PLC全自动洗衣机

PLC全自动洗衣机 摘要 本文介绍了采用可编程控制器(PLC)作为核心控制部件，并利用计算机进行组态监控的全自动洗衣机控制系统。文章介绍了洗衣机的结构，对全自动洗衣机的控制系统进行了分析，在此基础上提出了基于PLC的全自动洗衣机控制，并对方案进行了论证，根据洗衣机的工作原理，设计了流程及程序，对按钮，继电器，开关，变频器等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。由于洗涤，排水，脱水的时间均由PLC内计数器控制，所以只要改变计数器参数就可以改变时间。具有智能化程度高、安全可靠、方便、灵活等特点。 关键词:PLC;全自动洗衣机;变频器;继电器 1 Abstract This article used programmable controller PLC to realize the washer completely automatic control, explained the PLC control principle method, the characteristic and controlled the washer the characteristic. The article during introduction washer structure, carries on the analysis to the completely automatic washer control system, proposed in this foundation based on the PLC completely automatic washer control plan, and has carried on the proof to the plan, has carried on the design according to the washer principle of work to the procedure and the flow, has the intellectualized degree high, safe reliable and so on the characteristics. To the button, the relay, the switch, the frequency changer and so on other some I/O spot carries on the control, realized the washer to wash clothes the process automation. Because spreads every time lavation, draining water, dehydrated time by PLC in counter control, so long as therefore the change counter parameter may change the time. Keywords: Programmable Logic Controller; The automatic process; converter; control relay 2 第一章 可编程序控制概述 1.1 概述 可编程序控制器(Programmable Logic Controller,缩写PLC)是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。可编程序控制器是随着技术的进步与现代社会生产方式的转变，为适应多品种.小批量生产的需要，生产.发展起来的一种新型的工业控制装置。PLC从1969年问世以来，虽然至今还不到40年，但由于其具有通用灵活的控制性能.简单方便的使用性能，可以适应各种工业环境的可靠性，因此在工业自动化各领域取得了广泛的应用。有人将它与数控技术、CAD/CAM技术工业机械人技术并称为现代工业自动化技术的四大支柱。可编程序控制器在我国的发展与应用已有30多年的历史，现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域，成为提高传统工业装备水平和技术能力的重要设备和强大支柱。随着全球一体化经济的发展，努力发展可编程序控制器在我国的大规模应用，形成具有自主知识产权的可编程序控制器技术，应该是广大技术人员努力的方向。 