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plc工业洗衣机控制系统设计

电气控制与PLC

课程设计说明书

题目：工业洗衣机控制系统设计

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1 引言 (2)

1.1 研究PLC工业洗衣机控制系统的目的和意义 (2)

1.2 PLC工业洗衣机控制系统的优点 (3)

2 工业洗衣机的工作原理及结构 (3)

2.1 工业洗衣机的工作原理 (3)

2.2 工业洗衣机的结构 (3)

3 工业洗衣机的硬件系统 (5)

3.1 PLC的选择及外围电路 (5)

3.2 变频器及与PLC的控制电路 (9)

3.3 系统运行的控制电路 (10)

4 工业洗衣机的软件系统 (13)

4.1 系统的流程图 (13)

4.2 系统的顺序功能图 (14)

4.3 系统的梯形图程序 (16)

5总结 (19)

参考文献 (19)

1 引言

早在上个世纪初人类就已经发明制造出洗衣机了，可以说洗衣机这种产品的发明创造是工业发展的结晶，给人们的现实生活带来了极大的便利。当时的洗衣机只有一个盛水桶，在应用中只能进行简单的操作而无法实现更多的功能。随着社会的进步、科技的发展，二十一世纪的今天，对洗衣机而言已经彻底发生了巨大的变化，具有全自动多功能的洗衣机已经早在现实生活中广泛使用。随着工业技术日益成熟，我们利用现有技术开发创新出一种具有商业用途的多功能型工业大容量洗衣机，实现工业衣物的大批洗涤。

工业洗衣机的应用很广，主要用于宾馆、酒店、学校宿舍、某些需要洗衣量大、洗衣次数频繁的地方。这就要求洗衣机的运行平稳、洗涤效果好、容量大、故障少、可靠性高、噪声低、寿命长等等，使之更趋于社会经济发展的需求。

1.1 研究PLC工业洗衣机控制系统的目的和意义

本文主要研究基于PLC工业洗衣机控制系统的设计，以工业洗衣机为载体将PLC控制更好的运用于实践中，使理论与实践相结合，能够让我们更好地学到更多的知识，发展自己。

利用PLC的操作简单、抗干扰性强、输入输出接口多、运行速度快、稳定可靠、维护与维修方便,使洗衣机更趋于经济的需求和社会的发展。此外，投入PLC控制的洗衣机可靠性高、耗电少、寿命长、环境适应能力强，适合工业洗机的发展需要，而且工业洗衣机利润又高，使PLC 的洗衣机得到更好的发展，具有较大的经济和社会意义。

1.2 PLC工业洗衣机控制系统的优点

与传统洗衣机相比，PLC工业洗衣机控制系统的优点突出体现在有以下几个方面：

（1）可靠性高，抗干扰能力强

PLC由于采用现代大规模集成电路技术，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。

（2）配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。

(3)易学易用，深受工程技术人员欢迎

PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。

（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。

（5）体积小，重量轻，能耗低

以超小型PLC 为例，该品种底部尺寸小于100mm ，重量小于150g ，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

2 工业洗衣机的工作原理及结构

2.1 工业洗衣机的工作原理

PLC 在系统中是处于中心位置，洗衣机的进水，洗衣，排水，脱水是通过水位开关，作为PLC 的输入信号控制开关，PLC 的输出信号决定电磁进水阀和电磁排水阀工作状态以及电机工作状态，从而实现自动控制的。水位开关用来控制进水到洗衣机内高中低水位，电磁进水阀起着通断水源的作用。进水时，电磁进水阀打开，将水注入，排水时，电磁排水阀打开，将水排出，洗衣时，洗涤电动机启动，脱水时，脱水桶启动。原理图如下图1。

图1 工业洗衣机工作原理图

2.2 工业洗衣机的结构

在设计这一款多功能型工业洗衣机之前，必须要考虑到许多问题，比如洗衣机在可靠性、安全性、开发推广价值等方面的具体实际问题。

以下描述在设计PLC 控制系统时，应遵循以下基本原则：（1）最大限度地满足控制要求

充分发挥PLC 的功能，最大限度地满足控制要求，是设计PLC 控制系统的最重要原则。要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集资料。同时要与现场的工程管理人员、

S7-200 进水/排水电磁阀

变频器水位开关

报警系统

电动机

工程技术人员、现场操作人员密切配合，共同拟定控制方案及解决设计中的重点问题和疑难问题。

（2）保证PLC 控制系统安全可靠

保证PLC 控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。（3）力求简单、经济、使用及维修方便

在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。（4）适应发展的需要

由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。

在设计该工业洗衣机时，由于波轮洗衣机洗净率高、时间短、操作相对方便等优点更适合大型洗衣量场合应用。所以，我选择了波轮式洗衣机在大型场合的应用。

在控制技术上选择PLC 作为控制器，主要为了该产品实现功能齐全、外围电路简单、维护容易方便，容易继续写入编程语言实现更新升级等。最大限度地满足被控对象的控制要求，在应用中保证PLC 控制系统安全可靠，适应企业发展的需要，为需要强洗涤工作量的企业提供了极大便利。为此该工业洗衣机设计的框图如下图2。

YV2

排水

水排尽传感器

低水位水位选择开关中水位水位

选择开关

YV1

进水

高水位水位选择开关电动机

高水位传感器中水位传感器

低水位传感器

图2 洗衣机框图

洗衣机的洗衣桶(外桶)和脱水桶(内桶)是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。内桶可以旋转，作脱水用。内桶的四周有很多小孔，使内外桶的水流相通。洗衣机的进水和排水分别由电磁进水阀和电磁排水阀来控制。洗涤之前，按照所选水位的高、中、低事前选择好，选择洗涤功能是普通洗还是强效洗，之后进入模式状态，开始进水，经进水管将水注入到外桶并且内置加热器开始加热，达到量程要求与其相应的传感器有信号输出，进而来控制PLC的输出让进水阀失电。排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。启动按钮用来启动洗衣机工作。停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。这款工业洗衣机的设计中综合考虑了水温有利于对洗涤衣物的洗净度效果，所以在外桶底下安置了加热器。

3 工业洗衣机的硬件系统

3.1 PLC的选择及外围电路

在洗衣机的系统控制器方面，选择稳定可靠价格合理的PLC作为洗衣机的控制器。现代技术发展起来的以微处理器为核心的通用自动控制装置，与之前半自动洗衣机比较起来，PLC系统配置既固定又灵活，更高的性能，安全性也比之前半自动洗衣机更好。

3.1.1 I/O地址分配

合理的选择I/O点数也是PLC的重要指标之一。I/O的选择既要满足系统的控制要求，又要在合理范围降低投资成本。PLC的输入输出总点数和种类应根据被控对象所需控制的模拟量、开关量、输入输出设备情况来确定，一般一个输入输出元件要占用一个输入输出点。考虑到今后的调整和扩充，一般应在估计的总点数上再加上20%—30%的备用量。[该系统有13个数字输入点8个数字输出点。

