全自動洗衣機PLC設計解讀

1、PLC原理及應用結課考核全自動洗衣機PLC設計姓名：江良猛學號：201315310109班級：13級本5專業(yè)：機械設計制造及其自動化學院：機電工程學院完成日期：2014年6月26日備注：兩人一組合作完成任課教師：孫正教師評分：精品文檔目錄目錄 . 1第 1 章 緒 論 . 3第 2 章 控制系統(tǒng)的控制任務與功能要求 . 4第 3 章 課程的設計步驟 . 53.1 課程的要求 53.2 課程的工藝過程 53.3 主電路 63.4 控制電路 7第 4 章 課程的硬件設計 . 84.1 PLC 選型與硬件配置 84.2 I/O 分配 9第 5 章 軟件設計 . 105.1 流程圖 . 105.2 程

2、序的編制 . 10第 6 章 控制系統(tǒng)模擬調試 . 146.1 模擬調試的方案 14第 7 章 心得與建議 . 15參考文獻 . 17第 1 章 緒 論隨著科學技術的日新月異，自動化程度要求越來越高，原有的洗衣機裝置遠遠不能滿足當 前高度自動化的需要°PLC是專門應用手工業(yè)現(xiàn)場自動控制裝置，再系統(tǒng)軟硬件上采用 抗干擾措施當工作程序需要改變時，只需改變PLC的內部程序，重新編程而無需對外 圍進行重新改動。 本課題在于工業(yè)用洗衣機的研究， 工業(yè)洗衣機適用于洗滌棉、 毛、化纖、 絲綢等衣物織品。水磨洗滌機可用于服裝廠水洗牛仔服及絲綢等衣物。工業(yè)用洗衣機適用 于賓館、飯店、醫(yī)院、學校、工廠等

3、領域，滿足大容量的洗衣要求。但是傳統(tǒng)的基于繼電 器的控制，已經不能滿足人們對洗衣機的自動化程度的要求了。洗衣機需要更好地滿足人 們的需求，必須借助于自動化技術的發(fā)展。而隨著PLC技術的發(fā)展，用PLC作為控制器，就能很好地滿足全自動洗衣機對自動化的要求，并且控制方式靈活多樣，控制模式可以根 據不同場合的應用而有所不同。自動化技術的飛速發(fā)展使得洗衣機由初始的半自動式洗衣 機發(fā)展到現(xiàn)在的全自動洗衣機，又正在向智能化洗衣機方向發(fā)展。自動洗衣機就是將洗衣的全過程（泡浸-洗滌-漂洗-脫水）預先設定好N個程序,洗衣時選擇 其中一個程序 , 打開水龍頭和啟動洗衣機開關后洗衣的全過程就會自動完成 , 洗衣完成時

4、 由蜂鳴器發(fā)出響聲。通過PLC課程設計，進一步掌握PLC的原理和系統(tǒng)設計方法。培養(yǎng)和鍛煉應用PLC的能力。 為今后實際應用和設計PLC系統(tǒng)打下良好的基礎。要求了解PLC控制系統(tǒng)設計的全過程，熟悉 PLC系統(tǒng)設計的相關內容，掌握系統(tǒng)的方法和 步驟。主要包括：系統(tǒng)工藝過程和控制要求；系統(tǒng)分析和方案論證、系統(tǒng)功能圖；硬件設 計、程序設計；系統(tǒng)的調試步驟和方法。完成一個小型系統(tǒng)上位機和下位機的設計。第 2 章 控制系統(tǒng)的控制任務該全自動洗衣機的設計要求可以用流程圖來表示。PLC 投入運行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準備好啟動。啟動時開始進水，水滿（即水位達到高水位）時停止進水并開始正轉洗滌。正轉洗滌15S后暫

