基于PLC的自动洗衣机设计说明

..摘要可编程控制器〔PLC是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置,它的成功性能强,可靠性高,体积小巧。该全自动洗衣机的设计是以西门子S7—200PLCCPU224为控制核心,分配有12个输入点和输出点,采用了7个定时器对电机转动进行计时,2个计数器对洗衣机进行循环控制。实现浸泡—洗涤—漂洗—脱水自动控制。S7—200汉化版仿真软件对程序进行调试,设计出一套合理的系统,实现预期功能。关键词：可编程控制器全自动洗衣机S7—200PLC自动控制CPU224目录第1章全自动洗衣机PLC的控制控制要求……………….41.1全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理………41.2洗衣机的控制要求…………5第2章全自动洗衣机的控制系统资源配置和PLC选型……52.1控制系统硬件接线图…….52.2PLC外形图……………62.3PLC系统选型……………72.4I/O的地址分配……………82.5其他硬件选择…………….8第3章全自动洗衣机控制系统程序设计…93.1编程软件………………93.2流程图…………………93.3源程序设计……………12第4章程序调试…………224.1程序的下载……………224.2程序调试的步骤……..22第5章课程设计总结与心得………….27第6章参考文献………..28前言随着社会的发展,工业话化的加速,出现了洗衣机,再就是自动洗衣机。无论是波轮式洗衣机也好,都朝着智能化,水流方式多样化,洗衣机创造化,设计更趋人性化四大特征方向发展,传统的电气控制已竟不能满足现状的要求了,使智能化得控制取代了传统的工业控制,洗衣机的工作原理：全自动化洗衣桶和脱水桶是以同一心安放的,内桶可以旋转,作为脱水桶。内同的周围有许多小孔,使内桶和外桶水流相通,洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时通过控制系统将进水电磁阀打开,经水管将水注入到外桶。排水时,通过控制系统将排水电磁阀打开,将水由外桶拍到机外。洗涤正传、反转由洗涤电动机驱动拨盘正反转来实现,此时脱水桶并不旋转。脱水时,控制系统将离合器合上,由洗涤电动机带动内桶进行正反转甩干,高、低水位控制开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作,停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。随着先进科学技术发展,应用于洗衣机上的技术越来越成熟,洗衣机的发展也越来越快,将来的洗衣机主要议一下方面发展：高度智能化健康化节水节能大容量和微型化本次设计主要采用PLC控制技术设计全自动洗衣机控制系统,跟传统的洗衣机有智能化、实时监控、人性的功能,本系统最大的优点集中体现在：实现功能齐全,外围电路简单,时间计算精确一以及可维护方面等。具有可靠性高,安全性好,开发价值高等一系列的优点。第1章全自动洗衣机PLC控制的控制要求1.1.全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理1全自动洗衣机的基本结构2全自动洗衣机的工作流程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。洗涤的正转、反转由电动机驱动波盘正、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。洗涤完成由蜂鸣报警。1.2.洗衣机的控制要求〔1按下启动按钮及水位开关,开始进水直到中水位,关水。〔22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秒后进行排水,排空后脱水30秒。〔5开始洗涤,重复〔1~〔4,清洗三遍。〔6清洗完成,报警3秒自动停机。〔7若按下停车按钮,可手动排水和脱水。第2章全自动洗衣机控制系统资源配置和PLC选型2.1．制系统硬件接线图2.2.PLC的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系列和控制单元,如图3所示为PLC的如图3S7-200CPU将一个微处理,一个集成电源和数字量I/O点集成在一个紧凑的封装中,从而形成了一个功能强大的微型PLC,在下载了程序之后,S7-200将保留所需的逻辑,用于监控应用程序中的输入输出设备。=1\*GB3①I/0接线端子排；=2\*GB3②输出LED指示；=3\*GB3③前盖：模式选择开关<RUN/STOP>；模拟电位器；扩展端口<适用大部分CPU>=4\*GB3④状态LED：系统错误\诊断<SF/DIAG>；RUN<运行>；STOP<停止>=5\*GB3⑤可选卡插槽：粗存卡；时钟卡；电池卡=6\*GB3⑥通讯口=7\*GB3⑦输入LED指示=8\*GB3⑧扩展电缆=9\*GB3⑨用于装上标准<DIN>导轨的夹片2.3.PLC的选型从上面的分析可以知道,系统共有11个输入点和7个输出点。如果选用CPU222,需要扩展单元,如果选用CPU226PLC,则价格较高,浪费较大。参照西门子S7—200PLC产品目录及市场实际价格,选用主机CPU224一台配置如图3所示2.4.I/O的地址分配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总共11个输入点,具体的输入分配如图下表所示。2数字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、反洗涤电动机、蜂鸣器、指示灯等,具体的输出分配如下表所示2.5．其它器件选择1.输入器件：启动、停止选择点动按钮；水位选择开关选用具有动合触点但无自动复位的旋转开关；检测传感器选用液位开关；手动排水,手动脱水选择具有动合触点且自动复位的按钮。2>.输出器件:启动、正传及脱水、反转选用接触线圈；进水电磁阀、排水电磁阀由于采用直流输入。所以选用国标为MB的电磁阀；报警与水位显示选用PG指示灯。3主要电路部分：由低压断路器、热保护元件、动合触点及YXD120系列洗衣机专用电机组成。第3章全自动洗衣机控制系统程序设计3.1.编程软件西门子公司为S7—200PLC设计的STEP7—Microwin32V3.2编程软件S7—200汉化版仿真软件3.2．流程图1正常流程图如图4所示流程图描述：按下启动按钮开始进水；进水到规定高度,使水位开关接通,实现洗涤正转,并停止进水；洗涤正转30秒后,停止2秒,反转30秒后,停止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30秒后,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,报警并停止。2.定时器、计数器分配定时器部分：表三：定时器分配计数器部分：表四：计数器3.正常程序运行流程图,如图44图纸设计5>单相异步电动机正反转的主控制图LNLN3.3源程序设计第4章程序调试4.1.程序的下载由于缺少硬件设备,用S7—200仿真软件来调试程序；将编写好的梯形图程序生产awl文件,运行S7—200仿真软件,选CPU型号为224,导入awl文件运行程序,若要修改程序,先将PLC设定为STOP状态下,运行编程软件,打开全自动洗衣机程序,即可在线调试。4.2.程序调试步骤1.择CPU型号为CPU2242>转载程序：3.运行程序：程序加载后,点便可运行仿真,下方是输入继电器,用点动指示灯控制,上方为输出继电器；梯形图中有颜色代表得电。4.检查程序运行后,按要求进行输入,观察输出是否达到控制要求正传定时器运行正常脱水定时运行正常c.反转定时正常d.循环计数正常第5章课程设计总结与心得该全自动洗衣机以西门子S7—200PLC为控制核心,实现了洗衣机的全过程〔浸泡—洗涤—漂洗—脱水自动控制,极大的方便了人们的日常生活,提高了人们的生活质量,使人们从那种繁重的体力劳动中解脱出来。系统实际合理,实现了预期功能。当然,该系统设计还存在着一些缺陷,比如：没有急停按钮、没有制动装置、成本高等。总之本设计还有一定的提升空间。经过将近三周的全自动洗衣机PLC课程设计,让我收获颇丰,不仅熟悉全自动洗衣机的工作工程,还学会了梯形图编程。一段时间的课程设计,让我加深了对PLC的认识和理解,也知道了PLC应用于工业控制的优点所在,更重要的是让我看到了自己知识的匮乏,也坚定了以后要不断的学习,不断地向身边的人虚心请教,同时要借助于图书