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基于plc的洗衣机课程设计.doc

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摘 要
1.概述
1.1Plc介绍
1.2plc工作特点
1.3设计目的
1.4洗衣机工作原理
1.5plc控制模型
2.硬件配置及流程
2.1输入输出地址分配
2.2设计要求
2.4设计流程图
3.程序设计与仿真
3.1程序运行流程
3.2程序编写基础软件
3.3程序内容
3.4程序仿真
3.5仿真结果
4.总结
参考文献
青岛理工大学 《PLC 实训》 ( 2016 级本科) 题 目:基于 S7-200PLC 全自动洗衣机控制系统实训 院 系:信息与控制工程学院 专 业: 自动化 姓 名: 吴凯 指导教师: 赵艳秋 完成日期: 2019 年 1 月 6 日
PLC 实训设计任务书 论文题目 基于 S7-200PLC 全自动洗衣机控制系统实训 姓 名 吴凯 专业、年级 自动化 162 学号: 201628063 指导教师 赵艳秋 一.实训的主要内容 任务下达日期 2018.12.06 根据实际要求,以S7-200型PLC为核心,设计全自动洗衣机控制系统。设计控制系统硬件电路,编写软件 控制系统程序,实现全自动洗衣机的控制。 二.实训报告任务 基本功能: (1)按下启动开关及水位选择开关,开始进水直到(中,低)水位,关水。 (2)2S 后开始洗涤:洗涤正转 30S 停 2S,然后反转 30S 停 2S;重复 3 次。 (3)排水,排空后脱水 30S。 (4)清洗:重复 1~3 步骤。 (5)最后脱水后完成报警3S,并自动停机; 三. 实训报告要求 (1)写完整实训报告说明书(不超过5000字)。说明书格式见附件论文撰写格式。 (2)完成系统硬件配置,合理进行地址分配,列出I/O表,画出接线图。 (3)设计梯形图控制程序,并在仿真软件上调试。 (4)有条件的同学,软件仿真调试成功后,到实验室接线调试。 四、实训报告要求进度安排 日期 时间 备注 内容 查资料 确定 I/O 数量和配置 画程序流程图并软件仿真 实验室调试 实验室调试 指导老师签字: 1
摘 要 全自动洗衣机就是将洗衣的全过程(泡浸-洗涤-漂洗-脱水)预先设定好程序,洗 衣时选择其中一个程序,打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成, 洗衣完成时由蜂鸣器发出响声。全自动洗衣机是通过水位开关与电磁进水阀配合来控 制进水、排水以及电机的通断,从而实现自动控制的。电磁进水阀起着通、断水源的 作用。当电磁线圈断电时,移动铁芯在重力和弹簧力的作用下,紧紧顶在橡胶膜片上, 并将膜片的中心小孔堵塞,这样阀门关闭,水流不通。当电磁线圈通电后,移动铁芯 在磁力作用下上移,离开膜片,并使膜片的中心小孔打开,于是膜片上方的水通过中 心小孔流入洗衣桶内。由于中心小孔的流通能力大于膜片两侧小孔的流通能力,膜片 上方压强迅速减小,膜片将在压力差的作用下上移,闭门开启,水流导通。本课程设 计是利用 plc 接管洗衣机的控制电路,利用 plc 程序实现自动的控制,以达到自动洗衣 的功能。本课程设计使用的 plc 型号为 cpu226 型号。 关键词:PLC,全自动,程序,自动控制 2
目录 摘 要............................................................................................ 2 1.概述.............................................................................................4 1.1PLC 介绍...........................................................................................................................4 1.2PLC 工作特点................................................................................................................... 4 1.3 设计目的........................................................................................................................4 1.4 洗衣机工作原理............................................................................................................5 1.5PLC 控制模型................................................................................................................... 5 2.硬件配置及流程.......................................................................6 2.1 输入输出地址分配........................................................................................................6 2.2 设计要求........................................................................................................................6 2.3PLC 硬件接线图............................................................................................................... 6 3.程序设计与仿真.......................................................................7 3.1 程序运行流程................................................................................................................7 3.2 程序编写基础软件........................................................................................................7 3.3 程序内容........................................................................................................................7 3.4 程序仿真......................................................................................................................11 3.5 仿真结果......................................................................................................................11 4.总结.........................................................................................12 参考文献.......................................................................................12 3