5、停，暫停3S后開始反洗滌。反轉15S后暫停，暫停3S后，若正、反洗滌未滿3次，則返回從正洗滌開始的動作；若正、反 洗滌滿 3 次時，則開始排水。排水水位若降到低水位時，開始脫水并繼續(xù)排水。脫水 10S 即完成一次從進水到脫水的工作過程。 未完成 3次大循環(huán)， 則返回從進水開始的全部動作， 進行下一次大循環(huán)；若完成了 3次大循環(huán)，則進行洗完報警。報警10S結束全部過程，自 動停機。此外，還要求可以按排水按鈕以實現(xiàn)手動排水； 按停止按鈕以實現(xiàn)搬運， 停止進水、 排水、 脫水及報警。第 3 章 課程的設計步驟3.1 課程的要求(1) PLC投入運行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準備好啟動。( 2)按下啟動按扭

6、及水位選擇開關，開始進水，水滿(即水位到達高低)時停止進水。(3)洗滌時，正轉 15 秒后暫停，暫停 3 秒后開始反轉洗滌，反轉洗滌 15 秒后暫停，暫 停 3 秒 , 一個小的循環(huán)結束。( 4) 若小循環(huán)未完成 3 次，則返回從正轉洗滌開始的動作，循環(huán)完成了 3 次后，則開始 排水，排空后(水位下降到低位)開始脫水并繼續(xù)排水。脫水 10 秒即完成一次從進水到 脫水的工作循環(huán)過程，一個大的工作循環(huán)。( 5) 若大循環(huán)未完成 3 次，則返回從進水開始的全部動作，循環(huán)完成了 3 次后，則進行( 6)報警 10 秒結束全部過程，自動停機。( 7) 此外按排水按鈕可實現(xiàn)手動排水；按停車按扭可停止進水、

7、排水、脫水及報警。3.2 課程的工藝過程按下啟動按鈕，10.0接通，Q0.0接通并自鎖，Q0.0接通，進水電磁閥打開，開始進水。 到高水位時， I0.3 接通， I0.3 常閉觸點斷開， Q0.0 斷開，進水電磁閥關閉，進水停止； Q0.1接通，電動機正轉(15S),正轉洗滌，同時T38開始計時，T38計時到，T38常閉觸點 斷開，Q0.1斷開，正洗結束；T38常開觸點閉合，M0.0進行自鎖，T42開始計時，T42計 時到，T42常開觸點閉合，Q0.2接通，反洗，T39開始計時。T39計時到，T39常閉觸點斷 開，Q0.2斷開，反洗暫停；T39常開觸點閉合，M0.1進行自鎖，T43開始計時。T

8、43計時 到，T43常開觸點閉合，C50計一次數(shù)；T43常閉觸點斷開，使T38、T42、T39 T43復位， Q0.0又接通，重復進行以上從正洗開始的全部動作，直到C50計滿3次數(shù)時，C50常開觸點接通，排水，Q0,3對C50實現(xiàn)復位，準備下一次循環(huán)時再計數(shù)。排水到低水位時，I0.4接通，Q0.4接通，開始脫水(10S), T40開始計時。T40計時到， T40常閉觸點斷開，脫水完畢，停止排水和脫水；T40常開觸點接通，C51計一次數(shù)。Q0.1常閉觸點閉合，Q0.0又接通，重復進行從進水開始的全部動作，直到C51計滿3次數(shù)時，5歡迎。下載C51常閉觸點斷開，M0.0斷開，停止洗滌；C51常開觸

9、點接通，Q0.5接通并自保，報警。C51常開觸點接通又使C51復位，C51常閉觸點閉合，準備好下一次啟動。Q0.5常開觸點接通，T41開始計時。T41計時到，T41常閉觸點斷開，停止報警。運行中按停止按鈕時，I0.1常閉觸點斷開，貝U M0.0、Q0.0、Q0.1、Q0.4、Q0.5斷開，停 止進水、排水、脫水及報警。按排水按鈕時，I0.2常開觸點閉合，進行手動排水。3.3主電路全自動洗衣機的主電路圖如圖所示上圖可知，KM1控制直流電動機正轉；KM2控制直流電動機機反轉;KM3控制電動機轉動進行甩干脫水。FU1是熔斷器進行保護電路，F(xiàn)R是熱繼電器，熱元件額定電流接近或略大于電動機的額定電流，也

