全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC設(shè)計(jì)解讀

1、PLC原理及應(yīng)用結(jié)課考核全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC設(shè)計(jì)姓名：江良猛學(xué)號(hào)：201315310109班級(jí)：13級(jí)本5專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院完成日期：2014年6月26日備注：兩人一組合作完成任課教師：孫正教師評(píng)分：精品文檔目錄目錄 . 1第 1 章 緒 論 . 3第 2 章 控制系統(tǒng)的控制任務(wù)與功能要求 . 4第 3 章 課程的設(shè)計(jì)步驟 . 53.1 課程的要求 53.2 課程的工藝過(guò)程 53.3 主電路 63.4 控制電路 7第 4 章 課程的硬件設(shè)計(jì) . 84.1 PLC 選型與硬件配置 84.2 I/O 分配 9第 5 章 軟件設(shè)計(jì) . 105.1 流程圖 . 105.2 程

2、序的編制 . 10第 6 章 控制系統(tǒng)模擬調(diào)試 . 146.1 模擬調(diào)試的方案 14第 7 章 心得與建議 . 15參考文獻(xiàn) . 17第 1 章 緒 論隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高，原有的洗衣機(jī)裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng) 前高度自動(dòng)化的需要°PLC是專(zhuān)門(mén)應(yīng)用手工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制裝置，再系統(tǒng)軟硬件上采用 抗干擾措施當(dāng)工作程序需要改變時(shí)，只需改變PLC的內(nèi)部程序，重新編程而無(wú)需對(duì)外 圍進(jìn)行重新改動(dòng)。 本課題在于工業(yè)用洗衣機(jī)的研究， 工業(yè)洗衣機(jī)適用于洗滌棉、 毛、化纖、 絲綢等衣物織品。水磨洗滌機(jī)可用于服裝廠水洗牛仔服及絲綢等衣物。工業(yè)用洗衣機(jī)適用 于賓館、飯店、醫(yī)院、學(xué)校、工廠等

3、領(lǐng)域，滿足大容量的洗衣要求。但是傳統(tǒng)的基于繼電 器的控制，已經(jīng)不能滿足人們對(duì)洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度的要求了。洗衣機(jī)需要更好地滿足人 們的需求，必須借助于自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。而隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，用PLC作為控制器，就能很好地滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)對(duì)自動(dòng)化的要求，并且控制方式靈活多樣，控制模式可以根 據(jù)不同場(chǎng)合的應(yīng)用而有所不同。自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展使得洗衣機(jī)由初始的半自動(dòng)式洗衣 機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的全自動(dòng)洗衣機(jī)，又正在向智能化洗衣機(jī)方向發(fā)展。自動(dòng)洗衣機(jī)就是將洗衣的全過(guò)程（泡浸-洗滌-漂洗-脫水）預(yù)先設(shè)定好N個(gè)程序,洗衣時(shí)選擇 其中一個(gè)程序 , 打開(kāi)水龍頭和啟動(dòng)洗衣機(jī)開(kāi)關(guān)后洗衣的全過(guò)程就會(huì)自動(dòng)完成 , 洗衣完成時(shí)

4、 由蜂鳴器發(fā)出響聲。通過(guò)PLC課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步掌握PLC的原理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。培養(yǎng)和鍛煉應(yīng)用PLC的能力。 為今后實(shí)際應(yīng)用和設(shè)計(jì)PLC系統(tǒng)打下良好的基礎(chǔ)。要求了解PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過(guò)程，熟悉 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，掌握系統(tǒng)的方法和 步驟。主要包括：系統(tǒng)工藝過(guò)程和控制要求；系統(tǒng)分析和方案論證、系統(tǒng)功能圖；硬件設(shè) 計(jì)、程序設(shè)計(jì)；系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法。完成一個(gè)小型系統(tǒng)上位機(jī)和下位機(jī)的設(shè)計(jì)。第 2 章 控制系統(tǒng)的控制任務(wù)該全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)要求可以用流程圖來(lái)表示。PLC 投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動(dòng)。啟動(dòng)時(shí)開(kāi)始進(jìn)水，水滿（即水位達(dá)到高水位）時(shí)停止進(jìn)水并開(kāi)始正轉(zhuǎn)洗滌。正轉(zhuǎn)洗滌15S后暫

