基于PLC的自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì).doc

滄州師范學(xué)院課程設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 共 29頁(yè) 摘要可編程控制器（PLC）是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的通用自動(dòng)化控制裝置，它的成功性能強(qiáng)，可靠性高，體積小巧。該全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)是以西門子S7200PLC CPU224為控制核心，分配有12個(gè)輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)，采用了7個(gè)定時(shí)器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行計(jì)時(shí)，2個(gè)計(jì)數(shù)器對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行循環(huán)控制。實(shí)現(xiàn)浸泡洗滌漂洗脫水自動(dòng)控制。S7200漢化版仿真軟件對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，設(shè)計(jì)出一套合理的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。關(guān)鍵詞：可編程控制器 全自動(dòng)洗衣機(jī) S7200PLC 自動(dòng)控制 CPU224目錄第1章 全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC的控制控制要求.41.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作流程和工作原理41.2洗衣機(jī)的控制要求5第2章 全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)資源配置和PLC選型52.1 控制系統(tǒng)硬件接線圖.52.2 PLC外形圖62.3 PLC系統(tǒng)選型72.4 I/O的地址分配82.5 其他硬件選擇.8第3章 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)93.1 編程軟件93.2 流程圖93.3 源程序設(shè)計(jì)12第4章 程序調(diào)試224.1 程序的下載224.2 程序調(diào)試的步驟.22第5章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)與心得.27第6章 參考文獻(xiàn).28前言隨著社會(huì)的發(fā)展，工業(yè)話化的加速，出現(xiàn)了洗衣機(jī)，再就是自動(dòng)洗衣機(jī)。無(wú)論是波輪式洗衣機(jī)也好，都朝著智能化，水流方式多樣化，洗衣機(jī)創(chuàng)造化，設(shè)計(jì)更趨人性化四大特征方向發(fā)展，傳統(tǒng)的電氣控制已竟不能滿足現(xiàn)狀的要求了，使智能化得控制取代了傳統(tǒng)的工業(yè)控制，洗衣機(jī)的工作原理：全自動(dòng)化洗衣桶和脫水桶是以同一心安放的，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水桶。內(nèi)同的周圍有許多小孔，使內(nèi)桶和外桶水流相通，洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來(lái)執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)通過(guò)控制系統(tǒng)將進(jìn)水電磁閥打開，經(jīng)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)將排水電磁閥打開，將水由外桶拍到機(jī)外。洗滌正傳、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)撥盤正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶進(jìn)行正反轉(zhuǎn)甩干，高、低水位控制開關(guān)分別用來(lái)檢測(cè)高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作，停止按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。隨著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展，應(yīng)用于洗衣機(jī)上的技術(shù)越來(lái)越成熟，洗衣機(jī)的發(fā)展也越來(lái)越快，將來(lái)的洗衣機(jī)主要議一下方面發(fā)展：1. 高度智能化2. 健康化3. 節(jié)水節(jié)能4. 大容量和微型化 本次設(shè)計(jì)主要采用PLC控制技術(shù)設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，跟傳統(tǒng)的洗衣機(jī)有智能化、實(shí)時(shí)監(jiān)控、人性的功能，本系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)集中體現(xiàn)在：實(shí)現(xiàn)功能齊全，外圍電路簡(jiǎn)單，時(shí)間計(jì)算精確一以及可維護(hù)方面等。具有可靠性高，安全性好，開發(fā)價(jià)值高等一系列的優(yōu)點(diǎn)。第1章 全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制的控制要求1.1.全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作流程和工作原理1）全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2）全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作流程3）全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理 洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。 洗滌的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 脫水時(shí)，由脫水電磁離合器合上，排水電磁閥吸合，洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。 洗滌完成由蜂鳴報(bào)警。1.2.洗衣機(jī)的控制要求（1）按下啟動(dòng)按鈕及水位開關(guān)，開始進(jìn)水直到中水位，關(guān)水。（2）2秒后開始洗滌。（3）洗滌時(shí)正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒。（4）如此循環(huán)5次，總共320秒后進(jìn)行排水，排空后脫水30秒。（5）開始洗滌，重復(fù)（1）（4），清洗三遍。（6）清洗完成，報(bào)警3秒自動(dòng)停機(jī)。（7）若按下停車按鈕，可手動(dòng)排水和脫水。