2024年9月30日发(作者:东门若云)
1 lI5 似
基于西门子PLC的洗碗机控制系统设计
The design of the controI system of the dishwasher based on siemens PLC
张伏,邱兆美,王俊,满尊
ZHANG Fu,QIU Zhao-mei,VVANG Jun,MAN Zun
摘
(河南科技大学农业工程学院,洛阳471003)
要:洗碗机由于其越来越突出的优点,越来越受到研究者的重视。根据洗碗机控制要求,分析了洗
碗机的控制过程,建立洗碗机PL_C控制流程,绘制了洗碗机的主电路,分析了PLC控制程序l/
0端口分配情况,绘制了PLO硬件接线图和编制梯形图,并对系统仿真及调试,实现了洗碗机
PLC控制。
关键词:洗碗机;PLC控制;主电路;梯形图;仿真
中图分类号:TM301.2 文献标识码:A 文章编号:1 009—01 34(201 3)1 0(上)-oo31—03
Doi:1 0.3969/j.issn.1 009-01 34.201 3.1 0(上).1 0
0引言
随着生活节奏的加快,人们将时间更多的用
于工作,更加疲于家务劳动,特别是面对每次餐
设置的任意点动控制按钮均实现对电机、电磁阀
和加热电阻丝的控制 ’。 。
在自动状态下:将自动与手动三位开关扳到
后堆积的碗具,感到清洗起来既脏又浪费时间。
自动位置状态下,按动总启动点动按钮一水箱水
不到规定水位一进水电磁阀开一水箱进水一水箱
水到位一水箱水加温 ̄lJ90 ̄C一在水箱水加温lOmin
时一喷淋净水加温一水泵电机1启动一延时2s一水
随着厨房的现代化步伐开始逐步加快和深入,洗
碗机作为一种家庭自动化设备,避免了人工洗碗
的烦恼,节约了时间,将人们从繁杂的家务劳动
中逐步解放出来。尤其,对于需要清洗大量餐具
的大型餐饮场所、学校食堂等地方来说,自动洗
碗机的需求显得更加尤为重要n 】。
根据参考资料 的控制要求,建立了洗碗机
PLC控制流程,表达出各控制对象的动作顺序,相
互问的制约关系。在明确PLC寄存器空间分配,
确定专用寄存器及I/O口地址分配的基础上,进行
控制系统的程序设计:通过主电路设计和控制电
路设计,进而编制梯形图,然后对系统仿真及调
泵电机2启动一延时2s一链排电机启动一延时2s一
喷淋电磁阀开喷淋一洗碗结束一先停止水箱加温
和喷淋净水加温一延时2s一所有电动机、电磁阀
均停一自动与手动三位开关扳到中间位置 ” 。
如出现意外情况,按动急停按钮会立即停止
切工作,打开急停按钮工作将会继续进行。当
任何一台电动机发生过载时,出现光报警,同时
一
洗碗机停止工作。
2电路设计
2.1主电路设计
根据控制要求,洗碗机PLC控制电路主电路
设计如图1所示,图1中M1、M2、M3分别为水泵
电机1、水泵电机2、链排电机,EH1、EH2为水箱
水加热电阻丝、喷淋水加热电阻丝。熔断器可实
现对整个主电路或分支电路的短路保护或严重过
试,实现了洗碗机PLC控制。
1设计要求
根据参考资料的洗碗机控制要求 】,洗碗机
控制方式分为手动与自动模式,可通过自动与手
动三位开关进行转换。
在手动状态下:将自动与手动三位开关扳到
手动位置状态下一按动总启动点动按钮一再按动
载保护。FR1、FR2、FR3分别对M1、M2、M3进
收稿日期:2013-05-20
基金项目:河南省高校科技创新人才计划项目(2012HSTIT015);河南科技大学实验技术开发基金项目(SY1213052)
作者简介:张伏(1978一),男,河北邢台人,副教授,硕士生导师,博士,主要从事智能化装备技术和自动化研究工作。
第35卷第1O期2013-10(上) [31l
参l II8 4b
行过载保护,电动机过载时,可有效可靠地保护电动
机。KMI ̄KM5分别为I 1~I 接触器的主触点。
图1主电路控制图
2.2 PLC控制程序I/0端口分配
根据控制要求,PLC控制程序I/O端口分配如
表1和表2所示。
表1 输入端口分配表表
【32】 第35卷第1O期2013-10(上)
