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1、1 1.1 全自动洗衣机 PLC控制的控制要求 1.1.1 全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理 1、 全自动洗衣机的基本结构 全自动洗衣机的基本结构如图1-1 所示。 图 1-1 全自动洗衣机的基本结构图 2、全自动洗衣机的工作流程 全自动洗衣机的单循环工作流程示意图如图1-2 所示。 开始 2 图 1-2 全自动洗衣机的单循环工作流程示意图 3、全自动洗衣机的工作原理 洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。 洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现。 脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。 洗涤完成由蜂鸣器报警。 1.1.2 洗衣
2、机控制要求 全自动洗衣机控制系统的要求: （1） 按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水 位，关水 （2） 2 秒后开始洗涤 （3） 洗涤时，正转30 秒，停 2 秒，然后反转30 秒，停 2 秒 （4） 如此循环5 次，总共 320 秒后开始排水，排空后脱水30 秒 （5） 开始清洗，重复（1）（ 4） ，清洗两遍 （6） 清洗完成，报警3 秒并自动停机 （7） 若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数） 1.2 全自动洗衣机控制系统的PLC选型和资源配置 1.2.1 控制系统硬件接线图 1控制系统硬件接线图 全自动洗衣机控制系统硬件接线图见所附图纸。 2PLC
3、 外形图 全自动洗衣机控制系统选择西门子公司的S7-200 系列 PLC（6ES7 214-1AD23-0XB0）作 为控制单元，如图1-3 所示为所选PLC 外形图。 结束 脱水 排水 洗涤 进水 3 图 1-3 PLC（6ES7 214-1AD23-0XB0）外形图 3I/O 地址分配 由于 S7-200 224 CPU 模块有 14 点数字量输入，10 点数字量输出，所以不需要再增加 扩展模块。模块上的输入端对应的输入地址是I0.0I1.2，输出端对应的输出地址是Q0.0 Q1.0 1.2.2 模块功能概述 CPU 模块采用西门子公司的6ES7 214-1AD23-0XB0模块。由于该模
4、块采用直流24V 供电 (直流晶体管输出)，有 14 点数字量输入和10 点数字量输出，完全能满足全自动洗衣机控制 系统的要求，所以不在需要另外的数字量输入/输出模块。 1.3 全自动洗衣机控制系统程序设计和调试 1.3.1 编程软件 以西门子公司为S7-200PLC 设计的 V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4编程软件为例。 4 1.3.2 程序的流程图、构成和相关设置 1.流程图 正常运行流程图 正常运行流程图如图1-4 所示。 流程图描述 :按下启动按扭,开始进水 ;进水到规定高度,使水位开关接通,实现洗涤正转,并停 止进水 ;洗涤正转30S 后,停止 2 秒,反转 30S
5、后,停 2 秒。 计数器加1,累计洗涤次数;若未满 5 次则重复进行洗涤,直至洗涤达到5 次,开始排水 .由于排水 ,水位降低 ,当水位低于规定下限水 位时 ,排空检测开关接通,开始脱水 ,脱水 30S 后,计数器加 1,脱水停止 .然后再返回到进水动作 重复上述过程3 次 ,报警并停机 N Y Y N Y N Y Y N Y 暂停 2S 洗涤反转 30S 暂停 2S 洗 5 次 排水 脱水 30S 30S 洗涤正转 停止进水 进水 水满 起动 5 N Y N Y 图 1-4 正常运行的流程图 （2）程序的构成 这个程序只有自动方式。在自动方式下，PLC 将运行已经设置好的程序和参数（用于 全
6、自动洗衣机一切都工作正常的情况下）。 （3）程序的下载、安装和调试 将各个输入 /输出端子和实际控制系统中的按钮、所需控制设备正确连接，完成硬件的 安装。全自动洗衣机程序是由V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4编程软件的指令完成。若要修改 程序，先将PLC 设定在 STOP 状态下 ,运行编程软件，打开全自动洗衣机程序，即可在线调 试。 1.4 全自动洗衣机 PLC控制系统程序 1.4.1 系统资源分配 1）数字量输入部分 全自动洗衣机控制系统的输入有启动、停止、高水位、中水位、低水位、手动排水和手 动脱水按钮以及高水位、中水位、低水位和排空检测开关共11 个输入点。具体的输入分配
7、 如表 1-1 所示。 表 1-1 输入地址分配 名称符号地址 启动按钮SB1 I0.0 停止按钮SB2 I0.1 高水位按钮SB3 I0.2 中水位按钮SB4 I0.3 低水位按钮SB5 I0.4 排空检测开关ST1 I0.5 高水位检测开关ST2 I0.6 中水位检测开关ST3 I0.7 6 低水位检测开关ST4 I1.0 手动排水按钮SB6 I1.1 手动脱水按钮SB7 I1.2 2）数字量输出部分 全自动洗衣机控制系统的外部设备有进水电磁阀、排水电磁阀、正/反转洗涤电动机、 蜂鸣器、指示灯等。具体的输出分配如表1-2 所示。 表 1-2 输出地址分配 名称符号地址 启动指令J1 Q0.
