電氣自動(dòng)化專業(yè)基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)

1、基于plc的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：基于plc的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)學(xué) 號(hào)：姓 名：專 業(yè)：電氣自動(dòng)化班 級(jí)：指導(dǎo)教師：完成時(shí)間：4摘要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，家庭電器全自動(dòng)化成為必然的發(fā)展趨勢。全自動(dòng)洗衣機(jī)的產(chǎn)生極大的方便了人們的生活。洗衣機(jī)是國內(nèi)家電業(yè) 唯一不打價(jià)格戰(zhàn)的行業(yè)，經(jīng)過幾年的平穩(wěn)發(fā)展，國產(chǎn)洗衣機(jī)無論在質(zhì)量上還是功 能上都和世界領(lǐng)先水平同步?？v觀洗衣機(jī)市場，高效節(jié)能、省水、省電、環(huán)保型 洗衣機(jī)一直在市場上占主導(dǎo)地位。根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理，利用可編程控制器plc實(shí)現(xiàn)控制，說明了 plc 控制的原理方法，特點(diǎn)及控制洗衣機(jī)的特色。plc的優(yōu)點(diǎn)是：可

2、靠性高，耗電少， 適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行速度快，壽命長等，為了進(jìn)一步提高全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能和性能， 避免傳統(tǒng)控制的一些弊端，就提出了用 plc來控制全自動(dòng)洗衣機(jī)這個(gè)課題。全自 動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)利用了西門子 s7-200系列plc的特點(diǎn),對(duì)按翅,電磁閥,開關(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)洗衣過程的自動(dòng)化。由于每遍的洗 滌,排水，脫水的時(shí)間由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，作為固定程序使用，也可以根據(jù)衣物的 質(zhì)地，數(shù)量及油污的程度來編程。該論文就怎樣利用plc來控制全自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)行 了調(diào)查，對(duì)其中軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)等問題進(jìn)行了分析

3、和研究，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)洗 衣機(jī)的正常運(yùn)行和強(qiáng)制性停止功能。關(guān)鍵詞：plc自動(dòng)；定時(shí)；控制緒論11 概述21.1 plc控制特點(diǎn)21.2 控制系統(tǒng)框圖21.3 控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)備及功能31.4 控制系統(tǒng)原理32 硬件電路的設(shè)計(jì)42.1 plc的選擇42.1.1 i/o 點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)42.1.2 i/o 存儲(chǔ)器容量的估算42.1.3 cpu功能與結(jié)構(gòu)的選擇52.2 plc外部接線圖52.3 洗衣機(jī)小意圖63軟件設(shè)計(jì)73.1 i/o 分配表73.1.1 輸入地址分配表73.1.2 輸出地址分配表73.1.3 內(nèi)部元件地址分配表73.2 系統(tǒng)流程圖83.2.1 強(qiáng)制停止流程圖83.2.2 正常運(yùn)行流程圖93.

4、3 程序設(shè)計(jì)103.3.1 plc 控制順序功能圖113.3.2 系統(tǒng)梯形圖113.3.3系統(tǒng)指令語句表134程序運(yùn)行過程分析145系統(tǒng)仿真156模擬硬件連接177全自動(dòng)洗衣機(jī)的展望18結(jié)束語20參考文獻(xiàn)21致謝22附錄23基于plc的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)-緒論在洗衣機(jī)控制方面，在plc問世之前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器占主導(dǎo)地位。 但繼電器控制領(lǐng)域有著十分明顯的缺點(diǎn)：體積大、耗電多、可靠性、壽命短、運(yùn) 行速度慢、適應(yīng)性差、尤其當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時(shí)，就必須重新設(shè)計(jì)、重新安裝， 造成時(shí)間和資金的嚴(yán)重浪費(fèi)。為了改變這一現(xiàn)狀，plc控制系統(tǒng)產(chǎn)生了。1plc的優(yōu)點(diǎn)是：可靠性高，耗電少，適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行速度

5、快，壽命長等，為了進(jìn)一步 提高全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能和性能， 避免傳統(tǒng)控制的一些弊端，就提出了用plc來 控制全自動(dòng)洗衣機(jī)這個(gè)課題。2plc的全稱是programmable logic controller （可編過程控制器）plc是一種 產(chǎn)品，但這種產(chǎn)品有點(diǎn)特別，在沒有下載控制程序之前，它不具備任何控制功能， 也就是說，沒有應(yīng)用程序的plc是毫無用處的。plc實(shí)際上是專為工業(yè)環(huán)境使用 的通用控制平臺(tái)，它必須進(jìn)行二次開發(fā)才能完成最終控制目的，因此，它還需程 序編輯/調(diào)試軟件的配合，此次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就在程序的編輯和調(diào)試。3此次設(shè)計(jì)根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理，利用可編程控制器plc實(shí)現(xiàn)控制，用 于說明p

