機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文NewlycompiledonNovember23,2024 畢業(yè)設計講明書 課題名稱:PLC、變頻器和觸摸屏實現(xiàn)工業(yè)洗衣機控制 學生姓名XXXX 專業(yè)機電一體化 班級機電1102班 時間 指導老師XXXX 電子工程學院 目錄 摘要(3) 關鍵詞(3) 一前言(4) 〔一〕工業(yè)控制洗衣機(4) 〔二〕PLC簡介(4) 〔三〕變頻器簡介(4) 〔四〕觸摸屏簡介(5) 二系統(tǒng)硬件設計(6) 〔一〕控制要求(6) 〔二〕硬件選擇(6) 〔三〕變頻器參數(shù)(7) 〔四〕I/O地址分配表(8) 〔五〕硬件接線圖(9) 〔六〕觸摸屏畫面和實現(xiàn)功能(10) 三系統(tǒng)軟件設計(11) 〔一)PLC控制程序狀態(tài)轉移圖(11) 〔二〕PLC控制程序梯形圖(12) 〔三〕綜合調試(15) 〔四〕結束語(16) 致謝(17) 參考文獻(18) 摘要 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機、PLC的應用不斷地走向深化，同時帶動傳統(tǒng)的控制技術的不斷更新。本篇論文描繪了采用可編程控制器〔三菱 FX2N系列PLC〕作為核心控制部件，并利用計算機對工業(yè)洗衣機進行模擬監(jiān)控的控制系統(tǒng)總體控制，設計出了系統(tǒng)構造圖、程序指令、梯形圖以及輸入輸出端子的分配方案，實現(xiàn)洗滌、漂洗、脫水經過。 根據(jù)工業(yè)洗衣機控制系統(tǒng)總體控制要求和特點，為使洗衣機操作的整個流程更直接明白化，本論文就利用通過PLC控制全自動洗衣機進行了調查，實現(xiàn)了全自動洗衣機的正常運行和強迫性停止功能。 關鍵詞：三菱FX2N系列PLC變頻器觸摸屏工業(yè)洗衣機 一前言 〔一〕工業(yè)洗衣機 洗衣機是人們日常生活中常見的一種家電，已經成為人們生活中不可缺少的家用電器。它在工業(yè)中的應用也特別廣泛，本課題在于對工業(yè)洗衣機的研究。工業(yè)洗衣機適用于洗滌棉、毛、花扦、絲綢等衣物品，所以工業(yè)洗衣機大量用于賓館、飯店、醫(yī)院、學校、工廠等領域，知足大容量的洗滌要求。但是傳統(tǒng)的基于繼電器的控制已經不能知足人們對洗衣機的自動化的程度的要求了。洗衣機需要更好的知足人們的需求，必須借助于自動化的技術的發(fā)展。而隨著PLC技術的發(fā)展，用PLC作為控制器就能很好的知足全自動洗衣機對自動化的要求，并且控制方式靈敏多樣，控制形式能夠根據(jù)不同場合的應用而有所不同。自動化的飛速發(fā)展使得洗衣機由初始的半自動洗衣機發(fā)展到如今的全自動洗衣機，如今又正向智能洗衣機方向發(fā)展。 〔二〕PLC簡介 PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用能夠編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產經過。PLC及其有關的外圍設備都應根據(jù)易于與工業(yè)控制系統(tǒng)構成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。本質是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件構造基本上與微型計算機一樣，基本構成為：1.電源3.儲存器4.輸入輸出接口電路5.6.通信模塊 〔三〕變頻器簡介 變頻器〔Variable-frequencyDrive，VFD〕是應用變頻技術與微電子技術，通過改變工作電源方式來控制溝通電動機的電力控制設備。變頻器主要由整流〔溝通變直流〕、濾波、逆變〔直流變溝通〕、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而到達節(jié)能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的。 變頻器通常分為4部分：整流單元、高容量電容、和控制器。 整流單元：將工作頻率固定的轉換為直流電。 高容量電容：存儲轉換后的電能。 逆變器：由大功率開關晶體管陣列組成電子開關，將直流電轉化成不同頻率、寬度、幅度的方波。 控制器：按設定的程序工作，控制輸出方波的幅度與脈寬，使疊加為近似正弦波的溝通電，驅動溝通電動機 〔四〕觸摸屏簡介 所謂觸摸屏，從市場概念來講，就是一種人人都會使用的計算機輸入設備，或者講是人人都會使用的與計算機溝通的設備。不用學習，人人都會使用，是觸摸屏最大的魔力，這一點無論是鍵盤還是鼠標，都無法與其相比。人人都會使用，也就標志著計算機應用普及時代的真正到來。這也是發(fā)展觸摸屏，發(fā)展KIOSK，發(fā)展KIOSK網絡，努力構成中國觸摸產業(yè)的原因。 從技術原理角度來講，觸摸屏是一套透明的絕對定位系統(tǒng)，首先它必須保證是透明的，因而它必須通過材料科技來解決透明問題，像數(shù)字化儀、寫字板、電梯開關，它們都不是觸摸屏；其次它是絕對坐標，手指摸哪就是哪，不需要第二個動作，不像鼠標，是相對定位的一套系統(tǒng)，我們能夠注意到，觸摸屏軟件都不需要光標，有光標反倒影響用戶的注意力，由于光標是給相對定位的設備用的，相對定位的設備要移動到一個地方首先要知道身在何處，往哪個方向去，每時每刻還需要不停的給用戶反應當前的位置才不至于出現(xiàn)偏差。