基于西門子PLC洗碗機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目基于西門子PLC洗碗機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期

2、 摘 要 在平時(shí)的日常生活中我們避免不了要洗餐具，但是大部分的人還是選擇用手洗，所以設(shè)計(jì)出一個(gè)家用洗碗機(jī)是此次設(shè)計(jì)的主要目的。本設(shè)計(jì)在控制系統(tǒng)方面采用的是西門子PLC控制的，根據(jù)輸入、輸出端口的數(shù)量來選擇西門子PLC的CPU具體型號(hào)。本設(shè)計(jì)輸入端口總共12個(gè)，輸出端口總共10個(gè)，所以選擇CPU226型號(hào)的PLC滿足本設(shè)計(jì)的要求。硬件選擇方面，根據(jù)一般家用洗碗機(jī)的銘牌可得知其額定功率和額定轉(zhuǎn)速，再由公式可算得其額定轉(zhuǎn)矩，根據(jù)此額定轉(zhuǎn)矩查找相關(guān)資料可選擇本設(shè)計(jì)所需的電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的交流負(fù)載選擇相應(yīng)的接觸器，

3、再根據(jù)公式算得接觸器的額定電流，查找相關(guān)資料選擇接觸器的具體型號(hào)。熱繼電器和熔斷器的選擇也是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流，再根據(jù)公式算出其額定電流，依據(jù)其數(shù)值查找相關(guān)資料選擇具體的型號(hào)。軟件選擇方面，在編寫程序之前先畫好系統(tǒng)控制的程序流程圖，再用S7-200編程軟件編寫程序的梯形圖和語句表，再將編寫好的程序?qū)隨7-200仿真軟件中進(jìn)入最后的調(diào)試，檢查洗碗機(jī)各個(gè)部件是否能夠正常工作，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤再修改相應(yīng)的程序，直至能夠正常工作。 關(guān)鍵詞：洗碗機(jī) PLC 自動(dòng)化 Abstract In everyday life we cant avoid to

4、 wash the dishes, but most people still choose to use hand wash, so to design a home dishwasher is the main purpose of this design. This design used in the control system is Siemens PLC control, to select the CPU specific models Siemens PLC according to the number of input, output port. The design o

5、f a total of 12 input ports, output ports of a total of 10, so the choice of model CPU226 PLC meet the requirements of the design. The choice of hardware, according to the general household dishwasher nameplate can know its rated power and rated speed, then the formula can be considered as the rated

6、 torque Rated torque, according to the search for relevant information can be selected for the design of the motor. The motor model is established according to the motor AC load, select the corresponding contactor, then according to the rated current formulas of the contactor, the specific model to

7、find relevant information selection. Thermal relay and fuse selection is according to the rated current of the motor, and according to the formula to calculate the rated current, on the basis of the numerical search for relevant information to choose the specific model. The choice of software flow c

8、hart of the program, first draw good control system in the preparation processes, with S7-200 programming software programming ladder diagram and instruction list, and then write the program into S7-200 simulation software in the final debugging, check the dishwasher parts are working properly, if a

9、n error occurs and then modify the corresponding program able to work normally until. Keyword: dishwasher PLC automation 目錄 第一章 緒論 1 一、本文研究的背景、目的和意義 1 二、本文研究的主要內(nèi)容 1 三、本文設(shè)計(jì)要求 3 第二章 整體結(jié)構(gòu)與初步設(shè)計(jì) 4 一、控制系統(tǒng)的選擇 4 二、 PLC型號(hào)的選擇 5 第三章 洗碗機(jī)控制系統(tǒng)線路圖設(shè)計(jì) 6 一、洗碗機(jī)的結(jié)構(gòu) 6 二、 洗碗機(jī)的工作原理與示意圖 7

10、 三、電磁閥和電機(jī)的選擇 8 四、 傳感器的選擇 9 (一）溫度傳感器和液位傳感器的選擇 9 (二）接觸器的選擇 10 (三)熱繼電器的選擇 10 (四)熔斷器的選擇 10 五、 PLC程序I/O端口分配表 11 六、 電路設(shè)計(jì) 12 (一）主電路設(shè)計(jì) 12 (二）PLC外部接線圖 14 第四章 PLC程序設(shè)計(jì) 15 一、系統(tǒng)流程圖 15 二、梯形圖 16 三、語句表 20 四、仿真與調(diào)試 23 總結(jié) 24 參考文獻(xiàn) 25 致謝 26 西安思源學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 基于西門子PLC洗碗機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 一、本文研究

