PLC课程设计说明书.pdf

word 文档 可自由复制编辑 课程设计说明书 课题名称：电器控制与 PLC 课程设计 系 部：机电工程系 专业班级：机械设计制造及其自动化 word 文档 可自由复制编辑 电气控制与 PLC 课程设计评阅书 题目 全自动洗衣机的 PLC 控制 学生姓名 学号 指导教师评语及成绩 指导教师签名：年 月 日 答辩评语及成绩 答辩教师签名：年 月 日 教研室意见 总成绩：教研室主任签名：年 月 日 word 文档 可自由复制编辑 摘 要 本次课程设计根据自动洗衣机的工作原理和结构，利用 S7-200 可编程控制器 PLC实现控制，对全自动洗衣机的控制系统进行了全面的理论分析，通过本系统的设计，对西门子 S7-200 系列 PLC 的特点有了深入的理解。全自动洗衣机控制系统利用了西门子S7-200 系列 PLC 的特点，对按钮，开关等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。在此基础上提出了基于 PLC 的全自动洗衣机控制方案，并对方案进行了论证，根据洗衣机的工作原理，设计了流程及程序，对按钮、继电器、开关、等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。由于洗涤、排水、脱水的时间均由 PLC 内计数器进行控制，所以只要改变计数器参数就可以改变时间。具有智能化程度高、安全可靠、方便、灵活等特点。关键词：PLC；全自动洗衣机；程序控制器；继电器。word 文档 可自由复制编辑 目 录 摘 要.I 1 设计任务及要求.1 2 设计过程.2 2.1 硬件设计.2 2.2 接线图.3 2.3 梯形图.4 3 调试过程及结果分析.12 3.1 调试过程.12 3.2 功能实现.12 总 结.14 致 谢.15 参考文献.16 word 文档 可自由复制编辑 1 设计任务及要求 洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电，已经成为人们生活中不可缺少的家用电器。在工业生产中的应用也十分广泛，本课题在于工业用洗衣机的研究，工业洗衣机适用于洗涤棉、毛、化纤、丝绸等衣物织品。水磨洗涤机可用于服装厂水洗牛仔服及丝绸等衣物。工业用洗衣机适用于宾馆、饭店、医院、学校、工厂等领域，满足大容量的洗衣要求。但是传统的基于继电器的控制，已经不能满足人们对洗衣机的自动化程度的要求了。洗衣机需要更好地满足人们的需求，必须借助于自动化技术的发展。而随着 PLC技术的发展，用 PLC 作为控制器，就能很好地满足全自动洗衣机对自动化的要求，并且控制方式灵活多样，控制模式可以根据不同场合的应用而有所不同。自动化技术的飞速发展使得洗衣机由初始的半自动式洗衣机发展到现在的全自动洗衣机，又正在向智能化洗衣机方向发展。自动洗衣机就是将洗衣的全过程(泡浸-洗涤-漂洗-脱水)预先设定好 N 个程序,洗衣时选择其中一个程序,打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成,洗衣完成时由蜂鸣器发出响声。通过 PLC 课程设计，进一步掌握 PLC 的原理和系统设计方法。培养和锻炼应用 PLC的能力。为今后实际应用和设计 PLC 系统打下良好的基础。要求了解 PLC 控制系统设计的全过程，熟悉 PLC 系统设计的相关内容，掌握系统的方法和步骤。主要包括：系统工艺过程和控制要求；系统分析和方案论证、系统功能图；硬件设计、程序设计；系统的调试步骤和方法。完成一个小型系统上位机和下位机的设计。word 文档 可自由复制编辑 2 设计过程 2.1 硬件设计 洗衣机的应用现在比较普遍。全自动洗衣机的实物示意图如图所示。图 2-1 图 2-1 全自动洗衣机的洗衣桶(外桶)和脱水桶(内桶)是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。内桶可以旋转，作脱水(甩水)用。内桶的四周有很多小孔，使内外桶的水流相通。该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，通过电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、低水位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。