PLC控制全自動洗衣機(jī)畢業(yè)論文

1、畢 業(yè) 論 文PLC控制全自動洗衣機(jī) 姓 名：陳建羽 指導(dǎo)教師：劉麗萍 專 業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù) 班 級：09班 學(xué) 號： 10020911摘 要自從全自動洗衣機(jī)誕生以來，其內(nèi)部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進(jìn)。設(shè)計方法也開始多種多樣，從而使全自動洗衣機(jī)顯得更加智能化?？删幊炭刂破?PLC)以微處理器為核心，普遍采用依據(jù)繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣原理圖編制的梯形圖語言進(jìn)行程序設(shè)計，編程容易，功能擴(kuò)展方便，修改靈活,而且結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)。西門子可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴(kuò)充設(shè)備，有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備更是符合全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求與特點。本文選擇西門子

2、可編程控制器S7-200為核心部件，著重進(jìn)行硬件接口設(shè)計，利用梯形圖和語句表進(jìn)行編程，實現(xiàn)了全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的自動化。關(guān)鍵詞： PLC；交通控制；自動化目 錄摘 要2第一章前言41.1課題背景41.2控制全自動洗衣機(jī)的研究意義41.3本文的主要工作5第二章可編程程序控制器（PLC）72.1 PLC概述72.1.1 PLC的發(fā)展歷程72.1.2 PLC的發(fā)展趨勢82.1.3 PLC的應(yīng)用92.2 PLC的硬件結(jié)構(gòu)102.3 PLC的工作原理112.4本章小結(jié)12第3章 系統(tǒng)設(shè)計133.1程序控制要求133.2硬件設(shè)計133.2.1 PLC的選型133.2.2 PLC的地址分配143.2.3

3、PLC的接線形式153.3 系統(tǒng)程序設(shè)計163.3.1系統(tǒng)的梯形圖163.3.2語句表203.3 本章小結(jié)22第4章 系統(tǒng)檢測與調(diào)試234.1檢測與調(diào)試234.2本章小結(jié)23結(jié) 論24致 謝25參考文獻(xiàn)26附錄 S7-200PLC的CPU的I/O規(guī)范27附錄 S7-200PLC的CPU的輸入規(guī)范28附錄 S7-200PLC的CPU的輸出規(guī)范29第一章 前言1.1課題背景全自動洗衣機(jī)就是將洗衣的全過程(泡浸-洗滌-漂洗-脫水)預(yù)先設(shè)定好N個程序,洗衣時選擇其中一個程序,打開水龍頭和啟動洗衣機(jī)開關(guān)后洗衣的全過程就會自動完成,洗衣完成時由蜂鳴器發(fā)出響聲。目前市場上出售的全自動洗衣機(jī)大體分為三類。發(fā)明

4、最早的是前置式側(cè)開門滾筒式洗衣機(jī)，這種洗衣機(jī)是歐洲發(fā)明的，擅長洗滌真絲、棉毛等面料，不纏繞無磨損，在洗滌時保證衣物不受損害，而且有良好的加溫措施。但也有它不好的一面，由于不纏繞無磨損洗滌方式等因素，這種洗衣機(jī)洗滌時間長、洗凈度差、用水用電量大，是其它洗衣機(jī)的幾倍，尤其是采用了不銹鋼內(nèi)筒，產(chǎn)生的噪音較大。這種洗衣機(jī)適用于生活水平較高，穿著大體以真絲、純毛、棉毛之類較高檔的面料為主，而且更換衣服較勤的家庭。發(fā)明最晚的洗衣機(jī)是亞洲人發(fā)明的波輪上開門洗衣機(jī)。市場上有多種品牌，如“小天鵝”、“海棠”、“榮事達(dá)”等，這種洗衣機(jī)的特點是洗滌時間短，用水量小，洗凈度高，是滾筒式的很多倍，由于內(nèi)筒是塑料材料制成

