基于PLC设计全自动洗衣机

-.z.Shaan*iUniversityofTechnology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的根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G*DEVELOPER设计了梯形图，并进展了仿真。仿真结果说明，该设计到达了设计要求。本文主要介绍了课题的根本概况，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到达题目的要求。最终验证后证明本文的设计成果到达了题目的要求。【关键词】PLC;梯形图；步进顺控指令ThedesignoftheautomaticwashingmachinebasedonPLCPanQi〔Grade14，class1401，MajorElectricalengineeringanditsautomation，ElectricalEngineeringDept，Shan*iUniversityofTechology，hanzhong723000，Shan*i〕Tutor：KangJinhui【Abstract】ThispaperdiscussesthebasicprincipleofPLCandtheworkingprincipleofautomaticwashingmachine.PutforwardtheimplementationusingPLCsimulationmethodtocontrolthefull-automaticwashingmachineoperation.Themethodisbasedonthefunctionoftheautomaticwashingmachinedesignofladderdiagram,theladderdiagraminputandtorealizethesimulationcontrolPLC.BasedontheG*DEVELOPERladderdiagramisdesigned,andasimulationwascarriedout.Thesimulationresultsshowthatthedesignmeetsthedesignrequirements.Thisarticlemainlyintroducedthebasicsituationofthesubject,tellsthestoryoftheoverallmissionofthiscurriculumdesignrequirements,thispaperintroducesthegeneralsituationofSiemensPLCandmitsubishiPLC.Aswellastheoveralldesignidea,thatis,whatneedstobedoneinthewholeprocessofcoursedesigntomeettheneedsofthetitle.Afterverificationintheendprovetobeofthisarticledesignstosuittherequirementsofthesubject.【Keywords】PLC;LadderDiagram;StepLadderInstruction.

目录第一章概述 51.1题目容及要求 51.2D*DEVELOPER简介 61.3三菱PLC和西门子PLC的简介 7第二章设计分析 82.1设计思路 82.2总体流程 82.3输入、输出点分配 82.4主控制电路 102.5PLC接线图 112.6仿真 12第三章梯形图133.1总体梯形图解析..133.2局部梯形图解析16第四章调试184.0调试总结19第五章致 20参考文献 21附录22第1章绪论1.1题目的容及要求本次设计基于PLC的全自动洗衣机控制，采用PLC控制开发的周期短，开发本钱低，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、小型工业控制工程，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〕进一步掌握和稳固PLC控制的根本知识。〔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。研究的具体容：〔1〕深入了解洗衣机的开展、构造及控制要求。〔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展实际调试并仿真。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秒后开场洗涤。〔3〕洗涤时，正转30秒后暂停，暂停2秒后开场反转洗涤，反转洗涤30秒后暂停，暂停2秒。〔4〕如此循环5次，总共320秒后开场排水，排空后开场脱水30s。〔5〕开场清洗，重复〔2〕〔5〕，清洗两遍。〔6〕清洗完成，报警3s并自动停机。〔7〕假设按下停车按钮，可手动排水〔不脱水〕和手动脱水〔不计数〕。1.2D*DEVELOPER简介G*Developer是三菱PLC的编程软件。适用于Q、QNU、QS、QNA、ANS、ANA、F*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，可进展程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能。软件的共G*Developer能够制作Q系列，QNA系列，A系列〔包括运动控制〔SCPU〕〕,F*系列的数据,能够转换成GPPQ,此外，选择F*系列的情况下，还能变换成F*GP(DOS),F*GP(WIN)格式的文档。利用Windows的优越性，使操作性飞跃上升能够将E*cel,Word等作成的说明数据进展复制，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。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。1.3三菱PLC和西门子PLC的简介三菱PLC英文名又称：MITSUBISHProgrammableLogicController，它采用一类可编程的存储器，用于其部存储程序，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程。三菱PLC在中国市场常见的有以下型号：FR-F*1NFR-F*1SFR-F*2NFR-F*3UFR-F*2NCFR-AFR-Q〕。可编程序控制器除了具有根本逻辑指令和步进指令外，还具有许多功能指令，如F*0N系列具有20条根本指令，51条功能指令；而F*2N系列具有27条根本逻辑指令和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。SIMATICS7-200PLCS7-200PLC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。S7-200PLC是一种叠装式构造，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、构造紧凑、便于扩展、性能价格比高。S7-200PLC可提供4个不同的根本型号与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，开场进水洗涤衣服。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。首先翻开电源，用户根据衣服的多少和大小进展水位的选择；按下启动按扭洗衣机自动运行，按下停顿按钮可手动排水和手动脱水。2.2设计流程如下列图1.12.3输入、输出点分配洗衣机的IO分配表如下列图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*1启动按钮SB0Y1启动*2停顿按钮SB1Y2进水电磁阀YA1*3高水位选择开关Y3正转接触器KM1*4中水位选择开关Y4反转接触器KM2*5低水位选择开关Y5排水*6排空检测Y6脱水*7高水位检测SQ1Y7报警*10中水位检测SQ2*11低水位检测SQ3*12手动排水*13手动脱水开场水位选择暂停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N清洗两次Y报警2秒停顿2.4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。2.5PLC接线图如下列图1.42.6仿真本次设计采用三菱公司的G*DEVELOPER编程软件进展编程，该软件使用方便。翻开G*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总体梯形图解析分析：按下启动按钮*1，辅助继电器M1得电，为全自动洗衣机启动做好准备。选择水位开关*3(高水位)、*4(中水位)、*5(低水位)，当水位上升到达预设的水位高度停顿注水。停顿2秒后，洗衣机开场正传30秒，停顿2秒后，洗衣机开场反转30秒。重复上述动作5次后，然后进展排水和脱水持续30秒。重复上述动作2次。完成后洗衣机报警3秒。当按下停顿按钮，全自动洗衣机可以通过手动按钮*12(排水)和手动按钮*13(脱水)进展操作。3.2局部梯形图解析分析：按下启动按钮*1，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，*2为停顿按钮。*3、*4、*5分别为高水位选择开关、中水位选择开关、低水位选择开关。*7、*10、*11分别为高水位限位开关、中水位限位开关、低水位限位开关。当按下停顿按钮*2，通过跳转指令P1进展可手动排水〔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顿2秒，正传30秒，停顿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进展循环计数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，需要重新开场注水进展循环两次，通过计数器C1进展循环。清洗完成后洗衣机报警，工作完毕。分析：当按下停顿按钮*2，程序通过跳转指令进展手动操作，当按下手动按钮*12〔手动排水〕，洗衣机进展手动排水不脱水；当按下手动按钮*13〔手动脱水〕，洗衣机进展手动脱水不计数。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，调试了很屡次，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教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：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.辅导教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，遇到问题多与教师同学交流，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的构造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用方法，了解了可编程控制器的开发和制作及课程设计报告的编写。