PLC課程設(shè)計自動洗衣機

1、精品文檔湖南工程學(xué)院課程設(shè)計課程名稱電氣控制與 PLC課題名稱全自動洗衣機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)班級自動化 1081 班姓名邱 麗 江學(xué)號201013110103指導(dǎo)教師譚梅、劉星平1。1歡迎下載精品文檔2013年6 月15 日2。2歡迎下載精品文檔湖南工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱電氣控制與 PLC課題名稱全自動洗衣機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)班級自動化 1081 班姓名邱 麗 江學(xué)號201013110103指導(dǎo)教師譚梅、劉星平審批任務(wù)書下達(dá)日期2013 年6 月3 日3。3歡迎下載精品文檔課程設(shè)計完成日期2013 年6 月14 日4。4歡迎下載精品文檔設(shè)計內(nèi)容與要求一 . 課程設(shè)計的性質(zhì)與目的本課

2、程設(shè)計是自動化專業(yè)教學(xué)計劃中不可缺少的一個綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的重要手段。它的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用本課程所學(xué)知識和技能去分析和解決本課程范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題，建立正確的設(shè)計思想，掌握工程設(shè)計的一般程序和方法。通過課程設(shè)計使學(xué)生得到工程知識和工程技能的綜合訓(xùn)練，獲得應(yīng)用本課程的知識和技術(shù)去解決工程實際問題的能力。二 . 課程設(shè)計的內(nèi)容1. 根據(jù)控制對象的用途、基本結(jié)構(gòu)、運動形式、工藝過程、工作環(huán)境和控制要求，確定控制方案。2. 繪制全自動洗衣機控制系統(tǒng)的 PLC I/O 接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。3. 選擇電器元件，列出電器元件明細(xì)表。4. 上機調(diào)試程序。5.

3、 編寫設(shè)計說明書。三 . 課程設(shè)計的要求1. 所選控制方案應(yīng)合理，所設(shè)計的控制系統(tǒng)應(yīng)能夠滿足控制對象的工藝要求，并且技術(shù)先進，安全可靠，操作方便。2. 所繪制的設(shè)計圖紙符合國家標(biāo)準(zhǔn)局頒布的 GB472884電氣圖用圖形符號、GB698887電氣制圖和 GB715987電氣技術(shù)中的文字符號制定通則的有關(guān)規(guī)定。3. 所編寫的設(shè)計說明書應(yīng)語句通順，用詞準(zhǔn)確，層次清楚，條理分明，重點突出，篇幅不少于 7000 字。主要設(shè)計條件1.PLC 實驗設(shè)備若干。2. 參考文獻若干。1。1歡迎下載精品文檔設(shè)計說明書裝訂順序1. 課程設(shè)計說明書封面。2. 課程設(shè)計任務(wù)書。3. 說明書目錄。4. 正文（按設(shè)計內(nèi)容逐項

4、書寫） 。5. 參考文獻。6. 附錄。7. 課程設(shè)計評分表。計進度安排1. 第一周星期一上午：課題內(nèi)容介紹。2. 第一周星期一下午：仔細(xì)閱讀設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計任務(wù)與要求，收集設(shè)計資料，準(zhǔn)備設(shè)計工具。3. 第一周星期二第一周星期五：確定控制方案。繪制全自動洗衣機電氣控制系統(tǒng)的電氣原理圖、控制系統(tǒng)的 PLC I/O 接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。選擇電器元件，列出電器元件明細(xì)表。4. 第二周星期一：試驗調(diào)試5. 第二周星期二第二周星期五：編寫設(shè)計說明書 , 答辯。參考文獻1 廖常初 . 可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用M. 重慶：重慶大學(xué)出版社2 萬太福 . 可編程序控制器及其應(yīng)用 M.

