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1、全自动洗衣机控制系统设计沈 阳 工 程 学 院课 程 设 计设计题目： 全自动洗衣机的PLC控制 系 别 自控系 班级 自动化091 学生姓名 学号 2009334127 指导教师 职称 副教授、副教授 起止日期： 2011 年 12月 5日起至 2011年 12月16 日止沈 阳 工 程 学 院课程设计任务书毕业设计（论文）题目： 全自动洗衣机的PLC控制 系 别 自动控制工程系 班级 自动化091 学生姓名 学号 2009334127 指导教师 职称 副教授、副教授 毕业设计（论文）进行地点： 实训F座 任务下达时间： 2011年 12 月 5 日起止日期：2011 年12 月 5日起至
2、2011年12 月 16日止教研室主任 年 月 日批准1.设计的原始资料及依据：依据交通灯控制工程的控制要求，用西门子 S7200可编程控制完成该系统的设备配置，硬件设计，软件编程，原始资料为可编程控制器原理及应用教科书：实验室S7200可编程控制器及参考文献。2.设计的目的和意义可编程控制器是当今工控领域不可缺少的控制装置，广泛应用在各行各业目前，工业自动控制系统大多数是由PLC来实现的，我们用先进的PLC来实现这个题目的设计具有一定的科研意义，它也可以为工业应用提供一定的参考，可以使学生了解PLC自动控制系统设计的全过程，可以掌握FCS的基本知识，可以激发学生的科研兴趣。3.课程设计要求
3、要求学生写出课程设计说明书，绘制出PLC硬件图、PLC梯形图、网络布线图：并将课程设计说明书，绘制出P&I图、网络图打印出来。课程设计说明书包含的内容有：（1） 采用PLC设计控制系统的目的和意义（2） 你所设计的控制系统的任务（3） 你所设计的控制系统的对象特性（4） 你所设计的控制系统的方框图及工作原理说明（5） 你所设计的控制系统的PLC硬件图/PLC梯形图/控制功能图及说明4.课程设计说明书（论文）撰写规范 （1）课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。 （2）学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等，课程设计说明书（论文）的结
4、构及各部分内容要求可参照沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范执行，应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。（3）说明书（论文）打印。打印按沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范的要求进行打印。（4）课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。5.进度安排：周1.1：布置任务，查找资料；周1.2： 选题及构思；周1.3：确定控制系统功能及设备选型；周1.4：绘制出PLC硬件图;周1.5：设计PLC梯形图；周2.1：编写课程设计说明书；周2.2：编辑课程设计说明书；周2.3：打印课程设计成品；周2.4：整理报告准备答辩；周2.5：
5、答辩；6.主要参考资料（文献）：1、林文孚 单元机组自动控制技术 中国电力出版社 20052、能源部西安热工研究院 热工技术手册 19923、张淑玉 电厂热力过程自动化 水利电力出版社4、施仁 自动化仪表与过程控制 电子工业出版社5、文群英等 热工自动控制系统 中国电力出版社 2006.86、张丽香等 模拟量控制系统 中国电力出版社 2006.4沈 阳 工 程 学 院PLC原理及应用 课程设计成绩评定表系（部）： 自控系 班级： 自动化091 学生姓名： 王道鹏 指 导 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。
