完整word版毕业设计全自动洗衣机的PLC编程控制系统.docx

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完整word版毕业设计全自动洗衣机的PLC编程控制系统

江西工业职业技术学院

毕业设计说明书

课题名称:

全自动洗衣机的PLC控制系统

系别机电系

专业机电一体化

班级09机电（3）班

姓名李志彬

学号20092755

指导教师祝红芳

起讫时间：

　2011年　11月　7日～_2012年　3月　1日

摘要

可编程控制器（PLC）是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置，它的成功性能强，可靠性高，体积小巧。

该全自动洗衣机的设计是以西门子S7—200PLCCPU224为控制核心，分配有12个输入点和输出点，采用了7个定时器对电机转动进行计时，2个计数器对洗衣机进行循环控制。

实现浸泡—洗涤—漂洗—脱水自动控制。

S7—200汉化版仿真软件对程序进行调试，设计出一套合理的系统，实现预期功能。

关键词：

可编程控制器全自动洗衣机S7—200PLC自动控制CPU224

第1章全自动洗衣机PLC的控制控制要求

1.1全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理

1.2洗衣机的控制要求

第2章全自动洗衣机的控制系统资源配置和PLC选型

2.1控制系统硬件接线图

2.2PLC外形图

2.3I/O的地址分配

2.4PLC系统选型

2.5其他硬件选择

第3章全自动洗衣机控制系统程序设计

3.1编程软件

3.2流程图

3.3源程序设计

第4章程序调试

4.1程序的下载

4.2程序调试的步骤

第5章课程设计总结与心得

第6章参考文献

前言

随着社会的发展，工业话化的加速，出现了洗衣机，再就是自动洗衣机。

无论是波轮式洗衣机也好，都朝着智能化，水流方式多样化，洗衣机创造化，设计更趋人性化四大特征方向发展，传统的电气控制已竟不能满足现状的要求了，使智能化得控制取代了传统的工业控制，洗衣机的工作原理：

全自动化洗衣桶和脱水桶是以同一心安放的，内桶可以旋转，作为脱水桶。

内同的周围有许多小孔，使内桶和外桶水流相通，洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。

进水时通过控制系统将进水电磁阀打开，经水管将水注入

到外桶。

排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶拍到机外。

洗涤正传、反转由洗涤电动机驱动拨盘正反转来实现，此时脱水桶并不旋转。

脱水时，控制系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶进行正反转甩干，高、低水位控制开关分别用来检测高、低水位。

启动按钮用来启动洗衣机工作，停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。

排水按钮用来实现手动排水。

随着先进科学技术发展，应用于洗衣机上的技术越来越成熟，洗衣机的发展也越来越快，将来的洗衣机主要议一下方面发展：

1.高度智能化

2.健康化

3.节水节能

4.大容量和微型化

本次设计主要采用PLC控制技术设计全自动洗衣机控制系统，跟传统的洗衣机有智能化、实时监控、人性的功能，本系统最大的优点集中体现在：

实现功能齐全，外围电路简单，时间计算精确一以及可维护方面等。

具有可靠性高，安全性好，开发价值高等一系列的优点。

第1章全自动洗衣机PLC控制的控制要求

1.1.全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理

1）全自动洗衣机的基本结构

2）全自动洗衣机的工作流程

3）全自动洗衣机的工作原理

洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。

洗涤的正传、反转由电动机驱动波盘正、反转来实现。

脱水时，由脱水电磁离合器合上，排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。

洗涤完成由蜂鸣报警。

1.2.洗衣机的控制要求

（1）按下启动按钮及水位开关，开始进水直到中水位，关水。

（2）2秒后开始洗涤。

（3）洗涤时正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒。

（4）如此循环5次，总共320秒后进行排水，排空后脱水30秒。

（5）开始洗涤，重复

（1）~（4），清洗两遍。

（6）清洗完成，报警3秒自动停机。

（7）若按下停车按钮，可手动排水和脱水。

第2章全自动洗衣机控制系统资源配置和PLC选型

2.1．制系统硬件接线图

2.2.PLC的外形图

外形图全自动洗衣机控制系统选择西门子公司的S7—200系列和控制单元，如图3所示为PLC的

2.3.I/O的地址分配

1）数字量输入部分

全自动洗衣机控制系统的输入有启动、停止、高水位、中水位、低水位、手动排水和手动脱水按钮以及高水位、中水位、低水位和排空检测开关总共11个输入点，具体的输入分配如图下表所示。

2）数字输出部分

全自动洗衣机控制系统的外部设备有进水电磁阀、排水电磁阀、正、反洗涤电动机、蜂鸣器、指示灯等，具体的输出分配如下表所示

2.4.PLC的选型

从上面的分析可以知道，系统共有12个输入点和9个输出点。

如果选用CPU222，需要扩展单元，如果选用CPU226PLC，则价格较高，浪费较大。

参照西门子S7—200PLC

产品目录及市场实际价格，选用主机CPU224一台配置如图所示

2.5．其它器件选择

1）.输入器件：

启动、停止选择点动按钮；水位选择开关选用具有动合触点但无自动复位的旋转开关；检测传感器选用液位开关；手动排水，手动脱水选择具有动合触点且自动复位的按钮。

2）.输出器件:

启动、正传及脱水、反转选用接触线圈；进水电磁阀、排水电磁阀由于采用直流输入。

所以选用国标为MB的电磁阀；报警与水位显示选用PG指示灯。

3）主要电路部分：

由低压断路器、热保护元件、动合触点及YXD120系列洗衣机专用电机组成。

第3章全自动洗衣机控制系统程序设计

3.1.编程软件

西门子公司为S7—200PLC设计的STEP7—Microwin32V3.2编程软件S7—200汉化版仿真软件

3.2．流程图

1）正常流程图如图4所示

流程图描述：

按下启动按钮开始进水；进水到规定高度，使水位开关接通，实现洗涤正转，并停止进水；洗涤正转30秒后，停止2秒，反转30秒后，停止2秒。

计数器加1，累计洗涤次数；若未满5次则重复进行洗涤。

直至洗涤达到5次，开始排水，由于排水，水位降低，当水位低于规定下限水位时，排空检测开关接通，开始脱水30秒后，计数器加1，脱水停止，然后再返回到进水动作，重复上述过程3次，报警并停止。

2）.定时器、计数器分配

定时器部分：

计数器部分：

3）.正常程序运行流程图

3.3源程序设计

1）启动全自动洗衣机

Q0.0是启动输出，M0.1是启动辅助继电器，当洗衣机的启动按钮按下时，Q0.0和M0.1得电。

它的指令程序为：

Network1开始洗涤

LDI0.0

OM0.1

ANC2

ANI0.1

ANI0.1

=M0.1

=Q0.0

2）进水阀控制

洗衣机启动后，再按下水位选择开关，进水电磁阀得电，洗衣机开始进水。

当所选择的水位的限位开关动作后，进水电磁阀，洗衣机停止进水。

它的指令程序为：

Ｎetwork2进水阀控制

LDM0.1

EU

LDI0.5

EU

OLD

Ｏ　　　　Ｍ０.3

ＡＮ　　　Ｍ０.2

＝　　　　Ｍ０.3

Network3

LDI0.2

ANI0.6

LDI0.3

ANI0.7

OLD

LDI0.4

ANI1.0

OLD

AM0.3

=Q0.4

Network4

LDQ0.4

ED

OM0.4

AM0.1

=M0.4

Network6

LDT37

OM0.2

ANC1

AM0.1

=M0.2

3）洗涤控制

当进水电磁阀释放2秒后，洗衣机开始洗涤。

洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒，如此循环5次，总共320秒，它指令程序为：

4）.水阀控制

当洗涤循环5次结束后，排水电磁阀得电，洗衣机开始排水。

它的指令程序为：

5）.脱水控制

当排空检测限位开关动作后，开始30秒脱水。

它指令程序为：

6）.清洗和漂洗计数

脱水结束后，洗衣机开始清洗，开始进水直到选择的水位，2秒后开始清洗。

清洗时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒。

循环5次后，开始排水，排空后脱水30秒。

一共清洗两遍，它的指令程序为：

7）.报警输出

清洗完成后，报警3秒自动停机。

它的指令程序为：

8）.水位指示

显示全自动洗衣机的水位。

它的指令程序为：

Network21水位指示

LDI0.6

=Q0.6

Network22

LDI0.7

=Q0.7

Network23

LDI1.0

=Q1.0

第4章程序调试

4.1.程序的下载

由于缺少硬件设备，用S7—200仿真软件来调试程序；将编写好的梯形图程序生产awl文件，运行S7—200仿真软件，选CPU型号为224，导入awl文件运行程序，若要修改程序，先将PLC设定为STOP状态下，运行编程软件，打开全自动洗衣机程序，即可在线调试。

4.2.程序调试步骤

1）.择ＣＰＵ型号为ＣPU224

2）转载程序：

3）.运行程序：

程序加载后，点

便可运行仿真，下方是输入继电器，用点动指示灯控制，上方为输出继电器；梯形图中有颜色代表得电。

4）.检查程序

运行后，按要求进行输入，观察输出是否达到控制要求

a.正传定时器运行正常

b.脱水定时运行正常

c.反转定时正常

d.循环计数正常

第5章课程设计总结与心得

该全自动洗衣机以西门子S7—200PLC为控制核心，实现了洗衣机的全过程（浸泡—洗涤—漂洗—脱水）自动控制，极大的方便了人们的日常生活，提高了人们的生活质量，使人们从那种繁重的体力劳动中解脱出来。

系统实际合理，实现了预期功能。

当然，该系统设计还存在着一些缺陷，比如：

没有急停按钮、没有制动装置、成本高等。

总之本设计还有一定的提升空间。

经过将近三周的全自动洗衣机PLC课程设计，让我收获颇丰，不仅熟悉全自动洗衣机的工作工程，还学会了梯形图编程。

一段时间的课程设计，让我加深了对PLC的认识和理解，也知道了PLC应用于工业控制的优点所在，更重要的是让我看到了自己知识的匮乏，也坚定了以后要不断的学习，不断地向身边的人虚心请教，同时要借助于图书馆和网络来扩展自己的知识面的决心。

也只有这样，在以后的社会竞争中，这几家才能有立足之地，才能有所作为。

本次课程设计制作过程如下；

第6章参考文献

（1）王永华、现代电气控制及PLC应用技术（M）.北京航空航天大学版社。

2005年

（2）廖常初.S7—200CNPLC基础教程.机械工业出版社.2006年

（3）高正中.西门子S7—200CNPLC编程技术及工程应用。

电子工业出版社。

2010年1月1日

（4）陈惠平.西门子S7—200系列PLC自学手册，人民邮电出版社.2008年8月1日