基于PLC设计全自动洗衣机资料

1、Shaanxi University of Technology课程设计说明书基于 PLC 控制全自动洗衣机的设计【摘要】本文论述了 PLC 的基本原理以及全自动洗衣机的工作原理。 提出了实现用 PLC 模拟控制全自动洗衣机运行的方法。该方法是依 据全自动洗衣机的功能设计梯形图，并把梯形图输入到 PLC 中实现 模拟控制。基于 GX DEVELOPER 设计了梯形图，并进行了仿真。 仿真结果表明，该设计达到了设计要求。本文主要介绍了课题的基 本概况，讲述了本次课程设计的总体任务要求，介绍了西门子 PLC 和三菱 PLC 的概况。以及整体的设计思路，也就是在整个课程设计 过程中需要做什么来达到题

2、目的要求。最终验证后证明本文的设计 成果达到了题目的要求。关键词】 PLC;梯形图；步进顺控指令The design of the automatic washing machine based on PLCPan Qi(Grade14， class1401， Major Electrical engineering and its automation ， Electrical EngineeringDept， Shanxi University of Techology ， hanzhong 723000， Shanxi )Tutor ：Kang Jinhui【 Abstract 】 Th

3、is paper discusses the basic principle of PLC and the working principle of automatic washing machine. Put forward the implementation using PLC simulation method to control the full-automatic washing machine operation. The method is based on the function of the automatic washing machine design of lad

4、der diagram, the ladder diagram input and to realize the simulation control PLC. Based on the GX DEVELOPER ladder diagram is designed, and a simulation was carried out. The simulation results show that the design meets the design requirements.This article mainly introduced the basic situation of the

5、 subject, tells the story of the overall mission of this curriculum design requirements, this paper introduces the general situation of Siemens PLC and mitsubishi PLC. As well as the overall design idea, that is, what needs to be done in the whole process of course design to meet the needs of the ti

6、tle. After verification in the end prove to be of this article designs to suit the requirements of the subject.【Key words 】 PLC; Ladder Diagram; Step Ladder Instruction.目录 TOC o 1-5 h z 第一章 概述 5 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 题目内容及要求 5 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document DX DEVELOPE

7、R 简介 6 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 三菱 PLC 和西门子 PLC 的简介 7 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 第二章 设计分析 8设计思路 8总体流程 8 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 输入、输出点分配 8主控制电路 10 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document PLC 接线图 11 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 仿真 12 HY

8、PERLINK l bookmark38 o Current Document 第三章 梯形图 1 33.1 总体梯形图解析 1 3 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 部分梯形图解析 1 6第四章 调试 1 84.0 调试总结 1. 9第五章 致谢 20 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 参考文献 21 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 附录 2. 2第 1 章 绪论题目的内容及要求本次设计基于 PLC 的全自动洗衣机控制，采用 PLC 控制开发

9、的周期短， 开发成本低，可以直接用于工业现场控制。 PLC 控制具有实时性、信号处理时 间短、速度快、更能满足各个领域大、中、小型工业控制项目，可靠性高，丰 富的 I/O 卡件，质优价廉，性价比高，安装简单，维修方便， PLC 控制能在高 粉尘、高噪声、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正常工作。因为它是整体 模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能，所以在使用 中，硬件相对简单，编程语言也相对简单，并且测试容易，维修方便，更可以 提高控制系统设计的灵活性及控制系统的可靠性。本设计以操作简单、使用可 靠、维护修理方便作为主要设计方向。设计的目的：（1）进一步掌握和巩固 PLC 控

10、制的基本知识。（2）掌握 PLC 程序的设计及调试方法。（3）学会查阅有关专业资料及设计手册。研究的具体内容：（1）深入了解洗衣机的发展、结构及控制要求。（ 2） 控制系统设计。包括硬件设计， PLC 的选择，各硬件模块的介 绍，软件设计，编程方法。（ 3） 对编写好的编译程序进行实际调试并仿真。系统的控制要求：PLC 投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。（1） 按下启动按扭及水位选择开关，注水直到高（中、低）水位， 关水。（2）2 秒后开始洗涤。（3）洗涤时，正转 30秒后暂停，暂停 2秒后开始反转洗涤，反转洗涤 30 秒后暂停，暂停 2 秒。（4）如此循环 5次，总共 320秒后开始排