根据上述分析，本设计共有13输入信号和8输出信号。列出工业洗衣机的I/O分配表，见表1。

表1 系统I/O分配表

输入器件输入点I 代码输出器件输出点Q 代码

启动按扭I0.0 SB1 进水电磁阀Q0.0 YV1

停止按扭I0.1 SB2 排水电磁阀Q0.1 YV2 高水位水位选择开关I0.2 ST1 变频器正转控制Q0.2 STF

中水位水位选择开关I0.3 ST2 变频器反转控制Q0.3 STR

低水位水位选择开关I0.4 ST3 脱水Q0.4 YV

手动排水开关I0.5 SB3 报警器Q0.5

手动脱水开关I0.6 SB4 高速Q1.0 RH

高水位传感器I0.7 ST4 中速Q1.1 RM

中水位传感器I1.0 ST5

低水位传感器I1.1 ST6

水排空传感器I1.2 ST7

强洗I1.3 SB5

普洗I1.4 SB6

3.1.2 CPU功能与选择

PLC的功能日益强大，一般PLC都具有开关量逻辑运算、定时、计数、数据处理等基本功能，有些PLC还可扩展各种特殊功能模块，如通信模块、位置控制模块等，选型时可考虑以下几点：功能与任务相适应，PLC的处理速度应满足实时控制的要求、PLC结构合理、机型统一、在线编程和离线编程的选择。全自动洗衣机控制所要求的控制功能简单，小型PLC就能满足要求了。

该控制系统CPU模块可采用CPU-224（AC/DC/继电器）模块，它可控制整个系统按照控制要求有条不紊地进行。同时由于该模块采用交流220V供电，并且自带14个数字量输入点和10个数字量输出点，完全能满足该工业洗衣机控制系统的要求，所以不再需要另外的电源模块、数字量和输出模块。综上所述此次设计选用西门子S7-200系列中CPU-224型号。

3.1.3 PLC外部接线图

由工业洗衣机的控制要求，对该控制系统I/O的选择和PLC型号进行了选择，现在根

据I/O地址分配表设计外围接线图，如下图3。

I0.0

I0.1

I0.2

I0.3

I0.4

I0.5

I0.6

I0.7

I1.0

I1.1

I1.2

I1.3

I1.4

L+24VDC Q0.0

Q0.1

Q0.4

Q0.5

Q0.2

Q0.3

COM

Q1.0

Q1.1

变

频

器

STF

STR

YV1

YV2

SPE

SB1

SB2

ST1

ST2

ST3

SB3

SB4

ST4

ST5

ST6

ST7

SB5

SB6

图3 PLC外部接线图

如图3当该PLC投入运行时，首先选择洗涤方式（选强洗按下SB5，PLC输出端Q1.0有信

号输出，则变频器将会使电机处于高速运转状态下的应用程序，来实现洗衣机强洗的效果；选强洗按下SB6，PLC输出端Q1.1有信号输出，则变频器将会使电机处于中速运转状态下的应用程序，来实现洗衣机普洗的效果），然后根据实际需要选择水位，即按下水位选择开关(ST1、ST2、ST3)任意一个，这时再按下启动按钮SB1，输出端Q0.0有信号输出，此时进水电磁阀YV1通电并打开开始进水。当水位上升到与选择的水位相一致时，与之相应的水位传感器(ST4、ST5、ST6)接通，此时输出端Q0.0无信号输出，则进水电磁阀YV1失电断开停止进水。

此外，当PLC输出端Q0.2有信号输出时，则变频器控制洗衣机进行正向洗涤；当PLC输出端Q0.3有信号输出时，则变频器控制洗衣机进行反向洗涤；当PLC输出端Q0.1有信号输出时，洗衣机进行排水；当PLC输出端Q0.4有信号输出时，洗衣机进行脱水；当PLC输出端Q0.5有信号输出时，则表示洗衣完成报警提醒。

注意：当遇到特别情况时，按下SB3进行手动排水，按下SB4进行手动脱水；按下SB3使洗衣机停止运行；ST7作为水排空的模拟输入信号的控制开关。

3.2 变频器及与PLC的控制电路

变频器的工作原理被广泛应用于各个领域。用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率。本文就是通过控制变频器来改变电机的运行方向和转速，改变电机的运行方向用以实现洗衣机正反转的洗涤，而改变电机的运行转速是用以实现洗衣机洗涤强度，即来实现工业洗衣机洗涤的两种不同的功能：高速强效洗涤、中速普通洗涤。

在本文中，要想变频器达到以上控制效果，就要进一步接受PLC控制。由此可见两者紧密联系在一起，下面讨论的就是PLC与变频器之间在工业洗衣机方面的控制。

以一般的工业洗衣机为标准，再根据本系统控制要求，变频器暂定为FR-E540。

在变频器控制洗衣电动机的运行方向和转速时，端子的接法很重要，如果把接线端子接错将影响变频器正常应用。下图4为FR-E540的接线端子平面图，

图4 变频器接线端子平面图

在接线的过程中，要了解每个端子所代表的含义，则端子含义如下表2。

表2 变频器的接线端子的含义端子含义端子

含义

RH 高速 RUN 运行 RM 中速

FU 频率检测 RL 低速

B 异常输出

MRS 输出停止

A/C

RES 复位

10\2\5 频率设定器

SD 公共输出、输入端

4 DC4~20Ma(+) PC 直流24V 输出和外部晶体管端子

STF 正转启动 SE

集电极开路输出公共端

STR 反转启动

而变频器与PLC 之间正确的连接对系统的控制也很重要，下图5为该工业洗衣机变频器与PLC 之间的接线图。

当S7-200PLC 的输出端Q0.2有信号输出时，则变频器STF 端接受到信号控制电机正转；当PLC 的输出端Q0.3有信号输出时，则变频器STR 端接受到信号控制电机反转；当PLC 的输出端Q1.0有信号输出时，则变频器RH 端接受到信号控制电机高速运转来实现洗衣机的强洗涤功能；当PLC 的输出端Q1.1有信号输出时，则变频器RM 端接受到信号控制电机中速运转来实现洗衣机的普洗涤功能。

3.3 系统运行的控制电路

由于本控制系统设计要求该洗衣机能够满足不同的洗衣量及洗净程度，而通过改变电机的转速来实现该控制要求。通过了解我们可以控制变频器改变电动机运行方向、速度。

Q0.2 Q0.3 .

COM COM

Q1.0 STF . Q1.1

SD RH. RM

STF 变频器 .

