全自動洗衣機梯形圖控制程序的設(shè)計與調(diào)試

1、 湖北輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機電工程系 項目：全自動洗衣機梯形圖控制程序的設(shè)計與調(diào)試 組 別： 第二大組第1小組 專業(yè)及班級： 11機電四班 學(xué) 生 姓 名： 胡遠 學(xué)號：20110501435 學(xué) 生 姓 名： 游洋 學(xué)號：20110501420 指 導(dǎo) 教 師： 勞澤鋒 目錄1、 設(shè)計目的 3 2、 全自動洗衣機PLC控制的控制要求 3 2.1全自動洗衣機的基本結(jié)構(gòu)、工作流程和工作原理 3 2.2洗衣機控制要求 4 3、 全自動洗衣機控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置 5 3.1控制系統(tǒng)硬件接線圖 6 3.2模塊功能概述 6 4、 全自動洗衣機控制系統(tǒng)程序設(shè)計和調(diào)試 6 4.1編程軟件 8 4.2

2、I/O表 . 8 4.3程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置 8 5、 全自動洗衣機PLC控制系統(tǒng)程序 8 5.1系統(tǒng)資源分配 9 5.2程序 10 6、 實訓(xùn)心得體 14 一、設(shè)計目的：1、進一步掌握和鞏固PLC控制的基本知識。2、掌握PLC程序的設(shè)計，梯形圖的編寫及調(diào)試方法，3、掌握電氣線路安裝與調(diào)試方法。4、學(xué)會查閱有關(guān)專業(yè)資料及設(shè)計手冊 2全自動洗衣機PLC控制的控制要求2.1全自動洗衣機的基本結(jié)構(gòu)、工作流程和工作原理1、工藝要求及動作流程：洗衣機的應(yīng)用現(xiàn)在比較普遍。全自動洗衣機的實物示意圖如下圖1所示。 圖1 自動洗衣機示意圖2全自動洗衣機的基本結(jié)構(gòu)全自動洗衣機主要部分有進水口、啟動按鈕、停

3、止按鈕、控制器、排水按鈕、高水位控制開關(guān)、低水位控制開關(guān)、內(nèi)桶、外桶、波潘、排水口及洗滌電機等構(gòu)成。全自動洗衣機的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩水）用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。該洗衣機的進水和排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進水時，通過電控系統(tǒng)使進水閥打開，經(jīng)進水管將水注入到外桶。排水時，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進行甩干。高、低水位開關(guān)分別用來檢測高、低水

4、位。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作。停止按鈕用來實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫水及報警。排水按鈕用來實現(xiàn)手動排水。2、控制要求1. 水位控制：高水位 低水位進水.程序選擇：全程序 簡易程序（）全程序過程：（循環(huán)次）進水洗滌（正轉(zhuǎn)，停，反轉(zhuǎn)，次）排水（15）脫水（）停止（）簡易程序：（循環(huán)次）進水洗滌（正轉(zhuǎn)，停，反轉(zhuǎn)，次）排水（15）脫水（）停止 2.1.2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所示。開始進水洗滌排水 全自動洗衣機的單循環(huán)工作流程示意圖脫水結(jié)束報警燈加熱電阻絲簡易程序手動脫水開關(guān)啟動按鈕停止按鈕手動排水開關(guān)水位選擇開關(guān)（高，中，低）水位檢測設(shè)備（高，中，低）PLC

5、電磁進水閥電磁排水閥洗滌電動機脫水桶2.1.3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(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)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(zhuǎn)進行甩干。 洗滌完成由蜂鳴器報警。3全自動洗衣機控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置3.1控制系統(tǒng)硬件接線圖3.1.1控制系統(tǒng)硬件接線圖全自動洗衣機的控制系統(tǒng)硬件接線示意圖 PLC外部接線圖3.1 I/O地址分配由于S7-200 224 CPU模塊有9點數(shù)字量輸入，7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(yīng)的輸入地址是I0.0I1.0，輸出端對應(yīng)的輸出

6、地址是Q0.0Q0.6.3.2模塊功能概述由于該模塊采用直流24V供電(直流晶體管輸出)，有9點數(shù)字量輸入和7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。4全自動洗衣機控制系統(tǒng)程序設(shè)計和調(diào)試4.1編程軟件以西門子公司為S7-200PLC設(shè)計的V4.0 STEP 7編程軟件。4.2程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置4.2.1流程圖正常運行流程圖起動脫水3次30S脫水排水洗5次暫停2S30S洗滌反轉(zhuǎn)暫停2S30S洗滌正轉(zhuǎn)停止進水進水 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(guān)接通,實現(xiàn)洗滌正轉(zhuǎn),并停止進水, 2秒后開始洗滌,洗滌正轉(zhuǎn)3

7、0S后,停止2秒,反轉(zhuǎn)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(fù)進行洗滌,直至洗滌達到5次,開始排水.由于排水,水位降低,當(dāng)水位低于規(guī)定下限水位時,排空檢測開關(guān)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(fù)上述過程3次,報警3秒并停機。加熱 N Y Y N Y N Y Y N Y NY NY報警3秒停機 正常運行的流程圖4.2.2.程序的構(gòu)成在自動方式下，PLC將運行已經(jīng)設(shè)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）。4.2.3.程序的下載、安裝和調(diào)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(shè)備正確連接，完成硬件的安裝

