1、四川理工学院课程设计 全自动洗衣机PLC控制 学生：冯维虎 学号： 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机电 072 指导教师：黄波 四川理工学院机械工程学院 二零一一年一月 课程设计设计任务书 一、设计要求： 1、 完成PLC控制系统设计，并绘制出PLC外部接线图和编写PLC程 序； 2、要求在电气原理图中，用明细表列出所有电器元件的相关信息。 3、编写课程设计说明书，设计说明书书写格式参照四川理工学院机 械工程学院 毕业设计（论文）管理实施细则附录2：毕业设计说明书 （论文）书写格式。 二、设计的原始数据 1、按下启动按钮及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，关 2、2秒后开始洗涤
2、 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）一一（4）,清洗俩遍 6、 清洗完成，报警3秒并自动停机 7、 若按下停车按钮，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数） 目录 1.1全自动洗衣机PLC控制的控制要求.4 1.1.1全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理. 4 1.1.2洗衣机控制要求. 5 1 2全自动洗衣机控制系统的PLC选型和资源配置.5 1.2.1控制系统硬件接线图. 5 1.2.2模块功能概述. 7 1 3全自动洗衣机控制系统程序设计和调试.7 1.3.1编程软件.
3、7 1.3.2程序的流程图、构成和相关设置. 7 1 4全自动洗衣机PLC控制系统程序.10 1.4.1系统资源分配. 10 1.4.2源程序. 11 参考文献.19 总结.20 1.1 全自动洗衣机 PLC 控制的控制要求 1 1 1全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理 1.全自动洗衣机的基本结构 全自动洗衣机的基本结构如图14所示。 进水口 起动按钮 停止搖何 图1-1全自动洗衣机的基本结构图 2.全自动洗衣机的工作流程 全自动洗衣机的单循环工作流程示意图如图1 2所示。 图1-2全自动洗衣机的单循环工作流程示意图 3.全自动洗衣机的工作原理 洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水
4、电磁阀执行。 洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转來实现。 脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。 洗涤完成 由蜂鸣器报警。 1.1.2洗衣机控制要求 1.全自动洗衣机控制系统的要求： （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，关水 （2）2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） 1 2 全自动洗衣
5、机控制系统的 PLC 选型和资源配置 1.2.1控制系统硬件接线图 1.控制系统硬件接线图 全自动洗衣机控制系统硬件接线图如下: 2电气原理 图 3. PLC外形图 全自动洗衣机控制系统选择西门子公司的S7-200系列PLC (6ES7 214-1AD23-0XB0)作 为控制单元，如图1 3所示为所选PLC外形图。 图1-3 PLC (6ES7 214-1AD23-0XB0)外形图 4.I/O地址分配 由于S7-200 224 CPU模块有14点数字量输入，10点数字量输出，所以不需要再 增加扩 展模块。模块上的输入端对应的输入地址是10.011.2,输出端对应的输 出地址是Q0.0 Q1.
6、0 1.2.2模块功能概述 CPU模块釆用西门子公司的6ES7 214-1AD23-0XB0模块。由于该模块釆用直 流24V 供电(直流晶体管输出)，有14点数字量输入和10点数字量输出，完全能 满足全自动洗衣 机控制系统的要求，所以不在需要另外的数字量输入/输出模块。 1.3 全自动洗衣机控制系统程序设计和调试 1.3.1编程软件 以西门子公司为S7-200PLC设计的V3.2 STEP 7 MicioWIN SP4编程软件为例。 1 3.2程序的流程图、构成和相关设置 1.流程图 6 * 正常运行流程图 正常运行流程图如图1-4所示。 流程图描述： 按下启动按扭，开始进水;进水到规定高度，
7、使水位开关接通，实现洗涤正转,并停止 进水; 洗涤正转30S后，停止2秒仮转30S后，停2秒。计数器加累计洗涤次数; 若未满5次则 重复进行洗涤,直至洗涤达到5次，开始排水.由于排水，水位降低，当 水位低于规定下限 水位时，排空检测开关接通，开始脱水，脱水30S后，计数器加1,脱水停止然后再返回 到进水动作 重复上述过程3次，报警并停机 图1-4正常运行的流程图 2.程序的构成 这个程序只有自动方式。在自动方式下,PLC将运行己经设置好的程序和参数（用 于全自 动洗衣机一切都工作正常的情况下）。 3.程序的下载、安装和调试 将各个输入/输出端子和实际控制系统中的按钮、 所需控制设备正确连接，
