PLC課程設計全自動洗衣機控制系統(tǒng)

1、- 7 -青島理工大學plc（可編程控制器）綜合實訓 班 級 09電氣5班 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 學生姓名 指導教師 日 期 年 月 日 題目（一）：全自動洗衣機控制系統(tǒng)1.1全自動洗衣機plc控制的控制要求1.1.1全自動洗衣機的基本結構、工作流程和工作原理1 全自動洗衣機的基本結構全自動洗衣機的基本結構如圖1-1所示。 圖1-1 全自動洗衣機的基本結構圖2全自動洗衣機的工作流程全自動洗衣機的單循環(huán)工作流程示意圖如圖1-2所示。開始進水洗滌排水脫水結束 圖1-2全自動洗衣機的單循環(huán)工作流程示意圖3全自動洗衣機的工作原理洗衣機的進水、排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。 洗滌正轉、反轉

2、由洗滌電動機驅動波盤正、反轉來實現(xiàn)。 脫水時，由脫水電磁離合器合上、排水電磁閥吸合，洗滌電動機正轉進行甩干。 洗滌完成由蜂鳴器報警。1.1.2洗衣機控制要求1.全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求:（1） 按下啟動按扭及水位選擇開關，開始進水直到高（中、 低）水 位，關水（2） 2秒后開始洗滌（3） 洗滌時，正轉30秒，停2秒，然后反轉30秒，停2秒（4） 如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒（5） 開始清洗，重復（1）（4），清洗兩遍（6） 清洗完成，報警3秒并自動停機（7） 若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計數(shù)）1.2全自動洗衣機控制系統(tǒng)的plc選型和資源配置1.

3、2.1控制系統(tǒng)硬件接線圖1控制系統(tǒng)硬件接線圖全自動洗衣機控制系統(tǒng)硬件接線圖見所附圖紙。2i/o地址分配由于s7-200 224 cpu模塊有14點數(shù)字量輸入，10點數(shù)字量輸出，所以不需要再增加擴展模塊。模塊上的輸入端對應的輸入地址是i0.0i1.2，輸出端對應的輸出地址是q0.0q1.01.2.2模塊功能概述cpu模塊采用西門子公司的6es7 214-1ad23-0xb0模塊。由于該模塊采用直流24v供電(直流晶體管輸出)，有14點數(shù)字量輸入和10點數(shù)字量輸出，完全能滿足全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求，所以不在需要另外的數(shù)字量輸入/輸出模塊。1.3全自動洗衣機控制系統(tǒng)程序設計和調試1.3.1編程軟

4、件 編寫程序見附錄1.3.2程序的流程圖、構成和相關設置1.流程圖正常運行流程圖正常運行流程圖如圖1-4所示。流程圖描述:按下啟動按扭,開始進水;進水到規(guī)定高度,使水位開關接通,實現(xiàn)洗滌正轉,并停止進水;洗滌正轉30s后,停止2秒,反轉30s后,停2秒。計數(shù)器加1,累計洗滌次數(shù);若未滿5次則重復進行洗滌,直至洗滌達到5次,開始排水.由于排水,起動水位降低,當水位低于規(guī)定下限水位時,排空檢測開關接通,開始脫水,脫水30s后,計數(shù)器加1,脫水停止.然后再返回到進水動作 重復上述過程3次,報警并停機洗5次暫停2s30s洗滌反轉暫停2s30s洗滌正轉停止進水進水水滿 n y y排水 n y脫水30s

5、n n y脫水3次 y y n停機報警 y n y 圖1-4 正常運行的流程圖2.程序的構成這個程序只有自動方式。在自動方式下，plc將運行已經(jīng)設置好的程序和參數(shù)（用于全自動洗衣機一切都工作正常的情況下）。3.程序的下載、安裝和調試將各個輸入/輸出端子和實際控制系統(tǒng)中的按鈕、所需控制設備正確連接，完成硬件的安裝。全自動洗衣機程序是由v3.2 step 7 microwin sp4編程軟件的指令完成。若要修改程序，先將plc設定在stop狀態(tài)下,運行編程軟件，打開全自動洗衣機程序，即可在線調試。1.4全自動洗衣機plc控制系統(tǒng)程序1.4.1系統(tǒng)資源分配1.數(shù)字量輸入部分全自動洗衣機控制系統(tǒng)的輸入

