电气专业及自动化专业方向设计报告全自动洗衣机控制器设计大学论文

.PLC选型PLC的功能日益强大，一般PLC都具有开关量逻辑运算、定时、计数、数据处理等功能。选型时考虑一下几点：功能与任务相适应，PLC的处理速度满足实时控制的要求，PLC结构合理，机型统一在线编程和离线编程的选择。全自动洗衣机控制所要求的控制功能简单，小型PLC就能满足。可以选择西门子S7-200系列PLC作为此全自动洗衣机的控制主机。在西门子S7-200系列PLC中又有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等之分。常见PLC型号如表1。表1常见PLC型号CPU221CPU222CPU224CPU226程序存储器2048字节4096字节用户数据存储器1024字节2560字节用户存储器类型EEPROM数据后备典型时间50h190hI/O6输入4输出8输入6输出14输入10输出24输16输出扩展模块数量无2个7个数字量I/O印象区大小256（128入/128出）模拟量I/O印象区大小无16入/16出32入/32出33HZ布尔指令执行速度0.37/微秒/指令内部继电器256计数器/定时器256/256顺序控制继电器256根据上表可知，该全自动洗衣机控制系统CPU模块可以采用CPU-222模块，它可控制整个系统按照控制要求有条不紊的进行。同时由于该模块采用交流220V供电，并且自带8个数字量输入点和6个数字量输出点，完全能满足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、数字量和输出模块。6.I/O分配表及接线图I/O点数是PLC的一项重要指标，合理使用I/O点数即可使系统满足控制要求，又可使系统总投资最低。PLC的输入输出总点数和种类应根据被控对象所需控制的模拟量、开关量、输入输出设备情况来确定，一般一个输入输出元件要占用一个输入输出点。考虑到今后的调整和扩充，一般应在估计的总点数上再加上一定的备用量。该系统有4个数字输入点和6个数字输出点。根据I/O点数，可选西门子S7-200CPU222型可编程控制器。其I/O分配表如表2。表2I/O分配表控制信号信号名称元件名称元件符号地址编码输入信号启动信号常开按钮SB1I0.0停止信号常闭按钮SB2I0.1高水位信号高水位按钮SB3I0.3低水位信号低水位按钮SB4I0.2输出信号进水信号电磁阀YV0Q0.0电机正转信号接触器KM1Q0.1电机反转信号接触器KM2Q0.2排水信号电磁阀YV1Q0.3脱水信号电磁离合器YV2Q0.4报警信号蜂鸣器HAQ0.57.程序梯形图主程序根据设计要求，主要实现以下几点主要功能，一对于程序的起停控制，二对于高低水位的选择，三在实现以上要求之后，通过程序的控制，实现进水、排水、洗涤和脱水四个主要功能，同时达到在各个过程中能够有信号指示灯指示各个工作状态下的信号状态，并且能够在洗涤完成之后达到通过蜂鸣器报警提示的功能。SB1闭合（即I0.0得电）Q0.0得电且自锁开始进水，I0.1为闭合按钮，I0.3为高水位探测器，如图4所示。图4启动、停止程序当水位到高位时I0.3动合，Q0.1得电且自锁，电动机正转，洗衣机正洗，如图5所示。图5正转程序当计时器到15S后T38的状态瞬时改变M0.0得电且自锁，如图6所示。图6中间继电器程序计时器T42计时3S，电动机处于暂停状态，如图7所示。图7暂停程序3S后电动机开始反转15S，如图8所示。图8反转程序T39计时15S后M0.1得电自锁，如图9所示。图9中间继电器程序M0.1得电后T43开始计时3S，此时电动机暂停，如图10所示。图10暂停程序3S后计时器开始计数，当计数小于10时，重新从正转循环，计数大于等于10时循环结束，如图11所示。图11循环程序计数大于等于10时C1接通，Q0.3得电开始排水，如图12所示。图12排水程序当水位处于低水位位置时，探测器状态改变，排水结束，开始脱水，如图13所示。图13脱水程序排水30S后，Q0.5接通开始报警10S，任务完成，按SB2结束，如图14所示。图14报警程序8.语句表软件编写完程序后点击查看菜单下的STL选项直接生成梯形图的语句表。语句表如图15、图16所示。图15语句表图16语句表五、设计结果及分析程序运行I0.0按下后，Q0.0得电并且自锁开始进水；当水位到达高水位时，I0.3瞬时接通Q0.0失电停止进水；Q0.1得电且自锁，开始正转计时器开始计时；当计时器开始计时15S后，自动复位开始暂停3S，如图17所示。图17启动、正转、暂停功能当T42计时到3S时，暂停结束；开始反转15S，计时器T39开始计时；当计时器T39计时15S后，自动复位，Q0.2失电，停止反转开始暂停3S；T43计时3S结束时，暂停结束，计数器加1，当C1小于10时返回网络2开始循环，如图18所示。图18反转、暂停、计数功能当C1计数等于10时，Q0.3接通自锁，开始排水；当水位低于低水位时，I0.2瞬时改变状态。Q0.4得电自锁开始脱水30S，计时器开始计时；当T41计时结束时，Q0.4失电，停止脱水，Q0.5得电，开始报警，如图19所示。图19排水、脱水、报警功能结果分析：此PLC控制程序可以实现，洗衣机的进水，排水，分别有进水电磁和排水电磁阀执行。洗涤正转反转由洗涤电机驱动拨盘，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，洗涤电机正转进行甩干。洗涤完成由蜂鸣器报警，洗衣机通过高水位限位检测SB3，低水位限位检测SB4，来检测水位的高度位置，水位选择有两个按钮完成。用LED发光二极管来指示当前的工况状态，启动，正转，反转，排水，脱水，报警等一系列的要求可以实现。结束语通过这次课程设计不仅使我对于机电传动控制这门课进行了一次综合性的复习，同时还让我学到了很多东西，比如说当自己觉得程序设计的挺好时，可在运行时却发现运行的结果漏洞百出，自己或没想到或想得太简单，总是前后不能兼顾。在不断修改完善中运行结果才按要求一一实现。在完成程序设计的同时毫无疑问对于plc的理解与以前相比深了很多。对于这次的课程设计，对于PLC的设计使我对于电路的控制有了更加具体话的了解，像洗衣机，电梯，各种设备都可以用PLC进行控制设计，生活中有那么多的电器可以用他它来进行控制，这让我看到了我们现在学习的东西并非是一无是处，他都将会在社会中有所作为的。这次设计不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到的知识。同时加深了我对这个专业的了解，也加深了对这门学科的设计了解。以前总是觉得理论结合不了实际，但通过这次设计使我认识到了理论结合实际的重要性。在设计过程中，通过对资料的查找，增强了我独立学习和使用互联网查阅资料的能力。通过对电路图的研究，也增强了我们的思考能力。毕业设计是理论联系实际的最好方法之一，是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题的能力,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。参考文献[1]王宗才.机电传动与控制.北京:电子工业出版社.2011.[2]于庆广.可编程控制器原理及系统设计.北京:清华大学出版社.2004.[3]陈建明,王亭岭编著电气控制与PLC应用（第3版）电子工业出版社.2014.[4]廖常初.PLC编程及应用.北京：机械出版社，2002.[5]罗伟.邓木生.PLC与电气控制.北京：中国电力出版社，2005.[6]马光.全自动洗衣机中的传感器[J].北京:家用电器,1999.[7]孙振强.可编程控制器原理及应用教程