全自动洗衣机plc控制_plc课程设计.doc
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电气控制与PLC应用技术课程
设计说明书
题目：
全自动洗衣机PLC控制
学院：
信息与控制工程
专业班级：
自动化10-01班
实习日期：
2013年7月1日～12日
课设成绩：
评阅教师：
评阅日期：
目录
一、设计目的和意义 3
二、控制要求 4
三、设计方案论证 4
四、系统设计 5
1、程序流程图 5
2、cpu的选择 6
3、I/O接口设置 6
4、程序说明 9
五、组态界面的设计 17
1、组态王 17
2、监控系统功能要求 21
3、新建一个工程 21
4、监控界面设计 22
5、运行和调试 26
六、总结与体会 28
参考文献 30
全自动洗衣机控制系统
一、设计目的和意义
传统的洗衣机采用继电器控制的优点是装置结构简单、价格便宜、抗干扰能力强。
但是，这也是随之带来的一些问题，如绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏，而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。
在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同时也消耗了大量的电能。
并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。
这种电路接线多，只适用于小型的控制电路。
采用PLC控制比继电器控制好的多，我们采用PLC来控制。
（1）可靠性高，抗干扰能力强，高可靠性是电气控制设备的关键性能。
PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。
（2）配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。
可以用于各种规模的工业控制场合。
（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。
（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造，PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。
更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。
这很适合多品种、小批量的生产场合。
二、控制要求
1、按下启动按钮及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）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秒后开始排水，排空后脱水30秒；
5、开始清洗，重复
（1）～（4），清洗两遍；
6、清洗完成，报警3秒并自动停机；
7、若按下停止按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）。
三、设计方案论证
PLC构成的分布式控制系统
这类系统的被控对象通常比较多，分布在一个较大的区域内，相互之间比较远，而且，被控对象之间经常的交换数据和信息。
这种系统的控制器采用若干个相互之间具有通信能力的PLC构成，系统地上位机可以采用PLC，也可以采用工控机。
如图1所示。
图1
由于本次设计的系统只有1台被控电机以及数量不是很多的其他被控对象，采用PLC集中控制方法，单台PLC进行多个对象的控制，只要适当的选用PLC，完全能够完成任务。
四、系统设计
1、程序流程图
首先，我们按下启动按钮程序开始，洗衣机开始进水检测到高水位然后电机正转30S暂停2S然后开始反转，反转30S暂停2S此过程需要五次洗涤循环；五次正反转洗涤后，开始排水但检测到低水位时开始脱水30S此次循环三次，三次循环后洗衣机停机并报警；如图2
开始
开始进水
停止
水满
洗涤正转
洗涤反转
洗涤结束报警
全部停机
正30S
暂停2S
反30S未完成5次未完成3次
开始排水
暂停2S
下降到低水位
开始脱水并继续排水
30S
3S
图2
2、CPU的选择
PLC的功能日益强大，一般PLC都具有开关量逻辑运算、定时、计数、数据处理等基本功能，有些PLC还可扩展各种特殊功能模块，如通信模块、位置控制模块等.
选型时可考虑以下几点：
功能与任务相适应，PLC的处理速度应满足实时控制的要求、PLC结构合理、机型统一、在线编程和离线编程的选择。
全自动洗衣机控制所要求的控制功能简单，小型PLC就能满足要求了。
该控制系统CPU模块可采用CPU-224（AC/DC/继电器）模块，它可控制整个系统按照控制要求有条不紊地进行。
同时由于该模块采用交流220V供电，并且自带14个数字量输入点和10个数字量输出点，完全能满足全自动洗衣机控制系统的要求，所以不再需要另外的电源模块、数字量和输出模块。
综上所述此次设计选用西门子S7-200系列整体式PLC，CPU模块为CPU-224（AC/DC/继电器）模块。
PLC的框架配置图如3-4所示。
图3-4PLC框架配置图
3、I/O端口设置
由于S7-200224CPU模块有14点数字量输入，10点数字量输出，所以不需要再增加扩展模块。
模块上的输入端对应的输入地址是I0.0～I1.2，输出端对应的输出地址是Q0.0～Q1.0。
CPU模块采用西门子公司的6ES7214-1AD23-0XB0模块。
由于该模块采用直流24V供电（直流晶体管输出），有14点数字量输入和10点数字量输出，完全能满足全自动洗衣机控制系统的要求，所以不在需要另外的数字量输入/输出模块
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共11个输入点。
具体的输入分配如表1-1所示。
表1-1输入地址分配
名称
符号
地址
启动按钮
SB1
I0.0
停止按钮
SB2
I0.1
高水位按钮
SB3
I0.2
中水位按钮
SB4
I0.3
低水位按钮
SB5
I0.4
排空检测开关
ST1
I0.5
高水位检测开关
ST2
I0.6
中水位检测开关
ST3
I0.7
低水位检测开关
ST4
I1.0
手动排水按钮
SB6
I1.1
手动脱水按钮
SB7
I1.2
2）数字量输出部分
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/反转洗涤电动机、蜂鸣器、指示灯等。
具体的输出分配如表1-2所示。
表1-2输出地址分配
名称
符号
地址
启动指令
J1
Q0.0
进水阀控制继电器
J2
Q0.1
电动机正转及脱水继电器
J3
Q0.2
电动机反转继电器
J4
Q0.3
排水阀控制继电器
J5
Q0.4
报警蜂鸣器
HA
Q0.5
高水位指示灯
HL1
Q0.6
中水位指示灯
HL2
Q0.7
低水位指示灯
HL3
Q1.0
3）定时器部分
具体的定时器分配如表1-3所示。
表1-3定时器分配
定时器
功能
T37
延时2秒开始洗涤
T38
洗涤正转定时3秒
T39
洗涤反转定时1秒
T40
脱水定时10秒
T30
报警定时3秒
4）计数器部分
具体的计数器分配如表1-4所示。
表1-4计数器分配
计数器
功能
C1
洗涤循环计数5次
C2
清洗和漂洗计数3次
I/O连接图
98
S7-200
I0.1
I0.222
I0.3
I0.4
I1.1
I1.2
I0.6
Q0.2
I0.7
Q0.5
I1.0
Q0.1
Q0.4
Q0.0
KA1
YV1
YV2
排水
进水
脱水
正转
M1报警
I0.0
L1
启动
高水位开关
停止
低水位开关
中水位开关
手动排水
中液位传感器
手动脱水
高液位传感器
低液位传感器
SB1
SB2
SA1
SA3
SB3
SB4
ST1
SA2
ST2
ST3
图2PLC外部接线图
KA2
Q0.6
Q0.7
Q1.0
Q1.1
1
L1通电
L6高位
L7中位
L8低位
水排空传感器
I0.5
ST4
电源
L+
N
24V
M1
M2
M3
4、程序说明
源程序
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
=M0.1
=Q0.0
所对应的梯形图如图1-5所示
图1-5启动指令梯形图
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。
当所选择水位的限位开关动作后,进水电磁阀释放，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
OM0.3
ANM0.2
=M0.3
Network3
LDI0.2
ANI0.6
LDI0.3
ANI0.7
OLD
LDI0.4
ANI1.0
OLD
AM0.3
=Q0.1
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