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3. 全自動(dòng)洗衣機(jī)梯形圖控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試 全自動(dòng)洗衣機(jī)應(yīng)帶有洗滌方式選擇、水位選擇。通過三個(gè)開關(guān) QS、SB1、SB2 對(duì)洗衣機(jī)的洗滌過程進(jìn)行控制：QS是系統(tǒng)運(yùn)行控制開關(guān)，控制整個(gè)洗衣過程。SB1是洗滌方式選擇按鈕，控制強(qiáng)洗/弱洗兩種洗滌方式的切換，即按一下，進(jìn)入強(qiáng)洗狀態(tài)，再按一下，又進(jìn)入弱洗狀態(tài)，如此反復(fù)循環(huán)。SB2是運(yùn)行/暫停兩種狀態(tài)的選擇按鈕，即按一下，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，再按一下，又進(jìn)入暫停狀態(tài)，如此反復(fù)循環(huán)。洗滌水位由機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)控制，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置各種洗滌水位，由檢測(cè)開關(guān)輸出觸點(diǎn)“通”、“斷”信號(hào)，表示“水位到（ON）”及“水排空（OFF）”兩種狀態(tài)。洗衣程序必須經(jīng)過一洗二漂，洗衣結(jié)束，報(bào)警提示10秒。整個(gè)工作過程，參見工作流程框圖。 動(dòng)作要求如下： 洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。 洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。 脫水時(shí)，由脫水電磁離合器合上、排水電磁閥吸合，洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。 洗滌完成由蜂鳴器報(bào)警。 洗衣機(jī)所需要的輸入/輸出信號(hào)有: 工作流程圖如下： 《電器與可編程控制器》課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課程設(shè)計(jì)題目：全自動(dòng)洗衣機(jī)梯形圖控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試 學(xué) 院： 專業(yè)及班級(jí)： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 目錄 1引言………………………………………………………………………………… 2 2全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制的控制要求………………………………… 2 2.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作流程和工作原理………… 3 2.2洗衣機(jī)控制要求…………………………………………………………… 4 3全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置………………… 4 3.1控制系統(tǒng)硬件接線圖……………………………………………………… 4 3.2模塊功能概述………………………………………………………………… 5 4全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試……………………………… 5 4.1編程軟件………………………………………………………………………… 5 4.2程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置……………………………………… 5 5全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)程序………………………………………… 7 5.1系統(tǒng)資源分配…………………………………………………………………… 7 5.2源程序……………………………………………………………………………… 8 6 結(jié)束語………………………………………………………………………………… 15 7參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………… 16 8 附錄………………………………………………………………………………………17 1 引言 隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動(dòng)控制系統(tǒng)開始進(jìn)入了人們的生活，以PLC為核心的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)就是其中之一。同時(shí)也標(biāo)志了自動(dòng)控制領(lǐng)域成為了數(shù)字化時(shí)代的一員。它實(shí)用性強(qiáng)，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，使人們相信這是科技進(jìn)步的成果。它更讓人類懂得，數(shù)字時(shí)代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳?，將加快科學(xué)技術(shù)的發(fā)展.可編程控制器的功能日益完善，加上小型化、價(jià)格低、可靠性高，PLC在現(xiàn)代工業(yè)中的作用將更加突出。 2全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制的控制要求 2.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作流程和工作原理 2.1.