plc洗衣机论文1
- 格式:docx
- 大小:655.58 KB
- 文档页数:25
1 绪论1.1选题背景及意义洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电,已经成为人们生活中不可缺少的家用电器。
随着现代人们生活节奏的不断加快传统的基于继电器控制的洗衣机,已经不能满足人们对洗衣机的自动化程度的要求了。
洗衣机需要更好地满足人们的需求,必须借助于自动化技术的发展。
而随着PLC技术的发展,用PLC作为控制器,就能很好地满足全自动洗衣机对自动化的要求,并且控制方式灵活多样,控制模式可以根据不同场合的应用而有所不同。
自动化技术的飞速发展使得洗衣机由初始的半自动式洗衣机发展到现在的全自动洗衣机,又正在向智能化洗衣机方向发展。
1.2洗衣机的发展历史及现状洗衣机是一种以机洗代替人工搓洗的洗涤设备。
从第一台洗衣机的出现至今已有一百多年的历史,1874年,美国人比尔·布莱克斯发明了木制手摇洗衣机,这是世界上第一台人工搅动洗衣机。
布莱克斯的洗衣机构造极为简单,是在木筒里装上6块叶片,用手柄和齿轮传动,使衣服在筒内翻转,从而达到“净衣”的目的。
这套装置的问世,让那些为提高生活效率而冥思苦想的人士大受启发,洗衣机的改进过程开始大大加快。
1911年,美国又试制成功世界上第一台电动洗衣机。
电动洗衣机的问世,标志着人类家务劳动自动化的开端。
1920年美国的玛依塔格公司将洗衣机的木质桶改为铝制桶,第二年又把铝制桶改为外层铸铝、内层为铜板的双层结构,之后又研制成功搅拌式洗衣机,这种洗衣机是在筒中心装上一个立轴,在立轴下端装有搅拌翼,电动机带动立轴,进行周期性的正反摆动,使衣物和水流不断翻滚,相互摩擦,以此涤荡污垢。
搅拌式洗衣机结构科学合理,受到人们的普遍欢迎。
不过10年之后,美国本德克斯航空公司宣布,他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机,洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。
这意味着电动洗衣机的型式跃上一个新台阶,朝自动化又前进了一大步!直至今日,滚筒式洗衣机在欧美国家仍得到广泛应用。
第二次世界大战后,洗衣机得到迅速发展,首先由英国研制并推出了一种喷流式洗衣机,它是靠筒体一侧的运转波轮产生的强烈涡流,使衣物和洗涤液一起在筒内不断翻滚,洗净衣物。
绪论 (1)第1述. 可编程控制器的概述 (2)1.1可编程控制器的产生及定义 (2)1.1.1 可编程控制器的产生 (2)1.1.2可编程控制器的定义 (3)1.2可编程控制器的组成 (3)1.3可编程控制器的工作原理 (6)1.4可编程控制器的分类 (6)1.5可编程控制器国外状况 (8)第2述. PLC控制系统设计概述 (8)2.1PLC控制系统设计要求 (8)2.1.1 流程图功能说明 (8)2.1.2 PLC程序设计的步骤 (9)2.2PLC系统设计流程图 (10)2.3可编程控制器控制系统设计的基本步骤 (10)第3述. 全自动洗衣机控制系统的分析 (12)3.1PLC控制全自动洗衣机的研究意义 (12)3.2全自动洗衣机的工艺要求及动作流程 (13)3.3洗衣机程序分析 (13)3.3.1主接线路如下图所示: (14)3.3.2 PLC硬件连接线路如下图所示: (15)3.3.3设计功能顺序如下图所示: ............................. - 1 - 3.4、I/O口及定时器/计数器说明.. (2)3.5梯形图 (3)3.6语句表 (6)3.7操作说明 (8)结论..................................................... - 9 - 致........................................................ - 10 - 参考文献..................................................... - 11 -绪论可编程控制器是在继电器控制和计算机技术的基础上,逐渐发展起来的以微处理器为核心,集微电子技术,自动化技术,计算机技术通信技术为一体,以工业自动化控制为目标的新型控制装置。
它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。
第1章绪论1.1 课题背景随着社会的发展工业化的加速,出现了洗衣机,再就是自动化洗衣机。
无论是波轮式洗衣机也好,还是滚筒式洗衣机也好,都朝着智能化、水流方式多样化、洗衣方式创新化、设计更趋人性化四大特征方向发展。
传统的电气控制已经不能满足现状的要求了。
使智能化的控制取代了传统的工业控制,洗衣机的工作原理:全自洗衣机的洗衣桶(外桶)和脱水桶(内桶)是以同一心安放的,内桶可以旋转,作为脱水用。
内桶的周围有许多小孔,使内桶和外桶的水流相通,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。
进水时通过控制系统将进水电磁阀打开,经进水管将水注入到外桶。
排水时,通过控制系统将排水电磁阀打开,将水由外桶排到机外。
洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正、反转来实现,此时脱水桶并不旋转。
脱水时,控制系统将离合器合上,由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。
高、低水位控制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。
随着先进科学技术发展.应用于洗衣机上的技术越来越成熟,洗衣机的发展也越来越快,将来的洗衣机主要主要朝以下几个方面发展:(1)高度智能化;(2)健康化(3)节水节能;(4)大容量和微型化;本次设计主要采用PLC 控制技术来设计全自动洗衣机控制系统,跟传统的洗衣机相比更具有智能,实时监控,人性化的功能。
本系统最大的优点集中体现在:实现功能齐全、外围电路简单、时间计算精确以及可维护方便等。
具有可靠性高、安全性好、开发价值高等一系列优点。
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在工业全自动洗衣机控制系统中的应用毕业论文第一篇:PLC在工业全自动洗衣机控制系统中的应用毕业论文XXX学校Xx办学点毕业论文课题名称:PLC在工业全自动洗衣机控制系统中的应用专业:班级:学籍号:学生姓名:导师姓名:提交日期:PLC在工业全自动洗衣机控制系统中的应用(姓名)摘要:随着科学技术和生活水平的提高,洗衣机的洗涤水平也随着科技的发展大大提高。
PLC在运用中,硬件也相对简单,提高控制系统的可靠性,另外它的编程语言也相对简单。
本文选择三菱F1—20MR为核心部件,着重进行硬件接口设计,利用梯形图和语句表进行编程,实现了全自动洗衣机控制系统的自动化。
关键词:全自动洗衣机;PLC;控制一、工业全自动洗衣机的自动控制目前洗衣机是一种耳熟能详的家用电器,随着科技的进步和人们生活质量的提高,以及人们对精神文明的高度追求,所以目前市场上还是有很大的发展空间。
不同材质的衣物越开越多,对洗衣机的要求也越来越高。
智能控制洗衣机的动力系统是目前研究的方向,在工业控制系统中广泛运用的PLC,它是整体模块,集中了驱动电路,检测电路和保护电路以及通讯联网功能。
现代的全自动化洗衣机实现了洗衣机由进水、洗涤、排水、脱水、报警到停机的自动化过程。
1.进水和排水系统全自动洗衣机的洗衣桶和脱水桶是以同一轴心安放的。
脱水桶的周围有许多小孔,使内桶和外桶的水流相通。
全自动洗衣机的进水系统采用水位压力开关和进水阀,由程序控制器调节。
设有溢水口,其位置在盛水桶上口部。
漂洗时,它能让洗涤液中的泡沫和污水溢出,有利于漂清。
全自动洗衣机水位开关一般有三档水位控制,并都有低水位、中水位、高水位、再注水等功能当进水阀注水,内桶水位增高到预选水位时,主电机导通,进水阀断开,并开始洗衣。
全自动洗衣机的排水系统由程序来控制排水电磁阀,牵引排水阀。
2.洗涤与脱水系统全自动洗衣机主要是通过波轮对衣物的翻滚达到洗涤目的。
为了保证洗涤效果,洗涤桶的内壁上必需设计成凸形来增大摩擦力,达到满意的洗涤效果,提高洗涤率。
PLC的全自动洗衣机控制系统设计论文摘要:本文介绍了一种基于PLC的全自动洗衣机控制系统的设计,该系统可实现洗涤、漂洗、脱水等各种洗衣工序的自动控制。
设计了主控制程序,通过PLC控制洗衣机的运行,实现了起停、水位控制、温度控制等功能。
结果表明,该系统能够稳定可靠地完成洗衣机的各种洗涤工序,提高了洗衣机的工作效率和洗涤质量。
关键词:PLC;全自动洗衣机;控制系统1.引言洗衣机是现代家庭必备的家电之一,人们的生活水平日益提高,对洗衣机的性能和功能要求也越来越高。
全自动洗衣机通过引入PLC控制系统,可以实现对洗衣机的各个环节进行精确控制,提高洗衣机的工作效率和洗涤质量。
本文以全自动洗衣机的控制系统设计为研究对象,通过对洗衣机的需求分析和PLC的特点分析,设计了一种全自动洗衣机控制系统。
2.需求分析2.1功能需求全自动洗衣机的基本功能包括洗涤、漂洗和脱水,在此基础上,还需要具备一些特殊功能,如预约洗衣、温度控制等。
2.2性能需求全自动洗衣机的性能需求主要包括工作效率、洗涤质量和可靠性。
洗衣机应具备高效的洗涤能力,能够快速完成洗衣工序;同时,在洗涤过程中,应保证洗净度和漂洗效果,确保洗涤质量;此外,由于洗衣机是长时间连续工作的,必须保证其可靠性,防止系统故障。
3.PLC的特点分析PLC(Programmable Logic Controller)是一种可编程逻辑控制器,具有高速、稳定、可靠的特点。
由于PLC具备多输入多输出的能力,可以同时控制多个设备,适合用于控制系统的设计。
4.全自动洗衣机控制系统设计4.1系统框图设计根据需求分析和PLC的特点分析,设计了全自动洗衣机的控制系统框图。
系统主要由PLC、传感器、执行器和人机界面组成。
PLC作为核心控制设备,通过接收传感器反馈的信号,控制执行器的运动,实现洗衣机的自动控制。
同时,通过人机界面可以方便用户对洗衣机进行操作和设置。
4.2主控制程序设计根据洗衣机的工作流程,编写了主控制程序。
