【毕业设计】全自动洗衣机的PLC编程控制系统.doc

江西工业职业技术学校院
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江西工业职业技术学院

毕业设计说明书

课题名称: 全自动洗衣机的PLC控制系统

系 别 机 电 系
专 业 机电一体化
班 级 09机电（3）班
姓 名 李 志 彬
学 号 20092755
指导教师 祝 红 芳

起讫时间：　2011 年　 11月　7 日～_2012 年　3 月　1 日

摘要
可编程控制器（PLC）是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置，它的成功性能强，可靠性高，体积小巧。该全自动洗衣机的设计是以西门子S7—200PLC CPU224为控制核心，分配有12个输入点和输出点，采用了7个定时器对电机转动进行计时，2个计数器对洗衣机进行循环控制。实现浸泡—洗涤—漂洗—脱水自动控制。S7—200汉化版仿真软件对程序进行调试，设计出一套合理的系统，实现预期功能。

关键词：可编程控制器 全自动洗衣机 S7—200PLC 自动控制 CPU224

目录
第1章 全自动洗衣机PLC的控制控制要求
1.1全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理
1.2洗衣机的控制要求
第2章 全自动洗衣机的控制系统资源配置和PLC选型
2.1 控制系统硬件接线图
2.2 PLC外形图
2.3 I/O的地址分配
2.4 PLC系统选型
2.5 其他硬件选择
第3章 全自动洗衣机控制系统程序设计
3.1 编程软件
3.2 流程图
3.3 源程序设计
第4章 程序调试
4.1 程序的下载
4.2 程序调试的步骤
第5章 课程设计总结与心得
第6章 参考文献

前言
随着社会的发展，工业话化的加速，出现了洗衣机，再就是自动洗衣机。无论是波轮式洗衣机也好，都朝着智能化，水流方式多样化，洗衣机创造化，设计更趋人性化四大特征方向发展，传统的电气控制已竟不能满足现状的要求了，使智能化得控制取代了传统的工业控制，洗衣机的工作原理：全自动化洗衣桶和脱水桶是以同一心安放的，内桶可以旋转，作为脱水桶。内同的周围有许多小孔，使内桶和外桶水流相通，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，将水由外桶拍到机外。洗涤正传、反转由洗涤电动机驱动拨盘正反转来实现，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进行正反转甩干，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，将来的洗衣机主要议一下方面发展：
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控制技术设计全自动洗衣机控制系统，跟传统的洗衣机有智能化、实时监控、人性的功能，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，时间计算精确一以及可维护方面等。具有可靠性高，安全性好，开发价值高等一系列的优点。

第1章 全自动洗衣机PLC控制的控制要求
1.1.全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理
1）全自动洗衣机的基本结构

2）全自动洗衣机的工作流程

3）全自动洗衣机的工作原理
洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。
洗涤的正传、反转由电动机驱动波盘正、反转来实现。
脱水时，由脱水电磁离合器合上，排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。
洗涤完成由蜂鸣报警。
1.2.洗衣机的控制要求
（1）按下启动按钮及水位开关，开始进水直到中水位，关水。
（2）2秒后开始洗涤。
（3）洗涤时正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒。
（4）如此循环5次，总共320秒后进行排水，排空后脱水30秒。
（5）开始洗涤，重复（1）~（4），清洗两遍。
（6）清洗完成，报警3秒自动停机。
（7）若按下停车按钮，可手动排水和脱水。

第2章 全自动洗衣机控制系统资源配置和PLC选型
2.1．制系统硬件接线图

2.2.PLC的外形图
外形图全自动洗衣机控制系统选择西门子公司的S7—200系列和控制单元，如图3所示为PLC的

2.3.I/O的地址分配
1）数字量输入部分
全自动洗衣机控制系统的输入有启动、停止、高水位、中水位、低水位、手动排水和手动脱水按钮以及高水位、中水位、低水位和排空检测开关总共11个输入点，具体的输入分配如图下表所示。

2）数字输出部分
全自动洗衣机控制系统的外部设备有进水电磁阀、排水电磁阀、正、反洗涤电动机、蜂鸣器、指示灯等，具体的输出分配如下表所示

2.4.PLC的选型
从上面的分析可以知道，系统共有12个输入点和9个输出点。如果选用CPU222，需要扩展单元，如果选用CPU226PLC，则价格较高，浪费较大。参照西门子S7—200PLC
产品目录及市场实际价格，选用主机CPU224一台配置如图所示

2.5．其它器件选择
1）.输入器件：
启动、停止选择点动按钮；水位选择开关选用具有动合触点但无自动复位的旋转开关；检测传感器选用液位开关；手动排水，手动脱水选择具有动合触点且自动复位的按钮。
2).输出器件:
启动、正传及脱水、反转选用接触线圈；进水电磁阀、排水电磁阀由于采用直流输入。所以选用国标为MB的电磁阀；报警与水位显示选用PG指示灯。
3）主要电路部分：
由低压断路器、热保护元件、动合触点及YXD120系列洗衣机专用电机组成。

