自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

/河北工程高校課程設(shè)計(jì)說明書（2013/2014學(xué)年第學(xué)期）課程名稱：《可編程序限制器》課程設(shè)計(jì)題目：自動(dòng)洗衣機(jī)PLC限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：設(shè)計(jì)周數(shù)：設(shè)計(jì)成果：2014年6月25日1、課程設(shè)計(jì)目的1.1了解自動(dòng)洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)、電器系統(tǒng)和限制要求。1.2駕馭可編程限制器程序的應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試、監(jiān)控、運(yùn)行方法。1.4進(jìn)一步熟悉常用設(shè)備、元器件的類型和特征，并駕馭合理運(yùn)用原則和運(yùn)用方法。培育肅穆細(xì)致的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)看法。1.5熟悉上下位機(jī)的連接方法。1.6綜合運(yùn)用所學(xué)的理論學(xué)問獨(dú)立完成一個(gè)課題，培育學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的實(shí)力,學(xué)會(huì)撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。2、課程設(shè)計(jì)正文：2.1系統(tǒng)分析：2.1.1工作原理全自動(dòng)洗衣機(jī)實(shí)物示意圖如下所示。全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心軸安放的。外桶固定，做盛水用，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，做脫水（甩干）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(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)、排水電磁閥來執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入外桶。排水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開。將水由外桶排到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位開關(guān)分別用來檢測(cè)高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。停止按鈕用開實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。2.1.1PLC限制系統(tǒng)本課題主要著重于全自動(dòng)洗衣機(jī)的限制，要求洗衣機(jī)能實(shí)現(xiàn)進(jìn)水、洗滌、排水、脫水、報(bào)警，所接受的限制方法操作簡(jiǎn)潔、穩(wěn)定牢靠、維護(hù)和修理便利。限制方法確定后投入生產(chǎn)要縮短限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的時(shí)間、調(diào)試周期，且要降低成本。傳統(tǒng)的洗衣機(jī)接受繼電器限制的優(yōu)點(diǎn)是裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、價(jià)格便宜、抗干擾實(shí)力強(qiáng)。但是，這也是隨之帶來的一些問題，如絕大多數(shù)限制繼電器都是長(zhǎng)期磨損和乏累工作條件下進(jìn)行的，簡(jiǎn)潔損壞，而且繼電器的觸點(diǎn)簡(jiǎn)潔產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)峻的后果。在全負(fù)荷運(yùn)載的狀況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時(shí)也消耗了大量的電能。并且繼電器限制系統(tǒng)必需是手工接線、安裝，假如有簡(jiǎn)潔的改動(dòng)，也須要花費(fèi)大量時(shí)間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。這種電路接線多，只適用于小型的限制電路。接受PLC限制比繼電器限制好的多，我們接受PLC來限制。（1）牢靠性高，抗干擾實(shí)力強(qiáng)，高牢靠性是電氣限制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于接受現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，接受嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路實(shí)行了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的牢靠性。（2）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今日，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)限制場(chǎng)合。（3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)限制計(jì)算機(jī)，是面對(duì)工礦企業(yè)的工控設(shè)備。