PLC在全自动洗衣机控制系统中的应用.docx

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1、PLC在全自动洗衣机控制系统中的应用控制目的与要求21 洗衣机的工艺流程21.1 衣机的工作过程9a 乙1.2 全自洗衣机的PLC控制系统的构成？总体方案设计33 洗衣机硬件电路设计43.1 洗衣机的硬件连接图设计43.2 洗衣机的元件选择和I/O点分配 e软件设计74 组态界面设计9机的进水，排水，正转反转洗涤，和甩干工作状态。设计中使用的标记名如下表:表3 InTouch设计中定义的标记名序号标记名类型访问名工程注释1jinshuiI/Omyk000001进水电磁阀2paishuiI/Omyk000002排水电磁阀3zhengzhuanI/Omyk000003电动机正转4fanzhuanI

2、/Omyk000004电动机反转5liheqiI/Omyk000005离合器6startI/Omyk010001洗衣机开7stopI/Omyk010002洗衣机关8paishuiI/Omyk010003排水按钮9diweiI/Omyk010004低水位10gaoweiI/Omyk010005高水位5 安装调试过程5.1 InTouch 与 PLC 的通信InTouch与PLC通讯是通过MODBUS协议。通过此协议，控制器相互之间、 控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。MODBUSRTU功能 是通过指令库中预先编好的程序功能块实现的。InTouch与PLC通讯结构示意图 如下图：

3、InTOUCH 组态I/ O SERVER （MODBUS 协议）/S7-200PLC图8 InTouch与PLC通讯结构图其中，设置MODBUS的连接端口和访问名时，访问名要与InTouch中 设置的访问名一致。5.2 PLC程序调试在控制软件编写完成后，进行编译，反复修改错误，编译没错误后将PLC 置于STOP,下载程序到PLC,然后将PLC置于RUN,检查PLC是否按要求工 作。如果不按要求工作，检查梯形图，修改程序，反复调试，直到到达要求。 这里用一个西门子的仿真软件，对所要控制的输入点进行模拟，对输出点观察, 看是否按要求步骤工作。西门子的仿真软件界面如图：程序符合工作要求后将PI咫

4、南魇下载到PLC上，并用q In邛IIuch监控界面开始监控洗衣机工作状态。SMB 295.3 组态界面调试画好组态界面以后，分别设置各局部的变量，设置好后切换到运行状态看能否按设计要求显示，到达要求后建立通讯工程，准备与PLC建立连接。InTouch局部状态图如下：全自动洗衣机正转 反转 进水 排水 脱水正转 反转 进水 排水 脱水报警运行停止手动排水手动脱水运行停止手动排水手动脱水口全自动洗衣机正转反转 进水 排水 脱水 报警正转反转 进水 排水 脱水 报警运行停止手动排水手动脱水图11洗涤一个循环排水时图11洗涤一个循环排水时全自动洗衣机全自动洗衣机正转反转 进水 排水 脱水 报警运行停

5、止手动排水手动脱水更排木完书F始脱化更排木完书F始脱化全自动洗衣机正转反转 进水 排水 脱水正转反转 进水 排水 脱水报警运行停止手动排水手动脱水调试中遇到的问题及解决方法InTouch是Wonderware Factory Suite的一个组成局部，实际要完成一些大的 工业工程，还需要结合其他的软件，如和设备通信的lOServer和DAServer.在PLC与InTouch组态软件连接时，一定要是它们之间所设置的访问名一 致，并要注意观察InTouch监控界面其工作状态显示情况。6 测试结果分析按下开始按钮，电源、进水指示灯变亮，进水电磁阀翻开，开始进水，液位 到一定高度，高位指示等变亮，停

6、止进水。正转一停止一反转，然后排水，排完 后低位指示灯亮，停止排水，排水阀关闭。10心得体会在这次培训中遇到的问题有可编程控制器使用方面的问题、脚本程序编写的 问题、组态软件的使用问题以及上位机与下位机的通信等一些问题。通过这些问 题使自己的控制系统设计水平有很大提升。通过这次ASEA助理工程师培训和这个全自动洗衣机控制设计过程，使我对 InTouch组态，PLC控制，过程控制，自动控制有了一个系统化的理解，学会了 使用组态软件InTouch做监控界面，学会使用西门子S7-200型PLC的进行一般 的工程设计，熟悉了一个工程详细的设计过程，对以往所学知识进行了很好的巩固 和加深，并对以后的学习