5、，噪音小，而且上開蓋，能使洗滌液反復(fù)利用，價格也比較經(jīng)濟(jì)。這種洗衣機(jī)適用于居住在綠化較差，空氣塵埃量較大，平均每2至3天換一次衣服的家庭，主要以洗凈度為主，服裝面料以化纖、腈綸為主。另外一種是美洲人發(fā)明的“攪拌式”洗衣機(jī)，由于美洲風(fēng)沙比較大，人們主要穿著牛仔服裝之類粗厚面料的服裝，所以他們適用攪拌式洗衣機(jī)，這種洗衣機(jī)洗凈度非常高，是波輪式洗衣機(jī)的十幾倍，但由于洗凈度和磨損率成正比，所以很損傷衣物，這種洗衣機(jī)市場上很少見。1.2控制全自動洗衣機(jī)的研究意義控制全自動洗衣機(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)語依然是繼電器一類術(shù)語，大部分與繼電器觸頭的連接相對應(yīng)，使電控人員一目了然控

6、制使用簡單，他的已經(jīng)做好，輸入輸出信號可直接連接，非常方便，而輸出口具有一定驅(qū)動能力，其輸出觸頭容易達(dá)是專門應(yīng)用手工業(yè)現(xiàn)場自動控制裝置，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，只需改變的內(nèi)部，驚醒重新編程而無需對外圍進(jìn)行重新改動從這些方面突出了使用控制全自動洗衣機(jī)的優(yōu)越性1.3本文的主要工作 第一章，回顧全自動洗衣機(jī)的歷史，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，采用可編程程序控制器來代替中間繼電器和過程控制的微型機(jī)，設(shè)計開發(fā)全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)，才會滿足穩(wěn)定可靠的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)需求。第二章，敘述了可編程程序控制器的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用的歷程，通過論述可編程程序控制器的各種優(yōu)點、 卓越性能、結(jié)構(gòu)、原理，有一個感

7、性的總體認(rèn)識。第三章，結(jié)合全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求，進(jìn)行硬件、程序設(shè)計，從主要部件的選擇、流程的分析、程序思路的產(chǎn)生來完成本次設(shè)計任務(wù)。第四章，通過對系統(tǒng)的調(diào)試和檢測，再進(jìn)行系統(tǒng)性梳理，將隱藏的不足之處加以修正和完善，確保系統(tǒng)能順利運行。第二章可編程程序控制器（PLC）2.1 PLC概述可編程序控制器（Programmabie Logic Controller,縮寫PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機(jī)、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置?？删幊绦蚩刂破魇请S著技術(shù)的進(jìn)步與現(xiàn)代社會生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種.小批量生產(chǎn)的需要，生產(chǎn).發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置。PLC從

8、1969年問世以來，雖然至今還不到40年，但由于其具有通用靈活的控制性能.簡單方便的使用性能，可以適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的可靠性，因此在工業(yè)自動化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。有人將它與數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)工業(yè)機(jī)械人技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)的四大支柱?？删幊绦蚩刂破髟谖覈陌l(fā)展與應(yīng)用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。隨著全球一體化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，努力發(fā)展可編程序控制器在我國的大規(guī)模應(yīng)用，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器技術(shù)，應(yīng)該是廣大技術(shù)人員努力的方向。2.1.1 PLC的發(fā)展歷程在可編程控制器出現(xiàn)前，在

9、工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導(dǎo)地位，應(yīng)用廣泛。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點，特別是其接線復(fù)雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。1968年美國通用汽車公司（G.M）為了適應(yīng)汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。于是就設(shè)想將計算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活、通用性好等優(yōu)點與電器控制系統(tǒng)簡單易懂、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，制成一種通用控制裝置，而且這種裝置采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”進(jìn)行編程，使不熟悉計算機(jī)的人也能很快掌握使用。

10、1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)美國通用汽車公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺可編程控制器，并在通用汽車公司的自動裝配線上試用，取得很好的效果。從此這項技術(shù)迅速發(fā)展起來。早期的可編程控制器僅有邏輯運算、定時、計數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller ）。隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)70年代中期微處理器技術(shù)應(yīng)用到PLC中，使PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。20世紀(jì)80年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，16位和3

11、2位微處理器應(yīng)用于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強(qiáng)，同時可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使PLC真正成為具有邏輯控制、過程控制、運動控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實的多功能控制器。PLC的發(fā)展過程大致可以分為如下幾個階段：19701980年：PLC的結(jié)構(gòu)定型階段。在這一階段，由于PLC剛誕生，各種類型的順序控制器不斷出現(xiàn)（如邏輯電路型、1位機(jī)型、通用計算機(jī)型、單板機(jī)型等），但迅速被淘汰。最終以微處理器為核心的現(xiàn)有PLC結(jié)構(gòu)形成，取得了市場的認(rèn)可，得以迅速發(fā)展.推廣。PLC的原理、結(jié)構(gòu)、

