设计S7200plc控制全自动洗衣机.docx

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设计S7200plc控制全自动洗衣机

【关键字】设计

摘要

根据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。

通过本系统的设计，对西门子S7-200系列PLC的特点有了深入的理解。

全自动洗衣机控制系统利用了西门子S7-200系列PLC的特点，对按钮，开关等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。

由于每遍的洗涤，排水，脱水的时间由PLC内定时器控制，所以只要改变定时器的参数就可以改变时间。

利用PLC上具有的模拟量输入输出通道，PID算法，进行温度信号的采集与控制，达到了预期的效果。

关键词：

PLC；洗衣机；全自动；程序控制器

Abstract

Accordingtotheautomaticwashingmachineworks,usingaprogrammablecontrollerPLCcontrol,illustratestheprincipleofPLCcontrolmethod,characteristicandcontrolcharacteristicsofwashingmachines.Throughthedesignofthesystem,theSiemensS7-200seriesfeaturesanin-depthunderstandingofPLC.AutomaticwashingmachinecontrolsystemusingPLCSiemensS7-200seriesfeatures,buttons,switchesandotherinput/outputpointforcontrol,enablingwashingmachineslaundryprocessautomation.Sinceeachwashing,drainage,dehydratedfromPLCinternaltimercontrol,soaslongastheparameterschangetimercanchangetime.OntheuseofPLCwithanaloginputandoutputchannel,PIDalgorithm,fortemperaturesignalacquisitionandcontrol,achievetheexpectedresults

Keyword:

PLC;washingmachine;Auto;programcontroller

1绪论…………………………………..……………………………………….1

2PLC控制系统的基本原则………...……………………………………....….2

3课程设计的目的与要求…………………………..………………………….2

4设计正文………………..………………………………………………….…3

4.1控制系统分析……………………………..…………..…………………3

4.1.1工艺过程和控制要求…………………..…….……………..………3

4.1.2I/O元件地址分配表…………………………….……………...……3

4.2顺序功能图……………………………………………...………….....…4

4.3梯形图…………………………………………………………...…...…..…5

5课程设计小结……………………………………………...……...…...……12

6参考文献………………………………………………………….........……13

1、绪论

自动洗衣机就是将洗衣的全过程（泡浸-洗涤-漂洗-脱水）预先设定好N个程序,洗衣时选择其中一个程序,打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成,洗衣完成时由蜂鸣器发出响声。

目前市场上出售的全自动洗衣机大体分为三类。

发明最早的是前置式侧开门滚筒式洗衣机，这种洗衣机是欧洲发明的，擅长洗涤真丝、棉毛等面料，不缠绕无磨损，在洗涤时保证衣物不受损害，而且有良好的加温措施。

但也有它不好的一面，由于不缠绕无磨损洗涤方式等因素，这种洗衣机洗涤时间长、洗净度差、用水用电量大，是其它洗衣机的几倍，尤其是采用了不锈钢内筒，产生的噪音较大。

这种洗衣机适用于生活水平较高，穿着大体以真丝、纯毛、棉毛之类较高档的面料为主，而且更换衣服较勤的家庭。

发明最晚的洗衣机是亚洲人发明的波轮上开门洗衣机。

市场上有多种品牌，如“小天鹅”、“海棠”、“荣事达”等，这种洗衣机的特点是洗涤时间短，用水量小，洗净度高，是滚筒式的很多倍，由于内筒是塑料材料制成，噪音小，而且上开盖，能使洗涤液反复利用，价格也比较经济。

这种洗衣机适用于居住在绿化较差，空气尘埃量较大，平均每2至3天换一次衣服的家庭，主要以洗净度为主，服装面料以化纤、腈纶为主。

另外一种是美洲人发明的“搅拌式”洗衣机，由于美洲风沙比较大，人们主要穿着牛仔服装之类粗厚面料的服装，所以他们适用搅拌式洗衣机，这种洗衣机洗净度非常高，是波轮式洗衣机的十几倍，但由于洗净度和磨损率成正比，所以很损伤衣物，这种洗衣机市场上很少见。

然而今天我们要用PLC对洗衣机进行控制，下面就是对PLC的简要介绍。

PLC可编程序控制器：

PLC英文全称ProgrammableLogicController,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:

一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

它采用一类可编程的保存器，用于其内部保存程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。

它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行保存于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。

PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。

普遍计算机进行入出信息变换，多只考虑信息本身，信息的入出，只要人机界面好就可以了。

而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的使用等问题。

特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题。

2、PLC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.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。

2.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，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。

4.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。

3、课程设计的目的与要求

通过PLC课程设计，进一步掌握PLC的原理和系统设计方法。

培养和锻炼应用PLC的能力。

为今后实际应用和设计PLC系统打下良好的基础。

要求了解PLC控制系统设计的全过程，熟悉PLC系统设计的相关内容，掌握系统的方法和步骤。

主要包括：

系统工艺过程和控制要求；系统分析和方案论证、系统功能图；硬件设计、程序设计；系统的调试步骤和方法。

完成一个小型系统上位机和下位机的设计。

4、设计正文

4.1控制系统分析

4.1.1工艺过程和控制要求

（1）按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，自动关闭

（2）2秒后开始洗涤

（3）洗涤时，正转40秒，停3秒，然后反转40秒，停3秒

（4）如此循环6次，排水，排空后脱水30秒

（5）开始清洗，重复

（1）～（4），清洗3遍

（6）清洗完成，报警3秒并自动停机

该洗衣机也可单独进行衣物甩干，将洗好衣物放进洗衣机，按下甩干按钮，等待自动甩干完成即可。

4.1.2I/O元件地址分配表

表4_1I/O元件地址分配表

输入地址

输出地址

I0.0

启动按钮

Q0.0

进水指示灯

I0.1

停止按钮

Q0.1

甩水指示灯

I0.2

高水位线

Q0.2

正转洗涤

I0.3

低水位线

Q0.3

反转洗涤

I0.4

手动排水

Q0.4

甩干指示灯

I0.5

手动甩干

Q0.5

蜂鸣器

4.2顺序功能图

SM0.1

I0.0I0.5

I0.3注水

T41

I0.2

__

C1

正转40S

T37

停3S

__T38

C0

T40反转40S

T39

停3S，C0+1

T40*C0+I0.4

排水

I0.3

C1*I0.3*T41

蜂鸣报警3S

T42

图4_2顺序功能图

4.2梯形图

5、课程设计小结

本次课程设计，由PLC控制全自动洗衣机的控制程序主要由中间继电器、定时器和计数器组成。

主要指令有比较指令、上升沿触发指令，下降沿触发指令等。

重点在于延时接通、延时断开定时器的应用。

另外，计数器用于循环次数的记录。

我觉得这次的难点在于达到循环次数时对后面程序运行的处理。

比如，当洗涤次数到达6次时，启动排水程序。

这时应同时停止洗涤，这就用到了程序连锁的思路和设计。

。

最后就是组态的设计。

利用组态控制PLC应在程序中用中间继电器代替真正的输入开关，并且中间继电器的属性设置为读写。

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，PLC已经成为当今空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。

因此作为二十一世纪的大学来说掌握PLC的开发技术是十分重要的。

回顾起此次PLC课程设计，至今我仍感慨颇多。

的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。

总的来说，通过本次课程设计自己对PLC指令的用法有了更深的学习和体会，还有就是对组态软件的应用也有了新的认识和了解。

组态软件的其实是非常灵活的，通过思考和总结会有新的发现和收获。

在设计中遇到了很多编程问题，最后在张辉老师的辛勤指导下，终于游逆而解。

同时，在张辉老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！

同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！

6、参考文献

[1]赵相宾.可编程控制器技术与应用系统设计.机械工业出版社,2002.7

[2]王振民.PLC原理及应用.大庆石油学院,2002.5

[3]谢克明，夏路易.可编程控制器原理与程序设计.电子工业出版社,2005.1

[4]刘涳.常用低压电器与可编程序控制器.西安电子科技大学出版社,2005.1

[5]王永华.现代电气控制及PLC应用技术.北京航空航天大学出版社,2003.8

[6]殷洪义.可编程控制器选择设计与维护.机械工业出版社,2002.2

[7]PLC编程及应用，廖常初，机械工业出版社,2007

[8]工控组态软件与PLC应用技术，吴天明，北航出版社,2007

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