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案例頻道作者簡(jiǎn)介：趙迎春(1978-)，女，碩士，講師，從事電子技術(shù)、PLC等方面的教學(xué)和科研工作。
摘 要：探討了如何利用德國(guó)西門子PLC S7-200進(jìn)行全自動(dòng)洗衣機(jī)控制，并對(duì)硬件和軟件部分進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，并給出了系統(tǒng)硬件接線圖、PLC控制I/O端口分配表以及系統(tǒng)程序流程圖等等，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的靈活性、可靠性和運(yùn)行穩(wěn)定性。
摘 要：探討了如何利用德國(guó)西門子PLC S7-200進(jìn)行全自動(dòng)洗衣機(jī)控制，并對(duì)硬件和軟件部分進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，并給出了系統(tǒng)硬件接線圖、PLC控制I/O端口分配表以及系統(tǒng)程序流程圖等等，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的靈活性、可靠性和運(yùn)行穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：PLC 全自動(dòng)洗衣機(jī) 靈活性
Abstract: The paper introduces how to use SIEMENS PLC S7-200 to control the Complete Automation Washer , and it analyzes and designs the hardware and software of the system , and presents the hardware wiring diagram、the I/O port distribution chart and the procedure flow chart etc. and it realizes the system’s flexibility、reliability and operation stability.
Keywords: PLC Complete Automation Washer Flexibility
1 引言
隨著科技日新月異，人民生活水平不斷提高，消費(fèi)者對(duì)家庭電器自動(dòng)化的需求不斷加大，其中全自動(dòng)洗衣機(jī)占很重要的位置。目前，市場(chǎng)上銷售的洗衣機(jī)品種繁多，更新?lián)Q代快。從普通型到半自動(dòng)到全自動(dòng)，洗衣機(jī)自動(dòng)化程度越來越高，操作越來越方便，容量越來越大。總體看來，高效節(jié)能、節(jié)水以及環(huán)保的全自動(dòng)洗衣機(jī)一直在市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位。本文介紹了PLC在全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，并從硬件和軟件兩方面進(jìn)行了分析和研究。
2 控制系統(tǒng)要求
整個(gè)系統(tǒng)分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制狀態(tài)。在自動(dòng)狀態(tài)下，整個(gè)過程分為進(jìn)水、洗滌、排水、脫水四個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕，進(jìn)水電磁閥打開，當(dāng)達(dá)到高水位時(shí)，停止進(jìn)水。然后開始洗滌，電機(jī)正轉(zhuǎn)10S，暫停2S，反轉(zhuǎn)10S，暫停2S，循環(huán)5次。接下來排水，當(dāng)達(dá)到低水位時(shí)，脫水10S并繼續(xù)排水。再重復(fù)從進(jìn)水到脫水兩次大循環(huán)，進(jìn)行兩次清洗完畢后，報(bào)警5S，自動(dòng)停機(jī)。在手動(dòng)狀態(tài)下，有手動(dòng)排水按鈕和手動(dòng)脫水按鈕。
在此控制系統(tǒng)中，PLC是控制核心，外部多種輸入信號(hào)如啟動(dòng)按鈕、高低水位檢測(cè)等信號(hào)采樣進(jìn)來，經(jīng)過PLC內(nèi)部進(jìn)行邏輯運(yùn)算或數(shù)據(jù)處理后，提供多種輸出信號(hào)來控制進(jìn)水閥、出水閥動(dòng)作，和控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)而控制正反轉(zhuǎn)和脫水運(yùn)行。PLC用定時(shí)器記錄正反轉(zhuǎn)時(shí)間和脫水時(shí)間，用計(jì)數(shù)器記錄正反轉(zhuǎn)次數(shù)和脫水次數(shù)，可以很容易地更改PLC定時(shí)和計(jì)數(shù)參數(shù)，來滿足不同的洗滌條件和要求。
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)要求，我們采用了德國(guó)西門子PLC S7-200 CPU226型號(hào)，此類型PLC可以滿足多種多樣自動(dòng)化控制的要求，它雖為小型機(jī)，但有些功能可與大中型PLC相媲美。S7-200具有很強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，具有功能齊全的編程軟件和界面友好的工業(yè)控制組態(tài)軟件，同時(shí)它有多種功能模塊，便于組網(wǎng)，有良好的擴(kuò)展性。此外，低廉的價(jià)格，很高的性價(jià)比也是它被廣泛應(yīng)用的重要原因。