12、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機(jī)床、生產(chǎn)線擴(kuò)展。19801990年：PLC的普及階段。在這一階段，PLC的生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，價格不斷下降，PLC被迅速普及。各PLC生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的價格.品種開始系列化，并且形成了固定I/O點型、基本單元加擴(kuò)展塊型、模塊化結(jié)構(gòu)型這三種延續(xù)至今的基本結(jié)構(gòu)模型。PLC的應(yīng)用范圍開始向順序控制的全部領(lǐng)域擴(kuò)展。比如三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有F.F1.F2小型PLC系列產(chǎn)品,K/A系列中、大型PLC產(chǎn)品等。19902000年，PLC的高性能與小型化階段。在這一階段，隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，PLC的功能日益增強(qiáng)，PLC的CPU運算速

13、度大幅度上升、位數(shù)不斷增加，使得適用于各種特殊控制的功能模塊不斷被開發(fā)，PLC的應(yīng)用范圍由單一的順序控制向現(xiàn)場控制拓展。此外，PLC的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化PLC。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有FX小型PLC系列產(chǎn)品，AIS/A2US/Q2A系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。2000年至今：PLC的高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段。在本階段，為了適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展與工廠自動化的需要，PLC的各種功能不斷進(jìn)步。一方面，PLC在繼續(xù)提高CPU運算速度，位數(shù)的同時，開發(fā)了適用于過程控制，運動控制的特殊功能與模塊，使PLC的應(yīng)用范圍開始涉及工業(yè)自動化的全部領(lǐng)域。與此同時，PLC的網(wǎng)絡(luò)與通信功能得到迅速發(fā)展，PLC

14、不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入/輸出設(shè)備，還可以通過各種總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，為工廠自動化奠定了基礎(chǔ)。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有FX小型PLC系列產(chǎn)品（包括最新的FX3u系列產(chǎn)品），Qn,QnPH系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。2.1.2 PLC的發(fā)展趨勢從當(dāng)前產(chǎn)品技術(shù)性能來看，PLC發(fā)展趨勢仍然主要體現(xiàn)在體積的縮小與性能的提高兩大方面。體積小型化。電子產(chǎn)品體積的小型化是微電子技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果?，F(xiàn)代PLC無論從內(nèi)部元件組成還是硬件、軟件結(jié)構(gòu)都已經(jīng)與早期的PLC有了很大的不同，PLC體積被大幅度縮小。性能的提高。PLC的性能主要包括CPU性能與I/O性能兩大方面?？删幊绦蚩刂破髟谖覈陌l(fā)展?fàn)顩r如下： (1

15、) 我國可編程序控制器的發(fā)展與國際上的發(fā)展有所不同，國際上可編程序控制器的發(fā)展是從研制、開發(fā)、生產(chǎn)到應(yīng)用，而我國則是從成套設(shè)備引進(jìn)、可編程序控制器引進(jìn)應(yīng)用、消化移植、合資生產(chǎn)到廣泛應(yīng)用。大致可劃分為下述三個階段： 可編程序控制器的初級認(rèn)識階段（70 年代后期到 80 年代初期）國際上可編程序控制器的發(fā)展，首先引起了國內(nèi)工程技術(shù)界的極大興趣，所以我國對可編程序控制器的認(rèn)識始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套設(shè)備引進(jìn)中，當(dāng)時的上海寶鋼一期工程中有多項工程引進(jìn)了十幾種機(jī)型約 200 多臺可編程序控制器。這些可編程序控制器用于原料碼頭到高爐、軋鋼、鋼管等整個鋼鐵冶煉以及加工生產(chǎn)線上，取代了傳統(tǒng)

