plc課程設(shè)計--全自動洗衣機控制系統(tǒng)

1、<p>　　PLC（可編程控制器）綜合實訓(xùn) </p><p>　　班 級 09電氣5班</p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化</p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　日 期

2、 年 月 日 </p><p>　　題目（一）：全自動洗衣機控制系統(tǒng)</p><p>　　1.1全自動洗衣機PLC控制的控制要求</p><p>　　1.1.1全自動洗衣機的基本結(jié)構(gòu)、工作流程和工作原理</p><p>　　全自動洗衣機的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　全自動洗衣機的基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。

3、</p><p>　　圖1-1 全自動洗衣機的基本結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2．全自動洗衣機的工作流程</p><p>　　全自動洗衣機的單循環(huán)工作流程示意圖如圖1-2所示。</p><p>　　圖1-2全自動洗衣機的單循環(huán)工作流程示意圖</p><p>　　3．全自動洗衣機的工作原理</p><

4、;p>　　洗衣機的進(jìn)水、排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。 洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。 脫水時，由脫水電磁離合器合上、排水電磁閥吸合，洗滌電動機正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。 洗滌完成由蜂鳴器報警。</p><p>　　1.1.2洗衣機控制要求</p><p>　　1.全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求:</p><p>　?。?） 按下啟動按扭及水

5、位選擇開關(guān)，開始進(jìn)水直到高（中、 低）水 </p><p><b>　　位，關(guān)水</b></p><p>　　（2） 2秒后開始洗滌</p><p>　?。?） 洗滌時，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒</p><p>　　（4） 如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒</p>&

6、lt;p>　?。?） 開始清洗，重復(fù)（1）～（4），清洗兩遍</p><p>　?。?） 清洗完成，報警3秒并自動停機</p><p>　?。?） 若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計數(shù)）</p><p>　　1.2全自動洗衣機控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置</p><p>　　1.2.1控制系統(tǒng)硬件接線圖</p&

7、gt;<p>　　1．控制系統(tǒng)硬件接線圖</p><p>　　全自動洗衣機控制系統(tǒng)硬件接線圖見所附圖紙。</p><p><b>　　2．I/O地址分配</b></p><p>　　由于S7-200 224 CPU模塊有14點數(shù)字量輸入，10點數(shù)字量輸出，所以不需要再增加擴展模塊。模塊上的輸入端對應(yīng)的輸入地址是I0.0～I(xiàn)1.2，

8、輸出端對應(yīng)的輸出地址是Q0.0～Q1.0</p><p>　　1.2.2模塊功能概述</p><p>　　CPU模塊采用西門子公司的6ES7 214-1AD23-0XB0模塊。由于該模塊采用直流24V供電(直流晶體管輸出)，有14點數(shù)字量輸入和10點數(shù)字量輸出，完全能滿足全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求，所以不在需要另外的數(shù)字量輸入/輸出模塊。</p><p>　　1.3

9、全自動洗衣機控制系統(tǒng)程序設(shè)計和調(diào)試</p><p><b>　　1.3.1編程軟件</b></p><p><b>　　編寫程序見附錄</b></p><p>　　1.3.2程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置</p><p><b>　　1.流程圖</b></p>&l

10、t;p><b>　?、耪＿\行流程圖</b></p><p>　　正常運行流程圖如圖1-4所示。</p><p>　　流程圖描述:按下啟動按扭,開始進(jìn)水;進(jìn)水到規(guī)定高度,使水位開關(guān)接通,實現(xiàn)洗滌正轉(zhuǎn),并停止進(jìn)水;洗滌正轉(zhuǎn)30S后,停止2秒,反轉(zhuǎn)30S后,停2秒。計數(shù)器加1,累計洗滌次數(shù);若未滿5次則重復(fù)進(jìn)行洗滌,直至洗滌達(dá)到5次,開始排水.由于排水,水位降低,

11、當(dāng)水位低于規(guī)定下限水位時,排空檢測開關(guān)接通,開始脫水,脫水30S后,計數(shù)器加1,脫水停止.然后再返回到進(jìn)水動作 重復(fù)上述過程3次,報警并停機</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　Y</b></p><p>

12、<b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　N Y</p><p><b>　　Y</b></p><p>　

13、　Y N</p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p>　　圖1-4 正常運行的流程圖</p><

14、;p><b>　　2.程序的構(gòu)成</b></p><p>　　這個程序只有自動方式。在自動方式下，PLC將運行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)（用于全自動洗衣機一切都工作正常的情況下）。</p><p>　　3.程序的下載、安裝和調(diào)試</p><p>　　將各個輸入/輸出端子和實際控制系統(tǒng)中的按鈕、所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。全自動洗衣機

15、程序是由V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4編程軟件的指令完成。若要修改程序，先將PLC設(shè)定在STOP狀態(tài)下,運行編程軟件，打開全自動洗衣機程序，即可在線調(diào)試。</p><p>　　1.4全自動洗衣機PLC控制系統(tǒng)程序</p><p>　　1.4.1系統(tǒng)資源分配</p><p><b>　　1.數(shù)字量輸入部分</b></p&g

