全自動洗衣機(jī)梯形圖控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試

1、 3. 全自動洗衣機(jī)梯形圖控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試全自動洗衣機(jī)應(yīng)帶有洗滌方式選擇、水位選擇。通過三個開關(guān) QS、SB1、SB2 對洗衣機(jī)的洗滌過程進(jìn)行控制：QS是系統(tǒng)運(yùn)行控制開關(guān)，控制整個洗衣過程。SB1是洗滌方式選擇按鈕，控制強(qiáng)洗/弱洗兩種洗滌方式的切換，即按一下，進(jìn)入強(qiáng)洗狀態(tài)，再按一下，又進(jìn)入弱洗狀態(tài)，如此反復(fù)循環(huán)。SB2是運(yùn)行/暫停兩種狀態(tài)的選擇按鈕，即按一下，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，再按一下，又進(jìn)入暫停狀態(tài)，如此反復(fù)循環(huán)。洗滌水位由機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)控制，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置各種洗滌水位，由檢測開關(guān)輸出觸點(diǎn)“通”、“斷”信號，表示“水位到（ON）”及“水排空（OFF）”兩種狀態(tài)。洗衣程序必須經(jīng)過一洗二漂，洗衣

2、結(jié)束，報(bào)警提示10秒。整個工作過程，參見工作流程框圖。 動作要求如下： ² 洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。 ² 洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機(jī)驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。 ² 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(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。 ² 洗滌完成由蜂鳴器報(bào)警。 ² 洗衣機(jī)所需要的輸入/輸出信號有: 工作流程圖如下： 電器與可編程控制器課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課程設(shè)計(jì)題目：全自動洗衣機(jī)梯形圖控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試 學(xué) 院： 專業(yè)及班級： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 指 導(dǎo) 教 師： 目錄1引言 22全自動洗衣機(jī)PLC控制的控制要求

3、 22.1全自動洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作流程和工作原理 3 2.2洗衣機(jī)控制要求 4 3全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置 4 3.1控制系統(tǒng)硬件接線圖 4 3.2模塊功能概述 5 4全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試 5 4.1編程軟件 5 4.2程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置 5 5全自動洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)程序 7 5.1系統(tǒng)資源分配 7 5.2源程序 8 6 結(jié)束語 15 7參考文獻(xiàn) 168 附錄171 引言 隨著社會的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動控制系統(tǒng)開始進(jìn)入了人們的生活，以PLC為核心的電動機(jī)控制系統(tǒng)就是其中之一。同時也標(biāo)志了自動控制領(lǐng)域成

4、為了數(shù)字化時代的一員。它實(shí)用性強(qiáng)，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，使人們相信這是科技進(jìn)步的成果。它更讓人類懂得，數(shù)字時代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳?，將加快科學(xué)技術(shù)的發(fā)展.可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、價(jià)格低、可靠性高，PLC在現(xiàn)代工業(yè)中的作用將更加突出。2全自動洗衣機(jī)PLC控制的控制要求2.1全自動洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作流程和工作原理2.1.1全自動洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)全自動洗衣機(jī)主要部分有進(jìn)水口、啟動按鈕、停止按鈕、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(jī)等構(gòu)成。 2.1.2全自動洗衣機(jī)的工作流程全自動洗衣機(jī)的單循環(huán)工作流程示意圖如圖1所示。開始 進(jìn)水洗滌排

5、水脫水結(jié)束 圖1全自動洗衣機(jī)的單循環(huán)工作流程示意圖2.1.3全自動洗衣機(jī)的工作原理洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水分別由進(jìn)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(jī)驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)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(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。 洗滌完成由蜂鳴器報(bào)警。2.2洗衣機(jī)控制要求2.2.1.全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求:（1） 按下啟動按扭及水位選擇開關(guān)，開始進(jìn)水直到高（中、 低）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秒后開始排水，排空后脫水30秒（5） 開始清洗，重復(fù)（1）（4），清洗兩

6、遍（6） 清洗完成，報(bào)警3秒并自動停機(jī)（7） 若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計(jì)數(shù)）3全自動洗衣機(jī)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(jī)的控制系統(tǒng)硬件接線示意圖如圖2所示。 圖2全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)硬件接線示意圖3.1.2 PLC外形圖全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)選擇西門子公司的S7-200系列PLC作為控制單元，如圖3所示為所選PLC外形圖。 圖3 PLC外形圖3.1.3I/O地址分配由于S7-200 224 CPU模塊有14點(diǎn)數(shù)字量輸入，10點(diǎn)數(shù)字量輸出，所以不需要再增加擴(kuò)展模塊。模塊上的輸入端對應(yīng)的輸入地址是I0.0I1