6、有啟動、停止、高水位、中水位、低水位、手動排水和手動脫水按鈕以及高水位、中水位、低水位和排空檢測開關共11個輸入點。具體的輸入分配如表1-1所示。 表1-1 輸入地址分配名稱符號地址啟動按鈕sb1i0.0停止按鈕sb2i0.1高水位按鈕sb3i0.2中水位按鈕sb4i0.3低水位按鈕sb5i0.4排空檢測開關st1i0.5高水位檢測開關st2i0.6中水位檢測開關st3i0.7低水位檢測開關st4i1.0手動排水按鈕sb6i1.1手動脫水按鈕sb7i1.21.4.2源程序7ld i0.0o m0.1an c2an i0.1= m0.1= q0.0 圖1-5 啟動指令梯形圖ld m0.1euld

7、 i0.5euoldo m0.3an m0.2= m0.3ld i0.2an i0.6ld i0.3an i0.7oldld i0.4an i1.0olda m0.3= q0.1ld q0.1edton t37, +20ld t37o m0.2an c1a m0.1= m0.2ld m0.2an t38an q0.3a m0.1ld i0.5an t40an q0.3a m0.1oldld i1.2an m0.1old= q0.2ld m0.2an t39ton t38, +300ld t38an t39an i0.5a m0.1= q0.3ld q0.3ton t39, +300ld t39

8、edld t40edctu c1, +5ld c1ld i1.1an m0.1old= q0.ld i0.6= q0.6ld i0.7= q0.7ld i1.0= q1.0ld m0.1tof t30, +30ldn m0.1a t30= q0.5ld m0.2edldn m0.1ctu c2, +3ld i0.5ton t40, +3004題目（一）：自動門控制裝置一、設計目的1進一步鞏固電器與plc控制的基本知識；2掌握設備電氣控制系統(tǒng)的原理設計、施工設計的方法；3掌握plc程序的設計及調試方法；4掌握電氣線路安裝與調試方法；5學會查閱有關專業(yè)資料及設計手冊。二、設計要求和設計指標2.1自

9、動門結構自動門控制裝置由門內光電探測開關k1、門外光電探測開關k2、開門到位限位開關k3、關門到限位開關k4、開門執(zhí)行機構km1（使直流電動機正轉）、關門執(zhí)行機構km2（使直流電動機反轉）等部件組成。2.2自動門的控制要求1）當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關k1或k2時，開門執(zhí)行機構km1動作，電動機正轉，到達開門限位開關k3位置時，電機停止運行。 2）自動門在開門位置停留8秒后，自動進入關門過程，關門執(zhí)行機構km2被起動，電動機反轉，當門移動到關門限位開關k4位置時，電機停止運行。 3）在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關k2或k1時，應立即停止關門，并自動進入開

10、門程序。 4）在門打開后的8秒等待時間內，若有人員由外至內或由內至外通過光電檢測開關k2或k1時，必須重新開始等待8秒后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。三、設計內容3.1自動門裝置結構左右兩塊玻璃門、電動機傳動鏈、限位開關、三相異步電動機、信號發(fā)送與接收裝置（門內外個一個）。圖3-1自動門結構示意圖3.2.1自動門部件的介紹（1）主控制器：它是自動感應門的指揮中心，通過內部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應指令，指揮馬達或電鎖類系統(tǒng)工作；同時人們通過主控器調節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。（2）感應探測器：負責采集外部信號，如同人們的眼睛，當有移動的物體進入它的工作范圍時，它就給主

11、控制器一個脈沖信號； （3）動力馬達：提供開門與關門的動力，控制自動感應門門扇加速與減速運行。 （4）自動感應門扇行進軌道：就象火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進。（5）門扇吊具走輪系統(tǒng)：用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。 （6）同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達所產(chǎn)動力，牽引自動感應門扇吊具走輪系統(tǒng)。 （7）下部導向系統(tǒng)：是自動感應門門扇下部的導向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)前后門體擺動。其工作流程如下：感應探測器探測到有人進入時，將脈沖信號傳給主控器，主控器判斷后通知馬達運行，同時監(jiān)控馬達轉數(shù)，以便通知馬達在一定時候加力和進入慢行運行。3.

