全自動(dòng)洗衣機(jī)梯形圖控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試

1、 現(xiàn)代控制技術(shù)及plc控制課程設(shè)計(jì)姓 名 學(xué) 號(hào) 2010 班 級 機(jī)電 班 專 業(yè) 機(jī)械電子工程 院 別 機(jī)械工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 2013年7月5日目錄1引言 32全自動(dòng)洗衣機(jī)plc控制的控制要求 32.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作流程和工作原理 3 2.2洗衣機(jī)控制要求 4 3全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的plc選型和資源配置 4 3.1控制系統(tǒng)硬件接線圖 5 3.2模塊功能概述 6 4全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試 6 4.1編程軟件 6 4.2程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置 7 5全自動(dòng)洗衣機(jī)plc控制系統(tǒng)程序 8 5.1系統(tǒng)資源分配 8 5.2源程序 9 6 總程序 177 結(jié)束語 21

2、 8參考文獻(xiàn) 221 引言 隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動(dòng)控制系統(tǒng)開始進(jìn)入了人們的生活，以plc為核心的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)就是其中之一。同時(shí)也標(biāo)志了自動(dòng)控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時(shí)代的一員。它實(shí)用性強(qiáng)，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，使人們相信這是科技進(jìn)步的成果。它更讓人類懂得，數(shù)字時(shí)代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳?，將加快科學(xué)技術(shù)的發(fā)展.可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、價(jià)格低、可靠性高，plc在現(xiàn)代工業(yè)中的作用將更加突出。隨著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的自動(dòng)化越來越多的工廠設(shè)備采用plc，變頻器，人機(jī)界面自動(dòng)化器件來控制，因此自動(dòng)化程度越來越高。電器控制技術(shù)是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，

3、生產(chǎn)工藝不斷提出新的要求而得到迅速發(fā)展的。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，減輕工人的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，要求整個(gè)工藝生產(chǎn)過程全盤自動(dòng)化，這就離不開控制系統(tǒng)。而設(shè)計(jì)、生產(chǎn)全自動(dòng)洗衣機(jī)無疑是為了方便大家的生活，提高大家的生活水平。洗衣服是生活中必不可少的事情，全自動(dòng)洗衣機(jī)的出現(xiàn)大大減少了人們洗衣服的時(shí)間，降低了洗衣的勞動(dòng)強(qiáng)度，以至于八九歲的小孩都可以在很短的時(shí)間里對大量的衣物進(jìn)行清洗。全自動(dòng)洗衣機(jī)利用plc對電動(dòng)機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)全自動(dòng)化。一經(jīng)設(shè)置完成，便可以完成對衣物的洗滌、漂洗和甩干等工作。2全自動(dòng)洗衣機(jī)plc控制的控制要求2.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作流程和工作原理2.1.1

4、全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)全自動(dòng)洗衣機(jī)主要部分有進(jìn)水口、啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、控制器、排水按鈕、高水位控制開關(guān)、低水位控制開關(guān)、內(nèi)桶、外桶、波潘、排水口及洗滌電機(jī)等構(gòu)成。2.1.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作流程全自動(dòng)洗衣機(jī)的單循環(huán)工作流程示意圖如圖1所示。開始 進(jìn)水洗滌排水脫水結(jié)束 圖1全自動(dòng)洗衣機(jī)的單循環(huán)工作流程示意圖2.1.3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。 洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來實(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。 洗滌完成由蜂鳴器報(bào)警。2.2洗衣機(jī)控制要求2.2.1.全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求:

5、（1） 按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開關(guān)，開始進(jìn)水直到高（中、 低）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秒后開始排水，排空后脫水30秒（5） 開始清洗，重復(fù)（1）（4），清洗兩遍（6） 清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)（7） 若按下停車按扭，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水（不計(jì)數(shù)）輸入地址：輸出地址：啟動(dòng)按鈕 i0.0啟動(dòng)指令q0.0停止按鈕i0.1進(jìn)水閥控制繼電器q0.1高水位按鈕i0.2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)及脫水繼電器q0.2中水位按鈕i0.3電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器q0.3低水位按鈕i0.4排水閥控制繼電器q0.4排空檢測開關(guān)i

