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1、 淄博機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 論文題目：全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制設(shè)計(jì) 系 部 自動(dòng)控制系 專(zhuān) 業(yè) 電氣自動(dòng)化技術(shù) 班 級(jí) P13電氣自動(dòng)化一班 學(xué)生姓名 崔康平 學(xué) 號(hào) 201303220035 指導(dǎo)教師 樊曉珂 2016年 05月 15日 摘要 本文描述了采用可編程控制器（PLC）作為核心控制部件，并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬監(jiān)控的全自動(dòng)洗

2、衣機(jī)控制系統(tǒng)。文章介紹了洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)，對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上提出了基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制方案，并對(duì)方案進(jìn)行了論證，根據(jù)洗衣機(jī)的工作原理，設(shè)計(jì)了流程及程序，對(duì)按鈕，等其它一些輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過(guò)程的自動(dòng)化。由于洗滌，排水，脫水的時(shí)間均由PLC內(nèi)計(jì)數(shù)器控制，所以只要改變定時(shí)器參數(shù)就可以改變時(shí)間。對(duì)其中軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)等問(wèn)題進(jìn)行了分析和研究，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)洗衣機(jī)的正常運(yùn)行、簡(jiǎn)易模式及強(qiáng)制性停止功能。具有智能化程度高、安全可靠、方便、靈活等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：PLC 自動(dòng) 定時(shí)器 控制 Abstract This paper describes t

3、he use of programmable logic controller (PLC) as the core control unit, and monitoring the use of computer simulation control system for automatic washing machine. This paper introduces the structure of the washing machine, full automatic washing machine control system is analyzed, on this basis was

4、 proposed based on fully automatic washing machine PLC control program, and a demonstration program, according to the washing machine working principle, design a process and procedures, buttons, and other some input / output control points to achieve the automation of the process of washing laundry.

5、 As washing, drainage, dewatering of the time by the counter within the PLC control, so long as the parameters can change the timer time. On which software design, hardware design issues such as analysis and research, to achieve the normal operation of the automatic washing machine, simple patterns

6、and mandatory stop function. With a high degree of intelligence, secure, reliable, convenient and flexible. Key word: PLC automatic Timer control  目 錄 第1章 緒論 1 1.1 選題背景意義 1 1.2 洗衣機(jī)的發(fā)展歷史 1 1.3 控制系統(tǒng)的選擇 2 1.4 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)容 3 第2章 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求 4 2.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理 4 2.2 設(shè)備控制要求 5

7、第3章 硬件的理論與設(shè)計(jì) 6 3.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖 6 3.2 硬件設(shè)計(jì) 7 3.3 繼電器 8 3.4 可編程序控制器 9 3.5 洗衣機(jī)的組態(tài)仿真界面 14 第4章 軟件設(shè)計(jì) 18 4.1 I/O分配表 18 4.2 洗衣機(jī)PLC運(yùn)行過(guò)程分析 20 4.3 程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置 21 4.4 梯形圖 24 第五章 結(jié)束語(yǔ) 27 致謝 28 參考文獻(xiàn) 29 附 錄 30 河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)論文 第1章 緒論 本章闡述了畢業(yè)論文選題的背景意義、洗衣機(jī)的發(fā)展歷史以及自動(dòng)化控制在工業(yè)生產(chǎn)和生活中所體現(xiàn)

8、的應(yīng)用價(jià)值，包括目前的應(yīng)用范圍及發(fā)展的前景。 1.1 選題背景意義 洗衣機(jī)是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的一種家電，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的家用電器。但是傳統(tǒng)的基于繼電器的控制，已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們對(duì)洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度的要求了。洗衣機(jī)需要更好地滿(mǎn)足人們的需求，必須借助于自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。而隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，用PLC作為控制器，就能很好地滿(mǎn)足全自動(dòng)洗衣機(jī)對(duì)自動(dòng)化的要求，并且控制方式靈活多樣，控制模式可以根據(jù)不同場(chǎng)合的應(yīng)用而有所不同。自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展使得洗衣機(jī)由初始的半自動(dòng)式洗衣機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的全自動(dòng)洗衣機(jī)，又正在向智能化洗衣機(jī)方向發(fā)展。 1.2 洗衣機(jī)的發(fā)展歷史 從古到今，洗衣服都是一項(xiàng)

9、難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)，而在洗衣機(jī)出現(xiàn)以前，對(duì)于許多人而言，它并不像田園詩(shī)描繪的那樣充滿(mǎn)樂(lè)趣，手搓、棒擊、沖刷、甩打……這些不斷重復(fù)的簡(jiǎn)單的體力勞動(dòng)，留給人的感受常常是：辛苦勞累。 1874年，“手洗時(shí)代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)——有人發(fā)明了木制手搖洗衣機(jī)。發(fā)明者是美國(guó)人比爾布萊克斯。布萊克斯的洗衣機(jī)構(gòu)造極為簡(jiǎn)單，是在木筒里裝上6塊葉片，用手柄和齒輪傳動(dòng)，使衣服在筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到“凈衣”的目的。這套裝置的問(wèn)世，讓那些為提高生活效率而冥思苦想的人士大受啟發(fā)，洗衣機(jī)的改進(jìn)過(guò)程開(kāi)始大大加快。 1880年，美國(guó)又出現(xiàn)了蒸汽洗衣機(jī)，蒸汽動(dòng)力開(kāi)始取代人力。 之后，水力洗衣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)

10、。到1911年，美國(guó)試制成功世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)。電動(dòng)洗衣機(jī)的問(wèn)世，標(biāo)志著人類(lèi)家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開(kāi)端。 電動(dòng)洗衣機(jī)幾經(jīng)完善，在1922年迎來(lái)一種嶄新的洗衣方式“攪拌式”。攪拌式洗衣機(jī)由美國(guó)瑪依塔格公司研制成功。這種洗衣機(jī)是在筒中心裝上一個(gè)立軸，在立軸下端裝有攪拌翼，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)立軸，進(jìn)行周期性的正反擺動(dòng)，使衣物和水流不斷翻滾，相互摩擦，以此滌蕩污垢。攪拌式洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，受到人們的普遍歡迎。不過(guò)10年之后，美國(guó)本德克斯航空公司宣布，他們研制成功第一臺(tái)前裝式滾筒洗衣機(jī)，洗滌、漂洗、脫水在同一個(gè)滾筒內(nèi)完成。這意味著電動(dòng)洗衣機(jī)的型式躍上一個(gè)新臺(tái)階，朝自動(dòng)化又前進(jìn)了一大步！直至今日，滾筒式洗衣機(jī)在