5、停，暫停3S后開(kāi)始反洗滌。反轉(zhuǎn)15S后暫停，暫停3S后，若正、反洗滌未滿3次，則返回從正洗滌開(kāi)始的動(dòng)作；若正、反 洗滌滿 3 次時(shí)，則開(kāi)始排水。排水水位若降到低水位時(shí)，開(kāi)始脫水并繼續(xù)排水。脫水 10S 即完成一次從進(jìn)水到脫水的工作過(guò)程。 未完成 3次大循環(huán)， 則返回從進(jìn)水開(kāi)始的全部動(dòng)作， 進(jìn)行下一次大循環(huán)；若完成了 3次大循環(huán)，則進(jìn)行洗完報(bào)警。報(bào)警10S結(jié)束全部過(guò)程，自 動(dòng)停機(jī)。此外，還要求可以按排水按鈕以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水； 按停止按鈕以實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)， 停止進(jìn)水、 排水、 脫水及報(bào)警。第 3 章 課程的設(shè)計(jì)步驟3.1 課程的要求(1) PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動(dòng)。( 2)按下啟動(dòng)按扭

6、及水位選擇開(kāi)關(guān)，開(kāi)始進(jìn)水，水滿(即水位到達(dá)高低)時(shí)停止進(jìn)水。(3)洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn) 15 秒后暫停，暫停 3 秒后開(kāi)始反轉(zhuǎn)洗滌，反轉(zhuǎn)洗滌 15 秒后暫停，暫 停 3 秒 , 一個(gè)小的循環(huán)結(jié)束。( 4) 若小循環(huán)未完成 3 次，則返回從正轉(zhuǎn)洗滌開(kāi)始的動(dòng)作，循環(huán)完成了 3 次后，則開(kāi)始 排水，排空后(水位下降到低位)開(kāi)始脫水并繼續(xù)排水。脫水 10 秒即完成一次從進(jìn)水到 脫水的工作循環(huán)過(guò)程，一個(gè)大的工作循環(huán)。( 5) 若大循環(huán)未完成 3 次，則返回從進(jìn)水開(kāi)始的全部動(dòng)作，循環(huán)完成了 3 次后，則進(jìn)行( 6)報(bào)警 10 秒結(jié)束全部過(guò)程，自動(dòng)停機(jī)。( 7) 此外按排水按鈕可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水；按停車(chē)按扭可停止進(jìn)水、

7、排水、脫水及報(bào)警。3.2 課程的工藝過(guò)程按下啟動(dòng)按鈕，10.0接通，Q0.0接通并自鎖，Q0.0接通，進(jìn)水電磁閥打開(kāi)，開(kāi)始進(jìn)水。 到高水位時(shí)， I0.3 接通， I0.3 常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)， Q0.0 斷開(kāi)，進(jìn)水電磁閥關(guān)閉，進(jìn)水停止； Q0.1接通，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)(15S),正轉(zhuǎn)洗滌，同時(shí)T38開(kāi)始計(jì)時(shí)，T38計(jì)時(shí)到，T38常閉觸點(diǎn) 斷開(kāi)，Q0.1斷開(kāi)，正洗結(jié)束；T38常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，M0.0進(jìn)行自鎖，T42開(kāi)始計(jì)時(shí)，T42計(jì) 時(shí)到，T42常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Q0.2接通，反洗，T39開(kāi)始計(jì)時(shí)。T39計(jì)時(shí)到，T39常閉觸點(diǎn)斷 開(kāi)，Q0.2斷開(kāi)，反洗暫停；T39常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，M0.1進(jìn)行自鎖，T43開(kāi)始計(jì)時(shí)。T

8、43計(jì)時(shí) 到，T43常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，C50計(jì)一次數(shù)；T43常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使T38、T42、T39 T43復(fù)位， Q0.0又接通，重復(fù)進(jìn)行以上從正洗開(kāi)始的全部動(dòng)作，直到C50計(jì)滿3次數(shù)時(shí)，C50常開(kāi)觸點(diǎn)接通，排水，Q0,3對(duì)C50實(shí)現(xiàn)復(fù)位，準(zhǔn)備下一次循環(huán)時(shí)再計(jì)數(shù)。排水到低水位時(shí)，I0.4接通，Q0.4接通，開(kāi)始脫水(10S), T40開(kāi)始計(jì)時(shí)。T40計(jì)時(shí)到， T40常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，脫水完畢，停止排水和脫水；T40常開(kāi)觸點(diǎn)接通，C51計(jì)一次數(shù)。Q0.1常閉觸點(diǎn)閉合，Q0.0又接通，重復(fù)進(jìn)行從進(jìn)水開(kāi)始的全部動(dòng)作，直到C51計(jì)滿3次數(shù)時(shí)，5歡迎。下載C51常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M0.0斷開(kāi)，停止洗滌；C51常開(kāi)觸