（4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建立工作量小，維護(hù)便利，簡(jiǎn)潔改造，PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大削減了限制設(shè)備外部的接線，使限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建立的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得簡(jiǎn)潔起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過變更程序變更生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。（5）體積小，重量輕，能耗低，由于體積小很簡(jiǎn)潔裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的志向限制設(shè)備。本課題需研制出牢靠性高、易于操作的全自動(dòng)洗衣機(jī)限制方法，該系統(tǒng)接受PLC限制，主要包括電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)限制、離合器限制、進(jìn)排水電磁閥限制、循環(huán)限制、愛惜和聯(lián)鎖。探討的詳細(xì)內(nèi)容包括：（1）深化了解洗衣機(jī)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)及限制要求。（2）限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。包括硬件設(shè)計(jì)，PLC的選擇，各硬件模塊的介紹，軟件設(shè)計(jì)，編程方法。（3）對(duì)編寫好的編譯程序進(jìn)行實(shí)際調(diào)試。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)：全自動(dòng)洗衣機(jī)實(shí)物示意圖如下所示。全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心軸安放的。外桶固定，做盛水用，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，做脫水（甩干）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(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)、排水電磁閥來執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入外桶。排水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開。將水由外桶排到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位開關(guān)分別用來檢測(cè)高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。停止按鈕用開實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。2.2.1技術(shù)要求起先選擇好水位按鍵后按下啟動(dòng)按鈕，PLC關(guān)閉出水閥門，打開進(jìn)水閥門給洗衣機(jī)灌水，同時(shí)檢測(cè)水位。當(dāng)水位達(dá)到或高于設(shè)定水位后停止注水。洗滌完成注水后啟動(dòng)洗滌：正轉(zhuǎn)5秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)5秒，停2秒。如此循環(huán)6次便完成了洗滌。排水排水始終排到水位檢測(cè)值小于某個(gè)預(yù)定值，然后延時(shí)4秒停止排水。灌水洗衣機(jī)灌水直道水位達(dá)到或高于設(shè)定水位后停止注水。漂洗漂洗時(shí)正轉(zhuǎn)5秒，停2秒，反轉(zhuǎn)5秒，停2秒。如此循環(huán)5次便完成了漂洗。其次遍漂洗重復(fù)3、4、5步。結(jié)束排水直到水位檢測(cè)值小于某個(gè)預(yù)定值，然后延時(shí)6秒停止排水。警報(bào)起動(dòng)報(bào)警器鳴響2秒，然后停機(jī)。2.2.2限制系統(tǒng)框圖此次設(shè)計(jì)依據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理,洗衣機(jī)的工作流程由進(jìn)水，洗衣，排水，和脫水四個(gè)過程組成。在半自動(dòng)洗衣機(jī)中，這四個(gè)過程分別用相應(yīng)的按扭開關(guān)來限制。利用可編程限制器PLC實(shí)現(xiàn)限制,用于說明PLC限制的原理方法,特點(diǎn)及工作特色。此次全自動(dòng)洗衣機(jī)限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用了西門子S7-200系列PLC的特點(diǎn),對(duì)按鈕,電磁閥,開關(guān)等其他一些輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行限制,實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過程的自動(dòng)化。依據(jù)以上要求PLC的限制系統(tǒng)框圖如下圖2。圖2限制系統(tǒng)框圖2.3程序流程圖：起先啟動(dòng)電源注水，到水位后停水洗衣機(jī)正轉(zhuǎn)5秒，停2秒洗衣機(jī)正轉(zhuǎn)5秒，停2秒洗衣機(jī)反轉(zhuǎn)5秒，停2秒洗衣機(jī)停轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)水位高于水位，則排水低于水位，則灌水洗衣機(jī)反轉(zhuǎn)5秒，停2秒延時(shí)2秒排水，當(dāng)水位小于某個(gè)預(yù)定值時(shí)，停止排水結(jié)束2.4PLC外部接線圖2.5限制符號(hào)說明2.6PLC程序：3.課程設(shè)計(jì)總結(jié)：1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備選型a.分析所限制的設(shè)備或系統(tǒng)。