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 全自動(dòng)洗衣機(jī)主要部分有進(jìn)水口、啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、控制器、排水按鈕、高水位控制開關(guān)、低水位控制開關(guān)、內(nèi)桶、外桶、波潘、排水口及洗滌電機(jī)等構(gòu)成。 2.1.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作流程 全自動(dòng)洗衣機(jī)的單循環(huán)工作流程示意圖如圖1所示。 開始 進(jìn)水 洗滌 排水 脫水 結(jié)束 圖1全自動(dòng)洗衣機(jī)的單循環(huán)工作流程示意圖 2.1.3全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理 洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。 洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。 脫水時(shí)，由脫水電磁離合器合上、排水電磁閥吸合，洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。 洗滌完成由蜂鳴器報(bào)警。 2.2洗衣機(jī)控制要求 2.2.1.全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求: （1） 按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開關(guān)，開始進(jìn)水直到高（中、 低）水 位，關(guān)水 （2） 2秒后開始洗滌 （3） 洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)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(fù)（1）～（4），清洗兩遍 （6） 清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī) （7） 若按下停車按扭，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水（不計(jì)數(shù)） 3全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置 3.1控制系統(tǒng)硬件接線圖 3.1.1控制系統(tǒng)硬件接線圖 全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)硬件接線示意圖如圖2所示。 圖2全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)硬件接線示意圖 3.1.2 PLC外形圖 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)選擇西門子公司的S7-200系列PLC作為控制單元，如圖3所示為所選PLC外形圖。 圖3 PLC外形圖 3.1.3I/O地址分配 由于S7-200 224 CPU模塊有14點(diǎn)數(shù)字量輸入，10點(diǎn)數(shù)字量輸出，所以不需要再增加擴(kuò)展模塊。模塊上的輸入端對(duì)應(yīng)的輸入地址是I0.0～I(xiàn)1.2，輸出端對(duì)應(yīng)的輸出地址是Q0.0～Q1.0 3.2模塊功能概述 由于該模塊采用直流24V供電(直流晶體管輸出)，有14點(diǎn)數(shù)字量輸入和10點(diǎn)數(shù)字量輸出，完全能滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求，所以不在需要另外的數(shù)字量輸入/輸出模塊。 4全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試 4.1編程軟件 以西門子公司為S7-200PLC設(shè)計(jì)的V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4編程軟件。 4.2程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置 4.2.1流程圖 ⑴正常運(yùn)行流程圖 正常運(yùn)行流程圖如圖4所示。 流程圖描述: 按下啟動(dòng)按扭,開始進(jìn)水;進(jìn)水到規(guī)定高度,使水位開關(guān)接通,實(shí)現(xiàn)洗滌正轉(zhuǎn),并停止進(jìn)水, 2秒后開始洗滌,洗滌正轉(zhuǎn)30S后,停止2秒,反轉(zhuǎn)30S后,停2秒。計(jì)數(shù)器加1,累計(jì)洗滌次數(shù);若未滿5次則重復(fù)進(jìn)行洗滌,直至洗滌達(dá)到5次,開始排水.由于排水,水位降低,當(dāng)水位低于規(guī)定下限水位時(shí),排空檢測(cè)開關(guān)接通,開始脫水,脫水30S后,計(jì)數(shù)器加1,脫水停止.然后再返回到進(jìn)水動(dòng)作 重復(fù)上述過程3次,報(bào)警3秒并停機(jī)。 起動(dòng) 脫水3次 30S 脫水 排水 洗5次 暫停2S 30S 洗滌反轉(zhuǎn) 暫停2S 30S 洗滌正轉(zhuǎn) 停止進(jìn)水 進(jìn)水 水滿 N Y Y N Y N Y Y N Y N Y N Y 報(bào)警3秒停機(jī) 圖4 正常運(yùn)行的流程圖 4.2.2.程序的構(gòu)成 在自動(dòng)方式下，PLC將運(yùn)行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)（用于全自動(dòng)洗衣機(jī)一切都工作正常的情況下）。 4.2.3.程序的下載、安裝和調(diào)試 將各個(gè)輸入/輸出端子和實(shí)際控制系統(tǒng)中的按鈕、所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。