11、的背景、目的和意義 加速的生活節(jié)奏，人們會(huì)花更多的時(shí)間工作，國內(nèi)勞動(dòng)力更累，尤其是面對(duì)每頓飯后堆疊的碗筷，清理臟而且浪費(fèi)時(shí)間。與廚房現(xiàn)代化逐步加快和深化，人們購買家用電器減少家務(wù)，享受更多的幸福，是一個(gè)無可爭(zhēng)辯的時(shí)尚。洗碗機(jī)是家庭自動(dòng)化設(shè)備，避免手工清洗的麻煩，節(jié)省時(shí)間將人們從繁瑣的家務(wù)逐漸釋放。尤其，對(duì)于需要清洗大量餐具的大型餐飲場(chǎng)所、學(xué)校食堂等地方來說，自動(dòng)洗碗機(jī)的需求顯得更加尤為重要。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國城市家庭已達(dá)到1.6億戶，但只有1％的家庭購買洗碗機(jī)，一年的需求量也只有一百萬臺(tái)，可見國內(nèi)洗碗機(jī)在中國具有很大的市場(chǎng)潛力。家用洗碗機(jī)在中國市場(chǎng)發(fā)展遇到的主要問題是其性能，在以往數(shù)年

12、的市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，人們比較關(guān)心洗碗機(jī)的耗水量、耗電量及操作是否方便等。因此研發(fā)出效率高、節(jié)約水、節(jié)約電和使用方便的全自動(dòng)洗碗機(jī)控制系統(tǒng)是有巨大市場(chǎng)的。 在中國，全自動(dòng)洗碗機(jī)尚屬超前消費(fèi)產(chǎn)品，在多數(shù)人認(rèn)識(shí)中還是一個(gè)新鮮事物，遠(yuǎn)沒有洗衣機(jī)、電風(fēng)扇和電冰箱那樣和人們的生活已緊密結(jié)合一起。在20世紀(jì)90年代末，小天鵝集團(tuán)公司和意大利梅格尼公司，合資成立了小天鵝梅格尼洗碗機(jī)有限公司，引進(jìn)了意大利全套國際先進(jìn)水平的生產(chǎn)和測(cè)試設(shè)備，最早開始正式生產(chǎn)家用全自動(dòng)臺(tái)式、柜式洗碗機(jī)，并投放市場(chǎng)，并且取得不錯(cuò)的銷售成績(jī)。隨后，國內(nèi)各大電器廠商都相繼推出自己的產(chǎn)品，全自動(dòng)洗碗機(jī)在中國家電行業(yè)開始占據(jù)一定的市場(chǎng)

13、。相信不久的將來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們對(duì)生活質(zhì)量的追求日益提高及洗滌條件逐漸完善，全自動(dòng)洗碗機(jī)就會(huì)在中國得到普及。 二、本文研究的主要內(nèi)容 洗碗機(jī)又稱洗碟機(jī)或餐具清洗機(jī)，是一種代替人工洗滌碗、碟、杯、盤等餐具的家用電器。目前洗碗機(jī)的種類有很多，按用途可分為家用和商用兩大類；按外型結(jié)構(gòu)可分為柜式和臺(tái)式兩大類；按洗滌方式可分為噴淋式、葉輪式、水流式、和超聲波式等,表1-1是四種洗碗機(jī)的工作原理。 表1-1 四種洗碗機(jī)的工作原理 三、本文設(shè)計(jì)要求 根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇相關(guān)設(shè)備技術(shù)選擇西門子S7-200型號(hào)的PLC控制器。運(yùn)用所學(xué)習(xí)的PLC原理，傳感及控制理論等相關(guān)

14、知識(shí)，獨(dú)立設(shè)計(jì)洗碗機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，使得能夠自動(dòng)清洗碗，洗碗速度達(dá)到30個(gè)/分鐘，使用安全。在設(shè)計(jì)中能夠熟練查閱相關(guān)電子元件手冊(cè)，進(jìn)行有效的計(jì)算和校核，并應(yīng)用相關(guān)軟件畫出相應(yīng)的控制電路圖。掌握設(shè)計(jì)的一般流程，能夠按照規(guī)范編制設(shè)計(jì)說明書。  第二章 整體結(jié)構(gòu)與初步設(shè)計(jì) 一、控制系統(tǒng)的選擇 查找資料顯示目前市場(chǎng)上家用洗碗機(jī)絕大數(shù)都是采用單片機(jī)作為控制中心的，雖然單片機(jī)體積小，消耗能量少，實(shí)時(shí)控制控制功能強(qiáng)，但是其自身存在一些缺點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中有一些弊端。首先單片機(jī)的指令系統(tǒng)較為復(fù)雜，需要多種的電路保護(hù)裝置，例如電流、電壓、電機(jī)過載、過熱以及欠電壓等保護(hù)裝置，這些裝置相對(duì)

