plc控制全自动洗衣机

plc控制全自动洗衣机 摘要 山东理工大学 电气与电子工程学院 课程指导书 设计目: 全自动洗衣机PLC控制系统设计 课程名称: 综合课程设计 专业班级: 学生姓名: 学 号: 1021042037 指导教师: 起止日期: 2011-6-20----2011-7-1 2011 年 6 月 20 日 1 摘要 摘 要 随着科学技术不断进步和社会飞速发展，洗衣机成为人民日常生活息息相关的家用电器产品。 洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。基于全自动洗衣机的应用日益广泛，可编程控制器(PLC)以微处理器为核心，具有可靠性高，控制功能强，使用灵活方便等优点。特别是由PLC实现的控制系统，普遍采用依据继电接触器控制系统电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计，结构简单，抗干扰能力强，运行稳定可靠，可方便地设置定时时间，编程容易，功能扩展方便，修改灵活等，并且有完善的自诊断和显示功能，维修工作极为简单。本次设计利用西门子S7—200PLC控制全自动洗衣机，实现了洗衣机的全自动注水、洗涤、排水、脱水、门开关保护、检测水位低、工作状态显示、显示洗涤剩余时间、完成报警等一系列功能。 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，通过电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、中、低浮球水位开关分别用来检测高、中、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作。按下停止按钮洗衣机停止自动运行，需手动来完成排水、脱水。排水按钮用来实现手动排水。脱水按钮实现手动脱水。 关键词:可编程控制器 全自动洗衣机 西门子S7—200 2 目录 摘 要 ....................................................................................................... 1 目录 ......................................................................................................... 3 第一章 概述 ......................................................................................... 4 1.1 本课题研究的主要 ........................................................... 4 1.2 系统的组成与功能 ................................................................... 4 1.3 全自动洗衣机控制元件布置图 ................................................. 5 第二章 主电路设计 ............................................................................... 6 第三章 控制电路设计 ............................................................................ 7 3.1 PLC输入/输出继电器地址分配 .............................................. 7 3.2 I/O口连接图 ............................................................................ 7 第四章 流程图、梯形图的设计 .......................................................... 9 4.1 全自动洗衣机控制流程图 ....................................................... 9 4.2 全自动洗衣机控制自动运行功能图 ...................................... 12 4.3 全自动洗衣机控制梯形图 ..................................................... 13 参考文献 ............................................................................................... 17 致谢 ....................................................................................................... 