全自动洗衣机设计PLC设计.docx
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全自动洗衣机设计PLC设计
东北石油大学
PLC应用训练
课程PLC应用训练
题目全自动洗衣机设计
院系电气信息工程学院
专业班级电气14-4
学生姓名周晶雯
学生学号140603140403
指导教师白丽丽贾莹
2017年10月6日
东北石油大学PLC应用训练任务书
课程PLC应用训练
题目全自动洗衣机设计
专业电气工程及其自动化姓名周晶雯学号************
主要内容:
根据设计要求,运用所学的电器控制与PLC的基础知识,自行设计一以PLC为控制核心,清洗、放水、甩干的时间由PLC内的计数器控制的全自动洗衣机。
基本要求:
1.编写梯形图程序;
2.编写语句表程序。
主要参考资料:
[1]陈有卿.实用电子制作精选[M].北京:
机械工业出版社,2011
[2]孙宏昌,杨后川.西门子S7-200PLC应用完全精通[M].北京:
电子工业出版社,2015
[3]张凤言.电子电路基础[M].北京:
高等教育出版社,2013
[4]高坤.基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计[J].科技传播.2015,13
[5]王亚欣.全自动洗衣机的PLC控制[J].科技广场.2008,03
完成期限2017.9.25-2017.10.6
指导教师白丽丽贾莹
专业负责人徐建军
2017年10月6日
1训练要求
1.1设计要求
在老式的全自动洗衣机中,洗衣机的控制程序往往是由单片机作为中心控制系统的。
但是单片机的指令系统相对复杂,使得编写的洗涤、脱水程序相对复杂;而且设计时要顾及电路的各种保护装置,这些装置增加了整体硬件的复杂性,使其故障率升高。
而以PLC为控制核心则可以克服以上缺点。
本次设计,硬件上采用的是西门子公司生产的S7-200CPU226型号的PLC。
全自动洗衣机的洗衣桶和脱水桶是同时安放的,内桶可以旋转,是脱水桶,内桶周围有许多小孔,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,经进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,将水由外桶排到机外。
洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正转、反转来实现,此时的脱水桶不旋转。
脱水时,控制系统将离合器合上,由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。
在全自动洗衣机的快速程序中,由于每遍清洗、放水、甩干的时间由PLC内部的计数器控制,所以只要改变计数器参数就可以改变时间。
1.2工作原理
全自动洗衣机在按下启动按钮后,洗衣机开始进水,水满时洗衣机停止进水并开始洗涤正转,正转洗涤一定时间后暂停,暂停一定时间后开始反转洗涤,反转洗涤一定时间后暂停,约5s后,此时若正、反洗涤次数未满5次则返回从进水开始的全部动作,若满五次则开始排水。
当水位下降到低水位时开始脱水并继续排水,脱水到一定时间后即完成一次从进水到脱水的全过程。
此时若未完成3次大循环,则返回从进水开始的全部动作,进行下一次大循环;若完成了3次大循环,则蜂鸣器报警,报警15s后结束全部动作并自动停机。
按照以上工作原理可以定义全自动洗衣机的工作方式如下:
1)按启动按钮,首先进水电磁阀打开,进水指示灯亮;
2)按上限按钮,进水指示灯灭,搅轮正、反搅拌,两灯轮流亮灭;
3)等待几秒,排水灯亮,后甩干桶灯亮了又灭;
4)按下限按钮,排水灯灭,进水灯亮;
5)重复两次
(1)-(4)的过程;
6)第三次按下限按钮时,蜂鸣器亮5s后灭,整个过程结束;
7)在操作过程中,按停止按钮可结束动作过程;
8)手动排水按钮是独立操作命令,按下手动排水后,必须要按下限按钮。
1.3控制流程图
全自动洗衣机的控制流程图如图1所示。
图1全自动洗衣机控制流程图
2程序设计训练
2.1梯形图程序
全自动洗衣机的梯形图如图2所示。
图2全自动洗衣机梯形图程序
图2全自动洗衣机梯形图程序(续1)
图2全自动洗衣机梯形图程序(续2)
图2全自动洗衣机梯形图程序(续3)
图2全自动洗衣机梯形图程序(续4)
图2全自动洗衣机梯形图(续5)
2.2语句表程序
全自动洗衣机语句表程序如下:
TITLE=全自动洗衣机
Network1
//通过M0.1停止系统工作
LDSM0.1
OI0.1
SM0.0,1
RM0.1,1
Network2
//进水开始
LDM0.0
AI0.0
SM0.1,1
RM0.0,1
Network3
//排水激活
LDM0.1
AI0.2
SM0.2,1
RM0.1,1
Network4
//激活T38延时
LDM0.2
AT37
SM0.3,1
RM0.2,1
Network5
//定时一定时间后,启动正转
LDM0.3
AT38
SM0.4,1
RM0.3,1
Network6
//开始洗涤计数
LDM0.4
AT39
LPS
ANC0
SM0.2,1