江西农业工程职业学院毕业设计(论文)基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计论文学生向汝冰指导教师聂卫平(讲师)专业机电一体化层次大学专科班级07大专机电(2)学号A0711235日期 2 0 10年3 月江西农业工程职业学院科研处制原创性声明本人声明所呈交的毕业论文(设计)是我个人进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文(设计)中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,已在毕业论文(设计)中作了明确的说明并表示了谢意。
学生签名: 时间:年月日关于论文(设计)使用授权的说明本人完全了解《江西农业工程职业学院本、专科毕业论文(设计)工作条例(暂行规定)》对:“成绩为优秀毕业论文(设计),江西农业工程职业学院将有权选取部分论文(设计)全文汇编成集或者在网上公开发布。
如因著作权发生纠纷,由学生本人负责”完全认可,并同意江西农业工程职业学院可以以不同方式在不同媒体上发表、传播毕业论文(设计)的全部或部分内容。
江西农业工程职业有权保留送交论文(设计)的复印件和磁盘,允许论文(设计)被查阅和借阅,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文(设计)。
[保密的毕业论文(设计)在解密后应遵守此协议]学生签名: 时间:年月日密级:摘要本文介绍了利用三菱FX2N系列PLC对全自动洗衣机控制系统总体控制,阐述了控制方案。
实现全自动洗衣机控制系统总体控制有多种,可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。
近年来随着科技的飞速发展,单片机、PLC的应用不断地走向深入,同时带动传统的控制检测技术的不断更新。
本文采用日本三菱公司生产的FX2N-48MR型PLC 作为核心控制器进行全自动洗衣机控制系统的设计,并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。
同时根据全自动洗衣机控制系统总体控制要求和特点,确定PLC 的输入输出分配,并进行现场调试关键字:PLC 全自动洗衣机控制系统 PLC程序设计PickThis paper describes the use of PLC FX2N mitsubishi series of automatic washing machine control system, overall control, this paper expounds the control scheme. Realize full-automatic washing machine control system has a variety of overall control, can use the analog and digital early hybrid circuit module circuit or. In recent years, with the rapid development of science and technology, the application of PLC and single-chip constantly to further, while traditional control test technology constantly updated. Based on the production FX2N mitsubishi Japan as the core 48MR - type PLC controller for automatic washing machine control system design, and the system structure and design program instruction, ladder diagram and the input and output terminals of allocation scheme. According to the overall control of automatic washing machine control system, PLC requirements and characteristics of distribution of input and output, and commissioningKey words: PLC automatic washing machine control system, PLC programdesign目录1 引言 (4)2 全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定 (5)2.1 总体控制方案确定 (5)2.1.1 控制系统的比较 (5)2.2.2 洗衣机的PLC控制系统概述 (6)3 全自动洗衣机的基本结构 (7)3.1 全自动洗衣机的原理和构造 (7)3.2 洗涤脱水系统 (10)3.3 排水和进水系统 (10)3.4 