5、重慶：重慶大學(xué)出版社3 劉祖潤 . 畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo) . 北京：機械工業(yè)出版社4 謝桂林 . 電力拖動與控制 . 北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社5 工廠常用電氣設(shè)備手冊編寫組 . 工廠常用電氣設(shè)備手冊 . 北京：水利電力出版社2。2歡迎下載精品文檔課題：全自動洗衣機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計一. 全自動洗衣機概述全自動洗衣機結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。圖 1 洗衣機結(jié)構(gòu)示意圖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。外桶一固定，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水 ( 甩干 ) 用。內(nèi)桶和四周有很多小孔，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YV1 和排水電磁閥 Y

6、V2 來執(zhí)行。進水時，通過電控系統(tǒng)使進水閥YV1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YV2 打開，將水由外桶排到機外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電機M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CL合上，由洗滌電機 M帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進行甩干。高、低水位開關(guān) SL2 和 SL1 分別用來檢測高、低水位。起動按鈕 SB1 用來起動洗衣機工作。 停止按鈕 SB2用來實現(xiàn)手動停止進水、 脫水及報警。 排水按鈕 SB3 用來實現(xiàn)手動排水。二. 設(shè)計要求該全自動洗衣機的控制要求如下：PC 投入運行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)， 準(zhǔn)備好起動。起動時開始進水 (YV1 得電 )

7、 。水滿 ( 即水位到達(dá)高水位 ) 時(SL2 動作 ) 停止進水并開始洗滌正轉(zhuǎn) (KM1得電 ) ，正洗 15S 后暫停。暫停 3S 后開始洗滌反轉(zhuǎn) (KM2得電 ) 。反洗 15S 后暫停。暫停 3S后，若正、反洗未滿3 次，則返回到從正洗開始的動作處；若正、反洗滿3 次（即內(nèi)循環(huán) 3 次后結(jié)束），則開始排水 (YV2 得電 ) 。水位下降到低水位時 (SL1 復(fù)位 ) 開始脫水 (YV3 得電 ) 并繼續(xù)排水。脫水 10S 即完成一次從進水到脫水的外循環(huán)過程。若未完成 3 次外循環(huán)，則返回到從進水開始的動作處，進行下一次外3。3歡迎下載精品文檔循環(huán)；若完成了3 次外循環(huán)，則進行洗完報警(

8、BE 得電 ) 。報警 10S 后結(jié)束全部過程，自動停機。此外，還要求能通過按排水按鈕來實現(xiàn)手動排水；按停止按鈕來實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫水及報警。三 . 設(shè)計任務(wù)1. 設(shè)計和繪制電氣控制原理圖或 PCI/O 接線圖、功能表圖和梯形圖，編寫指令程序清單。2. 選擇電氣元件，編制電氣元件明細(xì)表。3. 設(shè)計操作面板電器元件布置圖。4. 上機調(diào)試程序并編寫設(shè)計說明書。4。4歡迎下載精品文檔第1章緒論隨著科技的進步和人們生活質(zhì)量的提高，以及人們對精神文明的高度追求，那么全自動洗衣機也揭開了面紗，現(xiàn)在做的比較好的，國內(nèi)有小天鵝、海爾、榮事達(dá)等等，國外有西門子，博世等等。這些廠家所生產(chǎn)的全自動洗衣機還是

9、比較好的，但所謂物以稀為貴，所以相對來說價格還存在很大的異議。而人們追求的高質(zhì)量生活，也就對這些不是很過問了，只要買來好用就可以了，所以目前市場上還是有很大的發(fā)展空間。全自動洗衣機以其固有的優(yōu)點還是贏得了很多的消費者的信賴，應(yīng)用而生，它將是現(xiàn)在到未來的星星產(chǎn)品，所以有必要開發(fā)和改善現(xiàn)有的全自動洗衣機，應(yīng)用最先進的科技技術(shù)，投入最少的資金。而目前隨著 PLC價格下降， PLC的應(yīng)用不斷普及， 同時，PLC本身所具有的：可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單、體積小、功耗低、便于維護等特點使得PLC成為工控領(lǐng)域的首選控制器， 所以可以應(yīng)用該產(chǎn)品進行研發(fā)， 從而達(dá)到洗衣機自動化控制，更多的贏得消費者的青睞

