全自动洗衣机PLC

摘摘 要要本文介绍了利用西门子系列 PLC 对全自动洗衣机控制系统总体控制,阐述了控制方案。实现全自动洗衣机控制系统总体控制有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。本文采用德国西门子公司生产的 S7-200 型 PLC 作为核心控制器进行全自动洗衣机控制系统的设计，并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。同时根据全自动洗衣机控制系统总体控制要求和特点,确定 PLC 的输入输出分配,并进行现场调试关键字：PLC 全自动洗衣机控制系统 PLC 程序设计目目 录录1 1 引言引言. . 1 12 2 全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定 2 22.1 洗衣机的 PLC 控制系统概述 22.2 控制系统结构 32.3 控制系统原理 32.4 主电路原理图 43 3 可编程控制器硬件设计可编程控制器硬件设计 5 53.1 可编程控制器的选择 53.2 可编程控制器 I/O 口分配表 53.3 外部接线图 64 4 可编程控制器软件设计可编程控制器软件设计 8 84.1 全自动洗衣机的控制要求 84.2 控制系统顺序功能图 94.3 控制系统的梯形图设计 104.4 程序语句表 11设计体会设计体会 1515参考文献参考文献 17171 1 引言引言全自动洗衣机其特点是能自动完成洗涤，漂洗和脱水的转换，整个过程不需要人工操作。这类洗衣机均采用套筒式结构，其进水，排水都采用电磁阀，由程序控制器按人们预先设计好的程序不断发出指令，驱动各执行器件动作，整个洗衣过程自动完成。所用的程序控制器可分为电动机驱动式和单片机式。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统, 专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器, 用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令, 并通过数字的、模拟的输入和输出, 控制各种类型的机械或生产过程. 可编程序控制器及其有关设备, 都应按易于与各种控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。2 2 全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定2.12.1 洗衣机的洗衣机的 PLCPLC 控制系统概述控制系统概述全自动洗衣机采用 PLC 控制系统将大大提高工作效率，和适应工作环境的能力。它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。因此在运用中，硬件也相对简单，提高控制系统的可靠性。另外它的编程语言也相对简单。典型的 PLC 控制系统的硬件组成框图如图 2-1 所示：图 2-1 PLC 控制系统的硬件组成框图2.22.2 控制系统结构控制系统结构波轮式全自动洗衣机的电气控制系统由于洗衣机型号的不同而不尽相同，但电气控制系统主要有程序控制器，电动机，进水电磁阀，排水电磁阀，水位开关，安全开关及各种功能选择开关等组成的，控制的基本原理也都一样。全自动洗衣机能实现洗衣的自动化，整个洗衣过程都是在程序控制器的“指挥”下进行的。如把离合器比作全自动套桶洗衣机的心脏，则程序控制器就是全自动洗衣机的“大脑” 。如图 2-2 所示以程序控制器为核心的波轮式全自动套桶洗衣机控制系统的基本原理方框图。图 2-2 波轮式全自动套桶洗衣机控制系统的基本原理方框图2.32.3 控制系统原理控制系统原理用 PLC 控制的全自动洗衣机各种动作的系统结构如图所示：图 2-3 全自动洗衣机各种动作的系统结构图PLC 在系统中是处于中心位置，水位开关的 PLC 的输入信号控制开关，进水阀，排水阀和电动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；电动机的工作状态也由控制中心 PLC 给定信号来决定，而电动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。