6、0.15432工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能够独立完成设计工作， 0.25432工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。0.25432说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.55432指导教师评审成绩（加权分合计乘以12） 分加权分合计指 导 教 师 签 名： 年 月 日评 阅 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分查阅文献查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.25432工作量工作量饱满，难度适中。0.55432说明书的质量说明书立论正确，
7、论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。0.35432评阅教师评审成绩（加权分合计乘以8）分加权分合计评 阅 教 师 签 名： 年 月 日课 程 设 计 总 评 成 绩分全自动洗衣机PLC控制系统摘要：随着生活水平的日益提高，人们对日用家电的智能化、自动化的要求来越高。人们已经不在满足半自动洗衣机的洗涤方式，要求实现洗衣机从注水、洗涤、脱水全程自动控制。利用PLC控制系统设计的全自动洗衣机，可以实现从加水洗涤到脱水排水的全自动控制，达到整个洗涤过程自动化。PLC由CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架构成。其I/O能力可按用户需要
8、进行扩展与组合。PLC系统编程简单易学、功能强大、性能稳定、体积小巧，能耗低、操作方便、可靠性高、通用灵活、使用寿命长、抗干扰能力强，是一种数字式运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程程序的存贮器，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，并通过数字式、模拟式的输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC按扩充其功能的原则进行扩充，在汽车、钢铁、航空航天、船舶、化工、纺织、食品、造纸、军工等工业领域获得了广泛的应用。PLC能保证控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行， 采用PLC控制系统，操作简单、经济、使用及维修方便 。通过实验证明，利用PLC完
9、成对洗衣机的控制，控制效果良好，控制性能稳定。能充分满足人们对洗衣机全程自动化的要求。 关键词：全自动洗衣机 可编程控制器（PLC） 目录（一） 全制动洗衣机控制系统概述（二） PLC控制系统1. 设计原则2. 设计步骤（三） 全自动洗衣机PLC控制系统设计1. 控制系统要求分析1) 工艺过程和控制要求2) 洗衣机控制系统硬件图3) 全自动洗衣流程图2. 控制系统设计1) PLC控制系统所需元件及分配表2) PLC控制系统硬件图3) PLC控制系统梯形图（四） 总结（五） 参考文献（一） 全制动洗衣机控制系统概述全自动洗衣机的控制系统进水、洗衣、排水和脱水过程是通过水位开关、电磁进水阀和电磁排
10、水阀配合进行控制，从而实现自动控制的。水位开关用来控制进水到洗衣机内高、中、低水位；电磁进水阀起着通/断水源的作用。进水时，电磁进水阀打开，将水注入；排水时，电磁排水阀打开，将水排出；洗衣时，洗涤电动机启动；脱水时，脱水桶启动。脱水完成自动报警停止。（二）PLC控制系统1）设计原则PLC控制系统是为工艺流程服务的，所以它首先要能很好的实现工艺提出的控制要求。PLC控制系统的设计应遵循以下原则：（1） 根据工艺流程进行设计，力求设计出来的控制系统能最大限度满足控制要求。（2） 在满足控制要求的前题下，尽量减少PLC系统硬件费用。（3） 考虑到以后控制要求的变化，所以控制系统设计时应考虑到PLC的
11、可扩展性。（4） 控制系统使用和维护方便、安全可靠。2）设计步骤一般PLC控制系统的设计步骤如图1-3所示，具体操作如下：（1）控制要求分析 在设计PLC控制系统之前，必须对工艺流程进行细致的分析，详细了解控制对象和控制要求，这样才能真正明白自己要完成的任务，设计出令人满意的控制系统。 （2）确定I/O设备 根据控制要求选择合理的输入设备（控制按钮、开关、传感器等）和输出设备（接触器、继电器等）。并根据选用的输入/输出设备的类型和数量，确定PLC的I/O点数。 （3）选择合适的PLC 确定PLC的点数后，就根据I/O点数、控制要求等来进行PLC的选择。选择包括机型、存储器容量、输入/输出模块、
