PLC控制的全自动洗衣机课程设计程序及调试图.doc

目 录
摘要………………………………………………………….
1.1 设计题目

1.2全自动洗衣机PLC控制的控制要求及工作原理

1.2.1全自动洗衣机的基本结构和工作流程

1.2.2洗衣机控制要求及工作原理

2.1全自动洗衣机控制系统的硬件设计

2.1.1控制系统硬件控制方案

2.2.2 PLC控制和I/O分配

3.1全自动洗衣机控制系统程序设计

3.1.1程序流程分析

3.2.2程序的编制及调试

4.1总结

5.1参考文献
摘 要
随着科学技术不断进步和社会飞速发展，洗衣机成为人民日常生活息息相关的家用电器产品。
洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。本文首先介绍了洗衣机的发展，然后重点介绍了洗衣机的设计，对程序流程图及编程软件进行了说明，最后对系统进行了仿真。本次设计采用步进顺控指令编程，根据工艺要求编程简单、可允许双线圈使用，PLC采样按钮及限位开关外部输入信号的变化，执行相应的程序，然后输出控制电机正反转及脱水处理。
最后就本课题所做的工作进行了总结，并对进一步的研究提出了自己的看法。本次设计的全自动洗衣机工艺要求有待改善，不可以单独脱水及洗衣时间的设置；由于时间有限，没做进一步的改善。基于全自动洗衣机在日常生活中广泛运用，本设计具有广泛的推广价值。

Abstract
With the continuous progress of science and technology and the rapid development of society, washing into people's everyday life, household products.

Fully automatic washing machines, multi-functional and intelligent direction of its development. This paper describes the development of washing machines, washing machine and then focuses on the design and programming software, the program flow chart are described, and finally the system is simulated. The design uses a step sequence programming instructions, according to process requirements of simple programming, which allows dual coils, PLC sampling buttons and limit switch changes the external input signal, perform the appropriate procedure, and then reversing the motor output control and dehydration treatment.

Finally on the subject summarized the work done, and further research put forward their views. The design of the automatic washing process requirements need to be improved, not a separate set of time dehydration and laundry; Due to time constraints, no further improvement. Automatic washing machine based on widely used in daily life, the design of a wide range of promotional value.

1.1 设计题目

全自动洗衣机

1.2全自动洗衣机PLC控制的控制要求及工作原理
1.2.1全自动洗衣机的基本结构和工作流程
1、 全自动洗衣机的基本结构
全自动洗衣机的基本结构如图1-1所示。

2、全自动洗衣机的工作流程
全自动洗衣机的单循环工作流程示意图如图1-2所示。
开始

进水

洗涤

排水

脱水

结束

图1-2全自动洗衣机的单循环工作流程示意图

1.2.1洗衣机控制要求及工作原理

全自动洗衣机控制系统的要求:

（1） 按下启动按扭及水位选择开关，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，重复（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）

全自动洗衣机工作原理:

以日常生活中最常见的波轮式全自动洗衣机为例，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。波轮式全自动洗衣机的实物示意图如图1.1所示

2.1全自动洗衣机控制系统的硬件设计
2.1.1控制系统硬件控制方案
全自动洗衣机控制系统选择西门子公司的S7-200系列PLC（6ES7 214-1AD23-0XB0）作为控制单元，
2.2.2 PLC控制和I/O分配
1 . PLC控制系统设计的基本原则
任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

1. 最大限度地满足被控对象的控制要求

充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。

2. 保证PLC控制系统安全可靠

保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。

3. 在满足控制要求的前提下，力求简单、经济、使用及维修方便

一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、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的改进，在选用PLC时，在I/O点数和内存容量上适当留有余地。
由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。

5． 软件设计主要是指编写程序，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。
2. I/O分配及连接图

由于S7-200 224 CPU模块有14点数字量输入，10点数字量输出，所以不需要再增加扩展模块。模块上的输入端对应的输入地址是I0.0～I1.2，输出端对应的输出地址是Q0.0～Q1.0。CPU模块采用西门子公司的6ES7 214-1AD23-0XB0模块。由于该模块采用直流24V供电(直流晶体管输出)，有14点数字量输入和10点数字量输出，完全能满足全自动洗衣机控制系统的要求，所以不在需要另外的数字量输入/输出模块

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共11个输入点。具体的输入分配如表1-1所示。

表1-1 输入地址分配

名称
符号
地址
启动按钮
SB1
I0.0
停止按钮
SB2
I0.1
高水位按钮
SB3
I0.2
中水位按钮
SB4
I0.3
低水位按钮
SB5
I0.4
排空检测开关
ST1
I0.5
高水位检测开关
ST2
I0.6
中水位检测开关
ST3
I0.7
低水位检测开关
ST4
I1.0
手动排水按钮
SB6
I1.1
手动脱水按钮
SB7
I1.2

