基于PLC的自動洗衣機設(shè)計

1、 摘要可編程控制器（PLC）是以計算機技術(shù)為核心的通用自動化控制裝置，它的成功性能強，可靠性高，體積小巧。該全自動洗衣機的設(shè)計是以西門子S7200PLC CPU224為控制核心，分配有12個輸入點和輸出點，采用了7個定時器對電機轉(zhuǎn)動進行計時，2個計數(shù)器對洗衣機進行循環(huán)控制。實現(xiàn)浸泡洗滌漂洗脫水自動控制。S7200漢化版仿真軟件對程序進行調(diào)試，設(shè)計出一套合理的系統(tǒng)，實現(xiàn)預(yù)期功能。關(guān)鍵詞：可編程控制器 全自動洗衣機 S7200PLC 自動控制 CPU224目錄第1章 全自動洗衣機PLC的控制控制要求.41.1全自動洗衣機的基本結(jié)構(gòu)、工作流程和工作原理41.2洗衣機的控制要求5第2章 全自動洗衣機的

2、控制系統(tǒng)資源配置和PLC選型52.1 控制系統(tǒng)硬件接線圖.52.2 PLC外形圖62.3 PLC系統(tǒng)選型72.4 I/O的地址分配82.5 其他硬件選擇.8第3章 全自動洗衣機控制系統(tǒng)程序設(shè)計93.1 編程軟件93.2 流程圖93.3 源程序設(shè)計12第4章 程序調(diào)試224.1 程序的下載224.2 程序調(diào)試的步驟.22第5章 課程設(shè)計總結(jié)與心得.27第6章 參考文獻.28前言隨著社會的發(fā)展，工業(yè)話化的加速，出現(xiàn)了洗衣機，再就是自動洗衣機。無論是波輪式洗衣機也好，都朝著智能化，水流方式多樣化，洗衣機創(chuàng)造化，設(shè)計更趨人性化四大特征方向發(fā)展，傳統(tǒng)的電氣控制已竟不能滿足現(xiàn)狀的要求了，使智能化得控制取代

3、了傳統(tǒng)的工業(yè)控制，洗衣機的工作原理：全自動化洗衣桶和脫水桶是以同一心安放的，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水桶。內(nèi)同的周圍有許多小孔，使內(nèi)桶和外桶水流相通，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。進水時通過控制系統(tǒng)將進水電磁閥打開，經(jīng)水管將水注入到外桶。排水時，通過控制系統(tǒng)將排水電磁閥打開，將水由外桶拍到機外。洗滌正傳、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動撥盤正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機帶動內(nèi)桶進行正反轉(zhuǎn)甩干，高、低水位控制開關(guān)分別用來檢測高、低水位。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。隨著先

4、進科學(xué)技術(shù)發(fā)展，應(yīng)用于洗衣機上的技術(shù)越來越成熟，洗衣機的發(fā)展也越來越快，將來的洗衣機主要議一下方面發(fā)展：1. 高度智能化2. 健康化3. 節(jié)水節(jié)能4. 大容量和微型化 本次設(shè)計主要采用PLC控制技術(shù)設(shè)計全自動洗衣機控制系統(tǒng)，跟傳統(tǒng)的洗衣機有智能化、實時監(jiān)控、人性的功能，本系統(tǒng)最大的優(yōu)點集中體現(xiàn)在：實現(xiàn)功能齊全，外圍電路簡單，時間計算精確一以及可維護方面等。具有可靠性高，安全性好，開發(fā)價值高等一系列的優(yōu)點。第1章 全自動洗衣機PLC控制的控制要求1.1.全自動洗衣機的基本結(jié)構(gòu)、工作流程和工作原理1）全自動洗衣機的基本結(jié)構(gòu)2）全自動洗衣機的工作流程3）全自動洗衣機的工作原理 洗衣機的進水、排水分別

5、由進水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。 洗滌的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由電動機驅(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。 洗滌完成由蜂鳴報警。1.2.洗衣機的控制要求（1）按下啟動按鈕及水位開關(guān)，開始進水直到中水位，關(guān)水。（2）2秒后開始洗滌。（3）洗滌時正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒。（4）如此循環(huán)5次，總共320秒后進行排水，排空后脫水30秒。（5）開始洗滌，重復(fù)（1）（4），清洗三遍。（6）清洗完成，報警3秒自動停機。（7）若按下停車按鈕，可手動排水和脫水。第2章 全自動洗衣機控制系統(tǒng)資源配置和PLC選型2.1制系統(tǒng)硬件接線圖2.2.PLC的外

