西門子s7-200全自動洗衣機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　【中文摘要】</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和社會飛速發(fā)展，洗衣機(jī)成為人民日常生活息息相關(guān)的家用電器產(chǎn)品。</p><p>　　洗衣機(jī)的全自動化、多功能化、智能化是其發(fā)展方向?；谌詣酉匆聶C(jī)的應(yīng)用日益廣泛，本次設(shè)計(jì)利用來PLC控制全自動洗衣機(jī)，與傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制系統(tǒng)相比較，洗衣機(jī)可靠性、節(jié)能性得到了提高。PLC控制

2、不需要大量的活動部件和電子元器件，它的接線也大大減少，與此同時系統(tǒng)維修簡單、維修時間縮短。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)基于PLC的全自動洗衣機(jī)控制，課題源于市場上洗衣機(jī)產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)以操作簡單、使用可靠、維護(hù)修理方便作為主要設(shè)計(jì)方向。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】 全自動 洗衣機(jī) PLC</p><p><b>　　目錄</b>&l

3、t;/p><p>　　中文摘要 ………………………………………………………………………1</p><p>　　第1章 PLC控制系統(tǒng)概述 ………………………………………………2</p><p>　　1.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原 ……………………………………………2</p><p>　　1.2 系統(tǒng)的控制要求 ………

4、…………………………………………………2</p><p>　　第2章 主電路設(shè)計(jì) ………………………………………………………2</p><p>　　2.1 全自動洗衣機(jī)的工作原理 …………………………………………………2</p><p>　　2.2 主電路設(shè)計(jì) ………………………………………………………………3</p><p&g

5、t;　　第3章 PLC選擇及I/O連接圖</p><p>　　3.1 PLC和選擇 …………………………………………………………………3</p><p>　　3.2系統(tǒng)資源分配 ………………………………………………………………3</p><p>　　3.3 I/0連接圖 …………………………………………………………………4</p><

6、p>　　第4章 流程圖、梯形圖</p><p>　　4.1 洗衣機(jī)工作流程圖 …………………………………………………………5</p><p>　　4.2 梯形圖 ……………………………………………………………………5</p><p><b>　　第5章 元器件選擇</b></p><p>　　5.1 全

7、自動洗衣機(jī)的水位開關(guān) …………………………………………………12</p><p>　　課程設(shè)計(jì)總結(jié) …………………………………………………………………13</p><p>　　參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………13</p><p>　　致謝 ……………………………………………………………………………13</p

8、><p><b>　　PLC控制系統(tǒng)概述</b></p><p>　　1.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則</p><p>　　任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則：</p><p>　　1. 最大限度地滿足被控對象的控制要求</p

9、><p>　　充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國內(nèi)、國外資料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問題。</p><p>　　2. 保證PLC控制系統(tǒng)

10、安全可靠</p><p>　　保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確保控制系統(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。</p><p>　　3. 在滿足控制要求的前提下，力求簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便</

11、p><p>　　一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標(biāo)。</p><p>　　4．考

12、慮到生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選用PLC時，在I/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量上適當(dāng)留有余地。</p><p>　　由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設(shè)計(jì)時要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。</p><p>　　5． 軟件設(shè)計(jì)主要是指編寫程序，要求程序結(jié)構(gòu)清楚，可讀性

13、強(qiáng)，程序簡短，占用內(nèi)存少，掃描周期短。</p><p>　　1.2 系統(tǒng)的控制要求</p><p>　?。?） 按下啟動按鈕及水位選擇開關(guān)，開始進(jìn)水直到高（中、低）水位，自動關(guān)水</p><p>　?。?） 進(jìn)水結(jié)束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><

14、p>　?。?） 如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒</p><p>　?。?） 開始清洗，重復(fù)（1）～（4），清洗兩遍</p><p>　　（6） 清洗完成，報(bào)警3秒并自動停機(jī)</p><p>　?。?） 具有手動排水（不脫水）和手動脫水（不計(jì)數(shù)）</p><p>　?。?） 設(shè)有門開關(guān)保護(hù)，打開門后所有工作結(jié)束，

15、 關(guān)門后繼續(xù)洗滌</p><p>　?。?） 洗衣機(jī)設(shè)有洗滌剩余時間顯示、高低水位顯示、工作過程指示</p><p><b>　　主電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 全自動洗衣機(jī)的工作原理</p><p>　　以日常生活中最常見的波輪式全自動洗衣機(jī)為例，洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）

16、是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩水）用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。該洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進(jìn)水時，通過電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機(jī)驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機(jī)帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位開關(guān)分別

17、用來檢測高、低水位。啟動按鈕用來啟動洗衣機(jī)工作。停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動排水。波輪式全自動洗衣機(jī)的實(shí)物示意圖如圖1.1所示。</p><p><b>　　2.2 主電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　家用洗衣機(jī)電相為單相電機(jī)，常采用電容啟動，單相電機(jī)改變轉(zhuǎn)向的原理是：副繞組的電流超前或者滯后于主繞組便可以正傳或者反轉(zhuǎn)。根據(jù)

18、這個原理你可以調(diào)換主繞組或者副繞組的接線端即可。</p><p>　　圖2.1 單相電機(jī)正反轉(zhuǎn)接線圖</p><p>　　圖2.1 單相電機(jī)正反內(nèi)部線路示意圖</p><p>　　第3章 PLC選擇及I/O連接圖</p><p><b>　　3.1 PLC選擇</b></p><p>　　本系統(tǒng)涉