1.2 PLC的产生 20世纪60年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，为了适应白热化的市场竞争要求，1968年美国通用汽车公司(GM)公开招标，提出具体要求，归纳起来是; (1)编程方便，可现场修改程序; 3 (2)维修方便，采用插件式结构; (3)可靠性高于继电器控制装置; (4)体积小于继电器控制盘; (5)数据可直接送入管理计算机; (6)成本可与继电器控制盘竞争; (7)输入可以是交流市电(115V)(美国电压) (8)输出为交流115V，容量要求在2A以上，可直接驱动 触器、电磁阀等; (9)扩展时原系统改变小; (10)用户程序存储器至少能扩展到4KB。 这就是著名的“GM十条”，1969年美国数字设备公司(DEC)中标后，制造出世界上第一台可编程序控制器(Programmable Logic Controller, 简称PLC)。 1.3 PLC的发展 1.3.1 PLC发展历史 初级阶段:从第一台PLC问世到20世纪70年代中期。(简单功能、梯 形图编程) 崛起阶段:从20世纪70年代中期到80年代初期。(功能增强、推广应 用) 成熟阶段: 从20世纪80年代初期到90年代初期。(大规模应用、通信 联网) 飞速发展阶段:从20世纪90年代初期到90年代末期。(过程控制、复 4 杂控制系统) 开放性、标准化阶段: 从20世纪90年代中期以后。(IEC61131) 1.3.2 PLC的发展趋势 PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能、信息化、软PLC、标准化、与现场总线技术紧密结合等方向发展。 1、向小型化、专用化、低成本方向发展 2、向大容量、高速度、信息化方向发展 3、智能化模块的发展 4、人机界面(接口)的发展 5、在过程控制领域的使用以及PLC的冗余特性 6、开放性和标准化 7、通信联网功能的增强和易用化 8、软PLC的概念 10、PLC在现场总线控制系统中的位置 1.4 PLC的分类及应用领域 PLC发展到今天，已经有多种类型，而且功能也不尽相同。分类时，一般按以下原则来考虑。 1.4.1 按I/O点数容量分类 按PLC的I/O点数的多少可以PLC分为三类，即小型机、中型机和大型机。 (1)小型机 5 小型机的功能一般以开关量控制为主，小型PLC输入、输出总点数一般在256点以下，用户程序存储器容量在4K字左右。例如:SIEMENS的S7-200系列;OMRON的CPM2A系列;MITSUBISHI的FX系列;AB的SCL500系列等。现在的小型PLC还具有较强的通信能力和一定量的模拟量处理能力。这类PLC的特点是价格低廉、体积小巧，适合于控制单机设备和开发机电一体化产品。 (2)中型机 中型机的输入、输出总点数在256~2048点之间。，用户程序存储器容量在8K字左右。例如: SIEMENS的S7-300系列;OMRON的C200系列;AB的SCL500系列等模块式PLC产品。中型机不仅具有极强的开关量逻辑控制功能，而且它的通信联网功能和模拟量处理能力更强大。中型机的指令比小型机更丰富，中型机适用于复杂的逻辑控制系统以及连续生产线的过程控制场合。 (3)大型机 大型PLC的输入、输出总点数在2048点以上，用户程序存储器容量达到16K字以上。典型的大型PLC有SIEMENS的S7-400、OMRON的CVM1和CS1系列、AB的SLC5/05等系列产品。大型机的性能已经与工业控制计算机相当，它具有计算、控制和调节功能，还具有强大的网络结构和通信联网能力，有些大型PLC还具有冗余能力。它的监视系统能够表示过程的动态过程，各种曲线，PID调节参数等;它配备多种智能板，构成多功能的控制系统。这种系统还可以和其他型号的控制器互联，和上位机相连，组成一个集中分散的生产过程和 6 产品质量监控系统。大型PLC适用于设备自动化控制、过程自动化控制和过程监控系统。 1.4.2 按结构形式分类 根据PLC结构形式的不同，PLC主要可分为整体式和模块式两类。 (1)整体式结构 其特点是将PLC的基本部件，如CPU板，输入板、输出板、电源板等紧凑地安装在一个标准机壳内，构成一个整体，组成PLC的一个基本单元(主机)或扩展单元。整体式结构的PLC体积小，成本低和安装方便。小型PLC一般为整体式结构。 (2)模块式结构 PLC由一些模块单元组成，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块、通信模块和各种功能模块等。使用时将这些模块插在框架上或基板上即可。各模块功能是独立的，外形尺寸是统一的，可根据需要灵活配置。目前，大中型PLC均采用模块式结构。 