18 3 第一章 概述 第一章 概述 1.1 本课题研究的主要内容 本课题需研制出可靠性高、易于操作的全自动洗衣机控制方法，该系统采用PLC控制，主要包括电动机正反转控制、进排水电磁阀控制、脱水、门开关保护、检测水位高低、工作状态显示、显示洗涤剩余时间、完成报警等一系列工作，研究的具体内容包括: (1) 按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高(中、 低)水 位，自动关水 (2)进水结束2秒后开始洗涤 (3)洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒 (4) 如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒 (5) 开始清洗，重复(1),(4)，清洗两遍 (6) 清洗完成，报警3秒并自动停机 (7) 具有手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数) (8)设有门开关保护，打开门后所有工作结束，关门后继续洗涤 (9)洗衣机设有洗涤剩余时间显示、高低水位显示、工作过程指示 1.2 系统的组成与功能 该系统的设计主要包含两大部分，硬件部分选型，软件部分设计。其中软件部分包括PLC软件部分设计，组态软件设计两部分部分。而软件设计是核心内容。 4 第一章 概述 1.3 全自动洗衣机控制元件布置图 电源启动指示灯 注水洗涤排水脱水 低 高中 启动停止排水脱水 图1-1 全自动洗衣机控制元件布置图 5 第二章 主电路设计 第二章 主电路设计 在主电路中我们主要是考虑如何控制交流电机运转和怎么实现电路保护。由于家庭用电为两相电源，而非三相电，所以怎样用两相电来控制电动机的正反转应进行考虑。 洗衣机PLC控制主电路图如图所示。 KM1220VL1FU C KM2 L2 M 图2.1 主电路图 6 第三章 控制电路设计 第三章 控制电路设计 全部控制对象为开关量控制，根据这一特点和控制要求，选择S7-200作为主控制器。 3.1 PLC输入/输出继电器地址分配 全自动洗衣机控制系统PLC输入输出继电器地址分配如下所示: 输入 电路器件 输出 电路器件 I0.0 启动按钮SB1 Q0.0 启动指示灯L1 I0.1 停止按钮SB2 Q0.1 注水电磁阀YV1 I0.2 低水位选择开关KB1 Q0.2 正转洗涤KM2 I0.3 中水位选择开关KB2 Q0.3 反转洗涤KM3 I0.4 高水位选择开关KB3 Q0.4 脱水电磁离合器YC I0.5 低水位浮球开关SQ1 Q0.5 排水电磁阀YV2 I0.6 中水位浮球开关SQ2 Q0.6 注水指示灯L2 I0.7 高水位浮球开关SQ3 Q0.7 洗涤指示灯L3 I1.0 箱底水位检测开关SQ4 Q1.0 排水指示灯L4 I1.1 手动排水按钮SB3 Q1.1 脱水指示灯L5 I1.2 自动排水按钮SB4 Q1.2 蜂鸣器 I1.3 门开关SQ5 图3-1 PLC 输入/输出继电器地址分配 3.2 I/O口连接图 全自动洗衣机控制系统选择S7-200系列PLC，型号为S7-200-CPU-226AD/DC/RELAY作为控制单元。 S7-200-CPU-226AD/DC/RELAY基本单元集成的I/O数量为40个，其中24为输入，16为输出。 洗涤剩余时间显示模块由于数码管显示硬件电路复杂且需输出口扩展所以选择更为简单经济的S7-200系列PLC自带文本显示器TD200. 7 第三章 控制电路设计 L1 SB1Q0.0I0.0 YV1 Q0.1SB2 I0.1KM2KM1 KB1Q0.2I0.2 KB2KM1KM2I0.3Q0.3 KB3I0.4YCQ0.4 SQ1I0.5YV2 SQ2Q0.5I0.6 SQ3L2I0.7Q0.6 SQ4I1.0L3Q0.7 SB3L4I1.2 Q1.0 SB4L5 I1.3Q1.1S7-200-CPU-226AD/DC/RELAY SQ5 I1.4Q1.2 COMCOM TD-200 F1F2F3F4 图3-2 I/O接线图 使用文本显示器时根据相关技术要求，先组态TD200画面，达到预期目的。 “工具”——“文本显示向导”，先配置TD200，然后点击“用户菜单”，配置用户菜单。本设计中剩余事件数存储在V存储区VW1600中。 8 第四章 流程图、梯形图的设计 第四章 流程图、梯形图的设计 4.1 全自动洗衣机控制流程图 软件是建立在硬件的基础之上，确定程序结构然后进行主程序的设计。电镀行车的软件部分主要由主程序及流程图来实现控制要求。 图4-1是本系统的PLC流程图，流程图中采用内部辅助继电器来完成各个功能，通过对流程的翻译生成PLC程序。 