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1、太原工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計2102年6月20日題 目： 全自動洗衣機(jī)PLC設(shè)計 系 別： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 班 級： 學(xué)生姓名： 閆萍萍 郭志明 付杰 彭思遠(yuǎn) 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 周 敏 PLC設(shè)計： 全自動洗衣機(jī)PLC控制目錄摘要一、控制設(shè)備要求1.正常運(yùn)行2.強(qiáng)制停止二、電氣設(shè)計部分三、PLC運(yùn)行框圖1正常運(yùn)行流程圖2強(qiáng)制運(yùn)行流程圖四、過程分析說明及I/O分配表1分析說明2I/O分配表五、PLC I/0硬件接線圖及panel圖1PLC I/O硬件接線圖2panel圖六、程序梯形圖七、時序圖（以選擇高水位為例）八、總結(jié)摘要根據(jù)全自動洗衣機(jī)的工作原理,利用可編程控制器PLC實現(xiàn)控

2、制,說明了PLC控制的原理方法,特點及控制洗衣機(jī)的特色。全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)利用了西門子S7-200系列PLC的特點,對按鈕,電磁閥,開關(guān)等其他一些輸入/輸出點進(jìn)行控制,實現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過程的自動化。由于每遍的洗滌,排水,脫水的時間由PLC內(nèi)計數(shù)器控制,所以只要改變計數(shù)器參數(shù)就可以改變時間?？梢园焉厦嬖O(shè)定的程序時間定下來,作為固定程序使用,也可以根據(jù)衣物的質(zhì)地,數(shù)量及油污的程度來編程。只要稍作改變,就可以設(shè)計出諸如要多洗多甩的牛仔類衣物,輕洗輕甩的羊毛類衣物以及通用的標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序,充分表現(xiàn)現(xiàn)代家電品的實用性。在洗衣機(jī)控制方面，在PLC問世之前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器占主導(dǎo)地位。但繼電器控制領(lǐng)域

3、有著十分明顯的缺點：體積大、耗電多、可靠性、壽命短、運(yùn)行速度慢、適應(yīng)性差、尤其當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時，就必須重新設(shè)計、重新安裝，造成時間和資金的嚴(yán)重浪費(fèi)。為了改變這一現(xiàn)狀，PLC控制系統(tǒng)產(chǎn)生了。繼1969年美國數(shù)字設(shè)備公司研制出世界第一臺PLC，并在通用汽車公司自動裝配線上試用，獲得了成功，從而開創(chuàng)了工業(yè)控制新時期，從此，可編程控制器這一新的控制技術(shù)迅速發(fā)展起來了。在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。PLC的 優(yōu)點是：可靠性高，耗電少，適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行速度快，壽命長等，為了進(jìn)一步提高全自動洗衣機(jī)的功能和性能，避免傳統(tǒng)控制的一些弊端，就提出了用PLC來控制全自動洗衣機(jī)這個課題。全自動洗衣機(jī)PLC程序設(shè)計一、控

4、制設(shè)備要求全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求是能實現(xiàn)“正常運(yùn)行”和“強(qiáng)制運(yùn)行”兩種控制方式。1.正常運(yùn)行“正常運(yùn)行”方式具體控制要求如下：（1）將水位通過水位選擇開關(guān)設(shè)在合適的位置（高、中、低），按下“啟動”按鈕，開始進(jìn)水，達(dá)到設(shè)定的水位（高、中、低）后，停止進(jìn)水。（2）進(jìn)水停止2s后開始洗衣。（3）洗衣時，正轉(zhuǎn)30s，停2s，然后反轉(zhuǎn)30s，停2s。（4）如此循環(huán)共5次，總共320s后開始排水，排空后脫水30s。（5）然后再進(jìn)水，重復(fù)（1）（4）步，如此循環(huán)共2次。（6）洗衣過程完成，報警3s并自動停機(jī)。2.強(qiáng)制停止“強(qiáng)制停止”方式具體控制要求如下:（1）若按下“停止”按鈕，洗衣過程停止，即洗滌電機(jī)

5、和脫水桶停止轉(zhuǎn)動、進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥全部閉合。（2）可用手動排水開關(guān)和手動脫水開關(guān)進(jìn)行手動排水和脫水?！咀ⅰ俊罢＿\(yùn)行”和“強(qiáng)制停止”兩種模式的運(yùn)行是一樣的。二 電氣設(shè)計部分 如下圖為全自動洗衣機(jī)的PLC控制系統(tǒng)電路圖。通過PLC來實現(xiàn)電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)，并且實現(xiàn)洗衣機(jī)按預(yù)先設(shè)置的程序自動執(zhí)行，完成洗衣。當(dāng)需要手動排水與脫水時，可強(qiáng)制止自動程序的運(yùn)行，跳出自動切換到手動操作。為防止全自動洗衣機(jī)在工作過程中，電路發(fā)生短路，損壞電動機(jī)和電路中的各種電氣設(shè)備，因此在主電路中安裝了熔斷器，當(dāng)電路出現(xiàn)短路故障時，能迅速、可靠的斷開電源。全自動洗衣機(jī)在無人問津的情況下可能長時間運(yùn)行，為防止電機(jī)繞組的溫升超