6、lc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 用了西門子s7-200系列plc勺特點(diǎn),對(duì)按翅,電磁閥，開關(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)洗衣過程的自動(dòng)化。由于每遍的洗滌，排水，脫水的時(shí)間由 plc內(nèi)計(jì)數(shù)器控制，所以只要改變定時(shí)器和計(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，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 污的程度來編程。4洗衣機(jī)的工作流程由進(jìn)水，洗衣，排水，和脫水四個(gè)過程組成。在半自動(dòng)洗衣 機(jī)中，這四個(gè)過程分別用相應(yīng)的按扭開關(guān)來控制。全自動(dòng)洗衣機(jī)中，這四個(gè)過程可做到全自動(dòng)運(yùn)行，直至洗衣結(jié)束。根據(jù)以上全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能要求，我

7、對(duì)此 次設(shè)計(jì)的plc控制要求設(shè)計(jì)如下：全自動(dòng)洗衣機(jī)控制要求是能實(shí)現(xiàn)“正常運(yùn)行”和“強(qiáng)制停止”兩種控制要求。1按下啟動(dòng)按扭，開始進(jìn)水直到水滿（即水位達(dá)到高水位）時(shí)停止進(jìn)水開始 洗滌正轉(zhuǎn)。2洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停兩秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒。3如此循環(huán)5次，總共320秒開始排水。4水位下降到低水位時(shí)開始脫水并繼續(xù)排水，脫水30秒。5開始清洗，重復(fù)（1）到（4）,清洗兩遍。6清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)。7若按下排水按扭可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。8若按下停車按扭，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水，排水脫水及報(bào)警。1概述1.1 plc控制特點(diǎn)plc的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)學(xué)技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 等高新技術(shù)

8、的發(fā)展息息相關(guān)，這些高新技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了plc的發(fā)展，而plc的發(fā)展又對(duì)這些高新技術(shù)提出了更高、更新的要求，促進(jìn)了它們的發(fā)展。 plc控制 全自動(dòng)洗衣機(jī)的編程語言容易掌握，是電控人員熟悉的梯形語言，使用術(shù)語依然 是繼電器m 一類術(shù)語，大部分與繼電器觸頭的連接相對(duì)應(yīng)，使電控人員一目了 然.plc控制使用簡單，他的i/o已經(jīng)做好，輸入輸出信號(hào)可直接連接，非常方 便，而輸出口具有一定驅(qū)動(dòng)能力，plc是專門應(yīng)用手工業(yè)現(xiàn)場自動(dòng)控制裝置，再 系統(tǒng)軟硬件上采用抗干擾措施.當(dāng)工作程序需要改變時(shí)，只需改變plc的內(nèi)部，驚醒重新編程而無需對(duì)外圍進(jìn)行重新改動(dòng)。從這些方面突出了使用plc控制的優(yōu)越性。1.2 控制系統(tǒng)

9、框圖此次設(shè)計(jì)根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理，洗衣機(jī)的工作流程由進(jìn)水，洗衣，排 水，和脫水四個(gè)過程組成。在半自動(dòng)洗衣機(jī)中，這四個(gè)過程分別用相應(yīng)的按扭開 關(guān)來控制。利用可編程控制器 plc實(shí)現(xiàn)控制，用于說明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)利用了西門子s7-200系列plc的特點(diǎn)，對(duì)按翅，電磁閥，開關(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 程的自動(dòng)化。根據(jù)以上要求 plc的控制系統(tǒng)框圖如下圖1-1。s7-200plc進(jìn)水/排水電, 攜閥 洗滌電機(jī))脫水電機(jī))報(bào)警裝置lj圖1-1控制系統(tǒng)框圖1.3 控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)備及功能根據(jù)控制過程中的進(jìn)水、洗滌、脫水、報(bào)警

10、等控制要求，對(duì)控制所需的外部設(shè) 備初步設(shè)計(jì)如表1-1表1-1對(duì)應(yīng)設(shè)備及功能表對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備對(duì)應(yīng)的輸出設(shè)備啟動(dòng)按扭停止按扭水位選擇開關(guān)（高水位）水位選擇開關(guān)（中水位）水位選擇開關(guān)（低水位）手動(dòng)排水開關(guān)手動(dòng)脫水開關(guān)高水位傳感器中水位傳感器低水位傳感器水排空傳感器進(jìn)水電磁閥排水電磁閥洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器脫水桶報(bào)警器1.4 控制系統(tǒng)原理自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水，洗衣，排水，脫水是通過水位開關(guān)，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，水位開關(guān)用來控制進(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，將水 注入，排水時(shí)，電磁排水閥打開，將水排出