S7-200PLC . 图5 变频器与PLC 接线图

3.3.1 电机调速原理

洗衣机的动力源选择适用于变频器的三相交流异步电动机，它具有比较理想的调速方法，其调速性能最好、效率最高。我们知道，转速n 与频率f 成正比，只要改变频率f ，就可以改变异步电动机的同步转速n1,从而改变其转子转速n,即可改变电动机的转速，当频率f 在0～50Hz 的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。 3.3.2 变频器与电机的结合应用

在应用变频器时，想要操作它，首先要对它的控制面板进行了解，如下图6为该变频器面板模式示意图。

图6 变频器的面板模式示意图

在应用变频器进行工作时，一定要进行模式的设置。在PU 操作模式中要把出厂时的Pr.79的值选择为1。下图7为变频器频率及转向的设置流程图。

参数的设定方法，除了部分参数之外，参数的设定仅用在Pr.79选择模式时可以实施。一个参数值的设定既可以用数字键设定也可以用增减键来完成。按下SET 键1.5S 写入设定值并更新。另外，作为与运行模式无关的设定方法，可将Pr.77设为2。下表4为设计所需的参数值设定表。

图7 变频器频率及转向的设置流程图

表4 参数值设定及功能

参数号设定值功能

Pr.79 3 组合操作模式一 Pr.20 50 加减速基准频率 Pr.1 50 上限频率 Pr.2 0 下限频率 Pr.3 50 基底频率 Pr.4 50 高速强效洗涤 Pr.5 35 中速普通洗涤 Pr.7 5 加速时间 Pr.8

减速时间

由以上内容我们可以大概的了解到利用变频器改变电机的运行方向和速度。下图8为工业洗衣机主电机控制电路图。

图8 工业洗衣机主电机控制电路图

变频器与电机之间的连接如下图9所示。

加热器

VVVF

QF2

QF1

U V W N

M 3~

变频器

图9 变频器与电机的接线图

4 工业洗衣机的软件系统

4.1 系统的流程图

该洗衣机，在设计上具有普通洗和强效洗的多功能型。考虑工厂等场合衣物具有油污的特点，在洗涤方面需要具有一定的水温才可以达到充分去污的特效，所以本洗衣机带有水温加热功能。

系统的控制要求：先按下洗涤方式、水位选择开关，再按启动按钮；

（1）PLC投入运行，系统处于初始状态准备好启动；

（2）启动时开始进水，同时对水进行加热；

（3）当注入的水达到设定水位值时停止进水和加热，2S后开始洗涤；

（4）洗涤时，电机在变频器的控制下5S达到要求转速，之后正转30s后暂停2S；然后开始反转，同样电机在变频器的控制下五秒达到要求转速反转30s，停2s；

（5）如此循环，若正、反转未满5次时，返回从正洗开始的动作；

（6）若正、反洗涤满5次时则开始排水；水位下降到水排尽位时开始脱水并继续排水；

（7）脱水30s即完成一次从进水到排水的大循环过程；

（8）若完成3次大循环，洗完报警3s后自动停机；

（9）可以按“停止”按钮实现手动停止进水、排水、脱水及报警；

（10）可以按“排水”按钮实现手动排水；

工业洗衣机通过控制面板显示选择洗衣模式；能够检测水位，自动完成进、出水；按下启动按键之后进行选择洗衣方式，若洗衣量很大则选择强效洗，洗衣机能够按照设定的洗衣程序，从进水、洗涤、漂洗、排水到脱水，整个过程全自动进行；完毕后，能够自动报警，停止工作。洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转高速进行甩干。洗涤完报警。

图10为洗衣机的工作流程图，PLC投入运行，系统处于初始状态准备好启动；按下启动按扭和水位选择开关，这个时候开始选择洗衣功能。选好后开始进水同时加热；进水到设定高度时停止进水和加热停2S后开始洗涤正转；正转30s后暂停；暂停2s后开始洗涤反转；反转30s 后暂停；暂停2s后，若正、反转未满5次时，返回从正洗开始的动作；若正、反洗涤满5次时则开始排水；水位下降到低水位时开始脱水井继续排水；脱水30s即完成一次从进水到排水的大循环过程；若完成3次大循环，洗完报警3s后自动停机。

图10 正常运行流程图

4.2 系统的顺序功能图

顺序功能图，它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，顺序功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，他是一种通用的技术语言。该工业洗衣机控制系统PLC 控制状态流程图见图11。

Y 3S N

30S

低水

Y 2S

30S

启

30S

运

脱水、排水

报警

衣物洗涤3

停机

初始状态

进水、加热

暂停

洗涤正转

洗涤反转

暂停

排水

正反洗共5

高水位

T43

报警3S

进水

计数5次

排水

脱水30S

计数3次反转完停2S 反转30S

正转完停2S

正转30S

进水完停2S

Q0.0 T37

Q0.2

T39

C51 I1.2 T42 C50 C50

T41

T40 T39

T38 T37 I0.3 I1.0

I0.4 I1.1

I0.3

I0.2 I0.4

I0.0

M1.1

M1.0

M1.3

M1.2

M0.1

M0.0

M0.2 M0.3

M0.4

M0.5

M0.7

M0.6

I0.2 I0.7

C51

Q0.3

T41 Q0.1 Q0.1

C51 C50 Q0.5

T43 T42 Q0.4

T40 T38

SM0.1

图11 PLC 控制状态流程图

如图11当PLC投入运行时，系统处于初始状态（第一步）准备好启动。当同时按下I0.0和I0.2（I0.3或I0.4）时，程序进入到第二步：Q0.0接通，此时进水电磁阀打开开始进水；当I0.2、I0.7（I0.3、I1.0或I0.4、I1.1）同时接通时，程序进入到第三步：Q0.0失电断开停止进水，T37开始计时；当T37计时2S后程序进入到第四步：Q0.2接通电机开始正转洗衣，与此同时T38开始计时；当T38计时30S后程序进入到第五步：Q0.2断开，正转洗涤暂停，同时T39开始计时；当T39计时2S后程序进入到第六步：Q0.3接通，电机开始反转洗衣，同时T40开始计时；当T40计时30S后程序进入到第七步：Q0.3断开，反转洗涤暂停，同时T41开始计时；当T41计时2S后程序进入到第八步：C50计数一次；当C50未计满5次则返回Q0.2接通，重复以上从正洗开始的全部动作，否则程序进入到第九步：Q0.1接通开始排水；当水排空I1.2接通时，程序进入到第十步：Q0.1、Q0.4接通，开始脱水、排水，同时T42开始计时；当T42计时30S后程序进入到第十一步：C51计数一次；当C51未计满3次则返回Q0.0接通,重复从进水到脱水的全部动作，否则程序进入到第十二步：Q0.5接通报警，同时T43开始计时；T43计时3S时间到，报警结束，整个洗衣过程结束。

4.3 系统的梯形图程序

如图12所示是根据图11的顺序功能图，利用起跑停编程方法编制而成的。

图12 系统梯形图

程序运行过程分析

如图12洗衣机洗衣前先选择好水位，即按下水位选择开关(I0.2、I0.3、I0.4)任意一个，这时再按下启动按钮，Q0.0接通，此时进水电磁阀打开开始进水。当水位上升到与选择的水位相一致时，与之相应的水位传感器(I0.7、I1.0、I1.1)接通，Q0.0失电断开停止进水，T37开始计时。当T37计时时间到，Q0.2接通电机开始正转洗衣，与此同时T38开始计时。当T38计时到30S，Q0.2断开，正转洗涤暂停，同时T39开始计时。当T39计时时间到，Q0.3接通，电机开始反转洗衣，同时T40开始计时。当T40计时时间到，Q0.3断开，反转洗涤暂停，同时T41开始计时。当T41计时时间到，C50计数一次，同时洗衣返回Q0.2接通，重复以上从正洗开始的全部动作，直到C50计满5次数时，Q0.1接通并自锁，排水电磁阀打开开始排水，C50复位，准备下次循环是再计数。排水到脱水水位时，I1.2闭合，Q0.1、Q0.4接通，开始脱水、排水，同时T42开始计时。当T42计时时间到，Q0.1、Q0.4断开，停止排水和脱水，C51计数一次，同时洗衣返回Q0.0接通,重复从进水到脱水的全部动作，直到C51计数满3次时，停止洗衣，Q0.5接通报警并自锁，同时T43开始计时。T43计时时间到，报警结束，整个洗衣过程结束，T43常开触点闭合，为下次启动做准备。