在洗碗机的PLC控制中,输入点为l7点,
输出点为l0点,故PLC选用西门子S7—200系列的
CPU226 AC/DC/RLY。
2.3 PLC控制系统
PLC控制系统接线图如图2所示。
0 J.
” f
J66666oc9 ( 9 ( (9 o0000o060(, c1
Jl l_ …… “……I 7^l】
Q0ooo
ooo
oo a ̄o oooo ooo mln6
…
…
j 。 01 2 3 ̄5.。a口】5 7 _dd d z 。一 口日日01 2].4 ̄a? 一*— 1
Jo ( ’ 。。。。。。。。。『l
m_I1
+、
- Ⅷ
nH 叵
图2 PLC控制系统接线图
3语句表程序设计
洗碗机的PLC控制系统能实现自动模式和手
动模式,只以自动模式控制过程为例说明控制过
程。
自动模式的控制过程:在网格2中,使SA转
至自动状态,10.0接通,网格1中按下总启动按钮
SB1,M0.3线圈得电。网格2中M0.3常开点闭合,
Q1.0线圈得电,Q1.0常开点闭合形成自锁,同时
自动指示灯亮。网格4中M0.3常开点闭合,M0.4线
圈得电,M0.4常开点闭合。如出现意外情况,按
下急停按钮SB2,M0.4线圈失电,与M0.4相关常
开触点复位。网格5中M0.4常开点闭合,进水电磁
阀QO.5动作,I1.3为水位上极限触点,当水箱水达
到上极限时,I1.3使得进水电磁阀Qo.5停止,I1.4
为防止I1.3失效而设置的保护开关。网格6中I1.3闭
合,启动水箱加热器Qo.3。网格7中当水箱水加温
到90℃,I2.0温控开关常开触点闭合,T37定时器
开始计时,在水箱水加温10 min。网格8中T37常开
点闭合,QO.4线圈得电,喷淋加热器开始加热。
网格9中T37常开点闭合,M0.4常开点闭合,QO.0
线圈得电,水泵1电动机启动,同时T33定时器开
始计时。网格1O中T33定时器达到2s后,T33常开
点闭合,QO.1线圈得电,水泵2电动机启动,同时
T34定时器开始计时。网格1 1中T34定时器达到2s
后,T34常开点闭合,Q0.2线圈得电,链排电动机
启动,同时T35定时器开始计时。网格12中T35定
时器达到2s后,T35常开点闭合,Q0.6线圈得电,
喷淋电磁阀打开,同时T36定时器开始计时。当定
时2s后,网格1中T36常闭点打开,实现所有电动
机、电磁阀均停。
LDNQ1.1
A T33
LD I1.0
AN Q1.1
TONT35.200
网格l2:喷水
LDNQ1.1
A T35
LD I1.2
AN Q1.O
OLD
A M0.4
=
网格13中,当任一台电机发生过载等故障时,
Q0.1 AN Q1.0
OLD
Q0.7得电,从而使事故报警灯亮,蜂鸣器响,实现
AN Q1.1
声光报警功能,同时网格1中Q0.7常闭点断开使得
洗碗机停机。PLC控制系统的语句表程序如下:
网格1:总启停
网格6:水箱加温
LD IO.2
LDNQ1.1
o Q1.0
A I1.3
o Q1.1 AN Q0.6
AN T36 LD 10.5
AN Q0.7 AN Q1.0
=M0.3
OLD
网格2:自动
A M0.4
LD 10.O
=
Q0.3
O Q1.O
网格7:90 ̄C延时10min
AN 10.1
LD M0.4
A M0.3 A I2.0
=Q1.0
TONT37.6Oo0
网格3:手动 网格8:喷淋净水加温
LD IO.1
LDNQ1.1
o Q1.1
A T37
AN 10.0
AN Q0.6
A M0.3
LD IO.6
=Q1.1 AN Q1.0
网格4:急停
OLD
LD MO-3 A M0.4
AN 10.3
=
Q0.4
AN 10.2
网格9:水泵I启停
=M0.4
LDNQ1.1
网格5:进水电磁阀
A T37
LDNQ1.1
LD 10.7
AN I1.3
AN Q1.0
AN I1.4 0LD
LD 10.4 A M0.4
AN Q1.O