10、是用來保護電路的3.4控制電路第4章課程的硬件設計4.1 PLC 選型與硬件配置PLC的功能日益強大，一般 PLC都具有開關量邏輯運算、定時、計數(shù)、數(shù)據處理等基本功 能，有些PLC還可擴展各種特殊功能模塊，如通信模塊、位置控制模塊等，選型時可考慮 以下幾點：功能與任務相適應，PLC的處理速度應滿足實時控制的要求、PLC結構合理、機型統(tǒng)一、在線編程和離線編程的選擇。全自動洗衣機控制所要求的控制功能簡單，小型 PLC就能滿足要求了。綜上所述，結合下表分析CPU221CPU222CPU224CPU226程序存儲器2048字節(jié)4096字節(jié)用戶數(shù)據存儲器1024字節(jié)2560字節(jié)用戶存儲器類型EEPR0M

11、數(shù)據后備典型時間50h190hI/O6輸入4輸出8輸入6輸出14輸入10輸出24輸入16輸出擴展模塊數(shù)量無2個7個數(shù)字量I/O印象區(qū)大256（128 入/128 出）小模擬量10印象區(qū)大無16入/16出32入/32出小33Hz布爾指令執(zhí)行0.37/微妙/指令速度內部繼電器256計數(shù)器/定時器256/256順序控制繼電器256很據上表可知，該全自動洗衣機控制系統(tǒng) CPU莫塊可采用CPU-224（AC/DC繼電器）模塊,它可控制整個系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地進行。同時由于該模塊采用交流220V供電， 并且自帶14個數(shù)字量輸入點和10個數(shù)字量輸出點，完全能滿足全自動洗衣機控制系統(tǒng)的 要求，所以不再需

12、要另外的電源模塊、數(shù)字量和輸出模塊。4.2 I/O 分配I/O點數(shù)是PLC的一項重要指標。合理選擇I/O點數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求，又可使系 統(tǒng)總投資最低。PLC的輸入輸出總點數(shù)和種類應根據被控對象所需控制的模擬量、開關量、輸入輸出設備情況來確定，一般一個輸入輸出元件要占用一個輸入輸出點?？紤]到今后的 調整和擴充，一般應在估計的總點數(shù)上再加上 20%30%勺備用量。該系統(tǒng)有5個數(shù)字輸入 點6個數(shù)字輸出點，考慮余量后需要7個數(shù)字輸入點8個輸出點?？删幊绦蚩刂破鱅/O分配表表1. I/O分配表輸入輸出I0.0啟動按鈕Q0.0進水電磁閥I0.1停止按鈕Q0.1電動機正轉接觸器I0.2排水開關Q0.2

13、電動機反轉接觸器I0.3咼水位開關Q0.3排水電磁閥I0.4低水位開關Q0.4脫水電磁閥Q0.5報警蜂鳴器第5章軟件設計5.1 流程圖本課程設計的要求可以用流程圖來表示，如下圖所示。洗濂正常1F暫停士、1F暫停#全自動洗衣機動作流程圖5.2 程序的編制0.0Q0L1INTON+150PT100 msT39岡踣31T3S112MD.01T ' 1T)1MOJ J1冋貉4MO.DII742IHTOMPT1C0 ms1 1+30-U202INTOh+詢-PT100 msM0.1M0I1< 37晳停至MD.1T43IINTONIPT1QQ nnsC1clCTUQ13+J-阿絡1DI選擇低