6、形圖外形圖全自動洗衣機控制系統(tǒng)選擇西門子公司的S7200系列和控制單元，如圖3所示為PLC的如圖3S7-200 CPU將一個微處理，一個集成電源和數(shù)字量I/O點集成在一個緊湊的封裝中，從而形成了一個功能強大的微型PLC，在下載了程序之后，S7-200將保留所需的邏輯，用于監(jiān)控應(yīng)用程序中的輸入輸出設(shè)備。I/0接線端子排；輸出LED指示；前蓋：模式選擇開關(guān)(RUN/STOP)；模擬電位器；擴展端口(適用大部分CPU)狀態(tài)LED：系統(tǒng)錯誤診斷(SF/DIAG)；RUN(運行)；STOP(停止)可選卡插槽：粗存卡；時鐘卡；電池卡通訊口輸入LED指示擴展電纜用于裝上標(biāo)準(zhǔn)(DIN)導(dǎo)軌的夾片2.3.PLC

7、的選型從上面的分析可以知道，系統(tǒng)共有11個輸入點和7個輸出點。如果選用CPU222，需要擴展單元，如果選用CPU226PLC，則價格較高，浪費較大。參照西門子S7200PLC產(chǎn)品目錄及市場實際價格，選用主機CPU224一臺配置如圖3所示2.4.I/O的地址分配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)總共11個輸入點，具體的輸入分配如圖下表所示。2）數(shù)字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、反洗滌電動機、蜂鳴器、指示燈等，具體的輸出分配如下表所示 2.5其它器件

8、選擇1）.輸入器件： 啟動、停止選擇點動按鈕；水位選擇開關(guān)選用具有動合觸點但無自動復(fù)位的旋轉(zhuǎn)開關(guān)；檢測傳感器選用液位開關(guān)；手動排水，手動脫水選擇具有動合觸點且自動復(fù)位的按鈕。2).輸出器件: 啟動、正傳及脫水、反轉(zhuǎn)選用接觸線圈；進水電磁閥、排水電磁閥由于采用直流輸入。所以選用國標(biāo)為MB的電磁閥；報警與水位顯示選用PG指示燈。3）主要電路部分： 由低壓斷路器、熱保護元件、動合觸點及YXD120系列洗衣機專用電機組成。第3章 全自動洗衣機控制系統(tǒng)程序設(shè)計3.1.編程軟件 西門子公司為S7200PLC設(shè)計的STEP7Microwin32V3.2編程軟件S7200漢化版仿真軟件3.2流程圖1）正常流程

9、圖如圖4所示 流程圖描述： 按下啟動按鈕開始進水；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；洗滌正轉(zhuǎn)30秒后，停止2秒，反轉(zhuǎn)30秒后，停止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(dá)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30秒后，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，報警并停止。2）.定時器、計數(shù)器分配 定時器部分： 表三：定時器分配計數(shù)器部分：表四：計數(shù)器3）.正常程序運行流程圖，如圖44）圖紙設(shè)計5)單相異步電動機正反轉(zhuǎn)的主控制圖LN3.3源程序設(shè)計第4章 程序調(diào)試4.1.程

10、序的下載 由于缺少硬件設(shè)備，用S7200仿真軟件來調(diào)試程序；將編寫好的梯形圖程序生產(chǎn)awl文件，運行S7200仿真軟件，選CPU型號為224，導(dǎo)入awl文件運行程序，若要修改程序，先將PLC設(shè)定為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。4.2.程序調(diào)試步驟1）.擇CPU型號為CPU2242)轉(zhuǎn)載程序：3）.運行程序：程序加載后，點便可運行仿真，下方是輸入繼電器，用點動指示燈控制，上方為輸出繼電器；梯形圖中有顏色代表得電。4）.檢查程序運行后，按要求進行輸入，觀察輸出是否達(dá)到控制要求a. 正傳定時器運行正常b. 脫水定時運行正常c.反轉(zhuǎn)定時正常d.循環(huán)計數(shù)正常第5章 課

11、程設(shè)計總結(jié)與心得該全自動洗衣機以西門子S7200PLC為控制核心，實現(xiàn)了洗衣機的全過程（浸泡洗滌漂洗脫水）自動控制，極大的方便了人們的日常生活，提高了人們的生活質(zhì)量，使人們從那種繁重的體力勞動中解脫出來。系統(tǒng)實際合理，實現(xiàn)了預(yù)期功能。當(dāng)然，該系統(tǒng)設(shè)計還存在著一些缺陷，比如：沒有急停按鈕、沒有制動裝置、成本高等?？傊驹O(shè)計還有一定的提升空間。 經(jīng)過將近三周的全自動洗衣機PLC課程設(shè)計，讓我收獲頗豐，不僅熟悉全自動洗衣機的工作工程，還學(xué)會了梯形圖編程。一段時間的課程設(shè)計，讓我加深了對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，更重要的是讓我看到了自己知識的匱乏，也堅定了以后要不斷的學(xué)習(xí)，不斷地向身邊的人虛心請教，同時要借助于圖書館和網(wǎng)絡(luò)來擴展自己的