11、歐美國(guó)家仍得到廣泛應(yīng)用。 隨著工業(yè)化的加速，世界各國(guó)也加快了洗衣機(jī)研制的步伐。首先由英國(guó)研制并推出了一種噴流式洗衣機(jī)，它是靠筒體一側(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)波輪產(chǎn)生的強(qiáng)烈渦流，使衣物和洗滌液一起在筒內(nèi)不斷翻滾，洗凈衣物。1955年，在引進(jìn)英國(guó)噴流式洗衣機(jī)的基礎(chǔ)之上，日本研制出獨(dú)具風(fēng)格、并流行至今的波輪式洗衣機(jī)。至此，波輪式、滾筒式、攪拌式在洗衣機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域三分天下的局面初步形成。 20世紀(jì)60年代以后，洗衣機(jī)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的消費(fèi)市場(chǎng)開(kāi)始形成系列，家庭普及率迅速上升。此間洗衣機(jī)在日本的發(fā)展備受矚目。60年代的日本出現(xiàn)了帶干桶的雙桶洗衣機(jī)，人們稱(chēng)之為“半自動(dòng)型洗衣機(jī)”。70年代，生產(chǎn)出波輪式套桶全自動(dòng)洗衣機(jī)。

12、70年代后期，微電腦控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)橫空出世，讓人耳目一新。到80年代，“模糊控制”的應(yīng)用使得洗衣機(jī)操作更簡(jiǎn)便，功能更完備，洗衣程序更隨人意，外觀造型更為時(shí)尚……進(jìn)入90年代，由于電機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機(jī)。此后，隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與提高，日本生產(chǎn)出了電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)式洗衣機(jī)，省去了齒輪傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)，引發(fā)了洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的巨大革命。 1.3 控制系統(tǒng)的選擇 現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求做出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿(mǎn)足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，可編

13、程控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLC（Programmable Logic Controller）正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。 PLC的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，當(dāng)然PLC在其他領(lǐng)域也得到了迅速的發(fā)展。 在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，PLC已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門(mén)，隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在我國(guó)有越來(lái)越多的行業(yè)領(lǐng)域開(kāi)始應(yīng)用到PLC。PLC的應(yīng)用領(lǐng)域主要有數(shù)字量邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、閉環(huán)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)等幾個(gè)方面。 1.4 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要研究的內(nèi)

14、容 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是利用西門(mén)子S7-200PLC對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)控制，掌握STEP7-Micro的用法，制作整個(gè)洗衣過(guò)程監(jiān)控界面，對(duì)電動(dòng)機(jī)及其他設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在實(shí)現(xiàn)以上全部功能的前提下，再對(duì)監(jiān)控界面的控制功能作進(jìn)一步研究，監(jiān)控界面的控制功能就是不在現(xiàn)場(chǎng)的情況下，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行控制。 第2章 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求 2.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理 2.1.1 控制系統(tǒng)的組成 洗衣機(jī)的工作流程由進(jìn)水，洗滌，排水，和脫水四個(gè)過(guò)程組成。在半自動(dòng)洗衣機(jī)中，這四個(gè)過(guò)程分別用相應(yīng)的按扭開(kāi)關(guān)來(lái)控制。全自動(dòng)洗衣機(jī)中，這四個(gè)過(guò)程可做到全自動(dòng)運(yùn)行，直至洗衣結(jié)束。 全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水

15、、洗滌、排水和脫水是通過(guò)水位開(kāi)關(guān)、洗滌電機(jī)、電磁進(jìn)水閥和電磁排水閥配合進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。水位開(kāi)關(guān)用來(lái)控制進(jìn)水到洗衣機(jī)內(nèi)高、中、低水位；電磁進(jìn)水閥起著通/斷水源的作用。進(jìn)水時(shí)，電磁進(jìn)水閥打開(kāi)，降水注入；排水時(shí)，電磁排水閥打開(kāi)，降水排出；洗衣時(shí)，洗滌電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，正反轉(zhuǎn)交替進(jìn)行；脫水時(shí)，脫水桶啟動(dòng)。其示意圖如下圖所示： 圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 在圖2.1中可以看出，此次設(shè)計(jì)根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理, 由于現(xiàn)實(shí)生活中的排水與脫水所用功率不同（洗滌電機(jī)功率小，脫水電機(jī)功率大）因此洗滌與脫水應(yīng)選用不同的電機(jī)。洗衣機(jī)的工作流程由進(jìn)水，洗衣，排水，和脫水四個(gè)過(guò)程組成。在半自動(dòng)洗衣機(jī)中，

16、這四個(gè)過(guò)程分別用相應(yīng)的按扭開(kāi)關(guān)來(lái)控制。利用可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)控制,用于說(shuō)明PLC控制的原理方法,特點(diǎn)及工作特色。此次全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用了西門(mén)子S7-200系列PLC的特點(diǎn),對(duì)按鈕,電磁閥,開(kāi)關(guān)等其他一些輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過(guò)程的自動(dòng)化。 2.2 設(shè)備控制要求 這里將有兩個(gè)程序供選擇 I、全程序過(guò)程 [1]打開(kāi)總開(kāi)關(guān)，設(shè)置水位（高/中/低），選擇檔位（300/200/100）。 [2]按下啟動(dòng)按扭，開(kāi)始進(jìn)水直到水滿(mǎn)（即水位達(dá)到所設(shè)置的水位）時(shí)停止進(jìn)水開(kāi)始洗滌。 [3]洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停4秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停4秒。 [4]如此循環(huán)（300/20

17、0/100）次后，開(kāi)始排水。 [5]排水30S后開(kāi)始脫水，脫水20S。 [6]重復(fù)[2]到[5]三次。 [7]清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)。 [8]若按下停車(chē)按扭，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水，排水 脫水及報(bào)警。 II、簡(jiǎn)易程序： [1]打開(kāi)總開(kāi)關(guān)，選擇檔位——簡(jiǎn)易程序。 [2]按下啟動(dòng)按扭，開(kāi)始進(jìn)水直到水滿(mǎn)（即水位達(dá)到所設(shè)置的水位）時(shí)停止進(jìn)水開(kāi)始洗滌。 [3]洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停4秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停4秒。 [4]如此循環(huán)200次后，開(kāi)始排水。 [5]排水30S后開(kāi)始脫水，脫水20S。 [6]重復(fù)[2]到[5]一次。 [7]清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)。 [8]若按下停車(chē)

