S7-200PLC在全自動洗衣機中的設計與應用

王濱，張斌

（江西應用工程職業(yè)學院機電工程系，江西萍鄉(xiāng)337042）

S7-200PLC在全自動洗衣機中的設計與應用

王濱，張斌

（江西應用工程職業(yè)學院機電工程系，江西萍鄉(xiāng)337042）

本文是針對學院實訓設備模塊的開發(fā)，利用S7-200PLC來模擬自動洗衣機的控制過程。從PLC設備的控制流程圖、I/0端口分配表、順序功能圖、梯形圖及外部接線圖等方面做了具體介紹，并詳細分析了程序的控制過程，可以讓高職院校的學生更加了解PLC的可靠性和實用性。為今后學好《PLC》這門課程和掌握洗衣機的控制過程打下良好的基礎。

PLC；洗衣機；模擬控制

1 引言

可編程控制器（Programmable Logic Controller）簡稱PLC，是一種在微處理器基礎上發(fā)展起來的，能執(zhí)行各種形式和各種級別的復雜控制任務的裝置，被稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化的主要支柱之一。由于它可以通過編寫的程序來改變控制過程，而且具有體積小、能耗低、設計安裝調(diào)試簡單、性價比高及抗干擾能力強等優(yōu)點，如今已廣泛地應用于各種機械設備的自動化控制系統(tǒng)中，成為了先進自動化技術的重要組成部分[1]。

《PLC》課程是高職院校電氣自動化專業(yè)和機電一體化專業(yè)的一門重要課程。為了建設和開發(fā)該精品課程，提高《PLC》課程的教學質(zhì)量和效果，提高學生的學習興趣和動手能力，針對學院實訓設備模塊的開發(fā)與利用，采用西門子S7-200PLC來模擬自動洗衣機的控制過程，可以作為高職院校學生學習PLC控制的借鑒與參考，也為學院《PLC》課程的建設和項目式教學的開展提供了方便[2]。

2 自動洗衣機在模擬控制中的硬件規(guī)劃與軟件設計

2.1 實訓模塊的面板和控制流程圖見圖1和圖2。

圖1 實驗模塊的面板

圖2 控制流程

2.2 系統(tǒng)模擬控制要求。

（1）洗衣機通電啟動后，遵循以下順序進行工作：洗滌（1次）一漂洗（2次）一甩干桶工作一蜂鳴器報警，完成洗衣過程。

（2）洗滌：進水→正轉6秒，反轉6秒，6個循環(huán)→排水。

（3）漂洗：進水→正轉6秒，反轉6秒，6個循環(huán)→排水。

（4）進水：進水閥打開后水位升高，按一下上限開關模擬水位達到上限值。

（5）排水：排水閥打開后水位下降，按一下下限開關模擬水位達到下限值。

（6）甩干桶：脫水工作時，燈亮6秒。

（7）報警：報警燈亮6秒后，提示完成洗衣過程。

2.3 PLC設備的外部接線圖及I/O端口分配表

為了實現(xiàn)模擬系統(tǒng)的上述控制要求，擬采用西門子S7-200型PLC，PLC設備的外部接線圖及I/0端口分配表分別見圖3和表1[3]。

圖3 PLC外部接線圖

表l I/O端口的分配表

2.4 順序功能圖和梯形圖的設計

自動洗衣機實現(xiàn)模擬控制的方法有很多，首先根據(jù)PLC設備的外部接線圖、I/0端口分配表和控制流程圖設計出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖設計出梯形圖。順序功能圖和梯形圖分別見圖4和圖5。

圖4 順序功能圖

圖5 梯形圖

3 程序的調(diào)試，模擬自動洗衣的控制過程

3.1 按照I/O端口分配表和PLC外部接線圖完成PLC設備與自動洗衣機實訓模塊之間的連線，打開電腦編寫的梯形圖，進行保存和編譯，然后把程序下載到PLC設備中，下載完畢后將PLC的“RUN，ST0P’按鈕調(diào)到“RUN”狀態(tài)[4]。

3.2 按下“啟動”按鈕后，系統(tǒng)開始運行。進水閥(Q0.0)打開，水位升高，按一下上限開關模擬水位達到上限值,自動洗衣機開始洗滌。

3.3 洗滌完成，排水閥(Q0.3)打開，水位下降，按一下下限開關模擬水位達到下限值,自動洗衣機停止排水。

3.4 重復進水、漂洗、排水兩次。

3.5 漂洗完畢，甩干桶開始工作，同時排水閥也打開。

3.6 甩干桶工作6秒后，蜂鳴器發(fā)出6秒的報警，提示洗衣過程結束。

3.7 在模擬控制洗衣的過程中按“停止”按鈕,可以停止洗衣，按“排水”按鈕，排水閥“Q0.3”打開排水。

4 結語

模擬系統(tǒng)的整個硬件規(guī)劃與程序設計，通過調(diào)試運行符合模擬洗衣的控制要求，設計與實現(xiàn)控制要求的方法很多，還需要進一步的探索和完善[2]。高職院校的學生可以根據(jù)自己的控制要求，設計出不同的PLC外部接線圖、I/0端口的分配表、控制流程圖、順序功能圖和梯形圖，從而滿足不同的洗衣要求[5]。

[1]舒易茂.PLC在自動洗衣機控制系統(tǒng)中的應用[J].科技信息,2008(36):136-137.

[2]侯文芳.PLC在自動洗衣相模擬控制中的設計與實現(xiàn)[J].科技信息,2011(32):246-247.

[3]石玉明.基于PLC的自動洗衣機控制系統(tǒng)[J].機械工程與自動化,2007(6):123-127.

[4]王亞欣.全自動洗衣機的PLC控制[J].科技廣場,2008(3):212-214.

[5]胡小穎.全自動洗衣機PLC控制系統(tǒng)設計[J].機械工程與自動化,2015(5):163-165.

[6]廖常初.S7-200PLC基礎教程[M].機械工業(yè)出版社,2009.2:94-98.

Design and Application of S7-200PLC in Full Automatic Washing Machine

WANG Bin，ZHANG Bin
(Department of Mechanical and Electrical Engineering,Jiangxi Application Engineering College,Pingxiang 337042,Jiangxi)

This paper is aimed at the development of the training equipment module,and uses S7-200PLC to simulate the control process of the automatic washing machine.This paper introduces the control flow chart,PLC device I/0 port allocation table,sequential function chart,ladder diagram and external wiring diagram etc.in details.The control process of procedure is analyzed in details,which lets the higher vocational college students learn more about the reliability and practicality of PLC and then have the solid foundation for learning the course of"PLC"and master the control process of washing machine.

PLC;washing machine;analog control

TM925.33

A

1671-5004（2017）05-0012-03

2017-09-08

江西應用工程職業(yè)學院院級課題“基于PLC項目式教學研究與實踐”階段性成果（項目編號：JXATEI-2016-005）

王濱（1978-）男，湖南萍鄉(xiāng)人，江西應用工程職業(yè)學院機電工程系實驗師，研究方向：電氣控制技術和電子制作技術等。