第3章 全自动洗衣机控制系统程序设计
3.1.编程软件
西门子公司为S7—200PLC设计的STEP7—Microwin32V3.2编程软件S7—200汉化版仿真软件
3.2．流程图
1）正常流程图如图4所示
流程图描述：
按下启动按钮开始进水；进水到规定高度，使水位开关接通，实现洗涤正转，并停止进水；洗涤正转30秒后，停止2秒，反转30秒后，停止2秒。计数器加1，累计洗涤次数；若未满5次则重复进行洗涤。直至洗涤达到5次，开始排水，由于排水，水位降低，当水位低于规定下限水位时，排空检测开关接通，开始脱水30秒后，计数器加1，脱水停止，然后再返回到进水动作，重复上述过程3次，报警并停止。
2）.定时器、计数器分配
定时器部分：

计数器部分：

3）.正常程序运行流程图

3.3源程序设计

1） 启动全自动洗衣机
Q0.0是启动输出，M0.1是启动辅助继电器，当洗衣机的启动按钮按下时，Q0.0和M0.1得电。它的指令程序为：
Network1 开始洗涤
LD I0.0
O M0.1
AN C2
AN I0.1
AN I0.1
= M0.1
= Q0.0

2)进水阀控制
洗衣机启动后，再按下水位选择开关，进水电磁阀得电，洗衣机开始进水。当所选择的水位的限位开关动作后，进水电磁阀，洗衣机停止进水。它的指令程序为：
Ｎetwork2 进水阀控制
LD M0.1
EU
LD I0.5
EU
OLD
Ｏ　　　　Ｍ０.3
ＡＮ　　　Ｍ０.2
＝　　　　Ｍ０.3
Network 3
LD I0.2
AN I0.6
LD I0.3
AN I0.7
OLD
LD I0.4
AN I1.0
OLD
A M0.3
= Q0.4
Network4
LD Q0.4
ED
O M0.4
A M0.1
= M0.4
Network6
LD T37
O M0.2
AN C1
A M0.1
= M0.2

3)洗涤控制
当进水电磁阀释放2秒后，洗衣机开始洗涤。洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒，如此循环5次，总共320秒，它指令程序为：

4）.水阀控制
当洗涤循环5次结束后，排水电磁阀得电，洗衣机开始排水。它的指令程序为：

5）.脱水控制
当排空检测限位开关动作后，开始30秒脱水。它指令程序为：

6）.清洗和漂洗计数
脱水结束后，洗衣机开始清洗，开始进水直到选择的水位，2秒后开始清洗。清洗时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒。循环5次后，开始排水，排空后脱水30秒。一共清洗两遍，它的指令程序为：

7）.报警输出
清洗完成后，报警3秒自动停机。它的指令程序为：

8）.水位指示
显示全自动洗衣机的水位。它的指令程序为：
Network21 水位指示
LD I0.6
= Q0.6
Network22
LD I0.7
= Q0.7
Network23
LD I1.0
= Q1.0

第4章 程序调试

4.1.程序的下载
由于缺少硬件设备，用S7—200仿真软件来调试程序；将编写好的梯形图程序生产awl文件，运行S7—200仿真软件，选CPU型号为224，导入awl文件运行程序，若要修改程序，先将PLC设定为STOP状态下，运行编程软件，打开全自动洗衣机程序，即可在线调试。

4.2.程序调试步骤

1）.择ＣＰＵ型号为ＣPU224

2)转载程序：

3）.运行程序：
程序加载后，点便可运行仿真，下方是输入继电器，用点动指示灯控制，上方为输出继电器；梯形图中有颜色代表得电。

4）.检查程序
运行后，按要求进行输入，观察输出是否达到控制要求
a. 正传定时器运行正常

b. 脱水定时运行正常

c.反转定时正常

d.循环计数正常

第5章 课程设计总结与心得
该全自动洗衣机以西门子S7—200PLC为控制核心，实现了洗衣机的全过程（浸泡—洗涤—漂洗—脱水）自动控制，极大的方便了人们的日常生活，提高了人们的生活质量，使人们从那种繁重的体力劳动中解脱出来。系统实际合理，实现了预期功能。当然，该系统设计还存在着一些缺陷，比如：没有急停按钮、没有制动装置、成本高等。总之本设计还有一定的提升空间。
经过将近三周的全自动洗衣机PLC课程设计，让我收获颇丰，不仅熟悉全自动洗衣机的工作工程，还学会了梯形图编程。一段时间的课程设计，让我加深了对PLC的认识和理解，也知道了PLC应用于工业控制的优点所在，更重要的是让我看到了自己知识的匮乏，也坚定了以后要不断的学习，不断地向身边的人虚心请教，同时要借助于图书馆和网络来扩展自己的知识面的决心。也只有这样，在以后的社会竞争中，这几家才能有立足之地，才能有所作为。
本次课程设计制作过程如下；

第6章 参考文献
（1） 王永华、现代电气控制及PLC应用技术（M）.北京航空航天大学版社。2005年
（2） 廖常初.S7—200CNPLC基础教程.机械工业出版社.2006年
（3） 高正中.西门子S7—200CNPLC编程技术及工程应用。电子工业出版社。2010年1月1日
（4） 陈惠平.西门子S7—200系列PLC自学手册，人民邮电出版社.2008年8月1日
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