18、按扭，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水，排水 脫水及報(bào)警。 第3章 硬件的理論與設(shè)計(jì) 本章將給出本次設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)電路原理圖和各個(gè)主要器件的具體介紹和說(shuō)明。原理圖中包括了供電回路圖和控制回路圖。元器件除PLC以外還包括了繼電器組和變頻器等。 3.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖 如3.1圖為洗衣機(jī)的整體硬件結(jié)構(gòu)，包括洗衣機(jī)的控制面板、進(jìn)水口、水位探測(cè)器、洗滌電機(jī)等?？刂平缑姘粹o包括：簡(jiǎn)易模式切換、高水位按鍵、中水位按鍵、低水位按鍵、高中低擋按鍵選擇（300/200/100）、手動(dòng)排水、手動(dòng)脫水等按鍵。 在洗衣機(jī)水桶的內(nèi)部分別裝有高、中、低水位傳感器（水位探測(cè)器）當(dāng)選擇水位按鍵時(shí)，例如選擇中水位探測(cè)器

19、，則水注入到中水位傳感器附近時(shí)就會(huì)自動(dòng)停止注入。 圖3.1全自動(dòng)洗衣機(jī)示意圖 3.2 硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)的整體思路就是通過(guò)PLC輸出的數(shù)字信號(hào)控制繼電器組，達(dá)到控制電路的目的。如圖3.2： 圖3.2洗衣機(jī)的主控線路 圖中“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“脫水”為控制電動(dòng)機(jī)電源方向的三個(gè)繼電器組，它們的線圈分別與PLC的輸出端“ Q0.2”“Q0.3”“Q0.4”相連，受控于PLC的輸出信號(hào)。其中正轉(zhuǎn)組和反轉(zhuǎn)組是通過(guò)變頻器的限制后接入電動(dòng)機(jī)的，因此，改變變頻器參數(shù)就可以改變洗滌和漂洗時(shí)的速度。而脫水繼電器組直接與電源和電動(dòng)機(jī)相連，這樣，當(dāng)洗衣機(jī)處于脫水狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)按額定轉(zhuǎn)速工作。所

20、以，在演示時(shí)轉(zhuǎn)速會(huì)和洗滌漂洗有所區(qū)別。 3.3繼電器 3.3.1繼電器在控制系統(tǒng)中的作用 繼電器是一種基本的電氣設(shè)備，它用來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉一定數(shù)量互相獨(dú)立的電路。這種操作是利用由電壓控制的線圈繞組所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)輸入量達(dá)到一定值時(shí)，輸出量將發(fā)生跳躍式的變化的自動(dòng)控制器件，它具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)，通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在控制系統(tǒng)中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路的作用。 通過(guò)有電流流過(guò)線圈時(shí)產(chǎn)生電磁感應(yīng)，使觸點(diǎn)吸合，沒(méi)有電流流過(guò)線圈的時(shí)候觸點(diǎn)斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種信號(hào)隔離和輸出控制的。一般在儀表去控制現(xiàn)場(chǎng)大功率電器設(shè)備時(shí)

21、，由于儀表或控制系統(tǒng)的卡件觸點(diǎn)承受不了很高的電流或電壓，就采用繼電器作為中間執(zhí)行器，接收到控制系統(tǒng)的控制信號(hào)后去執(zhí)行系統(tǒng)控制指令，或強(qiáng)電設(shè)備給弱點(diǎn)系統(tǒng)控制信號(hào)時(shí)也需要用它來(lái)隔離高壓信號(hào)，輸出干觸點(diǎn)信號(hào)，反之亦然，另外由于繼電器的型號(hào)很多，可以滿(mǎn)足不同電壓不同信號(hào)的需要，可以作到長(zhǎng)期可靠的工作。 3.3.2電磁繼電器的選擇原則 選用電磁繼電器的一般步驟：作為選用繼電器的第一步，是確定其應(yīng)用分類(lèi)，由此初選一種在給定條件下曾經(jīng)有過(guò)成功應(yīng)用的繼電器類(lèi)型，然后按下列步驟使所選用的繼電器最適用于規(guī)定應(yīng)用。 按照輸入的信號(hào)確定繼電器的種類(lèi)，不同作用原理或結(jié)構(gòu)特征的繼電器，其要求輸入的信號(hào)的性質(zhì)是不同的

22、。例如熱繼電器是利用熱效應(yīng)而動(dòng)作的繼電器；聲繼電器是利用聲效應(yīng)而動(dòng)作；而電磁繼電器則是由控制電流通過(guò)線圈產(chǎn)生的電磁吸力而實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)開(kāi)、閉。 按使用環(huán)境條件選擇繼電器型號(hào)，環(huán)境適應(yīng)性是繼電器可靠性指標(biāo)之一。使用環(huán)境和工作條件的差異對(duì)繼電器性能有很大的影響。 根據(jù)負(fù)載情況選擇繼電器觸點(diǎn)的種類(lèi)與參數(shù)，與被控電路直接連接的觸點(diǎn)是繼電器的接觸系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期實(shí)踐證明，約百分之七十以上的故障發(fā)生在觸點(diǎn)上。這除了與繼電器本身結(jié)構(gòu)與制造因素密切相關(guān)之外，未能正確選用和使用也是重要因素之一。根據(jù)控制要求確定觸點(diǎn)組合形式，如需要的是常開(kāi)還是常閉觸點(diǎn)或轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)；根據(jù)被控回路多少確定觸點(diǎn)的對(duì)數(shù)和組數(shù)；根據(jù)負(fù)載性質(zhì)與

23、容量大小確定觸點(diǎn)有關(guān)參數(shù)。 3.4 可編程序控制器 3.4.1 可編程控制器的基本概念與基本結(jié)構(gòu) 隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)擴(kuò)展到了幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域。 I、可編程控制器的基本概念 國(guó)際電工委員會(huì)對(duì)PLC作了如下定義：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按以于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 II、

24、可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程裝置組成， PLC的特殊功能模塊用來(lái)完成某些特殊的任務(wù)。 [1]CPU模塊 CPU模塊主要由微處理器（CPU芯片）和存儲(chǔ)器組成。在PLC控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不斷地采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶(hù)程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來(lái)儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù)。 [2]I/O模塊 輸入（Input）模塊和輸出（Output）模塊簡(jiǎn)稱(chēng)I/O模塊它們是聯(lián)系系統(tǒng)外部設(shè)備和CPU模塊的橋梁。 [3]編程器 編程器用來(lái)生成用戶(hù)程序，并用它進(jìn)行編輯、檢查、修改和監(jiān)控用戶(hù)程序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，

