机电产品研发洗衣机的自动控制实验.docx
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机电产品研发洗衣机的自动控制实验
机电产品研发
——洗衣机的自动控制
洗衣机的自动控制实验
一、实验总体介绍
本实验的实验名称是:
洗衣机的自动控制。
实验要求是用TwinCAT软件编写PLC程序,控制倍福模块驱动实验板完成模拟洗衣机工作的任务。
实验板如图1所示:
图1实验板
本实验板的工作过程是:
1.按下S0启动按钮,进水阀指示灯亮,代表开始往洗衣机里注水;
2.按下上限按钮,代表水已注满,然后L0、L1、L2三个指示灯按顺时针、逆时针方向交替依次点亮与熄灭:
3.五分钟之后,蜂鸣器响,或者其间按下S1停止按钮后,L0、L1、L2三个指示灯停止交替亮灭。
4.按下S2手动排水按钮后,排水阀指示灯亮;
5.最后按下下限按钮,排水阀指示灯灭,完成模仿洗衣机动作。
二、TwinCAT软件介绍与本实验程序编写
2.1TwinCAT软件介绍
随着计算机技术和信息技术的飞速发展,PC机已经被越来越多地应用于自动化控制领域。
PC机在工业控制中的应用,已经从完成上位机监控、可视化人机界面,发展到用PC机直接取代PLC和NC/CNC控制设备,通过一个硬件平台同时完成实时控制、可视化、通信和网络等多种功能,即所谓的PC控制技术。
采用PC控制,开放性好,速度快,运算能力强,具有传统的PLC系统无法比拟的强大功能。
TwinCAT软件是运行于WindowsNT/2000/XP平台下的实时控制软件,安装TwinCAT软件之后,可以将配备WindowsNT/2000/XP操作系统的PC机提升为具备实时处理能力的控制器,使PC机的性价比显著提高;另外,TwinCAT软件是支持本公司全部硬件产品的开发平台,全面支持BC/BK系列、BX系列、CX系列和PC平台产品。
TwinCAT软件拥有四套独立运行的实时PLC控制器,每套PLC都可以配置四个独立运行的任务。
TwinCAT软件的最小运行周期可达50微秒。
TwinCAT全面支持本地编程和远程编程,包括Internet的编程;设备之间使用自动化规范的ADS通讯,可以轻松实现数据交换。
此外,TwinCAT软件也支持具备上述现场总线协议的第三方产品,并按照用户的不同要求提供ADSDLL动态库、ADSOCX控件和OPC服务器接口,方便用户顺利实现可视化的HMI功能。
2.2本实验程序编写
以下是用TwinCAT软件编写的ST语言:
PROGRAMMAIN
VAR_INPUT
S0AT%I*:
BOOL;
S1AT%I*:
BOOL;
S2AT%I*:
BOOL;
UPlimitAT%I*:
BOOL;
DOWNlimitAT%I*:
BOOL;
END_VAR
VAR_OUTPUT
L0AT%Q*:
BOOL;
L1AT%Q*:
BOOL;
L2AT%Q*:
BOOL;
L3AT%Q*:
BOOL;
L4AT%Q*:
BOOL;
BIBIAT%Q*:
BOOL;
END_VAR
VAR
TON1:
TON;
TON2:
TON;
TON3:
TON;
TON4:
TON;
TON5:
TON;
TON6:
TON;
TON8:
TON;
CYCLE:
INT;
Mark:
BOOL:
=FALSE;
END_VAR
IFS0THEN
L3:
=TRUE;
END_IF
IFUPlimitTHEN
L3:
=FALSE;
CYCLE:
=1;
(*TON8(IN:
=T#300S,PT:
=,Q=>,ET=>);*)
END_IF
CASECYCLEOF
1:
TON6(IN:
=FALSE,PT:
=,Q=>,ET=>);
L2:
=TRUE;
L0:
=FALSE;
L1:
=FALSE;
ton1(IN:
=TRUE,PT:
=T#1S,Q=>,ET=>);
IFTON1.QTHEN
CYCLE:
=2;
END_IF
2:
TON1(IN:
=FALSE,PT:
=,Q=>,ET=>);
L2:
=FALSE;
L0:
=FALSE;