=QO.o
OLD
NA Q1.1
A M0.4
TONT33.200
=Q0.5
网格10.水泵Ⅱ启停
ToN T34.200
A MO.4
网格l1:链排电机启停
=
Q0.6
LDNQ1.1
AN Q1.1
A T34 T0NT36.200
LD I1.1
网格l3:事故报警
AN Q1.O
LDNI1.5
OLD
ON I1.6
A M0.4
ON I1.7
:Q0.2
:
Q0.7
4仿真及调试
将上述的梯形图转为“ .awl”格式,导入
S7—200仿真软件。通过S7—200仿真软件进行模拟,
对洗碗机的各工序分析调试,采用先自动再手动
的调试方法,逐步进行。在调试过程中,与设计
要求对比,发现问题,认真分析其原因,得出解
决方案并及时改正。
5结论
参考已有的控制要求,设计了洗碗机的主
电路,对PLC控制程序I/O端口分配,利用S7—
200PLC设计了控制电路,编制了梯形图,利用仿
真软件对梯形图进行了模拟仿真,实现了洗碗机
的PLC控制。
参考文献:
[1】王吴.基于AT89C52的洗碗机自动控制系统设计[J】.电子
设计工程,2012,20(20):77—79.
【2】孙嘉燕,李保红,王述洋.洗碗机现状及实现中国洗碗机普
及新探索[J].现代科学仪器.2012,(1):137-141.
[3】李庆梅.基于AT89C51的自动洗碗机的控制系统设计
【J].机械制造与自动化.2010,39(1):169.171.
【4】李庆梅,瞿新.基于PLC的洗碗机的自动控制系统的设计
【J].科技创业家,2012,(9):80—82.
【5】吕以全,张鹏.PLC对洗碗烘干机的控制【J1.机电工程技
术,2006,35(2):60—62.
【6】吕以全,陈静.PLC在洗碗机控制系统中的应用[J].天津理
工大学学报,2008,24(3):67.69.
第35卷第1O期2013—10(上) 1331
2024年9月30日发(作者:东门若云)
1 lI5 似
基于西门子PLC的洗碗机控制系统设计
The design of the controI system of the dishwasher based on siemens PLC
张伏,邱兆美,王俊,满尊
ZHANG Fu,QIU Zhao-mei,VVANG Jun,MAN Zun
摘
(河南科技大学农业工程学院,洛阳471003)
要:洗碗机由于其越来越突出的优点,越来越受到研究者的重视。根据洗碗机控制要求,分析了洗
碗机的控制过程,建立洗碗机PL_C控制流程,绘制了洗碗机的主电路,分析了PLC控制程序l/
0端口分配情况,绘制了PLO硬件接线图和编制梯形图,并对系统仿真及调试,实现了洗碗机
PLC控制。
关键词:洗碗机;PLC控制;主电路;梯形图;仿真
中图分类号:TM301.2 文献标识码:A 文章编号:1 009—01 34(201 3)1 0(上)-oo31—03
Doi:1 0.3969/j.issn.1 009-01 34.201 3.1 0(上).1 0
0引言
随着生活节奏的加快,人们将时间更多的用
于工作,更加疲于家务劳动,特别是面对每次餐
设置的任意点动控制按钮均实现对电机、电磁阀
和加热电阻丝的控制 ’。 。
在自动状态下:将自动与手动三位开关扳到
后堆积的碗具,感到清洗起来既脏又浪费时间。
自动位置状态下,按动总启动点动按钮一水箱水
不到规定水位一进水电磁阀开一水箱进水一水箱
水到位一水箱水加温 ̄lJ90 ̄C一在水箱水加温lOmin
时一喷淋净水加温一水泵电机1启动一延时2s一水
随着厨房的现代化步伐开始逐步加快和深入,洗
碗机作为一种家庭自动化设备,避免了人工洗碗
的烦恼,节约了时间,将人们从繁杂的家务劳动
中逐步解放出来。尤其,对于需要清洗大量餐具
的大型餐饮场所、学校食堂等地方来说,自动洗
碗机的需求显得更加尤为重要n 】。
根据参考资料 的控制要求,建立了洗碗机
PLC控制流程,表达出各控制对象的动作顺序,相