15、而言也增加了硬件的復(fù)雜程度，其中當(dāng)然所隱含的故障也相對(duì)的增高，這樣就難免會(huì)增加維修的費(fèi)用和難度。而本設(shè)計(jì)的這款家用洗碗機(jī)采用的是PLC控制系統(tǒng)就克服了單片機(jī)所帶來的這些缺點(diǎn)，首先PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)算和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。其次是PLC是整體模式，而且集中了驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)以及保護(hù)電路等。而且還集中了通訊聯(lián)網(wǎng)的功能，體積小，重量輕，能耗低。所以在使用中，硬件和編程語言也相對(duì)的簡(jiǎn)單并且容易測(cè)試，方便維修，也大大的提高了控制系統(tǒng)的靈活性和可靠性。

16、 PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。 圖2-1 PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖 二、 PLC型號(hào)的選擇 根據(jù)本設(shè)計(jì)要求，在洗碗機(jī)的PLC控制中，輸入點(diǎn)為12個(gè)點(diǎn)，輸出點(diǎn)為10個(gè)點(diǎn)，故選擇西門子S7-200系列的CPU226AC/DC/RLY。表2-1為CPU226的主要技術(shù)指標(biāo)。 表2-1 CPU226的主要參數(shù) 集成數(shù)字量輸入/輸出 24輸入/16輸出40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn) 可連接的擴(kuò)展模塊數(shù)量 可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊 最大可擴(kuò)展的數(shù)字量輸入/輸出 最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O點(diǎn) 最大可擴(kuò)展的模擬量輸入/輸出 最大擴(kuò)展至

17、35路模擬量I/O點(diǎn) 用戶程序區(qū) 8KB 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存區(qū) 5KB 高速計(jì)數(shù)器數(shù)量 6個(gè)獨(dú)立的30KHZ高速計(jì)數(shù)器 高速脈沖輸出數(shù)量 2個(gè)獨(dú)立的20KHZ高速脈沖輸出 通信接口 2個(gè)RS-485接口 支持的通信協(xié)議 PPI、MPI和自由方式通信能力 模擬電位器 2個(gè)8位分辨器 外形尺寸（WHD） 196mm80mm62mm 第三章 洗碗機(jī)控制系統(tǒng)線路圖設(shè)計(jì) 一、洗碗機(jī)的結(jié)構(gòu) （1）機(jī)殼 機(jī)殼大部分選用塑料或者輕薄鋼板制成，塑料機(jī)殼多用于頂開口類型式。塑料機(jī)殼的好處是整體重量輕，不容易生銹，低生產(chǎn)成本。壞處是

18、機(jī)械強(qiáng)度低，用時(shí)間久了容易老化，不適合在較高溫度的條件下工作。薄鋼板大部分使用的是前開門式洗碗機(jī)，薄鋼板式機(jī)殼的好處是抗擠壓能力很好硬度高、整體牢固，不利的是使用時(shí)間長(zhǎng)容易產(chǎn)生銹跡，生產(chǎn)的成本比較高等。 （2）機(jī)門 機(jī)門生產(chǎn)采用的是兩層機(jī)構(gòu)，全局采用冷軋鋼板沖壓而成，表面鍍有幾層環(huán)氧樹脂，這樣可以防止發(fā)生生銹。一般在機(jī)門旁邊安裝一個(gè)開關(guān)來控制機(jī)門的合閉。市場(chǎng)上有一些特殊洗碗機(jī)在機(jī)門上裝有透明玻璃窗，方便用戶在洗碗機(jī)工作時(shí)察看機(jī)內(nèi)洗滌情況。 （3）按鈕設(shè)置 這里提供3個(gè)選擇按鈕，分別是總啟動(dòng)按鈕、自動(dòng)模式按鈕、急停按鈕?？倖?dòng)按鈕是控制洗碗機(jī)工作和停止，急停按鈕是防止發(fā)生故障而設(shè)置的按

