PLC全自动洗衣机课设.docx

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PLC全自动洗衣机课设

课程设计任务书

学院

机械工程

专业

机电

学生姓名

流动中的信息

班级学号

课程设计题目

全自动洗衣机的控制设计

实践教学要求与任务:

1.设计内容：

1）可以按照《指导书》要求选择水位和程序

2）根据选择完成相应的正常洗涤或脱水过程。

3）可以根据平时的积累，增加控制要求。

2.设计要求：

1）画出端子分配图和顺序功能图

2）设计并调试PLC控制梯形图

3）设计说明书

工作计划与进度安排:

1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天

2）PLC梯形图设计与调试4天

3）说明书撰写1天

4）答辩1天

指导教师：

任晓虹

2012年11月27日

专业负责人：

陈白宁

2012年11月27日

学院教学副院长：

201年月日

前言

欢迎后来者参考，修正，补充！

从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，在洗衣机出现以前，这项劳动并不像田园诗描绘的那样充满乐趣、手搓、脚踩、棒击、冲刷、摔打。

这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是辛苦劳累。

全自动洗衣机其特点是能自动完成洗涤，漂洗和脱水的转换，整个过程不需要人工操作。

这类洗衣机均采用套筒式结构，其进水，排水都采用电磁阀，由程序控制器按人们预先设计好的程序不断发出指令，驱动各执行器件动作，整个洗衣过程自动完成。

所用的程序控制器可分为电动机驱动式和单片机式。

从控制方式的发展阶段上分：

全自动洗衣机可分为两大类：

第一类电动控制洗衣机，它的程序控制器由电动元件组成。

第二类是电脑控制洗衣机，它的程序控制器由微型计算机组成。

电动控制全自动洗衣机是较早出现的自动控制类家用电器，其产品类型还属于传统的机械产品，是自动控制的初级阶段。

随着计算机的及微电子技术的发展，自动控制系统正在逐步实现硬件化。

因此，电动控制洗衣机将逐步退出家电舞台。

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程.可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与各种控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。

前言

1课程设计的任务和要求

第二十组题目：

全自动洗衣机的控制设计

水位选择：

高、中、低三档，另有三个水位检测传感器。

注水状态：

进水阀打开，水位至所选择水位。

洗涤状态：

洗涤电磁离合器接通，电动机正转30秒，停3秒，反转30秒，停3秒，循环5次。

漂洗状态：

进水阀打开，同时完成洗涤过程，循环3次。

排水状态：

排水阀打开，水位至排空水位检测传感器。

脱水状态：

脱水电磁离合器接通，电动机正转。

程序选择：

正常洗涤、脱水

正常洗涤过程：

选择水位，启动，注水---洗涤---排水---脱水150秒---（注水---漂洗---排水---脱水120秒）3次---脱水90秒，蜂鸣器间断报警10秒。

脱水过程：

启动，脱水210秒

可以自行增加其他的功能程序。

2总体设计

2.1设计分析及PLC选型

由控制要求可知，全自动洗衣机工作流程如图2.1所示。

首先打开电源，用户根据衣服的多少进行水位的选择，并有相应信号灯指示。

再按下启动按钮，开始注水洗涤衣物。

使用PLC控制时，输入设备主要有电源按钮，启动按钮，水位选择按钮（高水位选择按钮、中水位选择按钮、低水位选择按钮），水位开关（高水位开关、中水位开关、低水位开关）及排水按钮等。

输出设备主要有电源指示灯，水位选择按钮信号灯（高水位选择信号灯、中水位选择信号灯、低水位选择信号灯），进水电磁阀，洗涤电动机正转接触器，洗涤电动机反转接触器，排水电磁阀，脱水电磁阀，脱水电磁离合器及报警蜂鸣器等。

