PLC全自动洗衣机专业课程设计.doc

目 录
前 言…………………………………………………1
第一章 全自动洗衣机控制系统方案..............2
1.1 PLC控制系统设计基础准则...............3
1.2 PLC简明介绍…………………………………….4
1.3 PLC控制特点…………………………………… 5
1.4洗衣机PLC控制系统…………………………………6
1.5 控制系统理论………………………………………7
1.6主电路原理图……………………………………….
第二章 可编程控制器硬件设计……………………
2.1可编程控制器选择……………………………..
2.2可编程控制器I/O口分配表………………………
2.3外部接线图……………………………………..
第三章 可编程控制器软件设计…………………….
3.1 全自动洗衣机控制要求…………………………
3.2 洗衣机工作步骤图…………………………………
3．3控制系统梯形图………………………………..
第四章 课程设计体会…………………………………
参考文件………………………………………………..

前 言
伴随社会经济发展和科学技术水平提升，家庭电器全自动化成为肯定发展趋势。全自动洗衣机产生极大方便了大家生活。洗衣机是中国家电业唯一不打价格战行业，经过几年平稳发展，国产洗衣机不管在质量上还是功效上全部和世界领先水平同时。纵观洗衣机市场，高效节能、省水、省电、环境保护型洗衣机一直在市场上占主导地位。洗衣机全自动化、多功效化、智能化是其发展方向。基于全自动洗衣机应用日益广泛，利用PLC控制，和传统继电器逻辑控制系统相比较，其特点是能自动完成洗涤，漂洗和脱水转换，整个过程不需要人工操作，可靠性、节能性得到了提升。PLC控制不需要大量活动部件和电子元器件，它接线也大大降低，和此同时系统维修简单、维修时间缩短。

第一章 全自动洗衣机控制系统方案
1. 1 PLC控制系统设计基础准则
任何一个控制系统全部是为了实现被控对象工艺要求，以提升生产效率和产品质量。所以，在设计PLC 控制系统时，应遵照以下基础标准。
1. 最大程度地满足被控对象控制要求
充足发挥PLC 功效，最大程度地满足被控对象控制要求，是设计PLC 控制系统首要前提，这也是设计中最关键一条标准。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，搜集控制现场资料，搜集相关优异中国、国外资料。同时要注意和现场工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，确定控制方案，共同处理设计中关键问题和疑难问题。
2. 确保PLC 控制系统安全可靠
确保PLC 控制系统能够长久安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统关键标准。这就要求设计者
在系统设计、元器件选择、软件编程上要全方面考虑，以确保控制系统安全可靠。比如：应该确保PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如忽然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。
3. 在满足控制要求前提下，努力争取简单、经济、使用及维修方便
一个新控制工程当然能提升产品质量和数量，带来巨大经济效益和社会效益，但新工程投入、技术培训、设备维护也将造成运行资金增加。所以，在满足控制要求前提下，首先要注
意不停地扩大工程效益，其次也要注意不停地降低工程成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。
4. 考虑到生产发展和工艺改善，在选择PLC 时，在I/O 点数和内存容量上合适留有余地。
因为技术不停发展，控制系统要求也将会不停地提升，设计时要合适考虑到以后控制系统发展和完善需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O 点数和内存容量时，要合适留有裕量，以满足以后生产发展和工艺改善。
5. 软件设计关键是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。
1．2 PLC简明介绍
PLC可编程序控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller,汉字全称为可编程逻辑控制器，定义是:一个数字运算操作电子系统，专为在工业环境应用而设计。它采取一类可编程存放器，用于其内部存放程序，实施逻辑运算,次序控制，定时，计数和算术操作等面向用户指令，并经过数字或模拟式输入/输出控制多种类型机械或生产过程。
PLC是基于电子计算机，且适适用于工业现场工作电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，经过电路物理过程实现控制，而关键靠运行存放于PLC内存中程序，进行入出信息变换实现控制。   入出信息变换、可靠物理实现，能够说是PLC实现控制两个基础关键点。   入出信息变换靠运行存放于PLC内存中程序实现。PLC程序现有生产厂家系统程序(不可更改)，又有用户自行开发应用（用户）程序。系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信号和信息转换进行必需公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。什么样控制要求，就应有什么样用户程序。
PLC是基于电子计算机，但并不等同于一般计算机。一般计算机进入出信息变换，多只考虑信息本身，信息出入，只要人机界面好就能够了。而PLC则还要考虑信息入出可靠性、实时性，和信息使用等问题。尤其要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题。
1. 3 PLC控制特点
PLC系统特点：
1）可靠性高，PLC作为一个通用工业控制器，它必需能够在多种不一样工作环境中正常工作。对工作环境要求较低，抗外部干扰能力强，平均无故障时间长。
2）使用方便灵活，PLC采取了基础单元扩展或是模块化结构形式，所以，输入/输出信号数量，形式，驱动能力等全部能够依据实际控制要求进行选择和确定，而且在需要时能够随时更换，多年来，PLC特殊模块增多这些能够满足不一样控制要求，使PLC使用愈加灵活和多变。
3）编程简单，PLC优越性关键表现在它采取了独特，多个面向广大工程设计人员编程语言，如指令表，梯形图，逻辑功效图，次序功效图等，程序简练，明了适合各类技术人员传统习惯，即使是没有计算机知识人员也很统一掌握，尤其是梯形图和逻辑功效图，形象直观，动态监测效果逼真，且和计算机控制轻易。
单片机系统特点：
1）要求环境，单片机对环境适应能力较低，可靠性差。
2）编程和PLC相比难以学习，关键是单片机采取汇编语言或是C语言，这些高级语言和PLC语言相比，难以学习。
3）功效单一只含有使用中所需要功效。不过，它结构简单，处理速度快。