19、鈕。 （4）洗滌裝置 洗滌裝置主要由旋轉(zhuǎn)噴臂組成，它安裝在洗碗機(jī)內(nèi)部底座上。主要是類似于一個(gè)風(fēng)扇葉片形狀，不同之處是上面布滿圓孔。結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，當(dāng)噴水孔在工作時(shí)受水的反作用力的影響產(chǎn)生了一個(gè)轉(zhuǎn)矩，使噴臂連同軸套一起繞空心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到改變方向，從不同的角度清洗的目的。 圖3-1 旋轉(zhuǎn)噴臂的結(jié)構(gòu) (5)進(jìn)水電磁閥 它是由主閥體、線圈、閥芯、膜片、彈簧和先導(dǎo)閥腔等部件組成。其工作原理是進(jìn)水電磁閥線圈不通電時(shí)，鐵芯受彈簧壓力和自身重力作用下壓，其端部的橡膠膜壓住橡皮膜的導(dǎo)流孔。此時(shí)，自來水進(jìn)入橡皮膜上方，膜片受水壓而把出水口堵住。當(dāng)進(jìn)水電磁閥線圈通電時(shí)，電磁力克服彈簧阻力

20、和鐵圈自身重力將鐵芯向上提升，從而膜片中間的導(dǎo)流孔敞開。自來水在自身壓力作用下通過導(dǎo)流孔進(jìn)入洗碗機(jī)內(nèi)。 （6）水位開關(guān) 本論文設(shè)置了一個(gè)正常水位和一個(gè)水位上限。當(dāng)洗碗機(jī)正常工作時(shí)，電磁閥開始往洗碗機(jī)內(nèi)進(jìn)水，隨著水位的上升當(dāng)達(dá)到指定的水位后，水位開關(guān)控制的觸點(diǎn)斷開連接，注水結(jié)束，洗滌開始。設(shè)置水位上限的目的是，一旦水位越過系統(tǒng)設(shè)定的極限水位時(shí)，上限水位控制的觸點(diǎn)閉合，接通排水泵，把多余的水排出，以免發(fā)生故障。當(dāng)水量達(dá)到到正常水位時(shí)，常開觸點(diǎn)復(fù)位，排水泵停止工作排水結(jié)束。 （7）碗籃 采用防銹剛絲編制而成，表面通過特殊手段處理，提高被氧化和被腐蝕能力，在洗碗機(jī)底部裝有導(dǎo)軌，通過兩側(cè)裝有滾輪嵌

21、入導(dǎo)軌中，可以方便推入和拉出碗籃。 二、 洗碗機(jī)的工作原理與示意圖 首先打開總啟動(dòng)按鈕，電磁閥開始自動(dòng)進(jìn)水，到達(dá)指定水位后停止進(jìn)水。水箱加熱器對(duì)水進(jìn)行加熱，通過洗滌泵把水從水箱抽到旋轉(zhuǎn)噴臂處，使水在一定的壓力下從上下噴臂的噴水口噴出，由于噴臂受水的反作用力而不斷沿著軸心相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣噴臂將水帶有一定壓力從各個(gè)方向清洗碗具，然后經(jīng)排水泵將污水排出，洗碗結(jié)束。如圖3-2所示： 圖3-2 洗碗機(jī)簡(jiǎn)易工作示意圖 1- 過濾芯 2-電磁閥 3-洗滌泵 4-電機(jī) 5-旋轉(zhuǎn)噴臂 6-排水泵 三、電磁閥和電機(jī)的選擇 根據(jù)家用洗碗機(jī)的銘牌可知其額定功率為380

22、W，轉(zhuǎn)速為2000r/min,可算出轉(zhuǎn)矩為1.81（Nm）。 =9550=1.81(Nm) 電機(jī)選擇Y系列電動(dòng)機(jī)。Y型電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。安裝尺寸和功率等級(jí)符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，外殼防護(hù)等級(jí)為IP44,冷卻方法為IC411，連續(xù)工作制。Y系列的電動(dòng)機(jī)效率高、節(jié)能、轉(zhuǎn)矩高、噪音低、振動(dòng)小、運(yùn)行可靠安全依據(jù)本設(shè)計(jì)要求選擇Y80M1-2型號(hào)的電機(jī)，額定功率為0.75kw，轉(zhuǎn)速為2830r/min,轉(zhuǎn)矩為2.2（NM）。表3-1為Y型電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)。 表3-1 Y型電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù) 電磁閥選用型號(hào)ZCT-10直動(dòng)式電

23、磁閥。直動(dòng)式電磁閥閥體和主要部件采用不銹鋼材質(zhì)制作。具有耐腐蝕、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于化工、食品、機(jī)械行業(yè)等對(duì)液體和氣體的自動(dòng)啟閉和遠(yuǎn)程控制，采用電源控制，代替了手動(dòng)球閥，具有啟閉迅速、性能穩(wěn)定、使用方便等特點(diǎn)。其主要技術(shù)參數(shù)如表3-2所示： 表3-2 電磁閥的主要參數(shù) 原理結(jié)構(gòu) 先導(dǎo)活塞型 控制方式 常閉式、常開式 流體范圍 水、氣體、油 環(huán)境溫度 -20-60℃ 標(biāo)準(zhǔn)電壓 AC220V/DC24V 電氣連接 接線盒式 防護(hù)等級(jí) 普通型IP54、防爆型IP65 四、 傳感器的選擇 （一）溫度傳感器和液位傳感器的選擇 本設(shè)計(jì)涉及對(duì)溫度和

