S7-200PLC在全自动洗衣机中的设计与应用

王滨，张斌

（江西应用工程职业学院机电工程系，江西萍乡337042）

S7-200PLC在全自动洗衣机中的设计与应用

王滨，张斌

（江西应用工程职业学院机电工程系，江西萍乡337042）

本文是针对学院实训设备模块的开发，利用S7-200PLC来模拟自动洗衣机的控制过程。从PLC设备的控制流程图、I/0端口分配表、顺序功能图、梯形图及外部接线图等方面做了具体介绍，并详细分析了程序的控制过程，可以让高职院校的学生更加了解PLC的可靠性和实用性。为今后学好《PLC》这门课程和掌握洗衣机的控制过程打下良好的基础。

PLC；洗衣机；模拟控制

1 引言

可编程控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是一种在微处理器基础上发展起来的，能执行各种形式和各种级别的复杂控制任务的装置，被称为现代工业自动化的主要支柱之一。由于它可以通过编写的程序来改变控制过程，而且具有体积小、能耗低、设计安装调试简单、性价比高及抗干扰能力强等优点，如今已广泛地应用于各种机械设备的自动化控制系统中，成为了先进自动化技术的重要组成部分[1]。

《PLC》课程是高职院校电气自动化专业和机电一体化专业的一门重要课程。为了建设和开发该精品课程，提高《PLC》课程的教学质量和效果，提高学生的学习兴趣和动手能力，针对学院实训设备模块的开发与利用，采用西门子S7-200PLC来模拟自动洗衣机的控制过程，可以作为高职院校学生学习PLC控制的借鉴与参考，也为学院《PLC》课程的建设和项目式教学的开展提供了方便[2]。

2 自动洗衣机在模拟控制中的硬件规划与软件设计

2.1 实训模块的面板和控制流程图见图1和图2。

图1 实验模块的面板

图2 控制流程

2.2 系统模拟控制要求。

（1）洗衣机通电启动后，遵循以下顺序进行工作：洗涤（1次）一漂洗（2次）一甩干桶工作一蜂鸣器报警，完成洗衣过程。

（2）洗涤：进水→正转6秒，反转6秒，6个循环→排水。

（3）漂洗：进水→正转6秒，反转6秒，6个循环→排水。

（4）进水：进水阀打开后水位升高，按一下上限开关模拟水位达到上限值。

（5）排水：排水阀打开后水位下降，按一下下限开关模拟水位达到下限值。

（6）甩干桶：脱水工作时，灯亮6秒。

（7）报警：报警灯亮6秒后，提示完成洗衣过程。

2.3 PLC设备的外部接线图及I/O端口分配表

为了实现模拟系统的上述控制要求，拟采用西门子S7-200型PLC，PLC设备的外部接线图及I/0端口分配表分别见图3和表1[3]。

图3 PLC外部接线图

表l I/O端口的分配表

2.4 顺序功能图和梯形图的设计

自动洗衣机实现模拟控制的方法有很多，首先根据PLC设备的外部接线图、I/0端口分配表和控制流程图设计出顺序功能图，然后根据顺序功能图设计出梯形图。顺序功能图和梯形图分别见图4和图5。

图4 顺序功能图

图5 梯形图

3 程序的调试，模拟自动洗衣的控制过程

3.1 按照I/O端口分配表和PLC外部接线图完成PLC设备与自动洗衣机实训模块之间的连线，打开电脑编写的梯形图，进行保存和编译，然后把程序下载到PLC设备中，下载完毕后将PLC的“RUN，ST0P’按钮调到“RUN”状态[4]。

3.2 按下“启动”按钮后，系统开始运行。进水阀(Q0.0)打开，水位升高，按一下上限开关模拟水位达到上限值,自动洗衣机开始洗涤。

3.3 洗涤完成，排水阀(Q0.3)打开，水位下降，按一下下限开关模拟水位达到下限值,自动洗衣机停止排水。

3.4 重复进水、漂洗、排水两次。

3.5 漂洗完毕，甩干桶开始工作，同时排水阀也打开。

3.6 甩干桶工作6秒后，蜂鸣器发出6秒的报警，提示洗衣过程结束。

3.7 在模拟控制洗衣的过程中按“停止”按钮,可以停止洗衣，按“排水”按钮，排水阀“Q0.3”打开排水。

4 结语

模拟系统的整个硬件规划与程序设计，通过调试运行符合模拟洗衣的控制要求，设计与实现控制要求的方法很多，还需要进一步的探索和完善[2]。高职院校的学生可以根据自己的控制要求，设计出不同的PLC外部接线图、I/0端口的分配表、控制流程图、顺序功能图和梯形图，从而满足不同的洗衣要求[5]。

[1]舒易茂.PLC在自动洗衣机控制系统中的应用[J].科技信息,2008(36):136-137.

[2]侯文芳.PLC在自动洗衣相模拟控制中的设计与实现[J].科技信息,2011(32):246-247.

[3]石玉明.基于PLC的自动洗衣机控制系统[J].机械工程与自动化,2007(6):123-127.

[4]王亚欣.全自动洗衣机的PLC控制[J].科技广场,2008(3):212-214.

[5]胡小颖.全自动洗衣机PLC控制系统设计[J].机械工程与自动化,2015(5):163-165.

[6]廖常初.S7-200PLC基础教程[M].机械工业出版社,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

江西应用工程职业学院院级课题“基于PLC项目式教学研究与实践”阶段性成果（项目编号：JXATEI-2016-005）

王滨（1978-）男，湖南萍乡人，江西应用工程职业学院机电工程系实验师，研究方向：电气控制技术和电子制作技术等。