毕业设计49全自动洗衣机自动控制

湖南机电职业技术学院 JOURNAL OF HUNAN MECHANICAL & ELECTRICAL POLYTECHNIC P L C 课 程 设 计 设计题目 全自动洗衣机的自动控制 学生姓名 钟 雪 坪 专业班级 电 气 0401 指导老师 孙 圣 志 系 主 任 庹 朝 永 评 阅 人 电气工程系 2006 年 6 月 1 5 日 1 目录 设计任务书 2 第一章 绪论 4 第二章 设计方案 7 第三章 实习报告 15 第四 章 设计小结 18 第五 章 致谢 .19 参考文献 20 2 设计任务书 全自动洗衣机的自动控制设计任务 一 .设计题目 全自动洗衣机的自动控制 全自洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一心安放的，内桶可以旋转，作为脱水用。内桶的周围有许多小孔，使内桶和外桶的水流相通，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、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。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。高、低水位控制开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作，停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。 二 .设计目的 1、 了解和掌握全自动洗衣机的工作流程 ； 2、了解自动控制的工作原理及 PLC 在日常工作中的应用 三 .控制要求： 按下启动按钮后，洗衣机开始进水。水满时（即水位到达高水位，高水位开关由 OFF 变为 ON）， PLC 停止进水，并开始洗涤正转，正转洗涤 15S 后暂停，暂停 3S后开始洗涤、反转。反 洗 15S后暂停。暂停 3S后，若正、反洗 未满 3次，则返回从正洗开始的动作；若正、反洗满 3 次时，则开始排水。水位下降到低水位时（低水位开关由 ON 变为 OFF）开始脱水并继续排水。脱水 10S 即完成一次从进水到脱水的大循环过程。若未完成三次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了三次大循环，则进行洗完报警。报警 10S后结束全部过程，自动停机。 此外，还要求可以按排水按钮以实现手动排水；按停止按钮以实现手动停止进水、排水、脱水及报警。 四 .课程安排 3 1、 布置设计任务，提出设计要求。 2、 根据课程设计要求查 找 资料， 确定 方案 。 3、 PLC 程序设计 。 4、 学生撰写 格式规范的 课程设计报告 ，要求 3000 字以上。 5、课程设计答辩抽查 4 第 一 章 绪论 一课程设计的意义 ： “ PLC课和设计”是我们第二次接触的有关设计方面的课题。 PLC课程设计包括：选择课题、电路设计、电路分析、梯形图的设计、流程图等。它对我们灵活运用 所学知识、掌握技能、提高工程技术素质和动手能力有十分重要的意义，为我们今后适应社会打下了基础。现代 PLC 技术飞速发展，它的应用已渗透到了各个领域。电子仪器及电子设备的数字化、集成化 、模块化、软件化方向发展，这就对我们从事电气专业的学生提出了更高的要求。 为了我们对专业知识的巩固与运用，学院开展了这次 PLC实验。此次实习具 有重要的作用 ： 第一， 它是我们提高实践动手能力的主要途径。能为我们毕业后较快的 适应工作，我们要搞好此次 PLC实习，增强实践动手能力。 第二、它是我们巩固和扩展 PLC应用基础，实现知识向能力转换的途径。 第 三 、它培养我们独立分析的能力和解决问题的能力。 