1.4 洗衣机PLC控制系统
全自动洗衣机采取PLC控制系统将大大提升工作效率，和适应工作环境能力。它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路和通讯联网功效。所以在利用中，硬件也相对简单，提升控制系统可靠性。另外它编程语言也相对简单。
经典PLC控制系统硬件组成框图图1-1所表示：

图1-1 PLC控制系统硬件组成框图
1.5 控制系统理论
用PLC控制全自动洗衣机多种动作系统结构图所表示：

图1-2 全自动洗衣机多种动作系统结构图

PLC在系统中是处于中心位置，水位开关PLC输入信号控制开关，进水阀，排水阀和电动机是洗衣机多种动作实施机构。其中进水阀和排水阀由PLC给定信号来决定其工作状态；电动机工作状态也由控制中心PLC给定信号来决定，而电动机正反转状态直接决定了洗衣机洗涤状态和脱水状态。
家用洗衣机电相为单相电机，常采取电容开启，单相电机改变转向原理是：副绕组电流超前或滞后于主绕组便能够正传或反转。依据这个原理能够调换主绕组或副绕组接线端。

图1-3单相电机正反接线图

图 1-4单相电机正反内部线路示意图

1.6 主电路原理图

图 1-5主电路原理图

第二章 可编程控制器硬件设计
2.1可编程控制器选择
依据输入信号及输出信号数量，选择西门子S7-200型可编程控制器.
2.2可编程控制器I/O口分配表
地址编号
名称
代码
地址编号
名称
代码
I0.0
电源开启按钮开关
SB1
Q0.0
进水阀门
YV1
I0.1
停止按扭
SB2
Q0.1
排水阀门
YV2
I0.2
高水位选择开关
K1
Q0.2
电机正转
KM1
I0.3
中水位选择开关
K2
Q0.3
电机反转
KM2
I0.4
低水位选择开关
K3
Q0.4
脱水
YC
I0.5
水排空传感器
SQ1
Q0.5
报警器
SPK
I0.6
高水位传感器
SQ2

I0.7
中水位传感器
SQ3

I1.0
低水位传感器
SQ4

I1.1
手动排水开关
K4

I1.2
手动脱水开关
K5

2.3 外部接线图
图2-2所表示，洗衣机要实现衣服洗涤，漂洗和脱水，就要经过上述动作来实现，而这些动作能够经过PLC控制来实现。同时加上开关和按钮，数码管显示器，蜂鸣报警器和欠电压检测保护电路等，就能够形成完整PLC控制系统。经过软件编程达成对整个洗衣过程进行检测控制和用户交互。
另外，在少数全自动洗衣机上，以继电器作各电气工作部件驱动电路电源开关，由PLC控制继电器触点开关通断，实现洗衣机程序运转。

图 2-2外部接线图

第三章 可编程控制器软件设计
3.1 全自动洗衣机控制要求
1、按下开启按钮及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）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秒后开始排水，排空后脱水30秒
5、开始清洗，反复 1——4，清洗两遍
6、清洗完成，报警3秒并自动停机
7、若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）

3.2 洗衣机工作步骤图

图 3-1 步骤图

3．3控制系统梯形图

第四章 课程设计体会
经过这次课程设计，使自己明白了扎实理论知识和实践能力关键性。以前只是懵懵懂懂了解了书中基础知识，掌握不是很牢靠，在这次课程设计中吃了不少闭门羹，从而增加了自己困阻，走了很多弯路。意识到了PLC编程技术在现实中广泛应用，并了解到自己学习中不足不处，看到看理论和实践差距。这次课设，学会了很多东西，不仅巩固了以前所学过知识，而且学到了书本上没有知识，知道了理论和实际相结合是很关键，只有理论知识和实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正学到知识，从而提升自己实际动手能力和独立思索能力。在课设之中碰到了部分问题，最终在肖老师指导下、同学们帮助下 完成了这次课设，在此表示衷心感谢！

参考文件
[1] 电气控制和PLC应用/陈建明主编.-2版.-北京：电子工业出版社，.1
[2] 廖常初.PLC基础及应用．北京：机械工业出版社,
[3] 李国厚.PLC原理及应用设计.化学工业出版社,
[4] 吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中利用[J].设计和开发,1999
[5] 张凤珊.电气控制及可编程序控制器.中国轻工业出版社,1998
[6] 刘子林.电机和电气控制[M].北京:电子工业出版社,.
[7] 程周.电气控制和PLC原理及应用[M].北京:电子工业出版社,.