plc控制的全自動洗衣機課程設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一．全自動洗衣機PLC控制的控制要求</p><p>　　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><b>　　2.洗衣機控制要求</b></p><p>　　二．全自動洗衣機控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置<

2、/p><p>　　1.控制系統(tǒng)硬件接線圖</p><p><b>　　2.模塊功能概述</b></p><p>　　三．全自動洗衣機控制系統(tǒng)程序設(shè)計和調(diào)試</p><p><b>　　1.編程軟件</b></p><p>　　2.程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置</p>

3、<p>　　四.全自動洗衣機電路設(shè)計</p><p>　　五.全自動洗衣機PLC控制系統(tǒng)程序</p><p><b>　　1.系統(tǒng)資源分配</b></p><p><b>　　2.梯形圖程序</b></p><p><b>　　六.組態(tài)界面的設(shè)計</b></p

4、><p>　　一．全自動洗衣機PLC控制的控制要求</p><p>　　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>　　1.1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)圖</p><p>　　1.2全自動洗衣機的工作流程</p><p>　　全自動洗衣機的

5、單循環(huán)工作流程示意圖</p><p>　　1.3全自動洗衣機的工作原理</p><p>　　洗衣機的進水、排水分別由進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)進行甩干。 洗滌完成由蜂鳴器報警。</p><p><b>　　2.洗衣機控制要求</b

6、></p><p>　　全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求:</p><p>　　按下啟動按扭及水位選擇開關(guān)，開始進水直到高（中、低）水位，關(guān)水</p><p>　?。?） 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

7、秒后開始排水，排空后脫水30秒</p><p>　?。?） 開始清洗，重復(fù)（1）～（4），清洗三遍</p><p>　　（6） 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）</p><p>　　二．全自動洗衣機控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置</p><p>　　1.控制

8、系統(tǒng)硬件接線圖</p><p>　　1.1控制系統(tǒng)硬件接線圖</p><p><b>　　1.2PLC外形圖</b></p><p>　　全自動洗衣機控制系統(tǒng)選擇西門子公司的S7-200系列PLC（6ES7 214-1AD23-0XB0）作為控制單元，如圖1-3所示為所選PLC外形圖。</p><p>　　PLC（6ES

9、7 214-1AD23-0XB0）外形圖</p><p>　　1.3I/O地址分配</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～I1.2，輸出端對應(yīng)的輸出地址是Q0.0～Q1.0</p><p><b>　　2.模塊功能概述</b>

10、;</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>　　三．全自動洗衣機控制系統(tǒng)程序設(shè)計和調(diào)試</p><p><b>　　1.編程軟

11、件</b></p><p>　　以西門子公司為S7-200PLC設(shè)計的V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4編程軟件為例。</p><p>　　2.程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置</p><p><b>　　流程圖如下所示；</b></p><p>　　流程圖描述:按下啟動按扭,開始進水;進水到規(guī)定高

12、度,使水位開關(guān)接通,實現(xiàn)洗滌正轉(zhuǎn),并停止進水;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)進行洗滌,直至洗滌達到5次,開始排水.由于排水,水位降低,當水位低于規(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.然后再返回到進水動作 重復(fù)上述過程3次,報警并停機</p><p><b>　　N</b></p>

13、;<p><b>　　Y</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p>&l

14、t;p><b>　　Y</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p&g

15、t;<b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　?。?）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

16、于全自動洗衣機一切都工作正常的情況下）。</p><p>　?。?）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&

17、gt;<p>　　四.全自動洗衣機電路設(shè)計</p><p>　　全自動洗衣機通過PLC來實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)，并且實現(xiàn)洗衣機按預(yù)先設(shè)置的程序自動執(zhí)行，完成洗衣。當需要手動排水與脫水時，可以強制止自動程序的運行，掏出自動切換到手動操作。</p><p>　　為防止全自動洗衣機在工作過程中，電路發(fā)生短路，損壞電動機和電路的各種電氣設(shè)備，因此在主電路中安裝了熔斷器，當電路出現(xiàn)短路故障

18、時，能迅速、可靠的斷開電源。全自動洗衣機的電機容量較小，主電路中的熔斷器可同時作為控制電路的短路保護，所以在主電路中使用熔斷器就足夠了。PLC部分和開關(guān)電源那的熔斷器也是為了防止電路過電流，保護電路和電路中的電器元件。</p><p>　　全自動洗衣機在長時間工作下，為了防止電機繞組的溫升超過額定值而損壞，采用熱繼電器作為保護元件，與熔斷器搭配使用，可靠地保護電動機。</p><p>　　

19、人機接口部分的按鈕等都選擇低壓電器元件，保護操作者的安全。全自動洗衣機的PLC控制系統(tǒng)主接線路如圖所示。</p><p><b>　　全自動洗衣機接線路</b></p><p>　　五.全自動洗衣機PLC控制系統(tǒng)程序</p><p><b>　　1.系統(tǒng)資源分配</b></p><p><b&