第四、它对培养良好的职业习惯与职业道德有重要的作用。有良好的职业习惯与职业道德是我们在工作岗位和人才市场有竞争能力的 重要条件之一，良好的职业道德与职业习惯就是从这样的培训中养成的。我们今后从事的 PLC技术工 作是高新技术工作，必须有严谨细致的工作习惯和工作作风。 众所周知，迅速发展的 PLC技术，是一门应用十分广泛的现代科学技术。发展水平和普及程度是现代化水平的重要标志，为了普及 PLC技术知识，所以学校给了我们这次机会，给了我们几周时间让我们自己学习设计，编程，按照理论联系实际的指导思想，深入细致地讲述各种元器件和常用实电子电路的原理。使我们通过查找、阅读资料和动手实践，能更好的掌握应用 PLC的基本技能。 综合实训是理论与 实践结合的教学环，是在学完本课程全部理论知后对学生进行的一次综合性实际技能操作训练。其任务是让学生通过实训目的理解、安装与调试，进一步加深对所学基础和理解，培养和提高学生的自学能力，践能力和分析解决问题的能力，为以后参与 PLC的设计和产品的制作打下了初步的基础。 5 PLC 实习训练学生基本操作技能和操作规范。通过元器件的识别能测试和对各种电子电路指标测量，巩固所学的 PLC知识，学会正确使用元器件和科学地测量电路方法，并通过综合性实验进行电路接线，故障排除等，提高提高实践动手能力。 课程设计训练学生综合运用知识能 力，电子电路组装、调试能力和创新能力。经过查阅资料、选择方案、设计、撰写报告等环节，系统地进行 PLC 工程实践训练，为学生今后有效地运用 PLC技术打下好的基础。 PLC技术在电气高职类人才培养中，有重要的地位和作用。 第一， 它是提高动手能力的重要途径。能较快的适应生产一线的岗位技术工作，有较强的实践动手能力，是高职的特色之一，也是高职毕业生在人才市场有较强竞争能力的必备条一。 因此，我们要把 PLC 实验搞好，增强实践动手能力，对高职人才培养有高度的认识。 它是巩固扩展 PLC技术知识，实现知识向能力转化的重要途径。 牢固掌握必要的专业基础知识，是从事专业工作必备的基础，众报周知，实践到认识再到实践是人们认识世界的规律，通过实训教学，进行工程实践训练，学会将所学的理论知识应用于生产实际，使理论知识在生产，工作中 发挥实际效能。实训环节是培养能力，实现知识向能力转化的重要途径，能力培养对学生十分重要，有的同学课程考试成绩很好，但不重视实践动手能力培养，在工作岗位上不能适应。 第二， 最重要的还是培养了我们良好的职业习惯与职业道德，良好职业道德是平时养成的，实训环节是培养的主要途径。电气类高职人才所从事的是高新技术工作，在校 期间必须养成严谨的工作习惯。 这次的实训中用到了以前没有接触到的一些东西，由于我们知识有限，不管怎样这里还有许多工作的不足，甚至还有一些错误，希望我 们的指导老师给我们查出来。 其中，这次报告对这个电路的工作原理，原件选用等，都做了一定的说明，对我们分析理解动手能力都有所提高。 6 二，课程设计的要求 1， 广泛的收集资料，了解 PLC的应用范围，发展，种类。 2， 根据所掌握的知识和所收集资料设计出方案，然后对方 案中的各 部分进行单元设计和器件选择，最后将各部分 画出一个符合设计 的 原理 图。 A 明确设计的要求。对系统的设 计要求进行分析，充分了解系统的性能指标，内容及要求。 B 设计好电路图后，进行检测，要求能自己更好的接线，使电路能更好的运行，自己要了解每一部分的运行，清楚每一根线的接法，了解接线的意义，做到每一步都能有一个清楚的认识。 C 调试前的直观检查，电路安装完毕后，不应该急于通电，应该先认真的检查：连线是否正确；电源端对地是否有短路。若电路经过检测后，确定无误后，方可进行调试。 