PLC全自动洗衣机课设报告

..北京工业大学PLC课程设计说明书题目：全自动洗衣机控制设计学院：电子信息与控制工程学院专业：自动化学号：12020219__畅攀人指导张会清刘红云成绩：2015年6月目录一．课程设计题目………1——全自动洗衣机控制的设计及组态……2二．课程设计目的………3——天工组态软件调试与设计……………3三．课程设计任务………3四、课程设计地点及设备………………4五、课程设计整体方案…………………4六、系统设计……………6〔一PLC硬件接线、控制程序设计与调试………………6〔二上位机组态软件设计…………………6下位机设计与调试……81.控制要求……………92.I/O地址表………………93.I/O接线图………………104.程序流程图……………115.梯形图…………………126.设计说明…………………147.调试过程…………………15七、总结及感想……………16八、参考资料………………16一．课程设计题目——全自动洗衣机控制的设计及组态现在,全自动洗衣机已经进入了千家万户之中,极大的方便了人们的日常生活,提高了人们的生活质量,使人们从那繁重的体力劳动中解脱出来。所谓全自动洗衣机,就是将洗衣的全过程<泡浸-洗涤-漂洗-脱水>预先设定好N个程序,洗衣时选择其中一个程序,打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成,洗衣完成时由扬声器发出响声。本文是基于三菱FX2N系列PLC的全自动洗衣机梯形图系统的设计,设计完善的全自动洗衣机控制系统,以满足控制要求,实现洗衣自动化的控制。二、课程设计目的：在先修课程《现代电气控制技术》中可编程控制器部分学习与实验的基础上,通过松下系列PLC对全自动洗衣机洗涤过程进行控制的编程设计与调试,进一步熟悉并掌握PLC的工作原理,了解控制对象的工艺流程和技术要求,运用所学知识进行系统设计,初步掌握PLC控制系统设计的基本方法,培养灵活运用专业知识解决工程技术问题的能力。通过使用天工组态软件,掌握组态设计的方法及调试方面的知识。三．课程设计任务：1.用PLC实现全自动洗衣机运行控制,完成框图及梯形图控制程序的编制,并画出硬件接线图,进行软硬件的联调,并用组态软件进行监控。2.具体动作过程要求如下：〔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,然后关水；〔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〔不计数。3．控制要求根据动作要求设计和制作实验板,设计I/O接口,画出I/O接线图,编写PLC程序,在PLC实验设备上调试并运行。4．用天工〔或组态王组态软件构建监控系统,并与PLC进行联调。5．设计成果完成整个系统上位机和下位机程序的编写和调试,写出设计说明书。四、课程设计地点及设备课程设计地点：综合科技楼708运动控制实验室实验设备：TVT—90DTPLC训练装置〔含FPX系列PLC主机微型电子计算机〔PC机；自制实验板；天工组态软件。五、课程设计整体方案全自动洗衣机的由进水口、启动和停止按钮、控制器、进水按钮、水位开关、排水口和洗条电机组成。其中进水和排水分别有进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时,通过电控系统把进水阀打开,经进水管将水注入洗衣机内,排水时,通过电控系统使排水阀打开,将水又外桶排到机外。洗衣机正转,反转由洗涤电机驱动波轮正反来实现。脱水时,通过电控系统将离合器合上,由洗涤电机带动内桶正转进行甩干；高低水位开关分别用来测高低水位；启动按钮用来启动洗衣机工作；停止按钮用来实现紧急工况下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。由控制要求可知,全自动洗衣机的工作流程图如图2-1所示。