设计课题洗衣机模拟实验Word格式.docx
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学号：
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兰州交通大学自动化与电气工程学院
2018年7月6日
设计课题:
洗衣机模拟实验
1.问题分析及解决方案
1.1任务描述
（1）按下启动按扭及水位选择开关（高、中、低），开始进水，达到设定水位（高、中、低）后停止进水，停止2秒后开始洗涤；
（2）洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒；
（3）如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒；
（4）开始清洗，重复
（1）～（4）步骤，共清洗两遍；
（5）清洗完成，报警3S。
若按下停车按扭，全自动洗衣机停止自动运行状态，开始进入强制停止运行状态。
要求能够实现手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）的功能。
1.2控制系统要求
洗衣机的工作流程由进水、洗衣、排水和脱水4个过程组成。
全自动洗衣机的进水、洗衣、排水和脱水是通过水位开关、电磁进水阀和电磁排水阀配合进行控制，从而实现全自动控制运行，直至洗衣结束。
高、中、低水位开关分别用来控制进水到洗衣机内高、中、低水位；
电磁进水阀起着通/断水源的作用。
进水时，电磁进水阀打开，将水注入；
排水时，电磁排水阀打开，将水排出；
洗衣时，洗涤电动机启动；
脱水时，脱水桶启动。
1.3输入量和输出量性质
洗衣机模拟实验的输入量和输出量都为开关量，输入量为：
启动按钮，停止按钮，高水位选择开关，中水位选择开关，低水位选择开关，高水位检测开关，中水位检测开关，低水位检测开关，手动排水开关，手动脱水开关，水排空检测开关；
输出量为进水电磁阀开关，排水电磁阀开关，洗涤电动机反转继电器，洗涤电动机正转继电器，脱水桶旋转继电器，报警器开关。
2.PLC选型与硬件配置
2.1PLC选型
该全自动洗衣机模拟控制系统以开关量控制为主，选择西门子S7-300系列PLC。
2.2硬件配置
输入设备均为开关量，故而输入模块选择为直流数字量输入模块；
输出模块选为直流流数字量输出模块。
因此选用DI32*DC24V，DO32*DC24/0.5A，电源和CPU模块选用实验室用的，即选用PS30710A、CPU314
（1）。
系统硬件配置如图1所示。
图1系统硬件配置
3.编程元件的地址分配
编程元件I/O地址分配表如表1所示。
输入信号
输出信号
序号
输入设备名称
输入端口地址
输出设备名称
输出端口地址
1
启动SB1
I0.0
自动工作指示灯EL
Q4.0
2
停止SB2
I0.1
进水电磁阀
Q4.1
3
高水位选择开关QS1
I0.2
排水电磁阀
Q4.2
4
中水位选择开关QS2
I0.3
洗涤电动机正转继电器
Q4.3
5
低水位选择开关QS3
I0.4
洗涤电动机反转继电器
Q4.4
6
高水位检测开关QS4
I0.5
脱水桶旋转继电器
Q4.5
7
中水位检测开关QS5
I0.6
报警器
Q4.6
8
低水位检测开关QS6
I0.7
9
手动排水开关QS6
I1.0
10
手动脱水开关QS7
I1.1
11
水排空检测开关QS8
I1.2
表1I/O地址分配表
4.主电路及PLC外部接线图
4.1主电路图
PLC主电路图如图2所示。
图2PLC主电路图
4.2PLC外部接线图
PLC外部接线图如图3所示。
图3PLC外部接线
5.系统的控制流程图
图3洗衣机正常运行流程图图4洗衣机强制停止流程图
6.梯形图程序
7.程序调试
将编写好的程序和硬件分配下载到仿真程序中，就可以进行系统运行仿真和调试。
部分仿真图如图5、图6与图7所示。
首先，按下启动按钮和高水位设置开关后，自动运行指示灯亮，进水电磁阀打开。
如图5所示。
图5仿真图
高水位监测开关闭合，停止进水。
洗涤电动机正转定时30秒，如图6所示。
图6仿真图
洗涤电动机反转并定时30秒，如图7所示。
图7仿真图
洗涤结束，开始排水，如图8所示。
图8仿真图
水排空检测开关闭合，脱水30秒，如图9所示。
图9仿真图
8.心得体会
这次的全自动洗衣机模拟的电气控制课程设计，充分地将我们在课堂上所学的PLC控制编程知识应用于生产实践中去。
使我充分认识到了这门课程的实际意义和现实重要性。
通过本次课程设计我掌握了电气控制的基本原理，并能达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求。
在对这个课程设计进行构思和搜集资料时，对于日常的一些办公软件的应用也有了进一步的提高。
通过对搜集的资料进行整理，灵活运用所学理论知识以结合实际应用生产实践，从而提高了自己的实际操作和独立解决问题的能力。
通过这次课程设计实践，让我更熟练的掌握了西门子的PLC软件的简单编程方法，对于西门子的PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在理论知识的运用中，也提高了我的工程素质。
除了对PLC知识的理解外，我还学到了电气控制技术的知识，学会了通过一些辅助软件来绘制电路图。
设计过程中，我也遇到了各种各样的问题，也不时的向老师和同学请教，再加上网上搜集到的资料，解决了自己短时间内不能解决的问题，提高了学习效率。
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