25、只能輸入和編輯指令表程序。一般用于小型機(jī)或用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)。 使用編程軟件可以在計(jì)算機(jī)上直接生成梯形圖或指令表程序，并且可以實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言之間的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后通過(guò)PC/PPI電纜可以下載到PLC中去，也可以將PLC當(dāng)中的程序上傳到計(jì)算機(jī)當(dāng)中來(lái)。 [4]電源 PLC一般使用AC 220V電源或DC 24V電源。內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為各種模塊提供不同電壓等級(jí)的直流電源。 3.4.2 可編程控制器的基本特點(diǎn) 可編程控制器具有編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)大、性?xún)r(jià)比高、硬件配套齊全，用戶(hù)使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少、維護(hù)工作量小、維護(hù)方便、體積

26、小、能耗低等特點(diǎn)。 3.4.3 S7-200系列PLC 西門(mén)子公司的SIMATIC S7-200系列屬于小型PLC，可以用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可以用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。由于它有極強(qiáng)的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。 S7-200的可靠性非常高，可以用語(yǔ)句表、梯形圖和功能塊圖編程。它的指令豐富，簡(jiǎn)單易學(xué)，內(nèi)置有高速計(jì)數(shù)器、告訴脈沖輸出和PID控制器等特殊功能，最大可以擴(kuò)展到248點(diǎn)數(shù)字量I/O或35路模擬量I/O，最多有30多KB的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 S7-200提供了近10種通訊方式以滿(mǎn)足不同的應(yīng)用需求，從RS-485通信/編程接口通訊到自由口模式通

27、訊，從PPI協(xié)議通訊到MPI協(xié)議通訊，從簡(jiǎn)單的S7-200 3.4.4 PLC接線圖 根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求，對(duì)系統(tǒng)控制的I/O點(diǎn)數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和PLC型號(hào)進(jìn)行了選擇，現(xiàn)根據(jù)以上的統(tǒng)計(jì)和選擇對(duì)控制系統(tǒng)PLC的外部接線設(shè)計(jì)如下圖： 圖3.3全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC接線圖 由于現(xiàn)實(shí)生活中的排水與脫水所用功率不同（洗滌電機(jī)功率小，脫水電機(jī)功率大）因此洗滌與脫水應(yīng)選用不同的電機(jī)。因此該圖的右部的脫水處應(yīng)加一個(gè)電機(jī)，正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)處也應(yīng)加上電機(jī)。 1、 PLC主機(jī) 選擇西門(mén)子S7-200系列PLC作為此全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制主機(jī)。在西門(mén)子S7-200系列PLC中又有CPU221、CPU222、C

28、PU224、CPU226、CPU226XM等之分。選擇了CPU224作為其主機(jī)即可滿(mǎn)足全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求。 2、 啟動(dòng)按鈕 啟動(dòng)按鈕用來(lái)控制全自動(dòng)洗衣機(jī)開(kāi)始工作與否，一般地，在用戶(hù)在洗衣機(jī)內(nèi)放入衣服，且已經(jīng)準(zhǔn)備好開(kāi)始洗衣服之后，按下啟動(dòng)按鈕，全自動(dòng)洗衣機(jī)開(kāi)始洗衣。 3、 停止按鈕 停止按鈕用來(lái)控制運(yùn)行中的全自動(dòng)洗衣機(jī)停止工作與否。在洗衣服的過(guò)程中，用戶(hù)需要停止洗衣機(jī)，就可以直接按下停止按鈕，洗衣機(jī)即會(huì)停止工作。 4、 高水位 高水位是指洗衣機(jī)在洗衣過(guò)程中，洗衣機(jī)筒內(nèi)保持的水位高低，一旦選擇了高水位，則在洗衣過(guò)程中的水位將保持系統(tǒng)設(shè)定下的三個(gè)水位中的高水位。這里，在操作面板上，用

29、一個(gè)按鈕來(lái)設(shè)置高水位，按下按鈕表示選擇高水位。本水位適合于洗滌大量衣服。 5、 中水位 中水位是指洗衣機(jī)在洗衣過(guò)程中，洗衣機(jī)筒內(nèi)保持的水位的高低，是相對(duì)于高水位和低水位來(lái)說(shuō)的，在洗衣機(jī)系統(tǒng)的初始設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了三種水位，這個(gè)是三個(gè)水位中間的一個(gè)水位。在操作面板上，用一個(gè)按鈕來(lái)設(shè)置中水位，按下按鈕表示選擇中水位。本水位適合洗滌中量的衣服。 6、 低水位 低水位是指洗衣機(jī)在洗衣過(guò)程中，洗衣機(jī)筒內(nèi)保持的水位的高低，是三個(gè)水位中較低的一個(gè)，是同樣可以完成洗衣過(guò)程。本水位適合于洗滌少量的衣物。 7、 高強(qiáng)度洗滌 該強(qiáng)度下洗滌電機(jī)會(huì)正反轉(zhuǎn)300次，全體循環(huán)3次，適用于高程度臟的衣物的洗滌。 8

30、、 中強(qiáng)度洗滌 該強(qiáng)度下洗滌電機(jī)會(huì)正反轉(zhuǎn)200次，全體循環(huán)3次，適用于中等程度臟的衣物的洗滌。 9、 低強(qiáng)度洗滌 該強(qiáng)度下洗滌電機(jī)會(huì)正反轉(zhuǎn)100次，全體循環(huán)3次，適用于低程度臟的衣物洗滌。 10、 簡(jiǎn)易按鈕 當(dāng)按下簡(jiǎn)易按鈕時(shí)，選擇了簡(jiǎn)易模式，洗衣機(jī)自動(dòng)按照簡(jiǎn)易模式洗衣服。在本模式中，洗滌電機(jī)會(huì)正反轉(zhuǎn)200次，全體循環(huán)兩次。簡(jiǎn)易模式中適合一般衣物的洗滌，更方便快捷的讓用戶(hù)使用。 在洗衣機(jī)衣服的模式中，與水位的選擇一樣，用戶(hù)只能同時(shí)選擇一種模式， 需要說(shuō)明的是，標(biāo)準(zhǔn)模式與簡(jiǎn)易模式的選擇必須在用戶(hù)一開(kāi)始洗衣之前完成。 11、 高水位探測(cè)器 高水位探測(cè)器用來(lái)檢測(cè)洗衣機(jī)水位是否已經(jīng)達(dá)到

