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基于PLC的洗衣机控制系统设计.docx
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基于PLC的洗衣机控制系统设计.docx
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前 言
这个课程设计是我校自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性实验教学环节,
是实现理论知识与实际生活相结合的重要手段。我的课程设计是做基于 PLC 控制的洗衣
机电气控制系统,它是在我们学习 PLC 编程及应用这门课后对我们所学习的理论知识与
实际生活联系的一次检验。在这次课程设计中所使用的是西门子公司生产的 S7- 200PLC
来实现对洗衣机控制系统的控制。
在这份课程设计是以洗衣机的工作原理和硬件结构为基础,以实现洗衣机控制要求
为重点来写的。在这份课程设计中首先第 1 章概述中介绍了洗衣机的基础知识简介及控
制要求;第 2 章洗衣机控制系统方案的选择中介绍了继电器控制方案、单片机控制方案、
PLC 控制方案的优缺点及这次课程设计为什么选择用 PLC 控制方案;在第 3、4 章对洗衣
机控制系统软、硬件的设计进行了详细说明;第 5 章则是对第 4 章所设计出的控制系统
软件部分的调试。
目 录
第 1 章 洗衣机控制系统概述........................................................................................1
1. 1 洗衣机的用途及基本组成结构 ........................................................................1
1. 2 控制要求 ........................................................................................................2
第 2 章 控制方案论证 ..................................................................................................3
2. 1 继电器控制方案 ..............................................................................................3
2. 2 单片机控制方案 ..............................................................................................3
2. 3 PLC 控制方案 ..................................................................................................4
2. 4 结论 .......................................................................................................................4
第 3 章 控制系统硬件设计 ...........................................................................................5
3. 1 电动机控制线路的设计 ...................................................................................5
3. 1. 1 电动机控制线路电器元件的选择...........................................................5
3. 1. 2 电动机控制线路原理图设计 ..................................................................6
3. 2 PLC 控制系统设计 ............................................................................................7
3. 2. 1 PLC 的 I /O口分配........................................................................................7
3. 2. 2 PLC 的定时/计数器说明 .........................................................................7
3. 3 PLC 外部接电路设计.........................................................................................8
第 4 章 控制系统软件设计 ............................................................................................9
4. 1 洗衣机工作过程顺序功能图设计.....................................................................9
4. 2 洗衣机控制程序设计 ......................................................................................10
第 5 章 控制系统调试..................................................................................................14
5. 1 仿真软件调试步骤..........................................................................................14
5. 2 洗衣机控制系统系统的仿真调试...................................................................14
结束语.............................................................................................................................16
参考文献 .......................................................................................................................17
感 谢 ..............................................................................................................................................18
附 录 ..............................................................................................................................................19
洗衣机控制系统
第1章 洗衣机控制系统概述
1. 1 洗衣机的用途及基本组成结构
自动洗衣机就是将洗衣的全过程( 泡浸- 洗涤- 漂洗- 脱水) 预先设定好 N个程序, 洗衣
时选择其中一个程序, 打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成, 洗
衣完成时由蜂鸣器发出响声。
洗衣机的结构如图 1. 1 所示
图 1 . 1 自 动 洗 衣 机 示 意 图
1
洗衣机控制系统
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。
1. 2 控制要求
PLC 投入运行,系统处于初始状态,准备好启动。
(1) 按下启动按扭及水位选择开关,开始进水,水满(即水位到达高低)时停止
进水。
(2)当水位到达高水位后开始洗涤。
(3)洗涤时,正转 15 秒后暂停,暂停 3 秒后开始反转洗涤,反转洗涤 15 秒后暂
停,暂停 3 秒。
(4) 若没完成正、反洗 3 次,则返回到从正洗开始的动作,若完成正、反洗 3 次
后开始排水,排空后(水位下降到低水位)开始脱水并继续排水。脱水 60 秒即完成一
次从进水到脱水的工作循环过程。
(5) 若未完成 3 次大循环,则返回从进水开始的全部动作,进行下一次大循环;
若完成了 3 次大循环,则进行洗完报警。
(6)报警 5 秒结束全部过程,自动停机。
(7) 此外按排水按钮可实现手动排水;按停止按扭可实现手动停止进水、排水、
脱水及报警。
2
洗衣机控制系统
第 2 章 控制方案论证
通过对自动洗衣机的控制要求进行分析,能满足上述洗衣机控制要求的控制方案
共有继电器控制、单片机控制、PLC 控制 3 种,每一种控制都有自己的优缺点。
2. 1 继电器控制方案
继电器- 接触器控制系统是由接触器、继电器、主令电器和保护电器按照一定的控
制逻辑接线组成的控制系统。其工作原理就是采用硬接线逻辑,利用继电器触点的串联
或并联,及延时继电器的滞后动作等组成控制逻辑,从而实现对电动机或其他机械设备
的起动、停止,反向、调速及多台设备的顺序控制和自动保护功能。 继电器控制系统
控制逻辑采用硬件接线,利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑,其连线
多且复杂、体积大、功耗大,系统构成后,想再改变或增加功能、较为困难。另外,继
电器的触点数量有限,所以继电器控制系统的灵活性和可扩展性受到很大限制。
在继电器控制电路中,当电源接通时,电路中所有继电器都处于受制约状态即该
吸合的继电器都同时吸合,不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合。继电器控制
系统依靠机械触点的动作实现的,工作频率低,触点的开关动作一般在几十毫秒数量级,
且机械触点还会出现抖动问题。由于继电器控控制系统使用了大量的机械触点,连线多,
触点开闭时存在机械磨损、电弧烧伤等现象,触点寿命短,所以可靠性和可维护性较差。
继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。一般来说,时间继电器存在定时精确度
不高、定时范围窄,且易受到环境湿度和温度变化的影响,时间调整困难等问题。
2. 2 单片机控制方案
单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力
的中央处理器 CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、多种 I /O口和中断系统、定时器
/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换
器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
3
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