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1、 现代控制技术及PLC控制课程设计姓 名 学 号 2目录1引言 32全自动洗衣机PLC控制的控制要求 32.1全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理 3 2.2洗衣机控制要求 4 3全自动洗衣机控制系统的PLC选型和资源配置 4 3.1控制系统硬件接线图 5 3.2模块功能概述 6 4全自动洗衣机控制系统程序设计和调试 6 4.1编程软件 6 4.2程序的流程图、构成和相关设置 7 5全自动洗衣机PLC控制系统程序 8 5.1系统资源分配 8 5.2源程序 9 6 总程序 177 结束语 21 8参考文献 221 引言 随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的
2、自动控制系统开始进入了人们的生活，以PLC为核心的电动机控制系统就是其中之一。同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员。它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果。它更让人类懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展.可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，PLC在现代工业中的作用将更加突出。随着现代工业设备的自动化越来越多的工厂设备采用PLC，变频器，人机界面自动化器件来控制，因此自动化程度越来越高。电器控制技术是随着科学技术的不断发展，生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的。在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工
3、人的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化，这就离不开控制系统。而设计、生产全自动洗衣机无疑是为了方便大家的生活，提高大家的生活水平。洗衣服是生活中必不可少的事情，全自动洗衣机的出现大大减少了人们洗衣服的时间，降低了洗衣的劳动强度，以至于八九岁的小孩都可以在很短的时间里对大量的衣物进行清洗。全自动洗衣机利用PLC对电动机的控制，实现了洗衣机全自动化。一经设置完成，便可以完成对衣物的洗涤、漂洗和甩干等工作。2全自动洗衣机PLC控制的控制要求2.1全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理2.1.1全自动洗衣机的基本结构全自动洗衣机主要部分有进水口、启动按钮、停止按钮、控制器、排水按钮、高水位控
4、制开关、低水位控制开关、内桶、外桶、波潘、排水口及洗涤电机等构成。2.1.2全自动洗衣机的工作流程全自动洗衣机的单循环工作流程示意图如图1所示。开始 进水洗涤排水脱水结束 图1全自动洗衣机的单循环工作流程示意图2.1.3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。 洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现。 脱水时，由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。 洗涤完成由蜂鸣器报警。2.2洗衣机控制要求2.2.1.全自动洗衣机控制系统的要求:（1） 按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、 低）水 位，关水（2） 2秒后开始洗涤（
5、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秒后开始排水，排空后脱水30秒（5） 开始清洗，重复（1）（4），清洗两遍（6） 清洗完成，报警3秒并自动停机（7） 若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）输入地址：输出地址：启动按钮 I0.0启动指令Q0.0停止按钮I0.1进水阀控制继电器Q0.1高水位按钮I0.2电动机正转及脱水继电器Q0.2中水位按钮I0.3电动机反转继电器Q0.3低水位按钮I0.4排水阀控制继电器Q0.4排空检测开关I0.5 报警蜂鸣器Q0.5高水位检测开关I0.6高水位指示灯Q0.6中水位检测开关I0.7中水位指
6、示灯Q0.7低水位检测开关I1.0低水位指示灯Q1.0手动排水按钮I1.1手动脱水按钮I1.23全自动洗衣机控制系统的PLC选型和资源配置3.1控制系统硬件接线图3.1.1控制系统硬件接线图全自动洗衣机的控制系统硬件接线示意图如图2所示。 图2全自动洗衣机的控制系统硬件接线示意图3.1.2 PLC外形图全自动洗衣机控制系统选择西门子公司的S7-200系列PLC作为控制单元，如图3所示为所选PLC外形图。 图3 PLC外形图3.1.3I/O地址分配由于S7-200 224 CPU模块有14点数字量输入，10点数字量输出，所以不需要再增加扩展模块。模块上的输入端对应的输入地址是I0.0I1.2，输
7、出端对应的输出地址是Q0.0Q1.03.2模块功能概述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控制系统的要求，所以不在需要另外的数字量输入/输出模块。4全自动洗衣机控制系统程序设计和调试4.1编程软件以西门子公司为S7-200PLC设计的V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4编程软件。4.2程序的流程图、构成和相关设置4.2.1流程图正常运行流程图正常运行流程图如图4所示。流程图描述: 按下启动按扭,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, 2秒后开始洗涤,洗涤正转30S后,停止2秒,反转
8、30S后,停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,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,脱水30S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2次,报警3秒并停机。起动脱水2次30S脱水排水洗5次暂停2S30S洗涤反转暂停2S30S洗涤正转停止进水进水 水满 N Y Y N Y N Y Y N Y NY NY报警3秒停机 图4 正常运行的流程图4.2.2.程序的构成在自动方式下，PLC将运行已经设置好的程序和参数（用于全自动洗衣机一切都工作正常的情况下）。4.2.3.程序的下载、安装和调试将各个
9、输入/输出端子和实际控制系统中的按钮、所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。全自动洗衣机程序是由V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4编程软件的指令完成。若要修改程序，先将PLC设定在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。5全自动洗衣机PLC控制系统程序5.1系统资源分配5.1.1 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共11个输入点。具体的输入分配如表1所示。 表1 输入地址分配名称符号地址启动按钮SB1I0.0停止按钮SB2I0.1高水位按钮SB3I0
10、.2中水位按钮SB4I0.3低水位按钮SB5I0.4排空检测开关BG1I0.5高水位检测开关BG2I0.6中水位检测开关BG3I0.7低水位检测开关BG4I1.0手动排水按钮SB6I1.1手动脱水按钮SB7I1.25.1.2 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、指示灯等。具体的输出分配如表2所示。表2 输出地址分配名称符号地址启动指令J1Q0.0进水阀控制继电器J2Q0.1电动机正转及脱水继电器J3Q0.2电动机反转继电器J4Q0.3排水阀控制继电器J5Q0.4报警蜂鸣器HAQ0.5高水位指示灯HL1Q0.6中水位指示灯HL2Q0.
11、7低水位指示灯HL3Q1.05.1.3 定时器部分具体的定时器分配如表3所示。表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脱水定时30秒T41报警定时3秒T42正转后暂停2秒T43反转后暂停2秒5.1.4 计数器部分具体的计数器分配如表4所示。表4 计数器分配计数器功能C1洗涤循环计数5次C2清洗和漂洗计数2次5.2源程序5.2.1 启动全自动洗衣机Q0.0是启动输出，M0.1是启动辅助继电器，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：Network 1 开始洗涤LD I0.0O M0.1AN C2AN I0.1= M0.1= Q0.0 所对应的梯形图如图5所示图5 启动指令梯形图5.2.2 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。当所选择水位的限位开关动作后,进水电磁阀释放，洗衣机
