工业洗衣机PLC课程研发设计文档格式.docx

1、鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。该设计为全自动洗衣机的PLC控制，主要介绍了全自动洗衣机的工作原理，控制系统的PLC的选型和资源的配置，控制系统程序设计与调试，控制系统PLC程序。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。最后，在该设计过程中给予极大鼓励和帮助的老师、同学，在此表示衷心的感谢。由于在设计过程中存在许多不足，希望老师同学指正。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。第二章 设计任务2.1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控制。洗涤正传、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现。脱水时由脱水离合器合上，排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。水位超过上下限时进行报警。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。洗衣机在结构

2、上主要有波轮式和滚筒式两类，本课程设计采用的是波轮式，波轮式洗衣机的特点：1） 水流方面。现在波轮式全自动洗衣机出现了一种新水流的形式。如LG的拳击棒，松下的双瀑布，荣事达的网络水流等都采用了这种水流。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。2） 程序控制器。新推出的波轮式全自动洗衣机均采用单片机程序控制器，原来的机械式程序控制器基本上已被淘汰。各厂家生产的各种型号的波轮式全自动洗衣机的控制程序有所不同。如在模糊控制的洗衣机中，单片机通过采集水位传感器，布量传感器，光传感器的信号以及电动机的转速，判断出衣物的质地，多少，赃物程度，从而自动调整对衣物进行合理的洗涤。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。3） 不锈钢内桶。波轮式洗

3、衣机采用了不锈钢内桶，减小衣物和内桶壁摩擦力，从而减轻衣物的磨损。4） 同心洗。同心洗是直接把电动机轴与洗衣桶主轴同心安装，直接驱动。使洗涤和脱水时洗衣桶振动减小，噪声降低。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。5） 变频波轮式洗衣机可以对不同质地的衣物自动选择不同的电动机转速，从而给不同质地的衣物以恰当的洗涤强度，在保证洗得干净的同时，也最大限度地降低衣物的磨损。同时还可以在脱水甩干时，由慢到快地启动，使衣物在桶内分布均匀，脱水效果好，同时由于衣物均匀分布在洗衣桶的四周，洗衣桶的重心落在轴心上，可以减小振动，降低噪声，但是价格较贵。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。波轮式全自动洗衣机通常都采用将洗涤（脱水）桶套装在盛水

4、桶内的同轴套桶式结构，其结构都是由洗涤，脱水系统，进，排水系统，电动机和传动系统，电器控制系统以及支撑机构5大部分组成的。支撑机构主要有箱体，吊杆及控制台组成，它除了安装和连接洗衣机的各种零件外，还具有减振及防护，装饰的作用。如图所示：全自动套筒洗衣机内部结构图。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。排水和进水系统波轮式全自动洗衣机的进排水系统都采用了电磁阀控制。为了对桶内的水位进行检测和控制，洗衣机上都安装有水位控制器（水位开关）。波轮式全自动套桶洗衣机使用最多的水位开关是空气压力式开关，主要有气压传感器装置，控制装置及电触点开关3部分组成，用来监视水位的高低。此外电磁阀分进水和排水电磁阀，进水电磁阀是洗衣

5、机上的自动进水开关，它受水位开关动断触点的控制。而排水电磁阀是全自动洗衣机上的自动排水装置，同时还起改变离合器工作状态。进水、排水电磁阀是采用电流流过线圈形成磁场的原理，洗衣机电磁阀在进，排水时使用，220V交流电压与电磁阀线圈接通，形成磁场，电磁线圈吸合。自动打开橡胶阀门，洗衣机里的水就顺着管道流出去了。断电后，电磁阀线圈失去电流，磁场消失，电磁铁松开，橡胶阀门自动关闭，洗衣机里的水就流不出去程序控制器中存储着多种程序，一旦通过选择开关选好某种程序后，程序控制器便按这种程序自动实施对电动机，进水和排水电磁阀的控制。用PLC（单片机）控制的全自动洗衣机各种动作典型的系统结构如图2.1所示：買鲷