7 第二章 设计任务方案 1 实验设备 1） 计算机（编程器） 1台 2） 实验装置含（ S7 200 24点 CPU） 1 台； 3） 全自动洗衣机自动控制 系统实验模板 1 块； 4） 连接导线若干 洗衣机实物图 2， 根据设计要求及设计控制的要求，可得功能流程如下： 高水位开关 低水位开关 排水口 洗涤电机 控制器 排水按钮 停止按钮 启动按钮 进水口 内桶 外桶 波盘 8 流程框图 3， I/O 口及定时器 /计数器通道分配如下： 类别 元件 端子号 作用 输 入 SB1 I0.0 启动按钮 SB2 I0.1 停止按钮 SB3 I0.2 排水按钮 SL1 I0.3 高水位开关 SL2 I0.4 低水位开关 输 出 YV1 Q0.0 进水 电磁阀 KM1 Q0.1 电机正转接触器 KM2 Q0.2 电机反转接触器 YV2 Q0.3 排水电磁阀 YC1 Q0.4 脱水电磁离合器 KM3 Q0.5 报警蜂鸣器 I/O 口分配 9 类别 器件号 设定值 作用 定 时 器 T37 15s 正转洗涤计时 T38 3s 正洗暂停计时 T39 15s 反转洗涤计时 T40 3s 反洗暂停计时 T41 10s 脱水计时 T42 10s 洗完报警计时 计数器 C0 3 次 正、反洗循环计数 C1 3 次 脱水（大循环）计 数 定时器 /计数器分配 4， PLC I/O 硬件连接图 ： 10 5， 梯形图为 ： 梯形程序 11 12 13 6，语句表为： Network 1 / 网络标题 / 启动 LD I0.0 O M0.0 AN I0.1 AN C1 = M0.0 Network 2 / 进水 LD M0.0 AN I0.3 AN Q0.3 = Q0.0 Network 3 / 洗涤正转 LD I0.3 AN T37 AN Q0.3 O Q0.4 = Q0.1 Network 4 LD Q0.1 O T37 AN T40 TON T37, 150 Network 5 / 暂停 LD T37 TON T38, 30 Network 6 / 洗涤反转 LD T38 AN T39 = Q0.2 Network 7 LD Q0.2 O T39 AN T40 TON T39, 150 Network 8 / 暂停 LD T39 TON T40, 300 Network 9 / 判断是否满 3次 LD T40 LD C0 O SM0.1 CTU C0, 3 Network 10 / 排水 LD I0.2 O C1 O Q0.3 AN I0.1 AN T41 = Q0.3 Network 11 / 脱水排水 LDN I0.4 A Q0.3 = Q0.4 Network 12 LD Q0.4 TON T41, 100 Network 13 / 判断是否满 3次 LD T41 LD C1 O SM0.1 CTU C1, 3 Network 14 / 报警 LD C1 O Q0.5 AN T42 A I0.1 = Q0.5 Network 15 / 停机 LD Q0.5 TON T42, 100 14 7，程序的安装与调试 选择好 PLC的类型，根据 PLC外部电气原理图 ,将 PLC与实验板正确接线 ,经检验 无误后 ,接通 PLC电源 ,点击下载 ,将编译正确的程序下载至 PLC上 (程序要确保编 译无错误，否则无法下载 ),打开监控 ,以便观察程序运行中各触点的开合情况 , 方便检查程序错误 ,最后将 PLC置于运行模式 ,运行程序 ,开始操作。若操作成功 后，先把 PLC置于停止状态，关闭监控，再拔 PLC电源 8， 操作说明： 按下启动按钮， I0.0 为 ON， M0.0为 ON 并自锁， Q0.0为 ON，打开进水电磁阀。当 水位到达高水位时， I0.3 为 ON，断开进水电磁阀，同时 Q0.1 为 ON，电动机正转，开始正向洗涤，并启动定时器 T37。 15s后， T37动作，使 Q0.1为 OFF，停止正向洗涤，并启动定时器 T38。