电气控制与PLC应用（第5版）微课版 课件 项目6 全自动洗衣机PLC控制系统

项目六

全自动洗衣机PLC控制系统

项目导入

一、相关知识二、应用举例

三、思维导图一.项目导入图7-1全自动洗衣机结构示意图1—电源开关2—启动按钮3—PLC控制器

4—进水口5—出水口6—洗衣桶

7—外桶8—电动机9—波轮

控制要求：洗衣机接通电源后，按下启动按钮，洗衣机开始进水。当水位达到高水位时，停止进水并开始正向洗涤。正向洗涤5

s以后，停止2

s，然后开始反向洗涤，反向洗涤5

s以后，停止2

s……如此反复进行。当正向洗涤和反向洗涤满10次时，开始排水，当水位降低到低水位时，开始脱水，并且继续排水。脱水10

s后，就完成一次从进水到脱水的大循环过程。然后进入下一次大循环过程。当大循环的次数满3次时，进行洗完报警。报警维持2

s，结束全部过程，洗衣机自动停机。顺序控制功能图（SFC）主要用于设计具有明显阶段性工作顺序的系统。一个控制过程可以分为若干工序（或阶段），将这些工序称为状态。状态与状态之间由转换条件分隔，相邻的状态具有不同的动作形式。（一）顺序控制功能图概述

二、相关知识顺序控制功能图设计的小车自动往返程序比用基本指令设计的梯形图更直观、易懂。（一）顺序控制功能图概述二、相关知识图7-2顺序控制功能图在顺序控制系统中的应用在PLC中，每个状态用状态软元件—状态继电器S表示。S7-200PLC的状态继电器编号为S0.0～S31.7。（一）顺序控制功能图概述二、相关知识LSCRS_bit：装载顺序控制继电器（LoadSequenceControlRelay）指令，用来表示一个SCR（即顺序功能图中的步）的开始。SCRTS_bit：顺序控制继电器转换（SequenceControlRelayTransition）指令，用来表示SCR段之间的转换，即活动状态的转换。SCRE：顺序控制继电器结束（SequenceControlRelayEnd）指令，用来表示SCR段的结束。（二）顺序控制指令二、相关知识

（1）驱动有关负载：在本状态下做什么。（2）指定转移条件：在顺序功能图中，相邻的两个状态之间实现转移必须满足一定的条件。如图7-3所示，当T37接通时，系统从S0.2转移到S0.3。（3）转移方向（目标）：置位下一个状态。如图7-3，当T37动作时，如果原来处于S0.2这个状态，则程序将从S0.2转移到S0.3。（三）顺序控制功能图的三要素二、相关知识（三）顺序控制功能图的三要素二、相关知识图7-3顺序功能图程序中只有一个流动路径而没有程序的分支称为单流程。每一个顺序控制功能图一般设定一个初始状态。初始状态的编程要特别注意，在最开始运行时，初始状态必须用其他方法预先驱动，使其处于工作状态。例如，在图7-2中，初始状态在系统最开始工作时，由PLC停止→启动运行切换瞬间使特殊辅助继电器SM0.1接通，从而使状态器S0.0被激活。（四）顺序控制功能图的编程方法1．单序列的编程方法二、相关知识（四）顺序控制功能图的编程方法1．单序列的编程方法二、相关知识图7-4顺序功能图的编写在多个分支流程中根据条件选择一条分支流程运行，其他分支的条件不能同时满足。程序中每次只满足一个分支转移条件，执行一条分支流程，就称之为选择性分支程序。（四）顺序控制功能图的编程方法2．选择序列的编程方法二、相关知识当条件满足后，程序将同时转移到多个分支程序，执行多个流程，这种程序称为并行序列程序。（四）顺序控制功能图的编程方法3．并行序列的编程方法二、相关知识1．系统I/O分配三、应用举例输入信号输出信号名称功能编号名称功能编号SB1启动按钮I0.0YC1进水电磁阀Ｑ0.0L1低水位检测开关I0.1KM1正转Q0.1L2高水位检测开关I0.2KM2反转Q0.2YC2排水电磁阀Q0.3YC3离合器Q0.4HA报警Q0.5（一）顺序控制功能图在全自动洗衣机控制中的应用