1.4.3 PLC的应用领域 1、开关量的逻辑控制 PLC最基本、最广泛的应用领域，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。 2、模拟量控制 在工业生产过程中，有许多连续变化的量，为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量和数字量之间的A/D转换及D/A转换。 3、运动控制 7 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。 4、过程控制 过程控制是指温度、压力、流量的模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。有许多的调节方法。 5、数据处理 现代PLC具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考价值， 6、通信及联网 PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信 1.5 PLC的结构 PLC主要是由中央处理器(CPU)、电源、存储器、输入/输出接口组成的。它与我们典型的 计算机结构是相同，但其是专为我们工业场合而设计的。如图1-1 8 图1-1 PLC的结构 一、 中央处理器 中央处理器(CPU)一般由控制器、运算器和寄存器组成。CPU通过数据总线，地址总线，控制总线与存储单元，输入/输出接口等相连接。CPU主要功能如下: 1、接收编程器输入的用户程序和用户数据，并存储到存储器中; 2、接收输入接口的状态或数据，并存入输入映象寄存器中; 3、从存储器中读取用户所存储的用户程序和用户数据，按照顺序执行的方式进行处理; 4、按照用户程序进行相应的数据运算、逻辑运算; 5、根据运算，将结果映射到的输出映象寄存器中，更新输出接口状态; 6、诊断电源和PLC内部的工作状态及用户程序的语法错误。 二 存储器 PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两部分。 9 系统存储器用来存放由PLC厂家编写的系统程序，并固化在ROM内，用户不能更改。 系统程序包括三部分:系统管理程序、用户指令解释程序以及标准程序模块与系统调用。 用户存储器包括用户程序存储器(程序区)和数据存储器(数据区)两部分。 用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务用规定的PLC编程语言编写的各种用户程序。 用户数据存储器可以用来存放用户程序中所使用器件的ON/OFF状态和数值、数等。 PLC使用的存储器类型有三种: (1)随机存取存储器(RAM) (2)只读存储器(ROM) (3)可电擦除可编程的只读存储器(EEPROM) 三、 输入/输出接口 PLC的输入/输出信号类型可以是开关量、模拟量和数字量。输入/输出单元包括两部分:一是与被控设备相连接的接口电路，另一部分是输入和输出的映像寄存器。 (1)输入接口电路 通常PLC的输入接口电路的类型可以是直流、交流和交直流。输入电路的电源(+24V)可由外部供给，有的也可以由PLC内部提供。 10 (2)输出接口电路 输出接口电路通常有三种类型:继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型。电源由外部提供，输出电流一般为0.5~2A，输出电流的额定值与负载的性质有关。 四电源 PLC一般使用220V的交流电源，内部的开关电源为PLC的中央处理器、存储器等电路提供5V、?12V、24V等直流电源，使PLC能正常工作。 1.6 PLC的工作原理 1.6.1 PLC工作方式 概括而言，PLC是按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的 方式进行工作的。 每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。 PLC工作的全过程可分为三部分: (1)上电处理(上电初始化) (2)扫描过程 (3)出错处理 1.6.2 PLC工作过程的中心内容 当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 11 1输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 2用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 3输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。 