14、農位，進疔1匹脫水111QI4Ir-C INTON+100-PT100 mtT40m n是占主成豐戈丈貓孑卜呱4C2T 1CUCTUQ0.5T 1R+3-PV網事12完成零欠犬循環(huán)，報警1EC2T4110.1Q0.5111 / 11 / 1f 1 11 11 ' 1<>T41INTONPT100 ms+100-第6章控制系統(tǒng)模擬調試6.1模擬調試的方案和運行結果第 7 章 心得與建議回顧起此次PLC課程設計，至今我仍感慨頗多，剛開始拿到題目，感覺很簡單，從選題到 定稿，從理論到實踐，在星期的時間里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的 的東西，同時不僅可以鞏固了以前所

15、學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過 的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠 遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社 會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可 以說得是困難重重，這畢竟第一次做關于PLC的課程設計，難免會遇到過各種各樣的問題， 同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握 得不夠牢固，通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。通過本系統(tǒng)的設計，我了解了 PLC基本邏輯指令的應用，知道怎樣去設計一個 PLC應

16、用程 序，也感覺得到了 PLC在控制方面的巨大優(yōu)勢和潛力，同時也更增強了我學好 PLC的決心 和信心。對全自動洗衣機的控制系統(tǒng)有了深入的理解。全自動洗衣機控制系統(tǒng)利用了西門 子PLC的特點，對按鈕、電磁閥、開關等其他一些輸入輸出點設備進行控制，實現(xiàn)了洗衣 機洗衣過程的自動化。由于每遍的洗滌，排水,脫水的時間由PLC內計數(shù)器控制，所以只要 改變計數(shù)器參數(shù)就可以改變時間?？梢园焉厦嬖O定的程序時間定下來 ,作為固定程序使用 , 也可以根據衣物的質地 , 數(shù)量及油污的程度來編程。只要稍作改變 , 就可以設計出諸如要多 洗多甩的牛仔類衣物 , 輕洗輕甩的羊毛類衣物以及通用的標準洗滌程序 , 充分表其實用

17、性。 總結一個星期來的設計，體會如下： 第一：任何工作都的與人打交道，課程設計設計也不例外，這就需要我們充分的利用好彼 此的力量，充分的協(xié)作，針對設計中出現(xiàn)的問題，站在不同的角度分析問題，匯結大家的 意見，最終達成一致，發(fā)揮了團隊精神。第二：對待任何工作，責任心是必要的；這次畢業(yè)設計的體會，我收獲至深。然更重要的 是，在責任心的驅使下，又該采用何種方法完成，采用何種方法更省時省力，解決問題的 方案很多，永遠堅信“方法總比困難多” ，我想首先分析任務本身，就拿畢業(yè)設計來說， 課題有了， 關鍵是何處著手。 何時何地查找相關資料等等， 尋找突破口充分的解決好問題。 第三：遇到不懂的問題，及時請教老師

18、，抓緊設計的每分每秒，需要調整和改變的地方及 時做出改動，而不能墨守成規(guī)，做人也是同樣的道理。第四：時刻保持奮進的頭腦，不斷接受新事物，挑戰(zhàn)新的問題。千萬記住秒針不停的精品文檔劃圈，我們的思想也應不斷的修正提高。參考文獻2008.2005.2005.1王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術M.北京：北京航空航天大學出版社，2. 王振民.PLC原理及應用M.大慶石油學院.3. 謝克明，夏路易.可編程控制器原理與程序設計M.北京：電子工業(yè)出版社,4. 劉常用.低壓電器與可編程序控制器M.西安：西安電子科技大學出版社，5. 吳存宏.淺談PLC在全自動洗衣機中運用J.家用電器科技，2000, (4).6. 工業(yè).可編程控制器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢J.航天技術與民品，1999, (5).7. 殷洪義.可編程控制器選擇設計與維護M.北京：機械工業(yè)出版社，2002.讀書的好處1、行萬里路，讀萬卷書。2、書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟。3、讀書破萬卷，下筆如有神。4、 我所學到的任何有價值的知識都是由自學中得來的。一一達爾文5、少壯不努力，老大徒悲傷。6、 黑發(fā)不知勤學早，白首方悔讀書遲。一一顏真卿7、寶劍鋒從磨礪出，梅