11、，洗衣時(shí)，洗滌電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，脫水時(shí), 脫水桶啟動(dòng)。2硬件電路的設(shè)計(jì)2.1 plc的選擇2.1.1 i/o點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)i/o點(diǎn)數(shù)是plc的一項(xiàng)重要指標(biāo)。合理選擇i/o點(diǎn)數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要 求，又可使系統(tǒng)總投資最低。plc的輸入輸出總點(diǎn)數(shù)和種類應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象所需 控制的模擬量、開關(guān)量、輸入輸出設(shè)備情況來確定，一般一個(gè)輸入輸出元件要占 用一個(gè)輸入輸出點(diǎn)。考慮到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，一般應(yīng)在估計(jì)的總點(diǎn)數(shù)上再加上 20330%勺備用量。該系統(tǒng)有11個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)6個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)，具體的輸入輸出 見表2-1.表2-1i/o點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)表輸出點(diǎn)輸入點(diǎn)啟動(dòng)按扭停止按扭水位選擇開關(guān)（高水位）水位選擇開關(guān)（中水位）水位選擇開關(guān)

12、（低水位）手動(dòng)排水開關(guān) 手動(dòng)脫水開關(guān) 高水位傳感器 中水位傳感器 低水位傳感器 水排空傳感器進(jìn)水電磁閥排水電磁閥洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器脫水桶報(bào)警器2.1.2 i/o存儲(chǔ)器容量的估算plc常用的內(nèi)存有epromeeprom帶鋰電池供電的ram 一般微型和小型plc 的存儲(chǔ)容量是固定的，介于12kb之間。用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素 有關(guān)，如i/o點(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。因此在程序設(shè)計(jì)之前 只能粗略地估算。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)i/o點(diǎn)及有關(guān)功能元件占用的內(nèi)存量大致如下：開關(guān)量輸入元件：1020b/點(diǎn)開關(guān)量輸出元件：510b/點(diǎn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：2b/個(gè)模擬量：100

13、150b/個(gè)通信接口： 一個(gè)接口一般需要 300b以上網(wǎng)根據(jù)上面算出的總字節(jié)數(shù)再考慮增加 25%£右的備用量，就可估算出用戶程序所 需的內(nèi)存容量，從而選擇合適的plc內(nèi)存。該系統(tǒng)有11個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)6個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)，需內(nèi)存280b,有定時(shí)器6個(gè)，計(jì)時(shí)器2個(gè)，需內(nèi)存16b,考慮余量后需要 內(nèi)存370b。2.1.3 cpu功能與結(jié)構(gòu)的選擇plc的功能日益強(qiáng)大，一般plctb具有開關(guān)量邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù) 處理等基本功能，有些plc還可擴(kuò)展各種特殊功能模塊，如通信模塊、位置控制 模塊等，選型時(shí)可考慮以下幾點(diǎn)：功能與任務(wù)相適應(yīng)，plc的處理速度應(yīng)滿足實(shí)時(shí)控制的要求、plc結(jié)構(gòu)合理、機(jī)型統(tǒng)一

14、、在線編程和離線編程的選擇。全自動(dòng) 洗衣機(jī)控制所要求的控制功能簡單，小型 plc就能滿足要求了。該控制系統(tǒng)cpu奠塊可采用cpu-224（ac/dc郃電器）模塊，它可控制整個(gè)系統(tǒng) 按照控制要求有條不紊地進(jìn)行。同時(shí)由于該模塊采用交流220v供電，并且自帶14個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和10個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，完全能滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的 要求，所以不再需要另外的電源模塊、數(shù)字量和輸出模塊。綜上所述此次設(shè)計(jì)選用西門子 s7-200型plg2.2 plc外部接線圖根據(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2-1