互问的制约关系。在明确PLC寄存器空间分配,
确定专用寄存器及I/O口地址分配的基础上,进行
控制系统的程序设计:通过主电路设计和控制电
路设计,进而编制梯形图,然后对系统仿真及调
泵电机2启动一延时2s一链排电机启动一延时2s一
喷淋电磁阀开喷淋一洗碗结束一先停止水箱加温
和喷淋净水加温一延时2s一所有电动机、电磁阀
均停一自动与手动三位开关扳到中间位置 ” 。
如出现意外情况,按动急停按钮会立即停止
切工作,打开急停按钮工作将会继续进行。当
任何一台电动机发生过载时,出现光报警,同时
一
洗碗机停止工作。
2电路设计
2.1主电路设计
根据控制要求,洗碗机PLC控制电路主电路
设计如图1所示,图1中M1、M2、M3分别为水泵
电机1、水泵电机2、链排电机,EH1、EH2为水箱
水加热电阻丝、喷淋水加热电阻丝。熔断器可实
现对整个主电路或分支电路的短路保护或严重过
试,实现了洗碗机PLC控制。
1设计要求
根据参考资料的洗碗机控制要求 】,洗碗机
控制方式分为手动与自动模式,可通过自动与手
动三位开关进行转换。
在手动状态下:将自动与手动三位开关扳到
手动位置状态下一按动总启动点动按钮一再按动
载保护。FR1、FR2、FR3分别对M1、M2、M3进
收稿日期:2013-05-20
基金项目:河南省高校科技创新人才计划项目(2012HSTIT015);河南科技大学实验技术开发基金项目(SY1213052)
作者简介:张伏(1978一),男,河北邢台人,副教授,硕士生导师,博士,主要从事智能化装备技术和自动化研究工作。
第35卷第1O期2013-10(上) [31l
参l II8 4b
行过载保护,电动机过载时,可有效可靠地保护电动
机。KMI ̄KM5分别为I 1~I 接触器的主触点。
图1主电路控制图
2.2 PLC控制程序I/0端口分配
根据控制要求,PLC控制程序I/O端口分配如
表1和表2所示。
表1 输入端口分配表表
【32】 第35卷第1O期2013-10(上)
在洗碗机的PLC控制中,输入点为l7点,
输出点为l0点,故PLC选用西门子S7—200系列的
CPU226 AC/DC/RLY。
2.3 PLC控制系统
PLC控制系统接线图如图2所示。
0 J.
” f
J66666oc9 ( 9 ( (9 o0000o060(, c1
Jl l_ …… “……I 7^l】
Q0ooo
ooo
oo a ̄o oooo ooo mln6
…
…
j 。 01 2 3 ̄5.。a口】5 7 _dd d z 。一 口日日01 2].4 ̄a? 一*— 1
Jo ( ’ 。。。。。。。。。『l
m_I1
+、
- Ⅷ
nH 叵
图2 PLC控制系统接线图
3语句表程序设计
洗碗机的PLC控制系统能实现自动模式和手
动模式,只以自动模式控制过程为例说明控制过
程。
自动模式的控制过程:在网格2中,使SA转
至自动状态,10.0接通,网格1中按下总启动按钮
SB1,M0.3线圈得电。网格2中M0.3常开点闭合,
Q1.0线圈得电,Q1.0常开点闭合形成自锁,同时
自动指示灯亮。网格4中M0.3常开点闭合,M0.4线
圈得电,M0.4常开点闭合。如出现意外情况,按
下急停按钮SB2,M0.4线圈失电,与M0.4相关常
开触点复位。网格5中M0.4常开点闭合,进水电磁
阀QO.5动作,I1.3为水位上极限触点,当水箱水达
到上极限时,I1.3使得进水电磁阀Qo.5停止,I1.4
为防止I1.3失效而设置的保护开关。网格6中I1.3闭
合,启动水箱加热器Qo.3。网格7中当水箱水加温
到90℃,I2.0温控开关常开触点闭合,T37定时器
开始计时,在水箱水加温10 min。网格8中T37常开
点闭合,QO.4线圈得电,喷淋加热器开始加热。
网格9中T37常开点闭合,M0.4常开点闭合,QO.0
线圈得电,水泵1电动机启动,同时T33定时器开
始计时。网格1O中T33定时器达到2s后,T33常开