24、水位的控制，所以需選擇相應(yīng)的溫度傳感器和液位傳感器。在現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)中，溫度控制是最常見的一種，了解溫度的確切數(shù)值，對(duì)生產(chǎn)具有重要意義。本設(shè)計(jì)采用熱敏電阻（NTC）型的溫度傳感器，型號(hào)為MF58系列。圖3-3為金屬與熱敏電阻的溫度特性曲線。 圖3-3 金屬與熱敏電阻的特性曲線 根據(jù)本設(shè)計(jì)要求采用靜壓式液位傳感器，其型號(hào)為JPG-7的液位傳感器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和安裝方便，其工作原理采用靜力學(xué)的知識(shí)：Ρ = ρ .g. H + Po,當(dāng)知道液面所承受的壓強(qiáng)P和當(dāng)?shù)氐拇髿鈮篜0，我們就可以算出液面的高度了，ρ為水的密度，g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取? （二）接觸器的選擇 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，電

25、動(dòng)機(jī)采用交流負(fù)載所以選擇交流接觸器。接觸器的選型根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可以算出接觸器的額定電流，其中為接觸器主觸點(diǎn)電流。單位為A，為電動(dòng)機(jī)的額定功率，單位為KW，為電動(dòng)機(jī)額定電壓，單位為V，K一般為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般取1-1.4。由公式帶入相應(yīng)的數(shù)值可以算出接觸器的額定電流為3.4A。根據(jù)相關(guān)資料查出接觸器的型號(hào)為CJ10系列的。 (三)熱繼電器的選擇 熱繼電器主要實(shí)施的是對(duì)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)，防止長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)較大的電流。目前使用最普遍的是雙金屬片式熱繼電器，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低、體積較小。熱繼電器的選用是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來確定熱繼電器的型號(hào)和熱元件的額定電流。熱元件的額定電流=（0.95-1

26、.05）,熱元件的額定電流應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的額定電流。由上面的計(jì)算可知電動(dòng)機(jī)的額定電流為1.8A，所以選擇JR20-10型號(hào)的熱繼電器滿足本設(shè)計(jì)的要求。 (四)熔斷器的選擇 熔斷器主要用于電路的短路保護(hù)，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格低廉的保護(hù)電器。熔斷器的類型應(yīng)根據(jù)使用的場(chǎng)合、線路要求等選擇，對(duì)有振動(dòng)的場(chǎng)合，如對(duì)電動(dòng)機(jī)的主電路一般用螺旋式熔斷器。對(duì)于單臺(tái)長(zhǎng)期工作的電動(dòng)機(jī)時(shí)可按照下列公式選擇：，公式中為熔體的額定電流，單位為A。為電動(dòng)機(jī)的額定電流，單位為A。對(duì)于頻繁啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)公式中的系數(shù)可選用2.5-3.5。由上述可知電動(dòng)機(jī)的額定電流為1.8，所以熔體的額定電流為A。所以由上述可知選

27、用螺旋式熔斷器，常用的螺旋式熔斷器有RL1、RL5、RL6、RL7、RL8等系列。因?yàn)?所以查閱相關(guān)資料選用RL8B-4型號(hào)的螺旋式熔斷器。 五、 PLC程序I/O端口分配表 表3-3 輸入端口分配表 序號(hào) 輸入口 控制信號(hào) 備注 1 I0.0 自動(dòng)控制 按鈕 2 I0.1 手動(dòng)控制 按鈕 3 I0.2 啟動(dòng) 點(diǎn)動(dòng)按鈕 4 I0.3 急停 鎖存按鈕 5 I0.4 進(jìn)水啟、停 按鈕 6 I0.5 水箱加熱啟、停 按鈕 7 I0.6 噴淋加熱啟、停 按鈕 8 I0.7 水泵1啟、停 按鈕 9 I1.0 噴淋啟、停

