PLC全自動(dòng)洗衣機(jī)課設(shè)報(bào)告

..北京工業(yè)大學(xué)PLC課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目：全自動(dòng)洗衣機(jī)控制設(shè)計(jì)學(xué)院：電子信息與控制工程學(xué)院專業(yè)：自動(dòng)化學(xué)號(hào)：12020219__暢攀人指導(dǎo)張會(huì)清劉紅云成績(jī)：2015年6月目錄一．課程設(shè)計(jì)題目………1——全自動(dòng)洗衣機(jī)控制的設(shè)計(jì)及組態(tài)……2二．課程設(shè)計(jì)目的………3——天工組態(tài)軟件調(diào)試與設(shè)計(jì)……………3三．課程設(shè)計(jì)任務(wù)………3四、課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)及設(shè)備………………4五、課程設(shè)計(jì)整體方案…………………4六、系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………6〔一PLC硬件接線、控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試………………6〔二上位機(jī)組態(tài)軟件設(shè)計(jì)…………………6下位機(jī)設(shè)計(jì)與調(diào)試……81.控制要求……………92.I/O地址表………………93.I/O接線圖………………104.程序流程圖……………115.梯形圖…………………126.設(shè)計(jì)說(shuō)明…………………147.調(diào)試過(guò)程…………………15七、總結(jié)及感想……………16八、參考資料………………16一．課程設(shè)計(jì)題目——全自動(dòng)洗衣機(jī)控制的設(shè)計(jì)及組態(tài)現(xiàn)在,全自動(dòng)洗衣機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了千家萬(wàn)戶之中,極大的方便了人們的日常生活,提高了人們的生活質(zhì)量,使人們從那繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)。所謂全自動(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)由揚(yáng)聲器發(fā)出響聲。本文是基于三菱FX2N系列PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)梯形圖系統(tǒng)的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)完善的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng),以滿足控制要求,實(shí)現(xiàn)洗衣自動(dòng)化的控制。二、課程設(shè)計(jì)目的：在先修課程《現(xiàn)代電氣控制技術(shù)》中可編程控制器部分學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)松下系列PLC對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)洗滌過(guò)程進(jìn)行控制的編程設(shè)計(jì)與調(diào)試,進(jìn)一步熟悉并掌握PLC的工作原理,了解控制對(duì)象的工藝流程和技術(shù)要求,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),初步掌握PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法,培養(yǎng)靈活運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決工程技術(shù)問(wèn)題的能力。通過(guò)使用天工組態(tài)軟件,掌握組態(tài)設(shè)計(jì)的方法及調(diào)試方面的知識(shí)。三．課程設(shè)計(jì)任務(wù)：1.用PLC實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗衣機(jī)運(yùn)行控制,完成框圖及梯形圖控制程序的編制,并畫(huà)出硬件接線圖,進(jìn)行軟硬件的聯(lián)調(diào),并用組態(tài)軟件進(jìn)行監(jiān)控。2.具體動(dòng)作過(guò)程要求如下：〔1按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開(kāi)關(guān),開(kāi)始進(jìn)水,直到高〔中、低水位,然后關(guān)水；〔22秒后開(kāi)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(kāi)始排水,排空后脫水30秒；〔5開(kāi)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．控制要求根據(jù)動(dòng)作要求設(shè)計(jì)和制作實(shí)驗(yàn)板,設(shè)計(jì)I/O接口,畫(huà)出I/O接線圖,編寫(xiě)PLC程序,在PLC實(shí)驗(yàn)設(shè)備上調(diào)試并運(yùn)行。4．用天工〔或組態(tài)王組態(tài)軟件構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng),并與PLC進(jìn)行聯(lián)調(diào)。5．設(shè)計(jì)成果完成整個(gè)系統(tǒng)上位機(jī)和下位機(jī)程序的編寫(xiě)和調(diào)試,寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。