劉建偉 魏穎 沈陽工學(xué)院
基于PLC的全自動洗衣機(jī)控制設(shè)計與實現(xiàn)
劉建偉 魏穎 沈陽工學(xué)院
本文利用歐姆龍CP1H可編程控制器的數(shù)字信號控制多個繼電器,用梯形圖編程軟件CX-Programmer進(jìn)行程序編寫,實現(xiàn)與組態(tài)王的互相通信,進(jìn)而構(gòu)建一個全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)。
歐姆龍CP1H型可編程控制器 軟件CX-Programmer 互相通信
基于PLC的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng),最大能地滿足日常生活需要,同時提高整套系統(tǒng)的穩(wěn)定性,設(shè)計一個易維護(hù)、成本低、技術(shù)先進(jìn)、易操作、可靠性較高的PLC全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。
繼電器為主要執(zhí)行模塊,繼電器線圈由可編程控制器CP1H發(fā)出的數(shù)字指令進(jìn)行控制,而電源電路由繼電器的開合直接控制,最終實現(xiàn)了對驅(qū)動電機(jī)的控制。通過計算機(jī)串口將程序傳入可編程控制器,再通過串口將可編程控制器的信號傳回,這時串口傳回的數(shù)據(jù)傳回到組態(tài)軟件中,這樣便實現(xiàn)了可編程控制器與組態(tài)王的相互通信。
在全自動洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)中,最為關(guān)鍵的部件就是控制系統(tǒng),主要實現(xiàn)洗衣機(jī)的各種洗滌功能。通常情況下,全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)圖,有以下幾個部分組成。全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)圖,如下圖1所示就是本設(shè)計的簡化模型。
圖1 全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)圖
監(jiān)視水位變化,本系統(tǒng)選用的是LC01系列內(nèi)裝IC壓電加速度傳感器,電力系統(tǒng)是保證整個系統(tǒng)運(yùn)行的前提;供水排水系統(tǒng)是整個洗衣機(jī)功能的載體,用戶接口是洗衣機(jī)與用戶溝通的橋梁,用戶通過它按自己的需求來選擇洗衣的具體流程;驅(qū)動電機(jī)也是最為重要的一部分,為整個系統(tǒng)提供機(jī)械動力,全自動洗衣機(jī)電機(jī)正反轉(zhuǎn)示意圖,如圖2所示。
經(jīng)過計算合全自動洗衣機(jī)的功率范圍為120W—250W。故選擇YY104-180型號單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動機(jī),功率180瓦,額定電壓220V,轉(zhuǎn)速度1350r/min,電流1.7A。選擇CP1H型作為控制系統(tǒng)核心。
圖2 全自動洗衣機(jī)電機(jī)正反轉(zhuǎn)示意圖
PLC全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)I/O地址分配,在整個系統(tǒng)中,輸出與輸入端均是經(jīng)過隔離與轉(zhuǎn)換后的信號開關(guān)。開關(guān)、按鈕繼電器等設(shè)備組成了輸入接口。電磁閥門、接觸器、指示燈組成了輸出信號設(shè)備。根據(jù)設(shè)計需要選擇恰當(dāng)?shù)腎/O地址進(jìn)行設(shè)置,設(shè)置出控制元件。根據(jù)本次設(shè)計中的實際需求,洗衣機(jī)控制系統(tǒng)I/O地址分配,如表1所示。
表1 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)I/O地址分配
使用歐姆龍可編程控制器當(dāng)專用梯形圖編程軟件CXProgrammer進(jìn)行程序編寫。洗衣機(jī)由一個總開關(guān)和多個流程選擇開關(guān)組成,用戶按照自己洗衣需要選擇相應(yīng)的清洗流程和方式,控制系統(tǒng)會打開閥門開始進(jìn)水,每一個水位按鈕對應(yīng)一個進(jìn)水量。進(jìn)水完畢后水位警戒進(jìn)行提示,之后進(jìn)入清洗流程。
在組態(tài)王編寫監(jiān)控畫面工程中,第一需要為要用到的變量編寫數(shù)據(jù)詞典,包括對需要用到的變量的名稱的描述,變量數(shù)據(jù)類型的確定,查找變量對應(yīng)的數(shù)據(jù)地址,選定連接設(shè)備的通訊類型,PLC寄存器地址。
實現(xiàn)組態(tài)王與PLC之間通訊必須先調(diào)試好CX-Programmer軟件與組態(tài)王之間通訊協(xié)議與一系列參數(shù)的設(shè)定,梯形節(jié)點(diǎn)和相應(yīng)的寄存器地址,該地址映射到數(shù)據(jù)字典組態(tài)王中。之后將程序下載到PLC中,通過特定的數(shù)據(jù)傳輸線纜將數(shù)據(jù)傳到組態(tài)王軟件中,實現(xiàn)系統(tǒng)能正常運(yùn)行。
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魏穎(通訊作者):沈陽工學(xué)院講師。