L1:
=TRUE;
TON2(IN:
=TRUE,PT:
=T#1S,Q=>,ET=>);
IFTON2.QTHEN
CYCLE:
=3;
END_IF
3:
TON2(IN:
=FALSE,PT:
=,Q=>,ET=>);
L1:
=FALSE;
L0:
=TRUE;
L2:
=FALSE;
TON3(IN:
=TRUE,PT:
=T#1S,Q=>,ET=>);
IFTON3.QTHEN
CYCLE:
=4;
END_IF
4:
TON3(IN:
=FALSE,PT:
=,Q=>,ET=>);
L2:
=TRUE;
L0:
=FALSE;
L1:
=FALSE;
TON4(IN:
=TRUE,PT:
=T#1S,Q=>,ET=>);
IFTON4.QTHEN
CYCLE:
=5;
END_IF
5:
TON4(IN:
=FALSE,PT:
=,Q=>,ET=>);
L0:
=TRUE;
L1:
=FALSE;
L2:
=FALSE;
TON5(IN:
=TRUE,PT:
=T#1S,Q=>,ET=>);
IFTON5.QTHEN
CYCLE:
=6;
END_IF
6:
TON5(IN:
=FALSE,PT:
=,Q=>,ET=>);
L1:
=TRUE;
L0:
=FALSE;
L2:
=FALSE;
TON6(IN:
=TRUE,PT:
=T#1S,Q=>,ET=>);
IFTON6.QTHEN
CYCLE:
=7;
END_IF
7:
IFMarkTHEN
CYCLE:
=0;
ELSE
CYCLE:
=1;
END_IF
END_CASE
IFS1THEN
MARK:
=TRUE;
BIBI:
=FALSE;
L3:
=FALSE;
L4:
=FALSE;
L2:
=FALSE;
L0:
=FALSE;
L1:
=FALSE;
(*ELSE
MARK:
=FALSE;*)
END_IF
IFS2THEN
MARK:
=TRUE;
L3:
=FALSE;
L4:
=TRUE;
END_IF
IFDOWNlimitTHEN
L3:
=FALSE;
L4:
=FALSE;
BIBI:
=FALSE;
MARK:
=FALSE;
END_IF
(*IFTON7.QTHEN
MARK:
=TRUE;
BIBI:
=TRUE;
END_IF*)
三、硬件连线和输入输出倍福模块介绍
3.1总体接线图如图2所示:
图2总体接线图
3.2输入模块介绍与输入I/O口配置
由于倍福输入模块EL3064为0~10V的模拟量输入,对编程和调试造成一定的困难,故本实验采用倍福输入模块EL1008,有8个数字量输入端口,如3图所示:
图3倍福EL1008输入模块
由于实验板的电压为5V,而EL1008模块需要24V信号电压,故我们决定弃用实验板上的输入控制按钮,采用外接24V控制开关按钮,如上图图2所示。
在TwinCAT中配置I/O输入接口,如图4所示:
图4输入I/O接口配置
3.3输出模块介绍与输出I/O口配置
输出模块采用EL2124倍福模块,有4个5V数字量输出端口,如图1可知,本洗衣机自动控制实验板有六个输入端口,一个EL2124输出倍福模块端口数不够用,故我们串接了两个此模块。
倍福EL2124输出模块如图5所示:
图5倍福EL2124输出模块
在TwinCAT中配置I/O输出接口,如图6所示:
图6输出I/O接口配置
四、总结
经调试,所编程序正确,可以成功完成实验所要求的动作。
在做此实验过程中,我们三人学到了许多相关知识,对德国倍福电气有限公司推出的TwinCAT软件和Beckhoff模块有了初步的认识。
感觉到了其与传统PLC的区别:
Beckhoff可以为各种应用场合提供合适的工业PC。
基于开放式标准的高质量组件和独特的机箱结构设计,这些工业PC是适合多种控制需求非常理想的配置。
同时锻炼了我们协同合作的能力,我们三人分工合作,有人负责程序编写,有人负责模块连线等,感谢老师给我们这次锻炼的机会!
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