電氣控制課設(shè)全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制

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1、 電氣控制課程設(shè)計(jì) 評(píng)語(yǔ)： 考勤〔10〕 守紀(jì)〔10〕 過(guò)程〔40〕 設(shè)計(jì)報(bào)告〔30〕 辯論〔10〕 總成績(jī)〔100〕 專 業(yè)：自動(dòng)化 班 級(jí)： 動(dòng)1101 姓 名： 學(xué) 號(hào)：201108539 指導(dǎo)教師：侯 某某交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 2014年 07 月 10 日 全自動(dòng)洗衣機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1設(shè)計(jì)任務(wù) 1.1任務(wù)描述 洗衣機(jī)的工作流程由進(jìn)水、洗衣、排水和脫水4個(gè)過(guò)程組成。全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水、洗衣、排水和脫水是通過(guò)水位開(kāi)關(guān)、電磁進(jìn)水閥和電磁排水閥配合進(jìn)展控制

2、，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制運(yùn)行，直至洗衣完畢。高、中、低水位開(kāi)關(guān)分別用來(lái)控制進(jìn)水到洗衣機(jī)內(nèi)高、中、低水位；電磁進(jìn)水閥起著通/斷水源的作用。進(jìn)水時(shí)，電磁進(jìn)水閥打開(kāi)，將水注入；排水時(shí)，電磁排水閥打開(kāi)，將水排出；洗衣時(shí)，洗滌電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；脫水時(shí)，脫水桶啟動(dòng)。 1.2控制要求 洗衣機(jī)洗衣洗衣時(shí)間為40分鐘到1小時(shí)左右，這里為了方便按以下要求設(shè)計(jì)。 1.2.1“正常運(yùn)行〞工作方式控制要求： 〔1〕按下啟動(dòng)按扭與水位選擇開(kāi)關(guān)〔高、中、低〕，開(kāi)始進(jìn)水，達(dá)到設(shè)定水位〔高、中、低〕后停止進(jìn)水，停止2秒后開(kāi)始洗滌； 〔2〕洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒； 〔3〕如此循環(huán)5次，總共320秒后

3、開(kāi)始排水，排空后脫水30秒； 〔4〕開(kāi)始清洗，重復(fù)〔1〕～〔4〕步驟，共清洗兩遍； 〔5〕清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)。 1.2.2.“強(qiáng)制停止〞工作方式控制要求： 假如按下停車按扭，全自動(dòng)洗衣機(jī)停止自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，開(kāi)始進(jìn)入強(qiáng)制停止運(yùn)行狀態(tài)。要求能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)排水〔不脫水〕和手動(dòng)脫水〔不計(jì)數(shù)〕的功能。 2全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)的選型和I/O地址分配 2.1全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)選型 全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)采用西門(mén)子公司的S7-300系列PLC控制器。 2.2 I/O地址分配 根據(jù)設(shè)計(jì)思路，元器件地址分配如表1所示。 表1 輸入輸出地址分配表 輸入地址分配

4、 輸出地址分配 名稱與功能 輸入地址 名稱與功能 輸出地址 啟動(dòng)按鈕SB1 I0.0 自動(dòng)工作指示燈EL Q4.0 續(xù)表 停止按鈕SB2 I0.1 進(jìn)水電磁閥 Q4.1 高水位選擇開(kāi)關(guān)QS1 I0.2 排水電磁閥 Q4.2 中水位選擇開(kāi)關(guān)QS2 I0.3 洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器KM1 Q4.3 低水位選擇開(kāi)關(guān)QS3 I0.4 洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器KM2 Q4.4 高水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)QS4 I0.5 脫水桶 Q4.

5、5 中水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)QS5 I0.6 報(bào)警器 Q4.6 低水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)QS6 I0.7 手動(dòng)排水開(kāi)關(guān)QS7 I1.0 手動(dòng)脫水開(kāi)關(guān)QS8 I1.1 水排空檢測(cè)開(kāi)關(guān) I1.2 3 PLC外部接線圖與主電路 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)PLC外部接線圖有11個(gè)輸入局部和7個(gè)輸出局部，輸入局部有啟動(dòng)按鈕和停止按鈕、高、中、低水位選擇開(kāi)關(guān)、水排空檢測(cè)開(kāi)關(guān)、高、中、低水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)、手動(dòng)排水開(kāi)關(guān)和手動(dòng)脫水開(kāi)關(guān)，輸出局部有報(bào)警器、開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行指示燈、進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)控制繼電器和脫水桶控制繼電器。 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)PLC外部接線圖如圖1