7、和开展有很好的指导作用，增强了自己的动手能力和实践 经验。附录1PLC在全自动洗衣机控制系统中的应用一、工程原理(1)全自动洗衣机的工作原理普通洗衣机的工作流程由进水、洗衣、排水和脱水4个过程组成。在半自动 西在中，这4个过程分别用相应的按钮开关来控制。全自动洗衣机中，这4个过 程和做到全自动依次运行，直至洗衣结束。自动洗衣机的进水、洗衣、排水和脱水是通过水位开关、电磁进水阀和电磁排 水阀之间相互配合来实现自动控制的。水位开关用来控制洗衣机内的高、中、低水 位；电磁进水阀起着通/断水源的作用。进水时，电磁进水翻开，将水注入；排 水时，电磁排水阀翻开，将水排出；洗衣时，洗涤电动机起动；脱水时，脱

8、水桶 起动。(2)工作过程全自动洗衣机对控制系统的要求是能实现“正常运行”和“强制停止”两 种控制方式。“正常运行”方式的控制要求如下：1) 将水位通过水位选择开关设在合适的位置(高、中、低)，按下“起动”按钮，开始进水，到达设定的水位(高、中、低)后，停止进 水。2) 进水停止2秒后开始洗衣。3) 洗衣时，正转20s,停2s,然后反转20s,停2s。4) 如此循环共5次，总共220s后开始排水，排空脱水30so5) 然后再进水，重复1) -4)步，如此循环共3次。6) 洗衣过程完成，报警3s并自动停机。“强制停止”方式的控制要求如下：1)假设按下“停止”按钮，洗衣过程停止，即洗涤电动机和脱水

9、桶转，进水电磁阀和排水电磁阀全部闭合。2）可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。二、控制要求要求采用PLC作为控制中心，采用触摸屏或上位机（组态软件编程）监控。1 .控制系统应有防止误操作的电路联锁和保护功能。2 .操作界面要求有动作效果，可以显示操作的进度。3 .检测、控制信号要准确，安全、可靠。三、硬件设计根据控制要求，主控设备选用PLC,作为开关量的输入、输出控制。输出采 用继电器隔离，通过继电器控制电机的接触器，控制电机的启动和停止。利用通用 的组态软件生成一个动态的的实时监控界面。PLC控制程序编写根据控制要求，使用梯行图、顺序功能图或结构文本编写PLC控制程序, 各功能

10、之间要有连锁。程序只有满足一定条件下，才能运行。Intouch组态软件程序编写控制按钮和参数设置可以通过Intouch组态监控界面实现。工程设计一、功能分析（可另附页）二、总体方案（可另附页）三、硬件电路图（可另附页）四、软件设计1、控制流程图2、PLC软件设计3、上位机软件设计（INTOUCH程序）附录2全自动洗衣机LAD程序程序注释网络1启动运行按下IQU启动系统运行按下10.1停止系统运行程序注释网络1启动运行按下IQU启动系统运行按下10.1停止系统运行I0.010.1I III / 0 0|I0.010.1I III / 0 0|T96M0.0网络2运行开始按下电0开始进水 当IQ4

11、/I0.5/I0.6检测水位到达时停止进水M0.0M0.0M0.1Q0.0Q0.1Q0.3Q0.4C51Q0.2M0.1C50M0.1(I0.3T32IN TONI0.5I 1+200-PT1 ms10.61 L网络3开始洗衣网络3开始洗衣进水停止两秒后开始洗衣Q0.0IE转2cls停止2sT33T33T35C51C51Q0.0()Q0.1( )网络4 正反转循环循环欹 不到欹那么继续网络4 正反转循环循环欹 不到欹那么继续T36T36SM0.0I0.3I0.5CUCTURFVC50+5I0.610.1I0.0I0.0网络5排水脱水排水Q0.3 脱水Q0.4总延时3出网络6手动排水脱水手动排水

12、Q0.3手动脱水QU4总延时3出网络1洗涤过程循环循环歆不够那么继续T37SMO.OC511|1|leu CTU10.1TI1R10.0+3- PV网络8 报警洗涤结束报警3s-C51T96SM0.5Q0.5IH-pH / I1 I()T96pNTON3000- PT1 ms7安装调试过程101.1 1InTouch 与 PLC 的通信101.2 PLC程序调试W1.3 组态界面调试W测试结果分析149 心得体会14附录115附录2全自动洗衣机LAD程序18PLC在全自动洗衣机控制系统中的应用1 控制目的与要求根据全自动洗衣机的控制系统要求，设计一控制系统，该系统应保证安全、 可靠运行的情况，

13、实现计算机自动监控运行。2 洗衣机的工艺流程2.1 衣机的工作过程(1 )该种洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀 来执行。进水时，通过电控系统是进水阀翻开，经进水管将水注入到 外桶。排水时，通过电控系统使排水阀翻开，将水由外桶排到机外。(2 )洗涤正转、反转有洗涤电动机驱动波盘正、反转实现，此 时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电 动机带动内桶正转进行甩干。(3 )高、中、低 水位开关分别用用来检测高、中、低 水位。启动按钮用来启动洗衣机工作。(4)停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排网络9 定时器延时 20s 2s 30sMO.OT32T36

