
1.3.1PLC发展历史
初级阶段:
从第一台PLC问世到20世纪70年代中期。
(简单功能、梯形图编程)
崛起阶段:
从20世纪70年代中期到80年代初期。
(功能增强、推广应用)
成熟阶段:
从20世纪80年代初期到90年代初期。
(大规模应用、通信联网)
飞速发展阶段:
从20世纪90年代初期到90年代末期。
(过程控制、复杂控制系统)
开放性、标准化阶段:
从20世纪90年代中期以后。
(IEC61131)
1.3.2PLC的发展趋势
PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能、信息化、软PLC、标准化、与现场总线技术紧密结合等方向发展。
1、向小型化、专用化、低成本方向发展
2、向大容量、高速度、信息化方向发展
3、智能化模块的发展
4、人机界面(接口)的发展
5、在过程控制领域的使用以及PLC的冗余特性
6、开放性和标准化
7、通信联网功能的增强和易用化
8、软PLC的概念
10、PLC在现场总线控制系统中的位置
1.4PLC的分类及应用领域
PLC发展到今天,已经有多种类型,而且功能也不尽相同。
分类时,一般按以下原则来考虑。
1.4.1按I/O点数容量分类
按PLC的I/O点数的多少可以PLC分为三类,即小型机、中型机和大型机。
(1)小型机
小型机的功能一般以开关量控制为主,小型PLC输入、输出总点数一般在256点以下,用户程序存储器容量在4K字左右。
例如:
SIEMENS的S7-200系列;OMRON的CPM2A系列;MITSUBISHI的FX系列;AB的SCL500系列等。
现在的小型PLC还具有较强的通信能力和一定量的模拟量处理能力。
这类PLC的特点是价格低廉、体积小巧,适合于控制单机设备和开发机电一体化产品。
(2)中型机
中型机的输入、输出总点数在256~2048点之间。
,用户程序存储器容量在8K字左右。
例如:
SIEMENS的S7-300系列;OMRON的C200系列;AB的SCL500系列等模块式PLC产品。
中型机不仅具有极强的开关量逻辑控制功能,而且它的通信联网功能和模拟量处理能力更强大。
中型机的指令比小型机更丰富,中型机适用于复杂的逻辑控制系统以及连续生产线的过程控制场合。
(3)大型机
大型PLC的输入、输出总点数在2048点以上,用户程序存储器容量达到16K字以上。
典型的大型PLC有SIEMENS的S7-400、OMRON的CVM1和CS1系列、AB的SLC5/05等系列产品。
大型机的性能已经与工业控制计算机相当,它具有计算、控制和调节功能,还具有强大的网络结构和通信联网能力,有些大型PLC还具有冗余能力。
它的监视系统能够表示过程的动态过程,记录各种曲线,PID调节参数等;它配备多种智能板,构成多功能的控制系统。
这种系统还可以和其他型号的控制器互联,和上位机相连,组成一个集中分散的生产过程和产品质量监控系统。
大型PLC适用于设备自动化控制、过程自动化控制和过程监控系统。
1.4.2按结构形式分类
根据PLC结构形式的不同,PLC主要可分为整体式和模块式两类。
(1)整体式结构
其特点是将PLC的基本部件,如CPU板,输入板、输出板、电源板等紧凑地安装在一个标准机壳内,构成一个整体,组成PLC的一个基本单元(主机)或扩展单元。
整体式结构的PLC体积小,成本低和安装方便。
小型PLC一般为整体式结构。
(2)模块式结构
PLC由一些模块单元组成,如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块、通信模块和各种功能模块等。
使用时将这些模块插在框架上或基板上即可。
各模块功能是独立的,外形尺寸是统一的,可根据需要灵活配置。
目前,大中型PLC均采用模块式结构。
1.4.3PLC的应用领域
1、开关量的逻辑控制
PLC最基本、最广泛的应用领域,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。
2、模拟量控制
在工业生产过程中,有许多连续变化的量,为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量和数字量之间的A/D转换及D/A转换。
3、运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。
4、过程控制
过程控制是指温度、压力、流量的模拟量的闭环控制。
作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。
有许多的调节方法。
5、数据处理
现代PLC具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。
这些数据可以与存储在存储器中的参考价值,
6、通信及联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信
1.5PLC的结构
PLC主要是由中央处理器(CPU)、电源、存储器、输入/输出接口组成的。
它与我们典型的计算机结构是相同,但其是专为我们工业场合而设计的。
如图1-1
图1-1PLC的结构
一、中央处理器
中央处理器(CPU)一般由控制器、运算器和寄存器组成。
CPU通过数据总线,地址总线,控制总线与存储单元,输入/输出接口等相连接。
CPU主要功能如下:
1、接收编程器输入的用户程序和用户数据,并存储到存储器中;
2、接收输入接口的状态或数据,并存入输入映象寄存器中;
3、从存储器中读取用户所存储的用户程序和用户数据,按照顺序执行的方式进行处理;
4、按照用户程序进行相应的数据运算、逻辑运算;
5、根据运算,将结果映射到的输出映象寄存器中,更新输出接口状态;
6、诊断电源和PLC内部的工作状态及用户程序的语法错误。
二存储器
PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两部分。
系统存储器用来存放由PLC厂家编写的系统程序,并固化在ROM内,用户不能更改。
系统程序包括三部分:
系统管理程序、用户指令解释程序以及标准程序模块与系统调用。
用户存储器包括用户程序存储器(程序区)和数据存储器(数据区)两部分。
用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务用规定的PLC编程语言编写的各种用户程序。
用户数据存储器可以用来存放用户程序中所使用器件的ON/OFF状态和数值、数等。
PLC使用的存储器类型有三种:
(1)随机存取存储器(RAM)
(2)只读存储器(ROM)
(3)可电擦除可编程的只读存储器(EEPROM)
三、输入/输出接口
PLC的输入/输出信号类型可以是开关量、模拟量和数字量。
输入/输出单元包括两部分:
一是与被控设备相连接的接口电路,另一部分是输入和输出的映像寄存器。
(1)输入接口电路
通常PLC的输入接口电路的类型
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