经过 3s 的暂停， Q0.2为 ON，电动机反转，开始反向洗涤，并启动定时器 T39。反洗 15s 后， T39动作，使 Q0.2 为 OFF，停止反向洗涤，并启动定时器 T40。经过 3s的定时， T40动作，使定时器 T37、 T38、T39、 T40 复位；使计数器 C0 计一次时， Q0.1 又为 ON，重新进行从正向洗涤开始到反向洗涤结束的小循环。 C0复位，为下一次洗涤过程的 计数做好准备。在C0 为 ON 的当前扫描周期， Q0.3 为 ON，开始排水。当水位到达低水位时， I0.4由 ON变 OFF，使 Q0.4 为 ON，接通脱水电磁离合器，并再次使 Q0.1 为 ON，使电动机正转，开始脱水，并启动定时器 T41。 10s 后， T41 动作，使脱水计数器 C1计数一次，并使 Q0.3、 Q0.4 为 OFF，停止排水和脱水，结束从进水到脱水的第一次大循环。两个扫描周期后， Q0.1 再次为 ON，重新进行从进水到脱水的下一次大循环，直到 C1 计算满 3个树后，使 M0.0 为 OFF，结束洗衣的全部过程， Q0.5为 ON，报警蜂鸣器响 10s 后，停止报警 在洗涤、排水和脱水的过程中，可随时按下停止按钮 I0.1，停止操作。如需进行手动排水时，可按下排水按钮 I0.2，随时进行手动排水操作。 15 第三 章 实习报告 通过这次的实习，让我深深的体会到动手能力的重要性，也懂得了以前在 上课时不懂的很多的知识，这次的实习，是让我们根据自己的思路去设计一个实 验，虽然说老师已经给了我们实习的任务，但是，我们还得自己去设计思路，这 对我们来说可以说是一个很大的压力，但是，我觉的这对我们非常的有利吧。 首先 ，我们了解了我们要做的是什么实验，通过老师给我们的那些说明， 让我们开始就有了一个很明确的定会，认识到了是做什么样的实验，这是很重要 的一点，当然，这次我做的第一个实验是自动装车系统的实验，也许我是觉的这 个实验比其它的简单一点吧，但是做起来却不是这样的，它要有很多的理论的知 识才能做的好，必需把理论的和实践的结合起来，才能把一个实验做好，这是在 这次的实验中最重要的一个认识了，现在我们了解了这个实验的目的，了解了做 这个实验是什么意思，它的最终的目的是什么了解工业生产中 PLC 的控制方法， 学 会使用 PLC解决生产实际问题，然后知道了我们做这个实验需要的设备，还有 实验的控制要求，最后老师还给我们提出了实验的内容及要求，还有课后的思考 要求，这就是我们做这个实验最开始的认识。 其次，我们在不同的地方找了一些资料，把要做的事情都准备好，特别是 编程的问题是最重要的，编程是我们学习 PLC 很重要的一部分，现在我们做实验 是我们发挥所学知识的最好的时候了，以前都只是在课上学一下，没有更多的时 候去思考，现在就不同了，我们为了一个设计，必有更多的时间去思考，去准备， 在这次的编程中，让我认识到了定时 器等方面的更深的认识，也许是以前学的不 好吧，在这次的实验中，知道了编程是一门很重要的技术，特别是对我们学电气 16 的人来说更为重要。每一个实验的完成都是要很多的过程的，比如说我们的这次 实验，每一个步骤对我们来说重要，编程刚刚就提到了，程序的运行也是重要的， 如果不能运行就证明我们的编程不对，所以说编程的时候一定要再三的思考，只 要思路对了，程序能运行了，就证明我们的编程是成功的，但是如果编程对了， 也不要高兴的太早了，后面的接线虽然说是根据我们编程来确定的，但是，我们 也不能有太多的不小心，什么都还是要仔细 的好，在接线时，要清楚在编程时我 们的注释，要根据每一个代表的是哪一个部分去接线，而且在接线时也必需要注 意，最开始时不能就把电源接通，这样的话恐怕会有短路的现象发生，所以我们 还是要小心行事才对，虽然说这对我们没有什么太大的危险，但是我们在做这样 的小事的时候就应该细心，这样才能在以后的事业中有所成就吧，在接线时，每 一个字母都有它特别的意思，我们要明确这些意思才能去做的更好，所以在做的 时候最好是把心思全放在做实验上，这样就不会有什么差错了，做起来的速度也 快多了，思路也不会不清楚。 