四、課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)及設(shè)備課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：綜合科技樓708運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)備：TVT—90DTPLC訓(xùn)練裝置〔含F(xiàn)PX系列PLC主機(jī)微型電子計(jì)算機(jī)〔PC機(jī)；自制實(shí)驗(yàn)板；天工組態(tài)軟件。五、課程設(shè)計(jì)整體方案全自動(dòng)洗衣機(jī)的由進(jìn)水口、啟動(dòng)和停止按鈕、控制器、進(jìn)水按鈕、水位開(kāi)關(guān)、排水口和洗條電機(jī)組成。其中進(jìn)水和排水分別有進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來(lái)執(zhí)行。進(jìn)水時(shí),通過(guò)電控系統(tǒng)把進(jìn)水閥打開(kāi),經(jīng)進(jìn)水管將水注入洗衣機(jī)內(nèi),排水時(shí),通過(guò)電控系統(tǒng)使排水閥打開(kāi),將水又外桶排到機(jī)外。洗衣機(jī)正轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn)由洗滌電機(jī)驅(qū)動(dòng)波輪正反來(lái)實(shí)現(xiàn)。脫水時(shí),通過(guò)電控系統(tǒng)將離合器合上,由洗滌電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干；高低水位開(kāi)關(guān)分別用來(lái)測(cè)高低水位；啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作；停止按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)緊急工況下手動(dòng)停止進(jìn)水排水脫水及報(bào)警；排水按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。由控制要求可知,全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作流程圖如圖2-1所示。首先接通電源,用戶根據(jù)衣物的多少及大小進(jìn)行水位的選擇。再按下啟動(dòng)按鈕,開(kāi)始進(jìn)水洗滌衣物。使用PLC控制時(shí),輸入設(shè)備主要有啟動(dòng)按鈕,水位選擇按鈕〔高水位選擇按鈕、中水位選擇按鈕、低水位選擇按鈕,水位開(kāi)關(guān)〔高水位開(kāi)關(guān)、中水位開(kāi)關(guān)、低水位開(kāi)關(guān),排水按鈕及脫水按鈕等。輸出設(shè)備主要有進(jìn)水電磁閥,洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器,洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器,排水電磁閥,脫水離合器及報(bào)警蜂鳴器等。下位機(jī)：根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)動(dòng)作要求,可知整個(gè)洗滌過(guò)程中,需用到7個(gè)定時(shí)器,進(jìn)水完暫停定時(shí)器T0,正轉(zhuǎn)定時(shí)器T1,正轉(zhuǎn)暫停定時(shí)器T2,反轉(zhuǎn)定時(shí)器T3,反轉(zhuǎn)暫停定時(shí)器T4,脫水定時(shí)器T5,報(bào)警定時(shí)器T6。2個(gè)計(jì)數(shù)器C100與C200,正反轉(zhuǎn)各5次為一次洗滌周期,循環(huán)2次。并且可根據(jù)衣物多少自定義正反轉(zhuǎn)周期。這些定時(shí)器,計(jì)數(shù)器均可在下位機(jī)梯形圖中實(shí)現(xiàn)。上位機(jī)：在洗衣開(kāi)始時(shí),需要選擇高〔中/低水位,并且當(dāng)注水到該水位時(shí),停止注水。可見(jiàn)高中低水位處用三個(gè)液位傳感器,還需一個(gè)排空檢測(cè)傳感器,共4個(gè)傳感器,一個(gè)啟動(dòng)按鈕X1,一個(gè)停止按鈕X2,高中低三個(gè)選擇水位按鈕,手動(dòng)排水與手動(dòng)脫水按鈕各一個(gè),在上位機(jī)中編程可實(shí)現(xiàn)。六、系統(tǒng)設(shè)計(jì)〔一PLC硬件接線、控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試〔二上位機(jī)組態(tài)軟件設(shè)計(jì)——天工組態(tài)軟件設(shè)計(jì)天工組態(tài)是基于Windows98\NT平臺(tái)的工業(yè)自動(dòng)化組態(tài)軟件,可以方便的為您構(gòu)造功能強(qiáng)大、穩(wěn)定可靠的工業(yè)控制管理系統(tǒng)。天工組態(tài)軟件包括以下版本：開(kāi)發(fā)版〔UCMake、運(yùn)行版〔UCView、網(wǎng)絡(luò)版〔NetView和學(xué)習(xí)版〔UCDemo。開(kāi)發(fā)版、運(yùn)行版和網(wǎng)絡(luò)版按照"點(diǎn)數(shù)"分為不同的規(guī)格,滿足不同客戶的需要。開(kāi)發(fā)版〔UCMake是天工組態(tài)的開(kāi)發(fā)環(huán)境,是用戶進(jìn)行工程開(kāi)發(fā)的工具。內(nèi)置畫(huà)面制作系統(tǒng)、程序語(yǔ)言、設(shè)備管理器等。