CN202905002U

CN202905002U - 基于触摸屏和plc控制的洗衣机实验装置

Info

Publication number: CN202905002U
Application number: CN 201220609205
Authority: CN
Inventors: 苗红霞; 王安琪; 马梦云; 李潇; 王鹏彰; 申晋晋; 张恒; 操俊磊
Original assignee: Changzhou Campus of Hohai University
Current assignee: Changzhou Campus of Hohai University
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2022-11-19

Abstract

本实用新型公开了一种基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置，由触摸屏、PLC、变频器、电机、串口通讯线以及直流电源组成，所述PLC通过串口通讯线与触摸屏相连接，PLC与变频器相连接，变频器与电机相连接，所述触摸屏、PLC、变频器、电机和串口通讯线均由直流电源供电。本实用新型的基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置，与实际洗衣机原理基本相同，让学生感受到PLC对电机控制的实际应用，使用了触摸屏，通过友好的人机界面对电机进行控制，实现了洗衣机的多功能控制，对学生进行全面训练，包括电机设计与接线训练、PLC控制系统的设计与硬件接线训练、PLC编程训练、触摸屏界面设计和系统软硬件的调试训练，激发学生的兴趣和创造力。

Description

基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于触摸屏和PLC（可编程逻辑控制器）控制的洗衣机实验装置，属于电气与机电技术领域。

背景技术

目前，许多高校在电气与机电类专业都开设了PLC（可编程逻辑控制器）课程，一般仍以书本教学为主。虽然有的通过多媒体课件来辅助教学，但是学生仍然感到内容抽象，难以理解，尤其在联系实际的应用性环节中，PLC教学更是困难重重，更没让学生达到学以致用的目的。控制红绿灯是PLC的典型应用，有些学校的课程设计用PLC控制发光二极管来模拟交通灯的简单工作方式，少了一些形象逼真的效果，而且实现的功能固定单一，不能多功能、多模式的实时控制发光二极管的工作方式，没能达到激发学生的兴趣和创造力。为此，学生需要一种新的交通实验系统，使学生设计和验证自己的PLC课题，从而变被动枯燥学习为积极主动地创造性学。

用PLC控制电机可以实现很多应用系统，本装置实现的洗衣机控制装置具有一定的典型性。中国洗衣机业经过20多年的发展，已成为一个较成熟的产业。与其他家电产品相比较，这一产业处于一个相对平稳并具有优势的环境，但是在中国洗衣机业发展的同时，一些问题也日益显露出来。洗衣机控制系统基本上由单片机或PLC来实现，以单片机为中心的全自动洗衣机中存在硬件电路和程序相对复杂、不容易找出故障点等缺点。相对来说，采用PLC实现的控制系统硬件和编程语言相对简单，容易提高控制系统设计的灵活性和可靠性。本实用新型的洗衣机控制装置与其他基于PLC控制的洗衣机相比，有不同点如下： 1.用到了触摸屏，更加智能化和人性化。2.洗衣机档位的选择具有多样性。根据衣服不同的材料、所需清洗长时间及甩动力度的不同，分为棉、化纤、羊毛、脱水等不同档位。3.清洗时间和转速可自行设定，更具有人性化，比如衣服少或者时间比较紧时，可以将时间调短、转速调快。本实用新型的洗衣机控制装置具有创新性、实用性和智能化的优点。学生可以在该装置上自行编程，形象逼真地实现各种效果。

实用新型内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置，帮助学生深刻理解PLC的工作原理和应用方法，激发学生的兴趣和创造力，激励学生对交通智能管理的思考与探索，协助教师更好地完成教学任务。

技术方案：一种基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置，其特征在于：所述洗衣机实验装置由触摸屏、PLC、变频器、电机、串口通讯线以及直流电源组成，所述PLC通过串口通讯线与触摸屏相连接，PLC与变频器相连接，变频器与电机相连接，所述触摸屏、PLC、变频器、电机和串口通讯线均由直流电源供电。

所述触摸屏是TPC7062K。

所述PLC是S7-200系列的PLC。

所述变频器为VFD002EL21A。

所述电机是三相异步电机。

所述串口通讯线是RS-485通信总线。

所述直流电源为直流电源24V。

有益效果是：本实用新型提供的基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置，与实际洗衣机原理基本相同，让学生感受到PLC对电机控制的实际应用，并且本实用新型还使用了触摸屏，通过友好的人机界面对电机进行控制，实现了洗衣机的多功能控制，包括棉，化纤，羊毛，可调，脱水功能；对学生进行全面训练，包括电机设计与接线训练、PLC控制系统的设计与硬件接线训练、PLC编程训练、触摸屏界面设计和系统软硬件的调试训练，激发学生的兴趣和创造力，激励学生对电机控制的兴趣，积极主动地去学习PLC有关知识。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示，为一种基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置，由触摸屏1、PLC2、变频器3、电机4、串口通讯线5以及直流电源6组成，所述PLC2通过串口通讯线5与触摸屏1相连接，PLC2与变频器3相连接，变频器3与电机4相连接，所述触摸屏1、PLC2、变频器3、电机4和串口通讯线5均由直流电源6供电；所述触摸屏1是TPC7062K；所述PLC2是S7-200系列的PLC；所述变频器3为VFD002EL21A；所述电机4是三相异步电机；所述串口通讯线5是RS-485通信总线；所述直流电源6为直流电源24V。

