目 錄前 言1第一章 全自動洗衣機控制系統(tǒng)方案.2 1.1 PLC控制系統(tǒng)的設計的基本準則.3 1.2 PLC的簡要介紹.4 1.3 PLC的控制特點 5 1.4洗衣機的PLC控制系統(tǒng)6 1.5 控制系統(tǒng)理論7 1.6主電路原理圖.第二章 可編程控制器的硬件設計 2.1可編程控制器的選擇. 2.2可編程控制器I/O口分配表 2.3外部接線圖.第三章 可編程控制器的軟件設計.3.1 全自動洗衣機的控制要求3.2 洗衣機工作流程圖33控制系統(tǒng)的梯形圖.第四章 課程設計體會參考文獻.前 言隨著社會經濟的發(fā)展和科學技術水平的提高，家庭電器全自動化成為必然的發(fā)展趨勢。全自動洗衣機的產生極大的方便了人們的生活。洗衣機是國內家電業(yè)唯一不打價格戰(zhàn)的行業(yè)，經過幾年的平穩(wěn)發(fā)展，國產洗衣機無論在質量上還是功能上都和世界領先水平同步?？v觀洗衣機市場，高效節(jié)能、省水、省電、環(huán)保型洗衣機一直在市場上占主導地位。洗衣機的全自動化、多功能化、智能化是其發(fā)展方向。基于全自動洗衣機的應用日益廣泛，利用PLC控制，與傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制系統(tǒng)相比較，其特點是能自動完成洗滌，漂洗和脫水的轉換，整個過程不需要人工操作，可靠性、節(jié)能性得到了提高。PLC控制不需要大量的活動部件和電子元器件，它的接線也大大減少，與此同時系統(tǒng)維修簡單、維修時間縮短。第一章 全自動洗衣機控制系統(tǒng)方案1. 1 PLC控制系統(tǒng)的設計的基本準則任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產效率和產品質量。因此，在設計PLC 控制系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則。1. 最大限度地滿足被控對象的控制要求充分發(fā)揮PLC 的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計PLC 控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設計中最重要的一條原則。這就要求設計人員在設計前就要深入現(xiàn)場進行調查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關先進的國內、國外資料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問題。2. 保證PLC 控制系統(tǒng)安全可靠保證PLC 控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應該保證PLC程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。3. 在滿足控制要求的前提下，力求簡單、經濟、使用及維修方便一個新的控制工程固然能提高產品的質量和數(shù)量，帶來巨大的經濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。4. 考慮到生產發(fā)展和工藝的改進，在選用PLC 時，在I/O 點數(shù)和內存容量上適當留有余地。由于技術的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設計時要適當考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O 點數(shù)和內存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產的發(fā)展和工藝的改進。5. 軟件設計主要是指編寫程序，要求程序結構清楚，可讀性強，程序簡短，占用內存少，掃描周期短。12 PLC的簡要介紹PLC可編程序控制器：PLC英文全稱Programmable Logic Controller,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。PLC是基于電子計算機，且適用于工業(yè)現(xiàn)場工作的電控制器。它源于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過電路的物理過程實現(xiàn)控制，而主要靠運行存儲于PLC內存中的程序，進行入出信息變換實現(xiàn)控制。入出信息變換、可靠物理實現(xiàn)，可以說是PLC實現(xiàn)控制的兩個基本要點。入出信息變換靠運行存儲于PLC內存中的程序實現(xiàn)。PLC程序既有生產廠家的系統(tǒng)程序(不可更改)，又有用戶自行開發(fā)的應用（用戶）程序。系統(tǒng)程序提供運行平臺，同時，還為PLC程序可靠運行及信號與信息轉換進行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設計。什么樣的控制要求，就應有什么樣的用戶程序。 PLC是基于電子計算機，但并不等同于普通計算機。普通計算機進入出信息變換，多只考慮信息本身，信息的出入，只要人機的界面好就可以了。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實時性，以及信息的使用等問題。特別要考慮怎么適應于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，抗干擾等問題。1. 3 PLC的控制特點PLC系統(tǒng)的特點： 1）可靠性高，PLC作為一種通用的工業(yè)控制器，它必須能夠在各種不同的工作環(huán)境中正常工作。對工作的環(huán)境要求較低，抗外部干擾能力強，平均無故障時間長。 2）使用方便靈活，PLC采用了基本單元擴展或者是模塊化的結構形式，因此，輸入/輸出信號的數(shù)量，形式，驅動能力等都可以根據(jù)實際控制要求進行選擇與確定，而且在需要時可以隨時更換，近年來，PLC的特殊模塊增多這些可以滿足不同的控制要求，使PLC的使用更加靈活與多變。 