2．控制程序:（一）顺序控制功能图在全自动洗衣机控制中的应用三、应用举例

1．系统工作原理及控制要求（二）顺序控制功能图在自动送料装车系统中的应用三、应用举例（1）初始状态。红灯HL1灭，绿灯HL2亮（表示允许汽车进入车位装料）。进料阀、出料阀、电动机M1、M2、M3皆为OFF。（2）进料控制。料斗中的料不满时，检测开关S为OFF，5

s后进料阀打开，开始进料；当料满时，检测开关S为ON，关闭进料阀，停止进料。（3）装车控制。①当汽车到达装车位置时，SQ1为ON，红灯HL1亮、绿灯HL2灭。同时，启动传送带电动机M3，2

s后启动M2，2

s后再启动M1，再过2

s后打开料斗出料阀，开始装料。②当汽车装满料时，SQ2为ON，先关闭出料阀，2

s后M1停转，又过2

s后M2停转，再过2

s后M3停转，红灯HL1灭，绿灯HL2亮。装车完毕，汽车可以开走。（4）启停控制。按下启动按钮SB1，系统启动；按下停止按钮SB2，系统停止运行。（5）保护措施。系统具有必要的电气保护环节。

2．系统I/O分配（二）顺序控制功能图在自动送料装车系统中的应用三、应用举例输入设备输入继电器编号输出设备输出继电器编号SQ1I0.1电动机M1Q0.0SQ2I0.2M2Q0.1SI0.3M3Q0.2急停SB2I0.4红灯HL1Q0.3启动SB1I0.0绿灯HL2Q0.4保护FR1I0.5进料阀YV1Q0.5保护FR2出料阀YV2Q0.6保护FR3

3．根据I/O分配画出PLC接线图（二）顺序控制功能图在自动送料装车系统中的应用三、应用举例

4．程序设计（二）顺序控制功能图在自动送料装车系统中的应用三、应用举例如果系统出现故障需要急停时，可增加如图7-11所示的程序。

4．程序设计（二）顺序控制功能图在自动送料装车系统中的应用三、应用举例图7-11自动送料装车系统急停程序

4．程序设计（二）顺序控制功能图在自动送料装车系统中的应用三、应用举例当增加急停程序后，如果系统需要重新启动，则必须是PLC断电之后重新上电，才能使SM0.1产生一个新的脉冲进入S0.0初始步。图7-12重新启动的解决办法（三）顺序控制功能图在大、小球分类选择传送装置中的应用三、应用举例图7-13大小球分类传送装置示意图左上为原点，机械臂的动作顺序为下降、吸住、上升、右行、下降、释放、上升、左行。机械臂下降时，当电磁铁压着大球时，下限位开关LS2（I0.2）断开；压着小球时，LS2接通，以此可判断吸住的是大球还是小球。左、右移分别由Q0.4、Q0.3控制；上升、下降分别由Q0.2、Q0.0控制，吸球电磁铁由Q0.1控制。（三）顺序控制功能图在大、小球分类选择传送装置中的应用三、应用举例（三）顺序控制功能图在大、小球分类选择传送装置中的应用三、应用举例图7-14大小球分类传送控制程序（四）顺序控制功能图在十字路口交通灯控制中的应用三、应用举例1．控制要求图7-16十字路口交通灯示意图图7-17十字路口交通灯变化时序图（1）合上开关QS时，交通灯系统开始工作，红灯、绿灯、黄灯按一定时序轮流发亮。（2）首先东西方向绿灯亮25

