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1、江西工业职业技术学校院第 1 页 共 26 页1 江西工业职业技术学院毕业设计说明书课题名称 :全自动洗衣机的PLC 控制系统系别机 电 系专业机电一体化班级09 机电（ 3）班姓名李 志 彬学号20092755 指导教师祝 红 芳起讫时间：2011 年 11 月7 日_2012 年3 月1 日名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 2 页 共 26 页2 摘要可编程控制器（
2、PLC）是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置，它的成功性能强，可靠性高， 体积小巧。 该全自动洗衣机的设计是以西门子S7200PLC CPU224 为控制核心，分配有12 个输入点和输出点，采用了7 个定时器对电机转动进行计时，2 个计数器对洗衣机进行循环控制。实现浸泡洗涤漂洗脱水自动控制。S7200 汉化版仿真软件对程序进行调试，设计出一套合理的系统，实现预期功能。关键词 ：可编程控制器全自动洗衣机S7200PLC 自动控制CPU224名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - -
3、- - - - - 第 2 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 3 页 共 26 页3 目录第 1 章全自动洗衣机 PLC 的控制控制要求1.1全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理1.2洗衣机的控制要求第 2 章全自动洗衣机的控制系统资源配置和PLC 选型2.1 控制系统硬件接线图2.2 PLC 外形图2.3 I/O 的地址分配2.4 PLC 系统选型2.5 其他硬件选择第 3 章全自动洗衣机控制系统程序设计3.1 编程软件3.2 流程图3.3 源程序设计第 4 章程序调试4.1 程序的下载4.2 程序调试的步骤第 5 章课程设计总结与心得第
4、6 章参考文献名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 4 页 共 26 页4 前言随着社会的发展，工业话化的加速，出现了洗衣机，再就是自动洗衣机。无论是波轮式洗衣机也好，都朝着智能化，水流方式多样化，洗衣机创造化，设计更趋人性化四大特征方向发展， 传统的电气控制已竟不能满足现状的要求了，使智能化得控制取代了传统的工业控制，洗衣机的工作原理：全自动化洗衣桶和脱水桶是以同一心安放
5、的，内桶可以旋转，作为脱水桶。 内同的周围有许多小孔，使内桶和外桶水流相通，洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时通过控制系统将进水电磁阀打开，经水管将水注入到外桶。排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶拍到机外。洗涤正传、反转由洗涤电动机驱动拨盘正反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时， 控制系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶进行正反转甩干，高、低水位控制开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作，停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。随着先进科学技术发展，应用于洗衣机上的技术越来越成熟，洗衣机的发展也越来越
6、快，将来的洗衣机主要议一下方面发展：1.高度智能化2.健康化3.节水节能4.大容量和微型化本次设计主要采用PLC 控制技术设计全自动洗衣机控制系统，跟传统的洗衣机有智能化、实时监控、 人性的功能， 本系统最大的优点集中体现在：实现功能齐全， 外围电路简单，时间计算精确一以及可维护方面等。具有可靠性高， 安全性好， 开发价值高等一系列的优点。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院
7、第 5 页 共 26 页5 第 1 章 全自动洗衣机 PLC 控制的控制要求1.1.全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理1）全自动洗衣机的基本结构2）全自动洗衣机的工作流程名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 6 页 共 26 页6 3）全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执行。洗涤的正传、反转由电动机驱动波盘正、反转来实现。脱水时，由
8、脱水电磁离合器合上，排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。洗涤完成由蜂鸣报警。1.2.洗衣机的控制要求（1）按下启动按钮及水位开关，开始进水直到中水位，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 秒后进行排水，排空后脱水30 秒。（5）开始洗涤，重复（1）（4） ，清洗两遍。（6）清洗完成，报警3 秒自动停机。（7）若按下停车按钮，可手动排水和脱水。第 2章全自动洗衣机控制系统资源配置和PLC 选型2.1制系统硬件接线图2.2.PLC 的外形图外形图全自动洗衣机控制系统选择西门子公司的S7200 系列和
9、控制单元， 如图 3 所示为PLC 的名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 7 页 共 26 页7 2.3.I/O 的地址分配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总共11 个输入点，具体的输入分配如图下表所示。2）数字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
10、、排水电磁阀、 正、反洗涤电动机、 蜂鸣器、指示灯等，具体的输出分配如下表所示名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 8 页 共 26 页8 2.4.PLC 的选型从上面的分析可以知道，系统共有12 个输入点和9 个输出点。如果选用CPU222，需要扩展单元，如果选用CPU226PLC ，则价格较高，浪费较大。参照西门子S7200PLC 产品目录及市场实际价格，选用主机CPU
11、224 一台配置如图所示2.5其它器件选择1）.输入器件：启动、停止选择点动按钮；水位选择开关选用具有动合触点但无自动复位的旋转开关；检测传感器选用液位开关；手动排水，手动脱水选择具有动合触点且自动复位的按钮。2).输出器件 : 启动、正传及脱水、反转选用接触线圈；进水电磁阀、排水电磁阀由于采用直流输入。所以选用国标为MB 的电磁阀；报警与水位显示选用PG 指示灯。3）主要电路部分：由低压断路器、热保护元件、动合触点及YXD120 系列洗衣机专用电机组成。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - -
12、 - - - - - - - - 第 8 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 9 页 共 26 页9 第 3 章全自动洗衣机控制系统程序设计3.1.编程软件西门子公司为S7 200PLC 设计的 STEP7Microwin32V3.2编程软件 S7200 汉化版仿真软件3.2流程图1）正常流程图如图4 所示流程图描述：按下启动按钮开始进水；进水到规定高度，使水位开关接通，实现洗涤正转，并停止进水；洗涤正转30 秒后，停止2 秒，反转30 秒后，停止2 秒。计数器加1，累计洗涤次数；若未满 5 次则重复进行洗涤。直至洗涤达到5 次，开始排水，由于排水，
13、水位降低，当水位低于规定下限水位时，排空检测开关接通，开始脱水30 秒后，计数器加1，脱水停止，然后再返回到进水动作，重复上述过程3 次，报警并停止。2）.定时器、计数器分配定时器部分 ：计数器部分：名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 10 页 共 26页10 3）. 正常程序运行流程图3.3 源程序设计1） 启动全自动洗衣机Q0.0 是启动输出， M0.1 是启动辅助继