16、t;<p>　　全自動洗衣機控制系統(tǒng)的輸入有啟動、停止、高水位、中水位、低水位、手動排水和手動脫水按鈕以及高水位、中水位、低水位和排空檢測開關(guān)共11個輸入點。具體的輸入分配如表1-1所示。 </p><p>　　表1-1 輸入地址分配</p><p><b>　　1.4.2源程序</b></p><p>　　LD I

17、0.0</p><p>　　O M0.1</p><p><b>　　AN C2</b></p><p>　　AN I0.1</p><p>　　= M0.1</p><p>　　= Q0.0 </p><p>　　圖1-5

18、啟動指令梯形圖</p><p>　　LD M0.1</p><p><b>　　EU</b></p><p>　　LD I0.5</p><p><b>　　EU</b></p><p><b>　　OLD</b></p>

19、<p>　　O M0.3</p><p>　　AN M0.2</p><p>　　= M0.3</p><p>　　LD I0.2</p><p>　　AN I0.6</p><p>　　LD I0.3</p><p>　　AN

20、 I0.7</p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　LD I0.4</p><p>　　AN I1.0</p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　A M0.3</p><p>

21、　　= Q0.1</p><p>　　LD Q0.1</p><p><b>　　ED</b></p><p>　　TON T37, +20</p><p>　　LD T37</p><p>　　O M0.2</p><p><

22、;b>　　AN C1</b></p><p>　　A M0.1</p><p>　　= M0.2</p><p>　　LD M0.2</p><p>　　AN T38</p><p>　　AN Q0.3</p><p>　　A

23、 M0.1</p><p>　　LD I0.5</p><p>　　AN T40</p><p>　　AN Q0.3</p><p>　　A M0.1</p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　LD

24、I1.2</p><p>　　AN M0.1</p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　= Q0.2</p><p>　　LD M0.2</p><p>　　AN T39</p><p>　　TON T38, +

25、300</p><p>　　LD T38</p><p>　　AN T39</p><p>　　AN I0.5</p><p>　　A M0.1</p><p>　　= Q0.3</p><p>　　LD Q0.3</p><

26、;p>　　TON T39, +300</p><p>　　LD T39</p><p><b>　　ED</b></p><p>　　LD T40</p><p><b>　　ED</b></p><p>　　CTU C1, +5</p

27、><p><b>　　LD C1</b></p><p>　　LD I1.1</p><p>　　AN M0.1</p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　= Q0.LD I0.6</p><p&

28、gt;　　= Q0.6</p><p>　　LD I0.7</p><p>　　= Q0.7</p><p>　　LD I1.0</p><p>　　= Q1.0</p><p>　　LD M0.1</p><p>　　TOF T30,

29、 +30</p><p>　　LDN M0.1</p><p>　　A T30</p><p>　　= Q0.5</p><p>　　LD M0.2</p><p><b>　　ED</b></p><p>　　LDN M0.1<

30、;/p><p>　　CTU C2, +3</p><p>　　LD I0.5</p><p>　　TON T40, +300</p><p><b>　　4</b></p><p>　　題目（一）：自動門控制裝置</p><p><b>　　一、設(shè)

31、計目的</b></p><p>　　1．進(jìn)一步鞏固電器與PLC控制的基本知識；</p><p>　　2．掌握設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的原理設(shè)計、施工設(shè)計的方法；</p><p>　　3．掌握PLC程序的設(shè)計及調(diào)試方法；</p><p>　　4．掌握電氣線路安裝與調(diào)試方法；</p><p>　　5．學(xué)會查閱有關(guān)專業(yè)資

32、料及設(shè)計手冊。</p><p>　　二、設(shè)計要求和設(shè)計指標(biāo)</p><p><b>　　2.1自動門結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　自動門控制裝置由門內(nèi)光電探測開關(guān)K1、門外光電探測開關(guān)K2、開門到位限位開關(guān)K3、關(guān)門到限位開關(guān)K4、開門執(zhí)行機構(gòu)KM1（使直流電動機正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機構(gòu)KM2（使直流電動機反轉(zhuǎn)）等部件組成。</p>

33、<p>　　2.2自動門的控制要求</p><p>　　1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時，開門執(zhí)行機構(gòu)KM1動作，電動機正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時，電機停止運行。 2）自動門在開門位置停留8秒后，自動進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機構(gòu)KM2被起動，電動機反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時，電機停止運行。 3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢

34、測開關(guān)K2或K1時，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進(jìn)入開門程序。 4）在門打開后的8秒等待時間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時，必須重新開始等待8秒后，再自動進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。</p><p><b>　　三、設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　3.1自動門裝置結(jié)構(gòu)</p><p>　　左右兩塊玻璃門

35、、電動機傳動鏈、限位開關(guān)、三相異步電動機、信號發(fā)送與接收裝置（門內(nèi)外個一個）。</p><p>　　圖3-1自動門結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　3.2.1自動門部件的介紹</p><p>　　（1）主控制器：它是自動感應(yīng)門的指揮中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮馬達(dá)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時人們通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。&l

