基于PLC全自动洗土机控制系统设计

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摘要：采用SIEMENS公司生产的S7-200plc 对全自动洗土机控制系统进行设计，实现了洗土机从进水、洗涤、排水、脱水、报警以及自动停机的循环过程。实现系统的灵活性、稳定性和可靠性。文中还给出了洗图机的输入和输出分配表、程序流程图以及梯形图的设计。

关键词：PLC 全自动 洗土机 流程图

1.引言

一些城市的某些地区以前是的化工业或重工业去，随着城市建设的加速以及环保意识的加强，这些区域大多已迁移到市郊区。然而遗留下来一系列的问题，例如这些地区的土壤被含有重金属元素的化学试剂污染，而这些重金属可能含有对人体有害的放射性元素，并且很难自然消失。因此在此地区再建新城区时必须要对这些污染的土壤进行处理，方法之一就是将这些污染的土壤进行清洗。将土壤和含有去除这些重金属元素的清洗剂进行混合洗涤，再将土壤进行烘干处理，便可以得到干净的土壤。因此这里就需要一台自动洗土机，使土壤清洗过程更加方便、自动和高效。

2.洗土机的控制要求

可以对所加入土的重量进行识别，设计出不同的水位档以节约用水。在洗土的过程中，根据土的重量多少不同，从而达到使洗涤的时间和强度也不相同。在工作过程中可以显示出各个步骤的工作状态，并且可以实现人工干预排水和脱水。

3.洗土机的硬件设计

根据洗土机的控制系统的要求，将采用德国西门子公司生产的S7-200 CPU226 型可编程序控制器。编程序控制器是一种新型的智能控制装置，相比较与原来的以单片机为中心的控制系统工作中有着不可替代的优势。首先由于单片机的程序指令系统相当复杂，特别对于编写洗涤、脱水等程序；而可编程序控制器得语言相较来说简单。其次，在对于设计系统来说，单片机往往还需要预先设计硬件系统、画硬件电路图、制作印刷电路板、购置所需的电子元件等等的大量工作；而可编程序控制器控制系统不必操心可编程序控制器内部计算机系统是否可靠和它们的干扰能力，所以硬件工作量不大。因此运用可编程序控制器将克服单片机的这些缺点，并且测试、维修更加容易，更可以提高控制系统的可靠性和灵活性。本机集成24输入/16输出，I/O点共计40点，程序存储空间大，并且拥有2个通信口，可以对点数较多的小型控制系统进行控制。此外编程可以通过在微机上面提供的STEP7-Micro/WIN32 软件创建、测试、仿真和修改PLC的程序。因此，运用该型号的PLC不仅通用性强，功能完善、操作方便还可以极大的提高对洗土机控制系统的可靠性和操作性。

4.洗土机的软件设计

4.1 I/O分配表

该系统的I/O分配表如表1所示，洗土机通过压力识别传感器判断出所加的土量，并且根据不同的土量来决定所加水量的高低。其中水位传感器用来检测和采样水位信息，由于水位传感器输出为模拟信号，因此通过A/D转换为数字信号，再输入到PLC中，由PLC来控制进水电磁阀和排水电磁阀的动作。此外，在洗涤过程中PLC控制电动机的，电动机驱动底盘来实现正反转运动。在考虑到底盘的惯性和电动机内部结构因素，因此在控制程序中设计一个暂停步骤，从而使得洗涤过程更加平稳。在洗涤时根据之前的压力识别所判断出不同的压力，从而实现不同程度的洗涤过程，以达到最省时和高效率洗涤过程。在洗涤过程中可以点击手动排水或脱水按钮，随时跳出洗涤过程。并且用8个LED二极管来指示当前的工作状态。

4.3 梯形图设计

本设计梯形图编程是运用西门子公司的STEP7-Micro/WIN32，其编程环境界面如图2所示。

5.结束语

洗土机的控制系统是运用PLC为核心控制，其方法灵活性强、稳定可靠性高。并且，PLC可以反复使用，在调试以及修改程序上更加容易。PLC与PC之间应为有串行接口的存在，从而更易于测试者随时输入和调试，组成了一个强大的测控系统。

参考文献：

[1]王永华，现代电气控制及PLC应用技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.2.

[2]李小广.段春霞《全自动洗衣机控制》[J].湖北广播电视大学学报，2008.1008-7427