电动机及传动系统 (11)4 电气控制系统 (12)4.1 控制系统结构 (12)4.2 控制系统原理 (13)4.3 检测电路系统 (13)5 主要器件的选择 (15)5.1 电动机的选择 (15)5.2 传感器的选择 (15)5.3 可编程控制器外部设计 (16)6 软件设计 (18)6.1 系统的顺序功能图设计 (18)6.2 全自动洗衣机的控制要求 (18)6.3 控制系统顺序功能图 (19)6.4 控制系统的梯形图设计 (20)6.5 程序语句表 (23)设计体会 (18)7 结束语 (27)致谢 (29)参考文献 (28)1 引言从古到今,洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动,在洗衣机出现以前,这项劳动并不像田园诗描绘的那样充满乐趣、手搓、脚踩、棒击、冲刷、摔打。
黄淮学院毕业论文(设计)系专业班级学号课题名称学生姓名指导教师20 年月日目录【摘要】描述了全自动洗衣机控制系统的运作要求。
实现了洗衣机进水、洗涤、排水、脱水、报警到自动停机的循环过程。
设计了相应的系统软件,结合相应的硬件系统,并通过三菱的F1系列的plc仿真系统模拟出全自动洗衣机的运行过程。
此项设计对提高学生的动手能力和帮助学生对一些理论知识的理解都具有积极作用。
【关键词】PLC 洗衣机全自动控制程序器【Abstract】:Have described that the full-automatic washing machine controls the systematic operation request .Have come true the washing machine drains away water from water-entering , cleaning , dehydration , gives an alarm to the circulation process stopping calculation voluntarily . Have designed corresponding system software , having put up full-automatic washing machine operation process combining with the corresponding hardware system ,and the simulated PLC system imitate passing the F1 of Mitsubishi company series .this item designs that the ability and understanding helping a student to a little theory knowledge all have the active effect to getting to work improving a student .【KEYWORD】PLC Washing machine full-automatic procedure controller绪论可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置,它的功能强、可靠性强、编程简单、使用方便、体积小。
基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计论文PLC(可编程逻辑控制器)在工业自动化领域起着举足轻重的作用,其应用范围涵盖了诸多领域,包括全自动洗衣机控制系统。
本论文将基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计进行深入探讨,旨在提高洗衣机的自动化控制水平,提升用户体验。
一、系统框架设计在全自动洗衣机控制系统中,我们首先需要设计系统的框架。
基于PLC的控制系统一般包括输入模块、输出模块、中央处理器和人机界面。
通过这些组件的配合工作,实现洗衣机的各种功能。
输入模块主要用于接收来自传感器的信号,包括水位传感器、温度传感器、转速传感器等。
输出模块则用于控制洗衣机的各种执行器,比如电机、阀门等。
中央处理器负责对输入的信号进行处理,并根据预设的程序控制输出。
人机界面则为用户提供操作界面,让用户可以方便地操作洗衣机。
二、功能设计在全自动洗衣机控制系统中,我们需要设计各种功能模块,包括洗涤功能、漂洗功能、脱水功能等。
这些功能模块需要根据用户需求和洗衣机工作原理来设计。
1. 洗涤功能:用户通过人机界面选择洗涤程序,并设置洗涤时间、水温等参数。
中央处理器根据用户的选择控制水位、电机转速等,实现洗衣功能。
2. 漂洗功能:洗涤结束后,洗衣机需要进行漂洗操作。
同样,用户可以通过人机界面选择漂洗程序,并设置相关参数。
中央处理器控制水位和漂洗时间,确保洗涤剂充分清洗干净。
3. 脱水功能:漂洗完成后,洗衣机需要进行脱水操作。
用户可以选择脱水程序,并设置转速。
中央处理器控制电机按照设定的转速进行脱水,确保衣物快速排水。
三、性能设计在全自动洗衣机控制系统设计中,性能是至关重要的。
