四川大学全自动洗衣机的PLC控制

1、. 本科生毕业论文（设计）题目：全自动洗衣机的PLC控制班 级： 作者姓名： 学号： 单位： 指导教师： 2013年 月 日.目录前 言11绪论11.1洗衣机的发展史11.2全自动洗衣机的工作原理21.3全自动洗衣机研究的意义22. 可编程控制器(PLC)的基本概述22.1可编程控制器(PLC)的定义22.2可编程控制器(PLC)的功能及特点22.2.1可靠性高，抗干扰能力强22.2.2配套齐全，功能完善，适用性强32.2.3易学易用32.2.4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造32.2.5体积小，重量轻，能耗低32.3西门子S7-200系列结构和基本逻辑指令系统32.4基本逻辑指令

2、系统43.全自动洗衣机的控制系统设计53.1全自动洗衣机的基本结构、工作流程及控制要求53.2全自动洗衣机的模型面板图、程序流程图与控制要求73.3全自动洗衣机控制系统的I/O图和接线图93.4全自动洗衣机控制系统的梯形图和编辑指令11结论18参考文献19致谢20摘要随着社会的发展和科学的进步，家庭电器全自动化成为必然的发展趋势。全自动洗衣机的生产极大的方便了人民的生活，成为人民日常生活息息相关的家用电器产品。可编程控制器以微处理器作为核心，采用梯形图语言进行程序设计，编程容易，指令丰富，可以接各种输入，输出扩充设备，并且抗干扰能力强，结构简单。PLC在生产中得到广泛的应用，被认为是当代工业自

3、动化的支柱之一。文章对全自动洗衣机的硬件和软件设计进行了分析，对PLC是如何控制全自动洗衣机进行了分析研究。关键词: PLC ;自动化 ;全自动洗衣机AbstractWith the development of the society and the improvement of science, become the inevitable trend of the development of household appliances complete automation. Fully automatic washing machine production greatly facili

4、tates peoples life, become a household electrical appliances product which is closely linked Peoples Daily life. Programmable controller with microprocessor as the core, USES the ladder diagram programming language, programming easy, instruction is rich, can meet all kinds of input and output expans

5、ion equipment, and strong anti-interference ability, simple in structure. PLC has been widely used in production in recent years, is regarded as one of the mainstay of the contemporary industrial automation. Article on the hardware and software design of the full-automatic washing machine is analyze

6、d, how to the PLC control automatic washing machine is analysed and studied.Keywords: PLC ; Automation ; Fully automatic washing machine全自动洗衣机的PLC控制前 言自动化技术的发展使洗衣机由半自动式洗衣机发展到全自动洗衣机，用PLC作为控制器，满足了全自动洗衣机对自动化的要求，从而满足了人们的生活需求。该设计是全自动洗衣机的PLC控制，介绍全自动洗衣机的工作原理，控制系统的PLC资源配置，控制系统PLC程序。1绪论1.1洗衣机的发展史1858年，美国人汉密尔

7、顿史密斯制成了世界上第一台洗衣机。次年在德国出现了一种用捣衣杵作为搅拌器的洗衣机。1874年，美国人比尔布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。1880年，美国出现了蒸汽洗衣机，蒸汽动力开始取代人力。蒸汽洗衣机之后，水力洗衣机，内燃机洗衣机也相继出现。1910年，美国费希尔试制成世界上第一台电动洗衣机，其标志着家务劳动自动化的开端。1922年，美国玛塔依格公司改进了洗衣机的洗涤结构，诞生了第一台搅拌式洗衣机。1932年，美国德克斯航空公司宣布，研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，实现了洗涤，漂洗，脱水，在同一个滚筒内完成。1937年，第一款自动洗衣机问世。1955年，日本研究出波轮式洗衣机。60年代日本出现

8、带干桶的双桶洗衣机。称之为“半自动型洗衣机”。70年代出现波轮式套筒全自动洗衣机。70年代后期，微电脑控制的全自动洗衣机出现引领新的发展方向。90年代，发动机调速技术的发展，洗衣机实现了较宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。全自动洗衣机从控制方式分：电动控制洗衣机和电脑控制洗衣机两种。从结构上分为波轮式、搅拌式、滚筒式。1.2全自动洗衣机的工作原理全自动洗衣机的外桶和内桶是同一中心放置的，外桶固定，盛水用，內桶旋转，可以用来脱水，并且內桶四周有许多小孔，使得水流可以内外相通。洗衣机的进水排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来控制。进水时，由控制系统将进水阀打开，将水注入外桶；排水时，通

