PLC控制的全自动洗衣机课程设计

1、目 录 摘 要.2 1.1 全自动洗衣机 PLC 控制的控制要求 .3 全自动洗衣机的基本结构、 1.1.1 全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理 .3 1.1.2 洗衣机控制要求 .4 1.2 全自动洗衣机控制系统的 PLC 选型和资源配置 .4 1.2.1 控制系统硬件接线图 .4 1.2.2 模块功能概述 .5 1.3 全自动洗衣机控制系统程序设计和调试 .5 1.3.1 编程软件 .5 1.3.2 程序的流程图、构成和相关设置 .5 程序的流程图、 1.4 全自动洗衣机 PLC 控制系统程序 .7 1.4.1 系统资源分配 .7 1.4.2 源程序 .8 参考文献 .16 致谢辞

2、.17 1 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

3、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。 Abstract With the continuous progress of science and technology and the rapid development of society, washing into people's everyday life, household products. Fully automatic washing machines, multi-functional and intelligent direction of its devel

4、opment. 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 require

5、ments 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 resear

6、ch 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 p

7、romotional value. 2 1.1 全自动洗衣机 PLC 控制的控制要求 的基本结构、 1.1.1 全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理 .1.1 全自动洗衣机的基本结构 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。 图 1-1 全自动洗衣机的基本结构图 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 3 3、全自动洗衣机的工作原理 、 洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。 洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波

8、盘正、反转来实现。 脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。 洗涤完成由蜂鸣器报警。 1.1.2 洗衣机控制要求 全自动洗衣机控制系统的要求: 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

9、（不计数） 1.2 全自动洗衣机控制系统的 PLC 选型和资源配置 1.2.1 控制系统硬件接线图 控制系统硬件接线图 系统硬件接线 1控制系统硬件接线图 控制系统硬件接线图 硬件接线 全自动洗衣机控制系统硬件接线图见所附图纸。 2PLC 外形图 外形图 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，如图 1-3 所示为所选 PLC 外形图。 4 图 1-3 PLC（6ES7 214-1AD23-0XB0）外形图 ） 3I/O 地址分配 由于 S7-200 224 CPU 模块有 14 点数字量输入，10 点数字量

10、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 I0.0 I1.2，输出端对应的输出地址是 Q0.0 Q1.0 1.2.2 模块功能概述 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。 1.3 全自动洗衣机控制系统程序设计和调试 1.3.1 编程软件 以西门子公司为 S7-200PLC 设计的 V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4 编程软件为例。 程序的流程

11、图、 1.3.2 程序的流程图、构成和相关设置 1.流程图 流程图 正常运行流程图 正常运行流程图如图 1-4 所示。 流程图描述:按下启动按扭,开始进水;进水到规定高度,使水位开关接通,实现洗涤正转,并停 流程图描述 止进水;洗涤正转 30S 后,停止 2 秒,反转 30S 后,停 2 秒。 计数器加 1,累计洗涤次数;若未满 5 次则重复进行洗涤,直至洗涤达到 5 次,开始排水.由于排水,水位降低,当水位低于规定下限水 位时,排空检测开关接通,开始脱水,脱水 30S 后,计数器加 1,脱水停止.然后再返回到进水动作 重复上述过程 3 次,报警并停机 5 起动 进水 N 水满 Y 停止进水

12、Y 洗涤正转 30S Y 暂停 2S N 洗涤反转 N Y Y 暂停 2S N 洗5次 30S Y 排水 脱水 N 30S Y N 脱水 3 次 Y 停机报警 图 1-4 正常运行的流程图 6 （2）程序的构成 这个程序只有自动方式。在自动方式下，PLC 将运行已经设置好的程序和参数（用于 全自动洗衣机一切都工作正常的情况下） 。 （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 V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4 编程软件的指令完成。若要修改 程序，先将 PLC 设定在 STOP 状态下,运行

13、编程软件，打开全自动洗衣机程序，即可在线调 试。 1.4 全自动洗衣机 PLC 控制系统程序 系统资源分配 1.4.1 系统资源分配 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 名称 启动按钮 停止按钮 高水位按钮 中水位按钮 低水位按钮 排空检测开关 高水位检测开关 中水位检测开关 低水位检测开关 手动排水按钮 手动脱水按钮 输入地址分配 符号 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 ST1 ST2 ST3 ST4