我们需要考虑系统的稳定性、可靠性、响应速度等方面。
1. 系统稳定性:系统在各种工况下都需要保持稳定性,不能因为外界干扰或系统内部问题导致异常操作。
2. 可靠性:系统需要具有良好的抗干扰能力和容错能力,能够正常工作并在异常情况下自动切换至安全状态。
3. 响应速度:系统的响应速度需要足够快,可以根据用户的操作快速响应并执行相应动作。
基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计论文基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计摘要:本文基于PLC(Programmable Logic Controller)技术,设计了一种全自动洗衣机控制系统。
该系统能够实现洗衣机的自动化控制,提高洗衣机的工作效率和用户的使用体验。
文章首先介绍了洗衣机的发展背景和现状,然后详细介绍了PLC的工作原理和应用领域。
接着,通过对洗衣机的控制需求进行分析,设计了一种基于PLC的全自动洗衣机控制系统。
在该系统中,PLC作为控制核心,通过各种传感器和执行器实现对洗衣机的自动控制。
最后,对该系统进行了实验验证,并对实验结果进行了分析和总结。
实验结果表明,该系统能够准确、稳定地实现对洗衣机的控制,具有良好的实用性和可靠性。
本文的研究成果对于提高全自动洗衣机的性能和推动洗衣机行业的发展具有重要意义。
关键词:PLC、全自动洗衣机、控制系统、传感器、执行器第一章引言1.1 研究背景洗衣机作为一种家用电器,已经成为现代家庭中不可或缺的设备之一。
随着科技的发展和人们生活水平的提高,人们对洗衣机的要求也越来越高。
传统的洗衣机主要依靠用户的人工操作来完成洗衣过程,存在工作效率低、用户体验差等问题。
为了解决这些问题,全自动洗衣机应运而生。
全自动洗衣机能够自动完成洗衣、漂洗、脱水等工作,大大提高了洗衣机的工作效率,并且减轻了用户的负担。
1.2 研究目的本文旨在设计一种基于PLC的全自动洗衣机控制系统,以提高洗衣机的工作效率和用户的使用体验。
通过对洗衣机的控制需求进行分析和研究,设计了一个基于PLC技术的全自动洗衣机控制系统,并对该系统进行实验验证。
研究成果有望在洗衣机行业中推广应用,促进该行业的发展。
第二章 PLC的工作原理和应用领域2.1 PLC的工作原理PLC是一种专门用于工业控制的可编程逻辑控制器。
它以可编程的存储器作为内部存储器,通过读取用户编写的程序来实现对输入和输出信号的控制。
PLC的基本工作原理是:根据用户编写的程序,PLC依次扫描各个输入信号,然后根据程序逻辑进行计算,最后控制相应的输出信号。
全自动洗衣机 plc 控制毕业设计论文全自动洗衣机PLC控制毕业设计论文引言:在现代社会,洗衣机已经成为了大多数家庭中不可或缺的家电之一。
随着科技的进步和人们生活水平的提高,人们对洗衣机的要求也越来越高。
全自动洗衣机凭借其便捷、高效的特点,成为了人们的首选。
本篇论文将围绕全自动洗衣机的PLC控制展开讨论,探讨其在提高洗衣机性能和功能方面的作用。
一、PLC在全自动洗衣机中的应用PLC(可编程逻辑控制器)是一种专门用于工业自动化的数字计算机,广泛应用于各种自动化设备中。
在全自动洗衣机中,PLC起着控制和监控的重要作用。
通过PLC的编程,可以实现对洗衣机的各种操作和功能的控制。
二、PLC控制系统的设计1. 系统框架设计全自动洗衣机的PLC控制系统由输入、处理和输出三个部分构成。
输入部分包括各种传感器和按钮,用于感知用户的指令和洗衣机的状态;处理部分由PLC控制器组成,负责接收和处理输入信号,并根据预设的程序进行相应的操作;输出部分包括电机、阀门等执行机构,用于实现洗衣机的各种功能。
2. 程序设计PLC控制系统的程序设计是实现全自动洗衣机功能的关键。
程序设计需要考虑到洗衣机的各种操作和功能,如水位控制、温度控制、洗涤时间控制等。
通过编写合理的程序,可以实现洗衣机的自动化控制,提高洗衣机的性能和效率。
三、PLC控制系统的优势1. 灵活性PLC控制系统具有良好的灵活性,可以根据不同的需求进行编程和调整。
通过修改程序,可以实现不同洗衣模式的切换,满足用户的个性化需求。
2. 可靠性PLC控制系统具有较高的可靠性,能够稳定运行并保证洗衣机的正常工作。
PLC 控制器采用可靠的硬件和软件设计,能够有效避免故障和错误的发生。
3. 易于维护PLC控制系统的维护相对简单。
由于PLC控制器的模块化设计,当出现故障时,只需更换故障模块,而不需要对整个系统进行大规模的维修。
四、PLC控制系统的发展趋势随着科技的不断进步,PLC控制系统在全自动洗衣机中的应用也在不断发展。
一PLC基本概述与基本结构1.1PLC的发展历程20世纪60年代以来社会要求制造也对市场需求做出迅速的反应,生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。
为了这一要求,生产设备和自动化生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性,可编程控制器正是顺应了这一要求的出现,它是以微处理器为基础的通用控制装置。