7、.2，輸出端對應(yīng)的輸出地址是Q0.0Q1.03.2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14點(diǎn)數(shù)字量輸入和10點(diǎn)數(shù)字量輸出，完全能滿足全自動洗衣機(jī)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(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試4.1編程軟件以西門子公司為S7-200PLC設(shè)計(jì)的V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4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(yùn)行流程圖正常運(yùn)行流程圖如圖4所示。流程圖描述: 按下啟動按扭,開始進(jìn)水;進(jìn)水到規(guī)定高度,使水位開關(guān)接通,實(shí)現(xiàn)洗滌正轉(zhuǎn),并停止進(jìn)水, 2秒后開始洗滌,洗滌正轉(zhuǎn)30S后,停止2

8、秒,反轉(zhuǎn)30S后,停2秒。計(jì)數(shù)器加1,累計(jì)洗滌次數(shù);若未滿5次則重復(fù)進(jìn)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,脫水30S后,計(jì)數(shù)器加1,脫水停止.然后再返回到進(jìn)水動作 重復(fù)上述過程3次,報(bào)警3秒并停機(jī)。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(jìn)水進(jìn)水 水滿 N Y Y N Y N Y Y N Y NY NY報(bào)警3秒停機(jī) 圖4 正常運(yùn)行的流程圖4.2.2.程序的構(gòu)成在自動方式下，PLC將運(yùn)行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)（用于全自動洗衣機(jī)一切都工作正常的情況下）。4.2.3.程序的下載、安裝和調(diào)

9、試將各個輸入/輸出端子和實(shí)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。全自動洗衣機(jī)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(shè)定在STOP狀態(tài)下,運(yùn)行編程軟件，打開全自動洗衣機(jī)程序，即可在線調(diào)試。5全自動洗衣機(jī)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(jī)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(diǎn)。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S

10、B3I0.2中水位按鈕SB4I0.3低水位按鈕SB5I0.4排空檢測開關(guān)ST1I0.5高水位檢測開關(guān)ST2I0.6中水位檢測開關(guān)ST3I0.7低水位檢測開關(guān)ST4I1.0手動排水按鈕SB6I1.1手動脫水按鈕SB7I1.25.1.2 數(shù)字量輸出部分全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、正/反轉(zhuǎn)洗滌電動機(jī)、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啟動指令J1Q0.0進(jìn)水閥控制繼電器J2Q0.1電動機(jī)正轉(zhuǎn)及脫水繼電器J3Q0.2電動機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器J4Q0.3排水閥控制繼電器J5Q0.4報(bào)警蜂鳴器HAQ0.5高水位指示燈HL1Q0.6中水位指示燈HL

11、2Q0.7低水位指示燈HL3Q1.05.1.3 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延時2秒開始洗滌T38洗滌正轉(zhuǎn)定時30秒T39洗滌反轉(zhuǎn)定時30秒T40脫水定時30秒T41報(bào)警定時3秒5.1.4 計(jì)數(shù)器部分具體的計(jì)數(shù)器分配如表4所示。表4 計(jì)數(shù)器分配計(jì)數(shù)器功能C1洗滌循環(huán)計(jì)數(shù)5次C2清洗和漂洗計(jì)數(shù)3次5.2源程序5.2.1 啟動全自動洗衣機(jī)Q0.0是啟動輸出，M0.1是啟動輔助繼電器，當(dāng)洗衣機(jī)的啟動按鈕按下時，Q0.0和M0.1得電。它的指令程序?yàn)椋篘etwork 1 開始洗滌LD I0.0O M0.1AN C2AN I0.1= M0.1= Q0.0 所對應(yīng)

12、的梯形圖如圖5所示圖5 啟動指令梯形圖5.2.2 進(jìn)水閥控制洗衣機(jī)啟動后，再按下水位選擇開關(guān)，進(jìn)水電磁閥得電，洗衣機(jī)開始進(jìn)水。當(dāng)所選擇水位的限位開關(guān)動作后,進(jìn)水電磁閥釋放，洗衣機(jī)停止進(jìn)水。它的指令程序?yàn)椋篘etwork 2 進(jìn)水閥控制LD M0.1EULD I0.5EUOLDO M0.3AN M0.2= M0.3Network 3LD I0.2AN I0.6LD I0.3AN I0.7OLDLD I0.4AN I1.0OLDA M0.3= Q0.1Network 4LD Q0.1EDTON T37, +20Network 5LD T37O M0.2AN C1A M0.1= M0.2所對應(yīng)的梯形