31、了高水位。采用數(shù)字量輸出式水位探測(cè)器這樣就可以直接將高水位探測(cè)器的輸出直接送到PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口上。 12、 中水位探測(cè)器 中水位探測(cè)器用來(lái)檢測(cè)洗衣機(jī)水位是否已經(jīng)達(dá)到了低水位。采用數(shù)字量輸出式水位探測(cè)器這樣就可以直接將中水位探測(cè)器的輸出直接送到PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口上。 13、 低水位探測(cè)器 低水位探測(cè)器用來(lái)檢測(cè)洗衣機(jī)水位是否已經(jīng)達(dá)到了低水位。采用數(shù)字量輸出式水位探測(cè)器這樣就可以直接將中水位探測(cè)器的輸出直接送到PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口上。 14、 進(jìn)水電磁閥 進(jìn)水電磁閥用來(lái)控制洗衣機(jī)的進(jìn)水。當(dāng)然洗衣機(jī)需要外界進(jìn)水時(shí)，PLC主機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，進(jìn)水電磁閥會(huì)打開(kāi)，水自動(dòng)從

32、外界送入洗衣機(jī)筒內(nèi)，當(dāng)水已經(jīng)達(dá)到了設(shè)定的水位時(shí)，PLC主機(jī)發(fā)出信號(hào)自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)水電池閥，同時(shí)控制洗衣機(jī)進(jìn)入下一個(gè)洗衣步驟。 15、 電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器 電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器用于PLC主機(jī)控制洗衣機(jī)電機(jī)的正轉(zhuǎn)?？梢灾苯佑肞LC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口來(lái)連接電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器，在洗衣機(jī)洗衣服的過(guò)程中，電機(jī)會(huì)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)同時(shí)輪流進(jìn)行。 16、 電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器 電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器用于PLC主機(jī)控制洗衣機(jī)電機(jī)的反轉(zhuǎn)?？梢灾苯佑肞LC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口來(lái)連接電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器，在洗衣機(jī)洗衣服的過(guò)程中，電機(jī)會(huì)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)同時(shí)輪流進(jìn)行。 17、 排水離合器 排水離合器用于PLC主機(jī)控制洗衣機(jī)機(jī)筒內(nèi)的排放。選用數(shù)字式離合器，可以

33、直接用PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口來(lái)連接到排水離合器，當(dāng)洗衣機(jī)在完成洗衣或者漂洗后，需要將機(jī)筒內(nèi)的臟水排出機(jī)筒，此時(shí)，PLC主機(jī)發(fā)出控制命令打開(kāi)排水離合器，進(jìn)行排水。 18、 脫水離合器 洗衣機(jī)洗衣服的最后一道工序就是對(duì)衣服進(jìn)行脫水，脫水電磁離合器正是用于PLC主機(jī)控制洗衣機(jī)進(jìn)行脫水，脫水需要電機(jī)帶動(dòng)機(jī)筒旋轉(zhuǎn)，有了電磁離合器后，就可以直接使用PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口來(lái)控制電磁離合器，最終達(dá)到控制脫水執(zhí)行電機(jī)的目的。在脫水過(guò)程不涉及電機(jī)的調(diào)速問(wèn)題，因此，用PLC主機(jī)加電磁離合器這樣一種比較覺(jué)得簡(jiǎn)單的方式就可以完成控制任務(wù)。 19、 報(bào)警器 報(bào)警器用來(lái)指示洗衣機(jī)洗衣過(guò)程結(jié)束的聲音提示。采用

34、工業(yè)用直流供電的報(bào)警器，這樣就可以直接用PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口來(lái)控制報(bào)警器。 3.5 洗衣機(jī)的力控組態(tài)仿真界面 圖3.4全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)組態(tài)示意圖 如圖3.4所示，為全自動(dòng)洗衣機(jī)的示意圖包含部分控制面板，利用力控Forcecontrol 6.1作出的組態(tài)示意圖，在全自動(dòng)洗衣機(jī)工作前先設(shè)置進(jìn)水的位置（如選擇高水位），按下高水位按鈕，接著選擇洗衣機(jī)需工作的時(shí)間（工作時(shí)需正反轉(zhuǎn)循環(huán)的次數(shù)，分別為100次、200次、300次），高檔位代表所需正反轉(zhuǎn)循環(huán)的次數(shù)為300次，中檔位代表所需正反轉(zhuǎn)循環(huán)的次數(shù)為200次，低檔位代表所需正反轉(zhuǎn)循環(huán)的次數(shù)為100次，這樣可以逐步減少洗滌的次數(shù)。假

35、如選擇中檔位，將需要清洗的衣服放入里面，然后按下啟動(dòng)按鈕，洗衣機(jī)內(nèi)部開(kāi)始進(jìn)水到高水位置，此時(shí)高水位傳感器的燈亮，進(jìn)水停止，開(kāi)始洗滌。正轉(zhuǎn)30s停4s，反轉(zhuǎn)30s停4s，如此循環(huán)200次開(kāi)始排水30s，再脫水20s，算是一個(gè)循環(huán)，然后從進(jìn)水開(kāi)始再循環(huán)一次為洗衣結(jié)束。洗衣完成脫水成功后報(bào)警3s鐘洗衣機(jī)自動(dòng)停止。 在操作控制界面上有一個(gè)簡(jiǎn)易模式開(kāi)關(guān)，該鍵的作用的就是讓整個(gè)洗衣的過(guò)程簡(jiǎn)單化，例如洗滌一較小的衣物，或是洗滌夏季衣物。當(dāng)按下“簡(jiǎn)易模式”時(shí)，洗衣機(jī)會(huì)自動(dòng)切換到循環(huán)次數(shù)較少的程序完成洗滌。 如果中途有緊急情況下或不想利用全自動(dòng)洗衣功能時(shí)，可以直接按下停止按鈕，此時(shí)可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、