8、完成 硬件的安装。 全自动洗衣机程序是由V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4编程软件的指 令完成。若要修改程 序，先将PLC设定在STOP状态下，运行编程软件，打开全 自动洗衣机程序，即可在线 调试。 1 4 全自动洗衣机 PLC 控制系统程序 1.4.1系统资源分配 1.数字量输入部分 全自动洗衣机控制系统的输入有启动、停止、高水位、中水位、低水位、手动排 水和手动 脱水按钮以及高水位、中水位、低水位和排空检测开关共馅个输入点。 具体的输入分配如 表所示。 表输入地址分配 名称符号 地址 启动按钮SB110.0 停止按钮SB210.1 高水位按钮SB3 10.2 中水位按钮SB4
9、10.3 低水位按钮SB510.4 排空检测开关ST110.5 高水位检测开关ST210.6 中水位检测开关ST310.7 低水位检测开关ST4 11.0 手动排水按钮SB611.1 手动脱水按钮SB711.2 2.数字量输出部分 全自动洗衣机控制系统的外部设备有进水电磁阀、排水电磁阀、正/反转洗涤电 动机、蜂鸣 器、指示灯等。具体的输出分配如表所示。 表输出地址分配 名称符号 地址 启动指令J1 Q0.0 进水阀控制继电器J2Q0.1 电动机正转及脫水继电器J3Q0.2 电动机反转继电器 J4Q0.3 排水阀控制继电器 J5Q0.4 报瞥蜂鸣器HAQ0.5 高水位指不灯 HL1Q0.6 中水
10、位指示灯HL2Q0.7 低水位指示灯HL3Q1.0 3定时器部分 具体的定时器分配如表1-3所示。 表1 3定时器分配 定时器功能 T37延时 2秒开始洗涤 T38洗涤正转定时 30秒 T39洗涤反转定时 30秒 T40脱水定时 30秒 T30报警定时 3 秒 4计数器部分 具体的计数器分配如表1-4所示。 表4计数器分配 计数器功能 C1洗涤循坏计数 5次 C2清洗和漂洗计数 3 次 1.4.2源程序 1.启动全自动洗衣机 Q0.0是启动输出，M0.1是启动辅助继电器，当洗衣机的启动按钮按下时，Q0.0和M0.1 得电。它的指令程序为： Network 1开始洗涤 LD10.0 0M0.1
11、ANC2 AN10.1 M0.1 Q0.0 所对应的梯形图如图1 5所示 Network 1 Network Title M0.1 ) QO.O ) 图1-5启动指令梯形图 2.进水阀控制 洗衣机启动后，再按下水位选择开关，进水电磁阀得电，洗衣机开始进水。当所 选择水位的 限位开关动作后，进水电磁阀释放，洗衣机停止进水。它的指令程序 为： Network 2进水阀控制 LDM0.1 EU LD10.5 EU OLD 0M0.3 ANM0.2 M0.3 Network 3 LD 10.2 AN10.6 LD10.3 AN10.7 OLD LD10.4 AN11.0 OLD AM0.3 Q0.1
12、Network 4 LDQ0.1 ED TONT37, +20 Network 5 LDT37 0 M0.2 ANCl AM0.1 M0.2 I开始洗涤 I 所对应的梯形图如图1 6所示 Network 2 |进水阀控制 M0.1M0.2M0.3 TI_I p HH / I（） 10.2I0.6M0.3Q0.1 TI_I / H|-l IC ） 10.3I0.7 图1 6进水阀控制梯形图 3.洗涤控制 当进水电磁阀释放2秒后，洗衣机开始洗涤。洗涤时，正转30秒，停2秒，然 后反转30 秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒，如此循环5次，总共320秒。 它的指令程序为： I0.5 M0.3 Net
13、work 3 I0.411.0 LDM0.2 ANT38 ANQ0.3 AM0.1 LD10.5 ANT40 ANQ0.3 AM0.1 OLD LD 11.2 ANM0.1 OLD Q0.2 Network 7 LDM0.2 ANT39 TONT3&十300 Network 8反 LDT38 ANT39 AN10.5 AM0.1 Q0.3 Network 9 LDQ0.3 TONT39, +300 Network 10 LDT39 ED LDT40 ED CTUCl,+5 Network 6 所对应的梯形图如1 7所示 正转及脱水控制 Network 6 正转及脱水控制 M0.2 10.5 1
14、1.2 Network 7 M0.2T39 Network 8 反转控制 T38T39I0.5 INTON PT T38 +300- M0.1Q0.3 Network 9 Q0.3 INTON PT T39 +300- T40 M I CUCTU N 1 M I N 1 +5-PV 图1 7洗涤控制梯形图 4.出水阀控制 当洗涤循环5次结束后，排水电磁阀得电，洗衣机开始排水。它的指令程序为: Network 11出水阀控制 LDC1 LD11.1 ANM0.1 OLD =Q0.4 所对应的梯形图如图1-8所示 Network 11 岀水阀控制 C1 1 1 Q0.4 I I 11.1 T I