首先接通电源,用户根据衣物的多少及大小进行水位的选择。再按下启动按钮,开始进水洗涤衣物。使用PLC控制时,输入设备主要有启动按钮,水位选择按钮〔高水位选择按钮、中水位选择按钮、低水位选择按钮,水位开关〔高水位开关、中水位开关、低水位开关,排水按钮及脱水按钮等。输出设备主要有进水电磁阀,洗涤电动机正转接触器,洗涤电动机反转接触器,排水电磁阀,脱水离合器及报警蜂鸣器等。下位机：根据全自动洗衣机动作要求,可知整个洗涤过程中,需用到7个定时器,进水完暂停定时器T0,正转定时器T1,正转暂停定时器T2,反转定时器T3,反转暂停定时器T4,脱水定时器T5,报警定时器T6。2个计数器C100与C200,正反转各5次为一次洗涤周期,循环2次。并且可根据衣物多少自定义正反转周期。这些定时器,计数器均可在下位机梯形图中实现。上位机：在洗衣开始时,需要选择高〔中/低水位,并且当注水到该水位时,停止注水。可见高中低水位处用三个液位传感器,还需一个排空检测传感器,共4个传感器,一个启动按钮X1,一个停止按钮X2,高中低三个选择水位按钮,手动排水与手动脱水按钮各一个,在上位机中编程可实现。六、系统设计〔一PLC硬件接线、控制程序设计与调试〔二上位机组态软件设计——天工组态软件设计天工组态是基于Windows98\NT平台的工业自动化组态软件,可以方便的为您构造功能强大、稳定可靠的工业控制管理系统。天工组态软件包括以下版本：开发版〔UCMake、运行版〔UCView、网络版〔NetView和学习版〔UCDemo。开发版、运行版和网络版按照"点数"分为不同的规格,满足不同客户的需要。开发版〔UCMake是天工组态的开发环境,是用户进行工程开发的工具。内置画面制作系统、程序语言、设备管理器等。每个开发版只能在一台PC机上运行,在不大于自身点数的运行环境〔UCView或网络环境〔UCNet下运行八个小时,它支持网络功能并能重复使用。运行版〔UCView是天工组态的运行环境,通过驱动程序与天工组态支持的智能硬件〔下位机通讯,支持网络功能。每个运行版只能安装在工程现场的一个终端上,并能无限时在线运行。上位机模型：画面程序〔液位传感器控制程序：if<Y2==1>thenY8=Y8+5;if<R12==1andR15==1>thenY8=Y8+0;endif;if<R13==1andR16==1>thenY8=Y8+0;endif;if<R14==1andR17==1>thenY8=Y8+0;endif;elseY8=Y8+0;endif;if<Y8>=40>thenR17=1;elseR17=0;endif;if<Y8>=60>thenR16=1;elseR16=0;endif;if<Y8>=80>thenR15=1;elseR15=0;endif;if<Y5==1andY8>0>thenY8=Y8-5;elseY8=Y8+0;endif;if<Y8<=0>thenR19=1;elseR19=0;endif;〔三下位机设计与调试1.控制要求：根据动作要求设计和制作实验板,设计I/O接口,画出I/O接线图,编写PLC程序,画出梯形图,在PLC实验设备上调试并运行。2.I/O地址表：I/O地址信号名称功能说明备注X1/R10启动按钮开启洗衣机运行常开X2/R11停止按钮关闭洗衣机运行常开X3/R12高水位开关选择高水位常开X4/R13中水位开关选择中水位常开X5/R14低水位开关选择底水位常开X6/R15高水位检测开关高水位时有信号常开X7/R16中水位检测开关中水位时有信号常开X8/R17低水位检测开关低水位时有信号常开X9/R19排空检测开关排空时接通常开X12手动拍水选择手动排水常开X13手动脱水选择手动脱水常开Y1启动洗衣机开启洗衣机通有效Y2进水阀开启进水阀通有效Y3电动机正转线圈电动机正转通有效Y4电动机反转线圈电动机反转通有效Y5排水阀开启排水通有效Y6脱水电磁离合器开启脱水通有效Y7报警启动报警通有效3.I/O接线图：注：启动按钮：SB1高水位检测开关：SQ1脱水电磁阀：YC停止按钮：SB2中水位检测开关：SQ2报警扬声器：SPK高水位档：K1低水位检测开关：SQ3启动洗衣机：Y1中水位档：K2手动排水：K4排水电磁阀：YV2低水位档：K3进水电磁阀：YV1排空检测开关：SQ1手动脱水：K5电动机正转：KM1电动机反转：KM24.