28、 按鈕 10 I1.1 鏈排啟、停 按鈕 11 I1.2 消毒設(shè)備 紫外線燈 12 I2.0 測(cè)溫信號(hào) 溫控開關(guān)常開觸點(diǎn) 表3-4 輸出端口分配表 序號(hào) 輸出口 控制信號(hào) 備注 1 Q0.0 水泵1電動(dòng)機(jī) 水泵1接觸器 2 Q0.1 噴淋電磁閥 電磁閥 3 Q0.2 鏈排電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)接觸器 4 Q0.3 水箱加熱器 加熱器接觸器 5 Q0.4 噴淋加熱器 加熱器接觸器 6 Q0.5 進(jìn)水電磁閥 電磁閥 7 Q0.6 紫外線消毒燈 綠色信號(hào)燈 8 Q0.7 事故報(bào)警指示燈 紅色信號(hào)燈 9

29、 Q1.0 自動(dòng)指示燈 綠色信號(hào)燈 10 Q1.1 手動(dòng)指示燈 綠色信號(hào)燈 六、 電路設(shè)計(jì) （一）主電路設(shè)計(jì) 根據(jù)本設(shè)計(jì)控制要求，洗碗機(jī)PLC控制電路主電路設(shè)計(jì)如圖所示，圖3-4中M1 、M2分別為水泵電機(jī)1、鏈排電機(jī)，EH1、EH2為水箱水加熱電阻絲、噴淋水加熱電阻絲。熔斷器可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)主電路或分支電路短路保護(hù)。FR1、FR2分別MI、M2進(jìn)行過載保護(hù)，電機(jī)過載時(shí)，可有效可靠保護(hù)電動(dòng)機(jī)。KM1至KM5分別為KM1至KM5接觸器的主觸點(diǎn)。 圖3-4 主電路控制圖

30、 （二）PLC外部接線圖 PLC控制系統(tǒng)接線圖如圖3-5所示。主電路要接一個(gè)熔斷器保護(hù)電路正常運(yùn)行。Q0.5和Q0.1分別接電磁閥，Q0.7接指示燈和一個(gè)事故報(bào)警器，Q1.1和Q1.0接指示燈，Q0.6接一個(gè)紫外線消毒燈。Q0.0和Q0.2分別接一個(gè)熱繼電器常閉觸點(diǎn)，用于電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)，其余接上線圈。 圖3-5 PLC控制系統(tǒng)接線圖 第4章 ：PLC程序設(shè)計(jì) 1、 系統(tǒng)流程圖 根據(jù)洗碗機(jī)的設(shè)計(jì)要求，畫出系統(tǒng)控制的流程圖如圖4-1所示。當(dāng)洗碗機(jī)正常啟動(dòng)后首先判斷是自動(dòng)還是手動(dòng)模式，當(dāng)判斷為自動(dòng)模式后，電磁閥首先自動(dòng)打開進(jìn)水

31、，到達(dá)水位后水箱自動(dòng)加熱，噴淋加熱水泵開始工作，噴淋電磁閥開始噴水，洗碗結(jié)束后鏈排電機(jī)排水，開始消毒然后結(jié)束工作。若是手動(dòng)模式，則按下相應(yīng)的按鈕執(zhí)行對(duì)應(yīng)的工作。 開始 否 自動(dòng)模式 打開I0.4按鈕 是 電磁閥打開 打開I0.5按鈕 水箱開始進(jìn)水 到達(dá)水位 否 是 計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí) 水箱加熱器開始加熱，計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí) 打開I0.6按鈕 噴淋加熱器開始加熱 打開I0.7按鈕 水泵電機(jī)啟動(dòng) 打開I1.0按鈕 噴淋電磁閥開始噴淋 洗碗結(jié)束，鏈排電動(dòng)機(jī)排水 打開I1.1按鈕

32、 打開I1.2按鈕 紫外線消毒燈開啟 結(jié)束 圖4-1 系統(tǒng)控制流程圖 二、梯形圖 網(wǎng)絡(luò)1中按下IO.2啟停按鈕，線圈M0.3得電。 網(wǎng)絡(luò)2中M0.3常開觸點(diǎn)閉合，按下按鈕I0.0自動(dòng)指示燈亮。同時(shí)線圈Q1.0得電，Q1.0常開觸點(diǎn)閉合形成自鎖，松開按鈕I0.0，指示燈還是亮的。 網(wǎng)絡(luò)三中M0.3常開觸點(diǎn)閉合，按下按鈕I0.1手動(dòng)指示燈亮。同時(shí)線圈Q1.1得電，Q1.1常開觸點(diǎn)閉合形成自鎖，松開按鈕I0.1，指示燈還是亮的。 網(wǎng)絡(luò)4中M0.3常開觸點(diǎn)閉合，M0.4線圈得電。I0.3為急停按鈕。 網(wǎng)絡(luò)5中M0.4常開觸點(diǎn)閉合，