国际电工委员会在1985年的PLC标准草案第3稿中,对PLC定义为:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用设计。
它采用可编程程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等等操作指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
可编程程序控制器以及相关设备,都应按易于使工业控制系统成为一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
从上述定义我们看出,PLC是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机,除了以上的功能外,它还应该具有与其他计算机通信的功能。
随着技术的发展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。
但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆,所以将可编程控制器简称PLC。
1.2PLC的结构1.2.1 PLC的物理结构PLC按物理结构可以分为两类:整体式PLC和模块式PLC。
(1)整体式PLC图1- 1 整体式PLC整体式PLC有称为单元式和箱体式,它的体积小、价格低、小型PLC一般采用的是这种结构。
整体式PLC将CPU模块、I/O模块和电源装到一个箱型的塑料机壳内,在其机盖上有模式选择开关、模拟量电位和扩展模块连接器。
同时它还提供具有不同的I/O点数的CPU和数字量、模拟量I/O扩展模块供用户选择。
CPU的扩展模块可以通过扁平电缆连接,可以选用全输入或全输出的数量量I/O扩展模块来改变输入和输出的点数比例。
整体式的PLC还配备有许多专用的特殊的功能模块,例如模拟输入和输出的模块、热电偶模块、热电阻模块、位置控制模块和通信模块,这样使PLC的功能得到了很大扩展(2)模块式PLC大中型的PLC一般都采用这种模块是结构,这种结构的PLC它由机架和模块组成。
你看插在模块插座上,后者焊接在机架种的总线连接板上,有不同的槽数的机架供用户选择,如果一个机架容纳不下选用的模块,可以增设一个或者数个机架,各个机架之间用接口模块连接。
图1- 2 模块式PLC用户可以选择不同档次的CPU模块,品种繁多的I/O模块和特殊功能模块、对硬件配置的选择余地很大,维修更换模块很方便。
1.2.2 PLC的硬件组成PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块、编程器和电源五部分组成。
图1- 3 PLC控制系统示意图(1) CPU模块CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用。
它包括微处理器(CPU芯片)和存储器组成。
每套PLC至少有一个CPU芯片芯片,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的映像寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。
进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。
CPU芯片主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,CPU芯片单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。
内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来,不必要详细分析CPU芯片的内部电路,但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。
CPU芯片的控制器控制CPU芯片工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。
但工作节奏由震荡信号控制。
运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。
寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。
CPU芯片速度和内存容量是PLC的重要参数,它们决定着PLC的工作速度,IO数量及软件容量等,因此限制着控制规模。
常使用的CPU芯片有通用的微处理器和单片机。
存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器,系统程序相当于个人电脑的操作系统,它是PLC具有智能能够完成设计者规定的各项工作。
系统程序由生产厂家固化在ROM中,用户程序由用户设计。
主要的几类存储器:ROM、RAM和EEROM,RAM叫读写存储器,它也是易失性存储器,它在电影掉电有信息丢失,RAM工作速度高、价格便宜、改写方便。
ROM称为只读存储器,其内容只能读,不能对其写入数据。
它是易失性的存储器。