9 第四章 流程图、梯形图的设计 开始开始 正常运行正常运行 否否 按下停止按钮洗衣机门打开 是是洗衣机所有动作停止洗衣机所有动作停止 按下排水按钮洗衣机门闭合 否否 是洗衣机继续动作排水 是 结束 排完水 否 排水电动机停止 是 按下脱水按钮 否 脱水，计时30S是 脱水电动机停止 计时时间到否 图4-1手动排水脱水流程图 图4-2 开门中断流程图 是 10 结束 第四章 流程图、梯形图的设计 开始 否设定水位 是 按下启动按钮 否 注水 是 水位到达设定位置 否停止注水，计时2S 是计时时间到 否正转洗衣，计时30S 是 计时时间到 否停止洗衣计时2S 是 计时时间到 否反转洗衣，计时30S 是 计时时间到 图4-3 全自动洗衣机自动控制流程图 否 11 停止洗衣计时2S 否是 计时时间到 是 洗衣五次 否 排水 是 是否排完 否脱水，计时30S 是否 计时时间到 是 洗衣过程运行2次 报警，计时 2S 计时时间到 停止报警 结束 SM0.1 0SB0 SM0.10SB1I0.0 M0.2 I1.3 20 I1.3 第四章 流程图、梯形图的设计 4.2 全自动洗衣机控制自动运行功能图 300MOV-B ENI1.3 INOUT 20 MOV-BT37S0.0REN1T38I1.3RINOUTT391R1T40R1T41R1T42R3001Q0.1S0.1I1.3 Q0.6T3720S0.2 TONRQ0.1INS0.3 T37SPTT38M2.21T38TONRIN PTS0.4T39T39 TONRC40Q0.6INS0.7CTUINPTT40SM0.1TONRS0.5RINPVT405PT T41T41C40T38TONRS0.7RINI1.3T40T391RPT1RS0.6C401T41RQ0.41Q0.7 Q1.1Q0.5T42300RS1.1TONRT42I1.01INQ1.0 PTC41 S1.2CTUT42S1.2C41INRT371SM0.1RC41R1 Q1.2PV2S1.3 T43T43TON S1.0IN 图4-4 全自动洗衣机自动控制流程图 PT30 12 第四章 流程图、梯形图的设计 I0.1MOV-BI1.0I1.14.3 全自动洗衣机控制梯形图EN ENOQ0.1 Q0.5INOUTSB00 M0.0 I1.2T43Q0.4MOV-BQ0.2ENENOI0.4 Q0.30SB1INOUT M0.0Q0.5Q0.4 //手动排水I0.0MOV-DW ENENO VW1600INOUT12 T43 TONIN//手动脱水I0.0Q0.1Q0.5SUB-ISM0.4 I1.0ENENOP300PT IN1VW1600 1IN2OUTVW1600 //停止SM0.1 ENO //显示 M0.2I0.2I0.5 ENOI0.3I0.6 I0.4I0.7MOV-B EN INOUT0SB0SM0.1S0.0MOV-BSCR ENSM0.0//设定水位 0SB1INOUTSS0.01 T37 R 1T38 R //有记忆定时器复位1T39 R 1T40 R 1T41 R 1T42 R 1 13 I0.0S0.1第四章 流程图、梯形图的设计 SCRTSCRE S0.1 SCRI1.3SM0.0Q0.1 //注水 Q0.6I1.3SM0.0 SCRTM0.2S0.2S0.2 SCRI1.3SM0.0SCRET37 TONRIN 20PT SCRTT37S0.3 S0.3 SCRESCR//正转洗衣Q0.2 SQ0.7T381TONRIN 300PT SCRT T38S0.4I1.3SM0.0S0.4SCRE SCR T39 SCRTTONRIN 20PTT39SM0.0S0.5I1.3Q0.3 T40SCRE TONRIN S0.5 14 300PTSCR //反转洗衣 T40S0.6 SCRE第四章 流程图、梯形图的设计 SCRT S0.6SCR T41I1.3SM0.0TONRIN 20PT T41SCRTS0.7 SM0.0 SCRE T38S0.7 RSCR1T39 R 1T40C40 RS0.7 CTU1INT41 RSM0.1R1 PV5 C40S0.3 SCRT C40S1.0 S1.0SCRT SCR Q0.7SM0.0 R //排水1Q0.5 Q1.0SCRE 15 第四章 流程图、梯形图的设计 I1.0S1.1 SCRT SCRE S1.1SM0.0I1.3SCR //脱水Q0.4 Q1.1 T42 TONRIN 300PT T42S1.2S1.2SCRT SCRSM0.0SCRET38 R 1T39 R 1 C41S1.2CTUIN SM0.1R C41PVS0.12 SCRT SCRES1.3C41S1.3 SCRSCRTSM0.0 Q1.2 T43 TONIN 300PT T43S0.0 SCRT SCRE 图4-5 全自动洗衣机控制梯形图 16 //报警 参考文献 参考文献 [1] 于桂音 邓洪伟. 电气控制与PLC.中国电力出版社.2010.7 [2] 于庆广. 可编程控制器原理及系统设计.清华大学出版社.2004 [3] 张进秋. 可编程控制器原理及应用实例.机械工业出版社.2004 [4] 吴作明.PLC开发与应用实例详解.北京航空航天大学出版社.20071] [5] 贾德胜. PLC应用开发实用子程序.人民邮电出版社.2006 17 致谢 致谢 由于设计者知识水平有限，似的设计过程中出现了不少问题，经查阅资料与指导老师 的指正才得以将问题一一解答。当然由于设计时间的仓促，论文中错误与不妥之处也在所难免，恳请各位老师予以指导与谅解。 这次设计首先要特别感谢我们的指导老师姜殿波老师，感谢于老师的耐心指导和帮助，没有您的帮助，将很难如期完成这次设计。其次要感谢我们组的其他成员，这次设计是我们密切合作的成果。再次向于老师和合作伙伴表示衷心的感谢 18