6、0.5 報(bào)警蜂鳴器q0.5高水位檢測開關(guān)i0.6高水位指示燈q0.6中水位檢測開關(guān)i0.7中水位指示燈q0.7低水位檢測開關(guān)i1.0低水位指示燈q1.0手動(dòng)排水按鈕i1.1手動(dòng)脫水按鈕i1.23全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的plc選型和資源配置3.1控制系統(tǒng)硬件接線圖3.1.1控制系統(tǒng)硬件接線圖全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)硬件接線示意圖如圖2所示。 圖2全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)硬件接線示意圖3.1.2 plc外形圖全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)選擇西門子公司的s7-200系列plc作為控制單元，如圖3所示為所選plc外形圖。 圖3 plc外形圖3.1.3i/o地址分配由于s7-200 224 cpu模塊有14點(diǎn)數(shù)字量輸

7、入，10點(diǎn)數(shù)字量輸出，所以不需要再增加擴(kuò)展模塊。模塊上的輸入端對應(yīng)的輸入地址是i0.0i1.2，輸出端對應(yīng)的輸出地址是q0.0q1.03.2模塊功能概述由于該模塊采用直流24v供電(直流晶體管輸出)，有14點(diǎn)數(shù)字量輸入和10點(diǎn)數(shù)字量輸出，完全能滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求，所以不在需要另外的數(shù)字量輸入/輸出模塊。4全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試4.1編程軟件以西門子公司為s7-200plc設(shè)計(jì)的v3.2 step 7 microwin sp4編程軟件。4.2程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置4.2.1流程圖正常運(yùn)行流程圖正常運(yùn)行流程圖如圖4所示。流程圖描述: 按下啟動(dòng)按扭,開始進(jìn)水;進(jìn)水到規(guī)定

8、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, 2秒后開始洗滌,洗滌正轉(zhuǎn)30s后,停止2秒,反轉(zhuǎn)30s后,停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),排空檢測開關(guān)接通,開始脫水,脫水30s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)上述過程2次,報(bào)警3秒并停機(jī)。起動(dòng)脫水2次30s脫水排水洗5次暫停2s30s洗滌反轉(zhuǎn)暫停2s30s洗滌正轉(zhuǎn)停止進(jìn)水進(jìn)水 水滿 n y y n y n y y n y ny ny報(bào)警3秒停機(jī) 圖4 正常運(yùn)行的流程圖4.2.2.程序的構(gòu)成在自動(dòng)方式下，plc將運(yùn)行已經(jīng)設(shè)置

9、好的程序和參數(shù)（用于全自動(dòng)洗衣機(jī)一切都工作正常的情況下）。4.2.3.程序的下載、安裝和調(diào)試將各個(gè)輸入/輸出端子和實(shí)際控制系統(tǒng)中的按鈕、所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。全自動(dòng)洗衣機(jī)程序是由v3.2 step 7 microwin sp4編程軟件的指令完成。若要修改程序，先將plc設(shè)定在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。5全自動(dòng)洗衣機(jī)plc控制系統(tǒng)程序5.1系統(tǒng)資源分配5.1.1 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、低水位和排空檢測開關(guān)共11個(gè)輸入點(diǎn)。具體的輸入分配如表1所示