10、。5。5歡迎下載精品文檔第 2 章 總體設(shè)計方案本課程設(shè)計采用的是西門子S7-200 系列的 PLC模塊，通過 I/0接口將已近設(shè)計好的程序送入PLC 模塊中，再通過實驗臺的操作按鈕，定時器和計數(shù)器來模擬控制自動洗衣機的進水，正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，報警和停止等一系列動作。洗衣機的動作如下：進水，正轉(zhuǎn)15 秒，暫停 3 秒，反轉(zhuǎn) 15 秒，暫停 3 秒以上步驟循環(huán) 3 次，排水，脫水循環(huán)3 次，報警和停止。6。6歡迎下載精品文檔第 3 章 硬件電路的設(shè)計3.1 S7200 的介紹S7-200是一種小型的可編程控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200 系列的強大功能使其無論

11、在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200 系列具有極高的性能 / 價格比。 S7-200 系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等等。3.2 S7200 的基本結(jié)構(gòu)、電源可編程邏輯控制器的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此，可編程邏輯控制器的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。 一般交流電壓波動在 +10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不

12、采取其它措施而將 PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去、中央處理單元 (CPU)中央處理單元 (CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。 它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、 I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。 當(dāng)可編程邏輯控制器投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)

13、的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停7。7歡迎下載精品文檔止運行。為了進一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，近年來對大型可編程邏輯控制器還采用雙 CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個 CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。、存儲器存儲器主要包括：系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。、輸入輸出接口電路輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸

14、出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。、功能模塊如計數(shù)、定時等功能模塊。、通信模塊主要用于 PLC與其她控制器之間的通信，如 SCI 通信等。可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點：、系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴展容易，以開關(guān)量控制為其特長；也能進行連續(xù)過程的PID 回路控制；并能與上位機構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)， 實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化。、使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。、能適應(yīng)各種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強，可靠性強，遠(yuǎn)高于其她各種機型。正是由于以上特點PLC被廣泛應(yīng)用

15、于個工程控制領(lǐng)域。FX2n-48MR-D型 PLC屬于 FX2n系列，具有 48 個 I/O 點數(shù)（輸入 24 點，輸出 24 點）的基本單元，繼電器輸出型，使用24V 電源。8。8歡迎下載3.3順序功能圖Sm0.1M0.0R C0I0.4啟動M0.1Q0.0I0.5上限位M0.2Q0.1T37 15SM0.3T38T38M0.4Q0.2T39T40精品文檔R C1進水正轉(zhuǎn)T37暫停T39反轉(zhuǎn)M0.5T40M0.6C0+1C0<3C0=3M0.7Q0.3I0.6M1.0Q0.3T41M1.1C1+1C1=3C1<3暫停排水Q0.4T41脫水 排水M1.2Q0.5T42T42報警9。

16、9歡迎下載精品文檔3.4 控制器 i/0口分布表輸入輸出啟動 (i0.4)x000啟動洗衣機 y000上限位（ i0.5）x001正轉(zhuǎn)y001下限位（ i0.6）x003反轉(zhuǎn)y002手動排水（ i0.1 ）x004排水y003手動停止進水，脫水，報警x005脫水y004報警y005表 3.43.5洗衣機控制原理圖圖 3.510。10歡迎下載精品文檔第 4章 程序設(shè)計4.1 主電路程序1. 系統(tǒng)初始化模塊：2. 洗衣機進水模塊：但按下按鈕 i0.4后 i0.4得電 ,Q0.0D 得電洗衣機進水3. 達(dá)到上限位洗衣機停止進水洗衣機正轉(zhuǎn)11。11歡迎下載精品文檔當(dāng)按下 I0.5 后表明水位達(dá)到上限

17、Q0.1 得電 洗衣機正轉(zhuǎn)同時 T37 計時器開始計時。4. 暫停模塊：當(dāng) t37 定時時間一到 t37 得電， t38 開始定時洗衣機暫停3 秒5. 反轉(zhuǎn)模塊：當(dāng) t38 定時結(jié)束后其常開觸點閉合 Q0.2，m0.4,t39 得電洗衣機反轉(zhuǎn)， t39 開始定時。6. 暫停模塊：12。12歡迎下載精品文檔T39 定時結(jié)束后其常開觸點得電閉合M0.5,T40 得電 t40 開始定時7. 小循環(huán)模塊：T40 定時時間一到后其常開觸點閉合M0.6 得電，計數(shù)器 C0+1，若 C03 則程序返回正轉(zhuǎn)進入循環(huán)狀態(tài)如果c0=3 則進入下一步。8. 排水模塊：13。13歡迎下載精品文檔當(dāng) C0的計數(shù)到 3