14、T33IIII1 / IF3+2000- PT 10 msT33T36T34IN TON+200- PT 10 msT34T36T35|1 7 卜. TON4-2000-IpT10 msT35T36|in tonC50+200- PT 10 m$T37INTONPT100 ms+300-水按钮用来实现手动排水。脱水按钮用来实现手动脱水。2.2全自洗衣机的PLC控制系统的构成全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心 安放的。外桶固定，作盛水用。内桶可以旋转，作脱水（甩干）用。 内桶的四周有很多小孔，室内外桶的水流相通。图1全自动洗衣机外形结构简图3 总体方案设计通过对全自洗衣机的

15、控制要求分析，主体控制设备选用PLC,它具有强大的 数字处理功能，同时也可以作为开关量的输入、输出控制。我选择的是西门子的 S7-200,工作过程可以看成下列图：循环3次循环 5 次开始运行上进水 & 正转-反转排水 f 脱水报警 f 结束图2洗衣机工作过程图根据控制目的和要求，经过仔细分析各种因素，制定了整体的设计方案：以 西门子的PLC（S7-224CN）为核心，完成对输入输出点的控制。监控系统通过 MODBUS通信协议与PLC（S7-224CN）进行I/O点的通信。输入局部包括：启动/ 停止按钮输入;输出局部包括:装料和卸料的控制，电机的正转与反转的控制。模块 框图如图3所示。根据设计要

16、求综合各方面考虑，本设计所要实现的功能就是用PLC控制洗衣服的全过 程，同时还可以通过计算机对它进行监控。在此的基础上我对本设计的大体思路做了如下的方框 图设计，也即大的四个局部输入控制局部，输出控制局部，PLC和计算机。其中PLC和计算机通过MODBUS进行连接和控制。工业控制计算机输入控制局部输出控制局部MODBUS西门子PLCS7-200图3洗衣机总体设计方案（1）根据洗衣机的控制要求分析，采用PLC控制原理，计算机由InTouch 软件实现，PLC使用S7-200 CPU 224CN（2）由西门子编程语言LAD、FBD或STL编制控制程序，并由其完成控 制要求。（3）通过工控机与PLC

17、进行通讯连接控制PLC ,通过MODBUS 协议建立PLC控制屏与InTouch监控界面的连接，用InTouch监控界面 显示洗衣机的动态工作过程。4 洗衣机硬件电路设计4.1 洗衣机的硬件连接图设计（1）为了系统安全、可靠、稳定地运行，主电路由隔离开关QS,熔断器 FU,接触器KM的主触点，热继电器FR的热元件与电动机构成，如图3：钮，中间继电器线圈及常开辅助触点，接触器的线圈及常开辅助触点及熔断器构成。系统PLC控制电路如图4所示OBS启动停止脱水中水位低水位V 124L N IM 10.010.1 10.210.3 10.4 10.5 10.6 L+ MS7200 PLCIL QO.O

18、Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5正转反转进水LFr脱水报警VKM1 KM2 KM3 KM4 KM) HL图5 PLC控制电路4. 2洗衣机的元件选择和I/O点分配表1全自动洗衣机控制元件选择序器件名称型号规格n商号1继电器SSR-D205W5北京灵通2指示灯XB2BVB3C2施耐德3熔断器24隔离开关25PLC电源1主电源16接触器LC1-D50115施耐德7PLC主机S7-2001西门子8普通PC机方正电脑1方正集团9组态软件INTOUCH1WONDERWARE1()电动机1表2 PLC的I/O控制点分配输入按钮输出设备10.0启动按钮Q0. 0电动机正转10. 1停止按钮Q

19、0. 1电动机反转10.2排水按钮Q0. 2进水电磁阀10.3脱水按钮Q0. 3排水电磁阀10.4高水位Q0. 4脱水电磁阀10.5中水位Q0. 5报警指示灯10.6低水位Q0. 6运行指示5 软件设计洗衣机控制程序流程图如下:图6全自动洗衣机程序流程图本设计使用梯形图：梯形图是用得最多的可编程序控制器图形编程语言，梯形图与继电器控制系 统的电路图很相似，又有直观易懂的优点，很容易被工厂熟悉继电器控制的工作 人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制，有时把梯形图称为电路或程序。（梯 形图程序见附录2）6组态界面设计根据设计要求，用InTouch组态软件设计出的全自动洗衣机的监控界面, 她包括一些指示灯，手动操作按钮，报警设备等。其界面设计如图8所示。全自动洗衣机运行|停止D1手动排水|i手动脱水|运行|停止D1手动排水|i手动脱水|图7洗衣机InTouch监控界面通过监控界面可以控制洗衣机的启动停止，进水排水；可以根据指示灯显示洗衣