9、过控制系统将排水阀打开，使水排出外桶。洗涤时由洗涤电机驱动波盘来实现正反转。脱水时，通过控制系统使离合器合上，由电机带动洗衣机的內桶转动，实现衣物的脱水。高低水位开关用来检测高低水位。启动按钮用来启动洗衣机，停止按钮用来实现停止脱水，进水，排水及报警。排水按钮用来实现手动排水。1.3全自动洗衣机研究的意义 全自动洗衣机集洗涤、脱水于一身，只要将衣物放入内桶，启动按钮，洗衣机就会完成进水，洗涤，排水和脱水的过程，并且洗衣机具有各种洗涤程序，可自由选择，适用于各种衣物并且工作时间可以调节，工作结束后会自动断电。整个洗涤过程无需看管，方便快捷。全自动洗衣机满足了不同人群的需求。2. 可编程控制器(P

10、LC)的基本概述2.1可编程控制器(PLC)的定义 PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。2.2可编程控制器(PLC)的功能及特点2.2.1可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制

11、系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。2.2.2配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度

12、控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。2.2.3易学易用PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。2.2.4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也

13、变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。2.2.5体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。2.3西门子S7-200系列结构和基本逻辑指令系统S7-200CPU将一个微处理器、一个集成电源和数字量I/O点集成在一个紧凑的封装中，从而形成了一个功能强大的微型PLCS7-200CPU模块包括一个中央处理器（CPU）、电源以及I/O点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。CPU负责执行程序和存储数据，以便对工

14、业自动控制任务或过程进行控制输入和输出时系统的控制点：输入部分从现场设备中（例如传感器或开关）采集信号，输出部分则控制泵、电机、指示灯以及工业过程中的其他设备。电源向CPU及所连接的任何模块提供电力支持。通信端口用于连接CPU与上位机或其他工业设备状态信号灯显示了CPU工作模式，本机I/O的当前状态，以及检查出的系统错误西门子S7-200系列结构2.4基本逻辑指令系统逻辑取与线圈驱动指令LD：取指令，用于常开触点与母线的连接LDN：取反指令，用于常闭触点与母线的连接OUT：线圈驱动指令触点串联指令A：与指令，用于单个常开触点的串联连接AN：与反指令，用于单个常闭触点的串联连接触点并联指令O:或

15、指令，用于单个常开触点的并联连接ON:或反指令，用于单个常闭触点的并联连接置位(S)、复位(R)指令使用S和R指令，可以在程序的任何地方对某个状态或事件设置标志和清除标志串联电路块的并联连接指令并联电路块的串联连接指令定时器接通延时定时器TON，有记忆接通延时定时器TONR，断开延时定时器TOF3.全自动洗衣机的控制系统设计3.1全自动洗衣机的基本结构、工作流程及控制要求全自动洗衣机的实物图：实物图基本结构PLC主机选择西门子S7-200系列PLC作为全自动洗衣机的控制主机启动按钮启动按钮开控制洗衣机的初始工作。在将所洗衣物放入洗衣机侯按下启动按钮，洗衣机就会开始洗衣停止按钮停止按钮是用来控制

16、洗衣机的停止工作，在全自动洗衣机洗衣的过程中，如果需要中途停止洗衣，按下停止按钮，洗衣机就会停止工作高水位洗衣机在洗衣服的过程中，洗衣机桶内保持的水位的高低，如果选择高水位，那么洗衣机在洗衣的过程中水位将保持的相对高一点。低水位洗衣机中低水位与高水位相似，与高水位对应。高/低水位探测器主要是用来探测洗衣机的水位是否按照要求达到相应的水位电机正/反转接触器用于PLC主机控制洗衣机电机的正/反转，在洗衣机洗衣过程中，电机的正转和反转同时轮流进行进水电磁阀向洗衣机内注水时，控制系统发出信号，进水电磁阀打开，水进入洗衣机。当洗衣机内的水达到一定高度时，控制系统发出指令，进水电磁阀关闭排水离合器当洗衣结

