西门子S7200系列的PLC仿真系统模拟全自动洗衣机控制系统设计Word文档格式.docx
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可编程控制器
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第一章引言………………………………………………………………1第二章PLC控制系统概述……………………………………………2
2.1PLC控制系统设计的基本原………………………………………2
2.2PLC系统的控制要求……………………………………………3第三章主电路设计……………………………………………………4
3.1全自动洗衣机的工作原理…………………………………………4
3.2主电路设计………………………………………………………5第四章PLC选择及I/O连接图………………………………………5
4.1PLC和选择…………………………………………………………5
4.2系统资源分配………………………………………………………6
4.3I/0连接图…………………………………………………………7第五章流程图、梯形图、指令表……………………………………8
5.1洗衣机工作流程图……………………………………………8
5.2梯形图……………………………………………………………9
5.3指令表………………………………………………………………18结论………………………………………………………………………24课程设计总结………………………………………………………………25谢辞…………………………………………………………………………26参考文献…………………………………………………………………27
第一章引言
本设计为全自动洗衣机控制系统设计,其要求有:
1)洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。
2)洗涤正转、反转由洗涤电机驱动波盘正、反转来实现。
3)脱水时,由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合,洗涤电机正转进行甩干。
4)洗涤完成由蜂鸣器报警。
5)洗衣机通过高水位限位检测ST3、低水位限位检测ST2、零水位限位检测ST1来检测水位的高度。
水位选择由一个按钮完成。
洗涤方式选择也由一个按钮完成用四个LED发光二级管来指示当前的工作状态。
该设计主要介绍了全自动洗衣机的工作原理、控制系统的PLC的造型和资源的配置、控制系统程序设计与调试、控制系统PLC程序。
根据全自动洗衣机的工作原理,利用可编程控制器PLC实现控制,说明了PLC控制的原理方法,特点及控制洗衣机的特色。
在全自动洗衣机中,洗衣机洗涤、脱水程序是由以单片机为中心控制系统工作的。
首先由于单片机的指令系统相对复杂,编写洗涤、脱水程序相对复杂;
其次,在设计控制系统硬件时,要有多种电路保护装置,如电流保护、电压保护、过载保护、过热保护以及欠压保护等等。
这样增加了硬件的复杂性,隐含较高的故障率,无形的增加了维修成本费用。
在工业控制系统中广泛应用的PLC能克服单片机的缺点,它是整体模块,集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。
因此在运用中,硬件也相对简单,提高控制系统的可靠性。
另外它的编程语言也相对简单。
因此在该设计中采用了PLC来实现全自动洗衣机的工作过程。
第二章PLC控制系统概述
2.1PLC控制系统设计的基本原则
任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求,以提高生产效率和产品质量。
因此,在设计PLC控制系统时,应遵循以下基本原则:
1.最大限度地满足被控对象的控制要求
充分发挥PLC的功能,最大限度地满足被控对象的控制要求,是设计PLC控制系统的首要前提,这也是设计中最重要的一条原则。
这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究,收集控制现场的资料,收集相关先进的国内、国外资料。
同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合,拟定控制方案,共同解决设计中的重点问题和疑难问题。
2.保证PLC控制系统安全可靠
保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行,是设计控制系统的重要原则。
这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑,以确保控制系统安全可靠。
例如:
应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行,而且在非正常情况下(如突然掉电再上电、按钮按错等),也能正常工作。
3.在满足控制要求的前提下,力求简单、经济、使用及维修方便
一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量,带来巨大的经济效益和社会效益,但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。
因此,在满足控制要求的前提下,一方面要注意不断地扩大工程的效益,另一方面也要注意不断地降低工程的成本。
这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济,而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低,不宜盲目追求自动化和高指标。
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4(考虑到生产发展和工艺的改进,在选用PLC时,在I/O点数和内存容量上适当留有余地。
由于技术的不断发展,控制系统的要求也将会不断地提高,设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。
这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时,要适当留有裕量,以满足今后生产的发展和工艺的改进。
5(软件设计主要是指编写程序,要求程序结构清楚,可读性强,程序简短,占用内存少,扫描周期短。
2.2PLC系统的控制要求
(1)按下启动按钮及水位选择开关,开始进水直到高(中、低)水位,自动关水
(2)进水结束后开始洗涤
(3)洗涤时,需要选择强洗还是弱洗。
强洗时,正转8秒,停2秒,然后反转8秒,停2秒;
弱洗时,正转2秒,停3秒,然后反转2秒,停3秒(4)如此强洗循环5次,弱洗循环3次。
洗完之后开始排水(5)排水后甩干,甩干需要10秒
(6)甩干后报警提示,报警5秒
(7)以上动作都完成后停机
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第三章主电路设计
3.1全自动洗衣机的工作原理
以日常生活中最常见的波轮式全自动洗衣机为例,洗衣机的洗衣桶(外桶)和脱水桶(内桶)是以同一中心安放的。
外桶固定,作盛水用。
内桶可以旋转,作脱水(甩水)用。
内桶的四周有很多小孔,使内外桶的水流相通。
该洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。
进水时,通过电控系统使进水阀打开,经进水管将水注入到外桶。
排水时,通过电控系统使排水阀打开,将水由外桶排出到机外。
洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现,此时脱水桶并不旋转。