8、0 进水阀控制继电器J2 Q0.1 电动机正转及脱水继电器J3 Q0.2 电动机反转继电器J4 Q0.3 排水阀控制继电器J5 Q0.4 报警蜂鸣器HA Q0.5 高水位指示灯HL1 Q0.6 中水位指示灯HL2 Q0.7 低水位指示灯HL3 Q1.0 3）定时器部分 具体的定时器分配如表1-3 所示。 表 1-3 定时器分配 定时器功能 T37 延时 2 秒开始洗涤 T38 洗涤正转定时3 秒 T39 洗涤反转定时1 秒 T40 脱水定时10 秒 T30 报警定时3 秒 4）计数器部分 具体的计数器分配如表1-4 所示。 表 1-4 计数器分配 计数器功能 C1 洗涤循环计数5 次 C2 清
9、洗和漂洗计数3 次 7 1.4.2 源程序 1）启动全自动洗衣机 Q0.0 是启动输出， M0.1 是启动辅助继电器，当洗衣机的启动按钮按下时，Q0.0 和 M0.1 得电。它的指令程序为： Network 1 开始洗涤 LD I0.0 O M0.1 AN C2 AN I0.1 = M0.1 = Q0.0 所对应的梯形图如图1-5 所示 图 1-5 启动指令梯形图 2）进水阀控制 洗衣机启动后，再按下水位选择开关，进水电磁阀得电，洗衣机开始进水。当所选择水 位的限位开关动作后,进水电磁阀释放，洗衣机停止进水。它的指令程序为： Network 2 进水阀控制 LD M0.1 EU LD I0.5
10、 EU OLD O M0.3 AN M0.2 = M0.3 Network 3 LD I0.2 AN I0.6 LD I0.3 AN I0.7 OLD LD I0.4 AN I1.0 OLD 8 A M0.3 = Q0.1 Network 4 LD Q0.1 ED TON T37, +20 Network 5 LD T37 O M0.2 AN C1 A M0.1 = M0.2 所对应的梯形图如图1-6 所示 9 图 1-6 进水阀控制梯形图 3）洗涤控制 当进水电磁阀释放2 秒后，洗衣机开始洗涤。洗涤时，正转30 秒，停 2 秒，然后反转 30 秒，停 2 秒，然后反转30 秒，停 2秒，如此
11、循环5 次，总共 320 秒。它的指令程序为： Network 6 正转及脱水控制 LD M0.2 AN T38 AN Q0.3 A M0.1 LD I0.5 AN T40 AN Q0.3 A M0.1 OLD LD I1.2 AN M0.1 OLD = Q0.2 Network 7 LD M0.2 AN T39 TON T38, +300 Network 8 反转控制 LD T38 AN T39 AN I0.5 10 A M0.1 = Q0.3 Network 9 LD Q0.3 TON T39, +300 Network 10 LD T39 ED LD T40 ED CTU C1, +5
12、所对应的梯形图如1-7 所示 11 图 1-7 洗涤控制梯形图 4）出水阀控制 当洗涤循环5 次结束后，排水电磁阀得电，洗衣机开始排水。它的指令程序为： Network 11 出水阀控制 LD C1 LD I1.1 AN M0.1 OLD = Q0.4 所对应的梯形图如图1-8 所示 图 1-8 出水阀控制梯形图 12 5）脱水计时 当排空检测限位开关动作后，开始30 秒脱水。它的指令程序为： Network 12 脱水计时 LD I0.5 TON T40, +300 所对应的梯形图如图1-9 所示 图 1-9 脱水计时梯形图 6）清洗和漂洗计数 脱水结束后， 洗衣机开始清洗，开始进水直到选择
13、的水位，2 秒钟后开始清洗。清洗时， 正转 3 秒，停秒，然后反转秒，停1 秒。循环5 次后，开始排水，排空后脱水20 秒。一共 清洗 2 遍。它的指令程序为： Network 13 清洗和漂洗计数 LD M0.2 ED LDN M0.1 CTU C2, +3 所对应的梯形图如图1-10 所示 图 1-10 清洗和漂洗计数梯形图 7）报警输出 清洗完成后，报警3 秒并自动停机。它的指令程序为： Network 14 报警输出 LD M0.1 TOF T30, +30 Network 15 13 LDN M0.1 A T30 = Q0.5 所对应的梯形图如图1-11 所示 图 1-11 报警输出梯形图 8）水位指示 显示全自动洗衣机的水位。它的指令程序为： Network 16 水位指示 LD I0.6 = Q0.6 Network 17 LD I0.7 = Q0.7 Network 18 LD I1.0 = Q1.0 所对应的梯形图如图1-12 所示 14 图 1-12 水位指示梯形图 参考文献 15