2）数字量输出部分

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/反转洗涤电动机、蜂鸣器、指示

灯等。具体的输出分配如表1-2所示。

表1-2 输出地址分配

名称
符号
地址
启动指令
J1
Q0.0
进水阀控制继电器
J2
Q0.1
电动机正转继电器
J3
Q0.2
电动机反转继电器
J4
Q0.3
排水阀控制继电器
J5
Q0.4
脱水阀控制继电器
Jj6
Q0.5
报警蜂鸣器
HA
Q0.6
高水位指示灯
HL1
Q0.7
中水位指示灯
HL2
Q1.0
低水位指示灯
HL3
Q1.1

3）定时器部分

具体的定时器分配如表1-3所示。

表1-3 定时器分配
定时器
功能
T37
延时2秒开始洗涤
T38
洗涤正转定时2秒
T39
洗涤反转定时2秒
T40
脱水定时10秒
T41
报警定时3秒

4）计数器部分

具体的计数器分配如表1-4所示。

表1-4 计数器分配
计数器
功能
C1
洗涤循环计数5次
2.1 I/O连接图

98

S7-200

I0.1
I0.222
I0.3
I0.4
I1.1
I1.2
I0.6

Q02
I0.7
Q0.5
I1.0

Q0.1
Q0.4
Q0.0
KA1
YV1
YV2
排水
进水
脱水
正转
M1报警
I0.0
L1
启动
高水位开关
停止
低水位开关
中水位开关
手动排水
中液位传感器
手动脱水
高液位传感器
低液位传感器
SB1

SB2

SA1

SA3
SB3
SB4
ST1
SA2
ST2
ST3
图2 PLC外部接线图
KA2

Q0.6
Q0.7
Q1.0
Q1.1
1

L1通电

L6高位
L7中位
L8低位
水排空传感器
I0.5
ST4
电源
L+
N
24V
M1
M2
M3

.1全自动洗衣机控制系统程序设计
3.1.1程序流程分析
1.流程图
⑴ 正常运行流程图

正常运行流程图如图1-4所示。

起动
停机报警
脱水3次
30S
脱水
排水
洗5次
暂停2S
30S
洗涤反转
暂停2S
30S
洗涤正转
停止进水
进水

水满
N

Y

Y

N

Y

N
Y
Y

N

Y

N

Y

N
Y

图1-4 正常运行的流程图
3.2.2程序的编制及调试

3.1.1程序流程分析
启动洗衣机
LD I0.0
O M0.1
AN I0.1
= M0.1
= Q0.0
进水阀控制
LD M0.1
EU
LD I0.5
EU
OLD
O M0.3
AN M0.2
= M0.3
高中低水位控制
LD I0.2
AN I0.6
LD I0.3
AN I0.7
OLD
LD I0.4
AN I1.0
OLD
A M0.3
= Q0.1
延时2s
LD Q0.1
ED
TON T37, +20
循环五次
LD T37
O M0.2
AN C1
A M0.1
= M0.2
正转控制
LD M0.2
AN T38
AN I0.5
A M0.1
= Q 0.2
LD M 0.2
TON T38, +300
反转控制
LD T38
AN T39
AN I0.5
A M0.1
= Q0.3
LD Q0.3
TON T39, +300

循环五次
LD T39
ED
LD T40
ED
CTU C1, +5
出水阀控制
LD C1
LD I1.1
AN M0.1
OLD
= Q0.4
脱水阀控制
LD I 1.2
AN M 0.1
OLD
= Q 0.5
LD I 0.5
TON T40 ,+100
报警输出
LD M0.1
TOF T41, +30
LDN M0.1
A T41
= Q0.5
水位指示
LD I0.2
= Q0.7
LD I0.3
= Q1.0
LD I0.4
= Q1.1
程序流程调试

4.1总结
本设计具有性能可靠，外围电路简单等优点，设计思路清晰，程序简单明了。但由于篇幅限制，很多细节没有进行相应描述。鉴于水平有限，有不对之处，望多提出批评指导。
本次课程设计使我深有感触，只要付出就有回报，遇到问题多与老师同学交流，利用网络资源学习。通过这次课程设计，我明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质
5.1参考文献
[1] 于桂音，邓洪伟 电气控制与PLC .中国电力出版社
[2] 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
[3] 廖常初  可编程序控制器应用技术（第四版）  重庆大学出版社  2002
[4] 王永华 现代电气控制及PLC应用技术 [M] .北京： 北京航空航天大学出版社，2003.
[5] 蒋金周   全自动洗衣机的PC智能控制    机电一体化
[6] 吴存宏 浅谈PLC在全自动洗衣机中运用   .家用电器科技，2000