15、 0鬧恥徭衲國務(wù)電雉蝌k慟位喊麻手勖翻手勖蹣 高永位傳嬲中水雄赭做聯(lián)圈楣涇翻黑j皿c醯 g小in10,010.110.2血410.5klgk,7 2m11.01,1：12一產(chǎn) n】糊八4i-1l00.0 口 01 兒匚 工二gq.4q0.5朱k 畫 展耀圖2-1plc外部接線圖2.3 洗衣機(jī)示意圖如圖2-2所示為洗衣機(jī)示意圖，在圖中st4為高水位傳感器，st5為中水位傳 感器，st6為低水位傳感器，st7位水排盡傳感器，當(dāng)選擇好水位后，yv1打開開 始進(jìn)水，當(dāng)水位到達(dá)相應(yīng)水位時(shí)，相應(yīng)的傳感器送出 on信號(hào)否則為off只有當(dāng) 水上升到與選擇水位相開關(guān)一致時(shí)，yv1關(guān)閉停止進(jìn)水，開始洗衣。10-1

16、1 -3軟件設(shè)計(jì)3.1 i/o 分配表3.1.1 輸入地址分配表列出全自動(dòng)洗衣機(jī)的輸入分配表，見表3-1。表3-1輸入地址分配表輸入地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備i0.0i0.1i0.2i0.3i0.4i0.5i0.6i0.7i1.0i1.1i1.2啟動(dòng)按扭 停止按扭水位選擇開關(guān)（高水位） 水位選擇開關(guān)（中水位） 水位選擇開關(guān)（低水位） 手動(dòng)排水開關(guān) 手動(dòng)脫水開關(guān) 高水位傳感器 中水位傳感器 低水位傳感器 水排空傳感器3.1.2輸出地址分配表列出全自動(dòng)洗衣機(jī)的輸出分配表，見表 3-2。表3-2輸出地址分配表輸出地址對(duì)應(yīng)的輸出設(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)繼電器q0.3洗滌電

17、動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器q0.4脫水q0.5報(bào)警器3.1.3 內(nèi)部元件地址分配表全制動(dòng)洗衣機(jī)控制時(shí)，需用到 plc內(nèi)部的計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器對(duì)其進(jìn)行過程控制, 現(xiàn)對(duì)控制中要用到的內(nèi)部位元件地址分配表歸納如表3-3。表3-3內(nèi)部地址分配表定時(shí)器/計(jì)時(shí)器對(duì)應(yīng)的作用t37進(jìn)水暫停計(jì)時(shí)t38正洗計(jì)時(shí)t39正洗暫停計(jì)時(shí)t40反轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)t41反轉(zhuǎn)暫停計(jì)時(shí)t42脫水計(jì)時(shí)t43報(bào)警計(jì)時(shí)c50正反洗循環(huán)計(jì)數(shù)c51大循環(huán)計(jì)數(shù)3.2 系統(tǒng)流程圖3.2.1 強(qiáng)制停止流程圖全自動(dòng)洗衣機(jī)控制要求是能實(shí)現(xiàn)”正常運(yùn)行“和”強(qiáng)制停止“兩種控制要求。當(dāng)強(qiáng)制停止時(shí)，按動(dòng)停止按鈕，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水，排水脫水及報(bào)警，再通過手動(dòng)排水，按下排水按扭可以實(shí)

18、現(xiàn)手動(dòng)排水和手動(dòng)脫水，按下手動(dòng)脫水可實(shí)現(xiàn)脫水，來完成洗衣。按照強(qiáng)制停止的工作流程，作出強(qiáng)制停止的洗衣流程圖見圖 3-1 c正常運(yùn)行進(jìn)水兩睇水亳胸耳閉合脫水圖3-1強(qiáng)制停止流程圖3.2.2 正常運(yùn)行流程圖全自動(dòng)洗衣機(jī)正常運(yùn)行時(shí)即洗衣機(jī)按照程序設(shè)定依次完成依次洗衣過程，從 選擇水位，按下啟動(dòng)按扭，開始進(jìn)水直到水滿（即水位達(dá)到高水位）時(shí)停止進(jìn)水 開始洗滌正轉(zhuǎn)，洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn) 30秒，停兩秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒，如此循 環(huán)5次，總共320秒開始排水，水位下降到低水位時(shí)開始脫水并繼續(xù)排水，脫水 30秒，開始清洗，重復(fù)以上過程，清洗兩遍，清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)。按照以上的工作流程，作出全自動(dòng)洗衣機(jī)

19、的正常運(yùn)行工作流程圖見圖3-2。3.3 程序設(shè)計(jì)3.3.1 plc控制順序功能圖順序功能圖，它是描述控制系統(tǒng)的控制過程、 功能和特性的一種圖形，順序功 能圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術(shù)，他是一種通用的技術(shù)語言。全自動(dòng) 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)plc控制狀態(tài)流程圖見圖3-3。c51shd13.3.2 系統(tǒng)梯形圖一、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、右的垂直線稱為左、右母線。畫梯形圖時(shí)，從左母線開始，經(jīng) 過觸點(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，直到下一個(gè)元件；觸點(diǎn)