进一步的，所述触摸屏的正负极与直流24V正负极相连，所述触摸屏串口（DB9）通过串口通讯线RS-485与PLC的PORT1相连；所述的PLC是西门子的S7-200系列的PLC；所述PLC的L端口与直流电源24V的正极相连，N端口与直流电源的24V负极相连；变频器的L端口也是与直流电源24V的正极相连，其N端口与直流电源的24V负极相连；PLC的端口V与变频器端口AVI相连，PLC的端口M与变频器端口ACM相连。变频器的MI1，MI2引脚分别接继电器K1，K2的常开触点的一端，K1、K2常开触点的另外一端接数字信号公共端子DCM，当继电器K1或者K2线圈所连接的PLC输出点Q0.0或Q0.1线圈得电时，常开触点K1或者K2触动作，MI1或MI2电机正反转控制端子得电，从而实现了电机的正反转。RA为多功能输出点，RA为常开触点，RB常闭触点，RC为公共端。U、V、W接三相异步电机（型号为：YS5022）作为三相电源。S7-200 PLC经过数模转换后将0-10V模拟量信号通过引脚I给变频器的输入端AVI来改变电源频率f，M端接变频器公共端ACM，从而实现电机的变频调速。

如图2所示，本实用新型的PLC程序主要实现了可选择洗衣机的运行模式，包括棉，化纤，羊毛，可调，脱水模式，每种模式所对应电机运行时间和转速是不同的，在可调模式中，使用者还可以根据实际情况自行输入运行时间和转速。启动程序后，第一步，初始化，即对变频器进行设置。第二步，选择执行模式，从棉，化纤，羊毛，可调，脱水模式中选择一种模式，每种模式所对应电机的运行时间和转速时不同的。第三步，若选择了可调模式，则还需设置电机运行时间和转速。

进一步的，程序包含PLC程序和触摸屏界面设计。

本实用新型基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置的控制方法，包括以下步骤：第一步，设置初始值，即设置变频器的参数。采用的台达变频器可以按照设计要求参照参数查询设定表设定参数以及出厂设定值，为用户自行设定参数带来了方便。参数通过变频器操作面板设定。为使变频器正确读取PLC 0~10V的电压信号，应将变频器硬件开关设为AVI，同时将变频器的参数分别设置为00.02.9（所以参数的设定重置为出厂值50Hz、220V/380V），第一频率来源参数设为02.00.1（由外部端子AVI输入仿真信号DC 0~10V控制），运行指令控制来源参数设为02.01.2（由外部端子操作键盘STOP键无效），电机转向参数设为02.04.0（电机可反转）。第二步，从触摸屏上输入要执行的模式。第三步，判断是否按下了棉按钮，若是，则洗衣机进入棉模式工作，反则进行下一步。棉模式：洗衣机运行30秒，转速为1000转/分。第四步，判断是否按下了化纤按钮，若是，则洗衣机进入化纤模式工作，反则进行下一步。化纤模式：洗衣机运行40秒，转速为800转/分。第五步，判断是否按下了羊毛按钮，若是，则洗衣机进入羊毛模式工作，反则进行下一步。羊毛模式：洗衣机运行50秒，转速为600转/分。第五步，判断是否按下了可调按钮，若是，则需设置洗涤时间和转速，然后洗衣机进入可调模式工作，反则进行下一步。第六步，最后选择是否需要脱水，若是，则洗衣机进入脱水模式工作，反则结束。脱水模式：洗衣机运行300秒，转速为3000转/分。

为完成本实用新型，具体准备工作和设置如下：

在PC机上安装所述PLC的编程软件STEP 7 - MicroWIN，安装成功后，打开该软件，设置通讯参数，PC/PPI的通讯地址设为0，接口使用COM1，传输波特率用9.6Kbps。根据要实现的功能，画程序流程图，再编写梯形图，最后通过串口通讯线下载到PLC，设置PLC到RUN状态。

在PC机上安装所述触摸屏的组态软件MCGS，安装成功后，打开该软件，新建工程，根据所选触摸屏选择TPC的类型为TPC7062K，在设备窗口下，添加通用串口父设备，再添加子设备即西门子S7-200PPI，并且修改串口端口号，以实现数据的正常传输，添加实验系统用到的变量名，以及设置变量对应的类型，变量的端口和类型与PLC程序中的变量类型一致。在用户窗口下，根据PLC的梯形图，在组态工具箱中选择合适的控件，经过不断的修改和完善，可以实现界面形象逼真，功能强大完美的效果。最后通过专用数据线下载到触摸屏。

软硬件各自完成后，进行实验系统的软硬件统一调试。根据电机的工作状态、STEP7编程软件的监控和变频器的显示数据与效果，进行硬件系统的检查与修改、梯形图程序的检查与修改和触摸屏控件的检查与修改，最后完成本实验装置。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置，其特征在于：所述洗衣机实验装置由触摸屏、PLC、变频器、电机、串口通讯线以及直流电源组成，所述PLC通过串口通讯线与触摸屏相连接，PLC与变频器相连接，变频器与电机相连接，所述触摸屏、PLC、变频器、电机和串口通讯线均由直流电源供电。

2.根据权利要求1所述的基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置，其特征在于：所述触摸屏是TPC7062K。

3.根据权利要求1所述的基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置，其特征在于：所述PLC是S7-200系列的PLC。

4.根据权利要求1所述的基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置，其特征在于：所述变频器为VFD002EL21A。

5.根据权利要求1所述的基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置，其特征在于：所述电机是三相异步电机。

6.根据权利要求1所述的基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置，其特征在于：所述串口通讯线是RS-485通信总线。

7.根据权利要求1所述的基于触摸屏和PLC控制的洗衣机实验装置，其特征在于：所述直流电源为直流电源24V。