LRD
AC0
SM0.5,1
LPP
RM0.4,1
Network7
//定时一定时间后,启动反转
LDM0.5
AT40
SM0.6,1
RM0.5,1
Network8
//启动甩干
LDM0.6
AT41
SM0.7,1
RM0.6,1
Network9
//洗涤计数
LDM0.7
AI0.3
LPS
ANC1
SM0.1,1
LRD
AC1
SM0.1,1
LPP
RM0.7,1
Network10
//重新开始准备好
LDM1.0
AT42
SM0.0,1
RM1.0,1
Network11
//进水
LDM0.1
=Q0.0
Network12
//正转
LDM0.2
=Q0.1
TONT37,50
Network13
//T38计时
LDM0.3
TONT38,10
Network14
//反转并计时
LDM0.4
=Q0.2
TONT39,50
Network15
//甩干条件准备
LDM0.5
OM0.6
OM0.7
=M0.2
Network16
//T40计时
LDM0.5
TONT40,30
Network17
//反转搅拌并T41计时
LDM0.6
=Q0.3
TONT41,100
Network18
//结束蜂鸣
LDM1.0
=Q0.5
TONT42,50
Network19
//洗涤计时
LDM0.1
LDM0.0
CTUC1,2
Network20
//洗涤总计时
LDM0.3
LDM0.1
CTUC0,2
Network21
//放水
LDI0.4
OM0.2
OQ0.4
ANI0.1
ANI0.3
=Q0.4
Network22
//激活蜂鸣
LDI0.3
RQ0.4,1
3程序运行的界面
下图3为程序编译成功后的输出窗口界面。
图3程序编译输出窗口
根据设计所选用的CPU型号,S7-200的仿真界面如下图4。
图4S7-200CPU226型PLC仿真界面
使用S7-200仿真软件模拟硬件,将编译好的梯形图程序载入仿真软件中,运行并记录结果。
依次按步骤操作:
1)按下启动按钮,将I0.0闭合,此时M0.0被置位,M0.1得电吸合,Q0.0常开触点闭合,全自动洗衣机开始进水;进水至高水位时,I0.2闭合,M0.2被置位,M0.1复位,Q0.0失电,进水停止。
部分梯形图对应状态如下图5。
图5梯形图运行(进水开始—停止)
2)闭合I0.1,M0.2得电吸合,使Q0.1得电工作,洗衣机开始正转洗涤,并开始使用T37计时,一定时间后,正转洗涤停止,M0.3置位,M0.2复位;T38激活得电,洗衣机暂停一段时间后,M0.4得电吸合,使Q0.2得电工作,洗衣机开始反转洗涤,T39计时后,反转洗涤停止,M0.2置位,M0.4复位。
部分梯形图对应状态如下图6。
图6梯形图运行(正转反转洗涤)
3)M0.1接通一次计数为1,接通3次后激活M0.5,经T40的暂停后激活M0.6,经T41的暂停后激活M2.0,进而激活Q0.4,进行排水工作。
部分梯形图对应状态如下图7。
图7梯形图运行(洗涤计时以及放水)
4)当排水工作完成后,I0.3有输出,将激活M1.0,经T42暂停后激活Q0.5,发出蜂鸣,提示完成洗衣工作,并自动开始排水。
部分梯形图对应状态如下图8。
图8梯形图运行(洗涤结束的放水以及蜂鸣)
4总结
通过为期两周的课程设计,使我更加扎实的掌握了有关PLC方面的知识。
在设计过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的检查终于找出了原因所在,也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
实践出真知,通过亲自动手制作,使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
本次课程设计所设计的全自动洗衣机基本符合设计要求,可以满足它的工作过程,包括进水、洗涤、排水和脱水等。
在实现控制的过程中,各种采样信息都通过控制中心进行判断、比较和选择,再经信息线路反馈给洗衣机的各控制执行结构,决定洗衣机的工作状态。
程序在设计过程中,使用最多的是定时指令,通过定时指令可以实现全自动洗衣机的正反转控制。
通过PLC中设置的串行端口,方便地与计算机进行连接,组成测控系统,使系统可以方便地进行调整。
通过此次课程设计,认识到自己所掌握的知识十分有限,理论知识与动手能力都有所欠缺,今后还需努力。
东北石油大学PLC应用训练成绩评价表
课程名称
PLC应用训练
题目名称
全自动洗衣机设计
学生姓名
周晶雯
学号
140603140403
指导教
师姓名
白丽丽
贾莹
职称
讲师
讲师
序号
评价项目
指标
满分
评分
1
工作量、工作态度和出勤率
按期圆满的完成了规定的任务,难易程度和工作量符合教学要求,工作努力,遵守纪律,出勤率高,工作作风严谨,善于与他人合作。
20
2
应用训练质量
选题合理,程序编写准确,分析问题思路清晰,结构严谨,文理通顺,撰写规范,图表完备正确。
45
3
创新
工作中有创新意识,对前人工作有一些改进或有一定应用价值。
5
4
答辩
能正确回答指导教师所提出的问题。
30
总分
评语:
指导教师:
年月日