20、斷開將阻止 能量流過。這種能量流，我們稱之為“能流”。實(shí)際上，梯形圖是cpu©真繼電器 控制電路圖，使來自“電源”的“電流”通過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。觸點(diǎn)分常開觸點(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。

21、二、梯形圖繪制原則(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。注意：左母線與線圈之間一定要有觸點(diǎn)，而線圈與右母線之間不能有任何 點(diǎn)，應(yīng)直接連接。(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)可無限引用。有些 plg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。如果將用聯(lián)觸點(diǎn)多的支 路放下方，則語句增多，程序變長。(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

22、右邊，則語句增多，程序變長。(5)梯形圖中，不允許一個(gè)觸點(diǎn)上有雙向“電流”通過。(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pl。艮有意義。(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)備為常開狀態(tài)基于plc的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)更為合適，不易出錯(cuò)。因此，也建議盡可能用輸入設(shè)備的常開觸點(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)備全部常開來設(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。三、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)（3.3.1節(jié)）中的控制

23、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編程軟件是專為西門子 s7-200而設(shè)計(jì)的，在個(gè)人計(jì)算機(jī)的 windows作系統(tǒng)下運(yùn)行，功能強(qiáng)大、使用方便、簡單易學(xué)。其編寫好的程序可 通過專用編程線纜下載的plc中運(yùn)行。也可以導(dǎo)出后在仿真軟件中進(jìn)行測試。系統(tǒng)梯形圖如下圖3-4到圖3-6。organizajionjlock 1<a1n：o81netwm 1 jfnetuq* ptien*tiuoric 4iud.2t37d.1 iud .4 mdjt ii hhd()ivk7制t ibk闌3network 5h

24、4;.3q0,2t i)m tonpt 1qd rns：用口口t39nttiu*rfe eh.0,3t36 mo,5 麗.4md.4ndtujark 7+2c -in70 inft 10d ms10.1md.opipi-< >基于plc的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)-nstmork 17圖3-6系統(tǒng)梯形圖c3.3.3系統(tǒng)指令語句表由于系統(tǒng)指令語句表在該處排版影響文章美觀而且不便于閱讀，所以將該系 統(tǒng)的指令語句表排版在附錄。-23 -4程序運(yùn)行過程分析4.1 洗衣機(jī)進(jìn)水洗衣前選擇好水位，按下水位選擇開關(guān)（i0.2、i0.3、i0.4）任意一個(gè)，再按 下啟動(dòng)按鈕，i0. 0接通，q0.0接通，

25、開始進(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斷開停止進(jìn)水，t37 開始計(jì)時(shí)。4.2 正反轉(zhuǎn)洗衣t37計(jì)時(shí)時(shí)間到，q0.2接通開始正轉(zhuǎn)洗衣，t38計(jì)時(shí)開始。t38計(jì)時(shí)30秒， q0.2斷開，正洗暫停，t39開始計(jì)時(shí)。t39計(jì)時(shí)時(shí)間到，q0.3接通，反洗，t40 開始計(jì)時(shí)。t40計(jì)時(shí)時(shí)間到，q0.3斷開，反洗暫停，t41開始計(jì)時(shí)。t41計(jì)時(shí)時(shí)間 到，c50計(jì)數(shù)一次，同時(shí)洗衣返回 q0.2接通，重復(fù)以上從正洗開始的全部動(dòng)作， 直到c50計(jì)滿5次數(shù)時(shí)，q0.1接通并自保，開始排水，c50復(fù)位，準(zhǔn)備下次循環(huán) 是再計(jì)數(shù)。4.3 大循環(huán)洗

26、衣排水到脫水水位時(shí)，i1.2閉合，q0.1、q0.4接通，開始脫水，t42開始計(jì)時(shí)。 t42計(jì)時(shí)時(shí)間到，q0.1、q0.4斷開，停止排水和脫水，c51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 c51計(jì)數(shù)滿3次時(shí)，停止洗 衣，q0.5接通報(bào)警并自保，t43開始計(jì)時(shí)。t43計(jì)時(shí)時(shí)間到，報(bào)警結(jié)束，整個(gè)洗 衣過程結(jié)束，t43常開觸點(diǎn)閉合，準(zhǔn)備下次啟動(dòng)。4.4 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，則m0.0、q0.0、q0.1、q0.4、q0.5 斷開，停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。按排水按鈕時(shí)，i0.5常開觸點(diǎn)閉合，q0.1 接通并自保，進(jìn)行手動(dòng)排水。按手動(dòng)脫

