PLC控制的全自动洗衣机课程设计DOC

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1-1所示。

                           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电磁阀执行。 

洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、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

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见所附图纸。

2．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

3．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I0.0～I1.2，输出端对应的输出地址是Q0.0～Q1.0

1.2.2模块功能概述

CPU模块采用西门子公司的6ES7 214-1AD23-0XB0模块。由于该模块采用直流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 MicroWIN 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

⑴ 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,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,反转30S后,停2秒。计数器加1,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

                     N

               Y

               Y

                     N

               Y

                     N

               Y

               Y

   N

                Y

                     N

Y

   N

Y

                             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将运行已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，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11个输入点。具体的输入分配如表1-1所示。 

表1-1    输入地址分配

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1-2所示。

表1-2    输出地址分配

具体的定时器分配如表1-3所示。

表1-3    定时器分配

具体的计数器分配如表1-4所示。

表1-4    计数器分配

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

LD     I0.0

O      M0.1

AN     C2

AN     I0.1

=      M0.1

=      Q0.0 

所对应的梯形图如图1-5所示

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

LD     M0.1

EU

LD     I0.5

EU

OLD

O      M0.3

AN     M0.2

=      M0.3

Network 3

LD     I0.2

AN     I0.6

LD     I0.3

AN     I0.7

OLD

LD     I0.4

AN      I1.0

OLD

A      M0.3

=      Q0.1

Network 4

LD     Q0.1

ED

TON    T37, +20

Network 5

LD     T37

O      M0.2

AN     C1

A      M0.1

=      M0.2

所对应的梯形图如图1-6所示

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：

Network 6    正转及脱水控制

LD     M0.2

AN     T38

AN     Q0.3

A      M0.1

LD     I0.5

AN     T40

AN     Q0.3

A      M0.1

OLD

LD     I1.2

AN     M0.1

OLD

=      Q0.2

Network 7

LD     M0.2

AN     T39

TON    T38, +300

Network 8    反转控制

LD     T38

AN     T39

AN     I0.5

A      M0.1

=      Q0.3

Network 9

LD     Q0.3

TON    T39, +300

Network 10

LD     T39

ED

LD     T40

ED

CTU    C1, +5

所对应的梯形图如1-7所示

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

LD     C1

LD     I1.1

AN     M0.1

OLD

=      Q0.4

所对应的梯形图如图1-8所示

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     I0.5

TON    T40, +300

所对应的梯形图如图1-9所示

图1-9脱水计时梯形图

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3秒，停秒，然后反转秒，停1秒。循环5次后，开始排水，排空后脱水20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

CTU    C2, +3

所对应的梯形图如图1-10所示

图1-10清洗和漂洗计数梯形图

7）报警输出

清洗完成后，报警3秒并自动停机。它的指令程序为：

Network 14    报警输出

LD     M0.1

TOF    T30, +30

Network 15   

LDN    M0.1

A      T30

=      Q0.5

所对应的梯形图如图1-11所示

图1-11报警输出梯形图

8）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

LD     I0.6

=      Q0.6

Network 17   

LD     I0.7

=      Q0.7

Network 18

LD     I1.0

=      Q1.0

所对应的梯形图如图1-12所示

图1-12水位指示梯形图

参考文献