9、點(diǎn)接通，Q0.5接通并自保，報(bào)警。C51常開(kāi)觸點(diǎn)接通又使C51復(fù)位，C51常閉觸點(diǎn)閉合，準(zhǔn)備好下一次啟動(dòng)。Q0.5常開(kāi)觸點(diǎn)接通，T41開(kāi)始計(jì)時(shí)。T41計(jì)時(shí)到，T41常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，停止報(bào)警。運(yùn)行中按停止按鈕時(shí)，I0.1常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，貝U M0.0、Q0.0、Q0.1、Q0.4、Q0.5斷開(kāi)，停 止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。按排水按鈕時(shí)，I0.2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，進(jìn)行手動(dòng)排水。3.3主電路全自動(dòng)洗衣機(jī)的主電路圖如圖所示上圖可知，KM1控制直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；KM2控制直流電動(dòng)機(jī)機(jī)反轉(zhuǎn);KM3控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行甩干脫水。FU1是熔斷器進(jìn)行保護(hù)電路，F(xiàn)R是熱繼電器，熱元件額定電流接近或略大于電動(dòng)機(jī)的額定電流，也

10、是用來(lái)保護(hù)電路的3.4控制電路第4章課程的硬件設(shè)計(jì)4.1 PLC 選型與硬件配置PLC的功能日益強(qiáng)大，一般 PLC都具有開(kāi)關(guān)量邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)處理等基本功 能，有些PLC還可擴(kuò)展各種特殊功能模塊，如通信模塊、位置控制模塊等，選型時(shí)可考慮 以下幾點(diǎn)：功能與任務(wù)相適應(yīng)，PLC的處理速度應(yīng)滿足實(shí)時(shí)控制的要求、PLC結(jié)構(gòu)合理、機(jī)型統(tǒng)一、在線編程和離線編程的選擇。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制所要求的控制功能簡(jiǎn)單，小型 PLC就能滿足要求了。綜上所述，結(jié)合下表分析CPU221CPU222CPU224CPU226程序存儲(chǔ)器2048字節(jié)4096字節(jié)用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器1024字節(jié)2560字節(jié)用戶存儲(chǔ)器類(lèi)型EEPR0M

11、數(shù)據(jù)后備典型時(shí)間50h190hI/O6輸入4輸出8輸入6輸出14輸入10輸出24輸入16輸出擴(kuò)展模塊數(shù)量無(wú)2個(gè)7個(gè)數(shù)字量I/O印象區(qū)大256（128 入/128 出）小模擬量10印象區(qū)大無(wú)16入/16出32入/32出小33Hz布爾指令執(zhí)行0.37/微妙/指令速度內(nèi)部繼電器256計(jì)數(shù)器/定時(shí)器256/256順序控制繼電器256很據(jù)上表可知，該全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng) CPU莫塊可采用CPU-224（AC/DC繼電器）模塊,它可控制整個(gè)系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地進(jìn)行。同時(shí)由于該模塊采用交流220V供電， 并且自帶14個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和10個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，完全能滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的 要求，所以不再需

12、要另外的電源模塊、數(shù)字量和輸出模塊。4.2 I/O 分配I/O點(diǎn)數(shù)是PLC的一項(xiàng)重要指標(biāo)。合理選擇I/O點(diǎn)數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求，又可使系 統(tǒng)總投資最低。PLC的輸入輸出總點(diǎn)數(shù)和種類(lèi)應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象所需控制的模擬量、開(kāi)關(guān)量、輸入輸出設(shè)備情況來(lái)確定，一般一個(gè)輸入輸出元件要占用一個(gè)輸入輸出點(diǎn)?？紤]到今后的 調(diào)整和擴(kuò)充，一般應(yīng)在估計(jì)的總點(diǎn)數(shù)上再加上 20%30%勺備用量。該系統(tǒng)有5個(gè)數(shù)字輸入 點(diǎn)6個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)，考慮余量后需要7個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)8個(gè)輸出點(diǎn)?？删幊绦蚩刂破鱅/O分配表表1. I/O分配表輸入輸出I0.0啟動(dòng)按鈕Q0.0進(jìn)水電磁閥I0.1停止按鈕Q0.1電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器I0.2排水開(kāi)關(guān)Q0.2

13、電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器I0.3咼水位開(kāi)關(guān)Q0.3排水電磁閥I0.4低水位開(kāi)關(guān)Q0.4脫水電磁閥Q0.5報(bào)警蜂鳴器第5章軟件設(shè)計(jì)5.1 流程圖本課程設(shè)計(jì)的要求可以用流程圖來(lái)表示，如下圖所示。洗濂正常1F暫停士、1F暫停#全自動(dòng)洗衣機(jī)動(dòng)作流程圖5.2 程序的編制0.0Q0L1INTON+150PT100 msT39岡踣31T3S112MD.01T ' 1T)1MOJ J1冋貉4MO.DII742IHTOMPT1C0 ms1 1+30-U202INTOh+詢-PT100 msM0.1M0I1< 37晳停至MD.1T43IINTONIPT1QQ nnsC1clCTUQ13+J-阿絡(luò)1DI選擇低