27、水按鈕，i0.6閉合，q0.1、q0.4接通脫水， t42開始計(jì)時(shí)。t42計(jì)時(shí)時(shí)間到q0.1、q0.4斷開，脫水停止，q0.5接通報(bào)警，t43 開始計(jì)時(shí)。t43計(jì)時(shí)時(shí)間到q0.5斷開報(bào)警結(jié)束。5系統(tǒng)仿真s7-200仿真軟件簡介：(1) s7-200仿真軟件是s7-200系列plc專用仿真軟件，無需安裝，下載后 執(zhí)行s7-200.exe即可進(jìn)入。可以在沒有plc的情況下，對(duì)plc®序進(jìn)行仿真調(diào)試, 雖然它不能模擬s7-200的全部指令和全部功能，但仍然不失為一個(gè)很好的學(xué)習(xí) s7-200的工具測試軟件。(2)執(zhí)行s7-200.exe后其窗口如圖5-1圖5-1執(zhí)行s7-200.exe后窗口

28、圖執(zhí)行圖中菜單命令“配置” 一 “ cpus號(hào)”，在cp邛號(hào)對(duì)話框中可選擇自己 對(duì)應(yīng)的cpu0號(hào)。用戶還可以修改 cpuffi網(wǎng)絡(luò)地址，一般使用默認(rèn)地址。圖中灰 色部分為是cpu 224類型的plc面板可顯示cpu!行狀態(tài)和i/o點(diǎn)的狀態(tài)，燈亮 為1,燈滅為00 cpu224b勺右邊空白方框是擴(kuò)展模塊的位置，雙擊空白方框即可 進(jìn)行模塊配置選擇，根據(jù)需要可選擇各種數(shù)字量和模擬量的擴(kuò)展模塊。cpu模塊的下方是用于輸入數(shù)字量信號(hào)的小開關(guān)面板， 具有和cpu224寸應(yīng)的14個(gè)輸入點(diǎn)， 單擊面板中的開關(guān)按鈕可使其 0,1狀態(tài)切換，在cpu®板上的模擬led燈對(duì)應(yīng)滅，開關(guān)面板下方的smb28,s

29、mb2弟兩個(gè)直線電位器，分別是 cpu2246勺兩個(gè)8 位模擬量輸入電位器對(duì)應(yīng)的特殊存儲(chǔ)器字節(jié)，可左右拖動(dòng)滑塊來設(shè)置他的值，范 圍在0-255之間。(3)仿真軟件不能直接接收s7-200程序代碼，需要在step7-micro/win中將 程序編譯并導(dǎo)出成ascii文本文件(擴(kuò)展名為awl)。然后在s7-200仿真軟件， 使用工具欄的下載按鈕即可將導(dǎo)出的文件下載到仿真軟件當(dāng)中進(jìn)行仿真測試。(4)在仿真軟件中點(diǎn)擊工具欄上的運(yùn)行按鈕使仿真plc切換到run真式開始仿真測試，運(yùn)行過程當(dāng)中點(diǎn)擊開關(guān)面板中的模擬開關(guān)進(jìn)入信號(hào)輸入，通過查看菜 單當(dāng)中的“程序塊代碼”查看對(duì)應(yīng)程序代碼，”程序塊圖形”查看梯形圖運(yùn)

30、行狀態(tài)，“數(shù)據(jù)塊”查看v區(qū)存儲(chǔ)器對(duì)應(yīng)的值，“內(nèi)存監(jiān)視”來監(jiān)控v、t、g m等內(nèi)部變 量的值(5)另外，仿真軟件還有讀取cplffi擴(kuò)展模塊的信息、設(shè)置plc實(shí)時(shí)時(shí)鐘、 控制循環(huán)掃描次數(shù)和對(duì)td200文本顯示器仿真等功能。13系統(tǒng)程序仿真：將第3節(jié)中在step7-micro/win中編寫好的程序編譯并導(dǎo)出成 ascii文本文 件(擴(kuò)展名為awl)。然后在s7-200仿真軟件，使用工具欄的下載按鈕即將導(dǎo)出 的文件下載到仿真軟件當(dāng)中進(jìn)行仿真測試。按照設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行仿真，看程序能 夠按照要求進(jìn)行各種工作即可。6模擬硬件連接經(jīng)過上節(jié)的仿真成功后，就可以進(jìn)行程序的下載、安裝和調(diào)試。但由于條件 的限制，此次

