PLC实训-洗衣机设计.

电气控制系统实训论文系别：机电工程系专业：电气工程及其自动化姓名：学号：指导老师：2014年6月12日摘要可编程控制器(PLC)是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置,它的功能性强,可靠性高,编程简单,使用方便,体积小巧,近年来在工业生产中得到广泛的应用,被誉为当代工业自动化主要支柱之一。在现代的社会，全自动洗衣机进入各个家庭，本文介绍了PLC用于全自动洗衣机的控制系统，其可改进现有技术的不足，简化结构，有利于降低成本和提高可靠性。关键词:全自动洗衣机;可编程控制器;简化结构;降低成本;AbstractProgrammableLogicController(PLC)isacommoncomputertechnologyasthecoreautomationandcontroldevices,itsfunctionality,highreliability,simpletoprogram,easytouse,compact,industrialproductioninrecentyearsbeenwidelyused,ishailedasoneofthemainpillarsofcontemporaryindustrialautomation.Inmodernsociety,fullyautomaticwashingmachinesintoeachhome,thisarticledescribesthePLCcontrolsystemforautomaticwashingmachine,whichcanimprovetheshortcomingsofexistingtechnologytosimplifythestructure,helptoreducecostsandimprovereliability.Keywords:automaticwashingmachine;programmablecontrollers;simplifiedstructure;reducecosts目录引言…………………………………………………………………11全自动洗衣机的工作原理………………………………………22电动机控制线路图………………………………………………32.1PLC输入元件选择…………………………………………………32.2PLC输入元件选择…………………………………………………32.3PLCI/O元件分配表…………………………………………………42.4PLCI/O接线图……………………………………………………53软件设计…………………………………………………………53.1系统的顺序功能图设计……………………………………………53.2全自动洗衣机的控制要求…………………………………………53.3控制系统顺序功能图………………………………………………63.4控制系统的梯形图设计……………………………………………73.5程序指令表………………………………………………………84触摸屏……………………………………………………………115程序调试…………………………………………………………11谢辞…………………………………………………………………13参考文献……………………………………………………………14第1页引言世界上第一台洗衣机于1858年诞生，但这台洗衣机使用费力，且损伤衣服，因而没被广泛使用，但这却标志了用机器洗衣的开端。1874年,“手洗时代”受到了前所未有的挑战，美国人发明了木制手摇洗衣机。1880年，美国发明了蒸气洗衣机，蒸气动力开始取代人力。蒸汽洗衣机之后，水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。1910年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机，电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。1922年，美国改造了洗衣机的洗涤结构，把拖动式改为搅拌式，使洗衣机的结构固定下来，这也就是第一台搅拌式洗衣机的诞生。1932年，美国研制成功第一台前装式滚筒洗衣机。1955年，在引进英国喷流式洗衣机的基础之上，日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机。全自动洗衣机从结构上分有波轮式,搅拌式,滚筒式。目前,国内市场上销售的大都是波轮式和滚筒式，供应最多的是波轮式洗衣机。波轮式洗衣机的特点是洗净率高,但对衣服的磨损很大,随着人们生活水平不断地提高，丝绸,毛料,羊毛等大量走进普通家庭,厂商又适时地推出了滚筒洗衣机,它最大的优点是磨损率小,但洗净率比波轮式低,价格高。洗衣机产品可以分三类：普通型、半自动型和全自动型。普通型和半自动型洗衣机，都需要人为参与操作，才能完成洗衣、甩干、排水全过程；而全自动洗衣机在整个洗涤、甩干、排水过程中，无需人为操作和监控。国内外洗衣机品牌有海尔、小天鹅、荣事达、松下、惠而浦水仙、LG熊猫、西门子、日立好用。第2页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1-1第3页2电动机控制线路图图2-12.1PLC输入元件选择基于控制系统的要求，需要选定工作方式:控制按钮SB1～SB3、限位开关SQ1～SQ2。