全自動(dòng)洗衣機(jī)plc程序設(shè)計(jì).doc

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1、 太原工業(yè)學(xué)院 課程設(shè)計(jì) 2102年6月20日 題 目： 全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC設(shè)計(jì) 系 別： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 閆萍萍 郭志明 付杰 彭思遠(yuǎn) 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 周 敏

2、 PLC設(shè)計(jì)： 全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制 目錄 摘要 一、控制設(shè)備要求 1.正常運(yùn)行 2.強(qiáng)制停止 二、電氣設(shè)計(jì)部分 三、PLC運(yùn)行框圖 1．正常運(yùn)行流程圖 2．強(qiáng)制運(yùn)行流程圖 四、過(guò)程分析說(shuō)明及I/O分配表 1．分析說(shuō)明 2．I/O分配表 五、PLC I/0硬件接線圖及panel圖 1．PLC I/O硬件接線圖 2．panel圖 六、程序梯形圖 七、時(shí)序圖（以選擇高水位為例） 八、總結(jié) 摘要 根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理,利用可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)控制,說(shuō)明

3、了PLC控制的原理方法,特點(diǎn)及控制洗衣機(jī)的特色。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)利用了西門子S7-200系列PLC的特點(diǎn),對(duì)按鈕,電磁閥,開關(guān)等其他一些輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過(guò)程的自動(dòng)化。由于每遍的洗滌,排水,脫水的時(shí)間由PLC內(nèi)計(jì)數(shù)器控制,所以只要改變計(jì)數(shù)器參數(shù)就可以改變時(shí)間?？梢园焉厦嬖O(shè)定的程序時(shí)間定下來(lái),作為固定程序使用,也可以根據(jù)衣物的質(zhì)地,數(shù)量及油污的程度來(lái)編程。只要稍作改變,就可以設(shè)計(jì)出諸如要多洗多甩的牛仔類衣物,輕洗輕甩的羊毛類衣物以及通用的標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序,充分表現(xiàn)現(xiàn)代家電品的實(shí)用性。 在洗衣機(jī)控制方面，在PLC問(wèn)世之前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器占主導(dǎo)地位。但繼電器控制領(lǐng)域有著

4、十分明顯的缺點(diǎn)：體積大、耗電多、可靠性、壽命短、運(yùn)行速度慢、適應(yīng)性差、尤其當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時(shí)，就必須重新設(shè)計(jì)、重新安裝，造成時(shí)間和資金的嚴(yán)重浪費(fèi)。為了改變這一現(xiàn)狀，PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)生了。繼1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出世界第一臺(tái)PLC，并在通用汽車公司自動(dòng)裝配線上試用，獲得了成功，從而開創(chuàng)了工業(yè)控制新時(shí)期，從此，可編程控制器這一新的控制技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)了。在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。PLC的 優(yōu)點(diǎn)是：可靠性高，耗電少，適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行速度快，壽命長(zhǎng)等，為了進(jìn)一步提高全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能和性能，避免傳統(tǒng)控制的一些弊端，就提出了用PLC來(lái)控制全自動(dòng)洗衣機(jī)這個(gè)課題。

5、 全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC程序設(shè)計(jì) 一、控制設(shè)備要求 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求是能實(shí)現(xiàn)“正常運(yùn)行”和“強(qiáng)制運(yùn)行”兩種控制方式。 1.正常運(yùn)行 “正常運(yùn)行”方式具體控制要求如下： （1）將水位通過(guò)水位選擇開關(guān)設(shè)在合適的位置（高、中、低），按下“啟動(dòng)”按鈕，開始進(jìn)水，達(dá)到設(shè)定的水位（高、中、低）后，停止進(jìn)水。 （2）進(jìn)水停止2s后開始洗衣。 （3）洗衣時(shí)，正轉(zhuǎn)30s，停2s，然后反轉(zhuǎn)30s，停2s。 （4）如此循環(huán)共5次，總共320s后開始排水，排空后脫水30s。 （5）然后再進(jìn)水，重復(fù)（1）~（4）步，如此循環(huán)共2次。 （6）洗衣過(guò)程完成，報(bào)警3s并自動(dòng)

6、停機(jī)。 2.強(qiáng)制停止 “強(qiáng)制停止”方式具體控制要求如下: （1）若按下“停止”按鈕，洗衣過(guò)程停止，即洗滌電機(jī)和脫水桶停止轉(zhuǎn)動(dòng)、進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥全部閉合。 （2）可用手動(dòng)排水開關(guān)和手動(dòng)脫水開關(guān)進(jìn)行手動(dòng)排水和脫水。 【注】“正常運(yùn)行”和“強(qiáng)制停止”兩種模式的運(yùn)行是一樣的。 二． 電氣設(shè)計(jì)部分 如下圖為全自動(dòng)洗衣機(jī)的PLC控制系統(tǒng)電路圖。通過(guò)PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，并且實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)按預(yù)先設(shè)置的程序自動(dòng)執(zhí)行，完成洗衣。當(dāng)需要手動(dòng)排水與脫水時(shí)，可強(qiáng)制止自動(dòng)程序的運(yùn)行，跳出自動(dòng)切換到手動(dòng)操作。 為防止全自動(dòng)洗衣機(jī)在工作過(guò)程中，電路發(fā)生短路，損壞電動(dòng)機(jī)和電路中的各種電氣設(shè)備，