3）編程簡單，PLC的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在它采用了獨特的，多種面向廣大工程設計人員的編程語言，如指令表，梯形圖，邏輯功能圖，順序功能圖等，程序簡潔，明了適合各類技術人員的傳統(tǒng)習慣，即使是沒有計算機知識的人員也很統(tǒng)一掌握，特別是梯形圖與邏輯功能圖，形象直觀，動態(tài)監(jiān)測效果逼真，且與計算機控制容易。單片機系統(tǒng)的特點：1）要求環(huán)境，單片機對環(huán)境的適應能力較低，可靠性差。2）編程和PLC相比難以學習，主要是單片機采用匯編語言或者是C語言，這些高級語言和PLC語言相比，難以學習。3）功能單一只具有使用中所需要的功能。但是，它結構簡單，處理速度快。1.4 洗衣機的PLC控制系統(tǒng)全自動洗衣機采用PLC控制系統(tǒng)將大大提高工作效率，和適應工作環(huán)境的能力。它是整體模塊，集中了驅動電路、檢測電路和保護電路以及通訊聯(lián)網功能。因此在運用中，硬件也相對簡單，提高控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語言也相對簡單。典型的PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖1-1所示： 圖1-1 PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖1.5 控制系統(tǒng)理論用PLC控制的全自動洗衣機各種動作的系統(tǒng)結構如圖所示：圖1-2 全自動洗衣機各種動作的系統(tǒng)結構圖PLC在系統(tǒng)中是處于中心位置，水位開關的PLC的輸入信號控制開關，進水閥，排水閥和電動機是洗衣機各種動作的執(zhí)行機構。其中進水閥和排水閥由PLC給定信號來決定其工作狀態(tài)；電動機的工作狀態(tài)也由控制中心PLC給定信號來決定，而電動機的正反轉狀態(tài)直接決定了洗衣機的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。家用洗衣機電相為單相電機，常采用電容啟動，單相電機改變轉向的原理是：副繞組的電流超前或者滯后于主繞組便可以正傳或者反轉。根據(jù)這個原理可以調換主繞組或者副繞組的接線端。圖1-3單相電機正反接線圖圖 1-4單相電機正反內部線路示意圖1.6 主電路原理圖圖 1-5主電路原理圖第二章 可編程控制器的硬件設計2.1可編程控制器的選擇根據(jù)輸入信號及輸出信號的數(shù)量，選用西門子S7-200型可編程控制器.2.2可編程控制器I/O口分配表地址編號名稱代碼地址編號名稱代碼I0.0電源開啟按鈕開關SB1Q0.0進水閥門YV1I0.1停止按扭SB2Q0.1排水閥門YV2I0.2 高水位選擇開關 K1Q0.2電機正轉KM1I0.3中水位選擇開關K2Q0.3電機反轉KM2I0.4低水位選擇開關K3Q0.4脫水YCI0.5 水排空傳感器SQ1Q0.5報警器SPKI0.6高水位傳感器SQ2I0.7 中水位傳感器SQ3I1.0低水位傳感器SQ4I1.1手動排水開關K4I1.2手動脫水開關K52.3 外部接線圖如圖2-2所示，洗衣機要實現(xiàn)衣服的洗滌，漂洗和脫水，就要通過上述動作來實現(xiàn)，而這些動作可以通過PLC控制來實現(xiàn)。同時加上開關和按鈕，數(shù)碼管顯示器，蜂鳴報警器和欠電壓檢測保護電路等，就可以形成完整的PLC控制系統(tǒng)。通過軟件編程達到對整個洗衣過程進行檢測控制和用戶交互。此外，在少數(shù)全自動洗衣機上，以繼電器作各電氣工作部件驅動電路的電源開關，由PLC控制繼電器觸點開關的通斷，實現(xiàn)洗衣機的程序運轉。圖 2-2外部接線圖第三章 可編程控制器的軟件設計3.1 全自動洗衣機的控制要求 1、按下啟動按鈕及水位選擇開關，開始進水直到高（中、低）水位，關水 2、2秒后開始洗滌 3、洗滌時，正轉30秒，停2秒，然后反轉30秒，停2秒 4、如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒 5、開始清洗，重復 14，清洗兩遍 6、清洗完成，報警3秒并自動停機 7、若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計數(shù)）3.2 洗衣機工作流程圖圖 3-1 流程圖33控制系統(tǒng)的梯形圖第四章 課程設計體會通過這次課程設計，使自己明白了扎實的理論知識和實踐能力的重要性。以前只是懵懵懂懂理解了書中的基本的知識，掌握不是很牢固，在這次課程設計中吃了不少的閉門羹，從而增加了自己的困阻，走了許多彎路。意識到了PLC編程技術在現(xiàn)實中的廣泛應用，并了解到自己學習中的不足不處，看到看理論與實踐的差距。這次課設，學會了很多的東西，不僅鞏固了以前所學過的知識，而且學到了書本上沒有的知識，懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正學到知識，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在課設之中遇到了一些問題，最后在肖老師的指導下、同學們的幫助下 完成了這次課設，在此表示衷心的感謝！參考文獻1 電氣控制與PLC應用/陳建明主編.-2版.-北京：電子工業(yè)出版社，2010.12 廖常初.PLC基礎及應用北京：機械工業(yè)出版社,20033 李國厚.PLC原理及應用設計.化學工業(yè)出版社,20054 吳存宏.淺談PLC在全自動洗衣機中運用J.設計與開發(fā),19995 張鳳珊.電氣控制及可編程序控制器.中國輕工業(yè)出版社,19986 劉子林.電機與電氣控制M.北京:電子工業(yè)出版社,2003. 7 程周.電氣控制與PLC原理及應用M.北京:電子工業(yè)出版社,2003.