PLC的扫描工作过程、周期如图1-2 12 图1-2PLC的扫描周期图 13 第二章 S7-200系列的PLC 2.1. S7-200概述 S7-200PLC是德国西门子公司生产的一种小型PLC，其许多功能达到大、中型PLC的水平。特别是CPU22X系列，具有功能齐全的编程和工业控制组态软件，易于组网和完成控制系统的设计更加简单。 S7系列PLC还有S7-300和S7-400系列，它们分别为中大型PLC，S7系列PLC的编程语言均使用STEP7编程语言。 2.2 S7-200系列硬件系统基本构成 S7-200PLC硬件系统的配置方式采用整体式加积木式，即主机中包含一定数量的输入/输出(I/O)点，同时还可以扩展I/O模块和各种功能模块。 一个完整的系统组成如图2-1所示: (1)基本单元(主机) 主机单元，又称CPU模块，它由CPU,存储器，基本输入/输 出点和电源。 (2)扩展单元 扩展单元，又称扩展模块，每个CPU所连接的扩展单元的数量和实际所能使用的的I/O点数是由多种因素共同决定的。 (3)特殊功能模块 当需要完成某项特殊控制任务时，需要特殊模块。 (4)相关设备 14 相关设备是为了充分和方便利用系统的硬件和软件资源开发的。 (5)软件 软件是为管理和使用这些设备而开发的与之相配套的程序。 图2-1完整的系统组成 2.2.1 CPU主要特点 1.主机外形 S7-200的CPU模块包括一个中央处理单元、电源以及数字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，输入部分从现场设备中采集信号，输出部分则输出控制信号，驱动外部负载 2.CPU的主要特点和技术 S7-200PLC的电源电压有(20.4~28.8)VDC和(85~264)VAC两种,主机上还集成了24V直流电源,可以直接用于传感器和执行机构.它的输出类型有晶体管(DC)、继电器(DC/AC)两种输出方式。它可以用普通端子捕捉比CPU扫描周期更快的脉冲信号，实现高速计数。2路 15 最大可达20kHz的高频脉冲输出，可用以驱动步进电机和伺服电机以实现准确定位任务。 可以用主机上的电位器来改变它对应的特殊寄存器中的数值，可以实时更改程序运行中的一些参数，如定时器/计数器的设定值、过程量的控制参数等。 实时时钟可用于对信息加注时间标记，记录机器运行时间或对过程进行时间控制。 3.存储系统 CPU模块内部配备一定容量的RAM和EEPROM，同时还支持EEPROM存储器卡。 4. 输入/输出电路 2.2.2 输入/输出的扩展 当主机的I/O点数不够用或需要进行特殊功能的控制时,就要进行I/O的扩展. 1.I/O扩展模块 典型的数字量输入/输出扩展模块有: 输入扩展模块EM221有两种:8点DC输入、8点AC输入。 输出扩展模块EM222有三种:8点DC晶体管输出，8点AC输出、8点继电器输出。 输入/输出混合扩展模块EM223有六种:分别为4点(8点、16点)DC输入/4点(8点、16点)DC输出; 4点(8点、16点)DC输入/ 4点(8点、16点)继电器输出。 16 2.功能扩展模块 典型的特殊功能模块有: (1)模拟量输入/输出扩展模块 模拟量输入扩展模块EM231有三种:4路模拟量输入、2路热电阻输入和4路热电偶输入。 模拟量输出扩展模块EM232具有2路模拟量输出。 模拟量输入/输出扩展模块EM235具有4路模拟量输入/1路模拟量输出(占用2路输出地址)。 (2)特殊功能模块 功能模块有:EM253位置控制模块、EM277 PROFIBUS-DP模块、EM241调制解调器模块、CP243-1以太网模块、CP243-2 AS-i接口模块等。 3.I/O点数扩展和编址 CPU22X系列的每种主机所提供的本机I/O点的I/O地址是固定的，进行扩展时，可以在CPU右边连接多个扩展模块，每个扩展模块的组态地址编号取决于各模块的类型和该模块在I/O链中所处的位置。编址的方法是同种类型输入/输出的模块在链中按与主机的位置而递增，其他类型模块的有无以及所处的位置不影响本类型模块的编号。 2.3 S7-200系列PLC的部分内部资源 用户使用的PLC中的每一个I/O、内部存储单元、定时器和计数器都称为软元件。各个软元件的功能不同，都有其固定的地址。软元 17 件是PLC内部具有一定功能的器件，这些器件实际上都是由电子电路、寄存器及存储单元等组成的。它的特点是;它具有继电器的特性，但它没有机械性的特点，它的最大的优点是其触点可以无限次使用，并且它们的寿命长。