16、的繼電器邏輯系統(tǒng)，并部分取代了模擬量控制和小型 DDC 系統(tǒng)。繼寶鋼一期工程后，國內(nèi)許多廠家陸續(xù)引進(jìn)的設(shè)備和生產(chǎn)線大都配備了可編程序控制器，其應(yīng)用范圍包括電站、石油化工、汽車制造、港口和碼頭等各領(lǐng)域。正是在成套設(shè)備引進(jìn)過程中，我們打開了眼界，了解認(rèn)識了可編程序控制器，這也促進(jìn)了可編程序控制器在我國的發(fā)展?？删幊绦蚩刂破鞯囊M(jìn)應(yīng)用和消化移植階段（80 年代初期到90年代初期）80年代初期開始，隨著我國改革開放的不斷深入，在成套設(shè)備引進(jìn)的同時，國外原裝的可編程序控制器開始涌入國內(nèi)市場。許多部門和單位相繼引進(jìn)可編程序控制器并自己設(shè)計組成控制系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍也擴(kuò)大到建材、輕工、煤炭、水處理、食品、制藥

17、、造紙、橡膠和精細(xì)化工等工業(yè)領(lǐng)域。 可編程序控制器的廣泛發(fā)展階段（90 年代初期到現(xiàn)在） 進(jìn)入90年代，我國的可編程序控制器進(jìn)入了廣泛發(fā)展階段，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(2) 政府重視可編程序控制器的發(fā)展得到了政府的高度重視，在當(dāng)時機(jī)械電子工業(yè)部的領(lǐng)導(dǎo)下，于 1991 年成立了可編程序控制器行業(yè)協(xié)會。可編程序控制器行業(yè)協(xié)會在政府和企事業(yè)之間起到了橋梁作用，溝通了情況，為做出決策提供了依據(jù)。同時可編程序控制器的標(biāo)準(zhǔn)化工作也受到了有關(guān)部門的重視，于 1993 年成立了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，為我國可編程序控制器的進(jìn)一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。2.1.3 PLC的應(yīng)用1 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域PLC的初期

18、由于其價格高于繼電器控制裝置，使得其應(yīng)用受到限制。但最近十多年來，PLC的應(yīng)用面越來越廣，其主要原因是：一方面由于微處理器芯片幾有關(guān)元件的價格大大下降，使得PLC的成本下降；另一方面PLC的功能大大增強(qiáng)，它也能解決復(fù)雜的計算和通信問題。目前PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。PLC的應(yīng)用范圍通?？煞殖梢韵?種類型：（1）順序控制 這是PLC應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，也是最適合PLC使用的領(lǐng)域。它用來取代傳統(tǒng)的 繼電器順序控制。PLC應(yīng)用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、生產(chǎn)自動線控制等。例如：注塑機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、切紙機(jī)械、組合

19、機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。(2)運動控制 PLC制造商目前已提供了拖動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，在多數(shù)情況下，PLC把描述目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動一軸或數(shù)據(jù)到目標(biāo)位置。每個軸移動時，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)奈恢煤图铀俣?，確保運動平滑。（3）過程控制 PLC還能控制大量的過程參數(shù)，例如：溫度、流量、壓力、液位和速度。PID模塊提供了使PLC具有閉環(huán)控制的功能，即一個具有PID控制能力的PLC可用于過程控制。當(dāng)過程控制中某個變量出現(xiàn)偏差時，PID控制算法會計算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定植上。（4）數(shù)據(jù)處理 在機(jī)械加工中，PLC作為主要的控制和管理

20、系統(tǒng)用于CNC和NC系統(tǒng)中，可以完成大量的數(shù)據(jù)處理工作。（5）通信網(wǎng)絡(luò) PLC的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I/O之間的通信、多臺PLC之間的通信、PLC和其他智能控制設(shè)備（如計算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置）之間的通信。PLC與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。2 PLC在我國的應(yīng)用 雖然我國在PLC生產(chǎn)方面比較弱，但在PLC應(yīng)用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品，年銷售額30多億人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。  在我國，一般按I/O點數(shù)將PLC分為以下級別（但不絕對，國外分類有些區(qū)別）：  微型：32 I/O 小型：25

21、6 I/O 中型：1024 I/O 大型：4096 I/O 巨型：8192 I/O 在我國應(yīng)用的PLC系統(tǒng)中，I/O64點以下PLC銷售額占整個PLC的47%，64點256點的占31%，合計占整個PLC銷售額的78%。2.2 PLC的硬件結(jié)構(gòu)PLC 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。中央處理