33、按下I0.4按鈕，線圈Q0.5得電，進(jìn)水電磁閥開始進(jìn)水。 網(wǎng)絡(luò)6中M0.4常開觸點(diǎn)閉合，按下I0.5按鈕，線圈Q0.3得電，水箱加熱器開始加熱。 網(wǎng)絡(luò)7中M0.4常開觸點(diǎn)閉合，按下I2.0按鈕，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，延時(shí)6秒鐘。 網(wǎng)絡(luò)7中T37計(jì)時(shí)器完畢后，網(wǎng)絡(luò)8中T37常開觸點(diǎn)閉合，M0.4常開觸點(diǎn)閉合，按下I0.6按鈕，線圈Q0.4得電，噴淋加熱器開始加熱。 網(wǎng)絡(luò)9中T37常開觸點(diǎn)閉合，M0.4常開觸點(diǎn)閉合，按下I0.7按鈕，線圈Q0.0得電，水泵1開始工作，同時(shí)T33計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。 網(wǎng)絡(luò)9中，T33計(jì)時(shí)完畢后，網(wǎng)絡(luò)10中T33常開觸點(diǎn)閉合，M0.4常開觸點(diǎn)閉合，

34、按下按鈕I1.0，Q0.1線圈得電，洗碗機(jī)正式工作，同時(shí)T34計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。 網(wǎng)絡(luò)10中，T34計(jì)時(shí)完畢后，網(wǎng)絡(luò)11中T34常開觸點(diǎn)閉合，M0.4常開觸點(diǎn)閉合，按下按鈕I1.1，Q0.2線圈得電，鏈排電動(dòng)機(jī)開始工作排水，同時(shí)T35計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。 網(wǎng)絡(luò)11中，，T35計(jì)時(shí)完畢后，網(wǎng)絡(luò)12中T35常開觸點(diǎn)閉合，M0.4常開觸點(diǎn)閉合，按下按鈕I1.2，Q0.6線圈得電，紫外線燈亮開始消毒，消毒完畢后停止一切工作。 網(wǎng)絡(luò)13中，Q0.7為報(bào)警裝置，當(dāng)任何一臺(tái)電動(dòng)機(jī)發(fā)生過載時(shí)，Q0.7得電，開始報(bào)警，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)1中Q0.7常閉觸點(diǎn)斷開使得洗碗機(jī)停止工作。 三、語句表 網(wǎng)絡(luò) 1

35、 LD I0.2 O Q1.0 O Q1.1 AN T36 AN Q0.7 = M0.3 網(wǎng)絡(luò)2 LD I0.0 O Q1.0 AN I0.1 A M0.3 = Q1.0 網(wǎng)絡(luò)3 LD I0.1 O Q1.1 AN I0.0 A M0.3 = Q1.1 網(wǎng)絡(luò)4 LD M0.3 AN I0.3 = M0.4

36、 網(wǎng)絡(luò)5 LDN Q1.1 LD I0.4 AN Q1.0 OLD A M0.4 = Q0.5 網(wǎng)絡(luò)6 LDN Q1.1 AN Q0.6 LD I0.5 AN Q1.0 OLD A M0.4 = Q0.3 網(wǎng)絡(luò)7 LD M0.4 A I2.0 TON T37, 60 網(wǎng)絡(luò)8 LDN Q1.1 A T37 AN Q0.6 LD I0.6 AN Q1.0 OLD A M0.4 =

37、 Q0.4 網(wǎng)絡(luò)9 LDN Q1.1 A T37 LD I0.7 AN Q1.0 OLD A M0.4 = Q0.0 TON T33, 200 網(wǎng)絡(luò)10 LDN Q1.1 A T33 LD I1.0 AN Q1.0 OLD A M0.4 = Q0.1 TON T34, 6000 網(wǎng)絡(luò)11 LDN Q1.1 A T34 LD I1.1 AN Q1.0 OLD A M0.4 =

38、 Q0.2 TON T35, 200 網(wǎng)絡(luò)12 LDN Q1.1 A T35 LD I1.2 AN Q1.0 OLD A M0.4 = Q0.6 TON T36, 2000 網(wǎng)絡(luò)13 LDN I1.5 ON I1.7 = Q0.7 四、 仿真與調(diào)試 將上述的梯形圖轉(zhuǎn)為“*aw1”格式，導(dǎo)入S7-200仿真軟件中。通過S7-200仿真軟件進(jìn)行模擬，先進(jìn)行自動(dòng)模式的模擬運(yùn)行，檢查洗碗機(jī)各個(gè)部件的工作情況并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。再而對(duì)洗碗機(jī)的手動(dòng)模式進(jìn)行模擬運(yùn)行，檢查洗碗機(jī)各個(gè)