6、鴯譖昙膚遙闫撷凄。图2.1 全自动洗衣机各种动作典型的系统结构图PLC在系统中是处于中心位置，水位开关的PLC的输入信号控制开关，进水阀，排水阀和电动机是洗衣机各种动作的执行机构。其中进水阀和排水阀由PLC给定信号来决定其工作状态；电动机的工作状态也由控制中心PLC给定信号来决定，而电动机的正反转状态直接决定了洗衣机的洗涤状态和脱水状态。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。2.2自动洗衣机的控制要求 1）全自洗衣机的控制要求 （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，然后关水。 （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。 （4）如此循环30次，总共30分

7、钟后开始排水，排空后漂洗15分钟。 （5）开始脱水8分钟。 2） 主电路 清洗完成，报警5秒并自动停，根据控制要求可以选用三相电机作为洗衣机的电机，利用交流接触器控制电机的正反转达到正反洗涤的要求，主电路如图2.2。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。图2.2 主电路图2.3工作流程图 3 系统硬件设计3.1 器件选择全自动洗衣机控制系统选择西门子公司的S7-200系列PLC（6ES7 214-1AD23-0XB0）作为控制单元。CPU模块采用西门子公司的6ES7 214-1AD23-0XB0 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

8、控制系统的要求，所以不在需要另外的数字输入/输出模块。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。3.2自动洗衣机的基本结构图3.1 洗衣机结构示意图3.3 自动洗衣机的硬件电路设计图3.2 自动洗衣机的I/O接线图图3.3 自动洗衣机的外部接线图第四章 系统程序设计4.1 地址分配1）.全自动洗衣机控制系统的输入有启动、停止、高水位、低水位以及高水位、零水位、低水位检测开关等共15个输入点。具体的输入分配如表1-2所示。 锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。表1.1全自动洗衣机控制系统PLC输入地址分配表类型地址电路器件 作用输入I0.0 SF1启动按钮：点此按钮，系统通电启动 I0.1 SF2停止按钮：点此按钮，系统暂停自动

9、过程 I0.2SA1水位选择开关：接通此处为低水位选择 I0.3接通此处为高水位选择 I0.4SA2洗涤方式选择开关：接通此处为弱洗 I0.5接通此处为强洗 I0.6BG1高水位压力开关，通过高水位限测ST3使其闭合 I0.7 BG2低水位压力开关，通过低水位限测ST2使其闭合 I1.0 BG3零水位压力开关，通过零水位限测ST1使其闭合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、蜂鸣器等。具体的输出分配如表3-2。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。表3-2 输出地址分配名称符号启动指令J1Q0.0进水阀控制继电器J2Q0.1电动机正转J3Q0.2电动机反

10、转继电器J4Q0.3漂洗继电器J5Q0.4脱水继电器J6Q0.5排水继电器J7Q0.6上限报警器HA1Q0.7下限报警器HA2Q1.03）定时器部分具体的定时器分配如表3-3所示表3-3 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30秒T39洗涤反转定时30秒T40漂洗定时60秒T42脱水定时60秒T48报警定时5秒T35延时2秒开始反转4）计数器部分具体计数器分配如表3-4所示表 3-4计数器分配计数器C1洗涤循环计数30次C21漂洗循环计数15次C22脱水循环计数8次4.2 指令语句 全自动洗衣机PLC控制指令Network 1 / 网络标题/ 网络注释 通电标志M0.0

11、LD I0.0O M0.0AN I0.1AN M0.1= M0.0Network 2 / 水位选择及进水LD I0.2O I0.3O Q0.0A M0.0AN M0.2= Q0.0Network 3 / 高低水位标志LD I0.6O I0.7O M0.2= M0.2Network 4 / 弱洗选择开始洗涤LD I0.4A M0.2S S0.1, 1Network 5 / 洗涤正转2SLSCR S0.1Network 6 LD SM0.0S Q0.2, 1TON T33, 200Network 7 LD T33SCRT S0.2Network 8 SCRENetwork 9 / 停止3SLSCR