5 总结

在本设计系统中，考虑了电动机运行方向及转速控制方法，同时也考虑到洗衣机的洗涤特殊性。因为工厂中的衣物油污灰尘较多，增加了洗涤时的难度，通过控制水温，这样可以达到一定的去污效果。另外，在此次论文设计中,编程方面采用了西门子S7-200指令，既经济同时又满足了工业洗衣机编程的需求。

在设计该工业洗衣机功能方面还有许多待进一步提高。比如在洗涤过程中，若打开洗衣机桶盖这时整机将停止洗涤，桶盖合上洗衣机将再次进行之前的洗涤任务；在洗涤过程中，若外部电源与供水中断，洗衣机暂时停止工作，当电源或供电恢复后，洗衣机在原来基础上继续工作，直到洗涤完成，还有要能够通过控制面板设定洗衣机的洗涤时间、洗涤次数、脱水时间；能够检测洗涤量来自动调节洗衣剂的添加量。这些功能在工业洗衣机中也能够实现，还需得以进一步提高。

通过本控制系统的设计，不仅能够培养独立的工作能力，而且也能够提高动手的能力，相信会对今后的学习、工作、生活有着非常重要的影响。总之，这次设计为以后面向实际应用打开了大门，为以后做各项工作和进一步学习奠定了基础。

参考文献

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数控机床单片机控制系统设计

简易数控机床控制系统设计学号：0601302009 专业：机械电子工程姓名：浦汉军 2007，9，10 南宁任务：设计以单片机为控制核心的简易数控机床的数字程序控制器。要求 1、能用键盘控制工作台沿+X、-X、+Y、-Y向运动，以校正工作台位置。 2、可用于加工直线和圆弧。 3、在运行过程中可人工干预而紧急停车。 4、能实现越界报警。 5、可与PC机通讯。总体方案设计一、数控系统硬件电路设计选用MCS-51系列的8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片EPROM用于存放控制程序、固定批量生产的工件加工程序和数据，再选用一片8kb的6264RAM作为存放试制工件或小批量生产的工件加工程序和数据。由于系统扩展，为使编程地址统一，采用74LS138译码器完成译码法对扩展芯片进行寻址的功能。还要考虑机床与单片机之间的光电隔离、功率放大电路。其设计框图如下图所示：图1.1 总体设计框图工作原理：单片机系统是机床数控系统的核心，通过键盘输入命令，数控装置送来的一系列连续脉冲通过环形分配器、光电耦合器和功率放大器，按一定的顺序分配给步进电动机各相绕组，使各相绕组按照预先规定的控制方式通电或断电，这样控制步进电动机带动工作台按照指令运动。1．各单元电路设计

CE ：片选信号，低电平有效，输入：读信号，低电平有效，输入 PGM ：编程脉冲输入端，输入 Vpp ：编程电压(典型值为12.5V) Vcc ：电源(+5V) GND ：接地(0V) D 0 11D 1 12D 2 13D 3 15D 4 16D 5 17D 6 18D 719A 010 A 19 A 28 A 37 A 46 A 55 A 64A 73 A 825 A 924 A 1021 A 1123 A 122 G ND 14 C E 20PGM 27V cc 28 V pp 1N C 26 O E 222764 ：片选信号输入线，低电平有效。输出允许编程逻辑译码输出缓冲 256 256存储矩阵 A12 A11 ``` A0 OE PGM CE D0 ``` D7

plc实验全自动洗衣机控制

全自动洗衣机控制 1、设计任务和目的通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《电气控制与可编程控制器技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握PLC可编程软件的使用，程序的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事自动化设计、研发自动化产品打下良好的基础。 2、设计要求全自动洗衣机的洗衣桶和脱水桶是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。内桶可以旋转，作脱水用。内桶的四周有很多小孔，使内外桶的水流相通。该洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、低水位开关分别用来检测高、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。 3、控制要求 PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。（1）按下启动按扭及水位选择开关，开始进水，水满（即水位到达高低）时停止进水。（2） 2 秒后开始洗涤。（3）洗涤时，正转15 秒后暂停，暂停 3 秒后开始反转洗涤，反转洗涤15 秒后暂停，暂停 3 秒。（4）如此循环 3 次后开始排水，排空后（水位下降到低位）开始脱水并继续排水。脱水10秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。（5）若未完成 3 次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了 3 次大循环，则进行洗完报警。（6）报警10 秒结束全部过程，自动停机。（7）此外按排水按钮可实现手动排水；按停车按扭可停止进水、排水、脱水及报警。 4、实验内容 4.1全自动洗衣机的工作原理洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。洗涤正转、反转由洗涤

基于PLC的全自动洗衣机控制

山西职业技术学院电气工程与自动化系毕业设计（论文）任务书题目名称：基于PLC的全自动洗衣机学生学号：1012100317 指导教师：****** 学生姓名：王堃学生专业：电气自动化山西职业技术学院电气工程与自动化系 2012年12月 1日

基于PLC的全自动洗衣机控制摘要随着科学技术不断进步和社会飞速发展，洗衣机成为人民日常生活息息相关的家用电器产品。传统洗衣机基于电器的控制，已经不能满足人们对其自动化程度的要求了。洗衣机要更好地满足人们的需求，必须借助于自动化技术的发展。自动化技术的飞速发展，使得洗衣机由最初的半自动式发展到现在的全自动式，并正在向智能化洗衣机方向发展。洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。基于全自动洗衣机的应用日益广泛，本次设计利用西门子公司生产的PLC控制全自动洗衣机，与传统的继电器逻辑控制系统相比较，洗衣机可靠性、节能性得到了提高。PLC控制不需要大量的活动部件和电子元器件，它的接线也大大减少，与此同时系统维修简单、维修时间缩短。本文首先介绍了洗衣机的发展，然后重点介绍了洗衣机的设计，对程序流程图及编程软件进行了说明，最后对系统进行了仿真。PLC采样按钮及限位开关外部输入信号的变化，执行相应的程序，然后输出控制电机正反转及脱水处理，控制方式灵活多样。最后就本课题所做的工作进行了总结，并对进一步的研究提出了自己的看法。本次设计的全自动洗衣机工艺要求有待改善，不可以单独脱水及洗衣时间的设置；由于时间有限，没做进一步的改善。基于全自动洗衣机在日常生活中广泛运用，本设计具有广泛的推广价值。关键词：全自动洗衣机, PLC, 控制

电气控制与PLC(设计题)

《电器控制与PLC技术》习题集设计题 1. 画出三相异步电动机即可点动又可连续运行的电气控制线路 2. 画出三相异步电动机三地控制（即三地均可起动、停止）的电气控制线路

3．为两台异步电动机设计主电路和控制电路，其要求如下： ⑴两台电动机互不影响地独立操作启动与停止； ⑵能同时控制两台电动机的停止； ⑶当其中任一台电动机发生过载时，两台电动机均停止 4．试将以上第3题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序

