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。AbstractWith the continuous progress of science and technology and the rapid development of society, washing into peoples 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I0.0I1.2，输出端对应的输出地址是Q0.0Q1.0。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SB1I0.0停止按钮SB2I0.1高水位按钮SB3I0.2中水位按钮SB4I0.3低水位按钮SB5I0.4排空检测开关ST1I0.5高水位检测开关ST2I0.6中水位检测开关ST3I0.7低水位检测开关ST4I1.0手动排水按钮SB6I1.1手动脱水按钮SB7I1.22）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J1Q0.0进水阀控制继电器J2Q0.1电动机正转继电器J3Q0.2电动机反转继电器J4Q0.3排水阀控制继电器J5Q0.4脱水阀控制继电器Jj6Q0.5报警蜂鸣器HAQ0.6高水位指示灯HL1Q0.7中水位指示灯HL2Q1.0低水位指示灯HL3Q1.13）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 S7-200I0.1I0.222I0.3I0.4I1.1I1.2I0.6Q0.2I0.7Q0.5I1.0Q0.1Q0.4Q0.0KA1YV1YV2排水进水脱水正转M1报警I0.0L1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SB1SB2SA1SA3SB3SB4ST1SA2ST2ST3图2 PLC外部接线图KA2Q0.6Q0.7Q1.0Q1.11L1通电L6高位L7中位L8低位水排空传感器I0.5ST4电源L+N24VM1M2M3.1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 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2S30S洗涤反转暂停2S30S洗涤正转停止进水进水水满 N Y Y N Y N Y Y N Y NY NY 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 I0.0O M0.1AN I0.1= M0.1= Q0.0进水阀控制LD M0.1EULD I0.5EUOLDO M0.3AN M0.2= M0.3高中低水位控制LD I0.2AN I0.6LD I0.3AN I0.7OLDLD I0.4AN I1.0OLDA M0.3= Q0.1延时2sLD Q0.1EDTON T37, +20循环五次LD T37O M0.2AN C1A M0.1= M0.2正转控制LD M0.2AN T38AN I0.5A M0.1= Q 0.2LD M 0.2TON T38, +300反转控制LD T38AN T39AN I0.5A M0.1= Q0.3LD Q0.3TON T39, +300循环五次LD T39EDLD T40EDCTU C1, +5出水阀控制LD C1LD I1.1AN M0.1OLD= Q0.4脱水阀控制LD I 1.2AN M 0.1OLD= Q 0.5LD I 0.5 TON T40 ,+100报警输出LD M0.1TOF T41, +30LDN M0.1A T41= Q0.5水位指示LD I0.2= Q0.7LD I0.3= Q1.0LD 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