14、農(nóng)位，進(jìn)疔1匹脫水111QI4Ir-C INTON+100-PT100 mtT40m n是占主成豐戈丈貓孑卜呱4C2T 1CUCTUQ0.5T 1R+3-PV網(wǎng)事12完成零欠犬循環(huán)，報(bào)警1EC2T4110.1Q0.5111 / 11 / 1f 1 11 11 ' 1<>T41INTONPT100 ms+100-第6章控制系統(tǒng)模擬調(diào)試6.1模擬調(diào)試的方案和運(yùn)行結(jié)果第 7 章 心得與建議回顧起此次PLC課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，剛開(kāi)始拿到題目，感覺(jué)很簡(jiǎn)單，從選題到 定稿，從理論到實(shí)踐，在星期的時(shí)間里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的 的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所

15、學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò) 的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn) 遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社 會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可 以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做關(guān)于PLC的課程設(shè)計(jì)，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題， 同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握 得不夠牢固，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故。通過(guò)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我了解了 PLC基本邏輯指令的應(yīng)用，知道怎樣去設(shè)計(jì)一個(gè) PLC應(yīng)

16、用程 序，也感覺(jué)得到了 PLC在控制方面的巨大優(yōu)勢(shì)和潛力，同時(shí)也更增強(qiáng)了我學(xué)好 PLC的決心 和信心。對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)有了深入的理解。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)利用了西門(mén) 子PLC的特點(diǎn)，對(duì)按鈕、電磁閥、開(kāi)關(guān)等其他一些輸入輸出點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了洗衣 機(jī)洗衣過(guò)程的自動(dòng)化。由于每遍的洗滌，排水,脫水的時(shí)間由PLC內(nèi)計(jì)數(shù)器控制，所以只要 改變計(jì)數(shù)器參數(shù)就可以改變時(shí)間?？梢园焉厦嬖O(shè)定的程序時(shí)間定下來(lái) ,作為固定程序使用 , 也可以根據(jù)衣物的質(zhì)地 , 數(shù)量及油污的程度來(lái)編程。只要稍作改變 , 就可以設(shè)計(jì)出諸如要多 洗多甩的牛仔類(lèi)衣物 , 輕洗輕甩的羊毛類(lèi)衣物以及通用的標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序 , 充分表其實(shí)用

17、性。 總結(jié)一個(gè)星期來(lái)的設(shè)計(jì)，體會(huì)如下： 第一：任何工作都的與人打交道，課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)也不例外，這就需要我們充分的利用好彼 此的力量，充分的協(xié)作，針對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題，站在不同的角度分析問(wèn)題，匯結(jié)大家的 意見(jiàn)，最終達(dá)成一致，發(fā)揮了團(tuán)隊(duì)精神。第二：對(duì)待任何工作，責(zé)任心是必要的；這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的體會(huì)，我收獲至深。然更重要的 是，在責(zé)任心的驅(qū)使下，又該采用何種方法完成，采用何種方法更省時(shí)省力，解決問(wèn)題的 方案很多，永遠(yuǎn)堅(jiān)信“方法總比困難多” ，我想首先分析任務(wù)本身，就拿畢業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)， 課題有了， 關(guān)鍵是何處著手。 何時(shí)何地查找相關(guān)資料等等， 尋找突破口充分的解決好問(wèn)題。 第三：遇到不懂的問(wèn)題，及時(shí)請(qǐng)教老師

18、，抓緊設(shè)計(jì)的每分每秒，需要調(diào)整和改變的地方及 時(shí)做出改動(dòng)，而不能墨守成規(guī)，做人也是同樣的道理。第四：時(shí)刻保持奮進(jìn)的頭腦，不斷接受新事物，挑戰(zhàn)新的問(wèn)題。千萬(wàn)記住秒針不停的精品文檔劃圈，我們的思想也應(yīng)不斷的修正提高。參考文獻(xiàn)2008.2005.2005.1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，2. 王振民.PLC原理及應(yīng)用M.大慶石油學(xué)院.3. 謝克明，夏路易.可編程控制器原理與程序設(shè)計(jì)M.北京：電子工業(yè)出版社,4. 劉常用.低壓電器與可編程序控制器M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，5. 吳存宏.淺談PLC在全自動(dòng)洗衣機(jī)中運(yùn)用J.家用電器科技，2000, (4).6. 工業(yè).可編程控制器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)J.航天技術(shù)與民品，1999, (5).7. 殷洪義.可編程控制器選擇設(shè)計(jì)與維護(hù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.讀書(shū)的好處1、行萬(wàn)里路，讀萬(wàn)卷書(shū)。2、書(shū)山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟。3、讀書(shū)破萬(wàn)卷，下筆如有神。4、 我所學(xué)到的任何有價(jià)值的知識(shí)都是由自學(xué)中得來(lái)的。一一達(dá)爾文5、少壯不努力，老大徒悲傷。6、 黑發(fā)不知勤學(xué)早，白首方悔讀書(shū)遲。一一顏真卿7、寶劍鋒從磨礪出，梅