脱水时,通过电控系统将离合器合上,由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。
高、低水位开关分别用来检测高、低水位。
启动按钮用来启动洗衣机工作。
停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。
排水按钮用来实现手动排水。
波轮式全自动洗衣机的实物示意图如图所示。
图3-1波轮式全自动洗衣机的实物示意图
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3.2主电路设计
家用洗衣机电相为单相电机,常采用电容启动,单相电机改变转向的原理是:
副绕组的电流超前或者滞后于主绕组便可以正传或者反转。
根据这个原理你可以调换主绕组或者副绕组的接线端即可。
KM1
KM2M,220V
图3-2单相电机正反转接线图
```
第四章PLC选择及I/O接线图
4.1PLC的选择
本设计需要用到的元件较多,有按钮四个,探测器三个,指示灯四个,两个接触器,两个电磁阀,一个地磁离合器,一个蜂鸣器,所需端口多,多以选用S7-200系列CPU224型CPU。
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4.2系统资源分配
控制信号信号名称元件名称元件符号地址编码
输入信号启动信号常开按钮SB1I0.0停止信号常闭按钮SB2I0.1水位选择信号常开按钮SB3I0.2强洗信号常开按钮SB4I0.3高水位探测信号高水位探测器ST3I0.4低水位探测信号低水位探测器ST2I0.5零水位探测信号零水位探测器ST1I0.6
输出信号进水信号进水电磁阀YA1Q0.0排水信号排水电磁阀YA2Q0.1电机正转信号接触器KM1Q0.2电机反转信号接触器KM2Q0.3脱水信号电磁离合器YA3Q0.4蜂鸣信号蜂鸣器HAQ0.5启动状态信号通电指示灯HL1Q0.6洗衣状态信号强洗指示灯HL2Q0.7排水状态信号排水指示灯HL3Q1.0脱水状态信号脱水指示灯HL4Q1.1
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4.3I/O连接图
图4-1输入输出设备连接图
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第五章流程图梯形图指令表
5.1洗衣机工作流程图
图5-1洗衣机工作流程图
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5.2梯形图
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5.3指令表
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结论
本次课程设计终于结束了,在本次课程设计中我学到了很多。
本次课程设计主要是设计全自动洗衣机的可编程控制,期间,我接触到了很多元器件,也学到了很多以前没注意到的知识。
课程设计不但是对一件物品的设计,也是对自己所学知识的一个大融合,是一次复习的过程,也是一次再次学习的过程,及温故而知新。
在这次课程设计中,我不但把以前学习时所留下的暗疾一扫而空,还间接地学习的了很多书本上所没有的知识。
在设计过程中,通过针对性地查找资料,了解有关电子方面的资料,既增长了自己的知识面,补充最新的专业知识,又提高了自己的应用能力。
这次毕业设计对以前学过的理论知识起到了很好的回顾作用,现在通过全自动洗衣机控制系统的毕业设计,让我很好的运用了PLC、单片机方面的知识,对其加以进一步的消化和巩固,并知道两者在洗衣机控制中的不同。
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课程设计总结
本次课程设计已经将要结束了,但这对于我们来说,并不意味着我们的学习将要结束,相反,这仅仅是一个小小的开始。
三年的大学生活我们学会了很多东西,但我们仅仅是对它们有所了解,并不能运用自如。
通过这次毕业设计,我接触了更多的元器件,知道它们的工作原理和参数性能,发现自己有很多不足之处,体会到理论知识的重要性,知识掌握得越扎实,设计得就更全面、更顺利、更好。
在课程设计过程中,我们多次查询资料,针对不同的问题,进行了针对性的讨论、分析,以求得到最佳答案。
另外,这次课程设计,正是我们复习所学的机电传动与控制这门课程,为即将到来的期末考试做准备的最佳时机。
在这次课程设计过程中,我通过多次查询课本,不仅顺利的完成了我的课程设计,而且还顺便复习了课本,把以前不懂的弄懂,以前不太清楚的地方,通过这次反复的看书,也充分的理解了一遍,为即将到来的考试做了充分的准备。
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谢辞
在这次课程设计的撰写过程中,我得到了许多人的帮助。
在这里,我一并表达我的谢意。
在此,首先我要感谢学校,感谢学校给了我们这次机会。
其次我要感谢王老师在课程设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助,这是我能顺利完成这次报告的主要原因,更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题,让我能把系统做得更加完善。
在此期间,我不仅学到了许多新的知识,而且也开阔了视野,提高了自己的设计能力。
再其次,我要感谢帮助过我的同学,他们也为我解决了不少我不太明白的设计上的难题,是我的课程设计能够顺利的完成。
同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。
最后再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学,正所谓种瓜得瓜,种豆得豆,大家给予了我方便,我也还与了大家方便。
在这个和谐的社会里,大家都做出了应用的贡献,也得到了应得的报酬。
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参考文献
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北京工业出版社,2011.[2]戴仙金.西门子S7-200系列PLC应用与开发.北京:
中国水利水电出版社,2007.
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清华大学出版社,2004
[4]髙钦和.可编程控制器应用技术与设计实例,北京:
人民邮电出版社,2004.
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机械出版社,2002.[6]郁汉琪.机床电器及可编程控制器实验课程设计指导书.北京:
高等教育出版社,2001.
[7]弭洪涛.可编程序控制器(PLC)原理及应用.北京:
中国水利水电出版社,1999.
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北京邮电大学出版社,2009.[11]罗伟、邓木生.PLC与电气控制.北京:
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化学工业出版社,2003.
[15]孙振强.可编程控制器原理及应用教程.北京:
清华大学出版社.
[16]阮友德.电气控制与PLC实训教程.北京:
人民邮电出版社,2006.
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