10、。 表1 輸入地址分配名稱符號(hào)地址啟動(dòng)按鈕sb1i0.0停止按鈕sb2i0.1高水位按鈕sb3i0.2中水位按鈕sb4i0.3低水位按鈕sb5i0.4排空檢測開關(guān)bg1i0.5高水位檢測開關(guān)bg2i0.6中水位檢測開關(guān)bg3i0.7低水位檢測開關(guān)bg4i1.0手動(dòng)排水按鈕sb6i1.1手動(dòng)脫水按鈕sb7i1.25.1.2 數(shù)字量輸出部分全自動(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/反轉(zhuǎn)洗滌電動(dòng)機(jī)、蜂鳴器、指示燈等。具體的輸出分配如表2所示。表2 輸出地址分配名稱符號(hào)地址啟動(dòng)指令j1q0.0進(jìn)水閥控制繼電器j2q0.1電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)及脫水繼電器j3q0.2電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器j4q0.3排

11、水閥控制繼電器j5q0.4報(bào)警蜂鳴器haq0.5高水位指示燈hl1q0.6中水位指示燈hl2q0.7低水位指示燈hl3q1.05.1.3 定時(shí)器部分具體的定時(shí)器分配如表3所示。表3 定時(shí)器分配定時(shí)器功能t37延時(shí)2秒開始洗滌t38洗滌正轉(zhuǎn)定時(shí)30秒t39洗滌反轉(zhuǎn)定時(shí)30秒t40脫水定時(shí)30秒t41報(bào)警定時(shí)3秒t42正轉(zhuǎn)后暫停2秒t43反轉(zhuǎn)后暫停2秒5.1.4 計(jì)數(shù)器部分具體的計(jì)數(shù)器分配如表4所示。表4 計(jì)數(shù)器分配計(jì)數(shù)器功能c1洗滌循環(huán)計(jì)數(shù)5次c2清洗和漂洗計(jì)數(shù)2次5.2源程序5.2.1 啟動(dòng)全自動(dòng)洗衣機(jī)q0.0是啟動(dòng)輸出，m0.1是啟動(dòng)輔助繼電器，當(dāng)洗衣機(jī)的啟動(dòng)按鈕按下時(shí)，q0.0和m0.1得

12、電。它的指令程序?yàn)椋簄etwork 1 開始洗滌ld i0.0o m0.1an c2an i0.1= m0.1= q0.0 所對應(yīng)的梯形圖如圖5所示圖5 啟動(dòng)指令梯形圖5.2.2 進(jìn)水閥控制洗衣機(jī)啟動(dòng)后，再按下水位選擇開關(guān)，進(jìn)水電磁閥得電，洗衣機(jī)開始進(jìn)水。當(dāng)所選擇水位的限位開關(guān)動(dòng)作后,進(jìn)水電磁閥釋放，洗衣機(jī)停止進(jìn)水。它的指令程序?yàn)椋簄etwork 2 進(jìn)水閥控制ld m0.1euld i0.5euoldo m0.3an m0.2= m0.3network 3ld i0.2an i0.6ld i0.3an i0.7oldld i0.4an i1.0olda m0.3= q0.1network 4

13、ld q0.1edton t37, +20network 5ld t37o m0.2an c1a m0.1= m0.2所對應(yīng)的梯形圖如圖6所示 圖6進(jìn)水閥控制梯形圖5.2.3洗滌控制當(dāng)進(jìn)水電磁閥釋放2秒后，洗衣機(jī)開始洗滌。洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒，如此循環(huán)5次，總共320秒。它的指令程序?yàn)椋簄etwork 6 正轉(zhuǎn)及脫水控制ld m0.2an t38an q0.3a m0.1ld i0.5an t40an q0.3a m0.1oldld i1.2an m0.1old= q0.2network 7ld m0.2an t39ton t38, +30

14、0network 8 反轉(zhuǎn)控制ld t38an t39an i0.5a m0.1= q0.3network 9ld q0.3ton t39, +300network 10ld t39edld t40edctu c1, +5所對應(yīng)的梯形圖如7所示圖7洗滌控制梯形圖5.2.4 出水閥控制當(dāng)洗滌循環(huán)5次結(jié)束后，排水電磁閥得電，洗衣機(jī)開始排水。它的指令程序?yàn)椋簄etwork 11 出水閥控制ld c1ld i1.1an m0.1old= q0.4所對應(yīng)的梯形圖如圖8所示圖8出水閥控制梯形圖5.2.5 脫水計(jì)時(shí)當(dāng)排空檢測限位開關(guān)動(dòng)作后，開始30秒脫水。它的指令程序?yàn)椋簄etwork 12 脫水計(jì)時(shí)ld