20、gt;　　1）數(shù)字量輸入部分</b></p><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>　　2）數(shù)字量輸出部分</b&g

21、t;</p><p>　　全自動洗衣機控制系統(tǒng)的外部設(shè)備有進水電磁閥、排水電磁閥、正/反轉(zhuǎn)洗滌電動機、蜂鳴器、指示燈等。具體的輸出分配如表1-2所示。</p><p>　　表1-2 輸出地址分配</p><p><b>　　3）定時器部分</b></p><p>　　具體的定時器分配如表1-3所示。</p&g

22、t;<p>　　表1-3 定時器分配</p><p><b>　　4）計數(shù)器部分</b></p><p>　　具體的計數(shù)器分配如表1-4所示。</p><p>　　表1-4 計數(shù)器分配</p><p><b>　　2.梯形圖程序：</b></p><p&

23、gt;<b>　　控制系統(tǒng)順序功能圖</b></p><p>　　全自動洗衣機控制系統(tǒng)順序功能圖</p><p><b>　　六.組態(tài)界面的設(shè)計</b></p><p><b>　　1.組態(tài)王</b></p><p>　　組態(tài)王是一款功能強大的工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控軟件。它具有適應(yīng)性強、

24、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計。</p><p><b>　　組態(tài)王的主要功能：</b>

25、</p><p>　　（1） 豐富的人機界面功能，可視化操作界面，真彩顯示圖形、豐富的圖庫；</p><p>　?。?） 強大的通訊能力；</p><p>　　（3） 先進的報警和事件管理；</p><p>　?。?） 強大的網(wǎng)絡(luò)和冗余功能。</p><p>　　組態(tài)軟件也為試驗者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗者實時

26、現(xiàn)場監(jiān)控。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能，擁有豐富的動畫制作功能，其動畫鏈接功能更是使工程技術(shù)人員運用組態(tài)王制作畫面如虎添翼。工程人員在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中制作的畫面都是靜態(tài)的，如果要反映工業(yè)現(xiàn)場的狀況，可以通過實時數(shù)據(jù)庫，因為只有數(shù)據(jù)庫中的變量才是與現(xiàn)場狀況同步變

27、化的。</p><p>　　數(shù)據(jù)庫變量的變化可以改變畫面的動畫效果，通過“動畫連接”建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量的對應(yīng)關(guān)系。動畫連接的引入是設(shè)計人機接口的一次突破，它把工程人員從重復(fù)的圖形編程中解放出來，為工程人員提供了標準的工業(yè)控制圖形界面，并且由可編程的命令語言連接來增強圖形界面的功能。圖形對象與變量之間有豐富的連接類型，給工程人員設(shè)計圖形界面提供了極大的方便。</p><p>　　“組

28、態(tài)王”系統(tǒng)還為部分動畫連接的圖形對象設(shè)置了訪問權(quán)限，這對于保障系統(tǒng)的安全具有重要的意義。通過這些功能的良好運用，可以制作出動畫效果內(nèi)容豐富，監(jiān)控全面的監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p>　　組態(tài)王中命令語言是一種在語法上類似Ｃ語言的程序，工程人員可以利用這些程序來增強應(yīng)用程序的靈活性、處理一些算法和操作等。</p><p>　　命令語言都是靠事件觸發(fā)執(zhí)行的，如定時、數(shù)據(jù)的變化、鍵盤鍵的按下、鼠標的

29、點擊等。根據(jù)事件和功能的不同，包括應(yīng)用程序命令語言、熱鍵命令語言、事件命令語言、數(shù)據(jù)改變命令語言、自定義函數(shù)命令語言、動畫連接命令語言和畫面命令語言等。它具有完備的詞法語法查錯功能和豐富的運算符、數(shù)學(xué)函數(shù)、字符串函數(shù)、控件函數(shù)、SQL函數(shù)和系統(tǒng)函數(shù)。各種命令語言通過“命令語言編輯器”編輯輸入，在“組態(tài)王”運行系統(tǒng)中被編譯執(zhí)行。</p><p>　　2.監(jiān)控系統(tǒng)功能要求</p><p>　　

30、用組態(tài)王設(shè)計的全自動洗衣機控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面需要實現(xiàn)洗衣機自動洗衣的功能，直觀、形象地顯示全自動洗衣機洗衣時的工作畫面。全自動洗衣機的控制系統(tǒng)有兩種方式：正常運行和強制停止。設(shè)計的畫面要實現(xiàn)這兩種情況下洗衣機的工作狀態(tài)。</p><p>　　建立一個新的組態(tài)王工程的一般過程是：</p><p>　　設(shè)計圖形界面（定義畫面）；</p><p><b>　　定義

31、設(shè)備；</b></p><p>　　構(gòu)造數(shù)據(jù)庫（定義變量）</p><p><b>　　建立動畫連接；</b></p><p><b>　　運行和調(diào)試。</b></p><p>　　啟動“組態(tài)王”工程管理器，選擇菜單“文件\新建工程”或單擊“新建”按鈕。按照新建工程向?qū)б徊讲降慕⒁粋€新