36、脫水及報(bào)警功能。當(dāng)感覺(jué)衣服已經(jīng)干凈時(shí)，而洗衣機(jī)還沒(méi)有進(jìn)入排水階段，可按下停止按鈕使得自動(dòng)洗衣功能停止，這時(shí)還可以按下手動(dòng)排水，手動(dòng)脫水按鈕，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水，手動(dòng)脫水的功能。 3.5.1 重點(diǎn)的幾個(gè)參數(shù)設(shè)定 定義參數(shù)： 圖3.5 洗衣機(jī)的水位參數(shù) 選擇變量參數(shù)： 圖3.6 反應(yīng)器參數(shù) 10格每秒，共100格，底色為黃色，藍(lán)色代表水。 圖3.7 多邊線（水管）的參數(shù)設(shè)置 管道水流動(dòng)畫(huà)設(shè)置為流動(dòng)效果，由PLC離散信號(hào)控制，或給水或供排水。 圖3.8 排水管的變量參數(shù) 并為與PLC相連，設(shè)置給水管道為離散變量，單獨(dú)與水罐相連，進(jìn)入演示畫(huà)面，測(cè)試結(jié)果如圖3.4所示，動(dòng)

37、畫(huà)連接成功。 第4章 軟件設(shè)計(jì) 4.1 I/O分配表 4.1.1 數(shù)字量輸入部分 這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、水位選擇開(kāi)關(guān)（高水位/中水位/低水位）、手動(dòng)排水開(kāi)關(guān)、手動(dòng)排水開(kāi)關(guān)、高水位浮球開(kāi)關(guān)、中水位浮球開(kāi)關(guān)、低水位浮球開(kāi)關(guān)、水排空浮球開(kāi)關(guān)等共16個(gè)輸入點(diǎn)。具體的輸入分配如表所示： 表4-1輸入地址分配 輸入地址 對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備 I0.0 啟動(dòng)按鈕 I0.1 停止按鈕 I0.2 水位選擇開(kāi)關(guān)（高水位） I0.3 水位選擇開(kāi)關(guān)（中水位） I0.4 水位選擇開(kāi)關(guān)（低水位） I0.5 手動(dòng)排水開(kāi)關(guān) I0.6 手動(dòng)脫水開(kāi)關(guān) I0.7 高水位

38、浮球開(kāi)關(guān) I1.0 中水位浮球開(kāi)關(guān) I1.1 低水位浮球開(kāi)關(guān) I1.2 水排空浮球開(kāi)關(guān) I1.3 觸發(fā)低次檔位 I1.4 觸發(fā)中次檔位 I1.5 觸發(fā)高次檔位 I1.6 觸發(fā)簡(jiǎn)易檔位 4.1.2 數(shù)字量輸出部分 這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、洗滌電動(dòng)機(jī)、脫水桶、報(bào)警器5個(gè)設(shè)備。但是由于洗滌電動(dòng)機(jī)有正反轉(zhuǎn)兩個(gè)狀態(tài)，分別有正接觸器和反接觸器，所以輸出點(diǎn)應(yīng)該有6個(gè)。具體的輸出分配如表所示： 表4-2輸出地址分配 輸出地址 對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備 Q0.0 進(jìn)水電磁閥 Q0.1 排水電磁閥 Q0.2 洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器 Q

39、0.3 洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器 Q0.4 脫水桶 Q0.5 報(bào)警器 4.1.3 輔助繼電器 本程序中，還需要幾個(gè)中間繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，它們分別代表的含義與功能如表所示： 表4-3控制系統(tǒng)中的中間狀態(tài)I/O分配 地址 功能 M0.0 啟動(dòng)按鈕輔助繼電器 M0.1 判斷洗衣機(jī)水位是否與設(shè)定值不一致 M0.2 判斷洗衣機(jī)水位是否與設(shè)定值一致 M0.3 停止自動(dòng)洗衣輔助繼電器 M0.4 判斷進(jìn)水是否完成 M0.5 判斷排水是否完成 M0.6 選擇簡(jiǎn)易程序輔助繼電器 T37 洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)間30s T38 洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)間30s T

40、39 排水30s T40 脫水30s T41 洗衣完畢報(bào)警3s C50 抵擋洗衣（100次） C51 中檔洗衣（200次） C52 高檔洗衣（300次） C53 整個(gè)過(guò)程重復(fù)2次 4.2 洗衣機(jī)PLC運(yùn)行過(guò)程分析 4.2.1洗衣機(jī)進(jìn)水 洗衣前選擇好水位，選擇正常洗滌或簡(jiǎn)易洗滌，按下水位選擇開(kāi)關(guān)（高水位\中水位\低水位）中任意一個(gè)，選擇洗衣模式（高強(qiáng)度\中強(qiáng)度\低強(qiáng)度\簡(jiǎn)易模式），相應(yīng)的指示燈會(huì)亮，再按下啟動(dòng)按鈕，I0.0接通，Q0.0接通，開(kāi)始進(jìn)水。當(dāng)水位上升到與選擇的水位相一致時(shí)，相一致的水位傳感器(I0.7、I1.0、I1.1)接通，Q0.0斷開(kāi)停止進(jìn)水。

41、 4.2.2正反轉(zhuǎn)洗衣 停止進(jìn)水后，Q0.2接通開(kāi)始正轉(zhuǎn)洗衣， T37計(jì)時(shí)開(kāi)始。T37計(jì)時(shí)30秒，Q0.2斷開(kāi)，正洗暫停4s，T38開(kāi)始計(jì)時(shí)。T38計(jì)時(shí)時(shí)間到，Q0.3接通，反轉(zhuǎn)洗滌，T39開(kāi)始計(jì)時(shí)。T39計(jì)時(shí)時(shí)間到，Q0.3斷開(kāi)，反洗暫停4s，T40開(kāi)始計(jì)時(shí)。T40計(jì)時(shí)時(shí)間到，C50\C51\C52\C53計(jì)數(shù)一次，同時(shí)洗衣返回Q0.2接通，重復(fù)以上從正洗開(kāi)始的全部動(dòng)作，直到計(jì)數(shù)器達(dá)到規(guī)定次數(shù)時(shí)，Q0.1接通并自保，開(kāi)始排水20s，排水指示燈亮，計(jì)數(shù)器復(fù)位，準(zhǔn)備下次循環(huán)時(shí)再計(jì)數(shù)。 4.2.3大循環(huán)洗衣 排水到脫水水位時(shí)，I1.2閉合，Q0.1、Q0.4接通，開(kāi)始脫水，脫水計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)時(shí)