根据控制要求及控制分析，该系统需要十个输入点和十个输出点，水位在此使用行程开关代替，输入/输出分配表如表2.0所示。

由于系统需要十个输入点和十个输出点，PLC可选用S7-200系列PLC——CPU214，PLC控制全自动洗衣机的I/O接线图如图2.0所示。

2.2输入/输出分配表

输入

输出

功能

元件

PLC地址

功能

元件

PLC地址

电源按钮

SB1

I0.0

进水电磁阀

YV1

Q0.0

启动按钮

SB2

I0.1

排水电磁阀

YV2

Q0.1

排水按钮

SB3

I0.2

电机正转接触器

KM1

Q0.2

水位选择按钮

高水位SB4

I0.3

电机反转接触器

KM2

Q0.3

中水位SB5

I0.4

脱水电磁离合器

YC

Q0.4

低水位SB6

I0.5

报警蜂鸣器

HA

Q0.5

水位开关

高水位SB1

I0.6

电源指示灯

HL1

Q0.6

中水位SB2

I0.7

水位指示灯

HL2

Q0.7

低水位SB3

I1.0

HL3

Q1.0

排空水位开关

SQ4

I1.1

HL4

Q1.1

表2.0

2.3I/O口接线图

图2.0

3PLC程序设计

3.1设计思想

动手设计之前仔细审题，思考将要做哪些工作，然后查资料，观摩前人的设计过程，印证自己的想法。

之后，根据控制要求绘出完善的顺序功能图，依图编程，先实现主要功能，再逐步完善细节。

另外，每编写一个功能，都应立即去调试一下，看结果是否符合预期，不要等全部编完之后再调试，防止做无用功。

3.2工作流程图

图2.1

3.4PLC梯形图

4程序调试说明

网络1和2控制电源的通断及相应的电源指示小灯Q0.6点亮，按奇数次电源接通，按偶数次电源断开。

网络3控制正常洗衣过程中的启动。

网络4、5、6控制水位选择。

网络7、8表示向洗衣机中注水及达到预设水位控制。

网络9~14控制正反洗衣（正转30—暂停3s—反转—30s—暂停3s）过程。

网络15控制洗涤过程中的正反洗循环次数。

网络16~18起延时作用，防止洗涤过程对漂洗过程中的计数器产生干扰。

网络19、20控制洗涤过程中的脱水时间。

网络21控制漂洗过程正反洗循环次数。

网络22控制漂洗过程中的脱水时间。

网络23、24为洗涤和漂洗以及手动排水脱水公用的排水脱水程序。

网络25控制漂洗循环次数。

网络26防止漂洗结束后再次进入注水循环。

网络27、28、29控制洗涤结束后再次脱水过程。

网络30~32控制洗衣完成后蜂鸣器报警。

网络33控制电机正转。

程序调试中常常会因为思维不精密而出现混乱，不要慌张，因为人的思维逻辑不可能那么精密，需要不要的进行修正，方能达到理想的效果。

比如，我在编程中就遇到过一个问题，洗涤过程中的最后一次正反转循环结束后，C0和CI都计了一次数，而这是我不希望的，此时，我就在C0后面加了一个延时程序，至此问题得到解决。

思维可能不是那么精密，但调试时一定会暴露出所有的问题，只要不停的调试，总能得到满意的结果。

5结束语

经过近一周的忙碌，课设终于可以画个句号了。

回想起来整个过程还是挺有意思的，起初觉得课设题目都一定年龄了，应该会有很多可以借鉴的例子，可是查了一些资料后发现，想的有点简单了，完全符合要求的还真不多，方知要想设计出完全满足控制要求的程序来，还得费电功夫，于是便仿照前人的思想编了一个，运行调试后，结果惨不忍睹，差距好大！

有人说优秀的程序是调出来的，而不是完全靠编写就能完事的。

看来，只有经历过才方有点感触。

下面谈一点关于PLC编程的感受。

PLC梯形图的设计没有什么固定的方法或者好的规律可寻。

教科书上都说，靠经验设计。

我觉得应该先掌握一些典型电路的设计，然后运用它们的方法来满足自己的控制要求，程序常常可能需要反复的调试，不断的修改和完善，增加一些中间编程元件和触点，才能得到满意的结果。

不要恢心，矛盾总是可以得到解决的，一时不行，就等一天，持续不断，最终你所得到的正是你想要的结果。

创造总是快乐的，收获时的喜悦能够盖过你努力时遭遇的所有痛苦。

在此，感谢辅导老师的批评指正以及耐心的评阅。

参考文献

[1]陈白宁，段智敏，刘文波机电传动控制基础.沈阳：

东北大学出版社2008.

[2]陈忠平，周少华，侯玉宝，李锐敏西门子S7-200系列PLC自学手册.北京：

人民邮电出版社，2008.8

[3]鲁远栋PLC机电控制系统应用设计技术（第二版）.北京：

电子工业出版社，2010.3

[4]电气控制与PLC应用/陈建明主编.-2版.-北京：

电子工业出版社，2010.1