电机功率为 2.2KW，AC380V。PLC 投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。启动时开始进水，水满(即水位到达高水位)时停止进水并开始正转洗涤。正转洗涤 15 s 后暂停，暂停 3 s 后开始反转洗涤。反转洗涤 15s 后暂停，暂停 3 s 后，若正、反洗涤未满 3 次，则返回从正转洗涤开始的动作；若正、反洗涤满 3 次时，则开始排水。排水水位若下降到低位时，开始脱水并继续排水。脱水 10s 即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。若未完成 3 次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了 3 次大循环，则进行洗完报警。报警 10s 结束全部过程，自动停机。word 文档 可自由复制编辑 此外，还要求可以按排水按钮以实现手动排水；按停止按钮以实现搬运，停止进水、排水、脱水及报警。图 2-2 可编程序控制器I/O 分配表 表 1.I/O 分配表 输入 输出 I0.0 启动按钮 Q0.0 进水电磁阀 I0.1 停止按钮 Q0.1 电动机正转接触器 I0.2 排水开关 Q0.2 电动机反转接触器 I0.3 高水位开关 Q0.3 排水电磁阀 I0.4 低水位开关 Q0.4 脱水电磁阀 I0.5 开始进水 Q0.5 报警蜂鸣器 2.2 接线图 word 文档 可自由复制编辑 图 2-3 2.3 梯形图 word 文档 可自由复制编辑 子程序：word 文档 可自由复制编辑 word 文档 可自由复制编辑 word 文档 可自由复制编辑 word 文档 可自由复制编辑 word 文档 可自由复制编辑 word 文档 可自由复制编辑 图 2-4 word 文档 可自由复制编辑 3 调试过程及结果分析 3.1 调试过程（1）PLC 投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。（2）按下启动按扭及水位选择开关，开始进水，水满（即水位到达高低）时停止进水。（3）洗涤时，正转 15 秒后暂停，暂停 3 秒后开始反转洗涤，反转洗涤 15 秒后暂停，暂停 3 秒,一个小的循环结束。（4）若小循环未完成 3 次，则返回从正转洗涤开始的动作，循环完成了 3 次后，则开始排水，排空后（水位下降到低位）开始脱水并继续排水。脱水 10 秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程，一个大的工作循环。（5）若大循环未完成 3 次，则返回从进水开始的全部动作，循环完成了 3 次后，则进行洗完报警。（6）报警 10 秒结束全部过程，自动停机。（7）此外按排水按钮可实现手动排水；按停车按扭可停止进水、排水、脱水及报警。3.2 功能实现 按下启动按钮，I0.0 接通，Q0.0 接通并自锁，Q0.0 接通，进水电磁阀打开，开始进水。到高水位时，I0.3 接通，I0.3 常闭触点断开，Q0.0 断开，进水电磁阀关闭，进水停止；Q0.1 接通，电动机正转(15S),正转洗涤，同时 T38 开始计时，T38 计时到，T38常闭触点断开，Q0.1 断开，正洗结束；T38 常开触点闭合，M0.0 进行自锁，T42 开始计时，T42 计时到，T42 常开触点闭合，Q0.2 接通，反洗，T39 开始计时。T39 计时到，T39常闭触点断开，Q0.2 断开，反洗暂停；T39 常开触点闭合，M0.1 进行自锁，T43 开始计时。T43 计时到，T43 常开触点闭合，C50 计一次数；T43 常闭触点断开，使 T38、T42、T39、T43 复位，Q0.0 又接通，重复进行以上从正洗开始的全部动作，直到 C50 计满 3次数时，C50 常开触点接通，排水，Q0,3 对 C50 实现复位，准备下一次循环时再计数。排水到低水位时，I0.4 接通，Q0.4 接通，开始脱水（10S），T40 开始计时。T40计时到，T40 常闭触点断开，脱水完毕，停止排水和脱水；T40 常开触点接通，C51 计一次数。Q0.1 常闭触点闭合，Q0.0 又接通，重复进行从进水开始的全部动作，直到 C51计满 3 次数时，C51 常闭触点断开，M0.0 断开，停止洗涤；C51 常开触点接通，Q0.5 接通并自保，报警。