6、所示,主電路圖如圖2所示。 圖1 控制系統(tǒng)PLC外部接線圖圖2 洗衣機(jī)主電路圖 4控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試 4.1程序的流程圖 全自動(dòng)洗衣機(jī)正常運(yùn)行流程圖和強(qiáng)制停止流程圖分別如圖3與圖4所示。 圖3 洗衣機(jī)正常運(yùn)行流程圖 圖4 洗衣機(jī)強(qiáng)制停止流程圖 4.2編程與調(diào)試 程序編寫(xiě) 根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)的控制要求和PLC梯形圖編程語(yǔ)言，編寫(xiě)程序。首先按下啟動(dòng)按鈕，自動(dòng)工作指示燈亮；接著按設(shè)定水位開(kāi)關(guān)，洗衣機(jī)進(jìn)水電磁閥打開(kāi)進(jìn)水；當(dāng)水位到達(dá)設(shè)定水位后，相應(yīng)水位監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)閉合，洗衣機(jī)停止進(jìn)水并延時(shí)2秒；接著開(kāi)始洗衣，洗滌電動(dòng)機(jī)首先正轉(zhuǎn)運(yùn)行30秒后停止并定時(shí)2秒，接著反轉(zhuǎn)運(yùn)行30秒

7、并定時(shí)2秒；判斷正、反轉(zhuǎn)是否循環(huán)5次，假如正、反轉(zhuǎn)未循環(huán)5次，返回重新洗衣，當(dāng)正、反轉(zhuǎn)循環(huán)5次完成后，排水電磁閥打開(kāi)排水；排水完成時(shí)水排完檢測(cè)開(kāi)關(guān)閉合，脫水桶啟動(dòng)并運(yùn)行30秒；脫水完成后清洗2次，清洗完畢后，洗衣機(jī)報(bào)警并完畢工作。 具體梯形圖程序見(jiàn)附錄。 調(diào)試過(guò)程 將編寫(xiě)好的程序和硬件分配下載到仿真程序中，就可以進(jìn)展系統(tǒng)運(yùn)行仿真和調(diào)試。局部仿真圖如圖5、圖6與圖7所示。首先，按下啟動(dòng)按鈕和高水位設(shè)置開(kāi)關(guān)后，自動(dòng)運(yùn)行指示燈亮，進(jìn)水電磁閥打開(kāi)。如圖5所示。 圖5仿真圖 高水位監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)閉合，停止進(jìn)水。洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)定時(shí)30秒，如圖6所示。 圖6 仿真圖

8、 洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)并定時(shí)30秒，如圖7所示。 圖7 仿真圖 5設(shè)計(jì)體會(huì) 在本次的電氣控制課程設(shè)計(jì)中，我收獲頗多。學(xué)到了如何應(yīng)用課本上的外，更學(xué)會(huì)了在軟件仿真過(guò)程中遇到問(wèn)題時(shí)，如何思考和修改程序。同時(shí)和同學(xué)進(jìn)展了屢次的討論和交流。 在拿到設(shè)計(jì)題目后，我首先按照要求設(shè)計(jì)要求，整理了思路和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)了一段程序。接下來(lái)參考了一本書(shū)上的全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)的例子，編寫(xiě)出初步的全部控制程序。接著在西門(mén)子STEP7軟件上建立工程并輸入程序，系統(tǒng)的對(duì)縮寫(xiě)程序作了初次修改。最后在軟件上仿真運(yùn)行，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有太多地方會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行步驟亂序問(wèn)題，接著開(kāi)始針對(duì)每一步驟逐個(gè)修改，最終得到能夠正確運(yùn)行的程序。 和以往課設(shè)不同的是，本次課設(shè)中程序段是梯形圖程序，編寫(xiě)思路和方法更需要邏輯性；仿真中由于掃描周期為1~100毫秒，所以有很多程序段需加很多中間繼電器線圈去控制，需要對(duì)中間元件的閉合和斷開(kāi)仔細(xì)考慮。經(jīng)過(guò)本次課設(shè)，我更深層次的掌握了PLC理論知識(shí)，也掌握了一些編程思路和分析問(wèn)題的方法。 附錄 全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)的程序如下所示：