31、設(shè)計(jì)不能進(jìn)行完全的實(shí)物連接，只能用簡單的元件進(jìn)行模擬連接。 具體的模擬元件如下：采用三個(gè)刀開關(guān)來模擬st1、st2、st3三個(gè)水位選擇開關(guān)，其余的啟動(dòng)按鈕、 停止按鈕、手動(dòng)排水/手動(dòng)脫水和對(duì)應(yīng)的水位傳感器，采用八個(gè)按鈕開關(guān)來模擬。 洗衣機(jī)的進(jìn)水、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、脫水和報(bào)警，采用五個(gè)放光二極管來模擬。選擇好模擬元件后按照2.2節(jié)中的plc外部接線圖（圖2-1）連接好模擬硬件 圖，把模擬元件對(duì)應(yīng)的作用標(biāo)識(shí)清楚，便于連接好裝載程序后的操作。把經(jīng)過仿 真成功后的程序下載到plc中，按照設(shè)計(jì)的控制要求按動(dòng)對(duì)應(yīng)的刀開關(guān)和按鈕開 關(guān)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光即可。經(jīng)過模擬控制到達(dá)了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，此次設(shè)計(jì)成功。7全

32、自動(dòng)洗衣機(jī)的展望洗衣機(jī)是國內(nèi)家電業(yè)唯一不打價(jià)格戰(zhàn)的行業(yè)，經(jīng)過幾年的平穩(wěn)發(fā)展，國產(chǎn)洗 衣機(jī)無論在質(zhì)量上還是功能上都和世界領(lǐng)先水平同步?？v觀省會(huì)的洗衣機(jī)市場， 高效節(jié)能、省水、省電、環(huán)保型洗衣機(jī)一直在市場上占主導(dǎo)地位。洗衣機(jī)無論在質(zhì)量、技術(shù)、功能還是在外觀上面，誰能接近于為人們的生活 服務(wù)這一主題，誰就能得到長足的進(jìn)步和發(fā)展。今后一段時(shí)間，以下幾種洗衣機(jī) 將是市場和消費(fèi)者的最愛。高度自動(dòng)化：從最初的單桶洗衣機(jī)到雙桶、套桶洗衣機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)，再 到智能全模糊控制洗衣機(jī)?？傊?，每一次技術(shù)的進(jìn)步都極大地推動(dòng)了洗衣機(jī)自動(dòng) 化程度的提高。品種多樣化：波輪式、滾筒式和仿生搓洗式洗衣機(jī)滿足了不同偏好的消費(fèi)者

33、的需求。節(jié)能和健康化：現(xiàn)在的消費(fèi)者在節(jié)能方面對(duì)家電提出了更高的要求，對(duì)于健 康型洗衣機(jī)更是人們趨之若警的首選。大容量和微型化：大容量洗衣機(jī)滿足了人們洗大件衣物的需求。同時(shí)，微型 化洗衣機(jī)也備受青睞，如市場上出現(xiàn)的 1. 5公斤、2. 5公斤不等的海爾小小神 童洗衣機(jī)，可以滿足少量衣物即時(shí)洗的需要。組合化：榮事達(dá)集團(tuán)最近推出的子母分洗式洗衣機(jī)，正好迎合了這部分消費(fèi) 者的需求，它的大桶容量為5. 5公斤，小桶容量為2. 5公升，兩桶并列，縮小 了較大一部分空間，而且具有人工智能模糊控制功能。滿足了不同衣物分開洗、 大量衣物同時(shí)洗、小件衣物即時(shí)洗的需求，開創(chuàng)了健康洗滌新概念，深受消費(fèi)者 的喜愛，組合

34、化的另一個(gè)體現(xiàn)就是把洗滌、漂洗、脫水和烘干功能集于一身。在今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)，家用電動(dòng)洗衣機(jī)的產(chǎn)品性能質(zhì)量將是企業(yè)競爭的焦點(diǎn)， 開發(fā)新型的產(chǎn)品是競爭獲勝的主要手段。今后，家用電動(dòng)洗衣機(jī)將朝著多功能、 節(jié)電、節(jié)水方向發(fā)展。多功能主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、去污能力的多樣化。如去除蛋白質(zhì)、 皮 脂、血漬、奶漬、咖啡、果汁的能力。2、洗滌容量的多樣化。洗滌容量可以從0. 5kg 到13kg。3、控制方式的多樣化。如機(jī)械定時(shí)器、電動(dòng)程控器、電子程控器、模 糊電腦控制。4、外觀造型多樣化。為適應(yīng)不同消費(fèi)層次的需求， 洗衣機(jī)的外觀形 狀及顏色將是各種各樣的。節(jié)電、節(jié)水是今后我國家用電動(dòng)洗衣機(jī)發(fā)展的主流。目前，