8、。全自動洗衣機程序是由V4.0 STEP 7 編程軟件的指令完成。若要修改程序，先將PLC設(shè)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(diào)試。5全自動洗衣機PLC控制系統(tǒng)程序5.1系統(tǒng)資源分配5.1.1 數(shù)字量輸入部分全自動洗衣機控制系統(tǒng)的輸入有啟動、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(guān)共11個輸入點。具體的輸入分配如表1所示。 表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低水位按鈕SB4I0.3加熱開關(guān)SB5I0.4手動脫水按鈕SB6I0.5溫度控制傳感器ST1I

9、0.6J簡易程序SB7I0.7手動排水按鈕SB8I1.05.1.2 數(shù)字量輸出部分全自動洗衣機控制系統(tǒng)的外部設(shè)備有進水電磁閥、排水電磁閥、正/反轉(zhuǎn)洗滌電動機、蜂鳴器、指示燈等。具體的輸出分配如表2所示。表2 輸出地址分配名稱符號地址進水閥控制繼電器J1Q0.0電動機正轉(zhuǎn)繼電器J2Q0.1電動機反轉(zhuǎn)繼電器J3Q0.2排水發(fā)閥控制繼電器J4Q0.3脫水控制繼電器J5Q0.4報警信號燈HLQ0.5加熱電阻絲J6Q0.65.1.3 定時器部分具體的定時器分配如表3所示。表3 定時器分配定時器功能 T37高水位定時器25秒 T38低水位定時器15秒 T39洗滌正轉(zhuǎn)定時3秒 T40洗滌反轉(zhuǎn)定時2秒 T41

10、正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)停1秒 T42排水定時15秒 T43脫水定時10秒 T44報警定時3秒5.1.4 計數(shù)器部分具體的計數(shù)器分配如表4所示。表4 計數(shù)器分配計數(shù)器功能 C0洗滌1次 C1洗滌循環(huán)計數(shù)200次 C2清洗和漂洗計數(shù)3次 全程序 C3清洗和漂洗計數(shù)2次 簡易程序6程序梯形圖六、程序調(diào)式與實訓(xùn)心得 程序調(diào)試: 程序調(diào)試在V4.0 STEP 7軟件編寫完程序后下載到S7-200PLC 中進行模擬調(diào)試軟件中進行調(diào)試，CPU型號為CPU224，運行的預(yù)期效果為： 1. 低水位下的全洗模式：按下I0.0和I0.3后進水指示燈亮Q0.0 亮，當(dāng)?shù)退患铀畷r間到時（加熱器開始加熱Q0.6接通，當(dāng)加熱到設(shè)定溫

11、度I0.6時電機正傳接通）電機正轉(zhuǎn)接觸器Q0.1 亮，3秒后電機停1秒，1秒后反轉(zhuǎn)電機接觸器Q0.2亮，2秒后反轉(zhuǎn)停止正轉(zhuǎn)開始，如此循環(huán)200次，200次后電機停止，排水電磁閥接通排水指示燈Q0.3亮,15秒后排水電磁閥關(guān)閉，甩干電磁閥接通Q0.4亮，10秒后甩干電磁閥關(guān)閉低水位進水電磁閥接通Q0.0亮。進行上面的程序，如此循環(huán)3次洗滌完畢，報警指示燈Q0.5亮。 2.高水位下的全洗模式：按下啟動I0.0 高水位選擇I0.2 ，其他是按照低水位程序一樣，只是加水時間不同。3.簡易程序就是清洗次數(shù)為2次。4.手動排水按下I1.0后排水電磁閥Q0.3亮 。 5.手動脫水按下I0.5后脫水電磁閥Q0

12、.4亮。 實訓(xùn)總結(jié) 經(jīng)過 2天的努力，PLC 全自動洗衣機系統(tǒng)設(shè)計完畢，其功能基本達到要求。在設(shè)計系統(tǒng)的過程中我們遇到了很多的困難，因為比起 其他的 PLC 設(shè)計，洗衣機的系統(tǒng)程序比較復(fù)雜一些 。我們小組在之前找了一些關(guān)于洗衣機控制系統(tǒng)的資料， 首先對全自動洗衣機的洗衣 過程有所了解，根據(jù)課題的控制要求決定 I/O 設(shè)備及分配；接下來的 是要對全自動洗衣機狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計，我們先把它的任務(wù)分解，弄清各狀態(tài)的功能，再找出各狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件及方向，經(jīng)過一翻的思考與討論，我們艱難的完成了這一個步驟： 最困難的步驟就要數(shù)編程了， 編程的過程中有許多不懂的地方， 但在我們激烈的討論與問老師的情況下，這一座堡壘終于被我們攻克了。 控制系統(tǒng)的設(shè)計是復(fù)雜