12、2.2 plc的功能1）數(shù)據(jù)采集與輸出。2）控制功能:包括順序控制、邏輯控制、定時、計數(shù)等。3）數(shù)據(jù)處理功能: 包括基本數(shù)學運算、比較、對字節(jié)的運算、pid運算、濾波等。 4）輸入/輸出接口調理功能: 具有a/d、d/a轉換功能，通過i/o模塊完成對模擬量的控制和調節(jié)，具有溫度、運動等測量接口。5）通信、聯(lián)網(wǎng)功能: 現(xiàn)代plc大多數(shù)都采用了通信、網(wǎng)絡技術，有rs232或rs485接口，可進行遠程i/o控制，多臺plc可彼此間聯(lián)網(wǎng)、通信，外部器件與一臺或多臺可編程控制器的信號處理單元之間，實現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)交換，如程序轉移、數(shù)據(jù)文文件轉移、監(jiān)視和診斷。在系統(tǒng)構成時，可由一臺計算機與多臺plc構成集中

13、管理、分散控制的分布式控制網(wǎng)絡，以便完成較大規(guī)模的復雜控制。通常所說的scada系統(tǒng)，現(xiàn)場端和遠程端也可以采用plc作現(xiàn)場機。6）支持人機界面功能: 提供操作者以監(jiān)視機器/過程工作必需的信息。允許操作者和pc系統(tǒng)與其應用程序相互作用，以便作決策和調整，實現(xiàn)工業(yè)計算機的分散和集中操作與監(jiān)視系統(tǒng)。7）編程、調試等，并且大部分支持在線編程。3.2.3 plc的基本結構cpu模塊：cpu模塊主要由微處理器cpu芯片和存儲器組成。在plc控制系統(tǒng)中，cpu模塊，它不斷地收集輸入信號、執(zhí)行用戶程序、刷新系統(tǒng)的輸出。存儲器用來儲存程序和數(shù)據(jù)。i/o模塊：輸入模塊和輸出模塊簡稱i/o模塊，它們是系統(tǒng)的眼耳、手

14、腳。是聯(lián)系外部現(xiàn)場設備和cpu模塊的橋梁。輸出模塊用來接受和采集輸入信號。開關量輸入模塊用來接受從按鈕、選擇開關、數(shù)字撥號碼開關、限位開關、光電開關、壓力繼電器等的開關量信號；模擬量輸入模塊用來接受一些如電位器電壓信號、測速發(fā)電機和各種連續(xù)變從器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號；開關量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示器和報警裝置等輸出設備；模擬量輸出模塊用來控制調節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝備。編程器：變頻器用來生成用戶程序，并用它來進行編輯、檢查、修改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。電 源：plc一般使用ac 220v和dc 24v電源，內部的開關電源為各模塊提供不同等的直流電源

15、。本系統(tǒng)plc使用ac220v電源。可編程控制器主要由中央處理單元(cpu)、存儲器(ram、rom)、輸入輸出單元(i/o)、電源和編程器等幾組成。圖3-2 plc硬件結構圖3.3主電路接線圖圖3-3主電路接線圖3.4 plc控制系統(tǒng)的地址分配表表3-1 i/o地址分配表i1.1門內外開關k1、k2有信號q0.1電動機正轉開門i0.3開門限位電開關q0.2電動機反轉關門i0.4關門限位電開關t37時間繼電器i0.5手動開門t38時間繼電器i0.6手動關門i0.7過電流保護開關3.5.i/o接線圖圖3-4 i/o接線圖3.6自動門程序流程圖圖3-5 程序流程圖3.7自動門順序功能圖 圖3-6 自動門