5. 试设计一小车运行的继电接触器控制线路，小车由三相异步电动机拖动，其动作程序如下： ⑴小车由原位开始前进，到终点后自动停止； ⑵在终点停留一段时间后自动返回原位停止； ⑶在前进或后退途中任意位置都能停止或启动

6. 试将以上第5题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序

7. 试设计一台异步电动机的控制电路要求： 1）能实现启、停的两地控制； 2）能实现点动调整； 3）能实现单方向的行程保护； 4）要有短路和过载保护 8. 试设计一个工作台前进——退回的控制线路工作台由电动机M拖动，行程开关SQ1、SQ2分别装在工作台的原位和终点要求： 1）能自动实现前进—后退—停止到原位； 2）工作台前进到达终点后停一下再后退； 3）工作台在前进中可以立即后退到原位；

4）有终端保护 9. 有两台三相异步电动机M1和M2，要求： 1） M1启动后，M2才能启动； 2） M1停止后，M2延时30秒后才能停止； 3） M2能点动调整试作出PLC输入输出分配接线图，并编写梯形图控制程序

数控机床进给系统设计

第一章、数控机床进给系统概述数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示：图1-1数控机床进给系统伺服由于各种数控机床所完成的加工任务不同，它们对进给伺服系统的要求也不尽相同，但通常可概括为以下几方面：可逆运行；速度范围宽；具有足够的传动刚度和高的速度稳定性；快速响应并无超调；高精度；低速大转矩。 1.1、伺服系统对伺服电机的要求（1）从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r /min 或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。（2）电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。（3）为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。（4）电机应能随频繁启动、制动和反转。随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展，数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。由位置、速度和电流构成的三环反馈全部数字化、软件处理数字PID，使用灵活，柔性好。数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施，使控制精度和品质大大提高。数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统。这也是数控车床区别于普通车床的一个特殊部分。 1.2、伺服系统的分类数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反

馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反馈电路组成检测系统。进给伺服系统按其控制方式不同可分为开环系统和闭环系统。闭环控制方式通常是具有位置反馈的伺服系统。根据位置检测装置所在位置的不同，闭环系统又分为半闭环系统和全闭环系统。半闭环系统具有将位置检测装置装在丝杠端头和装在电机轴端两种类型。前者把丝杠包括在位置环内，后者则完全置机械传动部件于位置环之外。全闭环系统的位置检测装置安装在工作台上，机械传动部件整个被包括在位置环之内。开环系统的定位精度比闭环系统低，但它结构简单、工作可靠、造价低廉。由于影响定位精度的机械传动装置的磨损、惯性及间隙的存在，故开环系统的精度和快速性较差。全闭环系统控制精度高、快速性能好，但由于机械传动部件在控制环内，所以系统的动态性能不仅取决于驱动装置的结构和参数，而且还与机械传动部件的刚度、阻尼特性、惯性、间隙和磨损等因素有很大关系，故必须对机电部件的结构参数进行综合考虑才能满足系统的要求。因此全闭环系统对机床的要求比较高，且造价也较昂贵。闭环系统中采用的位置检测装置有：脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、磁尺、光栅尺和激光干涉仪等。数控车床的进给伺服系统中常用的驱动装置是伺服电机。伺服电机有直流伺服电机和交流伺服电机之分。交流伺服电机由于具有可靠性高、基本上不需要维护和造价低等特点而被广泛采用。直流伺服电动机引入了机械换向装置。其成本高，故障多，维护困难，经常因碳刷产生的火花而影响生产，并对其他设备产生电磁干扰。同时机械换向器的换向能力，限制了电动机的容量和速度。电动机的电枢在转子上，使得电动机效率低，散热差。为了改善换向能力，减小电枢的漏感，转子变得短粗，影响了系统的动态性能。交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位，并随着新技术的发展而不断完善，具体体现在三个方面。一是系统功率驱动装置中的电力电子器件不断向高频化方向发展，智能化功率模块得到普及与应用；二是基于微处理器嵌入式平台技术的成熟，将促进先进控制算法的应用；三是网络化制造模式的推广及现场总线技术的成熟，将使基于网络的伺服控制成为可能。 1.3、主要设计任务参数车床控制精度：0.01mm（即为脉冲当量）；最大进给速度：V max=5m/min。最大加工直径为D =400mm，工作台及刀架重：110㎏；最大轴，向力=160㎏；导轨静摩擦系数=0.2； max 行程=1280mm；步进电机：110BF003；步距角：0.75°；电机转动惯量：J=1.8×10-2㎏.m2。

四工位组合机床控制系统设计说明书

四工位组合机床控制系统的设计【摘要】作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比，液压技术具有能量密度高﹑配置灵活方便﹑调速范围大﹑工作平稳且快速性好﹑易于控制并过载保护﹑易于实现自动化和机电液一体化整合﹑系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势，因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备，适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。四工位组合机床由四个工作滑台，各带一个加工动力头，组成四个加工工位。除了四个加工工位外，还有夹具，上下料机械手和进料器四个辅助装置以及冷却和液压系统共四个部分。机床的四个加工动力头同时对一个零件的四个端面进行加工。一次加工完成一个零件。要求具有全自动、半自动、手动三种工作方式,总体的控制流程,当按下启动按扭后，上料机械手向前，将零件送到夹具上，夹具加紧零件，同时进料装置进料，之后上料机械手退回原位，进料装置放料，然后四个工作滑台向前，四个加工动力头同时加工（洗端面），加工完成后。由四工位加所实现的是加工按次序加工。本次加工按次序分为在一工位装卸、二工位打中心孔、三工位钻孔、四工位加工螺纹。本文运用大学所学的知识，提出了四工位组合机床的结构组成、工作原理以及液压回转工作台液压系统、动力头液压系统的组成，构建了四工位组合机床机械、液压控制系统总的指导思想，从而得出了该四工位组合机床的优点是高效，经济，并且运行平稳的结论。关键词：液压技术四工位组合机床液压系统结论

基于PLC全自动洗衣机控制电路设计

目录一、设计课题：全自动洗衣机控制电路设计。二、课题内容：全自动洗衣机运行框图及梯形图控制程序的编制，并进行硬件接线。三、设计目的： 1．进一步掌握和巩固PLC控制的基本知识； 2.掌握PLC程序的设计及调试方法； 3. 熟练掌握PLC的硬件接线； 3．学会查阅有关专业资料及设计手册；四、程序设计任务及要求 1．控制要求（1）按下启动按钮及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，关水；（2）2秒后开始洗涤；（3）洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒；（4）如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒；（5）开始清洗，重复（1）-（4），清洗两遍；（6）清洗完成，报警3秒并自动停机；

