全自动洗衣机PLC控制系统设计.doc

全自动洗衣机PLC控制系统设计摘要：随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的洗衣机装置远远不能满足当前高度自动化的需要。是专门应用手工业现场自动控制装置，再系统软硬件上采用抗干扰措施当工作程序需要改变时，只需改变的内部程序，重新编程而无需对外围进行重新改动。在洗衣机领域，全自动洗衣机以其固有的优点还是赢得了很多的消费者的信赖，应用而生，它将是现在到未来的星星产品，所以有必要开发和改善现有的全自动洗衣机。应用最先进的科技技术 ，投入最少的资金，不仅会使厂家产品更具市场竞争力，而且现在plc价格也在下降，更易达到自动化控制，得到更多的赢得消费者的青睐。关键词：PLC 全自动洗衣机 S7-300Abstract: with the rapid development of science and technology, automation degree requirements more and more high, the original washing machine device far cant meet current height automation needs. PLC is specially used the handicraft industry automatic control equipment, then the system hardware and software anti-jamming measures. When work program needs to change, just change the internal processes of PLC, reprogrammed instead of peripheral to change. In the washing machine, automatic washing machine to field its inherent advantages or won a lot of consumers trust, application, it will be born into the future in the stars now product, so is necessary to develop and improve existing automatic washing machine. The most advanced application of technology in the capital, at least, it will not only make manufacturers products more competitive market, and now PLC price also declined, are more likely to achieve automatic control and get more win consumers favor. Key words: PLC automatic washing machine S7-3001. 全自动洗衣机控制系统的控制要求1.1 全自动洗衣机的工作原理 普通洗衣机的工作流程示意图如图1所示图1 普通洗衣机工作流程图洗衣机的工作流程由进水、洗衣、排水和脱水4个过程组成。在半自动洗衣机中，这4个过程分别用相应的按钮开关来控制。全自动洗衣机中，这4个过程可做到全自动依次运行，直至洗衣结束。自动洗衣机的进水、洗衣、排水和脱水是通过水位开关、电磁进水阀和电磁排水阀配合进行控制，从而实现自动控制的。水位开关用来控制进水到洗衣机内高、中、低水位；电磁进水阀起着通/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。1.2 设备控制要求全自动洗衣机控制系统的要求是能实现“正常运行”和“强制停止”两种控制方式。1.2.1 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20s ，然后反转20s ，停2s ；（4）如此循环共5次，总共220s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3次；（6）洗衣过程完成，报警3s并自动停机。1.2.2 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转、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。2 全自动洗衣机控制系统的PLC选型和资源配置2.1 控制系统构成图 2.1.1 控制系统图 控制系统图如图2所示。图2 全自动洗衣机控制系统图 2.1.2 I/O地址分配 由于CPU模块有14点数字量输入，有10点数字量输出，所以不再需要输入/输出模块。采用I/O分配采用自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址是I0.0 I0.1.5 ，输出端子对应的输出地址是Q0.0 Q1.1 。2.2 模块功能概述 CPU 模块采用西门子的CPU-224 (AC/DC继电器)模块，它控制着整个系统按照控制要求有条不紊地运行。同时由于该模块采用交流220V供电，并且自带14个数字量输入点和0个数字量输出点，完全能满足全自动洗衣机控制系统的要求，所以不再需要另外的电源模块、数字量输入和输出模块。3. 全自动洗衣机控制系统程序设计和调试3.1 编程软件选择编程软件才用西门子公司为其生产的PLC而设计的编程软件STEP7-Micro/Win32 。3.2 程序的流程图、构成和相关设置4.2.1 流程图(1) 正常运行流程图正常运行流程图如图3所示。图3 正常运行流程图（2）强制停止流程图强制停止流程图如图4所示。图4 强制停止流程图3.2.2 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（适用于机械一切都工作正常的情况下）。在手动方式下是在紧急停止情况下，可以手动进行排水和脱水。3.2.3 程序的下载、安装和调试将各个输入/输出端子和实际控制系统中的按钮、所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。全自动洗衣机程序是由STEP7-Micro/Win32软件的指令完成，正常工作时程序存放在存储卡中，若要修改程序，先将PLC设定在STOP状态下，运行STEP7-Micro/Win32编程软件，打开全自动洗衣机程序，即可在线调试，也可用编程器进行调试。4. 全自动洗衣机控制系统PLC程序4.1 地址分配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）、手动排水开关、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、水排空浮球开关共11个输入点。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5个设备。但是由于洗涤电动机有正转和反转两个状态，分别对应正转继电器和反转继电器，所以输出点应该有6个。表1 输入地址分配输入地址对应的外部设备I0.0启动按钮I0.1停止按钮I0.2水位选择开关(高水位)I0.3水位选择开关(中水位)I0.4水位选择开关(低水位)I0.5手动排水开关I0.6手动脱水开关I0.7高水位浮球开关I1.0中水位浮球开关I1.1低水位浮球开关I1.2水排空浮球开关表2 输出地址分配输出地址对应的外部设备Q0.0进水电磁阀Q0.1排水电磁阀Q0.2洗涤电动机正转继电器Q0.3洗涤电动机反转继电器Q0.4脱水桶Q0.5报警器4.2 源程序 4.2.1 辅助继电器在本程序中，M0.0 是按下启动按钮的辅助继电器；M0.1 是判断洗衣机水位是否和设定水位不一致的辅助继电器；M0.2 是判断洗衣机水位是否和设定水位一致的辅助继电器；M0.3 是停止自动洗衣的辅助继电器。 梯形图如图5所示.图5 辅助继电器梯形图4.2.2 进水在正常情况下,按下启动按钮或者脱水完毕,而且洗衣大循环未到3次时,开始进水,当水位到设定水位后停止进水,等待2s后进入洗衣过程。在强制停止情况下，当停止按钮按下时立即停止进水。它的梯形图如图6所示。图6 进水梯形图 4.2.3 洗衣进水到设定水位后，开始洗衣，先正转20s，然后再反转20s，这样循环5次后进入排水过程。所对应的梯形图如图7所示。图7 洗衣梯形图4.2.4 排水洗衣过程完毕后，进入排水过程。水排空后停止排水。所对应的梯形图如图8所示。图8排水梯形图 4.2.5 脱水水排空后，开始脱水，脱水30s后停止脱水。因为判断水排空是否在排水完毕后，所以要用到排水完毕辅助继电器。它的助记符程序为：所对应的梯形图如图9所示。图9 脱水梯形图4.2.6 洗完报警洗衣大循环3次后，开始洗完报警过程，3s后停止报警，这样整个洗衣过程结束。所对应的梯形图如图10所示.图10 洗完报警梯形图5 总结 这次结业论文基本上涵盖了我们所学习的PLC程序的大部分知识点，论文要求不仅要求对课本知识有较深刻的了解，同时要求程序设计者由较强的思维能力和操作动手能力。我不仅更加了解了PLC编程方法与工作原理，也学会如何去分析编程程序，并能尝试自己去编程，从中学到了不少东西。我修补了以前学习的漏洞，也让我明白了一个道理：学习好PLC这门技术，需要自己对它有兴趣，而且要自己肯于动手操作实验。参考文献 1 张国德,李红.PLC原理及应用M.机械工业出版社,2010. 2 王永华.现代电气及可编程控制