全自動(dòng)洗衣機(jī)程序是由V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4編程軟件的指令完成。若要修改程序，先將PLC設(shè)定在STOP狀態(tài)下,運(yùn)行編程軟件，打開全自動(dòng)洗衣機(jī)程序，即可在線調(diào)試。 5全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)程序 5.1系統(tǒng)資源分配 5.1.1 數(shù)字量輸入部分 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)、停止、高水位、中水位、低水位、手動(dòng)排水和手動(dòng)脫水按鈕以及高水位、中水位、低水位和排空檢測(cè)開關(guān)共11個(gè)輸入點(diǎn)。具體的輸入分配如表1所示。 表1 輸入地址分配 名稱 符號(hào) 地址 啟動(dòng)按鈕 SB1 I0.0 停止按鈕 SB2 I0.1 高水位按鈕 SB3 I0.2 中水位按鈕 SB4 I0.3 低水位按鈕 SB5 I0.4 排空檢測(cè)開關(guān) ST1 I0.5 高水位檢測(cè)開關(guān) ST2 I0.6 中水位檢測(cè)開關(guān) ST3 I0.7 低水位檢測(cè)開關(guān) ST4 I1.0 手動(dòng)排水按鈕 SB6 I1.1 手動(dòng)脫水按鈕 SB7 I1.2 5.1.2 數(shù)字量輸出部分 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、正/反轉(zhuǎn)洗滌電動(dòng)機(jī)、蜂鳴器、指示燈等。具體的輸出分配如表2所示。 表2 輸出地址分配 名稱 符號(hào) 地址 啟動(dòng)指令 J1 Q0.0 進(jìn)水閥控制繼電器 J2 Q0.1 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)及脫水繼電器 J3 Q0.2 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器 J4 Q0.3 排水閥控制繼電器 J5 Q0.4 報(bào)警蜂鳴器 HA Q0.5 高水位指示燈 HL1 Q0.6 中水位指示燈 HL2 Q0.7 低水位指示燈 HL3 Q1.0 5.1.3 定時(shí)器部分 具體的定時(shí)器分配如表3所示。 表3 定時(shí)器分配 定時(shí)器 功能 T37 延時(shí)2秒開始洗滌 T38 洗滌正轉(zhuǎn)定時(shí)30秒 T39 洗滌反轉(zhuǎn)定時(shí)30秒 T40 脫水定時(shí)30秒 T41 報(bào)警定時(shí)3秒 5.1.4 計(jì)數(shù)器部分 具體的計(jì)數(shù)器分配如表4所示。 表4 計(jì)數(shù)器分配 計(jì)數(shù)器 功能 C1 洗滌循環(huán)計(jì)數(shù)5次 C2 清洗和漂洗計(jì)數(shù)3次 5.2源程序 5.2.1 啟動(dòng)全自動(dòng)洗衣機(jī) Q0.0是啟動(dòng)輸出，M0.1是啟動(dòng)輔助繼電器，當(dāng)洗衣機(jī)的啟動(dòng)按鈕按下時(shí)，Q0.0和M0.1得電。它的指令程序?yàn)椋? Network 1 開始洗滌 LD I0.0 O M0.1 AN C2 AN I0.1 = M0.1 = Q0.0 所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖5所示 圖5 啟動(dòng)指令梯形圖 5.2.2 進(jìn)水閥控制 洗衣機(jī)啟動(dòng)后，再按下水位選擇開關(guān)，進(jìn)水電磁閥得電，洗衣機(jī)開始進(jìn)水。當(dāng)所選擇水位的限位開關(guān)動(dòng)作后,進(jìn)水電磁閥釋放，洗衣機(jī)停止進(jìn)水。它的指令程序?yàn)椋? Network 2 進(jìn)水閥控制 LD M0.1 EU LD I0.5 EU OLD O M0.3 AN M0.2 = M0.3 Network 3 LD I0.2 AN I0.6 LD I0.3 AN I0.7 OLD LD I0.4 AN I1.0 OLD A M0.3 = Q0.1 Network 4 LD Q0.1 ED TON T37, +20 Network 5 LD T37 O M0.2 AN C1 A M0.1 = M0.2 所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖6所示 圖6進(jìn)水閥控制梯形圖 5.2.3洗滌控制 當(dāng)進(jìn)水電磁閥釋放2秒后，洗衣機(jī)開始洗滌。洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒，如此循環(huán)5次，總共320秒。它的指令程序?yàn)椋? Network 6 正轉(zhuǎn)及脫水控制 LD M0.2 AN T38 AN Q0.3 A M0.1 LD I0.5 AN T40 AN Q0.3 A M0.1 OLD LD I1.2 AN M0.1 OLD = Q0.2 Network 7 LD M0.2 AN T39 TON T38, +300 Network 8 反轉(zhuǎn)控制 LD T38 AN T39 AN I0.5 A M0.1 = Q0.3 Network 9 LD Q0.3 TON T39, +300 Network 10 LD T39 ED LD T40 ED CTU C1, +5 所對(duì)應(yīng)的梯形圖如7所示 圖7洗滌控制梯形圖 5.2.4 出水閥控制 當(dāng)洗滌循環(huán)5次結(jié)束后，排水電磁閥得電，洗衣機(jī)開始排水。它的指令程序?yàn)椋? Network 11 出水閥控制 LD C1 LD I1.1 AN M0.1 OLD = Q0.4 所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖8所示 圖8出水閥控制梯形圖 5.2.5 脫水計(jì)時(shí) 當(dāng)排空檢測(cè)限位開關(guān)動(dòng)作后，開始30秒脫水。