14、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LD I0.0 O M0.1 AN C2 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 11 页 共 26页11 AN I0.1 AN I0.1 = M0.1 = Q0.0 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。当所选择的水位的限位开关动
15、作后，进水电磁阀，洗衣机停止进水。它的指令程序为：etwork2 进水阀控制LD M0.1 EU LD I0.5 EU OLD .3 .2 .3 Network 3 LD I0.2 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 12 页 共 26页12 AN I0.6 LD I0.3 AN I0.7 OLD LD I0.4 AN I1.0 OLD A M0.3 = Q0.4 Ne
16、twork4 LD Q0.4 ED O M0.4 A M0.1 = M0.4 Network6 LD T37 O M0.2 AN C1 A M0.1 = M0.2 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 13 页 共 26页13 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - -
17、- - - - - - - 第 13 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 14 页 共 26页14 3)洗涤控制当进水电磁阀释放2 秒后，洗衣机开始洗涤。洗涤时，正转30 秒，停 2秒，然后反转30秒，停 2 秒，如此循环5 次，总共320 秒，它指令程序为：名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 14 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 15 页 共 26页15 名师归
18、纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 15 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 16 页 共 26页16 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 16 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 17 页 共 26页17 名师归纳总结 精品学习资料
19、 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 17 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 18 页 共 26页18 4）.水阀控制当洗涤循环5 次结束后，排水电磁阀得电，洗衣机开始排水。它的指令程序为：5）.脱水控制当排空检测限位开关动作后，开始30 秒脱水。它指令程序为：名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第
20、18 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 19 页 共 26页19 6）.清洗和漂洗计数脱水结束后，洗衣机开始清洗，开始进水直到选择的水位，2 秒后开始清洗。清洗时，正转 30 秒，停 2 秒，然后反转30 秒，停 2 秒。循环 5 次后，开始排水，排空后脱水30 秒。一共清洗两遍，它的指令程序为：7）.报警输出清洗完成后，报警3 秒自动停机。它的指令程序为：名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 19 页，共 2
21、6 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 20 页 共 26页20 8）.水位指示显示全自动洗衣机的水位。它的指令程序为：Network21 水位指示LD I0.6 = Q0.6 Network22 LD I0.7 = Q0.7 Network23 LD I1.0 = Q1.0 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 20 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 21 页 共 26页21 名
22、师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 21 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 22 页 共 26页22 第 4 章程序调试4.1.程序的下载由于缺少硬件设备，用S7200 仿真软件来调试程序；将编写好的梯形图程序生产awl 文件，运行S7 200 仿真软件，选CPU 型号为 224，导入 awl 文件运行程序，若要修改程序，先将PLC 设定为STOP 状态下，运行编程软件，打开全自动洗衣机程序，即可在线调试。4.
23、2.程序调试步骤1）.择型号为PU224 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 22 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 23 页 共 26页23 2)转载程序：3）. 运行程序：程序加载后，点便可运行仿真，下方是输入继电器，用点动指示灯控制，上方为输出继电器；梯形图中有颜色代表得电。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - -
24、- - - - - - - - - - - 第 23 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 24 页 共 26页24 4）. 检查程序运行后，按要求进行输入，观察输出是否达到控制要求a.正传定时器运行正常b.脱水定时运行正常名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 24 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 25 页 共 26页25 c. 反转定时正常d. 循环计数正常名师归纳
25、总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 25 页，共 26 页 - - - - - - - - - 江西工业职业技术学校院第 26 页 共 26页26 第 5 章课程设计总结与心得该全自动洗衣机以西门子S7200PLC为控制核心，实现了洗衣机的全过程（浸泡洗涤漂洗脱水）自动控制， 极大的方便了人们的日常生活，提高了人们的生活质量，使人们从那种繁重的体力劳动中解脱出来。系统实际合理，实现了预期功能。当然，该系统设计还存在着一些缺陷，比如：没有急停按钮、没有制动装置、成
26、本高等。总之本设计还有一定的提升空间。经过将近三周的全自动洗衣机PLC 课程设计，让我收获颇丰，不仅熟悉全自动洗衣机的工作工程，还学会了梯形图编程。一段时间的课程设计，让我加深了对PLC的认识和理解，也知道了PLC应用于工业控制的优点所在，更重要的是让我看到了自己知识的匮乏，也坚定了以后要不断的学习，不断地向身边的人虚心请教，同时要借助于图书馆和网络来扩展自己的知识面的决心。也只有这样，在以后的社会竞争中，这几家才能有立足之地，才能有所作为。本次课程设计制作过程如下；第 6 章参考文献（1）王永华、现代电气控制及PLC 应用技术（ M ）. 北京航空航天大学版社。2005年（2）廖常初 .S7 200CNPLC 基础教程 . 机械工业出版社.2006 年（3）高正中 . 西门子S7 200CNPLC编程技术及工程应用。电子工业出版社。2010年 1月 1 日（4）陈惠平 . 西门子S7200 系列 PLC自学手册，人民邮电出版社.2008 年 8 月 1日名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 26 页，共 26 页 - - - - - - - - -