（7）若按下停车按钮，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）。五、PLC机型日本三凌公司的F系列PLC:FX1N系列。六、控制全自动洗衣机的课题思路按下电源开关，选择水位高低，当水位到达固定液位后洗衣机开始洗涤衣服。要使用P LC来实现洗衣机的全自动，它的输入设备主要有电源按钮，启动按钮，水位选择按钮（高、中、低），排水和脱水按钮等。输出设备主要有电源指示灯，水位选择按钮信号灯（高、中、低），进水、排水指示灯，洗涤电动机由控制要求，首先打开电源，用户根据衣服的多少和大小进行水位的选择，当水位达到固定液位，电动机开始正转、反转进行洗衣，第一遍洗衣完成后自动排水、脱水开始再次洗涤，洗衣结束后蜂鸣器报警。七、全自动洗衣机控制程序流程图全自动洗衣机控制流程图八、全自动洗衣机I/O分配图

I/O地址分配表九、PLC端子接线图 PLC外部接线图十、全自动洗衣机控制梯形图十一、程序运行功能简要分析 1.按下X1启动按钮，洗衣机开始运行； 2.如果按下X1,X2,X3其中下一个进水感应开关，选择高中低水位由行程开关X7、X10、X11控制水位高低，当水位到达开关快关闭合进入下一步骤。

电气PLC控制系统设计任务书

电控及PLC课程设计任务书电气工程及其自动化专业盐城工学院电气工程学院

课程设计总体要求安排一.教学目的与任务电气控制与PLC是一门实践性要求较高的课程，学生除了在课堂内理解掌握本课程相关的理论知识外，必须通过一定实验室环境内的课题训练，实际动手设计和调试应用程序，进一步加深和强化课程理论知识应用。课程设计要求根据电气控制设备的工艺要求，运用所学过的电气控制的基本控制环节、典型控制线路及PLC的基础知识，以及电气控制系统设计的基本方法、步骤，查找有关资料，设计电气控制线路，选择电器元件，整理设计资料。在此过程中培养从事设计工作的整体观念，通过较为完整的工程实践基本训练，为全面提高学生的综合素质及增强工作适应能力打下一定的基础。鉴于本课程设计的重要性，要求每一位参加设计的同学必须做到态度端正积极，发挥自己的主动性，在课程设计过程中严谨认真的独立完成自己的课题设计，不得出现抄袭他人设计的现象，一经发现，该生课程设计成绩以不及格论处。二.主要内容 1）PLC的认识与使用： PLC的外观、电源、输入/输出端口、COM端、通信接口、外部负载、负载电源、扩展单元、模块、编程器； 2）基本操作练习：启动、停止、编程与程序传送、电源与输入/输出端口接线； 3）编程与仿真软件的学习与使用； 4）应用程序的设计与调试运行及演示。三.基本要求本课程设计共设10个应用设计题，每个学生选作1题，独立完成。在课程设计中，学生是主体，应充分发挥他们的主动性和创造性。教师的主导作用是引导其掌握完成设计内容的方法。为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点： 1）在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。 2）在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导数师的帮助，同时要广泛讨论，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。

参考自动化组合机床的plc控制系统设计.doc

设计项目名称自动化组合机床的PLC控制系统设计 Abstract This article introduced that the PLC control system design of Automatic combined machine tool, this system has a high degree of automation and precision, and also be widely used in industrial production and other fields. The traditional combined machine tool uses the relays generally, the precision is low, the reliability is not high, did not meet the social development need. Along with the PLC control technology's rapidly expand, as the core combined machine tool has highlighted its superiority take PLC. This paper first introduced that PLC and the history and development of the combined machine tools, and emphatically expounds the structure, movement and the control mode of combined machine tools, then the composition of PLC is analyzed, besides these, the general arrangement of PLC control system and the presentation of program are also given an overview, then we confirm PLC's type, distribute I/O address and external wiring. According to the related content we draw sequential function chart and use FXGPWIN software to draw PLC ladder diagram. At the end of the article we also introduced Fault diagnosis and exclusion of PLC control system and further summary fo the article. 【Key words】: PLC 、Mitsubishi FX series、combined machine tools 摘要本文介绍自动化组合机床的PLC控制系统设计，该系统具有自动化程度高，精度高等特点，在工业生产等领域有广泛应用。传统的组合机床采用继电器，精度低，可靠性不高，已不适合社会发展需要。随着PLC控制技术的迅速发展，以PLC为核心的组合机床控制系统已凸显出其优势。本文首先介绍PLC和组合机床的历史与发展，并论述了组合机床的运动形式以及控制方式，接着对PLC控制系统的总体设计和程序的表达方式做了概述，然后确定PLC型号、分配I/O地址和外部配线，接着根据相关内容画出顺序功能图并利用FXGPWIN软件

全自动洗衣机的PLC控制

课题二全自动洗衣机的PLC控制一、概述洗衣机的应用现在比较普遍。全自动洗衣机的实物示意图如图所示。全自动洗衣机的洗衣桶(外桶)和脱水桶(内桶)是以同一中心安放的。外桶固定.作盛水用。内桶可以旋转.作脱水(甩水)用。内桶的四周有很多小孔.使内外桶的水流相通。该洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时.通过电控系统使进水阀打开.经进水管将水注入到外桶。排水时.通过电控系统使排水阀打开.将水由外桶排出到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现.此时脱水桶并不旋转。脱水时.通过电控系统将离合器合上.由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、低水位开关分别用来检测高、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。二、设计任务和要求该全自动洗衣机的要求可以用流程图来表示。 PLC投入运行.系统处于初始状态.准备好启动。启动时开始进水.水满(即水位到达高水位)时停止进水并开始正转洗涤。正转洗涤15 s后暂停.暂停3 s后开始反转洗涤。反转洗涤15s 后暂停.暂停3 s后.若正、反洗涤未满3次.则返回从正转洗涤开始的动作；若正、反洗涤满3次时.则开始排水。排水水位若下降到低位时.开始脱水并继续排水。脱水10s即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。若未完成3次大循环.则返回从进水开始的全部动作.进行下一次大循环；若完成了3次大循环.则进行洗完报警。报警10s结束全部过程.自动停机。’此外.还要求可以按排水按钮以实现手动排水；按停止按钮以实现搬运.停止进水、排水、脱水及报警。

三、设计方案提示 1．I/O地址输入输出：启动按钮：进水电磁阀 Xl：停止按钮：电动机正转接触器：排水按钮：电动机反转接触器：高水位开关：排水电磁阀：低水位开关：脱水电磁阀：报警蜂鸣器 2．方案提示 ①用基本指令、定时指令和计数指令组合起来设计该控制程序。 ②用步控指令实现该控制。

数控铣床控制系统设计

控制系统课程项目设计说明书项目名称：数控铣床控制系统设计系别：机械电子工程系专业：机械设计制造及其自动化姓名：city 学号：09128888 组员：学号：学号：指导教师：陈少波

完成时间：2012 年 6 月8 日至2012 年 6 月22 日目录 1 概述 (3) 1.1 设计目的 (3) 1.2使用设备 (3) 1.3设计内容及要求 (4) 2 NUM1020控制系统设计 (4) 2.1 功能概述 (4) 2.2 主要元器件选型 (5) 2.2.1电机选型 (5) 2.2.2 伺服驱动器与变频器选型 (8) 2.3 电路原理设计 (9) 2.3.1 电源供电设计 (9) 2.3.2 驱动电路设计 (10) 2.3.3 电机编码器与伺服驱动器连接设计 (10) 2.3.4 手轮与轴卡连接设计 (11) 2.3.5铣床控制电路设计 (12) 2.4 控制系统设计 (13)