這些對采取絕對坐標定位的觸摸屏來講都不需要；再其次就是能檢測手指的觸摸動作并且判定手指位置，各類觸摸屏技術就是圍繞“檢測手指觸摸〞而八仙過海各顯神通的。 二硬件系統(tǒng)設計 〔一〕控制要求 1.PLC一上電,系統(tǒng)進人初始狀態(tài),準備起動。 2.按起動按鈕則開場進水,當水位到達高水位時,停止進水,并開場正轉洗滌。正轉洗滌l5s,暫停3s,反轉洗滌l5s,暫停3s,為一次小循環(huán)。若小循環(huán)次數(shù)不滿3次,則繼續(xù)正轉洗滌l5s,開場下一個小循環(huán);若小循環(huán)次數(shù)到達3次,則開場排水。 3．當水位下降到低水位時,開場脫水并繼續(xù)排水,脫水時間為10s,10s時間到,即完成一次大循環(huán)。若大循環(huán)未滿3次,則返回進水,開場下一次大循環(huán);若大循環(huán)次數(shù)到達3次,則進行洗完報警。報警10s后結束全部經過,自動停機。4．洗衣機“正轉洗滌l5s〞和“反轉洗滌l5s〞經過,要求使用變頻器驅動電動機,且實現(xiàn)3段速運行,即先以30Hz速度運行5s,接著轉為45Hz速度運行5s,最后5s以25Hz速度運行。 5．脫水時的變頻器輸出頻率為50Hz,設定其加速、減速時間均為2s。 6．通過觸摸屏設定起動按鍵、停止按鍵,顯示正反轉運行時間、循環(huán)次數(shù)等參數(shù)。 〔二〕硬件選擇 的選擇 隨著PLC的功能日益強大，全自動洗衣機在工業(yè)的運用也日益廣泛。一般PLC具有開關量邏輯運算、定時、計數(shù)、數(shù)據(jù)處理等基本功能，有些PLC還能夠擴展各種特殊功能模塊，如通信模塊、位置控制模塊等，選型時能夠考慮下面幾點：功能與任務相適應，PLC的處理速度應知足實時控制的要求、PLC構造合理、機型統(tǒng)一、在線編程和離線編程的選擇。全自動洗衣機所要求的控制功能簡單，小型PLC就能知足要求了。PLC一般都比擬昂貴我們能夠選擇體積 比擬小，價格相對來講比擬便宜但功能比擬俱全的三菱FX2N-32MR完全能知足控制要求。 2.變頻器的選擇 本系統(tǒng)采用三菱通用的FR-D700變頻器。操作簡單，控制方便。 3.觸摸屏的選擇 觸摸屏選擇 對應GOT1000系列的畫面設計軟件為GTDesigner2Version2軟件。三菱GOT1000系列觸摸屏使用優(yōu)點 一：實現(xiàn)免編程操作 1、無縫連接MELSEC經過控制系統(tǒng) 無須編程即可有效創(chuàng)立經過控制畫面，實現(xiàn)了經過控制系統(tǒng)的快速啟動 2、MES接口功能 輕松快速地實現(xiàn)了作業(yè)現(xiàn)場和信息系統(tǒng)之間的“免編程連接〞，并可在用戶端方便地添加和修改系統(tǒng) 3、兼容IQ平臺 無須編程即可將GOT與工程環(huán)境、控制器及網絡建立鏈接 二：有效縮短停機時間 1、備份/恢復功能 可自動備份程序和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)高效的維護作用 2、文檔顯示/運動圖像功能 設備發(fā)生故障時，可使用GOT在作業(yè)現(xiàn)場查看設備手冊，并使用運動圖像 功能高效恢復 3、監(jiān)視功能 梯形圖監(jiān)視器、SFC監(jiān)視器等。 〔三)變頻器參數(shù) 根據(jù)控制要求，設計變頻器的基本參數(shù).操作形式選擇參數(shù)和多段速度設定等參數(shù)，詳細參數(shù)如下： 1pu操作形式，=1，變頻器參數(shù)情0 2上限頻率=50Hz; 3下限頻率=0Hz; 4加速時間=2s; 5減速時間=2s; 6電子過電流保護=; 7操作形式選擇組合形式=3; 8多段速度設定〔1速〕pr4=30Hz; 9多段速的設定〔2速〕pr5=45Hz; 10多段速度設定〔3速〕pr6=25Hz; 11電機的三速運行，即通過PLC控制變頻器的.和RH以及STF.ＳＴＲ端子的通斷，來控制變頻器運行。 注：1、多段速與洗滌程序的對應及其頻率設置能夠根據(jù)實際功能要求 修改相關匹配設置。 2、設定的4個詳細加減速時間可以以根據(jù)實際功能匹配要求進行相關 設置修改 〔四〕I/O地址分配表 〔五〕硬件接線圖 圖中“正轉〞KM0、“反轉〞KM1、“脫水〞KM3為控制電機電源的三個繼電器，他們的線圈分別為PLC輸出端“Y1〞、“Y2〞、“Y12〞相連，受控于PLC的輸出信號并且互相之間用了互鎖防止同時接通正轉和反轉燒毀電機。其中正轉和反轉是通過變頻器控制后輸出到電機中，因而能夠通過改變變頻器的參數(shù)就能改變對電機速度的控制，而脫水是直接與電源的兩極相連，頻率最大且不變。所以在工作經過中就不同于洗滌。 〔六〕觸摸屏畫面和實現(xiàn)功能 觸摸屏畫面 實現(xiàn)功能：整個控制系統(tǒng)就只要一個畫面，上面有著電源、啟動、和停止按鈕，畫面將動態(tài)的顯示電源、正轉、進水、反轉、出水、脫水狀態(tài)燈，還有就