主要用来保存系统程序。
EEROM是非易失性存储器,但是可以对其编程兼有ROM和RAM的优点。
(2) 输入模块输出模块输入模块输出模块简称I/O模块,I/O模块是系统的眼、耳、手、脚,是联系外部现场和CPU模块的桥梁。
PLC通过I/O模块与工业生产过程现场相联系。
I/O模块主要有开关量I/O模块和模拟量I/O模块等。
输入模块用来采集输入信号,开关量输入模块用来接受从按钮、选择开关、数字拨码开关等等。
模拟输入模块用来接收电位器等连续变化的模拟变化的电流电压。
输入模块三大功能:传递信号、电平转换和噪声隔离。
输出模块三种输出类型:继电器输出、场效应管输出和双向可控硅输出。
继电器输出通用性强可用于交直流输出,场效应管输出用于直流输出,而双向可控硅输出用于交流输出。
I/O模块三种接线方式:汇点式、分组式和分隔式。
(3) 电源模块PLC使用AC200V的电源或者是DC24V电源,内部的开关电源为各个模块提供不同等级的直流电源。
小型的PLC可以为输入电路和外部的电子传感器提供DC24V的电源,驱动PLC负载直流电源一般由用户提供。
(4) 编程器模块编程器用来生成用户程序,并用它来编辑、检查、修改用户程序,监视用户程序的执行情况。
手持式编程器不能直接的输入和编辑梯形图,只能输入和编辑指令,因此又称指令编程器。
但是由于这种编程器的通用性很差,一个型号的编程器也只能够匹配该型号的PLC。
现在基本上很少使用。
现在普遍使用编程软件来代替了手持式编程器,编程软件使用计算机直接编程,可以实现不同类型语言的编程和转换,程序经过编译,只用通信电缆直接下载到PLC中,也可以从PLC中上载程序,这样大大的提高了工作效率,这种方式的通用性很强,只需要在软件上设置不同的型号,就可以实现与不同的型号PLC之间的通信,实现各种交互。
而通信电缆使用的是标准的接口这样通用性就更加的大大提高。
1.3 PLC 特点及应用领域1.3.1 PLC的特点(1)编程方法简单易学(2)功能强,性能价格比高(3)硬件配套齐全,用户使用方便,适应强(4)可靠性高,抗干扰能力强软件抗干扰措施排除可恢复故障硬件措施(5)系统的设计、安装、调试工作量少(6)维修工作量小,维修方便(7)体积小,能耗低1.3.2 PLC的应用领域(1)数字量逻辑控制(2)运动控制(3)闭环过程控制(4)数据处理(5)通信联网二 PLC的工作原理2.1 用触点和线圈实现逻辑运算在数字控制系统中,变量仅有两种相反的工作状态,例如高电平和低电平、续电器线圈的通电和断电、触点的接通和断开,可以用逻辑代数种的1和0来表示它们,在波形图中,用高电平表示1状态,用低电平表示0状态。
“与”、“或”、“非”。
用续电器电路或梯形图可以实现“与”、“或”、“非”逻辑运算。
用多触点的串、并联电路可以实现复杂的逻辑运算。
继电器线圈通电时,其常开触点接通,常闭触点断开;线圈断电时,其常开触点断开,常闭触点闭合。
梯形图中的位元件的触点和线圈也有类似的关系。
2.2 PLC的工作原理当PLC投入运行后,其工作过程一般分为五个阶段,即输入采样、用户程序执行、通信出来、自诊断检查和输出刷新五个阶段。
完成上述五个阶段称作一个图 2-1 PLC 的工作方式扫描周期。
在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述五个阶段。
2.2.1读取输入输入采样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。
2.2.2执行用户程序阶段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。
即,在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
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。
这时,才是PLC的真正输出。
2.2.3通信处理在处理通信请求阶段,CPU处理从通信接口和智能模块接受的信息,例如读取智能模块的信息并存放在缓冲区中,在适当的时候将信息送给通信请求方.2.2.4 CPU自诊断测试自诊断测试包括定期检查CPU 模块的操作和扩展模块的状态是否正常,将监控定时器复位,以及完成一些别的内部工作。
2.2.5 改写输出CPU执行完用户程序后,将输出过程映像寄存器的0/1状态传送到输出模块并锁存起来。
2.2.6 中断程序的处理如果在程序中使用了中断,中断事件发生时,CPU停止正常的扫描工作方式,立即执行中断程序,中断功能可以提高PLC对某些事件的响应速度。
2.2.7 立即I/O处理在程序执行的过程中使用立即I/O指令可以直接存取I/O点。
用立即I/O指令读输入点的值时,相应的输入过程映像寄存器的值被更新。
用立即I/O指令可以来改写输出的点时,相应的输出过程映像寄存器的值可以被更新。
2.3 PLC的操作模式2.3.1 操作模式PLC有两种操作模式,即RUN(运行)模式与STOP(停止)模式。
在CPU模块的面板上用“RUN和“STO”LED显示当前的操作模式。
在RUN模式,通过执行反应控制要求的用户程序来实现控制功能。