14、SB6 SB7 地址 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 2）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。 7 表 1-2 名称 启动 指令 输出地址分配 输出地址分配 符号 J1 J2 J3 J4 J5 HA HL1 HL2 HL3 地址 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 进水阀控制继电器 电动机正转及脱水继电器 电动机反转继电器 排水阀控制继电器 报警蜂鸣器

15、 高水位指示灯 中水位指示灯 低水位指示灯 3）定时器部分 ） 具体的定时器分配如表 1-3 所示。 定时器分配 表 1-3 定时器分配 定时器 功能 T37 T38 T39 T40 T30 延时 2 秒开始洗涤 洗涤正转定时 3 秒 洗涤反转定时 1 秒 脱水定时 10 秒 报警定时 3 秒 4）计数器部分 ）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 C1 C2 计数器分配 计数器分配 功能 洗涤循环计数 5 次 清洗和漂洗计数 3 次 1.4.2 源程序 1）启动全自动洗衣机 ）启动全自动洗衣机 Q0.0 是启动输出， M0.1 是启动辅助继电器， 当洗衣机的启

16、动按钮按下时， Q0.0 和 M0.1 得电。它的指令程序为： Network 1 开始洗涤 LD O AN AN = = I0.0 M0.1 C2 I0.1 M0.1 Q0.0 8 所对应的梯形图如图 1-5 所示 图 1-5 启动指令梯形图 2）进水阀控制 ） 洗衣机启动后，再按下水位选择开关，进水电磁阀得电，洗衣机开始进水。当所选择水 位的限位开关动作后,进水电磁阀释放，洗衣机停止进水。它的指令程序为： Network 2 进水阀控制 LD EU LD EU OLD O AN = M0.3 M0.2 M0.3 I0.5 M0.1 Network 3 LD AN LD AN OLD LD

17、AN OLD A = M0.3 Q0.1 I0.4 I1.0 I0.2 I0.6 I0.3 I0.7 Network 4 LD ED TON T37, +20 Q0.1 Network 5 LD O AN A = T37 M0.2 C1 M0.1 M0.2 9 所对应的梯形图如图 1-6 所示 图 1-6 进水阀控制梯形图 3）洗涤控制 ）洗涤控制 当进水电磁阀释放 2 秒后，洗衣机开始洗涤。洗涤时，正转 30 秒，停 2 秒，然后反转 30 秒，停 2 秒，然后反转 30 秒，停 2 秒，如此循环 5 次，总共 320 秒。它的指令程序为： Network 6 正转及脱水控制 10 LD A

18、N AN A LD AN AN A OLD LD AN OLD = M0.2 T38 Q0.3 M0.1 I0.5 T40 Q0.3 M0.1 I1.2 M0.1 Q0.2 Network 7 LD AN TON M0.2 T39 T38, +300 Network 8 LD AN AN A = T38 T39 I0.5 M0.1 Q0.3 反转控制 Network 9 LD TON Q0.3 T39, +300 Network 10 LD ED LD ED CTU C1, +5 T40 T39 所对应的梯形图如 1-7 所示 11 图 1-7 洗涤控制梯形图 12 4）出水阀控制 ） 当洗涤

19、循环 5 次结束后，排水电磁阀得电，洗衣机开始排水。它的指令程序为： Network 11 出水阀控制 LD LD AN OLD = Q0.4 C1 I1.1 M0.1 所对应的梯形图如图 1-8 所示 图 1-8 出水阀控制梯形图 5）脱水计时 ） 当排空检测限位开关动作后，开始 30 秒脱水。它的指令程序为： Network 12 脱水计时 LD TON I0.5 T40, +300 所对应的梯形图如图 1-9 所示 图 1-9 脱水计时梯形图 6）清洗和漂洗计数 ）清洗和漂洗计 脱水结束后，洗衣机开始清洗，开始进水直到选择的水位，2 秒钟后开始清洗。清洗时， 正转 3 秒，停秒，然后反转秒，停 1 秒。循环 5 次后，开始排水，排空后脱水 20 秒。一共 清洗 2 遍。它的指令程序为： Network 13 清洗和漂洗计数 LD ED LDN CTU M0.1 C2, +3 M0.2 所对应的梯形图如图 1-10 所示 13 图 1-10 清洗和漂洗计数梯形图 7）报警输出 ） 清洗完成后，报警 3 秒并自动停机。它的指令程序为： Network 14 报警输出 LD TOF