其实，我 们在做的时候都是按一个一个的操作步骤来做的，每一个实验都 有它特有的原则，所以我们在做之前都应该遵守它的原则，具体的怎么做只有在 自己动手的时候才能清楚，我想这也是我们做实验的目的吧，所以我们就要根据 书本上给我们提出的要求来做，编程序时也要根据这个条件来做，要符合条件 ，这样才能符合我们设计的要求，在以后的编程中都要符合每一个要求才可以， 我们编程时有梯形图和语句表两大类，在我们编好了之后要懂得它的意思，同时 也要相应的写出它的语句表，这才是我们学习的重要目的，相反，知道语句表之 后也要能画的出它 的梯形图，这才是学以致用吧， 在我们把所有的步骤都做完了之后，调试也是很重要的一方面，我们不能 17 不调试就把电源打开，这对我们自己还有实验室里的一些设备都是不好的，在之 前就知道了做实验的细心，所以我们在做到最后也是要保持这样的心态去做好最 后的工作，如果我们在确定调试了之后没有错误，那么我们就可以进行下一步了， 但是，前提是要没有错才可以，不要因为一时的粗心而把做好的，花了一些时间 的去做的东西给浪费了，当然，在我们做每一个步骤的时候都应该把一些必要的 东西记录下来才对，这样对我们做以后 的课程设计都有很大的帮助。 课程设计需要的资料是很多的，不仅是我们在做实验的时候的每一个步骤， 而且还有在其它地方查找到一资料，比如说要在网上查打相关的资料等，其实， 总的来说，我觉的在我们做实验的时候的资料是重要的，因为它有我们要的原理 图的设计，还有就要我们编的程序，每一个步骤都在那里，所以记录也是很重要 的一方面，当然，我们在做课程时，课程设计的内容也是必不可少的一部分了， 课程设计也的它自己的步骤，虽然，我们以前没有怎么做课程设计，但是我们这 次把动手与做课程设计结合起来，这 对我们来说是非常有用的，这次实验也给了 我们很多的时间把这次的每一个实验做好，课程设计也是的，能有这么好的条件 给我们可以说是应该好好的把握才对的了，现在才是我们做第一个实验的完成， 还有一个实验等着我们去做，我想有了这一次的实践，在做以后的实验时才能做 的更好。 这就是我对这次实验的总结，也许还存在很多的不足吧，但是，在以后的 实验中，我想我们会做的更好的，为了把我们的专业知识学好，我想我们应该努 力才 对 18 第四章 设计小结 PLC是一门密切连系实际的课程，实用性、实践性都很 强。如果 PLC知识只 在课堂上讲授，我们不做必要的实践操作，不仅学的 PLC理论知识得不到巩固， 操作技能得不到训练，还要影响到以后专业课的学习，所以我们应该重视这次课 程设计，虽然，现在所学的专业知识和现在拥有的能力还不能满足设计一个电路 的要求，但是我想，通过这次实训我们还是大有收获的，比如当我们面对一个问 题的时候，为了解决这个问题，我们查阅大量的书籍，还在网上查了不少的资料， 在查阅的过程中，我们得到了巩固和丰富，我们的思路不也开阔了起来 。 这次课程设计不同于以前这次是边做实习边搞课程设 计，必须把实际操 作与课程设计相结合起来，这样做起来也是有好处的，让我们在做实验 的思路更 清楚了，每一要接线的目的是什么，它与实际电路中的意义何在都有了更好的认 识，这些都是我们我们在实习中提出的新的要求，也是我们学到的新的方法。 在本实验中，了解了工业生产过程中 PLC的控制方法，对如何使用 PLC解 决实际生产问题有了基本了解。对含有延时作用的（即先后顺序起动）的程序有 了熟练的掌握，基本能做到熟练编程无误，对程序的小细节都应注意。在使用定 时