15、i0.5ton t40, +300所對應(yīng)的梯形圖如圖9所示圖9脫水計(jì)時(shí)梯形圖5.2.6 清洗和漂洗計(jì)數(shù)脫水結(jié)束后，洗衣機(jī)開始清洗，開始進(jìn)水直到選擇的水位，2秒鐘后開始清洗。清洗時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒。循環(huán)5次后，開始排水，排空后脫水30秒。一共清洗2遍。它的指令程序?yàn)椋簄etwork 13 清洗和漂洗計(jì)數(shù)ld m0.2edldn m0.1ctu c2, +3所對應(yīng)的梯形圖如圖10所示 圖10清洗和漂洗計(jì)數(shù)梯形圖5.2.7 報(bào)警輸出清洗完成后，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)。它的指令程序?yàn)椋簄etwork 14 報(bào)警輸出ld m0.1tof t41, +30network 15 ld

16、n m0.1a t41= q0.5所對應(yīng)的梯形圖如圖11所示圖11報(bào)警輸出梯形圖5.2.8 水位指示顯示全自動(dòng)洗衣機(jī)的水位。它的指令程序?yàn)椋簄etwork 16 水位指示ld i0.6= q0.6network 17 ld i0.7= q0.7network 18ld i1.0= q1.0所對應(yīng)的梯形圖如圖12所示圖12水位指示梯形圖6 總程序ld i0.0o m0.1an c2an i0.1= m0.1= q0.0ld m0.1euld i0.5euoldo m0.3an m0.2= m0.3ld i0.2an i0.6ld i0.3an i0.7oldld i0.4an i1.0olda

17、m0.3an q0.4= q0.1ld q0.1edton t37, 20ld t37o m0.2an c1a m0.1= m0.2ld m0.2an t38an q0.3ld i0.5an t40an q0.3a m0.1oldld i1.2an m0.1old= q0.2ld m0.2an t39ton t38, 300ld t38ton t42, 20ld t42an t39an i0.5a m0.1= q0.3ld q0.3ton t39, 300ld t39ton t43, 20ld t39edld t40edctu c1, 5ld c1ld i1.1an m0.1old= q0.4

18、ld i0.5an t40ton t40, 300ld m0.2edldn m0.1ctu c2, 3ld m0.1tof t41, 30ldn m0.1a t41= q0.5ld i0.6= q0.6ld i0.7= q0.7ld i1.0= q1.06 結(jié)束語 為期五天的“現(xiàn)代電氣控制及plc應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)”即將結(jié)束，五天來，我利用所學(xué)現(xiàn)代電氣控制及plc應(yīng)用技術(shù)的基本知識(shí)，認(rèn)真查閱相關(guān)資料，并在同學(xué)們的幫助下，完成了“全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)和調(diào)試”的課程設(shè)計(jì)。使用plc實(shí)現(xiàn)控制為現(xiàn)代工業(yè)控制的生產(chǎn)起到了積極作用，此處整個(gè)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便、靈活，具有較好的實(shí)際價(jià)值和使用

19、性。 通過本次設(shè)計(jì)，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際，與具體項(xiàng)目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。 在本次設(shè)計(jì)中，我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識(shí)，于是圖書館和internet成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識(shí)，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識(shí)是有限的，在以后的工作中我們肯定會(huì)遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會(huì)使我們受益非淺。在設(shè)計(jì)過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題的時(shí)候，需要做大量的工作，花大量的時(shí)間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起來了。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，下面是自己的收獲: （1）將理論教學(xué)與實(shí)習(xí)實(shí)踐相結(jié)合，對于plc在實(shí)際設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有了較深刻的認(rèn)