编程时，用户只要记住软元件的地址就可以了。下面对软元件简单的介绍一下。 1. 特殊继电器(SM) 特殊继电器是指用来存储系统的状态变量有关的控制参数和信息的具有特殊功能的辅助继电器。特殊标志位存储器能以位、字节、字或双字来存取。CPU224的SM的位地址编号范围为SM0.0~SM179.7，共180个字节。常用的特殊存储器的用途如下: (1) SM0.0 运行监视。SM0.0始终为1状态。当PLC运行时可以利用其触点驱动输出继电器，在外部显示程序是否处于运行状态。 (2) SM0.1 初始化脉冲。 (3) SM0.3 开机进入RUN时，接通一个扫描周期，可在启动操作之前，给设备提前预热。 (4) SM0.4、0.5 占空比为50%的时钟脉冲。当PLC处于运行状态时，SM0.4产生周期为1min的时钟脉冲，SM0.5产生周期为1S的时钟脉冲。 (5) SM0.6 扫描时钟，一个扫描周期ON，另一个为OFF，循环交替。 (6) SM0.7 改造方式开关位置指示，开关放置在RUN位置时为1。 (7) SM1.0 零标志位，运算结果=0，该位置1。 (8) SM1.1 溢出标志位，结果溢出或为非法值时，该位置1。 18 (9) SM1.2 负数标志位，运算结果为负数时，该位置1。 (10) SM1.3 被0除标志位。 2. 顺序控制继电器(S)通常用在顺序控制或步进控制中，并与其指令一起使用以实现顺序或步进控制功能流程图的编程。顺序控制继电器的地址编号范围为S0.0~S31.7。 3. 定时器(T)它是累计时间增量的内部器件，作用相当于继电器控制系统中的时间继电器。其设定时间由程序设置。并且每个定时器可提供无数对常开触点和常闭触点供编程使用。定时器的定时精度分别为1ms、10ms和100ms三种，CPU222、CPU224及CPU226的定时器地址编号范围为T0~T255，它们的分辨率、定时范围并不相同，用户根据所用CPU型号及时基，正确选用定时器的编号。 4. 计数器(C)计数器用于累计计数输入端接收到的由断开到接通的脉冲个数，主要用于对产品进行计数或进行特定功能的编程。计数器可提供无数对常开和常闭触点供编程使用，其设定值由程序赋予。计数器的地址编号范围为C0~C255。 2.4 S7-200系列PLC的程序结构 S7-200 PLCD的程序由三部分构成:用户程序、数据块和参数块。 1、 用户程序 在一个控制系统中用户程序是必须有的，用户程序在存储器空间中也称为组织块，它处于最高层次，可以管理其他块，可以使用各种语言(如STL、LAD、FBD等)编写用户程序。 19 用户控制程序可以包含一个主程序、若干个子程序和若干个中断程序。主程序是必须的，而且也只能有一个，子程序和中断程序的有无和多少是可选的，它们的使用要根据具体使用情况来决定。 在重复执行某项功能的时候，子程序是非常有用的;当特定的情况发生需要及时执行某项控制任务时，中断程序又是比不可少的。 2、数据块 数据块为可选部分，它主要存放控制程序运行所需的数据。数据块不一定在每个控制系统的程序设计中都使用，但使用数据块可以完成一些特定数据处理功能的程序设计，比如为变量存储器V指定初值。 3、参数块 参数块存放的是CPU组态数据，如果在编程软件或其他编程工具上未进行CPU的组态，则系统以默认值进行自动配置。在有特殊需要时，用户可以对系统的参数进行设定，比如有特殊要求的输入、输出设定、掉电保护设定等，但大部分情况下使用默认值。 2.5 PLC初步编程指导 梯形图编程的基本规则如下: (1)PLC内部元器件触点的使用次数是无限制的。 (2)梯形图的每一行都是从左母线开始，然后是各种触点的逻辑连接，最后以线圈或指令盒结束。触点不能出现在线圈的右边。 (3)线圈和指令盒一般不能直接连在左边的母线上，如需要的 20 话可通过特殊的中间继电器SM0.0(常ON特殊中间继电器)。 (4)在同一程序中，同一编号的线圈使用两次及两次以上称为双线圈输出。双线圈输出非常容易引起误动作，所以应避免使用。S7-200PLC中不允许双线圈输出。 (5)在手工编写梯形图程序时，触点应画在水平线上，不要画在垂直线上。 (6)不包含触点的分支线条应放在垂直方向，不要放在水平方向，以便于阅读和美观。 (7)应把串联多的电路尽量放在最上边，把并联多的电路放在最左边，这样一是节省指令，二是美观。 21 第三章 STEP7编程软件安装 STEP7是一种比较特殊的专业软件，对安装有相当高的要求，因此对STEP7的安装作以介绍。 3.1安装条件 任何能够运行Windows 95、98、NT、Me、2000或XP操作系统的PC，应有100M以上的硬盘空间，推荐使用最小分辨率为1024×76 小子体。 