2.4.1控制系统功能设计 (13) 2.4.2 参数设置 (14) 2.4.3 程序设计 (16) 3 总结 (20) 1 概述 1.1 设计目的 1）、掌握简单数控铣床控制系统的设计过程 2）、掌握常用数控系统（NUM1020）的操作过程 3）、掌握交流伺服电机的工作方式及应用过程 4）、了解数控系统内置式PLC 的实现原理及编程方式 5)、掌握数控系统自动控制功能程序的设计及开发过程 1.2使用设备 1)、NUM1020数控系统一套 2)、安川交流伺服电机3套 3)、计算机及梯形图编辑软件一套

1.3设计内容及要求 1）、以实验室现有的设备（NUM1020数控系统）作为控制器，参照实验室现有的数控铣床的功能，完成一台具有3轴联动功能的数控铣床的电气系统设计过程。 2）、移动轴（3轴）采用实验室现有的交流伺服电机进行驱动，采用半闭环位置控制模式。 3）、主轴采用实验室现有的变频调速器进行设计驱动，系统不要求具备自动换刀功能。 4）、完成PLC输入输出点的分配。 5）、具有行程及其他基本的保护功能。 6）、设计相关功能的梯形图控制程序（要求具有：手动进给功能、手轮进给功能、MDI功能、自动控制功能及各种基本的逻辑保护功能） 7）、完成设计报告。 2 NUM1020控制系统设计 2.1 功能概述此三轴联动数控铣床由X、Y、Z轴三轴及主轴组成，X、Y、Z轴采用伺服电机传动，由伺服驱动器驱动。主轴采用普通三相异步电机，由变频器驱动。数控系统采用NUM1020数控系统。由NUM1020数控系统作为控制核心，三台伺服驱动器通过NUM1020系统的轴卡地址编码控制，主轴变频器由数控系统

C650普通车床电气控制系统设计说明-书

目录第1章引言·1 1.1 可编程控制器的简单介绍··1 1.2 西门子S7-200 的简单介绍··4 1.3 C650卧式车床简述··5 第2章继电接触器控制系统设计·7 2.1 C650卧式车床的控制要求··7 2.2 电气控制线路分析··7 2.3 C650卧式车床电气控制线路的特点··9 第3章C65O普通车床的PLC 设计过程·10 3.1 控制要求··10 3.2 方案说明··10 3.3 确定I/O信号数量，选择PLC的类型··10 3.4 C650普通车床PLC控制系统I/O地址分配表··11 3.5 控制电路设计··11 3.6 PLC控制程序设计··13 3.7 C650普通车床控制系统PLC控制程序语句表··15 3.8 系统调试··18 结论·19

设计总结·20谢辞·21 参考文献·22

第1章引言本设计主要针对C650普通车床进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。 1.1 可编程控制器的简单介绍 1.1.1 PLC的工作原理 PLC 英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种机械或生产过程。 PLC采用循环扫描的工作方式，即顺序扫描，不断循环这种工作方式是在系统软件控制下进行的。当PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编写好并存于用户存储器中的程序，按序号作周期性的程序循环扫描，程序从第一条指令开始，逐条顺序执行用户的程序直到程序结束。然后重新返回第一条指令，再开始下一次扫描；如此周而复始。实际上，PLC扫描工作除了执行用户程序外，还要完成其他工作，整个工作过程分为自诊断、通讯服务、输入处理、输出处理、程序执行五个阶段。 1.1.2 可编程序控制器的组成可编程序控制器硬件由中央处理器、电源、输出组件、输入组件、输入输出、编程器六部分构成: 中央处理器（Central Processor Unit 简称CPU）：它是可编程序控制器的心脏部分。CPU 由微处理器（Microproce-ssor）存储实际控制逻辑的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。电源（Power Supply）：给中央处理器提供必需的工作电源。输入组件（Inputs）：输入组件的功能是将操作开关和现场信号送给中央处理器。现场信号可能是开关量、模拟量或针对某一特定目的使用的特殊变量。输出组件（Outputs）：输出组件接收CPU 的控制信号，并把它转换成电压或电流等现场执行机构所能接收的信号后，传送控制命令给现场设备的执行器。输入输出（简称I/O）是可编程序控制器的“手”和“脚”或者叫作系统的“眼睛”

基于PLC全自动洗衣机控制系统方案

本科生毕业设计（论文）题目基于PLC的全自动洗衣机控制系统

基于PLC的全自动洗衣机控制系统摘要：随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，家庭电器全自动化成为必然的发展趋势。全自动洗衣机的产生极大的方便了人们的生活。洗衣机是国家电业唯一不打价格战的行业，经过几年的平稳发展，国产洗衣机无论在质量上还是功能上都和世界领先水平同步。纵观洗衣机市场，高效节能、省水、省电、环保型洗衣机一直在市场上占主导地位。根据全自动洗衣机的工作原理,利用可编程控制器PLC实现控制,说明了PLC控制的原理方法,特点及控制洗衣机的特色。PLC的优点是：可靠性高，耗电少，适应性强，运行速度快，寿命长等，为了进一步提高全自动洗衣机的功能和性能，避免传统控制的一些弊端，就提出了用PLC来控制全自动洗衣机这个课题。全自动洗衣机控制系统利用了西门子S7-200系列PLC的特点,对按鈕,电磁阀,开关等其他一些输入/输出点进行控制,实现了洗衣机洗衣过程的自动化。由于每遍的洗涤,排水,脱水的时间由PLC计数器控制,所以只要改变计数器参数就可以改变时间。可以把上面设定的程序时间定下来,作为固定程序使用,也可以根据衣物的质地,数量及油污的程度来编程。该论文就怎样利用PLC来控制全自动洗衣机进行了调查，对其中软件设计、硬件设计等问题进行了分析和研究，实现了全自动洗衣机的正常运行和强制性停止功能。关键词：PLC；自动；定时；控制

Entire automatic washer control system design Undergraduate：Qiu Yun qiao Supervisor：Yuan Liang Abstract:Along with the social economy development and the science and technology level enhancement, the family electric appliance entire automation becomes the inevitable development tendency. Entire automatic washer production enormous convenience people's life. The washer is the domestic electrical appliances industry does not only hit the profession which the price fights, passes through several year steady development, the domestically produced washer regardless of in quality or in function all with world leading horizontal synchronization. Looks over the washer market, the highly effective energy conservation, the province water, the province electricity, the environmental protection washer continuously occupy the dominant position in the market. How does this paper study controls the entire automatic washer using PLC, to question and so on software design, hardware design has carried on the analysis and the discussion, has realized the entire automatic washer normal operation and compulsory stops the function. Keywords: PLC; control; delay;entire automatic

