全自动洗衣机设计-PLC应用训练.doc

PLC应用训练课 程 PLC应用训练 题 目 全自动洗衣机设计 院 系 电气信息工程学院 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 2017 年 10月 6日东北石油大学PLC应用训练任务书课程 PLC应用训练 题目 全自动洗衣机设计 专业 电气工程及其自动化 姓名 学号 主要内容：根据设计要求，运用所学的电器控制与PLC的基础知识，自行设计一以PLC为控制核心，清洗、放水、甩干的时间由PLC内的计数器控制的全自动洗衣机。基本要求：1. 编写全自动洗衣机梯形图程序；2. 编写的程序能实现自动进水、清洗、放水、甩干等动作。主要参考资料：1 陈有卿.实用电子制作精选M.北京：机械工业出版社，20112 孙宏昌，杨后川.西门子S7-200PLC应用完全精通M.北京：电子工业出版社，20153 张凤言.电子电路基础M.北京：高等教育出版社，20134 高坤.基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计J.科技传播.2015，135 王亚欣.全自动洗衣机的PLC控制J.科技广场.2008，03完成期限 2017.9.25-2017.10.6 指导教师 专业负责人 2017年 9 月25 日目 录1 训练要求11.1 设计要求11.2 工作原理11.3 控制流程图12 程序设计训练22.1 梯形图程序22.2 语句表程序83 程序运行的界面114总结151 训练要求1.1 设计要求在老式的全自动洗衣机中，洗衣机的控制程序往往是由单片机作为中心控制系统的。但是单片机的指令系统相对复杂，使得编写的洗涤、脱水程序相对复杂；而且设计时要顾及电路的各种保护装置，这些装置增加了整体硬件的复杂性，使其故障率升高。而以PLC为控制核心则可以克服以上缺点。本次设计，硬件上采用的是西门子公司生产的S7-200CPU226型号的PLC。全自动洗衣机的洗衣桶和脱水桶是同时安放的，内桶可以旋转，是脱水桶，内桶周围有许多小孔，使内桶和外桶水流相通。洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时，通过控制系统将进水电磁阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正转、反转来实现，此时的脱水桶不旋转。脱水时，控制系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。在全自动洗衣机的快速程序中，由于每遍清洗、放水、甩干的时间由PLC内部的计数器控制，所以只要改变计数器参数就可以改变时间。1.2 工作原理全自动洗衣机在按下启动按钮后，洗衣机开始进水，水满时洗衣机停止进水并开始洗涤正转，正转洗涤一定时间后暂停，暂停一定时间后开始反转洗涤，反转洗涤一定时间后暂停，约5s后，此时若正、反洗涤次数未满5次则返回从进水开始的全部动作，若满五次则开始排水。当水位下降到低水位时开始脱水并继续排水，脱水到一定时间后即完成一次从进水到脱水的全过程。此时若未完成3次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了3次大循环，则蜂鸣器报警，报警15s后结束全部动作并自动停机。按照以上工作原理可以定义全自动洗衣机的工作方式如下：1) 按启动按钮，首先进水电磁阀打开，进水指示灯亮；2) 按上限按钮，进水指示灯灭，搅轮正、反搅拌，两灯轮流亮灭；3) 等待几秒，排水灯亮，后甩干桶灯亮了又灭；4) 按下限按钮，排水灯灭，进水灯亮；5) 重复两次（1）-（4）的过程；6) 第三次按下限按钮时，蜂鸣器亮5s后灭，整个过程结束；7) 在操作过程中，按停止按钮可结束动作过程；8) 手动排水按钮是独立操作命令，按下手动排水后，必须要按下限按钮。1.3 控制流程图全自动洗衣机的控制流程图如图1所示。开始排水进水低水位否高水位？是脱水正转大于循环次数暂停否是报警反转停机暂停结束循环计数？否是图1 全自动洗衣机控制流程图2 程序设计训练2.1 梯形图程序全自动洗衣机的梯形图如图2所示。