35、我國正在修訂的 國標(biāo)gb4288已將用電量、用水量指標(biāo)列入了其考核的主要指標(biāo)。 另外，為了引導(dǎo) 消費(fèi)和指導(dǎo)洗衣機(jī)制造企業(yè)的設(shè)計(jì)和制造，新國標(biāo)gb4288等洗凈比、用電量、用 水量、噪聲、含水率、壽命這 6個(gè)主要性能指標(biāo)進(jìn)行分等級(jí)考核，即以上 6個(gè)指 標(biāo)分別分為a、b、g d4個(gè)級(jí)別。消費(fèi)者可根據(jù)自己的需要選擇不同級(jí)別的產(chǎn)品。結(jié)束語通過本系統(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)利用了西門子 plc的特點(diǎn)，對(duì)按鈕、電磁閥、開關(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)洗衣過程的自動(dòng)化。由于每遍的洗滌，排水,脫水的時(shí)間由plc內(nèi)計(jì)數(shù)器控制，所以只要改變計(jì)數(shù)器參

36、數(shù)就可以改變時(shí)間。 可以 把上面設(shè)定的程序時(shí)間定下來，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衣物 輕洗輕甩的羊毛類衣物以及通用的標(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@次設(shè)計(jì)為我們打開了以后面向?qū)嶋H應(yīng)用的大門，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)。參考文獻(xiàn)1 王鶯.工業(yè)可編程控制器的現(xiàn)狀與發(fā)

37、展趨勢j.北京：航天技術(shù)與民品 1999, 5: 30.2 潘元明.國內(nèi)外全自動(dòng)洗衣機(jī)現(xiàn)狀j.家電大視野，2003, 11: 92.3 吳中俊主編.可編程控制器原理及應(yīng)用m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.28-29.4 吳存宏.淺談plcft全自動(dòng)洗衣機(jī)中運(yùn)用j.家用電器科技，2000,4:52-54.5 蔣金周.全自動(dòng)洗衣機(jī)的plc智能控制j.北京：機(jī)電一體化，2004, 5:83-85.6 吳中俊.可編程序控制器原理及應(yīng)用m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.29-34.7 王永華.電氣控制及plc應(yīng)用技術(shù)m.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.80-96.8 許謬.電氣控制與plc空

38、制技術(shù)m.北京：.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.153-154.9 殷洪義.可編程控制器選擇設(shè)計(jì)與維護(hù)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.24-49.10 羅宇航.流行plc實(shí)用程序及設(shè)計(jì)m.西安電子科技大學(xué)出版社，2006.271.11 許謬.電氣控制與plc控制技術(shù)m.北京：.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.218.12 許謬、王淑英.電氣控制與plc控制技術(shù)m.北京：.機(jī)械工業(yè)出版社， 2005.211-213.13 袁亮.s7-200 plc實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書m.綿陽：綿陽師范學(xué)院出版社，2009.2-3.14 中國制冷與暖通空調(diào)信息網(wǎng)，洗衣機(jī)迎來科技時(shí)代.電子文獻(xiàn)類標(biāo)識(shí)/載體類型表示.致謝通過這次設(shè)計(jì)

39、，我們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的理論，自動(dòng)控制原理及應(yīng)用有了進(jìn)一步認(rèn) 識(shí)，對(duì)自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)有了一定了解。總之，這次設(shè)計(jì)為我們打開了以后面 向?qū)嶋H應(yīng)用的大門，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)。它好比一 個(gè)燈塔，為我們指明了遠(yuǎn)行的航向；好比一顆啟明星，為我們指明了前進(jìn)的道路。短暫的畢業(yè)設(shè)計(jì)就這樣在緊張有序中度過了。衷心的感謝老師在這次設(shè)計(jì)過 程中的精心指導(dǎo)，他在每一個(gè)階段都認(rèn)真的教導(dǎo)和耐心的講解，使我能順利的走 到現(xiàn)在。為了使自己能夠全方位的發(fā)展，更好的適應(yīng)這個(gè)日新月異的社會(huì)，在這幾學(xué) 年中，我兢兢業(yè)業(yè)，努力學(xué)習(xí)，嚴(yán)格要求自己，不斷的提高自己各方面的素質(zhì)， 爭取在人生的道路上更好的實(shí)現(xiàn)社會(huì)價(jià)值，人生價(jià)值和自我價(jià)值！本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們每個(gè)學(xué)生在校三年來所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐技術(shù)所進(jìn)