3.2安装步骤 第一步:关闭所有应用程序，将光盘插入光驱，运行光盘上的 “Setup.exe”文件;如图3-1所示- 图3-1运行光盘上的set.exe文件 第二步:选择安装程序界面的语言，默认使用英语，也可以选用 德语、法语、意大利语等其他语种，如图3.2所示; 22 图3.2 语言的选择 第三步:输入用户信息; 第四步:选择安装目的文件夹，它的默认路径为系统盘:\ProgramFiles\Siemens\STEP7-WIN4.0，也可选择其他路径，但对于西门子的这些专用软件最好选择默认的安装路径，因为默认安装路径的指向更方便使用者日后查找先前储存的文件，或利用WINDOWS系统自带的公文包管理及存储更新文档。 图3.3 选择安装目的文件夹 23 第五步:选择所需语言，在需要的语言的前面划“?”，可以根据需要选择一种或多种语言，此选项与前面不同，所指的是安装完毕后本软件在何种语言环境下为使用者服务。默认语言一般为英语。如果在安装时没有注意到，使用者也可在安装完毕后 在程序的设置中找语言种类选项。 第六步:安装过程中，会出现“Set PG/PC Interface”窗 口，单击“OK”，完成安装，如3-4所示; 3-4Set PG/PC Interface窗口 24 第四章 全自动洗衣机硬件设计 4.1全自动洗衣机PLC控制的控制要求 4.1.1全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理 1 全自动洗衣机的基本结构如下图 2全自动洗衣机的工作流程 全自动洗衣机的单循环工作流程示意图如下图所示。 25 开始 进水 洗涤 排水 脱水 结束 全自动洗衣机的单循环工作流程示意图 3(全自动洗衣机的工作原理 洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。 洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现。 脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。 洗涤完成由蜂鸣器报警。 4.1.2洗衣机控制要求 1.全自动洗衣机控制系统的要求: (1) PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。 (2) 启动时开始进水，水满时停止进水并开始洗涤正转，正转15秒后暂停。 26 (3) 暂停3秒后又开始反转洗涤，反转15秒暂停。 (4) 3秒后若正反转未满3次，则返回从正转洗涤开始，若正反转满3次后，则开始排水。 (5) 水位下降到低水位时开始脱水并继续排水，脱水10秒后即完成一次从进水到脱水的大循环过程，若未完成3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3次循环，则进行洗涤报警。 (6) 报警10秒后结束全部过程，自动停机。 注意:可以按排水按钮以实现手动排水:按停止按钮以实现停止进水、排水、脱水及报警。 27 第五章 全自动洗衣机的软件设计 5(1 洗衣机的I/O配置表 输入设备 PLC输入继电器 输出设备 PLC输出继电器 I0.0 Q0.0 功能 进水电磁阀 I0.1 Q0.1 启动按钮 电动机正转接 触器 I0.2 Q0.2 排水按钮 电动机反转接 触器 I0.3 Q0.3 高水位开关 排水电磁阀 I0.4 Q0.4 低水位开关 脱水电磁离合 器 Q0.5 报警蜂鸣器 (1)定时器分配 具体的定时器分配如下表所示 定时器 功能 T37 洗涤正转计时15S T38 洗涤正转暂停定时3秒 T39 反转洗涤洗涤15S T40 洗涤反转暂停定时3秒 28 T41 脱水计时10s T42 报警定时10S (2)计数器部分 具体的计数器分配如下表所示。 计数器 功能 C5 洗涤循环计数3次 C6 清洗和漂洗计数3次 5.2 功能流程图 (7) PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动,启动时开始进水，水满时停止进水并开始洗涤正转，正转15秒后暂停。暂停3秒后又开始反转洗涤，反转15秒暂停。3秒后若正反转未满3次，则返回从正转洗涤开始，若正反转满3次后，则开始排水。水位下降到低水位时开始脱水并继续排水，脱水10秒后即完成一次从进水到脱水的大循环过程，若未完成3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3次循环，则进行洗涤报警。报警10秒后结束全部过程，自动停机。 