它的指令程序?yàn)椋? Network 12 脫水計(jì)時(shí) LD I0.5 TON T40, +300 所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖9所示 圖9脫水計(jì)時(shí)梯形圖 5.2.6 清洗和漂洗計(jì)數(shù) 脫水結(jié)束后，洗衣機(jī)開始清洗，開始進(jìn)水直到選擇的水位，2秒鐘后開始清洗。清洗時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒。循環(huán)5次后，開始排水，排空后脫水30秒。一共清洗2遍。它的指令程序?yàn)椋? Network 13 清洗和漂洗計(jì)數(shù) LD M0.2 ED LDN M0.1 CTU C2, +3 所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖10所示 圖10清洗和漂洗計(jì)數(shù)梯形圖 5.2.7 報(bào)警輸出 清洗完成后，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)。它的指令程序?yàn)椋? Network 14 報(bào)警輸出 LD M0.1 TOF T41, +30 Network 15 LDN M0.1 A T41 = Q0.5 所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖11所示 圖11報(bào)警輸出梯形圖 5.2.8 水位指示 顯示全自動(dòng)洗衣機(jī)的水位。它的指令程序?yàn)椋? Network 16 水位指示 LD I0.6 = Q0.6 Network 17 LD I0.7 = Q0.7 Network 18 LD I1.0 = Q1.0 所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖12所示 圖12水位指示梯形圖 6 結(jié)束語 使用PLC實(shí)現(xiàn)控制為現(xiàn)代工業(yè)控制的生產(chǎn)起到了積極作用，此處整個(gè)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便、靈活，具有較好的實(shí)際價(jià)值和使用性。 通過本次設(shè)計(jì)，讓我很好的鍛煉了理論聯(lián)系實(shí)際，與具體項(xiàng)目、課題相結(jié)合開發(fā)、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力。既讓我們懂得了怎樣把理論應(yīng)用于實(shí)際，又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到的問題怎樣用理論去解決。 在本次設(shè)計(jì)中，我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識(shí)，于是圖書館和INTERNET成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識(shí)，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉。我們學(xué)習(xí)的知識(shí)是有限的，在以后的工作中我們肯定會(huì)遇到許多未知的領(lǐng)域，這方面的能力便會(huì)使我們受益非淺。在設(shè)計(jì)過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題的時(shí)候，需要做大量的工作，花大量的時(shí)間才能解決。自然而然，我的耐心便在其中建立起來了。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了信心。 7 參考文獻(xiàn)： [1]王威主編 .工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化[M] .北京：科學(xué)出版社，2003.9 [2]常斗南主編 .可編程序控制器原理應(yīng)用實(shí)驗(yàn)[M] .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998 .3 [3]王永華 .現(xiàn)代電氣控制及plc應(yīng)用技術(shù)[M] .北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003 [4]廖常初 .plc編程及應(yīng)用[M] .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [5]常曉玲 .電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器[M] .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [6]賀哲榮 石帥軍 .流行plc實(shí)用及設(shè)計(jì)[M] .西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006 [7]余雷聲 .電氣控制與plc應(yīng)用[M] .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 [8]　宮淑貞，徐世許?？删幊炭刂破髟砑捌鋺?yīng)用（第二版）　　人民郵電出版社 [9] 吳建強(qiáng)、姜三勇編著《可編程控制器原理及其應(yīng)用》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1998年 [10]常斗南主編，《可編程控制器原理應(yīng)用實(shí)驗(yàn)》，機(jī)械工業(yè)出版社，1998年7月。 [11]張朝中主編，《電器與PLC控制控制技術(shù)（第二版）》. 2009.05 8 附錄（源程序）