暂停2s到达指定液位开始注水选择水位开始程序流程图：暂停2s到达指定液位开始注水选择水位开始正转30s正转30s暂停2s暂停2s反转30s反转30s暂停2s暂停2s循环五次？循环五次？否是排水排水排空？否排空？是脱水30s脱水30s重复2次？否重复2次？是报警3s报警3s停止停止5.下位机梯形图：6.梯形图设计说明：〔侧重点启动注水过程：按下X1启动按钮,X1常开触点接通,Y1接通,洗衣机启动,按下X3/X4/X5按钮,选择高/中/低水位,同时Y2接通,洗衣机开始注水,X6/X7/X8为液位传感器,当注水高度打到所选液位时,X6/X7/X8接通,因此辅助继电器R2接通,R2常闭触点断开,Y2断开,完成注水,因为R2接通,定时器T0接通,定时2s。正反转洗衣过程：暂停2s后,T0接通,T0常开触点接通,R3导通,因此Y3,T1导通,洗衣机开始正转30s,30s后T1常闭断开,Y3断开,正转停止,同时T1常开闭合,R4接通,T2导通,定时2s<暂停2s>后,T2常开触点闭合,R5导通,因此Y4,T3导通,洗衣机开始反转30s,30s后T3常闭断开,Y4断开,停止反转,同时T3常开触点闭合,R6导通,定时2s<暂停2s>。正反转计数过程：当X1〔点动启动按钮按下时,计数器C100清0,弹起后C100计数从5开始,T4每导通一次,计数器自减1一次。难点：当T4定时2s后,常闭打开,常开闭合。所以T1断开,T1一断开,R4,R5,R6都断开,所以定时器T1,T2,T3,T4均断开,之后Y3接通,T1接通,所以在一瞬间从反转完毕停2s又回到了正转30s,从而实现循环。排水脱水过程：当正反转都循环5次后,C100常闭断开,常开闭合,R7导通,开始排水,R19常开触点,为排空检测传感器,当排水排空后,R19闭合,T5导通,开始脱水30s,30s后,T5常闭断开,常开闭合。循环2次过程：脱水30s后,T5常开闭合,循环第一次时,C200常闭仍闭合,因此执行RETR2,即将R2复位,常开断开,常闭闭合,如此Y2接通,开始进水,当进水到指定液位高度时,X6/X7/X8液位传感器导通,R2导通,接着正反转继续循环五次,与第一次相同再循环一遍。执行两遍后,C200常闭断开,常开闭合,因此R9导通,Y7导通报警,T6定时器导通,定时3s〔报警三秒后,T6常闭断开,停止工作。手动排水脱水过程：按下停止按钮X2,X2常开触点闭合,再按下手动排水〔脱水按钮X12〔X13,常开触点闭合后,Y5/Y6导通,开始排水/脱水。7.调试过程：不接T4常闭触点时：接T4常闭触点后：七．总结与感想为期一周的全自动洗衣机PLC课程设计落下帷幕,可以说此次PLC课程设计是自己最有成就感的一次实践经历,让我收获颇丰,不仅巩固了书本上学到的PLC知识,更锻炼了自己的动手能力,三人小组成功完成了全自动洗衣机的控制设计。几天的课程设计,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,不断的向身边的人虚心请教,同时要借助于图书馆和网络来扩充自己的知识面的决心。也只有这样,在以后的社会竞争中,自己才能有立足之地,才能有所作为。此次课设我主要负责洗衣机下位机程序,查完资料后,根据已学知识开始动手编写PLC程序,此次课设总共牵涉到个定时器,我就一个定时器一个定时器编、循序渐进,从T0到T6定时。整体编写完成后,开始仿真,仿真过程中出现了很多错误,通过分析梯形图加以修改,经过不断尝试总算设计成功。在与上位机结合后,因为上位机只能识