15、M0.1 T / H r) ) 图1-8出水阀控制梯形图 5.脱水计时 当排空检测限位开关动作后，开始30秒脱水。它的指令程序为: Network 12脱水计时 LD 10.5 TONT40,十300 6.清洗和漂洗计数 脱水结束后，洗衣机开始清洗，开始进水直到选择的水位，2秒钟后开始清洗。 清洗时， 正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒。循环5次后，开始排水, 排空后脱水30秒。 一共清洗2遍。它的指令程序为： Network 13清洗和漂洗计数 LD M0.2 ED LDN M0.1 CTUC2,十3 所对应的梯形图如图1-10所示 7.报警输出 清洗完成后，报警3秒并自动停机。它的
16、指令程序为: Network 14报警输出 LDM0.1 TOFT30, +30 Network 15 LDN M0.1 AT30 =Q0.5 所对应的梯形图如图1-11所示 Network 14 报警输岀 Network 15 M0.1 T / I T30 T I- Q0.5 -() 图1-11报警输出梯形图 &水位指示 显示全自动洗衣机的水位。它的指令程序为: Network 16水位指示 LD10.6 =Q0.6 INTOF PT +30- T30 图1-10清洗和漂洗计数梯形图 M0.1 Network 17 LD10.7 =Q0.7 Network 18 LD11.0 =Q1.0 所
17、对应的梯形图如图1 12所示 Me (work 16 水位:指示- Q0.6 Q0.7 11.0Q1.0 II() 图1-12水位指示梯形图 10.6 Me (work 17 10.7 Network 18 参考文献: 1宫淑贞，徐世许 可编程控制器原理及其应用（第二版） 人民邮电出版 社 2廖常初S7-200 PLC编程及应用 3孙承志徐智张家海吉顺平西门子S7-200/300/400PLC基础及应用技术 4翟红程愈宁西门子S7-200PLC应用教程 5蒋金周全自动洗衣机的PC智能控制 总结 通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合 开发、设 计产品的能力。既让我们
18、懂得了怎样把理论应用于实际，乂让我们懂得 了在实践中遇到的 问题怎样用理论去解决。 在本次设计中， 我们还需要大量的以前没有学到过的知识， 于是图书馆和INTERNET 成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取 舍相关知识，不知不觉 中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。我们学习的 知识是有限的，在以后的工作中， 尤其是即将到來的毕业设计，我们肯定会遇到 许多未知的领域，这方面的能力便会使我们 受益非浅。在设计过程中，总是遇到 这样或那样的问题。有时发现一个问题的时候，需要 做大量的工作，花大量的时 间才能解决。自然而然，我的耐心便在其中建立起來了。为以 后的工作积累了经
19、验，增强了信心。 通过此次课设，让我了解了生活中常用电器洗衣机的工作原理及其PLC控 制方式， 对pic梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关 于PLC设计原理。 虽然本次课程设计是要求自己独立完成，但是，彼此还是脱 离不了集体的力量，遇到问题 和同学互相讨论交流，多和同学讨论。我们在做课 程设计的过程中要不停的讨论问题，这 样，我们可以尽可能的统一思想，这样就 不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也 是为了方便最后设计。讨论不仅 是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题， 这样可以使自己处理 问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中 最好要不停 的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。 在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每 一个问题 都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句 话叫做思而不学者 殆。做事要学思结合。最后非常感谢黄老师的悉心指导，通过 这次毕业设计前的演练，使 我对毕业设计有了一定的了解，虽然涉及到了很多未 学过的知识，但是我有信心，通过不 断的努力，在这大学最后时间里一定会交出 一份满意的答卷！
