利用PLC对超声波清洗器进行控制系统设计

前言
 
超声波在生活及服务业中主要用于清洗和消毒。 日常生活中,眼镜,首饰都可以用超声波进行清洗,且速度快,无损伤;大型的宾馆,饭店用它清洗餐具,不仅清洗效果好,而且还具有杀灭病毒的作用。 这主要是利用了超声波的空化效应。所以,可以选择自来水作为清洗剂,这样,不但节约了清洗的成本, 更是具有环保的作用。 超声波清洗机目前具有很大的市场需求, 要实现超声波清洗的自动化, 就需要设计优良的自动控制系统。
 
1  超声波清洗机的工作原理
 
由于清洗器是全自动控制, 故清洗工艺可按如下安排进行:放料:主要是放入要清洗的物品;进水:通过 PLC 控制由进水管实现自动进水:进水关:通过 PLC 控制实现自动关进水;清洗:主要是通过 PLC 控制超声波发射电路的通电,从而使超声波电路工作,发出超声波,进而通过空化作用去清洗要清洗的物品;清洗停:通过 PLC 控制超声波发射电路断电,从而使其停止工作,进而停止清洗物品;排水:通过 PLC 控制从而实现自动排水;排水关:排水结束后自动关掉排水管;烘干:关掉排水后,通过 PLC 控制烘干设备开始工作;烘干停:烘干一定时间后通过 PLC 控制
自动关掉烘干设备;取料:取走清洗烘干后的物品。
 
1.1 电气控制系统输入信号的确定
 
由于设计的是全自动的清洗器, 所以使用可编程序控制器(PLC)控制整个清洗过程,同时,发生故障时能够做到紧急停止清洗。超声波清洗器的输入控制信号由点动按钮提供, 通过PLC内部计时器提供计时功能从而提高控制系统的可靠性、精准度及灵敏度,从而实现整个清洗过程的全自动控制。输入信号如表 1 所示:
 
1.2 控制对象的确定
 
超声波清洗器控制系统采用可编程序控制器(PLC)控制,考虑到控制系统操作的直观简易性及安全性,增加了系统启动指示灯 LED5,进水关指示灯 LED1,清洗停指示灯LED2,排水关指示灯 LED3,烘干停指示灯 LED4,单周期指示灯 LED6,连续执行程序指示灯 LED7,紧急停止报警蜂鸣器 SP。
控制对象:如表 2 所示:
 
1.3 PLC 资源分配
 
在确定了控制对象、 控制内容后, 对 PLC 资源分配就如表 3 所提示:
由系统工作循环设计出系统顺序功能图,其中 M8002为初始化脉冲,使系统进入初始步。M220 为初始步,X0是清洗器的起动开关,由于清洗器为全自动清洗,当按下
X0 时,清洗器开始工作直到结束工作循环。如果选择的是单周期工作方式,按下起动按钮 X0 后,从初始步开始,清洗器按顺序功能图的规定完成一个周期的的工作, 返回并停留在初始步。 如果选择连续工作方式, 在初始状态按下起动按钮后, 清洗器从初始步开始一个周期一个周期地反复连续工作, 按下停止按钮后并不马上停止工作, 在完成**后一个周期的工作后,系统才停在初始步。当出现故障时,按下紧急停止按钮,系统马上停止工作。
控制系统的主程序是根据图 1 控制系统顺序功能图, 以起保停电路的编程方式来编写的。
 
1.4 PLC 外部接线图
 
PLC 外部接线图, 输入输出设备、 负载电源的类型等的设计应结合系统的控制要求来设定。 超声波清洗器控制系统PLC 外部接线图如下图 2 所示:
 
2  结论
 
通过采用可编程控制器(PLC)对超声波控制系统的设计,保证了系统的控制功能,给系统维护和灵活改变控制程序带来很大方便,自动化程度高,对超声波清洗器的实际开发,有一定的推广价值。
 
参考文献
 
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