2.42.4 主电路原路图主电路原路图图 2-4 主电路原路图3 3 可编程控制器硬件设计可编程控制器硬件设计3.13.1 可编程控制器的选择可编程控制器的选择根据输入信号及输出信号的数量，经过初略计算， 输人点数为 6 点，输出点数为 6 点；输人、输出信号都是数字量。增加 20%备用量，以便随时增加控制功能：输入点数为： 6×(1+20%)=7.2输出点数为： 6×(1+20%)=7.2根据 I/O 点数，可选西门子 S7-200 型可编程控制器.3.23.2 可编程控制器可编程控制器 I/OI/O 口分配表口分配表表 3-1 可编程控制器 I/O 口分配表 输入地址分配 名称符号地址 启动按钮SB1I0.0 停止按钮SB2I0.1 高水位按钮SB3I0.2 中水位按钮SB4I0.3 低水位按钮SB5I0.4 排空检测开关ST1I0.5 高水位检测开关ST2I0.6 中水位检测开关ST3I0.7 低水位检测开关ST4I1.0 手动排水按钮SB6I1.1手动脱水按钮SB7I1.2 输出地址分配 名称符号地址 启动指令J1Q0.0 进水阀控制继电器J2Q0.1 电动机正转继电器J3Q0.2 电动机反转继电器J4Q0.3 排水阀控制继电器J5Q0.4 脱水阀控制继电器Jj6Q0.5 报警蜂鸣器HAQ0.6 高水位指示灯HL1Q0.7 中水位指示灯HL2Q1.0 低水位指示灯HL3Q1.13.33.3 外部接线图外部接线图如图 3-1 所示，洗衣机要实现衣服的洗涤，漂洗和脱水，就要通过上述动作来实现，而这些动作可以通过 PLC 控制来实现。同时加上开关和按钮，数码管显示器，蜂鸣报警器和欠电压检测保护电路等，就可以形成完整的 PLC 控制系统。通过软件编程达到对整个洗衣过程进行检测控制和用户交互。此外，在少数全自动洗衣机上，以继电器作各电气工作部件驱动电路的电源开关，由PLC控制继电器触点开关的通断，实现洗衣机的程序运转。98 S7-200I0.1I0.2 22I0.3I0.4I1.1I1.2I0.6Q0.2I0.7Q0.5I1.0Q0.1Q0.4Q0.0KA 1YV 1 YV 2排水进水脱水正转M1 报 警I0.0L1启动高水位开关停止低水位开关中水位开关手动排水中液位传感器手动脱水高液位传感器低液位传感器SB1SB2SA1SA 3SB 3SB 4 ST 1SA 2ST 2ST 3图 3-1 外部接线图KA 2Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1 1通电L6高位L7 中位L8低位水排空传感器I0.5ST 4电源L+N24VM1M2M34 4 软件设计软件设计4.14.1 全自动洗衣机的控制要求全自动洗衣机的控制要求1）PLC投入运行，系统处于初始状态准备好启动；2）启动时开始进水；3）水满(上限位)时停止进水并开始洗涤正转；4）正转30s后暂停；5）暂停2s后开始洗涤反转；6）反转30s后暂停；7）暂停2s后，若正、反转未满5次时，返回从正洗开始的动作；8）暂停5s后，若正、反洗涤满5次时则开始排水；9）水位下降到低水位时开始脱水井继续排水；10）脱水30s即完成一次从进水到排水的大循环过程；11）若完成2次大循环，洗完报警3s后自动停机；12）可以按“停止”按钮实现手动停止进水、排水、脱水及报警；13）可以按“排水”按钮实现手动排水；4.24.2 控制系统顺序功能图控制系统顺序功能图图 4-1 全自动洗衣机控制系统顺序功能图4.34.3 控制系统的梯形图设计控制系统的梯形图设计图4-2 PLC控制系统的梯形图4.44.4 程序语句表程序语句表表 4-1 程序语句表 启动洗衣机 LD I0.0 O M0.1 AN I0.1 = M0.1 = Q0.0 进水阀控制 LD M0.1 EU LD I0.5 EU OLD O M0.3 AN M0.2 = M0.3 高中低水位控制 LD I0.2 AN I0.6 LD I0.3 AN I0.7 OLD LD I0.4 AN I1.0 OLD A M0.3 = Q0.1 延时 2s LD Q0.1 ED TON T37, +20 循环五次LD T37 O M0.2 AN C1 A M0.1 = M0.2 正转控制 LD M0.2 AN T38 AN I0.5 A M0.1 = Q 0.2 LD M 0.2 TON T38, +300 反转控制 LD T38 AN T39 AN I0.5 A M0.1 = Q0.3 LD