超声波清洗机控制

课程设计（论文）题目：超声波清洗机

控制系统

设计名称：机电传动控制

班级学号：

学生姓名：

指导教师：李岩任晓虹2014年12月8日

成绩评定表

课程设计任务书

目录

0. 前言 (4)

1. 课程设计的任务和要求 (5)

1.1 控制要求 (5)

1.2 课程设计的基本要求 (5)

1.3 任务分析 (6)

2. 总体设计 (7)

2.1 输入输出端子接线图 (7)

2.2 PLC控制原理图及其设计说明 (8)

2.3 主电路图 (9)

2.4 PLC选型 (10)

3. PLC程序设计 (11)

3.1 主程序设计说明 (11)

3.2 主程序顺序功能图 (12)

3.3 梯形图 (13)

3.4 程序调试说明 (19)

3.5 电器元件选择 (19)

4. 总结 (20)

5. 参考文献 (21)

0. 前言

本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC 控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。掌握常用电器元件的选择方法。具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。

可编程序控制器PLC（Programmable Logical Controller）是以微处理器为核心综合了微电子技术、自动化技术、网络通讯技术为一体的通用工业控制装置。

PLC具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是在高可靠性和恶劣工作环境中得到好评，在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用、成为现代工业的三大支柱（PLC/机器人、CAD/CAM）之一。因此学好并熟练应用PLC对当代大学生而言已经变得至关重要。

1. 课程设计的任务和要求

1.1 控制要求

（1）该系统可进行清洗、漂洗、还有超声、有进水进液阀、排水排液阀、水泵电动机和液泵电动机，容腔内包含两个液位传感器，上限位和下限位。

（2）要求有三种工作方式：手动、单周期、连续

。

（3）连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。

1.2 课程设计的基本要求

（1）画出段子分配图、和顺序功能图

（2）设计并调试PLC控制梯形图

（3）设计说明书

1.3 任务分析

图1 超声波清洗机工艺流程图

2. 总体设计

2.1 输入输出端子接线图

手动

单周期

连续

启动

停止

上限位

下限位手动进水阀手动进液阀手动排水液阀超声清洗

超声漂洗

进水阀

进液阀

排水排液阀

水泵

液泵

超声清洗

超声漂洗

声报警

光报警

图2 端子接线图

2.2 PLC控制原理图及其设计说明

手动

单周期

连续

启动

停止

上限位

下限位

手动进水阀

手动进液阀

手动排水液阀超声清洗

超声漂洗

进水阀

进液阀

排水排液阀

水泵

液泵

超声清洗

超声漂洗

声报警

光报警

QS

PLC上电与负载电

源

图3 外部接线图

2.3 主电路图

FU1

FU2

反转

图4 电动机正反转电路图

2.4 PLC选型

PLC的规模大小是由输入输出端口数决定的，也就是选择合适的I/O端口数的PLC。因此在选用PLC时，首先应与PLC相连的全部输入输出装置进行统计，并区分输出的性质，和所需的电压、电流的大小和种类。确定全部的I/O点数，并在加上10%--15%的备用量，用来输出的扩展。

（1）输入点数

手动、单周期、连续、启动、停止共需要5个输入端口，上下限位需要两个输入端口，手动需要5个输入，共需要12个输入。

（2）输出点数

进水阀、进液阀需要2个输出、排水排液阀共用1个输出、水泵、液泵需要2个输出，超声漂洗、超声漂洗2个输出，声光报警需要2个输出、综上所述共需要9个输出。

根据输入输出点数及备用量选用S7-200 CPU226 AC/DC/继电器型PLC

3. PLC程序设计

3.1 主程序设计说明

根据要求该系统超声清洗和超声漂洗两项功能，并能实现手动、单周期、连续的循环。

手动程序设计：当给出手动输入时，应当有相应的输出，当闭合手动进水阀时，进水阀打开，此时水泵作用把水送进机体，关闭进水阀，上述两过程结束。当闭合手动进液阀时，进液阀打开，同时液泵作用，将液体送进机体，信号结束，上述过程停止。当手动排水、液阀得到信号时，排水排液阀打开，有超声清洗信号时，输出超声清洗有超声漂洗信号时，输出超声漂洗。手动过程中，上述个过程没有相互联系，互相独立。

单周期、连续程序设计：单周期与连续基本相同，用一个连续标志位区别，根据超声波清洗机工艺流程图，启动后，打开进液阀和液泵，同时打开排液阀、进行清洗液冲洗，4秒后停止，关闭排液阀，进液阀液泵继续工作，直到液体达到上限位，关闭进液阀液泵，进行清洗液超声漂洗，3秒后停止，进行清洗液超声清洗，清洗时间为5秒，时间到，打开排液阀，直到液体到达下限位时，此时打开进水阀、水泵进行清水冲洗，2秒后，关闭排水排液阀，进清水直到达到上限位，关闭水泵进水阀，进行清水超声清洗，6时间到后停止清洗打开排水阀，直到液体到达下限位打开水泵、进水阀清水冲洗，2秒后停止水泵进水阀，开始排水，到下限位时，计数器计数一次，若不连续，即连续标志位未得电，系统停止，若连续，则系统开始循环，当计数器计数位5时进行声光报警。