PLC最主要的目的是限制外部系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可能是單個(gè)機(jī)器，機(jī)群或一個(gè)生產(chǎn)過程。b.推斷要限制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)是否符合可編程限制器的點(diǎn)數(shù)要求。（選型要求）2.I/O賦值（支配輸入輸出）將要限制的設(shè)備或系統(tǒng)的輸入\輸出信號(hào)進(jìn)行賦值，和PLC的輸入編號(hào)相對(duì)應(yīng)。3.設(shè)計(jì)限制原理圖a.設(shè)計(jì)出較完整的限制草圖。b.編寫限制程序。c.在達(dá)到你的限制目的的前提下盡量簡(jiǎn)化程序。4.程序?qū)懭隤LC將你的程序?qū)懭肟删幊滔拗破鳌?.編輯調(diào)試修改你的程序a.程序查錯(cuò)(邏輯及語法檢查）b.在局部插入END，分段調(diào)試程序。c.整體運(yùn)行調(diào)試6.監(jiān)視運(yùn)行狀況調(diào)試時(shí)先從各功能單元入手，設(shè)定輸入信號(hào)，視察輸出信號(hào)的變更狀況。各功能單元調(diào)試完成后，再調(diào)試全部程序，調(diào)試各部分的接口狀況，直到滿意為止。從PLC只連接輸入設(shè)備、再連接輸出設(shè)備、再接上實(shí)際負(fù)載等逐步進(jìn)行調(diào)試。如不符合要求，則對(duì)硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部份程序即可。全部調(diào)試完畢后，交付試運(yùn)行。經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行，假如工作正常、程序不須要修改，應(yīng)將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。4．課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)：持續(xù)兩周的關(guān)于全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC限制的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，通過此次PLC程序設(shè)計(jì)實(shí)踐,我實(shí)在是獲益不淺.PLC是今年剛接觸的一門新課，剛起先對(duì)這門課程很敢愛好，可是學(xué)起來的時(shí)候感覺有點(diǎn)難度，所以學(xué)起來的有點(diǎn)畏懼感，以致沒怎么學(xué)好,每次上實(shí)訓(xùn)課的時(shí)候，雖然都是嘗試著去操作，可還是只會(huì)簡(jiǎn)潔的輸入程序。這次全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC限制課程設(shè)計(jì)讓我進(jìn)一步熟悉了PLC程序設(shè)計(jì)，而且得到了用PLC程序設(shè)計(jì)解決實(shí)際問題的寶貴閱歷.PLC程序設(shè)計(jì)是一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，適用于大型系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的開發(fā)。課程設(shè)計(jì)是培育學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)學(xué)問,發(fā)覺提出分析和解決實(shí)際問題,熬煉實(shí)踐實(shí)力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作實(shí)力的詳細(xì)訓(xùn)練和考察過程.這次課設(shè)我可以說是順當(dāng)?shù)耐瓿闪?，在設(shè)計(jì)中遇到了很多程序和硬件上的問題，最終在老師和同學(xué)的幫助下迎刃而解。同時(shí)也讓我學(xué)到了一些技巧，我由衷的感謝他們的幫助。通過這次實(shí)訓(xùn)，我們了解到其實(shí)編一個(gè)程序也不像剛起先所想象中的那么難，那么困難，只要我們肯用心用腦，肯去花功夫鉆研就會(huì)確定會(huì)有收獲，其實(shí)在課程設(shè)計(jì)中運(yùn)用的很多學(xué)問在課堂上老師都已經(jīng)很詳細(xì)講過，但我們就是缺少了那一份靈動(dòng)，所以我學(xué)到了除了要有扎實(shí)的基本功外，有一點(diǎn)點(diǎn)的變通的靈泛性還是必要的。總之我們傾心投入，大家都很努力，為了課程設(shè)計(jì)能夠順當(dāng)通過，我們查閱了很多資料，也請(qǐng)教了老師，這兩周時(shí)間很快就過去了，但這兩周過的很快樂，信任加上我的堅(jiān)持不懈，以后確定會(huì)在PLC程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)中得到更多的學(xué)問和閱歷。這次設(shè)計(jì),讓我進(jìn)一步的了解了PLC程序設(shè)計(jì),而且還得到了用PLC程序設(shè)計(jì)解決實(shí)際問題的寶貴閱歷。經(jīng)過這一周的課程設(shè)計(jì)，感覺收獲很大，對(duì)PLC也產(chǎn)生了更大的愛好，對(duì)程序設(shè)計(jì)思想有了初步的理解和體會(huì)，對(duì)PLC的各種功能有了更進(jìn)一步的了解，并且將平常沒有徹底駕馭的學(xué)問有了深刻的理解，同時(shí)自己在這次的課程設(shè)計(jì)時(shí)間中，看到了自己還存在很多方面的不足：1、對(duì)于PLC程序指令的不熟悉是課程設(shè)計(jì)中所遇到的最大的問題。2、程序基礎(chǔ)的不扎實(shí)是課程設(shè)計(jì)不能完備，高效的完成的最大影響。這些不足將提示我努力學(xué)習(xí)以便能更好的完善自我。5．參考文獻(xiàn)：[1]廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社

[2]史國(guó)生.電氣限制和可編程限制器技術(shù)