18、時其常開觸點 M0.7 得電， Q0.3 得電洗衣機進入排水狀態(tài)當(dāng)水位達(dá)到下限位時常開觸點 I0.6閉合 M1.0，Q0.4，T41 得電洗衣機進入脫水排水階段同時T41 啟動定時9. 大循環(huán)模塊：14。14歡迎下載精品文檔當(dāng) T41 定時到后其常開觸點閉合 M1.1 得電計數(shù)器 C1+1若此時 C1 3 則回到啟動部進入大循環(huán)若此時 C1=3則進入報警狀態(tài)。10. 報警模塊：當(dāng) C1記滿 3 次后其常開觸點閉合 M1.2,Q0.5,T42 得電洗衣機報警， 當(dāng) T42 定時器定時時間到后，系統(tǒng)停止工作返回初始狀態(tài)15。15歡迎下載精品文檔4.2手動電路設(shè)計本設(shè)計要求還要求能通過按排水按鈕來實

19、現(xiàn)手動排水；按停止按鈕來實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫水及報警。1. 手動排水模塊：按下開關(guān) I0.1后 M0.7 被置 1 洗衣機實現(xiàn)手動排水2. 手動停止進水，脫水報警模塊：16。16歡迎下載精品文檔當(dāng)按下按鈕 I0.2后 M1.4 ,M1.5,M1.3被置 1， Q0.0,Q0.4Q0.5 得電，洗衣機進入手動停止進水、脫水及報警狀態(tài)。17。17歡迎下載精品文檔第5章總結(jié)經(jīng)過兩個星期的努力我的課程設(shè)計終于完成了, 但是現(xiàn)在回想起來做課程設(shè)計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜，艱辛同時又充滿樂趣, 不過樂趣盡在其中！通過本次課程設(shè)計，沒有接受任務(wù)以前覺得課程設(shè)計只是對這個學(xué)期來 PLC所學(xué)知

20、識的單純總結(jié)，但是通過這次做課程設(shè)計發(fā)現(xiàn)課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過此次課程設(shè)計的鍛煉，讓我們加深了對PLC 的認(rèn)識和理解，也知道了PLC應(yīng)用于工業(yè)控制的優(yōu)點所在不僅熟悉了全自動洗衣機的工作過程，同時了解到了其內(nèi)部硬件電路的構(gòu)成、每部分電路的設(shè)計等，還學(xué)會了PLC 軟件開發(fā)環(huán)境的使用、各種編程指令的應(yīng)用等更重要的是讓我們看到了自己知識的匱乏，也堅定了以后要不斷的學(xué)習(xí)，不斷的向身邊的人虛心請教，同時要借助于圖書館和網(wǎng)絡(luò)來擴充自己的知識面的決心此次軟件編程使用的主要為步進指令。步進指令簡單，直觀，易于閱讀，使用它來控制洗衣機的工作過程，很是方便。18。18歡迎下載精品文檔附錄源程序：19。19歡迎下載精品文檔20。20歡迎下載精品文檔21。21歡迎下載精品文檔22。22歡迎下載精品文檔23。23歡迎下載精品文檔24。24歡迎下載精品文檔25。25歡迎下載精品文檔參考文獻1 魏志精 . 可編程控制器應(yīng)用基礎(chǔ)【 M】電子工業(yè)出版社 ,20032 周恩濤 . 可編程控制器原理及其在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用【 M】機械工業(yè)出版社3 潘月琴 . 全自動洗衣機的維修【 M】北京科學(xué)技術(shù)出版社 ,20044 廖常初 .PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用北京：機械工業(yè)出版社 ,20035 李國厚 .