基于S7-200PLC的全自动洗衣机控制系统设计

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1.自动洗衣机PLC控制的控制要求

1.1全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理
1.自动洗衣机的基本结构
在这里插入图片描述

2.自动洗衣机的工作流程
自动洗衣机的单循环工作流程示意图:
在这里插入图片描述
3.自动洗衣机的工作原理:
洗衣机的进水和排水分别有进水电磁阀和排水电磁阀控制。进水时,控制系统使进水电磁阀打开,将水注入外桶;排水时,使排水电磁阀打开将水由外桶排到机外。洗涤和脱水由同一台电机拖动,通过电磁阀离合器来控制,将动力传给洗涤波轮或甩干桶(内桶)。电磁离合器失电,电动机带动洗涤波轮实现正、反转,进行洗涤;电磁离合器得电,电动机带动内桶单向旋转,进行甩干(此时波轮不转)。水位高低分别有高低水位开关进行检测。起动按钮用来起动洗衣机工作。

1.2 洗衣机控制要求
1.控制要求
起动时,首先进水,到高水位时停止进水,开始洗涤。正转洗涤15s,暂停3s后反转洗涤15s,暂停3s后再正转洗涤,如此反复30次。洗涤结束后,开始排水,当水位下降到低水位时,进行脱水(同时排水),脱水时间为10s。这样完成依次从进水到脱水的大循环过程。

经过3次大循环后(第2、3次为漂洗),进行洗衣完成报警,报警10s后结束全过程,自动停机。

在洗涤过程中,按下停止按钮。洗衣机停止工作。

在洗衣机停止工作时,按下排水按钮,洗衣机排水电磁阀得电排水,当水位下降到低水位开关时,排水电磁阀失电停止排水。


2.自动洗衣机控制系统程序设计和调试

2.1 PLC的介绍及选型
PLC外形图
全自动洗衣机控制系统选择西门子公司的S7-200系列PLC作为控制单元,如图1-3所示为所选PLC外形图。

在这里插入图片描述
2.3编程软件
1.以西门子公司为S7-200PLC设计的STEP 7 MicroWIN V4.0 incl. SP6 编程软件为例。
2.I/O接线图

在这里插入图片描述
2.4程序的流程图、构成和相关设置
1.流程图
(1) 正常运行流程图
流程图描述:
起动时,首先进水,到高水位时停止进水,开始洗涤。正转洗涤15s,暂停3s后反转洗涤15s,暂停3s后再正转洗涤,如此反复30次。洗涤结束后,开始排水,当水位下降到低水位时,进行脱水(同时排水),脱水时间为10s。这样完成依次从进水到脱水的大循环过程。
经过3次大循环后(第2、3次为漂洗),进行洗衣完成报警,报警10s后结束全过程,自动停机。
在洗涤过程中,按下停止按钮。洗衣机停止工作。
在洗衣机停止工作时,按下排水按钮,洗衣机排水电磁阀得电排水,当水位下降到低水位开关时,排水电磁阀失电停止排水。

在这里插入图片描述


3.自动洗衣机PLC控制系统程序

3.1系统资源分配

在这里插入图片描述

1.Q0.0是启动输出,M0.1是启动辅助继电器
启动洗衣机

 Network 1   开始洗涤
LD     I0.0
O      M0.1
AN     C1
AN     I0.1
=      M0.1
=      Q0.0 
Network 2    进水阀控制
LD     I0.3
AN     I0.5
LD     I0.4
AN      I0.6
OLD
A      M0.3
=      Q0.1
Network 3
LD     T3
O      M0.2
AN     C0
A      M0.1
=      M0.2Network 5   洗衣 正转控制
LD     C0
AN     T3
AN     T0
A      M0.1
=      Q0.2
Network 5
LD     M0.2
AN     T2
TON    T0, +150
Network 6  
LD     Q0.2
ED     
TON    T1,+30
Network 7  反转控制
LD     T1
AN     T2
A      M0.1
=      Q0.3
Network 8
LD     Q0.3
TON    T2, +150
Network 9 
LD     Q0.3
ED     
TON    T3,+30Network 10
LD     T3
ED
LD     T4
ED
CTU    C0, +30
Network 11    出水阀控制
LD     C0
LD     I0.2
AN     M0.1
OLD
=      Q0.4
Network 12    脱水计时
LD     I0.6
TON    T4, +100
Network 13    清洗和漂洗计数
LD     M0.2
ED
LDN    M0.1
CTU    C1, +3
Network 14    报警输出
LD     M0.1
TOF    T5, +100
Network 15   
LDN    M0.1
A      T5
=      Q0.5

2.梯形图(详见下载)

3.程序调试
按下启动按钮SB1,进水电磁阀YVI动作,当水到达高水位X3时,进水电磁阀失电,停止进水,开始洗涤。电机正转接触器KM1动作,正转洗涤T0为15s,时间到停止T1为3s,3s后电机反转接触器KM2动作,反转洗涤T2为15s,时间到停止T3为3s,3s后再正转洗涤,如此反复循环30次,计数器C0计数,若C0没计到30次时,洗衣机继续正反转洗涤,若计数器C0计到30次时,洗涤结束,此时排水电磁阀动作,开始排水,当水位下降到低水位开关处时,排水电磁阀继续动作同时脱水电磁离合器动作,进行脱水(同时进行排水),脱水时间T4为10s。这样就完成一次从进水到脱水的大循环过程。C1计数器计大循环次数,若C1没计到3次时,重复上述动作,若C1计到3次时,洗衣完成,蜂鸣器动作报警,报警时间T5为10s,10s后结束全过程,自动停机。


课程设计小结

通过两个星期的努力,我们的PLC课程设计终于圆满完成了,设计能够成功完成,在老师的细心指导和帮助是分不开的,在此表示衷心的感谢!
这两周的实训,我认识到了很多东西,也学到了很多东西。这次实训的科目是设计全自动洗衣机和大小球分拣机械手的控制,这两个科目综合了我们所学的理论知识,主要培养我们的理论与实践相结合的能力。
在实训期间,我们组的分工很明确,有负责编程的,有负责接线的,有负责画电路图的。虽说分工明确,但在操作过程中遇到些麻烦的话组员之间还是相互配合相互帮助,尽量让每一个组员学到更多的专业知识,使每一个组员更上一个层次。此次的课程设计,也使我们的同学关系更进一步了,同学之间互相帮助,有什么不懂的大家在一起商量,听听不同的看法对我们更好的理解知识,所以在这里非常感谢帮助我的同学。
在实训中,我遇到了很多问题,每次遇到问题时我都会积极地向老师寻求帮助,而两位老师也总是耐心地指导我,真的非常感谢他们,因为他们,我才能成功地完成课程设计任务!
通过这次实训,我更深入的认识和学习了PLC,大大提高了自己的理论知识和动手能力,而且还懂得了团队的力量,让自己更相信一分努力一分收获,积极的学习态度在以后的学习、工作中是永远缺少不了的。

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