1.概述 1.1Plc 介绍 PLC 控制系统,Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器,专为工业生产设计的 一种数字运算操作的电子装置,它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运 算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各 种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。 自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC) 取代传统继电器控制装置以来,PLC 得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。同时,PLC 的 功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的 不断提高,PLC 在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的 PLC 不再局限 于逻辑控制,在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。 1.2plc 工作特点 1:能够设置不同类型产品的工位数量及位置参数,并能够在线监控运行过程; 2:设备操作灵活方便,能够实现启动与暂停,自动与手动模式切换,计数与清零,气缸下压时间调整 等; 3:螺丝的自动排放,送料,固定,由机器一次性自动完成,不需人工辅助; 4:高速的生产节拍,可实现单工位速度不低于 1-1.5 秒/件。定位精度高,位置误差不大于 0.02 毫 米; 1.3 设计目的 作为衣食住行人类四大基本需求之首的衣,其清洗与干燥是一个不可避免的问题,随着科技 的发展与文明的进步,人们洗衣服的方式也随之更新与前进,从最早的溪边浣纱捣衣,到使用搓 衣板洗衣服这种手动方式,再到洗衣机的诞生,是一步又一步的进化与改革,而全自动洗衣机的 发明,更是让这段进化史朝前迈出了一大步。 全自动洗衣机具有省时省力的显著特点,其操作简单,更无需人们看管,只需放入待洗的衣 物和洗衣粉,按下按钮,便无需再管,可以去忙别的工作了。因为其人性化,有着良好的使用体 验,从而占据了很大一部分市场,并且将继续保持这个上升趋势逐渐代替传统洗衣机。由此可见, 全自动洗衣机的改进与性能的开发是相当有必要和有价值的。 想要在激烈的市场竞争中占据主动的优势地位,先进的科学技术支持和成本资金的投入的降 4
低是必不可少的,而近些年来作为工业三大控制之一的 PLC 的价格也在不断下调,用其进行全自 动洗衣机的产品研发最合适不过,来达到我们所追求的自动化控制,更符合人们生活水平与需求, 从而征服更多的消费者。 1.4 洗衣机工作原理 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。 1.5plc 控制模型 进水口阀门 出水口阀门 电机正反转 S7-200 CPU226 报警铃 洗衣机启动开关 液位开关 图一:plc 控制模型 5
2.硬件配置及流程 表一:I/O 分配 电机正转 电机反转 报警器 进水阀门 排水阀门 输出信号 Q0.0 Q0.1 Q0.3 Q0.4 Q0.5 2.1 输入输出地址分配 启动开关 SB1 紧急停止开关 SB2 水位选择开关(低)SB3 水位选择开关(高)SB4 液位检测开关(低)SQ3 液位检测开关(高)SQ4 底部液位检测开关 SQ5 输入信号 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 2.2 设计要求 (1)按下启动开关及水位选择开关,开始进水直到(中,低)水位,关水。 (2)2S 后开始洗涤:洗涤正转 30S 停 2S,然后反转 30S 停 2S;重复 3 次。 (3)排水,排空后脱水 30S。 (4)清洗:重复 1~3 步骤。 (5)最后脱水后完成报警 3S,并自动停机; 2.3plc 硬件接线图 正转 反转 报警器 进水阀门 排水开关 FR ~ KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 1L Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 I0.4 Q0.5 Q0.6. S7-200 CPU226 1M I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6. E E E E E E E ……. ……. SB1 SB2 SB3 SB4 SQ1 SQ2 SQ3 图二:plc 硬件接线图 6
2.4 设计流程图 洗衣机开始 工作 选择水位 到达水位 2s 后 开始洗涤 洗涤 1 次 是否脱水 2 次 完成洗涤,关 闭洗衣机 洗涤完成后报 警 3s 排水,排水后 脱水 30s 图三:设计流程图 3.程序设计与仿真 3.1 程序运行流程 按下启动按钮,I0.0 接通,m0.0 接通并自锁, 选择水位之 Q0.0 接通,进水电磁阀打开,开 始进水。到中水位时,I0.3 接通,I0.3 常闭触点断开,Q0.O 断开,进水电磁阀关闭,等待两秒之 后;Q0.1 接通,电动机正转(15S),正转洗涤,同时 T37 开始计时,T37 计时到,Q0.1 断开,正洗结 束; T37 常开触点闭合,M0.0 进行自锁,T 开始计时,T38 计时到,T38 常开触点闭合,Q0.2 接通, 反洗,T39 开始计时。T39 计时到 8Q0.2 断开,反洗暂停; T39 常开触点闭合,M0.1 进行自锁,T43 开始计时。T43 计时到,T43 常开触点闭合,C1 计一次数;T43 常闭触点断开,使 T38、T42、T39、 T43 复位,Q0.0 又接通,重复进行以上从正洗开始的全部动作,直到 C1 计满 3 次数时,进行排水, 排水拍到底部,触发底部的液位开关,同时开始脱水,定时器定是 30s,然后重复两次清洗,计数 器 c2 计数清洗的次数,当第二次清洗时,c2 计数器位为 1,同时触发报警器的定时器定时 3s,报 警结束后关闭洗衣机。 3.2 程序编写基础软件 程序编写软解采用 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP9,仿真软件采 S7-200 仿真软件中文版 3.3 程序内容 7
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