39、部件的工作情況并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。兩種模式調(diào)試后與設(shè)計(jì)要求相比，發(fā)現(xiàn)問題，認(rèn)真分析其原因，得出解決方案并及時(shí)改正。  總結(jié) 2013年11月，我開始撰寫我的畢業(yè)論文，到目前為止，論文基本已經(jīng)完成。剛開始我有些手無舉措，不知道從何下手，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下我慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，整個(gè)論文過程很難形容。經(jīng)歷了四個(gè)月的努力，緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。回憶這段時(shí)間的經(jīng)歷和感受，我感觸頗多。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，讓我收獲了很多更加學(xué)到書本額外的知識(shí)。起初在搜集資料的過程中，我認(rèn)真做了一些記錄，我在學(xué)校圖書館搜集資料，還在網(wǎng)上查找各類相關(guān)資料，將這些有用的資料一一記錄下來，這有利于論文的撰

40、寫。然后我將記錄的相關(guān)資料認(rèn)真整理，適時(shí)的拿給導(dǎo)師進(jìn)行溝通。 這難忘的幾個(gè)月的時(shí)間我不會(huì)忘記，畢業(yè)論文的撰寫給我留下了難忘的回憶。在我待在圖書館查找資料的日子里，面對(duì)那些書籍我像一個(gè)饑餓的人看到面包一樣。最難忘的是每次解決相應(yīng)的難題時(shí)那種激動(dòng)和興奮，但看著自己寫下的字字句句，心里充滿自豪與喜悅根本不知道疲憊。我在收集資料的過程中，掌握了很多PLC的相關(guān)知識(shí)，這對(duì)我所學(xué)過的知識(shí)有很大鞏固和提高，并且讓我對(duì)當(dāng)今PLC的最新發(fā)展技術(shù)有所了解。到目前為止，我學(xué)到了新知識(shí)，拓展了自己的視野。在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我仍然要不斷地努力學(xué)習(xí)充實(shí)自己，讓自己變得更加優(yōu)秀在這個(gè)社會(huì)有所成就。 

41、 參考文獻(xiàn) 1. 黃永紅著:《電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》,北京機(jī)械工業(yè)出版社,2011.8版 2. 高欽和著：《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例》,人民郵電出版社,2004.7版 3. 嚴(yán)盈富著：《西門子S7-200PLC入門》,人民郵電出版社,2007.6版 4. 彭湘德，夏向陽著：《電工與電子技術(shù)基礎(chǔ)》,中國電力出版社,2010.8版 5. 周立文著：《科學(xué)之友：中》,山西省科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì),2012版 6．劉美俊著：《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》,2005版 7. 齊寶慶，王萬錫著：《自動(dòng)化應(yīng)用》,國家科技部西南中心出版,2012版 8.陳文博，劉子龍，王亞剛《Emulate

42、5000》,選自《中國包裝工業(yè)》,2012版 9．陳連聲《熔斷器的級(jí)間配合》,選自《建筑工人》,2002版 10. 劉佃瑞《澳柯瑪WQP系列洗碗機(jī)疑難故障檢修》,選自《家電科技：維修與培訓(xùn)》,2004版 11.李小光，段春霞《基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》,選自《湖北廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)》,2008版 12.呂以全，陳靜《PLC在洗碗機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用》,選自《天津理工大學(xué)學(xué)報(bào)》,2008版 13.王向紅《洗滌方式的研究及新型家用洗碗機(jī)的研制》,廣西大學(xué)博碩論文，2004 14.中國百科網(wǎng)http：// 15.一步電子網(wǎng) 16.中國數(shù)控信息網(wǎng) 17.豆丁網(wǎng) 18.豆丁網(wǎng)  致謝 在此我衷心的感謝我的導(dǎo)師譚栓斌和專業(yè)老師王鵬濤，是您們的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，才能使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。在我的學(xué)習(xí)和畢業(yè)論文的撰寫過程中每時(shí)每刻都有著老師們辛勤的汗水和心血，老師認(rèn)真解答問題的態(tài)度、知識(shí)的淵博、無私的奉獻(xiàn)精神使我深深的感動(dòng)。從敬愛的老師身上，不僅讓我鞏固了以前的專業(yè)知識(shí)，還從老師身上學(xué)到了做人的道理。在此我要再一次向我的導(dǎo)師和幫助我完成論文的老師和同學(xué)致以最衷心的感謝和深深的敬意。 27