设计、安装与调试PLC控制的自动洗衣机项目

【项目任务提出】

一、项目描述

设计用PLC控制自动洗衣机并完成安装与调试。控制要求为：按下起动键，进水阀灯亮，洗衣桶开始注水。水位到达上限，上限开关按下，进水阀灯灭，表示水注满。之后波轮开始旋转，左转5.5s，停1s，右转5.5s，如此往复运行4min后，波轮停止转动，排水阀灯亮，开始排水。水位走到下限，下限开关按下，排水阀关闭，灯熄灭。脱水桶指示灯亮，脱水桶开始工作1min。1min后，蜂鸣器响，整个洗衣过程完成。按下停止键洗衣机停止工作。按下手动排水键，洗衣机开始排水。工作方式为按下起动键系统做一次上述过程，系统要有必要的电气保护和联锁。

二、项目考核要求

1.电路设计

根据任务设计主电路电路图，列出PLC控制I/O（输入/输出）元件地址分配表，按照加工工艺要求，设计梯形图及PLC控制I/O（输入/输出）接线图，根据梯形图，列出指令表。

2.PLC键盘操作

熟练操作PLC键盘，能正确地将所编程序输入PLC；按照被控制设备的动作要求进行模拟调试。

3.通电试验

正确使用电工工具及万用表，进行仔细检查，最好通电试验一次成功，并注意人身和设备安全。

【项目实训目标】

一、知识目标

1）熟练使用PLC步进梯形指令的编程方法，灵活使用辅助寄存器M。

2）熟练地借助顺序控制功能图编程实现PLC控制自动洗衣机，理解对每步的划分。

二、技能目标

1）熟悉使用PLC软件系统，熟悉PLC程序的输入与调试。

2）能对调试过程中出现的故障进行正确分析与排除。

三、情感目标

培养学生对实际问题的思考与分析能力，增进学生对生活的思考与思索，考验学生对学习的耐心与耐力，促使学生努力刻苦学习。

【项目准备】

一、相关知识

熟悉使用步进梯形指令的编程方式

二、技能准备

熟练掌握PLC编程方法与设计技能，熟悉状态寄存器S步进指令编程方法。熟悉PLC软件的使用，掌握电气识图与线路安装及PLC的通电调试运行。

三、工具与材料

1）电工常用工具：验电笔、螺钉旋具（一字形与十字形）、尖嘴钳、剥线钳、电工刀、万用表等。

2）实训材料表如表4-5-1所示。

表4-5-1 实训材料表

【项目实施】

一、分析题意

根据上述控制要求，条件中暗含着启动键与停止键，启动键与停止键作为输入端口X26与X27，上限位开关、下限位开关与排水键也都作为输入端口X1、X2与X3。各项执行动作都作为输出量端口。根据上述控制过程画出PLC控制自动洗衣机状态图如图4-5-1所示。

图4-5-1 PLC控制自动洗衣机状态图

二、I/O分配

列出I/O分配表如表4-5-2所示。

表4-5-2 I/O分配表

三、设计梯形图及I/O接线图

1）PLC控制自动洗衣机梯形图如图4-5-2所示。

图4-5-2 PLC控制自动洗衣机梯形图(www.xing528.com)

图4-5-2 PLC控制自动洗衣机梯形图（续）

2）PLC控制自动洗衣机I/O接线图如图4-5-3所示。

四、安装操作过程

1）按表4-5-1选用电器元件及数量，并用万用表检查元件的良好。

2）根据元件大小与分类安装原则，结合图4-5-3的连线情况，绘制电器元件平面布置图，并在配线板相应位置上贴上元件文字符号。

3）根据平面布置图，在实训配线板对应位置上安装固定元件，按钮装在按钮盒上。元件在配线板上布置要合理，安装要正确、紧固。

图4-5-3 PLC控制自动洗衣机I/O接线图

4）根据图4-5-3，按接线原则接线配线，配线要求接点紧固、美观，导线要进行线槽，走线合理。电源和电动机配线、按钮接线要接到端子排上，进出线槽的导线要有端子标号，引出端要用别径压端子。

5）接线配线完毕，必须根据电路图认真检查接线的正确性，可以使用万用表检查，以防止接错或漏接。

6）连接编程器或电脑至PLC连接线。

7）通电观察PLC的指示灯是否正常，电源POWER指示灯显示亮，当RUN/STOP开关打至RUN位置时，RUN指示灯显示亮。当按下行程开关SQ2与SQ1时对应IN1与IN-2显示亮，按下按键K时IN-3显示亮，按下按钮SB1与SB2时IN-26与IN-27显示亮。

8）按图4-5-2输入梯形图，转换梯形图，保存文件，将命名为“模块四—项目三.pmw”后保存；接着选择“在线”菜单中的“传输设置”中的“通信检测”，检测连接线是否连接良好；若通信正常，选择“在线”菜单中的“PLC写入”，将程序载入PLC控制器中。

9）确认将RUN/STOP开关打至RUN位置，通电调试运行。

调试结果：按下起动键，进水阀灯亮，进水阀注水；水位到达上限，上限开关按下，进水阀灯灭，表示水注满；波轮开始旋转，左转5.5s，停1s，右转5.5s；运行4min后，波轮停止转动，排水阀灯亮，排水阀排水；水位降到下限，下限开关按下，排水阀关闭，灯熄灭；脱水桶指示灯亮，脱水桶开始工作1min；1min后，蜂鸣器响，整个洗衣过程完成；按下停止键洗衣机停止工作；按下手动排水键，洗衣机开始排水。

五、注意事项

1）左转5.5s，停1s，右转5.5s，共12s，4min刚好是240s，循环20次。按理说是左转、停、右转、停的。

2）编程过程中，如运行4min，脱水1min的时间可以适当减短，以免等待时间较长。

3）注意实训过程中的程序正确输入与接线的正确检查，特别注意输入与输出对应的COM连接。

4）实训过程中注意所使用电源的选择与使用。若是使用灯的亮灭来模拟KM或蜂鸣器的输出与停止，注意灯的电源为24V直流电。

5）调试必须按题意进行调试，根据题意必须要人为按下相关限位开关。

六、常见故障分析与排除处理

常见故障分析与排除处理表如表4-5-3所示。

表4-5-3 常见故障分析与排除处理表

七、考核评价

考核评价表如表4-5-4所示。

表4-5-4 考核评价表

（续）

【巩固练习】

PLC控制多种液体混合系统设计、安装与调试

PLC控制多种液体混合系统如图4-5-4所示，控制要求为：初始状态容量是空的，Y1、Y2、Y3、Y4电磁阀和搅拌机均为OFF，液面传感器L1、L2、L3均为OFF，搅拌机为OFF。起动按钮按下，Y1=ON，液体A进入容器，当液体达到L3时，L3=ON，Y1=OFF，Y2=ON，液体B入容器，当液体达到L2时，L2=ON，Y2=OFF，Y3=ON，液体C入容器，当液体达到L1时，L1=ON，Y3=OFF，M开始搅拌。搅拌到10s后，M=OFF，H=ON，开始对液体加热。当温度达到一定时，T=ON，H=OFF，停止加热，Y4=ON，放出混合液体。液面下降到L3后，L3=OFF，过5s，容量为空，Y4=OFF。

要求中间隔5s时间后，开始下一周期，如此循环。

项目要求：工作方式设置为按下起动按钮后自动循环，按下停止按钮要在一个混合过程结束过后才可停止，且有必要的电气保护和互锁。

参照模块四项目五的要求是完成系统的设计、安装与调试。

图4-5-4 PLC控制多种液体混合系统