每個(gè)開(kāi)發(fā)版只能在一臺(tái)PC機(jī)上運(yùn)行,在不大于自身點(diǎn)數(shù)的運(yùn)行環(huán)境〔UCView或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境〔UCNet下運(yùn)行八個(gè)小時(shí),它支持網(wǎng)絡(luò)功能并能重復(fù)使用。運(yùn)行版〔UCView是天工組態(tài)的運(yùn)行環(huán)境,通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序與天工組態(tài)支持的智能硬件〔下位機(jī)通訊,支持網(wǎng)絡(luò)功能。每個(gè)運(yùn)行版只能安裝在工程現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)終端上,并能無(wú)限時(shí)在線運(yùn)行。上位機(jī)模型：畫(huà)面程序〔液位傳感器控制程序：if<Y2==1>thenY8=Y8+5;if<R12==1andR15==1>thenY8=Y8+0;endif;if<R13==1andR16==1>thenY8=Y8+0;endif;if<R14==1andR17==1>thenY8=Y8+0;endif;elseY8=Y8+0;endif;if<Y8>=40>thenR17=1;elseR17=0;endif;if<Y8>=60>thenR16=1;elseR16=0;endif;if<Y8>=80>thenR15=1;elseR15=0;endif;if<Y5==1andY8>0>thenY8=Y8-5;elseY8=Y8+0;endif;if<Y8<=0>thenR19=1;elseR19=0;endif;〔三下位機(jī)設(shè)計(jì)與調(diào)試1.控制要求：根據(jù)動(dòng)作要求設(shè)計(jì)和制作實(shí)驗(yàn)板,設(shè)計(jì)I/O接口,畫(huà)出I/O接線圖,編寫(xiě)PLC程序,畫(huà)出梯形圖,在PLC實(shí)驗(yàn)設(shè)備上調(diào)試并運(yùn)行。2.I/O地址表：I/O地址信號(hào)名稱功能說(shuō)明備注X1/R10啟動(dòng)按鈕開(kāi)啟洗衣機(jī)運(yùn)行常開(kāi)X2/R11停止按鈕關(guān)閉洗衣機(jī)運(yùn)行常開(kāi)X3/R12高水位開(kāi)關(guān)選擇高水位常開(kāi)X4/R13中水位開(kāi)關(guān)選擇中水位常開(kāi)X5/R14低水位開(kāi)關(guān)選擇底水位常開(kāi)X6/R15高水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)高水位時(shí)有信號(hào)常開(kāi)X7/R16中水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)中水位時(shí)有信號(hào)常開(kāi)X8/R17低水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)低水位時(shí)有信號(hào)常開(kāi)X9/R19排空檢測(cè)開(kāi)關(guān)排空時(shí)接通常開(kāi)X12手動(dòng)拍水選擇手動(dòng)排水常開(kāi)X13手動(dòng)脫水選擇手動(dòng)脫水常開(kāi)Y1啟動(dòng)洗衣機(jī)開(kāi)啟洗衣機(jī)通有效Y2進(jìn)水閥開(kāi)啟進(jìn)水閥通有效Y3電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)線圈電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)通有效Y4電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)線圈電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)通有效Y5排水閥開(kāi)啟排水通有效Y6脫水電磁離合器開(kāi)啟脫水通有效Y7報(bào)警啟動(dòng)報(bào)警通有效3.I/O接線圖：注：?jiǎn)?dòng)按鈕：SB1高水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)：SQ1脫水電磁閥：YC停止按鈕：SB2中水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)：SQ2報(bào)警揚(yáng)聲器：SPK高水位檔：K1低水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)：SQ3啟動(dòng)洗衣機(jī)：Y1中水位檔：K2手動(dòng)排水：K4排水電磁閥：YV2低水位檔：K3進(jìn)水電磁閥：YV1排空檢測(cè)開(kāi)關(guān)：SQ1手動(dòng)脫水：K5電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)：KM1電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)：KM24.暫停2s到達(dá)指定液位開(kāi)始注水選擇水位開(kāi)始程序流程圖：暫停2s到達(dá)指定液位開(kāi)始注水選擇水位開(kāi)始正轉(zhuǎn)30s正轉(zhuǎn)30s暫停2s暫停2s反轉(zhuǎn)30s反轉(zhuǎn)30s暫停2s暫停2s循環(huán)五次？循環(huán)五次？否是排水排水排空？否排空？是脫水30s脫水30s重復(fù)2次？否重復(fù)2次？是報(bào)警3s報(bào)警3s停止停止5.下位機(jī)梯形圖：6.