元件名称元件符号元件功能限位开关SQ1～SQ2检测高、低水位按钮SB1～SB3实现启动、停止、排水表2-12.2PLC输入元件选择系统输出量为Y0～Y7，一一对应于进水、进水阀灯、电机左转、电机右转、排水、排水灯、脱水、脱水灯和蜂鸣器，其中排水和脱水通过电磁阀YV1～YV2实现最终控制，电机的正反转通过电动机线圈KM1～KM2实现最终控制，脱水则通过离合器CL实现最终控制，BE控制报警。元件名称元件符号元件功能电磁阀YV1～YV2分别实现排水和脱水交流接触器KM1～KM2控制电动机正反转表2-2第4页2.3PLCI/O元件分配表输出元件分配表输入元件分配表表2-3元件名称元件符号输入点编号进水YV1Y0进水灯HL1Y1排水YV2Y4排水灯HL2Y5电机左转KM1Y2电机右转KM2Y3脱水CLY6脱水灯HL3Y7蜂鸣器BEY8元件名称元件符号输入点编号启动按钮SB1X0停止按钮SB2X1上限位开关SQ1X2下限位开关SQ2X3手动排水SB3X4第5页2.4PLCI/O接线图图2-23软件设计3.1系统的顺序功能图设计全自动洗衣机工作原理：全自动洗衣机的洗衣桶(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，通过电动控制系统，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。3.2全自动洗衣机的控制要求1.按下启动键，进水阀门打开，冼衣桶开始进水；2.水位到达上限，上限开关按下，则进水阀灯灭，表示水已经注满；冼衣波轮开始旋转，左转方向5秒，停5秒，右转方向5秒，再停5秒，周而复始循环运行1分钟，波轮停止转动，排水阀灯亮，开始排水；第6页3.水位到达下限，下限开关按下，则排水阀门关闭，灯灭；甩干桶指示灯亮，甩干桶开始工作30秒；4.30秒后，蜂鸣器响，表示整个冼衣过程完成；5.按下停止键，冼衣机停止工作；6.按下手动排水键，冼衣桶开始排水3.3控制系统顺序功能图图3-1PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。按下启动按钮时开始进水，水满(即水位到达高水位)时停止进水，开始左转洗涤。左转洗涤5s后暂停，暂停5s后开始右转洗涤。右转洗涤5s后暂停，暂停5s后，若正、反洗涤未满3次，则返回从洗涤开始的动作;若洗涤满3次时，则开始排水。排水水位若下降到低水位时，开始脱水。脱水30s则进行洗完报警。报警10s结束全部过程，自动停机。若按下停止按钮，可以手动排水。第7页3.4控制系统的梯形图设计第8页程序梯形图按下启动按钮S1，X0动合触点闭合，输出继电器Y1得电为“1”，进水阀打开，开始注水且进水灯亮。到高水位检测传感器，X2闭合，使其动断触点X1断开，进水阀关闭;输出继电器Y2得点为“1”，洗衣机开始左转洗涤；同时计时器T0得电，5s后T0动断触点断开，Y2断电，左转洗涤停止。同时T0动合触点闭合，计时器T1得电，5s后T1动合触点闭合，输出继电器Y3得电为“1”，洗衣机开始右转洗涤，同时计时器T2得电，T2动合触点闭合继电器M1得点，T3开始计时，5S后T3得电，5s后T3，计数器C0K3计数1次;同时Y2得点，机电左转。如此循环3次，正好一分钟。C0得电致使线圈Y4Y5得电，开始排水同时排水灯亮。待排水至低水位检测开关X3时，X3动断触点得电，Y6Y7得电为“1”，脱水电机运转，开始脱水，停止排水，同时计时器T4得电，30s后T4动断触点断开，Y6Y7失电为“0”，脱水停止;同时T5动合触点闭合，Y8得电，蜂鸣器响起。同时T5开始计时10S，10S后蜂鸣器停止，自动洗衣过程完成。其中X1为手动停止按钮，X4为手动排水按钮。3.5程序指令表0LDX01ORY0第9页2ORY13ANIY24ANIX15OUTY06OUTY17LDX28ORY29ORT3循环重新洗涤10ANIM011ANIC012ANIX113OUTY2洗衣机左转14OUTT0K50保持5S15LDT016LDM017ANIT118ORB19OUTM020LDM021OUTT1K50停5S22LDT123ORY324ANIM125ANIX126OUTY3洗衣机右转27OUTT2K50保持5S28LDT229ORM130ANIT331OUTM132LDM133OUTT3K50停5S34LDPT335ANIX3第10页36OUTCOK3计数3次37LDC038ANIY339ANIY640ANIX141ANIY842ANIM243ORX444OUTY4排水45OUTY546LDX047ORX148RSTC0启动或者手动停止时计数器清零49LDX350ORY651ORY752ANIY853ANIX154OUTY6甩干55OUTY756LDY657OUTT4K300甩干保持30S58LDT459ORY860ANIX161ANIT562OUTY8蜂鸣器63LDY864OUTT5K100蜂鸣器保持10S65LDT566ORM267ANIX068OUTM269END第11页4触摸屏操作流程及结果如上程序。在软件菜单栏的对象选择中选取相应对象如开关、指示灯、并排布好位置。5程序调试1程序开始T0不用继电器M0保持，直接连接T1，而T1一得电则X2开关停止、T0则不得点，所以程序一直在Y2和T0徘徊不能往下走，知道接入继电器M0使T0保持，而让M0做X2的停止键。2.当洗涤完成一次时T3得电，C0计数一次，T3循环至X2下方使电机从新洗涤即使Y2，T0得电。但因为之前M0得电使电路断开，所以应把M0断电让T3走下去。加入T1做M0的停止指令。第12页3.为了程序合理，计数器应在程序开始时或者手动停止是清零。4.因为在程序运行中计数器C0计数到