12、 S0.2Network 10 LD SM0.0R Q0.2, 1TON T34, 300Network 11 LD T34SCRT S0.3Network 12 Network 13 / 洗涤反转2SLSCR S0.3Network 14 S Q0.3, 1TON T35, 200Network 15 LD T35SCRT S0.4Network 16 Network 17 LSCR S0.4Network 18 R Q0.3, 1TON T36, 300Network 19 LD T36SCRT S0.5Network 20 Network 21 / 判断正反洗涤是否达到3次LSCR S0

13、.5Network 22 LD S1.3CTU C40, +3Network 23 LDN C40SCRT S0.1Network 24 LD C40SCRT S1.3Network 25 Network 26 / 强洗选择开始洗涤标志LD I0.5S S0.6, 1S Q0.5, 1Network 27 / 洗涤正转8SLSCR S0.6Network 28 TON T97, 800Network 29 LD T97SCRT S0.7Network 30 Network 31 / 暂停2SLSCR S0.7Network 32 TON T98, 200Network 33 LD T98SCR

14、T S1.0Network 34 Network 35 / 洗涤反转8SLSCR S1.0Network 36 TON T99, 800Network 37 LD T99SCRT S1.1Network 38 Network 39 LSCR S1.1Network 40 R Q0.3, 1TON T100, 200Network 41 LD T100SCRT S1.2Network 42 Network 43 / 判断洗涤是否达到5次LSCR S1.2Network 44 CTU C41, +5Network 45 LDN C41SCRT S0.6Network 46 LD C41R Q0.5

15、, 1Network 47 Network 48 / 自动排水标志LSCR S1.3Network 49 S Q0.1, 1Network 50 LD I1.0SCRT S1.4Network 51 Network 52 / 自动脱水10SLSCR S1.4Network 53 S Q0.4, 1TON T37, 100Network 54 LD T37SCRT S1.5Network 55 Network 56 / 脱水完成蜂鸣5SLSCR S1.5Network 57 S Q0.6, 1R Q0.1, 1R Q0.4, 1TON T38, 50Network 58 LD T38SCRT S

16、1.6Network 59 Network 60 / 洗衣结束停机LSCR S1.6Network 61 R Q0.6, 1= M0.1Network 62 总结课程设计是每一各大学生大学生涯中都不可或缺，它使我们在实践中巩固了所学的知识在实践中锻炼了我们的动手能力。它使我们学习到了很多课本上学不到的东西，不仅开阔了自己的视野，增强了自己的见识也为我们以后进入社会打下了坚实的基础。在这次课程设计中不仅检验了我们所学的知识，也培养了我如何把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，和同学相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。 本次课

17、程设计我选择做的是全自动洗衣机，首先我们应了解设计目的。了解全自动洗衣机的工作原理。然后把那些功能转化为程序表达出来。这对一个人的逻辑要求是很高的。所以我们可以先把大致的程序编出来，满足大部分要求。然后在完善细节。程序编号之后就要拿到实验室去调试，在调试中出现了很多问题。有的是地址重复。有的是类型选择错误。有的是本应用常开开关的，最后用成了常闭开关。通过这个问题我发现，在编程之前，有了大致思路之后我们应该先想好用那些器件，看一下自己对这些器件是否了解。这样就可以避免在程序中器件误用得情况。在这此课程设计中我发现液位传感器比较容易用错。在水位漫过它时它是吸合的，其它情况下它是断开的。尧侧閆繭絳闕

18、绚勵蜆贅。这次课程设计同时也使我对延时导通计数器、加法计数器有了深刻了解，同时也让我对长延时电路有了更深刻的认识。在程序设计过程中我也用了很多自锁电路，有些同学认为这没有必要，但我却认为这对生产安全具有重要作用。在这次课程设计中我真的学到了很多。最后非常感谢老师和同学对我的帮助。在以后的日子里我会再接再励，使自己在计算机控制方面有更近一步的发展。识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。参考文献1 邵惠鹤. 工业过程高级控制. 上海：上海交通大学出版社，19972 王孟效，汤伟，施颂椒. 制浆过程筛选工段DCS控制. 中国造纸，2001（4）3 逾金寿. 过程自动化及仪表. 北京：化学工业出版社，20034 戚新波. 检测技术与智能仪器. 北京： 电子工业出版社，2005