19、及器件較多，需用到輸入口13個，輸出口14個，故選擇S7-200系列CPU226型PLC,另外顯示要用到TD200文本顯示器顯示剩余時間。</p><p><b>　　3.2系統(tǒng)資源分配</b></p><p>　　1. 輸入地址分配 </p><p>　　全自動洗衣機(jī)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

20、以及高水位、中水位、低水位和排空檢測開關(guān)等共15個輸入點(diǎn)。具體的輸入分配如表3-1所示。 </p><p><b>　　表3-1</b></p><p><b>　　2. 輸出地址分配</b></p><p>　　全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電機(jī)繼電器、主電機(jī)正/反轉(zhuǎn)洗滌繼電器、蜂鳴器、指示燈等。具體的

21、輸出分配如表3-2所示。</p><p><b>　　表3-2</b></p><p>　　3.3 I/0連接圖</p><p>　　第4章 流程圖、梯形圖</p><p>　　4.1 洗衣機(jī)工作流程圖</p><p>　　圖4.1洗衣機(jī)工作流程圖</p><p><

22、b>　　4.2 梯形圖</b></p><p><b>　　通電標(biāo)志M0.0</b></p><p><b>　　高水位選擇指示</b></p><p><b>　　中水位選擇指示</b></p><p><b>　　低水位指示</b>&

23、lt;/p><p><b>　　高水位標(biāo)志</b></p><p><b>　　中水位標(biāo)志</b></p><p><b>　　低水位標(biāo)志</b></p><p>　　自動洗滌標(biāo)志M0.2</p><p><b>　　調(diào)用自動洗滌子程序</b

24、></p><p><b>　　手動排水標(biāo)志</b></p><p><b>　　手動排水</b></p><p><b>　　手動脫水標(biāo)志</b></p><p><b>　　手動脫水</b></p><p><b&g

25、t;　　自動洗滌程序</b></p><p><b>　　開蓋停止所有工作</b></p><p><b>　　顯示數(shù)據(jù)地址</b></p><p><b>　　進(jìn)水</b></p><p><b>　　等待2S</b></p>

26、<p><b>　　洗滌正轉(zhuǎn)30S</b></p><p><b>　　等待2S</b></p><p><b>　　洗滌反轉(zhuǎn)30S</b></p><p><b>　　等待2S</b></p><p>　　判斷正反洗滌次數(shù)是否達(dá)到5次</

27、p><p><b>　　排水</b></p><p><b>　　脫水30S</b></p><p><b>　　等待2S</b></p><p><b>　　判斷是否洗滌2次</b></p><p><b>　　洗滌完成蜂鳴

28、3S</b></p><p><b>　　關(guān)機(jī)</b></p><p><b>　　第5章 元器件選擇</b></p><p>　　5.1 全自動洗衣機(jī)的水位開關(guān)</p><p>　　本系統(tǒng)采用機(jī)械式控制水位開關(guān)（水位傳感器）。機(jī)械式水位開關(guān)原理是在正常情況下，微電腦全自動洗衣機(jī)的水位開

29、關(guān)在沒有受到水壓時，兩插片的觸點(diǎn)是斷開的。在選定洗滌程序、選擇水位后，洗衣機(jī)開始工作，先進(jìn)水，當(dāng)水位到一定高度后，盛水桶氣室中的氣壓達(dá)到一定值，通過導(dǎo)氣管把氣壓傳到水位開關(guān)橡膠密封圈上，克服水位開關(guān)彈簧、扭簧的力而推動橡膠密封圈動作，使兩插片觸點(diǎn)接通，這樣就給微電腦一個信號，說明已到所選水位。同樣選定脫水程序，在洗衣機(jī)排水后，水位退到一定高度時，由于彈簧力作用，水位開關(guān)橡膠密封圈復(fù)原，而使兩觸點(diǎn)斷開，給微電腦一個動作信號，過一段排水時間

30、后，微電腦就控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，開始脫水。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)具有性能可靠，外圍電路簡單等優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)思路清晰，程序簡單明了。但由于篇幅限制，很多細(xì)節(jié)沒有進(jìn)行相應(yīng)描述。鑒于水平有限，有不對之處，望多提出批評指導(dǎo)。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)使我深有感觸，只要付出就有回報(bào)，遇到問題多與老師同

31、學(xué)交流，利用網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)。通過這次課程設(shè)計(jì)，我明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己的知識和綜合素質(zhì)。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)的撰寫過程中，我得到了許多人的幫助。</p><p>　　首先我要感謝在課程設(shè)計(jì)上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我

32、能順利完成這次報(bào)告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把系統(tǒng)做得更加完善。在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識，而且也開闊了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力。</p><p>　　其次，我要感謝幫助過我的同學(xué)，他們也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計(jì)上的難題。同時也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。</p><p>　　最后再一次感謝所有在設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同

33、學(xué)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 于桂音，鄧洪偉 電氣控制與PLC .中國電力出版社</p><p>　　[2] 謝克明，夏路易 可編程控制器原理與程序設(shè)計(jì) [M] .北京：電子工業(yè)出版社</p><p>　　[3] 廖常初  可編程

34、序控制器應(yīng)用技術(shù)（第四版）  重慶大學(xué)出版社  2002 </p><p>　　[4] 王永華 現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù) [M] .北京： 北京航空航天大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[5] 蔣金周   全自動洗衣機(jī)的PC智能控制    機(jī)電一體化</p><p>　　[6]&