C51 常开触点接通又使 C51 复位，C51 常闭触点闭合，准备好下一次启动。Q0.5 常开触点接通，T41 开始计时。T41 计时到，T41 常闭触点断开，停止报警。运行中按停止按钮时，I0.1 常闭触点断开，则 M0.0、Q0.0、Q0.1、Q0.4、Q0.5 断 word 文档 可自由复制编辑 开，停止进水、排水、脱水及报警。按排水按钮时，I0.2 常开触点闭合，进行手动排水。word 文档 可自由复制编辑 总 结 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做关于 PLC 的课程设计，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。通过本系统的设计，我了解了 PLC 基本逻辑指令的应用，知道怎样去设计一个 PLC应用程序，也感觉得到了 PLC 在控制方面的巨大优势和潜力，同时也更增强了我学好 PLC的决心和信心。对全自动洗衣机的控制系统有了深入的理解。全自动洗衣机控制系统利用了西门子 PLC 的特点，对按钮、电磁阀、开关等其他一些输入输出点设备进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。由于每遍的洗涤,排水,脱水的时间由 PLC 内计数器控制,所以只要改变计数器参数就可以改变时间。可以把上面设定的程序时间定下来,作为固定程序使用,也可以根据衣物的质地,数量及油污的程度来编程。只要稍作改变,就可以设计出诸如要多洗多甩的牛仔类衣物,轻洗轻甩的羊毛类衣物以及通用的标准洗涤程序,充分表其实用性。总结三个星期来的设计，体会如下：第一：任何工作都的与人打交道，课程设计设计也不例外，这就需要我们充分的利用好彼此的力量，充分的协作，针对设计中出现的问题，站在不同的角度分析问题，汇结大家的意见，最终达成一致，发挥了团队精神。第二：对待任何工作，责任心是必要的；这次毕业设计的体会，我收获至深。然更重要的是，在责任心的驱使下，又该采用何种方法完成，采用何种方法更省时省力，解决问题的方案很多，永远坚信“方法总比困难多”，我想首先分析任务本身，就拿毕业设计来说，课题有了，关键是何处着手。何时何地查找相关资料等等，寻找突破口充分的解决好问题。第三：遇到不懂的问题，及时请教老师，抓紧设计的每分每秒，需要调整和改变的地方及时做出改动，而不能墨守成规，做人也是同样的道理。第四：时刻保持奋进的头脑，不断接受新事物，挑战新的问题。千万记住秒针不停的划圈，我们的思想也应不断的修正提高。word 文档 可自由复制编辑 致 谢 回顾起此次 PLC 课程设计，至今我仍感慨颇多，刚开始拿到题目，感觉很简单，从选题到定稿，从理论到实践，在三星期的时间里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。本论文在张扬老师的悉心指导下完成的。张老师渊博的专业知识、严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严于律己、宽以待人的崇高风范，朴实无法、平易近人的人格魅力对本人影响深远。不仅使本人树立了远大的学习目标、掌握了基本的研究方法，还使本人明白了许多为人处事的道理。本次论文从选题到完成，每一步都是在导师的悉心指导下完成的，倾注了老师大量的心血。在此，谨向老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！在写论文的过程中，遇到了很多的问题，在老师的耐心指导下，问题都得以解决。所以在此，再次对老师道一声：老师，谢谢您！word 文档 可自由复制编辑 参考文献 1王永华，现代电气控制及PLC 控制技术（第二版）.北京：北京航空航天大学出版社，2009.2王振民，PLC 原理及应用 M.大庆石油学院.3谢克明，夏路易.可编程控制器原理与程序设计 M.北京：电子工业出版社，2005 4刘常用低压电器与可编程序控制器 M.西安：西安电子科技大学出版社，2005.5吴存宏.浅谈 PLC 在全自动洗衣机中运用 J.家用电器科技，2000，(4).6工业可编程控制器的现状与发展趋势 J.航天技术与民品，1999，(5).7殷洪义.可编程控制器选择设计与维护 M.北京：机械工业出版社，2002.8求是科技.PLC 应用开发技术与工程实践 M.北京：人民邮电出版社，2005.