13、圖如圖6所示 圖6進(jìn)水閥控制梯形圖5.2.3洗滌控制當(dāng)進(jìn)水電磁閥釋放2秒后，洗衣機(jī)開始洗滌。洗滌時，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒，如此循環(huán)5次，總共320秒。它的指令程序?yàn)椋篘etwork 6 正轉(zhuǎn)及脫水控制LD M0.2AN T38AN Q0.3A M0.1LD I0.5AN T40AN Q0.3A M0.1OLDLD I1.2AN M0.1OLD= Q0.2Network 7LD M0.2AN T39TON T38, +300Network 8 反轉(zhuǎn)控制LD T38AN T39AN I0.5A M0.1= Q0.3Network 9LD Q0.3TON

14、 T39, +300Network 10LD T39EDLD T40EDCTU C1, +5所對應(yīng)的梯形圖如7所示圖7洗滌控制梯形圖5.2.4 出水閥控制當(dāng)洗滌循環(huán)5次結(jié)束后，排水電磁閥得電，洗衣機(jī)開始排水。它的指令程序?yàn)椋篘etwork 11 出水閥控制LD C1LD I1.1AN M0.1OLD= Q0.4所對應(yīng)的梯形圖如圖8所示圖8出水閥控制梯形圖5.2.5 脫水計(jì)時當(dāng)排空檢測限位開關(guān)動作后，開始30秒脫水。它的指令程序?yàn)椋篘etwork 12 脫水計(jì)時LD I0.5TON T40, +300所對應(yīng)的梯形圖如圖9所示圖9脫水計(jì)時梯形圖5.2.6 清洗和漂洗計(jì)數(shù)脫水結(jié)束后，洗衣機(jī)開始清洗，

15、開始進(jìn)水直到選擇的水位，2秒鐘后開始清洗。清洗時，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒。循環(huán)5次后，開始排水，排空后脫水30秒。一共清洗2遍。它的指令程序?yàn)椋篘etwork 13 清洗和漂洗計(jì)數(shù)LD M0.2EDLDN M0.1CTU C2, +3所對應(yīng)的梯形圖如圖10所示 圖10清洗和漂洗計(jì)數(shù)梯形圖5.2.7 報(bào)警輸出清洗完成后，報(bào)警3秒并自動停機(jī)。它的指令程序?yàn)椋篘etwork 14 報(bào)警輸出LD M0.1TOF T41, +30Network 15 LDN M0.1A T41= Q0.5所對應(yīng)的梯形圖如圖11所示圖11報(bào)警輸出梯形圖5.2.8 水位指示顯示全自動洗衣機(jī)的水位。它的指

16、令程序?yàn)椋篘etwork 16 水位指示LD I0.6= Q0.6Network 17 LD I0.7= Q0.7Network 18LD I1.0= Q1.0所對應(yīng)的梯形圖如圖12所示圖12水位指示梯形圖6 結(jié)束語 使用PLC實(shí)現(xiàn)控制為現(xiàn)代工業(yè)控制的生產(chǎn)起到了積極作用，此處整個全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便、靈活，具有較好的實(shí)際價(jià)值和使用性。 通過本次設(shè)計(jì)，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際，與具體項(xiàng)目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。 在本次設(shè)計(jì)中，我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識，于是圖書館和IN

17、TERNET成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識是有限的，在以后的工作中我們肯定會遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會使我們受益非淺。在設(shè)計(jì)過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時發(fā)現(xiàn)一個問題的時候，需要做大量的工作，花大量的時間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起來了。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了信心。7 參考文獻(xiàn)：1王威主編 .工業(yè)生產(chǎn)自動化M .北京：科學(xué)出版社，2003.92常斗南主編 .可編程序控制器原理應(yīng)用實(shí)驗(yàn)M .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998 .33王永華 .現(xiàn)代電氣控制及plc應(yīng)用技術(shù)M .北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20034廖常初 .plc編程及應(yīng)用M .北京：機(jī)械工業(yè)出版社