西门子S7-200全自动洗衣机课程设计报告书

【关键词】全自动洗衣机

中文摘要 (1)

第1章 PLC控制系统概述 (2)

1.1 PLC控制系统设计的基本原 (2)

1.2 系统的控制要求 (2)

第2章主电路设计 (2)

2.1 全自动洗衣机的工作原理 (2)

2.2 主电路设计 (3)

第3章 PLC选择及I/O连接图

3.1 PLC和选择 (3)

3.2系统资源分配 (3)

3.3 I/0连接图 (4)

第4章流程图、梯形图

4.1 洗衣机工作流程图 (5)

4.2 梯形图 (5)

第5章元器件选择

5.1 全自动洗衣机的水位开关 (12)

课程设计总结 (13)

参考文献 (13)

致 (13)

第1章PLC控制系统概述

1.1 PLC控制系统设计的基本原则

任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

1. 最大限度地满足被控对象的控制要求

充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。

2. 保证PLC控制系统安全可靠

保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。

3. 在满足控制要求的前提下，力求简单、经济、使用及维修方便

一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。

4．考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC时，在I/O点数和存容量上适当留有余地。

由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。

5．软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用存少，扫描周期短。

1.2 系统的控制要求

（1）按下启动按钮及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，自动关水

（2）进水结束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）具有手动排水（不脱水）和手动脱水

（不计数）

（8）设有门开关保护，打开门后所有工作

结束，关门后继续洗涤

（9）洗衣机设有洗涤剩余时间显示、高低

水位显示、工作过程指示

第2章主电路设计

2.1 全自动洗衣机的工作原理

以日常生活中最常见的波轮式全自动洗衣机为例，洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水

桶（桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。桶可以旋转，作脱水（甩水）用。桶的四周有很多小孔，使外桶的水流相通。该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，通过电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动桶正转进行甩干。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。波轮式全自动洗衣机的实物示意图如图1.1所示。 2.2 主电路设计

家用洗衣机电相为单相电机，常采用电容启动，单相电机改变转向的原理是：

副绕组的电流超前或者滞后于主绕组便可以正传或者反转。根据这个原理你可

以调换主绕组或者副绕组的接线端即可。 图2.1 单相电机正反转接线图

图2.1 单相电机正反部线路示意图

第3章 PLC 选择及I/O 连接图

3.1 PLC 选择

本系统涉及器件较多，需用到输入口13个，输出口14个，故选择S7-200系列CPU226

～

型PLC,另外显示要用到TD200文本显示器显示剩余时间。

3.2系统资源分配

1. 输入地址分配

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等共15个输入点。具体的输入分配如表3-1所示。

表3-1

2. 输出地址分配

全自动洗衣机控制系统的外部设备有进水电磁阀、排水电机继电器、主电机正/反转洗涤继电器、蜂鸣器、指示灯等。具体的输出分配如表3-2所示。

表3-2

通电启动

停止

低水位选择

中水位选择

高水位选择开始洗涤

门开关高水位压力

开关手动脱水

手动排水排空检测开

关

中水位压力

开关

低水位压力

开关

通电指示灯主电机脱水继电器进水电磁阀排水电机继

电器主电机反转继电器主电机正转继电器蜂鸣器脱水指示灯排水指示灯

洗涤指示灯

进水指示灯

低水位指示

灯中水位指示

灯高水位指示

灯

第4章 流程图、梯形图

4.1 洗衣机工作流程图