梯形圖設(shè)計(jì)說(shuō)明：〔側(cè)重點(diǎn)啟動(dòng)注水過(guò)程：按下X1啟動(dòng)按鈕,X1常開(kāi)觸點(diǎn)接通,Y1接通,洗衣機(jī)啟動(dòng),按下X3/X4/X5按鈕,選擇高/中/低水位,同時(shí)Y2接通,洗衣機(jī)開(kāi)始注水,X6/X7/X8為液位傳感器,當(dāng)注水高度打到所選液位時(shí),X6/X7/X8接通,因此輔助繼電器R2接通,R2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),Y2斷開(kāi),完成注水,因?yàn)镽2接通,定時(shí)器T0接通,定時(shí)2s。正反轉(zhuǎn)洗衣過(guò)程：暫停2s后,T0接通,T0常開(kāi)觸點(diǎn)接通,R3導(dǎo)通,因此Y3,T1導(dǎo)通,洗衣機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)30s,30s后T1常閉斷開(kāi),Y3斷開(kāi),正轉(zhuǎn)停止,同時(shí)T1常開(kāi)閉合,R4接通,T2導(dǎo)通,定時(shí)2s<暫停2s>后,T2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,R5導(dǎo)通,因此Y4,T3導(dǎo)通,洗衣機(jī)開(kāi)始反轉(zhuǎn)30s,30s后T3常閉斷開(kāi),Y4斷開(kāi),停止反轉(zhuǎn),同時(shí)T3常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,R6導(dǎo)通,定時(shí)2s<暫停2s>。正反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)過(guò)程：當(dāng)X1〔點(diǎn)動(dòng)啟動(dòng)按鈕按下時(shí),計(jì)數(shù)器C100清0,彈起后C100計(jì)數(shù)從5開(kāi)始,T4每導(dǎo)通一次,計(jì)數(shù)器自減1一次。難點(diǎn)：當(dāng)T4定時(shí)2s后,常閉打開(kāi),常開(kāi)閉合。所以T1斷開(kāi),T1一斷開(kāi),R4,R5,R6都斷開(kāi),所以定時(shí)器T1,T2,T3,T4均斷開(kāi),之后Y3接通,T1接通,所以在一瞬間從反轉(zhuǎn)完畢停2s又回到了正轉(zhuǎn)30s,從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)。排水脫水過(guò)程：當(dāng)正反轉(zhuǎn)都循環(huán)5次后,C100常閉斷開(kāi),常開(kāi)閉合,R7導(dǎo)通,開(kāi)始排水,R19常開(kāi)觸點(diǎn),為排空檢測(cè)傳感器,當(dāng)排水排空后,R19閉合,T5導(dǎo)通,開(kāi)始脫水30s,30s后,T5常閉斷開(kāi),常開(kāi)閉合。循環(huán)2次過(guò)程：脫水30s后,T5常開(kāi)閉合,循環(huán)第一次時(shí),C200常閉仍閉合,因此執(zhí)行RETR2,即將R2復(fù)位,常開(kāi)斷開(kāi),常閉閉合,如此Y2接通,開(kāi)始進(jìn)水,當(dāng)進(jìn)水到指定液位高度時(shí),X6/X7/X8液位傳感器導(dǎo)通,R2導(dǎo)通,接著正反轉(zhuǎn)繼續(xù)循環(huán)五次,與第一次相同再循環(huán)一遍。執(zhí)行兩遍后,C200常閉斷開(kāi),常開(kāi)閉合,因此R9導(dǎo)通,Y7導(dǎo)通報(bào)警,T6定時(shí)器導(dǎo)通,定時(shí)3s〔報(bào)警三秒后,T6常閉斷開(kāi),停止工作。手動(dòng)排水脫水過(guò)程：按下停止按鈕X2,X2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,再按下手動(dòng)排水〔脫水按鈕X12〔X13,常開(kāi)觸點(diǎn)閉合后,Y5/Y6導(dǎo)通,開(kāi)始排水/脫水。7.調(diào)試過(guò)程：不接T4常閉觸點(diǎn)時(shí)：接T4常閉觸點(diǎn)后：七．總結(jié)與感想為期一周的全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC課程設(shè)計(jì)落下帷幕,可以說(shuō)此次PLC課程設(shè)計(jì)是自己最有成就感的一次實(shí)踐經(jīng)歷,讓我收獲頗豐,不僅鞏固了書(shū)本上學(xué)到的PLC知識(shí),更鍛煉了自己的動(dòng)手能力,三人小組成功完成了全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制設(shè)計(jì)。幾天的課程設(shè)計(jì),讓我加深了對(duì)PLC的認(rèn)識(shí)和理解,也知道了PLC應(yīng)用于工業(yè)控制的優(yōu)點(diǎn)所在,更重要的是讓我看到了自己知識(shí)的匱乏,也堅(jiān)定了以后要不斷的學(xué)習(xí),不斷的向身邊的人虛心請(qǐng)教,同時(shí)要借助于圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)來(lái)擴(kuò)充自己的知識(shí)面的決心。也只有這樣,在以后的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中,自己才能有立足之地,才能有所作為。此次課設(shè)我主要負(fù)責(zé)洗衣機(jī)下位機(jī)程序,查完資料后,根據(jù)已學(xué)知識(shí)開(kāi)始動(dòng)手編寫(xiě)PLC程序,此次課設(shè)總共牽涉到個(gè)定時(shí)器,我就一個(gè)定時(shí)器一個(gè)定時(shí)器編、循序漸進(jìn),從T0到T6定時(shí)。整體編寫(xiě)完成后,開(kāi)始仿真,仿真過(guò)程中出現(xiàn)了很多錯(cuò)誤,通過(guò)分析梯形圖加以修改,經(jīng)過(guò)不斷嘗試總算設(shè)計(jì)成功。在與上位機(jī)結(jié)合后,因?yàn)樯衔粰C(jī)只能識(shí)