6、過額定值而損壞，采用熱繼電器作為保護(hù)元件，與熔斷器搭配使用，可靠地保護(hù)電動機(jī)。 人機(jī)接口部分的按鈕等都選擇低壓電器元件，保護(hù)操作者的安全。三 PLC運(yùn)行框圖 1、正常運(yùn)行流程圖如下圖所示。2、強(qiáng)制運(yùn)行流程圖如下開始正常運(yùn)行按停止按鈕洗滌電機(jī)和脫水桶停止轉(zhuǎn)動、進(jìn)水和排水電磁閥閉合排水打開手動排水開關(guān)打開手動脫水開關(guān)脫水結(jié)束YYYNNN1）程序的構(gòu)成 這個程序有自動方式和手動方式兩種。在自動方式下，PLC將運(yùn)行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)（適用于機(jī)械一切都正常工作的情況下）。在手動方式下是在緊急停止情況下，可以手動排水和脫水。2）程序的下載、安裝和調(diào)試四、 過程分析說明及I/O分配表1.分析說明 自動洗

7、衣機(jī)的進(jìn)水、洗衣、排水和脫水時通水位開關(guān)，電磁進(jìn)水閥和電磁排水閥配合進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)自動控制。水位開關(guān)用來控制進(jìn)水到洗衣的低、中、高水位；電磁閥起著通/斷水源的作用，進(jìn)水時，電磁進(jìn)水閥打開，將水注入，排水時，電磁排水閥打開，將水排出，洗衣時，洗滌電動機(jī)啟動，脫水時，脫水桶啟動。2.I/O分配表 這個控制系統(tǒng)的輸入有啟動按鈕、停止按鈕、水位選擇開關(guān)（高水位、中水位、低水位）、手動排水、自動排水開關(guān)、高水位浮球開關(guān)、中水位浮球開關(guān)，低水位浮球開關(guān)、水排空浮球開關(guān)、壓力開關(guān)共12個。具體的輸入地址分配如表1所示。表1：輸入地址分配輸入地址對應(yīng)的元器件對應(yīng)的外部設(shè)備I00081SB1啟動按鈕I000

8、82SB2停止按鈕I00083SB3高水位選擇開關(guān)I00084SB4中水位選擇開關(guān)I00085SB5低水位選擇開關(guān)I00086SQ1水排空檢測開關(guān)I00087SQ2高水位檢測開關(guān)I00088SQ3中水位檢測開關(guān)I00089SQ4低水位檢測開關(guān)I00090SB6手動排水I00091SB7手動脫水2.數(shù)字量輸出部分 這個控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、洗滌電動機(jī)、脫水桶、報警器共五個設(shè)備。但是由于洗滌電動機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個狀態(tài)，分別都應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點有六個。具體的輸出地址分配如表2所示。表2：輸出地址分配輸出地址對應(yīng)的元器件對應(yīng)的外部設(shè)備Q00001YA1啟

9、動洗衣機(jī)Q00002YA2進(jìn)水閥Q00003KM1正轉(zhuǎn)及脫水Q00004KM2反轉(zhuǎn)Q00005YA3排水Q00006Q00007 Q00008 Q00009 YHYA4YA5YA6報警器低水位檢測燈中水位檢測燈高水位檢測燈3.定時器和計數(shù)器 全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)中的工作時間和循環(huán)次數(shù)需要定時器和計數(shù)器來控制。具體定時器和計數(shù)器分配如表3所示。表3： 定時器和計數(shù)器分配類別元器件號設(shè)定值作用定時器T02s進(jìn)水后暫停時間T130s正轉(zhuǎn)洗滌計時T22s正轉(zhuǎn)暫停計時T330s反轉(zhuǎn)洗滌計時T42s反轉(zhuǎn)暫停計時T530s脫水計時T63s洗完報警計時計數(shù)器C05次正反洗循環(huán)計數(shù)C13次大循環(huán)計數(shù)五PLC

10、I/0硬件接線圖及panel圖1.根據(jù)全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的輸入、輸出地址分配和定時器、計時器分配以及所選PLC型號，PLC I/O硬件接線圖如下圖所示。 圖4.1 I/O硬件接線圖2.panel圖 圖4.2 PANEL圖六、程序梯形圖 七、時序圖（以選擇高水位為例）八、總結(jié)經(jīng)過幾天的奮戰(zhàn)，我們的課程設(shè)計終于圓滿完成。課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立思考的能力，樹立了對自己工作能力的信心，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。雖然這個設(shè)計做的不是很完美，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的知識是這次課程設(shè)計的最大收獲和財富，會使我終身受益。通過這次課程設(shè)計，使我明白學(xué)習(xí)是一個不斷積累的過程。還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！在此全自動洗衣機(jī)的設(shè)計過程中，老師盡全力地為我和同學(xué)們創(chuàng)造條件，并對我們在設(shè)計過程中遇到的難題進(jìn)行細(xì)致耐心的指導(dǎo)，使我們學(xué)習(xí)了很多實際工業(yè)生產(chǎn)中的問題和解決方法，提高了對應(yīng)用GE PLC的技術(shù)水平以及分析問題和解決問題的能力，才得以設(shè)計的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)具有實際應(yīng)用水平的可靠性和穩(wěn)定性。