42、10s。計(jì)時(shí)時(shí)間到，Q0.1、Q0.4斷開(kāi)，停止排水和脫水，C53\C54計(jì)數(shù)一次，同時(shí)洗衣返回Q0.0接通,重復(fù)從進(jìn)水到脫水的全部動(dòng)作，知道計(jì)數(shù)滿(mǎn)3或2次時(shí)，停止洗衣，Q0.5接通報(bào)警并自保，報(bào)警指示燈亮，T41開(kāi)始計(jì)時(shí)。T41計(jì)時(shí)時(shí)間到，報(bào)警結(jié)束，整個(gè)洗衣過(guò)程結(jié)束，T41常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，準(zhǔn)備下次啟動(dòng)。 4.2.4強(qiáng)制停止 運(yùn)行中按停止按鈕時(shí)，I0.1常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，則M0.0、Q0.0、Q0.1、Q0.4、Q0.5斷開(kāi)，停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。按排水按鈕時(shí)，I0.5常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Q0.1接通并自保，進(jìn)行手動(dòng)排水。按手動(dòng)脫水按鈕，I0.6閉合，Q0.1、Q0.4接通脫水，T40開(kāi)始計(jì)時(shí)。

43、T40計(jì)時(shí)時(shí)間到Q0.1、Q0.4斷開(kāi)，脫水停止，Q0.5接通報(bào)警，T41開(kāi)始計(jì)時(shí)。T41計(jì)時(shí)時(shí)間到Q0.5斷開(kāi)報(bào)警結(jié)束。 4.3 程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置 4.3.1流程圖 圖4.1為正常全程序過(guò)程運(yùn)行流程圖—見(jiàn)附錄2 如圖4.2即為強(qiáng)制停止流程圖，如果中途有緊急情況下或不想利用全自動(dòng)洗衣功能時(shí)，可以直接按下停止按鈕，此時(shí)可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警功能。當(dāng)感覺(jué)衣服已經(jīng)干凈時(shí)，而洗衣機(jī)還沒(méi)有進(jìn)入排水階段，可按下停止按鈕使得自動(dòng)洗衣功能停止，這時(shí)還可以按下手動(dòng)排水，手動(dòng)脫水按鈕，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水，手動(dòng)脫水的功能。 圖4.2全自動(dòng)洗衣機(jī)強(qiáng)制停止流程圖 圖4.3自動(dòng)

44、洗衣機(jī)簡(jiǎn)易流程圖 圖4.3為簡(jiǎn)易流程圖，簡(jiǎn)易流程圖與正常運(yùn)行下在程序上有簡(jiǎn)易的特點(diǎn)，其主要應(yīng)用于夏季或者是較小的衣物的清洗，不必像正常運(yùn)行下的情況下那么繁瑣，用那么多的時(shí)間。 （Ⅱ）程序構(gòu)成：這個(gè)程序有自動(dòng)方式和手動(dòng)方式兩種。在自動(dòng)方式下，PLC將運(yùn)行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)。手動(dòng)方式是在緊急停止情況下，可以手動(dòng)進(jìn)行排水和脫水。 （Ⅲ）程序下載、安裝和調(diào)試：將各個(gè)輸入輸出端子和實(shí)際控制系統(tǒng)中的按鈕、所需控制的設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。全自動(dòng)洗衣機(jī)程序由STEP7-Micro/Win32軟件的指令完成，正常工作時(shí)程序放在存儲(chǔ)卡中，若要修改程序，先將PLC設(shè)定在STOP狀態(tài)下，運(yùn)行STEP

45、7-Micro/Win32編程軟件，打開(kāi)全自動(dòng)洗衣機(jī)程序，即可在線調(diào)試，也可用編程器進(jìn)行調(diào)試。 4.3.2 系統(tǒng)流程概述 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的詳細(xì)工作過(guò)程如下： 1. 按下啟動(dòng)按鈕，洗衣機(jī)電源導(dǎo)通，準(zhǔn)備進(jìn)入洗滌狀態(tài)。 2. 用戶(hù)設(shè)置水位高低，以及洗衣模式（常規(guī)模式或簡(jiǎn)易模式）。 3. 洗衣機(jī)打開(kāi)進(jìn)水電磁閥，開(kāi)始從外界輸入水。 4. 水位探測(cè)器檢測(cè)到水已經(jīng)到位，開(kāi)始洗滌。 5. 電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)按照設(shè)定的洗衣模式的切換時(shí)間的長(zhǎng)度進(jìn)行輪流工作。 6. 洗衣一直進(jìn)行直到預(yù)定值。 7. 洗衣機(jī)打開(kāi)排水離合器，開(kāi)始排水，并且持續(xù)20s。 8. 洗衣機(jī)關(guān)閉排水離合器。 9.洗衣機(jī)控制

46、脫水電磁閥離合器，進(jìn)行脫水10s，同時(shí)打開(kāi)排水離合器使得脫水出來(lái)的水可以及時(shí)排出洗衣機(jī)筒內(nèi)。 10. 關(guān)閉脫水電磁閥。 11. 重復(fù)（3）至（8）步驟二次（簡(jiǎn)易程序重復(fù)一次）。 12. 蜂鳴器發(fā)出響聲，持續(xù)發(fā)聲3s，提醒用戶(hù)洗衣完成。 13. 完成洗衣。 4.4 梯形圖 4.4.1梯形圖的特點(diǎn) 梯形圖是PLC模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。它由觸點(diǎn)、線圈或功能方框等構(gòu)成，梯形圖左、右的垂直線稱(chēng)為左、右母線。畫(huà)梯形圖時(shí)，從左母線開(kāi)始，經(jīng)過(guò)觸點(diǎn)和線圈（或功能方框），終止于右母線。在梯形圖中，可以把左母線看作是提供能量的母線。觸點(diǎn)閉合可以使能量流過(guò)，直到下一個(gè)元件；觸點(diǎn)斷開(kāi)將阻止能量流

47、過(guò)。這種能量流，我們稱(chēng)之為“能流”。實(shí)際上，梯形圖是CPU仿真繼電器控制電路圖，使來(lái)自“電源”的“電流”通過(guò)一系列的邏輯控制條件，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果決定邏輯輸出的模擬過(guò)程。 梯形圖中的基本編程元素有觸點(diǎn)、線圈和方框。 觸點(diǎn)：代表邏輯控制條件。觸點(diǎn)閉合時(shí)表示能量可以流過(guò)。觸點(diǎn)分常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)兩種形式。 線圈：通常代表邏輯“輸出”的結(jié)果。能量流到，則該線圈被激勵(lì)。 方框：代表某種特定功能的指令。能量流通過(guò)方框時(shí)，則執(zhí)行方框所代表的功能。方框所代表的功能有很多種，例如：定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)運(yùn)算等。 梯形圖中，每個(gè)輸出元素可以構(gòu)成一個(gè)梯級(jí)。每個(gè)梯形圖網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)或多個(gè)梯級(jí)組成。 4.4.2 梯