PLC电梯控制系统的设计

河南工业职业技术学院毕业设计题目 PLC电梯控制系统的设计系院电气工程系专业班级学生姓名学号指导教师

前言随着电子技术的发展，当前数字电器系统的设计正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流发展的引擎就是日趋进步和完善的PLC设计技术。目前数字系统的设计可以直接面向用户需求，根据系统的行为和功能的要求，自上而下的完成相应的描述、综合、优化、仿真与验证，直接生成器件。上述设计过程除了系统行为和功能描述以外，其余所有的设计几乎都可以用计算机来自动完成，也就说做到了电器设计自动化这样做可以大大的缩短系统的设计周期，以适应当今品种多、批量小的电子市场的需求。电器设计自动化的关键技术之一是要求用形式化的方法来描述数字系统的硬件电路，即要用所谓的硬件语言来描述硬件电路。所谓硬件描述语言及相关的仿真、综合等技术的研究是当今电器设计自动化领域的一个重要课题。 PLC的设计和开发，已经有多种类型和款式。传统的PLC各有特点，它们适合在现场做手工测量，要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理，传统PLC是无法完成的。然而基于PC 通信的PLC，既可以完成测量数据的传递，又可借助PC，做测量数据的处理。所以这种类型的PLC无论在功能和实际应用上，都具有传统PLC无法比拟的特点，这使得它的开发和应用具有良好的前景。

目录 1.前言 2.电梯控制基本概念 3.电梯控制的组成 4.电梯控制的移动 5.电梯PLC系统的模拟组态 6.货运电梯重量超载的控制 7.总结 8.参考文献

2. PLC电梯控制的基本概念电梯控制系统可分为电力拖动系统和电气控制系统两个主要部分。电力拖动系统主要包括电梯垂直方向主拖动电路和轿箱开关电路。二者均采用易于控制的直流电动机作为拖动动力源。主拖动电路采用PWM调试方式，达到了无级调速的目的。而开关门电路上电机仅需一种速度进行运动。电气控制系统则由众多呼叫按钮、传感器、控制用继电器、指示灯、LED七段数码管和控制部分的核心器件（PLD）等组成。PLC集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体，与电梯电力拖动系统一起实现了电梯控制的所有功能。电梯控制系统原理框图如图1所示，主要由轿箱内指令电路、门厅呼叫电路、主拖动电机电路、开关门电路、档层显示电路、按钮记忆灯电路、楼层检测与平层检测传感器及PLC电路等组成的。电梯控制系统的硬件结构如图2所示。包括按钮编码输入电路、楼层传感器检测电路、发光二极管记忆灯电路、PWM控制直流电机无线调速电路、轿箱开关电路、楼层显示电路及一些其他辅助电路等。为减少PLC输入输出点数，采用编码的方式将31个呼叫及指层按钮编码五位二进制码输入PLC PLC系统的其它设备 1 编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC 所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。 2 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。 3 输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。

数控机床系统设计(1)

红字的意思是没找到答案，蓝字的意思是不确定；有错别字不负责啊。。。学渣整理，此资料仅供参考╮(╯▽╰)╭ 一 ⒈数控机床通常由哪几部分组成？各部分的作用和特点是什么？　控制介质　作用：在数控机床加工时，携带和传输所需的各种控制信息。特点：是存储数控加工所要的全部动作和刀具相对于工件位置信息的媒介物，它记载着零件的加工程序。　数控装置　作用：是数控机床的核心，它根据输入的程序和数据，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，进行规定的、有序的动作。特点：可分为普通数控系统NC 和计算机数控系统CNC 两类。　伺服机构　作用：根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移。特点：由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成，与机床上的执行部件和机械部件组成数控机床的进给系统。　机械部件　作用：包含有主运动部件、进给运动执行部件、拖板和传动部件等。特点：传动结构要求更为简单，精度、刚度、抗震性等方面要求更高，且其传动和变速系统要便于实现自动化控制。 ⒉简述数控机床的分类　按运动方式分　点位控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，移动过程不需要切削；点位直线控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，且运动轨迹为直线，移动部件在移动过程中进行切削；轮廓控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，并能控制将零件加工成一定的轮廓形状。　按控制方式分　开环控制系统：不具有反馈装置，系统精度较低；半闭环控制系统：具有角位移检测装置，定位精度较高，调试方便，稳定性好；闭环控制系统：具有直线位置检测装置，具有检测、比较和反馈装置，定位精度高，但结构复杂。　按数控系统的功能水平分：低、中、高档次 ⒊什么是开环、半闭环和闭环控制系统？其特点是什么？适用于什么场合？　①开环控制系统是指不带反馈装置的控制系统；特点是不能进行误差校正，因此系统精度较低；适用于低精度要求的数控机床。　②半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置的控制系统；特点是调试方便，稳定性好精度较高；目前应用较为广泛。　③闭环控制系统是在机床移动部件位置上直接装有直线位置检测装置的控制系统；特点是定位精度高，调试维修较为困难；适用于精度要求高的数控机床。 ⒋脉冲当量、定位精度和重复定位精度的含义是什么？　脉冲当量：数控装置每发出一个脉冲信号，反映到机床位移部件上的移动量。　定位精度：数控机床工作台等移动部件在确定的终点所到达的实际位置的精度。　重复定位精度：在同一台数控机床上，应用相同程序、相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。⒌数控轴数与联动轴数的区别。　控制轴即机床数控装置能够控制轴的数目，而联动轴即同时控制多个轴的运动。数控轴数越多，功能就越强，机床　的复杂程度和技术含量也越高；联动轴数越多，机床控制和编程难度越大。 ⒎数控车床床身和导轨有几种布局形式？每种布局形式的特点是什么？　有四种布局形式　①平床身：工艺性好，便于导轨面的加工；　②斜床身：排屑方便，便于安装自动排屑器，操作方便，易于实现单机自动化和封闭式防护；　③平床身斜滑板：工艺性好，排屑方便；　④立床身：排屑最为方便。二⒈数控机床设计方案的特点是什么？　设计手段计算机化；设计方法综合化；设计对象系统化；设计问题模型化；设计过程程式化与并行化。、管路敷设技术通过管线敷设技术不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

PLC控制的全自动洗衣机课程设计程序及调试图

目录摘要…………………………………………………………. 1.1 设计题目 1.2全自动洗衣机PLC控制的控制要求及工作原理 1.2.1全自动洗衣机的基本结构和工作流程 1.2.2洗衣机控制要求及工作原理 2.1全自动洗衣机控制系统的硬件设计 2.1.1控制系统硬件控制方案 2.2.2 PLC控制和I/O分配 3.1全自动洗衣机控制系统程序设计 3.1.1程序流程分析

3.2.2程序的编制及调试 4.1总结 5.1参考文献摘要随着科学技术不断进步和社会飞速发展，洗衣机成为人民日常生活息息相关的家用电器产品。洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。本文首先介绍了洗衣机的发展，然后重点介绍了洗衣机的设计，对程序流程图及编程软件进行了说明，最后对系统进行了仿真。本次设计采用步进顺控指令编程，根据工艺要求编程简单、可允许双线圈使用，PLC采样按钮及限位开关外部输入信号的变化，执行相应的程序，然后输出控制电机正反转及脱水处理。最后就本课题所做的工作进行了总结，并对进一步的研究提出了自己的看法。本次设计的全自动洗衣机工艺要求有待改善，不可以单独脱水及洗衣时间的设置；由于时间有限，没做进一步的改善。基于全自动洗衣机在日常生活中广泛运用，本设计具有广泛的推广价值。 Abstract With the continuous progress of science and technology and the rapid development of society, washing into people's everyday life, household products.