s后闪3

s灭，黄灯亮2

s灭，红灯亮30

s，绿灯亮25

s……如此循环。（3）东西绿灯、黄灯亮时，南北红灯亮30

s；东西红灯亮时，南北绿灯亮25

s后闪3

s灭，黄灯亮2

s。依此循环。（4）断开开关时，系统完成当前周期后所有灯熄灭。（四）顺序控制功能图在十字路口交通灯控制中的应用三、应用举例1．控制要求（四）顺序控制功能图在十字路口交通灯控制中的应用三、应用举例2．系统I/O分配及控制回路接线输入信号输出信号名称功能输入继电器编号名称功能输出继电器编号QS启动/停止开关I0.0HL1南北绿灯Q0.0HL2南北黄灯Q0.1HL3南北红灯Q0.2HL4东西绿灯Q0.3HL5东西黄灯Q0.4HL6东西红灯Q0.5（四）顺序控制功能图在十字路口交通灯控制中的应用三、应用举例2．系统I/O分配及控制回路接线（四）顺序控制功能图在十字路口交通灯控制中的应用三、应用举例3．程序设计图7-19十字路口交通灯控制系统程序（五）顺序控制功能图在液体混合中的应用三、应用举例图7-20液体混合装置示意图（五）顺序控制功能图在液体混合中的应用三、应用举例控制要求按下启动按钮（I0.3）后，打开阀A，液体A流入容器，中限位开关变为ON时，关闭阀A，打开阀B，液体B流入容器。当液面到达上限位开关时，关闭阀B，电动机M开始运行，搅动液体，6

s后停止搅动，打开阀C，放出混合液，当液面降至下限位开关之后再过2

s，容器放空，关闭阀C，打开阀A，又开始下一周期的操作。按下停止按钮（I0.4），在当前工作周期的操作结束后才停止操作（停在初始状态）。（五）顺序控制功能图在液体混合中的应用三、应用举例顺序功能图和梯形图（六）顺序控制功能图在电镀生产线上的应用1．电镀工艺要求2．I/O分配

输入信号输出信号名称功能输入继电器编号名称功能输出继电器编号SB1起动I0.0HL原点指示灯Q0.0SB2停止I1.0KM1提升电动机正转接触器Q0.1SQ1行车右限位I0.1KM2提升电动机反转接触器Q0.2SQ2回收液槽定位I0.2KM3行车电动机正转接触器Q0.3SQ3清水槽定位I0.3KM4行车电动机反转接触器Q0.4SQ4行车左限位（后退）I0.4SQ5吊钩限位（提升）I0.5SQ6吊钩限位（下降）I0.64．自动方式程序设计4．自动方式程序设计（七）顺序控制功能图在4节传送带PLC控制系统中的应用①启动过程。按下启动按钮后，首先启动最末一条传送带（电动机M4）；经过2

s延时后，依次启动控制其他传送带的电动机M3、M2、M1，每台电动机之间延时2

s，实现顺序启动。②停止过程。按下停止按钮后，首先停止最前一条传送带（电动机M1）；经过2

s延时后，依次停止控制其他传送带的电动机M2、M3、M4，每台电动机之间同样延时2

s，实现逆序停止。1．设计主电路3．I/O接线图4．自动控制程序设计（八）顺序控制功能图在注塑机PLC控制系统中的应用1.控制要求注塑机用于热塑性塑料的成型加工，借助8个电磁阀（YV1～YV8）完成各个注塑工序。当注塑模处于原点位置且SQ1行程开关被触发时，按下启动按钮SB1，注塑机会通过YV1、YV3将模具关闭，即合模；待合模终止行程开关SQ2确认模具关闭完成后，YV2、YV8随即启动，控制射台前进，准备射入热塑料；射台前进终止行程开关SQ3动作后，表示射台到位，YV3、YV7开始注塑；延时10

s后，YV7、YV8动作进行保压；保压5

s后，由YV1、YV7执行预塑操作；射台等加料行程开关SQ4动作后，由YV6执行射台后退；射台后退终止行程开关SQ5动作后射台停止后退，由YV2、YV4执行开模操作；开模终止行程开关SQ6动作后，表示开模完成；YV3、YV5动作，使顶杆前进，将塑料顶出；顶杆前进终止行程开关SQ7动作后，YV4、YV5使顶杆后退；顶杆后退终止行程开关SQ8动作后，一个工作循环完成。此过程周而复始，直到注塑机接收到停止命令。值得注意的是，按下停止按钮后，注塑机必须在完成当前周期工作后，才能停止。具体流程如图2．I/O分配表输入信号输出信号名称功能输入继电器编号名称功能输出继电器编号SB1启动I0