48、形圖繪制原則 (1) 梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。每個(gè)繼電器器線圈為一個(gè)邏輯行，即一層階梯。每一個(gè)邏輯行起于左母線，然后是觸點(diǎn)的連接，最后終止于繼電器線圈或右母線。 (2) 一般情況下，在梯形圖中某個(gè)編號(hào)繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而繼電器觸點(diǎn)可無(wú)限引用。有些PLC，在含有跳轉(zhuǎn)指令或步進(jìn)指令的梯形圖中允許雙線圈輸出。 (3) 在每個(gè)邏輯行中，串聯(lián)觸點(diǎn)多的支路應(yīng)放在上方。如果將串聯(lián)觸點(diǎn)多的支路放下方，則語(yǔ)句增多，程序變長(zhǎng)。 (4) 在每個(gè)邏輯行中，并聯(lián)觸點(diǎn)多的支路應(yīng)放在左邊。如果將并聯(lián)觸點(diǎn)多的支路放右邊，則語(yǔ)句增多，程序變長(zhǎng)。 (5) 梯形圖中，不允許一個(gè)觸點(diǎn)上有雙向“電流”通

49、過(guò)。 (6) 梯形圖中，當(dāng)多個(gè)邏輯行都具有相同條件時(shí)，為了節(jié)省語(yǔ)句數(shù)量，常將這些邏輯行合并。當(dāng)相同條件復(fù)雜時(shí)，這對(duì)儲(chǔ)存容量小的PLC很有意義。 (7) 設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，輸入繼電器的觸點(diǎn)狀態(tài)全部按相應(yīng)的輸入設(shè)備為常開(kāi)狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)更為合適。因此，用輸入設(shè)備的常開(kāi)觸點(diǎn)與PLC輸入端連接。如果某些信號(hào)只能用常閉觸點(diǎn)輸入，可以按輸入設(shè)備全部常開(kāi)來(lái)設(shè)計(jì)，然后將梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入繼電器觸點(diǎn)取反。 4.4.3系統(tǒng)梯形圖 根據(jù)以上的梯形圖的基礎(chǔ)知識(shí)、注意事項(xiàng)、特點(diǎn)及上節(jié)中的控制狀態(tài)流程圖，現(xiàn)利用STEP7-Micro/WIN編程軟件做出全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)梯形圖。STEP7-Micro/WIN編程軟件是專(zhuān)

50、為西門(mén)子S7-200而設(shè)計(jì)的，在個(gè)人計(jì)算機(jī)的WINDOWS操作系統(tǒng)下運(yùn)行，功能強(qiáng)大、使用方便、簡(jiǎn)單易學(xué)。其編寫(xiě)好的程序可通過(guò)專(zhuān)用編程線纜下載的PLC中運(yùn)行。也可以導(dǎo)出后在仿真軟件中進(jìn)行測(cè)試。 根據(jù)以上的梯形圖的基礎(chǔ)知識(shí)、注意事項(xiàng)、特點(diǎn)及上節(jié)中的控制狀態(tài)流程圖，現(xiàn)利用STEP7-Micro/Win32編程軟件做出全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)梯形圖（見(jiàn)附錄）。 第五章 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)有了深入的理解。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)利用了西門(mén)子PLC的特點(diǎn)，對(duì)按鈕、電磁閥、開(kāi)關(guān)等其他一些輸入輸出點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過(guò)程的自動(dòng)化。由于每遍的洗滌,排水,脫水的時(shí)間由

51、PLC內(nèi)計(jì)數(shù)器控制,所以只要改變計(jì)數(shù)器參數(shù)就可以改變時(shí)間?？梢园焉厦嬖O(shè)定的程序時(shí)間定下來(lái),作為固定程序使用,也可以根據(jù)衣物的質(zhì)地,數(shù)量及油污的程度來(lái)編程。只要稍作改變,就可以設(shè)計(jì)出諸如要多洗多甩的牛仔類(lèi)衣物,輕洗輕甩的羊毛類(lèi)衣物以及通用的標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序,充分表其實(shí)用性。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，對(duì)自動(dòng)控制原理及應(yīng)用有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，在一個(gè)多月的設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)到了許多東西，不僅僅是畢業(yè)設(shè)計(jì)中的。也學(xué)到了不少其它的東西。設(shè)計(jì)中，我們遇到不懂或不明白的地方。除了查閱相關(guān)資料， 袁老師也給了我們很多的指導(dǎo)?？傊?，這次設(shè)計(jì)為我們打開(kāi)了以后面向?qū)嶋H應(yīng)用的大門(mén)，為我們以后做各項(xiàng)工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。 致謝 隨

52、著畢業(yè)日子的到來(lái)，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過(guò)幾周的奮戰(zhàn)我的設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做課程設(shè)計(jì)以前覺(jué)得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一

53、起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在此要感謝我們的指導(dǎo)趙新蕖老師對(duì)我們悉心的照顧，感謝老師給我們的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許

54、多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 參考文獻(xiàn) [1].王永華主編.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版社，2007 [2].戴仙金主編.西門(mén)子S7—200系列PLC應(yīng)用與開(kāi)發(fā).中國(guó)水利水電出版社，2006 [3].郭丙軍 黃旭峰主編.深入淺出PLC技術(shù)及應(yīng)用教材.中國(guó)電力出版社，2008 [4].西門(mén)子（中國(guó)）有限公司自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).深入淺出西門(mén)子S7-300 PLC.北京航空航天大學(xué)出版社，2004 [1] 田效伍. 電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2006 [5].劉長(zhǎng)青主編.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù).科學(xué)出版社，2008  附 錄 附錄1：正常全過(guò)程運(yùn)行程序 1、輔助繼電器模塊 2、進(jìn)水模塊 3、洗滌模塊 4、排水模塊 5、脫水模塊 6、報(bào)警模塊 附錄2：正常全程序過(guò)程運(yùn)行流程圖 圖4.1正常全程序過(guò)程運(yùn)行流程圖 37