此系統(tǒng)I/O端口分配表如表1所示，PLC硬件接線圖如圖1所示。表1 I/O端口分配表
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輸入 |
輸出 | ||
|
輸入元件 |
地址 |
輸出元件 |
地址 |
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啟動(dòng)按鈕SA |
I0.0 |
進(jìn)水電磁閥YV1 |
Q0.0 |
|
停止按鈕SB1 |
I0.1 |
排水電磁閥YV2 |
Q0.1 |
|
高水位檢測(cè)開關(guān)SH |
I0.2 |
電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器KM1 |
Q0.2 |
|
低水位檢測(cè)開關(guān)SL |
I0.3 |
電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器KM2 |
Q0.3 |
|
手動(dòng)排水按鈕SB2 |
I0.4 |
脫水離合器YC |
Q0.4 |
|
手動(dòng)脫水按鈕SB3 |
I0.5 |
蜂鳴器控制HA |
Q0.5 |
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
根據(jù)前面的全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求和I/O分配表分析可得PLC控制系統(tǒng)程序流程圖，如圖2所示。
用PLC S7-200編寫的控制程序部分梯形圖如圖3所示。
程序原理如下：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕I0.0，Q0.0得電，進(jìn)水閥打開，開始注水，當(dāng)高水位檢測(cè)開關(guān)I0.2為ON，其常閉觸點(diǎn)斷開，Q0.0失電，停止進(jìn)水。同時(shí)I0.2常開觸點(diǎn)閉合，Q0.2得電，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，定時(shí)器T37開始計(jì)時(shí)，10S后T37置1，T37常閉觸點(diǎn)斷開，Q0.2失電，電動(dòng)機(jī)停止正轉(zhuǎn)，同時(shí)T37常開觸點(diǎn)閉合，通用輔助繼電器M1.0得電并自鎖，T38計(jì)時(shí)，2S后T38置1，T38常閉觸點(diǎn)斷開，M1.0失電，T38常開觸點(diǎn)閉合，Q0.3得電，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，T39開始計(jì)時(shí)，10S后T39置1，T39常閉觸點(diǎn)斷開，Q0.3失電，電動(dòng)機(jī)停止反轉(zhuǎn)，同時(shí)T39常開觸點(diǎn)閉合，M1.1得電并自鎖，T40計(jì)時(shí)，2S后T40置1，T40常閉觸點(diǎn)斷開，M1.1失電，T40常開觸點(diǎn)閉合，Q0.2得電，電動(dòng)機(jī)又開始正轉(zhuǎn)。每次Q0.3失電，計(jì)數(shù)器C10計(jì)數(shù)1次，當(dāng)Q0.3失電5次，也就是電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行滿5次后，C10計(jì)數(shù)滿置1，C10常開觸點(diǎn)閉合，Q0.1得電，排水電磁閥打開，當(dāng)?shù)退粰z測(cè)開關(guān)I0.3為ON，其常開觸點(diǎn)閉合，Q0.4得電，脫水電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)并繼續(xù)排水，同時(shí)T41計(jì)時(shí)，10S后，計(jì)時(shí)滿，T41置1，其常閉觸點(diǎn)斷開，Q0.4失電，脫水完畢。用C11計(jì)錄脫水的次數(shù)，當(dāng)計(jì)滿3次后，蜂鳴器Q0.5得電，開始報(bào)警，同時(shí)T42計(jì)時(shí)，5S后，計(jì)時(shí)滿，T42置1，其常閉觸點(diǎn)斷開，Q0.5 失電，停止報(bào)警。以上是洗衣機(jī)的自動(dòng)控制過程。
5 結(jié)束語(yǔ)
該系統(tǒng)采用PLC S7-200為控制核心，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，硬件接線簡(jiǎn)單，軟件開發(fā)周期短，具有工作可靠性高，操作方便，體積小、功耗低等特點(diǎn)，達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效果。
參考文獻(xiàn)：
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[4]李道霖.電氣控制與PLC原理及應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社,2006.7
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