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基于S7-300的全自动洗衣机的PLC设计
第二章 概述
一、PLC的控制特点
1、可靠性高，PLC作为一种通用的工业控制器，它必须能够在各种不同的工作环境中正常工作。对工作的环境要求较低，抗外部干扰能力强，平均无故障时间长。
2、使用方便灵活，PLC采用了基本单元扩展或者是模块化的结构形式，因此，输入/输出信号的数量，形式，驱动能力等都可以根据实际控制要求进行选择与确定，而且在需要时可以随时更换，近年来，PLC的特殊模块增多这些可以满足不同的控制要求，使PLC的使用更加灵活与多变。
3、编程简单，PLC的优越性主要体现在它采用了独特的，多种面向广大工程设计人员的编程语言，如指令表，梯形图，逻辑功能图，顺序功能图等，程序简洁，明了适合各类技术人员的传统习惯，即使是没有计算机知识的人员也很统一掌握，特别是梯形图与逻辑功能图，形象直观，动态监测效果逼真，且与计算机控制容易。
二、控制系统框图
全自动洗衣机的工作过程包括启动、进水、洗涤、排水和脱水等功能。在实现控制过程中，各种采样信息都是通过PLC进行各种判断、比较和选择，再经信息线路反馈给洗衣机各控制执行机构，决定洗衣机的工作状态。如图1所示，由PLC控制洗衣机各种动作典型的系统控制图：
进水阀水位开关PLC电动机正反转排水阀 图1 系统结构图
由图1可知，PLC在系统中处于中心位置，水位开关是PLC的输入信号控制开关、进水阀、排水阀和电机是洗衣机各种动作的执行机构。其中进水阀和排水阀由PLC给定信号来决定其工作状态；电机的工作状态也由控制中心PLC给定信号来决定，而电机的正反转状态直接决定了洗衣机的洗涤状态和脱水状态。洗衣机工作过程是顺序控制过程，所以利用PLC作为洗衣机的控制系统是可行的。
三、工作原理
洗衣机的工作流程由进水、洗涤、排水、脱水4个过程组成。在半自动洗衣机中，这4个过程分别用相应的按钮开关来控制。全自动洗衣机中，这4个过程
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基于S7-300的全自动洗衣机的PLC设计
可做到全自动依次运行，直至洗衣结束。全自洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一心安放的，内桶可以旋转，作为脱水用。内桶的周围有许多小孔，使内桶和外桶的水流相通，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。进水时通过控制系统将进水电磁阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，控制系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、中、低水位检测装置分别用来检测高、中、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。
四、控制要求 1.自动运行
启动时,选择一个设定水位（高、中、低三档），进水阀打开，开始进水，到达设定水位时停止进水，开始洗涤，正转洗涤30s，暂停2s后反转洗涤30s，暂停2s后再正转洗涤，如此反复5次。洗涤结束后，开始排水，当水位下降到低水位时，进行脱水，脱水时间为30s。这样完成一次从进水到脱水的大循环过程。 经过3次上述大循环后（第2、3次为漂洗），进行洗衣完成报警，报警3s后结束全过程，自动停机。 2.手动运行
若按下“停止”按钮，洗衣过程停止，即洗涤电机和脱水桶停止转动、进水电磁阀和排水电磁阀全部闭合。此时可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。
五、实习安排 周次 星期 内容 一 1、安装并熟悉西门子S7-300相关编程和组态软件 二 2、熟悉实习相关内容所用设备的操作手册 17 三 3、根据实习相关内容完成相应模块的硬件电路连接 四 4、利用STEP7和WINCC软件对连接模块进行编程测试 五 5、对实习相关内容进行理论分析 一 6、对实习相关内容进行系统控制流程设计 二 18 三 7、对实习相关内容进行硬件电路原理设计（主电路和PLC电路） 四 五 8、对实习相关内容进行软件流程设计 一 9、调试 二 19 三 10、验收、答辩 四 11、编写实习报告 五
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第三章 硬件配置及程序设计
一、输入输出地址分配
1、输入地址分配表
输入地址 M1.0 M1.1 M1.2 M1.3 M1.4 M1.5 M1.6 M1.7 M2.0 M2.1 M2.2 对应的外部设备 启动按扭 停止按扭 高水位选择 中水位选择 低水位选择 高水位检测 中水位检测 低水位检测 手动排水 手动脱水 排空检测 注：因为本次实习条件所限，没有实际的输入信号，所以输入地址采用中间继电器编址。
2、输出地址分配表
输出地址 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 对应的输出设备 进水阀 排水控制 正转控制 反转控制 脱水控制 报警控制 3、内部元件地址分配表
定时器/计数器 T37 T38 T39 T40 T41 T42 T43 C50 C51 对应的作用 开始正转延时2s定时器 正转30s定时器 正转结束延时2s定时器 反转30s定时器 反转结束延时2s定时器 脱水30s定时器 报警3s定时器 正反转循环计数器 大循环计数器
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4、中间状态I/O分配表
中间存储器 M0.0 M0.1 M0.2 M0.3 M0.4 M0.5 M0.6 M0.7 对应的作用 启动状态 停止状态 水位到达状态 开始正转延时2s条件 正转结束延时2s条件 反转结束延时2s条件 自动排水状态 自动脱水状态
二、输入输出地址及接线图
启动 停止 高水位选择 中水位选择 低水位选择 高水位检测 中水位检测 低水位检测 排水 脱水 排空检测 M1.0 Q0.0 进水阀控制 M1.1 Q0.1 M1.2 排水控制 正转控制 Q0.2 M1.3 M1.4 Q0.3 M1.5 Q0.4 M1.6 Q0.5 M1.7 M2.0 COM M2.1 M2.2 COM 反转控制 脱水控制 报警控制 图2 输入输出地址及接线图
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