11、水，排空后开始脱水 30s。（5）开始清洗，重复（ 2）（5），清洗两遍。（6）清洗完成，报警 3s并自动停机。（7）若按下停车按钮，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）DX DEVELOPER 简介GX Developer是三菱 PLC 的编程软件。适用于 Q、QNU、QS、QNA、 ANS、ANA、FX 等全系列可编程控制器。支持梯形图、指令表、 SFC、 ST 及 FB、Label 语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调 试，具有异地读写 PLC 程序功能。软件的共通化 GX Developer 能够制作 Q 系列， QNA 系列， A 系列（包 括运动控制（ S

12、CPU）,FX 系列的数据 ,能够转换成 GPPQ,此外，选择 FX 系列 的情况下，还能变换成 FXGP（DOS）,FXGP（WIN） 格式的文档。利用 Windows 的 优越性，使操作性飞跃上升能够将 Excel,Word 等作成的说明数据进行复制，粘 贴，并有效利用。程序的标准化标号编程 用标号编程制作可编程控制器程序的 话，就不需要认识软元件的号码而能够根据标示制作成标准程序。 功能块 FB 是以提高顺序程序的开发效率为目的而开发的一种功能。把开发顺序程序时反 复使用的顺序程序回路块零件化，使得顺序程序的开发变得容易。此外，零件 化后，能够防止将其运用到别的顺序程序时的顺序输入错误。

13、 只要在任意的回 路模式上加上名字（宏定义名）登录（宏登录）到文档，然后输入简单的命令 就能够读出登录过的回路模式，变更更有灵活性，能够简单设定和其他站点的 链接 由于连接对象的指定被图形化而构筑成复杂的系统的情况下也能够简单的 设定。能够用各种方法和可编程控制器 CPU 连接。三菱 PLC 和西门子 PLC 的简介三菱 PLC 英文名又称： MITSUBISH Programmable Logic Controller ， 它采用一 类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、 计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入 /输出控制各种类 型的机械或生产过

14、程。三菱 PLC 在中国市场常见的有以下型号： FR-FX1N FR- FX1S FR-FX2N FR-FX3U FR-FX2NC FR-A FR-Q ）。可编程序控制器除了具有基 本逻辑指令和步进指令外，还具有许多功能指令，如 FX0N 系列具有 20 条基本 指令， 51条功能指令；而 FX2N 系列具有 27条基本逻辑指令和 298条功能指令。 所以，不同系列的可编程序控制器，其功能指令相差很多。功能指令实际上是 执行一个个功能不同的子程序的调用，他既能简化程序设计，又能完成复杂的 数据处理、数值运算，实现高难度控制。德国西门子（ SIEMENS）公司生产的可编程控制器在我国的应用也相当

15、广泛， 在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（ SIEMENS）公司的 PLC 产品包括 LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西门子 S7 系列 PLC 体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性高。 S7 系列 PLC 产品可分为微型 PLC（如 S7-200），小规模性能要求的 PLC（如 S7-300） 和中、高性能要求的 PLC（如 S7-400）等。 SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC 是超小型化的 PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制 等。 S7-200 PLC 是一种叠装式

16、结构，它的强大功能使其无论单机运行，或连成 网络都能实现复杂的控制功能。指令丰富、可靠性高、适应性好、结构紧凑、 便于扩展、性能价格比高。 S7-200PLC可提供 4 个不同的基本型号与 8 种 CPU 可供选择使用。其规模可以从几点上到几百点。第 2 章 设计分析2.1设计思路 按下电源开关，开始进水洗涤衣服。要使用 PLC 来实现洗衣机的全自动，它的 输入设备主要有电源按钮，启动按钮，水位选择按钮（高、中、低） ，排水和脱 水按钮等。输出设备主要有电动机，电磁阀。首先打开电源，用户根据衣服的 多少和大小进行水位的选择；按下启动按扭洗衣机自动运行，按下停止按钮可 手动排水和手动脱水。设计流

17、程如下图 1.1输入、输出点分配洗衣机的 I O 分配表如下图 1.2PLC 输入端所接外部输入 器件PLC 输出入端所接外部输出入器件X1启动按钮 SB0Y1启动X2停止按钮 SB1Y2进水电磁阀 YA1X3高水位选择开 关Y3正转接触器 KM1X4中水位选择开 关Y4反转接触器 KM2X5低水位选择开 关Y5排水X6排空检测Y6脱水X7高水位检测SQ1Y7报警X10中水位检测SQ2X11低水位检测 SQ3X12手动排水X13手动脱水开始水位选择暂停 2 秒先正传洗剂 30 秒暂停 2 秒反转洗剂 30 秒暂停 2 秒N正反转洗剂 5 次Y排空后脱水 30 秒秒清洗两次报警 2 秒停止2.4