12、电源模块和智能模块等。（4）PLC程序设计本阶段就是根据控制对象和控制要求对PLC进行编程。首先把工艺流程分为若干阶段，确定每一阶段的输入信号和输出要控制的设备，还有不同阶段之间的关系，然后画出程序流程图，最后再进行程序编制。（5） I/O点数分配点数分配就是PLC的I/O端子和输入/输出设备的对应关系，画出I/O接线原理图。 （6）模拟调试 程序编制好后，可以用按钮和开关模拟数字量，电压源和电流源代替模拟量，进行模拟调试，使控制程序基本满足控制要求。 （7）硬件调试现场联机调试就是将PLC与现场设备进行调试。在这一步中可以发现程序存在的实际问题，然后经过修正后使其满足控制要求。 （8）结束设
13、计，整理技术文件 这一步主要包括整理与设计有关的文档，包括设计说明书、I/O接线原理图、程序清单和使用说明书等。（三）全自动洗衣机PLC控制系统设计1 控制系统要求分析1）工艺过程和控制要求（1） 按下启动按扭。（2）开始注水，30s后自动关闭进水阀。（3）2秒后开始洗涤，正转30s，停2s,然后反转30s，停2s，如此循环5次.（4）循环洗涤5次后，开始排水。排水完成后开始脱水30s（5）脱水后再次注水开始清洗。重复（2）（4），清洗一遍，清洗完成，报警3秒并自动停机（7） 可按下停止按扭暂停，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）报警 定时2）.全自动洗衣流程图 启动 注水 2s 正转3
14、0s 循环5次 循环2次 反转30s 2s 排水 脱水报警3s 停止注：当按下停止按钮时，洗衣机将立即停止工作。当有需要时也可进行手动排水、手动脱水。3）PLC控制系统设计（1） PLC控制系统所需元件及分配表由流程图可知，实现自动控制需要设置4个输入、6个输出、8个定时器、和2个计数器I/O设备及I/O点编号的分配 输入设备输入点编号输出设备输出点编号起动按钮I0.0进水电磁阀Q0.0停止按钮I1.0电机正转接触器 Q0.1手动排水开关I1.1电机反转接触器Q0.2手动脱水开水I1.2排水电磁阀Q0.3脱水电磁离合器Q0.4报警蜂鸣器Q0.5 定时器与计数器分配定时器编号计数器编号注水定时T
15、37正反洗循环计数C0正转定时T39大循环计数C1间隔定时T39间隔定时T40反转定时T41间隔定时T42脱水计时T45脱水定时T44（2）.PLC控制系统硬件接线图MI0.0 Q0.0I1.0 Q0.1I1.1 Q0.2I1.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 DC24V PLC启动注水阀停止洗衣机正转手动排水洗衣机反转手动脱水排水阀 脱水 报警220VAC接地（3）梯形图 总结本次课程设计，由PLC控制全自动洗衣机的控制程序主要由中间继电器、定时器和计数器组成。主要指令有比较指令、上升沿触发指令，下降沿触发指令等。重点在于延时接通、延时断开定时器的应用。另外，计数器用于循环次数的记录。我觉得
16、这次的难点在于达到循环次数时对后面程序运行的处理。 比如，当洗涤次数到达5次时，启动排水程序。这时应同时停止洗涤，这就用到了程序连锁的思路和设计。另外，程序中多次遇到双线圈的问题，因为编程软件不支持双线圈，所以要用到中间继电器并联的设计。最后就是组态的设计。利用组态控制PLC应在程序中用中间继电器代替真正的输入开关，并且中间继电器的属性设置为读写。总的来说，通过本次课程设计自己对PLC指令的用法有了更深的学习和体会，还有就是对组态软件的应用也有了新的认识和了解。组态软件的其实是非常灵活的，通过思考和总结会有新的发现和收获参考文献1 宋继玉.可编程控制器原理及应用系统设计技术.北京：冶金工业出版社，19992宋伯生.可编程控制器配置，编程,联网.北京：中国劳动出版社，19983余雷声.电气控制与PLC应用.北京：机械工业出版社，19964王灏.可编程控制器入门教程.广州：华南理工大学出版社，19995王兆义.可编程控制器教程.北京：机械工业出版社，19936刘敏.可编程控制技术.北京：机械工业出版社，20017台方.可编程序控制器应用教程，北京：中国水利出版社，20008汪晓光.可编程控制原理及应用. 北京：机械工业出版社，19989孙平.可编程控制器原理扩应用.湖南：高等教育出版社，2000