基于S7200的工業(yè)洗衣機PLC課程設計(順序功能指令)

1、目錄一 plc的介紹11.1plc的簡介11.2 plc的特點1二 設計任務與要求32.1 設計任務32.2 設計要求32.3 實用價值與理論意義3三 硬件設計43.1 控制要求43.2 i/o分布表43.3 i/o外部接線圖4四 軟件設計54.1 設計方案54.2 設計分析54.3 自動洗衣機功能圖與梯形圖6五 結束12參考文獻13一 plc的介紹1.1 plc的簡介plc可編程控制器：plc英文全稱programmable logic controller，中文全稱為可編程控制器，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)與算數(shù)操作等面向用戶的指令，并

2、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的i/o電路，都是專門設計的。 plc有多個i/o用點，一般也就有多少個i/o用電路?？删幊炭刂破?plc)以微處理器為核心，普遍采用依據(jù)繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣原理圖編制的梯形圖語言進行程序設計，編程容易，功能擴展方便，修改靈活,而且

3、結構簡單，抗干擾能力強。s7-200系列可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴充設備，有豐富的特殊擴展設備，其中的模擬輸入設備和通信設備更是符合全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求與特點。通過對結構圖的分析，可知全自動洗衣機的i/o點不多，選擇小型的s7-200，可以完全滿足其要求。本設計選擇s7-200為核心部件，著重進行硬件接口設計，利用梯形圖進行編程，實現(xiàn)了全自動洗衣機控制系統(tǒng)的自動化。1.2 plc的特點(1)可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。plc由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如s7-20

4、0plc平均無故障時間高達數(shù)萬小時。一些使用冗余cpu的plc的平均無故障工作時間則更長。從plc的機外電路來說，使用plc構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，plc帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除plc以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。(2)配套齊全，功能完善，適用性強plc發(fā)展到今天，已經形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以

5、外，現(xiàn)代plc大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來plc的功能單元大量涌現(xiàn)，使plc滲透到了位置控制、溫度控制、cnc等各種工業(yè)控制中。加上plc通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用plc組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。(3)易學易用，深受工程技術人員歡迎plc作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用plc的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。(4)系統(tǒng)的設

6、計、建造工作量小，維護方便，容易改造plc用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。(5)體積小，重量輕，能耗低由于體積小很容易裝入機械內部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。二 設計任務與要求2.1 設計任務 控制要求：某工業(yè)用洗衣機，其工作順序如下：（1）啟動按鈕后給水閥就開始給水；（2）當水滿到水滿傳感器時就停止給水；（3）波輪開始正轉3s,然后反轉3s,再正轉3s一共轉6分鐘；（4）出水閥開始出水；（5）出水8s后停止出水，同時聲

7、光報警器報警，叫工作人員來取衣服；（6）按停止按鈕聲光報警器停止，并結束整個工作過程。2.2 設計要求 設計要求：（1）畫出系統(tǒng)動作流程圖。 （2）設計外部輸入/輸出點（i/0）。 （3）畫出plc外部接線圖。（4）請設計完整的梯形圖。2.3 實用價值與理論意義 自從全自動洗衣機誕生以來，其內部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進。設計方法也開始多種多樣，從而使全自動洗衣機顯得更加智能化。洗衣機的進水和排水分別用進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行，進水時通過電控系統(tǒng)使閥打開，經過水管將水注入到外桶。排水時，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機外，洗滌正轉和反轉由洗滌電動機驅動波盤正反轉實現(xiàn)。水位開關

8、用來檢測是否到達水位，啟動按鈕用來啟動洗衣機工作，停止按鈕用來實現(xiàn)停止聲光報警。plc編程簡單易學，功能強大，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強而且plc的體積小巧，能耗低。所以通過實驗證明，利用plc完成對洗衣機的控制，控制效果良好，控制性能穩(wěn)定。三 硬件設計3.1 控制要求洗衣機啟動后，開始進水，到達水位后立即開始正傳進行洗滌，正轉洗滌3s后，開始反轉，反轉洗滌3s后再正轉，重復進行，正反裝洗滿6分鐘后，然后進行排水，排水8s后，洗衣機停止轉動，同時洗衣機聲光報警器報警，叫工作人員來取衣服。工作人員取完衣服，按下停止按鈕，洗衣機停止工作。3.2 i/o分布表表3-1 i/o分布表i/o地址信號名稱功能