18、 控制主电路全自动洗衣机的电机正反转图图 1.3分析：输出触点 Y3 得电，与之相连电机的主触点（正传） KM1 闭合，电机运 行在正转状态；当输出触点 Y4 得电，与之相连电机的主触点（反转） KM2 闭 合，电机运行在反转状态。2.5 PLC 接线图如下图 1.42.6仿真本次设计采用三菱公司的 GX DEVELOPER 编程软件进行编程，该软件 使用方便。打开 GX DEVELOPER 编程软件，新建时要根据 PLC 型号来选择， 这样才能把你编的程序下载到 PLC 中调试时不会出错。第 3 章 梯形图3.1 总体梯形图解析fiOr2IS分析：按下启动按钮 X1，辅助继电器 M1 得电，

19、为全自动洗衣机启动做好准备。 选择水位开关 X3（高水位）、X4（中水位 ）、X5（低水位 ），当水位上升达到预设的 水位高度停止注水。停止 2 秒后，洗衣机开始正传 30秒，停止 2秒后，洗衣机 开始反转 30秒。重复上述动作 5 次后，然后进行排水和脱水持续 30秒。重复 上述动作 2 次。完成后洗衣机报警 3秒。当按下停止按钮，全自动洗衣机可以通过手动按钮 X12（ 排水）和手动按钮X13（脱水）进行操作。部分梯形图解析分析：按下启动按钮 X1，辅助继电器 M1 得电并且保持，为全自动洗衣机运行 做好准备， X2 为停止按钮 。X3、X4、X5 分别为高水位选择开关、中水位选择 开关、低

20、水位选择开关。 X7、X10、X11 分别为高水位限位开关、中水位限位 开关、低水位限位开关。当按下停止按钮 X2 ，通过跳转指令 P1进行可手动排 水（不脱水）和手动脱水（不计数） 。分析：当全自动洗衣机完成注水后停止 2秒，正传 30秒，停止 2 秒，反转30 秒后，既完整洗剂过程一次，根据题目要求需要循环 5 次，故采用计数器 C0 进行循环计数 5 次，才能正确完成洗剂过程。分析：当洗衣机完成洗剂过程进入清洗过程时，需要重新开始注水进行循环两 次，通过计数器 C1 进行循环。清洗完成后洗衣机报警，工作结束分析：当按下停止按钮 X2 ，程序通过跳转指令进行手动操作，当按下手动按 钮 X1

21、2（手动排水），洗衣机进行手动排水不脱水；当按下手动按钮 X13 （手动 脱水），洗 衣 机进行手动脱水不计数。第 4 章 调试总结通过这次全自动洗衣机 plc 控制及运行，知道自己在这门课程中所学到的知识能应用到实际生活中，真的很开心。不过在设计过程中也遇到很多问题，例如：PLC 接线图如何画出来，在实验里又没法做；程序的运行，调试了很多次，其中的一次是手动排水 （不脱水）、脱水（不计数）以及运用软件怎样模拟程序，这个问题困扰了我很长时间， 通过查阅相关资料并且在老师的指导下最终攻克了这一难题。让我们的程序得已正常工 作。我觉得这次全自动洗衣机用 PLC 控制设计能够运行成功，有以下几点原因

22、： 1.与 我们所学的专业知识是分不开的。 2.我们组的共同探讨和努力的成果。 3.辅导老师的认真 教学和耐心指导起到关键性的作用。在设计过程中，让我也学到了很多东西，例如：启 保停电路设计的方法和技巧，跳转指令的使用，顺序控制中如何解决公用两步组成的小 闭环等。本次课程设计使我深有感触，只要付出就有回报，遇到问题多与老师同学交流，利用网络资源学习。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。总之，万事开头难，知识必 须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事， 所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。第 5 章 致谢课程设计是培养学生综合运用所学知识 ,发现实际问题、提出实际问题、分 析和解决实际问题 ,锻炼实践能力的重要环节 ,是对学生实际学习能力、动手能力 的具体训练和考察过程。在此全自动洗衣机设计过程中 , 在学习新知识的同时，把在课程中学到的理 论知识运用到实际作品设计、操作中，更进一步地熟悉了PLC 的结构及掌握了 其工作原理和具体的使用方法与相关元器件的使