基于plc的s7-200全自动洗衣机控制系统的设计

答辩人：李更,论文题目：S7基于PLC的全自动洗衣机控制系统的设计,专业/班级：自动化08102,基于PLC全自动洗衣机控制 的主要内容,对自动洗衣机进行概述。 控制系统硬件设计，PLC的选择，各硬件模块的介绍。 控制系统软件设计。,一、自动洗衣机的概述,1.1 PLC的控制特点 PLC系统的特点： 1）可靠性高2）使用方便灵活 3）编程简单，单片机系统的特点： 1）要求环境，单片机对环境的适应能力较低，可靠性差。 2）编程和PLC相比难以学习，主要是单片机采用汇编语言或者是C语言，这些高级语言和PLC语言相比，难以学习。 3）功能单一只具有使用中所需要的功能。但是，它结构简单，处理速度快。典型的PLC控制系统的硬件组成框图如图1所示：,1.2控制系统框图 此次设计根据全自动洗衣机的工作原理, 洗衣机的工作流程由进水，洗衣，排水，和脱水四个过程组成。在半自动洗衣机中，这四个过程分别用相应的按扭开关来控制。利用可编程控制器PLC实现控制,用于说明PLC控制的原理方法,特点及工作特色。此次全自动洗衣机控制系统设计利用了西门子S7-200系列PLC的特点,对按鈕,电磁阀,开关等其他一些输入/输出点进行控制,实现了洗衣机洗衣过程的自动化。根据以上要求PLC的控制系统框图如下图2。,1.3控制系统原理 自动洗衣机的进水，洗衣，排水，脱水是通过水位开关，电磁进水阀和电磁排水阀配合进行控制，从而实现自动控制的，水位开关用来控制进水到洗衣机内高中低水位，电磁进水阀起着通断水源的作用。进水时，电磁进水阀打开，将水注入，排水时，电磁排水阀打开，将水排出，洗衣时，洗涤电动机启动，脱水时，脱水桶启动。,二、控制系统的硬件设计,2.1 PLC的选择2.1.1 I/O点数统计 I/O点数是PLC的一项重要指标。合理选择I/O点数既可使系统满足控制要求，又可使系统总投资最低。该系统有11个数字输入点6个数字输出点，具体的输入输出见表2-12.1.2 I/O储存器容量 . 根据经验，每个I/O点及有关功能元件占用的内存量大致如下： 开关量输入元件：1020B/点 开关量输出元件：510B/点 定时器/计数器：2B/个 模拟量：100150B/个 通信接口：一个接口一般需要300B以上 该系统有11个数字输入点6个数字输出点，需内存280B，有定时器6个，计时器2个，需内存16B，考虑余量后需要内存370B。,2.1.3 CPU功能与结构的选择 该控制系统CPU模块可采用CPU-224模块，它自带14个数字量输入点和10个数字量输出点，完全能满足全自动洗衣机控制系统的要求，所以不再需要另外的电源模块、数字量和输出模块。 综上所述此次设计选用西门子S7-200型PLC2.2 PLC外部接线图 根据全自动洗衣机的控制要求，对系统控制的I/O点数进行了统计和PLC型号进行了选择，现根据以上的统计和选择对控制系统PLC的外部接线设计如下图3。,2.3洗衣机示意图 如图3-1所示为洗衣机示意图,3.1系统流程图3.1.1正常运行流程图 全自动洗衣机正常运行时即洗衣机按照程序设定依次完成依次洗衣过程，从选择水位，按下启动按扭，开始进水直到水满（即水位达到高水位）时停止进水开始洗涤正转，洗涤时，正转30秒，停两秒，然后反转30秒，停2秒，如此循环5次，总共320秒开始排水，水位下降到低水位时开始脱水并继续排水，脱水30秒，开始清洗，重复以上过程，清洗两遍，清洗完成，报警3秒并自动停机。按照以上的工作流程，作出全自动洗衣机的正常运行工作流程图见图4。,三、控制系统软件设计,3.2强行制止流程图 全自动洗衣机的正常运行工作流程图见图5。,3.2PLC控制顺序功能 顺序功能图，它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，顺序功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，他是一种通用的技术语言。全自动洗衣机控制系统PLC控制状态流程图见图6,四、系统的调试,调试结果 全自动洗衣机实现了洗衣机洗衣过程的自动化，可以实现改变每遍的洗涤,排水,脱水的时间，因为可以把上面设定的程序时间定下来,作为固定程序使用,也可以根据衣物的质地,数