第2章 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)資源配置和PLC選型2.1制系統(tǒng)硬件接線圖2.2.PLC的外形圖外形圖全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)選擇西門子公司的S7200系列和控制單元，如圖3所示為PLC的如圖3S7-200 CPU將一個(gè)微處理，一個(gè)集成電源和數(shù)字量I/O點(diǎn)集成在一個(gè)緊湊的封裝中，從而形成了一個(gè)功能強(qiáng)大的微型PLC，在下載了程序之后，S7-200將保留所需的邏輯，用于監(jiān)控應(yīng)用程序中的輸入輸出設(shè)備。I/0接線端子排；輸出LED指示；前蓋：模式選擇開關(guān)(RUN/STOP)；模擬電位器；擴(kuò)展端口(適用大部分CPU)狀態(tài)LED：系統(tǒng)錯(cuò)誤診斷(SF/DIAG)；RUN(運(yùn)行)；STOP(停止)可選卡插槽：粗存卡；時(shí)鐘卡；電池卡通訊口輸入LED指示擴(kuò)展電纜用于裝上標(biāo)準(zhǔn)(DIN)導(dǎo)軌的夾片2.3.PLC的選型從上面的分析可以知道，系統(tǒng)共有11個(gè)輸入點(diǎn)和7個(gè)輸出點(diǎn)。如果選用CPU222，需要擴(kuò)展單元，如果選用CPU226PLC，則價(jià)格較高，浪費(fèi)較大。參照西門子S7200PLC產(chǎn)品目錄及市場(chǎng)實(shí)際價(jià)格，選用主機(jī)CPU224一臺(tái)配置如圖3所示2.4.I/O的地址分配1）數(shù)字量輸入部分 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)、停止、高水位、中水位、低水位、手動(dòng)排水和手動(dòng)脫水按鈕以及高水位、中水位、低水位和排空檢測(cè)開關(guān)總共11個(gè)輸入點(diǎn)，具體的輸入分配如圖下表所示。2）數(shù)字輸出部分全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、正、反洗滌電動(dòng)機(jī)、蜂鳴器、指示燈等，具體的輸出分配如下表所示 2.5其它器件選擇1）.輸入器件： 啟動(dòng)、停止選擇點(diǎn)動(dòng)按鈕；水位選擇開關(guān)選用具有動(dòng)合觸點(diǎn)但無(wú)自動(dòng)復(fù)位的旋轉(zhuǎn)開關(guān)；檢測(cè)傳感器選用液位開關(guān)；手動(dòng)排水，手動(dòng)脫水選擇具有動(dòng)合觸點(diǎn)且自動(dòng)復(fù)位的按鈕。2).輸出器件: 啟動(dòng)、正傳及脫水、反轉(zhuǎn)選用接觸線圈；進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥由于采用直流輸入。所以選用國(guó)標(biāo)為MB的電磁閥；報(bào)警與水位顯示選用PG指示燈。3）主要電路部分： 由低壓斷路器、熱保護(hù)元件、動(dòng)合觸點(diǎn)及YXD120系列洗衣機(jī)專用電機(jī)組成。第3章 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)3.1.編程軟件 西門子公司為S7200PLC設(shè)計(jì)的STEP7Microwin32V3.2編程軟件S7200漢化版仿真軟件3.2流程圖1）正常流程圖如圖4所示 流程圖描述： 按下啟動(dòng)按鈕開始進(jìn)水；進(jìn)水到規(guī)定高度，使水位開關(guān)接通，實(shí)現(xiàn)洗滌正轉(zhuǎn)，并停止進(jìn)水；洗滌正轉(zhuǎn)30秒后，停止2秒，反轉(zhuǎn)30秒后，停止2秒。計(jì)數(shù)器加1，累計(jì)洗滌次數(shù)；若未滿5次則重復(fù)進(jìn)行洗滌。直至洗滌達(dá)到5次，開始排水，由于排水，水位降低，當(dāng)水位低于規(guī)定下限水位時(shí)，排空檢測(cè)開關(guān)接通，開始脫水30秒后，計(jì)數(shù)器加1，脫水停止，然后再返回到進(jìn)水動(dòng)作，重復(fù)上述過(guò)程3次，報(bào)警并停止。2）.定時(shí)器、計(jì)數(shù)器分配 定時(shí)器部分： 表三：定時(shí)器分配計(jì)數(shù)器部分：表四：計(jì)數(shù)器3）.正常程序運(yùn)行流程圖，如圖44）圖紙?jiān)O(shè)計(jì)5)單相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的主控制圖LN3.3源程序設(shè)計(jì)第4章 程序調(diào)試4.1.程序的下載 由于缺少硬件設(shè)備，用S7200仿真軟件來(lái)調(diào)試程序；將編寫好的梯形圖程序生產(chǎn)awl文件，運(yùn)行S7200仿真軟件，選CPU型號(hào)為224，導(dǎo)入awl文件運(yùn)行程序，若要修改程序，先將PLC設(shè)定為STOP狀態(tài)下，運(yùn)行編程軟件，打開全自動(dòng)洗衣機(jī)程序，即可在線調(diào)試。4.2.程序調(diào)試步驟1）.擇CPU型號(hào)為CPU2242)轉(zhuǎn)載程序：3）.運(yùn)行程序：程序加載后，點(diǎn)便可運(yùn)行仿真，下方是輸入繼電器，用點(diǎn)動(dòng)指示燈控制，上方為輸出繼電器；梯形圖中有顏色代表得電。4）.檢查程序運(yùn)行后，按要求進(jìn)行輸入，觀察輸出是否達(dá)到控制要求a. 正傳定時(shí)器運(yùn)行正常b. 脫水定時(shí)運(yùn)行正常c.反轉(zhuǎn)定時(shí)正常d.循環(huán)計(jì)數(shù)正常第5章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)與心得該全自動(dòng)洗衣機(jī)以西門子S7200PLC為控制核心，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)的全過(guò)程（浸泡洗滌漂洗脫水）自動(dòng)控制，極大的方便了人們的日常生活，提高了人們的生活質(zhì)量，使人們從那種繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)。系統(tǒng)實(shí)際合理，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期功能。當(dāng)然，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)還存在著一些缺陷，比如：沒(méi)有急停按鈕、沒(méi)有制動(dòng)裝置、成本高等?？傊驹O(shè)計(jì)還有一定的提升空間。 經(jīng)過(guò)將近三周的全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC課程設(shè)計(jì)，讓我收獲頗豐，不僅熟悉全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作工程，還學(xué)會(huì)了梯形圖編程。一段時(shí)間的課程設(shè)計(jì)，讓我加深了對(duì)PLC的認(rèn)識(shí)和理解，也知道了PLC應(yīng)用于工業(yè)控制的優(yōu)點(diǎn)所在，更重要的是讓我看到了自己知識(shí)的匱乏，也堅(jiān)定了以后要不斷的學(xué)習(xí)，不斷地向身邊的人虛心請(qǐng)教，同時(shí)要借助于圖書館和網(wǎng)絡(luò)來(lái)擴(kuò)展自己的知