9、說明i0.0啟動按鈕開啟洗衣機運行i0.1水位限制開關停止加水i0.2停止按鈕停止洗衣機q0.1電機正轉開關洗衣機正向轉動q0.2電機反轉開關洗衣機反向轉動q0.3給水閥使洗衣機進水q0.4排水閥使洗衣機排水q0.5聲光報警開關控制發(fā)出警報3.3 i/o外部接線圖啟動按鈕水滿傳感器正轉 停止按鈕反轉 進水 出水 報警 工作電源ac220v 圖3-1 自動洗衣機外部接線圖四 軟件設計4.1 設計方案自動洗衣機的過程包括啟動、進水、洗滌和報警等功能。在實現(xiàn)控制過程中，各種采樣信息都是通過控制中心進行各種判斷、比較和選擇，再經信息線路反饋給洗衣機各控制執(zhí)行機構，決定洗衣機的工作狀態(tài)。如圖4-1所示，

10、由plc控制洗衣機各種動作流程圖。由圖可知，plc在系統(tǒng)中是處于中心位置，水位開關是plc的輸入信號控制開關，進水閥、排水閥和電機是洗衣機各種狀態(tài)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)；電機的工作狀態(tài)也由控制中心plc給定信號來決定的，電機的正反轉狀態(tài)表明洗衣機處于洗滌狀態(tài)。另外由于洗衣機工作過程是順序過程，所以利用plc機的控制系統(tǒng)是可行的。 圖4-1 洗衣機動作流程圖4.2 設計分析 根據(jù)自動洗衣機的plc控制系統(tǒng)程序工藝流程圖可知，實現(xiàn)自動控制需要設置3個定時器器與1個計數(shù)器。 t37-正轉運行3s t38-反轉遠行3s t39-排水8s c0正反轉運行次數(shù) 4.

11、3 自動洗衣機功能圖與梯形圖功能圖如圖4-2所示，當按下啟動按鈕i0.0時，給水閥q0.3得電開始工作；當達到限位開關i0.1時，給水閥停止工作，同時，洗衣機波輪正轉q0.1與定時器t37開始工作，3秒后，定時器停止工作，洗衣機反轉q0.2與定時器t38開始工作，正轉停止工作。3s后，洗衣機正轉控制q0.1重新工作，360s后計數(shù)器動作，排水閥i0.2和定時器t39開始工作，同時，洗衣機洗滌狀態(tài)停止。8s后，定時器t39動作，排水閥q0.4停止工作，聲光報警器q0.5開始工作，呼叫工作人員來取衣服。當工作人員取完衣服，按下停止按鈕i0.2，聲光報警器停止工作，洗衣機結束所有工作狀態(tài)。圖4-2

12、洗衣機工作順序功能圖 洗衣機工作梯形圖則如下圖4-3所示。圖4-3 洗衣機工作梯形圖五 結束 為期一周的plc課程設計結束了，在這一星期里，我感覺自己收獲很大。首先，在完成自己課程設計的過程中，我對課本知識又有了更進一步的掌握和認識，在對有關plc編程的運用過程中，對相應的操作也有了更深刻的掌握；最后，在把理論與實踐相結合的過程中，對于具體問題尋求解決方法，這都要求自己能夠具體問題具體分析。特別是在解決一個現(xiàn)實控制問題的時候才能把書上所學的知識真正的運用到現(xiàn)實中，從而鍛煉自己遇到問題、思考問題、解決問題的能力。這次的課程設計是一次自我知識和能力的檢驗，同時也是為以后積累的一筆財富。 總的來說，通過本次課程設計自己對plc指令的用法有了更深的學習和體會，了解plc控制系統(tǒng)設計的全過程，熟悉plc系統(tǒng)設計的相關內容，掌握系統(tǒng)的方法和步驟。 參考文獻1 王鶯.工業(yè)可編程控制器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢j .北京：航天技術與民品1999，5：30.2 潘元明.國內外全自動洗衣機現(xiàn)狀j.家電大視野，2003，11：92.3 吳中俊主編.可編程控制器原理及應用m .北京：機械工業(yè)出版社，2004.28-29.4 吳存宏.淺談plc在全自動洗衣機中運用j .家