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南京工程学院课程设计报告课程名称：PLC控制系统设计综合设计院（系、部、中心）：自动化学院专业：自动化（数控技术）班级：数控卓越111姓名：学号：实习时间：2014.6.14——2014.7.4实习地点：工程中心4——201第1页共35页摘要随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，家庭电器全自动化成为必然的发展趋势。全自动洗衣机的产生极大的方便了人们的生活。洗衣机是国内家电业唯一不打价格战的行业，经过几年的平稳发展，国产洗衣机无论在质量上还是功能上都和世界领先水平同步。纵观洗衣机市场，高效节能、省水、省电、环保型洗衣机一直在市场上占主导地位。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。PLC的优点是：可靠性高，耗电少，适应性强，运行速度快，寿命长等，为了进一步提高全自动洗衣机的功能和性能，避免传统控制的一些弊端，就提出了用PLC来控制全自动洗衣机这个课题。全自动洗衣机控制系统利用了西门子S7-300系列PLC的特点,对按钮,电磁阀,开关等其他一些输入/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参数就可以改变时间。可以把上面设定的程序时间定下来,作为固定程序使用,也可以根据衣物的质地,数量及油污的程度来编程。本次设计对其中软件设计、硬件设计等问题进行了分析和研究，实现了全自动洗衣机的自动运行和手动运行功能。关键词：PLC；自动；手动；正反转；控制基于S7-300的全自动洗衣机的PLC设计第2页共35页目录摘要------------------------------------------------------------------------------------------1目录------------------------------------------------------------------------------------------2第一章题目要求------------------------------------------------------------------------------3一、目的------------------------------------------------------------------------------3二、设备------------------------------------------------------------------------------3三、内容------------------------------------------------------------------------------3四、控制要求------------------------------------------------------------------------3五、思考题-------------------------------------------------------------------------3第二章概述------------------------------------------------------------------------------------4一、PLC的控制特点--------------------------------------------------------------4二、控制系统框图------------------------------------------------------------------4三、工作原理------------------------------------------------------------------------4四、控制要求------------------------------------------------------------------------5五、实习安排------------------------------------------------------------------------5第三章硬件配置及程序设计---------------------------------------------------------------6一、输入输出地址分配------------------------------------------------------------6二、输入输出地址及接线图------------------------------------------------------7三、PLC选型及硬件配置--------------------------------------------------------8四、控制流程图---------------------------------------------------------------------8五、顺序功能图--------------------------------------------------------------------10六、梯形图设计--------------------------------------------------------------------11第四章模拟仿真与调试--------------------------------------------------------------------20一、STEP7--------------------------------------------------------------------------20二、WINCC------------------------------------------------------------------------23三、设置本地网络地址-----------------------------------------------------------29四、触摸屏设置--------------------------------------------------------------------29五、变频器设置--------------------------------------------------------------------29六、程序下载及调试--------------------------------------------------------------30第五章思考题与总结体会-----------------------------------------------------------------33一、思考题--------------------------------------------------------------------------33二、总结体会-----------------------------------------------------------------------33附件电气原理图-------------------------------------------------------------------------35基于S7-300的全自动洗衣机的PLC设计第3页共35页第一章题目要求一、题目全自动洗衣机的控制系统设计二、目的用PLC构成全自动洗衣机控制系统，掌握PLC的编程和程序调试方法。三、设备S7-300-PLC、计算机各一台四、内容1、全自动洗衣机运行框图设计，梯形图控制程序设计、调试并画出I/O端子硬件接线图2、在HMI上显示洗衣机的运行状态五、控制要求1、按下启动按钮及水位选择开关；2、进水阀门打开直到高（中、低）水位，关水；3、2s后开始洗涤；4、洗涤时正转30s，停2s，然后反转30s，停2s；5、如此循环5次，总共320s后排水，排空后脱水30s；6、开始清洗，重复2~5要求，清洗两边；7、清洗完成，报警3s并自动停机；8、若按下停车按钮，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）。输入点输出点启动开关洗衣机启动控制停止开关进水阀控制高水位选择正转控制中水位选择脱水控制低水位选择反转控制排空检测排水控制高水位检测报警控制中水位检测低水位检测手动排水手动脱水六、思考题1、调试程序时，各水位选择开关及各水位检测开关应如何动作?2、如果要在控制功能中加入轻柔洗（缩短运转时间、延长停顿时间）功能，程序应如何修改？3、如果要在控制功能中加入经济洗（整个洗衣周期缩短）功能，程序应如何修改？基于S7-300的全自动洗衣机的PLC设计第4页共35页第二章概述一、PLC的控制特点1、可靠性高，PLC作为一种通用的工业控制器，它必须能够在各种不同的工作环境中正常工作。对工作的环境要求较低，抗外部干扰能力强，平均无故障时间长。2、使用方便灵活，PLC采用了基本单元扩展或者是模块化的结构形式，因此，输入/输出信号的数量，形式，驱动能力等都可以根据实际控制要求进行选择与确定，而且在需要时可以随时更换，近年来，PLC的特殊模块增多这些可以满足不同的控制要求，使PLC的使用更加灵活与多变。3、编程简单，PLC的优越性主要体现在它采用了独特的，多种面向广大工程设计人员的编程语言，如指令表，梯形图，逻辑功能图，顺序功能图等，程序简洁，明了适合各类技术人员的传统习惯，即使是没有计算机知识的人员也很统一掌握，特别是梯形图与逻辑功能图，形象直观，动态监测效果逼真，且与计算机控制容易。二、控制系统框图全自动洗衣机的工作过程包括启动、进水、洗涤、排水和脱水等功能。在实现控制过程中，各种采样信息都是通过PLC进行各种判断、比较和选择，再经信息线路反馈给洗衣机各控制执行机构，决定洗衣机的工作状态。如图1所示，由PLC控制洗衣机各种动作典型的系统控制图：PLC水位开关进水阀电动机正反转排水阀图1系统结构图由图1可知，PLC在系统中处于中心位置，水位开关是PLC的输入信号控制开关、进水阀、排水阀和电机是洗衣机各种动作的执行机构。其中进水阀和排水阀由PLC给定信号来决定其工作状态；电机的工作状态也由控制中心PLC给定信号来决定，而电机的正反转状态直接决定了洗衣机的洗涤状态和脱水状态。洗衣机工作过程是顺序控制过程，所以利用PLC作为洗衣机的控制系统是可行的。三、工作原理洗衣机的工作流程由进水、洗涤、排水、脱水4个过程组成。在半自动洗衣机中，这4个过程分别用相应的按钮开关来控制。全自动洗衣机中，这4个过程基于S7-300的全自动洗衣机的PLC设计第5页共35页可做到全自动依次运行，直至洗衣结束。全自洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一心安放的，内桶可以旋转，作为脱水用。内桶的周围有许多小孔，使内桶和外桶的水流相通，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。进水时通过控制系统将进水电磁阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，控制系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、中、低水位检测装置分别用来检测高、中、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。四、控制要求1.自动运行启动时,选择一个设定水位（高、中、低三档），进水阀打开，开始进水，到达设定水位时停止进水，开始洗涤，正转洗涤30s，暂停2s后反转洗涤30s，暂停2s后再正转洗涤，如