29 启动 高水位 15S 3S 15S 正、反洗未满 3次 3 3S 正、反转洗满3次 低水位 30 5.3程序设计 (1)梯形图 31 32 (2)语句表 TITLE=全自动洗衣机 Network 1 // 洗衣机监控状态 // 启动 LD I0.0 O M0.0 33 AN I0.1 AN C6 = M0.0 Network 2 // 进水电磁阀 LD M0.0 AN I0.3 AN Q0.3 = Q0.0 Network 3 // 洗涤电动机正转 LD I0.3 AN T37 AN Q0.3 LD Q0.3 AN I0.4 OLD = Q0.1 Network 4 // 正转洗涤计时 LD Q0.1 O T37 34 AN T40 TON T37, 150 Network 5 // 正转洗涤暂停计时 LD T37 TON T38, 30 Network 6 // 洗涤电动机反转 LD T38 AN T39 = Q0.2 Network 7 // 反转洗涤计时 LD Q0.2 O T39 AN T40 TON T39, 30 Network 8 // 反转洗涤暂停计时 LD T39 TON T40, 30 Network 9 35 // 小循环计数器 LD T40 LD C5 O SM0.1 CTU C5, 3 Network 10 // 排水电磁阀 LD I0.2 O C5 O Q0.3 AN I0.1 AN T41 = Q0.3 Network 11 // 脱水电磁离合器 LD Q0.3 AN I0.4 = Q0.4 Network 12 // 脱水计时 LD Q0.4 TON T41, 100 36 Network 13 LD T41 LD C6 O SM0.1 CTU C6, 3 Network 14 // 报警器 LD C6 O Q0.5 AN T42 AN I0.1 = Q0.5 Network 15 LD Q0.5 TON T42, 100 5.3调试及监控过程 将所设计的程序梯形图输入到STEP7-Micro/WIN32编程软件中， 用S7-200对其进行模拟仿真并找出不符合控制要求的点对其进行更 改，得出符合要求的程序。 程序运行过程如: 37 38 39 40 第六章 总结 6.1 难点分析及调试程序与修改方法 (1)本程序的设计对于定时器的使用需要足够的理解与认识，同时对于正反转的原理通过洗衣机运行出来，报警装置的加入增加安全性。 (2)当程序运行到排水、脱水状态，应关闭高水位开关，随后再重新启动。 (3)程序设计时，由于考虑不甚，出现了双线圈的问题，使程序无法成功运行，即在网络3和网络11中同时亮了Q0.1，通过在网络3并联使得问题得以解决。 (4)6.2 收获和体会 经过一个多月的学习与培训，我对PLC也有了深入的理解，设计成果(全自动洗衣机PLC控制设计)也出来了。俗话说:“天下无难事，只怕有心人”这话一点也不假，开始的时候感觉很难，但是经过上课认真听课，课后认真复习，有了很大的进步，并且我深知PLC这门课是一门很实际，很实用的课，同时老师生动，精彩的授课使我决定我要把它学好，我能学好它。当然想学好用好PLC就必须多动手，多实践，于是我便在以后的学习、培训中抓住每次试验动手的机会，遇到自己不懂的积极问老师，查看书本，一步一个脚印，终于“功夫不负有心人”在此后的学习、试验中我一次次的尝到了那份成功做好一道道编程题后的喜悦和满足，终于在经历风雨后我见到了彩虹，此外我也深知社会是不断发展的，要想成为社会的有用之才就必须抓住在校机会继续学习，我想，我会这样做的～ 41 致 谢 在此要感谢我们的指导张同庄老师对我们悉心的照顾，感谢老师给我们的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在学习过程中所学到的东西是这次 培训的最大的收获和财富，使我终身受益。 42 参考文献 1、王永华，现代电气控制及PLC应用技术(2)，北航，08，02。 2、吴中俊，可编程序控制器原理及应用，机工，05，1。 3、崔坚，西门子S7可编程序控制器——STEP7编程指南，机工，07。 4 、王曙光， S7-200PLC应用基础与实例， 人民邮电出版社, 2007。 5、严盈富，西门子S7-200PLC入门，人民邮电出版社, 2007。 6、罗宇航，流行PLC实用程序及设计(西门子S7-200PLC系列)，西安电子科技大学出版社, 2007。 7、伊宏业，PLC可编程控制器教程. 航空工业出版社, 1997。 8、刘洪涛，黄海编，PLC应用开发从基础到实践，电子工业出版社, 2007。 43