7、因此在主電路中安裝了熔斷器，當(dāng)電路出現(xiàn)短路故障時(shí)，能迅速、可靠的斷開電源。 全自動(dòng)洗衣機(jī)在無(wú)人問(wèn)津的情況下可能長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，為防止電機(jī)繞組的溫升超過(guò)額定值而損壞，采用熱繼電器作為保護(hù)元件，與熔斷器搭配使用，可靠地保 護(hù)電動(dòng)機(jī)。 人機(jī)接口部分的按鈕等都選擇低壓電器元件，保護(hù)操作者的安全。 三． PLC運(yùn)行框圖 1、正常運(yùn)行流程圖如下圖所示。 2、強(qiáng)制運(yùn)行流程圖如下 開始 正常運(yùn)行 按停止按鈕 洗滌電機(jī)和脫水桶停止轉(zhuǎn)動(dòng)、進(jìn)水和排水電磁閥閉合 排水 打開手動(dòng)排水開關(guān) 打開手動(dòng)脫水開關(guān) 脫水 結(jié)束 Y Y Y N N N 1）程序的構(gòu)成

8、 這個(gè)程序有自動(dòng)方式和手動(dòng)方式兩種。在自動(dòng)方式下，PLC將運(yùn)行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)（適用于機(jī)械一切都正常工作的情況下）。在手動(dòng)方式下是在緊急停止情況下，可以手動(dòng)排水和脫水。 2）程序的下載、安裝和調(diào)試 四、 過(guò)程分析說(shuō)明及I/O分配表 1.分析說(shuō)明 自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水、洗衣、排水和脫水時(shí)通水位開關(guān)，電磁進(jìn)水閥和電磁排水閥配合進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。水位開關(guān)用來(lái)控制進(jìn)水到洗衣的低、中、高水位；電磁閥起著通/斷水源的作用，進(jìn)水時(shí)，電磁進(jìn)水閥打開，將水注入，排水時(shí)，電磁排水閥打開，將水排出，洗衣時(shí)，洗滌電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，脫水時(shí)，脫水桶啟動(dòng)。 2.I/O分配表 這個(gè)控制系統(tǒng)

9、的輸入有啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、水位選擇開關(guān)（高水位、中水位、低水位）、手動(dòng)排水、自動(dòng)排水開關(guān)、高水位浮球開關(guān)、中水位浮球開關(guān)，低水位浮球開關(guān)、水排空浮球開關(guān)、壓力開關(guān)共12個(gè)。具體的輸入地址分配如表1所示。 表1：輸入地址分配 輸入地址 對(duì)應(yīng)的元器件 對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備 I00081 SB1 啟動(dòng)按鈕 I00082 SB2 停止按鈕 I00083 SB3 高水位選擇開關(guān) I00084 SB4 中水位選擇開關(guān) I00085 SB5 低水位選擇開關(guān) I00086 SQ1 水排空檢測(cè)開關(guān) I00087 SQ2 高水位檢測(cè)開關(guān) I00088 SQ3 中

10、水位檢測(cè)開關(guān) I00089 SQ4 低水位檢測(cè)開關(guān) I00090 SB6 手動(dòng)排水 I00091 SB7 手動(dòng)脫水 2.數(shù)字量輸出部分 這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、洗滌電動(dòng)機(jī)、脫水桶、報(bào)警器共五個(gè)設(shè)備。但是由于洗滌電動(dòng)機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)狀態(tài)，分別都應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點(diǎn)有六個(gè)。具體的輸出地址分配如表2所示。 表2：輸出地址分配 輸出地址 對(duì)應(yīng)的元器件 對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備 Q00001 YA1 啟動(dòng)洗衣機(jī) Q00002 YA2 進(jìn)水閥 Q00003 KM1 正轉(zhuǎn)及脫水 Q00004 KM

11、2 反轉(zhuǎn) Q00005 YA3 排水 Q00006 Q00007 Q00008 Q00009 YH YA4 YA5 YA6 報(bào)警器 低水位檢測(cè)燈 中水位檢測(cè)燈 高水位檢測(cè)燈 3.定時(shí)器和計(jì)數(shù)器 全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)中的工作時(shí)間和循環(huán)次數(shù)需要定時(shí)器和計(jì)數(shù)器來(lái)控制。具體定時(shí)器和計(jì)數(shù)器分配如表3所示。 表3： 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器分配 類別 元器件號(hào) 設(shè)定值 作用 定 時(shí) 器 T0 2s 進(jìn)水后暫停時(shí)間 T1 30s 正轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時(shí) T2 2s 正轉(zhuǎn)暫停計(jì)時(shí) T3 30s

12、 反轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時(shí) T4 2s 反轉(zhuǎn)暫停計(jì)時(shí) T5 30s 脫水計(jì)時(shí) T6 3s 洗完報(bào)警計(jì)時(shí) 計(jì)數(shù)器 C0 5次 正反洗循環(huán)計(jì)數(shù) C1 3次 大循環(huán)計(jì)數(shù) 五．PLC I/0硬件接線圖及panel圖 1.根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的輸入、輸出地址分配和定時(shí)器、計(jì)時(shí)器分配以及所選PLC型號(hào)，PLC I/O硬件接線圖如下圖所示。 圖4.1 I/O硬件接線圖 2.panel圖 圖4.2 PANEL圖 六、程序梯形圖

13、 七、時(shí)序圖（以選擇高水位為例） 八、總結(jié) 經(jīng)過(guò)幾天的奮戰(zhàn)，我們的課程設(shè)計(jì)終于圓滿完成。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立思考的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的不是很完美，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的知識(shí)是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，會(huì)使我終身受益。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我明白學(xué)習(xí)是一個(gè)不斷積累的過(guò)程。還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！ 在此全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師盡全力地為我和同學(xué)們創(chuàng)造條件，并對(duì)我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的難題進(jìn)行細(xì)致耐心的指導(dǎo)，使我們學(xué)習(xí)了很多實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的問(wèn)題和解決方法，提高了對(duì)應(yīng)用GE PLC的技術(shù)水平以及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，才得以設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)具有實(shí)際應(yīng)用水平的可靠性和穩(wěn)定性。