全自动洗衣机plc程序设计.doc

太原工业学院课程设计2102年6月20日题 目： 全自动洗衣机PLC设计 系 别： 机械工程系 专 业： 机械电子工程 班 级： 学生姓名： 闫萍萍 郭志明 付杰 彭思远 学 号： 指导教师： 周 敏 PLC设计： 全自动洗衣机PLC控制目录摘要一、控制设备要求1.正常运行2.强制停止二、电气设计部分三、PLC运行框图1正常运行流程图2强制运行流程图四、过程分析说明及I/O分配表1分析说明2I/O分配表五、PLC I/0硬件接线图及panel图1PLC I/O硬件接线图2panel图六、程序梯形图七、时序图（以选择高水位为例）八、总结摘要根据全自动洗衣机的工作原理,利用可编程控制器PLC实现控制,说明了PLC控制的原理方法,特点及控制洗衣机的特色。全自动洗衣机控制系统利用了西门子S7-200系列PLC的特点,对按鈕,电磁阀,开关等其他一些输入/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,充分表现现代家电品的实用性。在洗衣机控制方面，在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器占主导地位。但继电器控制领域有着十分明显的缺点：体积大、耗电多、可靠性、寿命短、运行速度慢、适应性差、尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪费。为了改变这一现状，PLC控制系统产生了。继1969年美国数字设备公司研制出世界第一台PLC，并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期，从此，可编程控制器这一新的控制技术迅速发展起来了。在许多领域都有广泛的应用。PLC的 优点是：可靠性高，耗电少，适应性强，运行速度快，寿命长等，为了进一步提高全自动洗衣机的功能和性能，避免传统控制的一些弊端，就提出了用PLC来控制全自动洗衣机这个课题。全自动洗衣机PLC程序设计一、控制设备要求全自动洗衣机控制系统的要求是能实现“正常运行”和“强制运行”两种控制方式。1.正常运行“正常运行”方式具体控制要求如下：（1）将水位通过水位选择开关设在合适的位置（高、中、低），按下“启动”按钮，开始进水，达到设定的水位（高、中、低）后，停止进水。（2）进水停止2s后开始洗衣。（3）洗衣时，正转30s，停2s，然后反转30s，停2s。（4）如此循环共5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30s。（5）然后再进水，重复（1）（4）步，如此循环共2次。（6）洗衣过程完成，报警3s并自动停机。2.强制停止“强制停止”方式具体控制要求如下:（1）若按下“停止”按钮，洗衣过程停止，即洗涤电机和脱水桶停止转动、进水电磁阀和排水电磁阀全部闭合。（2）可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。【注】“正常运行”和“强制停止”两种模式的运行是一样的。二 电气设计部分 如下图为全自动洗衣机的PLC控制系统电路图。通过PLC来实现电动机的正反转，并且实现洗衣机按预先设置的程序自动执行，完成洗衣。当需要手动排水与脱水时，可强制止自动程序的运行，跳出自动切换到手动操作。为防止全自动洗衣机在工作过程中，电路发生短路，损坏电动机和电路中的各种电气设备，因此在主电路中安装了熔断器，当电路出现短路故障时，能迅速、可靠的断开电源。全自动洗衣机在无人问津的情况下可能长时间运行，为防止电机绕组的温升超过额定值而损坏，采用热继电器作为保护元件，与熔断器搭配使用，可靠地保护电动机。 人机接口部分的按钮等都选择低压电器元件，保护操作者的安全。三 PLC运行框图 1、正常运行流程图如下图所示。2、强制运行流程图如下开始正常运行按停止按钮洗涤电机和脱水桶停止转动、进水和排水电磁阀闭合排水打开手动排水开关打开手动脱水开关脱水结束YYYNNN1）程序的构成 这个程序有自动方式和手动方式两种。在自动方式下，PLC将运行已经设置好的程序和参数（适用于机械一切都正常工作的情况下）。在手动方式下是在紧急停止情况下，可以手动排水和脱水。2）程序的下载、安装和调试四、 过程分析说明及I/O分配表1.分析说明 自动洗衣机的进水、洗衣、排水和脱水时通水位开关，电磁进水阀和电磁排水阀配合进行控制，从而实现自动控制。水位开关用来控制进水到洗衣的低、中、高水位；电磁阀起着通/断水源的作用，进水时，电磁进水阀打开，将水注入，排水时，电磁排水阀打开，将水排出，洗衣时，洗涤电动机启动，脱水时，脱水桶启动。2.I/O分配表 这个控制系统的输入有启动按钮、停止按钮、水位选择开关（高水位、中水位、低水位）、手动排水、自动排水开关、高水位浮球开关、中水位浮球开关，低水位浮球开关、水排空浮球开关、压力开关共12个。具体的输入地址分配如表1所示。表1：输入地址分配输入地址对应的元器件对应的外部设备I00081SB1启动按钮I00082SB2停止按钮I00083SB3高水位选择开关I00084SB4中水位选择开关I00085SB5低水位选择开关I00086SQ1水排空检测开关I00087SQ2高水位检测开关I00088SQ3中水位检测开关I00089SQ4低水位检测开关I00090SB6手动排水I00091SB7手动脱水2.数字量输出部分 这个控制系统需要控制的外部设备有进水电磁阀、排水电磁阀、洗涤电动机、脱水桶、报警器共五个设备。但是由于洗涤电动机有正转和反转两个状态，分别都应正转继电器和反转继电器，所以输出点有六个。具体的输出地址分配如表2所示。表2：输出地址分配输出地址对应的元器件对应的外部设备Q00001YA1启动洗衣机Q00002YA2进水阀Q00003KM1正转及脱水Q00004KM2反转Q00005YA3排水Q00006Q00007 Q00008 Q00009 YHYA4YA5YA6报警器低水位检测灯中水位检测灯高水位检测灯3.定时器和计数器 全自动洗衣机的控制系统中的工作时间和循环次数需要定时器和计数器来控制。具体定时器和计数器分配如表3所示。表3： 定时器和计数器分配类别元器件号设定值作用定时器T02s进水后暂停时间T130s正转洗涤计时T22s正转暂停计时T330s反转洗涤计时T42s反转暂停计时T530s脱水计时T63s洗完报警计时计数器C05次正反洗循环计数C13次大循环计数五PLC I/0硬件接线图及panel图1.根据全自动洗衣机控制系统的输入、输出地址分配和定时器、计时器分配以及所选PLC型号，PLC I/O硬件接线图如下图所示。 图4.1 I/O硬件接线图2.panel图 图4.2 PANEL图六、程序梯形图 七、时序图（以选择高水位为例）八、总结经过几天的奋战，我们的课程设计终于圆满完成。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立思考的能力，树立了对自己工作能力的信心，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。虽然这个设计做的不是很完美，但是在设计过程中所学到的知识是这次课程设计的最大收获和财富，会使我终身受益。通过这次课程设计，使我明白学习是一个不断积累的过程。还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！在此全自动洗衣机的设计过程中，老师尽全力地为我和同学们创造条件，并对我们在设计过程中遇到的难题进行细致耐心的指导，使我们学习了很多实际工业生产中的问题和解决方法，提高了对应用GE PLC的技术水平以及分析问题和解决问题的能力，才得以设计的全自动洗衣机控制系统具有实际应用水平的可靠性和稳定性。