点闭合,QO.1线圈得电,水泵2电动机启动,同时
T34定时器开始计时。网格1 1中T34定时器达到2s
后,T34常开点闭合,Q0.2线圈得电,链排电动机
启动,同时T35定时器开始计时。网格12中T35定
时器达到2s后,T35常开点闭合,Q0.6线圈得电,
喷淋电磁阀打开,同时T36定时器开始计时。当定
时2s后,网格1中T36常闭点打开,实现所有电动
机、电磁阀均停。
LDNQ1.1
A T33
LD I1.0
AN Q1.1
TONT35.200
网格l2:喷水
LDNQ1.1
A T35
LD I1.2
AN Q1.O
OLD
A M0.4
=
网格13中,当任一台电机发生过载等故障时,
Q0.1 AN Q1.0
OLD
Q0.7得电,从而使事故报警灯亮,蜂鸣器响,实现
AN Q1.1
声光报警功能,同时网格1中Q0.7常闭点断开使得
洗碗机停机。PLC控制系统的语句表程序如下:
网格1:总启停
网格6:水箱加温
LD IO.2
LDNQ1.1
o Q1.0
A I1.3
o Q1.1 AN Q0.6
AN T36 LD 10.5
AN Q0.7 AN Q1.0
=M0.3
OLD
网格2:自动
A M0.4
LD 10.O
=
Q0.3
O Q1.O
网格7:90 ̄C延时10min
AN 10.1
LD M0.4
A M0.3 A I2.0
=Q1.0
TONT37.6Oo0
网格3:手动 网格8:喷淋净水加温
LD IO.1
LDNQ1.1
o Q1.1
A T37
AN 10.0
AN Q0.6
A M0.3
LD IO.6
=Q1.1 AN Q1.0
网格4:急停
OLD
LD MO-3 A M0.4
AN 10.3
=
Q0.4
AN 10.2
网格9:水泵I启停
=M0.4
LDNQ1.1
网格5:进水电磁阀
A T37
LDNQ1.1
LD 10.7
AN I1.3
AN Q1.0
AN I1.4 0LD
LD 10.4 A M0.4
AN Q1.O
=QO.o
OLD
NA Q1.1
A M0.4
TONT33.200
=Q0.5
网格10.水泵Ⅱ启停
ToN T34.200
A MO.4
网格l1:链排电机启停
=
Q0.6
LDNQ1.1
AN Q1.1
A T34 T0NT36.200
LD I1.1
网格l3:事故报警
AN Q1.O
LDNI1.5
OLD
ON I1.6
A M0.4
ON I1.7
:Q0.2
:
Q0.7
4仿真及调试
将上述的梯形图转为“ .awl”格式,导入
S7—200仿真软件。通过S7—200仿真软件进行模拟,
对洗碗机的各工序分析调试,采用先自动再手动
的调试方法,逐步进行。在调试过程中,与设计
要求对比,发现问题,认真分析其原因,得出解
决方案并及时改正。
5结论
参考已有的控制要求,设计了洗碗机的主
电路,对PLC控制程序I/O端口分配,利用S7—
200PLC设计了控制电路,编制了梯形图,利用仿
真软件对梯形图进行了模拟仿真,实现了洗碗机
的PLC控制。
参考文献:
[1】王吴.基于AT89C52的洗碗机自动控制系统设计[J】.电子
设计工程,2012,20(20):77—79.
【2】孙嘉燕,李保红,王述洋.洗碗机现状及实现中国洗碗机普
及新探索[J].现代科学仪器.2012,(1):137-141.
[3】李庆梅.基于AT89C51的自动洗碗机的控制系统设计
【J].机械制造与自动化.2010,39(1):169.171.
【4】李庆梅,瞿新.基于PLC的洗碗机的自动控制系统的设计
【J].科技创业家,2012,(9):80—82.
【5】吕以全,张鹏.PLC对洗碗烘干机的控制【J1.机电工程技
术,2006,35(2):60—62.
【6】吕以全,陈静.PLC在洗碗机控制系统中的应用[J].天津理
工大学学报,2008,24(3):67.69.
第35卷第1O期2013—10(上) 1331