36、t;/p><p>　?。?）感應(yīng)探測器：負(fù)責(zé)采集外部信號，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動的物體進(jìn)入它的工作范圍時，它就給主控制器一個脈沖信號； </p><p>　?。?）動力馬達(dá)：提供開門與關(guān)門的動力，控制自動感應(yīng)門門扇加速與減速運行。 </p><p>　?。?）自動感應(yīng)門扇行進(jìn)軌道：就象火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。</p>&l

37、t;p>　?。?）門扇吊具走輪系統(tǒng)：用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。 </p><p>　?。?）同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動力，牽引自動感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。 </p><p>　?。?）下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)前后門體擺動。其工作流程如下：感應(yīng)探測器探測到有人進(jìn)入時，將脈沖信號傳給主控器，主控

38、器判斷后通知馬達(dá)運行，同時監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時候加力和進(jìn)入慢行運行。</p><p>　　3.2.2 PLC的功能</p><p>　　1）數(shù)據(jù)采集與輸出。</p><p>　　2）控制功能:包括順序控制、邏輯控制、定時、計數(shù)等。</p><p>　　3）數(shù)據(jù)處理功能: 包括基本數(shù)學(xué)運算、比較、對字節(jié)的運算、PID運算、濾波等。

39、 </p><p>　　4）輸入/輸出接口調(diào)理功能: 具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能，通過I/O模塊完成對模擬量的控制和調(diào)節(jié)，具有溫度、運動等測量接口。</p><p>　　5）通信、聯(lián)網(wǎng)功能: 現(xiàn)代PLC大多數(shù)都采用了通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有RS232或RS485接口，可進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O控制，多臺PLC可彼此間聯(lián)網(wǎng)、通信，外部器件與一臺或多臺可編程控制器的信號處理單元之間，實現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)交換，如程序

40、轉(zhuǎn)移、數(shù)據(jù)文文件轉(zhuǎn)移、監(jiān)視和診斷。在系統(tǒng)構(gòu)成時，可由一臺計算機與多臺PLC構(gòu)成"集中管理、分散控制"的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，以便完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。通常所說的SCADA系統(tǒng)，現(xiàn)場端和遠(yuǎn)程端也可以采用PLC作現(xiàn)場機。</p><p>　　6）支持人機界面功能: 提供操作者以監(jiān)視機器/過程工作必需的信息。允許操作者和PC系統(tǒng)與其應(yīng)用程序相互作用，以便作決策和調(diào)整，實現(xiàn)工業(yè)計算機的分散和集中操作與監(jiān)視

41、系統(tǒng)。</p><p>　　7）編程、調(diào)試等，并且大部分支持在線編程。</p><p>　　3.2.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　CPU模塊：CPU模塊主要由微處理器CPU芯片和存儲器組成。在PLC控制系統(tǒng)中，CPU模塊，它不斷地收集輸入信號、執(zhí)行用戶程序、刷新系統(tǒng)的輸出。存儲器用來儲存程序和數(shù)據(jù)。</p><p>　　I/O模塊

42、：輸入模塊和輸出模塊簡稱I/O模塊，它們是系統(tǒng)的眼耳、手腳。是聯(lián)系外部現(xiàn)場設(shè)備和CPU模塊的橋梁。輸出模塊用來接受和采集輸入信號。開關(guān)量輸入模塊用來接受從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥號碼開關(guān)、限位開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等的開關(guān)量信號；模擬量輸入模塊用來接受一些如電位器電壓信號、測速發(fā)電機和各種連續(xù)變從器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號；開關(guān)量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示器和報警裝置等輸出設(shè)備；模擬量輸出模塊用

43、來控制調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝備。</p><p>　　編程器：變頻器用來生成用戶程序，并用它來進(jìn)行編輯、檢查、修改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。</p><p>　　電 源：PLC一般使用AC 220V和DC 24V電源，內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供不同等的直流電源。本系統(tǒng)PLC使用AC220V電源。</p><p>　　可編程控制器主要由中央處理單元(CPU)、存儲器

44、(RAM、ROM)、輸入輸出單元(I/O)、電源和編程器等幾組成。</p><p>　　圖3-2 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　3.3主電路接線圖</b></p><p>　　圖3-3主電路接線圖</p><p>　　3.4 PLC控制系統(tǒng)的Ｉ／Ｏ地址分配表</p><p>　　表

45、3-1 I/O地址分配表</p><p>　　3.5.I/O接線圖</p><p>　　圖3-4 I/O接線圖</p><p>　　3.6自動門程序流程圖</p><p>　　圖3-5 程序流程圖</p><p>　　3.7自動門順序功能圖</p><p>　　圖3-6 自動門順序功能圖<

46、/p><p><b>　　3.8自動門梯形圖</b></p><p>　　圖3-7 自動門梯形圖</p><p><b>　　四、本設(shè)計改進(jìn)建議</b></p><p>　　由于在某些特別的環(huán)境下，自動門的設(shè)計要求需要進(jìn)去人員持卡才能自如進(jìn)出，比如一些小區(qū)、私人樓宇，有保安要求的地方，這些地方不可隨便出