图2 全自动洗衣机梯形图程序图2 全自动洗衣机梯形图程序（续1）图2 全自动洗衣机梯形图程序（续2）图2 全自动洗衣机梯形图程序（续3）图2 全自动洗衣机梯形图程序（续4）图2 全自动洗衣机梯形图（续5）2.2 语句表程序全自动洗衣机语句表程序如下：TITLE=全自动洗衣机Network 1 / 通过M0.1停止系统工作 LD SM0.1O I0.1S M0.0, 1R M0.1, 1 Network 2 / 进水开始LD M0.0A I0.0S M0.1, 1R M0.0, 1 Network 3 / 排水激活LD M0.1A I0.2S M0.2, 1R M0.1, 1 Network 4 / 激活T38延时LD M0.2A T37S M0.3, 1R M0.2, 1 Network 5 / 定时一定时间后，启动正转LD M0.3A T38S M0.4, 1R M0.3, 1 Network 6 / 开始洗涤计数LD M0.4A T39LPSAN C0S M0.2, 1LRDA C0S M0.5, 1LPPR M0.4, 1 Network 7 / 定时一定时间后，启动反转LD M0.5A T40S M0.6, 1R M0.5, 1 Network 8 / 启动甩干LD M0.6A T41S M0.7, 1R M0.6, 1 Network 9 / 洗涤计数LD M0.7A I0.3LPSAN C1S M0.1, 1LRDA C1S M0.1, 1LPPR M0.7, 1 Network 10 / 重新开始准备好LD M1.0A T42S M0.0, 1R M1.0, 1 Network 11 / 进水LD M0.1= Q0.0 Network 12 / 正转LD M0.2= Q0.1TON T37, 50 Network 13 / T38计时LD M0.3TON T38, 10 Network 14 / 反转并计时LD M0.4= Q0.2TON T39, 50 Network 15 / 甩干条件准备LD M0.5O M0.6O M0.7= M0.2 Network 16 / T40计时LD M0.5TON T40, 30 Network 17 / 反转搅拌并T41计时LD M0.6= Q0.3TON T41, 100 Network 18 / 结束蜂鸣LD M1.0= Q0.5TON T42, 50 Network 19 / 洗涤计时LD M0.1LD M0.0CTU C1, 2 Network 20 / 洗涤总计时LD M0.3LD M0.1CTU C0, 2 Network 21 / 放水LD I0.4O M0.2O Q0.4AN I0.1AN I0.3= Q0.4 Network 22 / 激活蜂鸣LD I0.3R Q0.4, 1 3 程序运行的界面下图3为程序编译成功后的输出窗口界面。图3 程序编译输出窗口根据设计所选用的CPU型号，S7-200的仿真界面如下图4。图4 S7-200CPU226型PLC仿真界面使用S7-200仿真软件模拟硬件，将编译好的梯形图程序载入仿真软件中，运行并记录结果。依次按步骤操作：1) 按下启动按钮，将I0.0闭合，此时M0.0被置位，M0.1得电吸合，Q0.0常开触点闭合，全自动洗衣机开始进水；进水至高水位时，I0.2闭合，M0.2被置位，M0.1复位，Q0.0失电，进水停止。部分梯形图对应状态如下图5。 图5 梯形图运行（进水开始停止）2) 闭合I0.1，M0.2得电吸合，使Q0.1得电工作，洗衣机开始正转洗涤，并开始使用T37计时，一定时间后，正转洗涤停止，M0.3置位，M0.2复位；T38激活得电，洗衣机暂停一段时间后，M0.4得电吸合，使Q0.2得电工作，洗衣机开始反转洗涤，T39计时后，反转洗涤停止，M0.2置位，M0.4复位。部分梯形图对应状态如下图6。图6 梯形图运行（正转反转洗涤）3) M0.1接通一次计数为1，接通3次后激活M0.5，经T40的暂停后激活M0.6，经T41的暂停后激活M2.0，进而激活Q0.4，进行排水工作。部分梯形图对应状态如下图7。图7 梯形图运行（洗涤计时以及放水）4) 当排水工作完成后，I0.3有输出，将激活M1.0，经T42暂停后激活Q0.5，发出蜂鸣，提示完成洗衣工作，并自动开始排水。部分梯形图对应状态如下图8。图8 梯形图运行（洗涤结束的放水以及蜂鸣）4总结通过为期两周的课程设计，使我更加扎实的掌握了有关PLC方面的知识。在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。本次课程设计所设计的全自动洗衣机基本符合设计要求，可以满足它的工作过程，包括进水、洗涤、排水和脱水等。在实现控制的过程中，各种采样信息都通过控制中心进行判断、比较和选择，再经信息线路反馈给洗衣机的各控制执行结构，决定洗衣机的工作状态。程序在设计过程中，使用最多的是定时指令，通过定时指令可以实现全自动洗衣机的正反转控制。通过PLC中设置的串行端口，方便地与计算机进行连接，组成测控系统，使系统可以方便地进行调整。通过此次课程设计，认识到自己所掌握的知识十分有限，理论知识与动手能力都有所欠缺，今后还需努力。14东北石油大学PLC应用训练成绩评价表课程名称PLC应用训练题目名称全自动洗衣机设计学生姓名学号指导教师姓名职称序号