17、束后，控制系统给出信号，排水离合器打开，污水排出洗衣机脱水离合器用于最后一道工序，对所洗衣物进行脱水，控制系统给出指令，电机带动机筒转动，实现衣物脱水。蜂鸣器用于洗衣过程中的提示及最后洗衣结束后的提醒。 工作流程图 3.2全自动洗衣机的模型面板图、程序流程图与控制要求模型面板图程序流程图控制要求1. 总体控制要求：洗衣机启动后，按以下顺序进行工作：洗涤（1次）漂洗（2次）脱水发出报警，衣服洗好，LED显示器显示洗涤和漂洗的次数。2. 洗涤：进水正转3秒，反转3秒，10个循环排水。3. 漂洗：进水正转3秒，反转3秒，8个循环排水。4. 报警：报警灯亮4秒。5. 进水：进水阀打开后水面升高，首先液

18、位开关SL2闭合，然后SL1闭合，SL1闭合后，关闭进水阀。6. 排水：排水阀打开后水面下降，首先液位开关SL1断开，然后SL2断开，SL2断开1秒后停止排水。按排水按钮可强制排水。7. 脱水：脱水5秒后报警。3.3全自动洗衣机控制系统的I/O图和接线图端口分配及功能表序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）功能说明1I0.0SD启动2I0.1ST停止3I0.2SP排水4I0.3SL1水位上限位5I0.4SL2水位下限位6Q0.0YV1进水阀7Q0.1YV2排水阀8Q0.2MZ正转9Q0.3MF反转10Q0.4TS脱水11Q0.5BJ报警12Q0.6A显示编码A13Q0.7B显示编码B

19、14Q1.0C显示编码C15Q1.1D显示编码D16主机1M、面板V+接电源+24V电源正端17主机1L、2L、3L、面板COM接电源GND电源地端PLC外部接线图3.4全自动洗衣机控制系统的梯形图和编辑指令梯形图编译语句表：ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1TITLE=程序注释BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 网络注释LD SM0.1O I0.1R Q0.0, 9R S0.0, 5S S0.0, 1R C0, 3Network 2 LSCR S0.0Network 3 LD I0.0SCRT S0.1R Q0.6, 4S Q0.6, 1Network 4 SCR

20、ENetwork 5 LSCR S0.1Network 6 LDN I0.3ON I0.4= Q0.0Network 7 LDN Q0.0SCRT S0.2Network 8 LD I0.2SCRT S0.3Network 9 SCRENetwork 10 LSCR S0.2Network 11 LDN T38TON T37, 30Network 12 LDN T38TON T38, 60Network 13 LDN T37= Q0.2Network 14 LD T37= Q0.3Network 15 LDN C0A T38LD I0.0CTU C0, 10Network 16 LD C0A

21、T38AN C1LD I0.0CTU C1, 8Network 17 LD C1A T38LD I0.0CTU C2, 8Network 18 LD C0EUO I0.2LD C1EUOLDLD C2EUOLDSCRT S0.3Network 19 LD C0EUR Q0.6, 4S Q0.7, 1Network 20 LD C1EUR Q0.6, 4S Q0.6, 2Network 21 LD C2EUR Q0.6, 4S Q1.0, 1Network 22 SCRENetwork 23 LSCR S0.3Network 24 LD T41= Q0.1Network 25 LD I0.4O

22、I0.3TOF T41, 10Network 26 LDN T41LPSA C2SCRT S0.4LPPAN C2SCRT S0.1Network 27 SCRENetwork 28 LSCR S0.4Network 29 LDN T40TON T39, 50Network 30 LDN T40TON T40, 90Network 31 LDN T39= Q0.4Network 32 LD T39= Q0.5Network 33 LD T40SCRT S0.0R C0, 3R Q0.0, 9Network 34 SCREEND_ORGANIZATION_BLOCKSUBROUTINE_BLOC

23、K SBR_0:SBR0TITLE=子程序注释BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 网络注释END_SUBROUTINE_BLOCKINTERRUPT_BLOCK INT_0:INT0TITLE=中断程序注释BEGINNetwork 1 / 网络标题/ 网络注释END_INTERRUPT_BLOCK结论以西门子S7-200PLC为控制核心，通过系统的设计，实现了对全自动洗衣机的控制系统的深入了解，全自动洗衣机利用PLC的特点，对一些输入输出设备进行控制，实现注水-洗涤-漂洗-脱水的洗衣全过程，解放了人们的双手，方便了人们的生活，提高了人们的生活质量。本论文设计是全自动洗衣机的PLC控制，系统主要包括进水、洗涤（电机正反转）、漂洗、排水、脱水、报警等部分。在系统设计中介绍了可编程控制器的基本知识，洗衣机的基本结构以及绘制了系统的正常运行流程图、梯形图、并进行了分析，并写出了梯形图编译语句。这次设计使我对自动控制原理及应用有了进一步的认识，在系统设计过程中学到