22、單元(CPU)是PLC 的控制中樞，它按照PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲器I/O以及警戒定時器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)PLC 投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行直到停止運行。圖2-1 PLC的結(jié)構(gòu)圖2.3 PLC的工作原理PLC的CPU則

23、采用順序邏輯掃描用戶程序的運行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(包括其常開或常閉觸點)不會立即動作，必須等掃描到該觸點時才會動作?？紤]到繼電器控制裝置各類觸點的動作時間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶程序的時間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計算機(jī)的運行方式-掃描技術(shù)。這樣在對于I/O響應(yīng)要求不高的場合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。當(dāng)PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)

24、行上述三個階段。1輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。2用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏

25、輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。3輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。PLC的掃描工作過程如圖2-2、圖2-3所示 用戶輸出設(shè)備輸入端子輸入鎖存器輸入映象寄存器輸出映象寄存器輸出鎖存器輸出端子程序執(zhí)行用戶輸入設(shè)備寫讀讀 圖2-2 PLC的掃描工作過程圖輸入刷新 程序執(zhí)行輸出刷新一個掃描周期輸入刷新 圖2-3 PLC的掃描周期圖2

26、.4本章小結(jié)本章介紹的是PLC的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用，通過這些基礎(chǔ)知識，更好地理解PLC的控制，基于PLC在全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)上應(yīng)用這一范疇，使下一步PLC的程序設(shè)計開發(fā)和實際需要有機(jī)地融合在一起。第3章 系統(tǒng)設(shè)計3.1程序控制要求水位控制：高水位中水位進(jìn)水低水位進(jìn)水.程序選擇：全程序簡易程序（）全程序過程：（循環(huán)次）進(jìn)水洗滌（正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，停，次）排水（）脫水（）停止（）簡易程序：（循環(huán)次）進(jìn)水洗滌（正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，停，次）排水（）脫水（）停止3.2硬件設(shè)計3.2.1PLC的選型從上面的分析可以知道，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點1個，開關(guān)量輸出點7個，如果選用CPU222 / PLC，也需要擴(kuò)展單元 PLC

27、，參照西門子S7-200系列特性（見附錄），選用主機(jī)為CPU224（14 輸入/10繼電器輸出）。其外形圖3-4如下： 圖3-4 CPU224外形圖輸入電路采用了雙向光電耦合器，24V DC極性可任意選擇， 1M、2M為輸入端子的公共端。1L、2L為輸出公共端。CPU224另有24V、280mA電源供PLC輸入點使用。3.2.2 PLC的地址分配 列出全自動洗衣機(jī)PLC的輸入/輸出點分配表，見表3-2。 定時器 T=PT×S; 定時實際時間=設(shè)定值×精度1ms: T32,T96 10ms: T33T36, T97T100 100ms: T37T63, T101T255啟動進(jìn)

28、水水位（高）排水水位（中）電機(jī)正轉(zhuǎn)水位（低）電機(jī)反轉(zhuǎn)全程序脫水簡易程序表3-2 分配表3.2.3 PLC的接線形式圖3-4 PLC控制接線圖3.3 系統(tǒng)程序設(shè)計3.3.1系統(tǒng)的梯形圖3.3.2語句表NETWORK 1     /開始洗滌/開始洗滌，M0.1為洗滌狀態(tài)；M0.2為每次洗滌（共四次）的狀態(tài)；M0.3為進(jìn)水閥控制；LD   I0.0AN   C2AN   I0.1=     M0.1NETWORK 2     /進(jìn)水閥控制/ /進(jìn)水閥控制/ LD   M0.1EULD   I

29、0.5EUOLDO     M0.3AN   M0.2=     M0.3NETWORK 3LD   I0.2AN   I0.6LD   I0.3AN   I0.7OLDLD   I0.4AN   I1.0OLDA     M0.3=     Q0.1NETWORK 4LD   Q0.1EDTON   T37, +20NETWORK 5LD   T37O     M0.2AN   C1A

30、     M0.1=     M0.2NETWORK 6     /正轉(zhuǎn)及脫水控制/正轉(zhuǎn)及脫水控制LD   M0.2AN   T38AN   Q0.3A     M0.1LD   I0.5AN   T40AN   Q0.3A     M0.1OLDLD   I1.2AN   M0.1OLD=     Q0.2NETWORK 7LD   M0.2AN   T39TON  

31、; T38, +300NETWORK 8     /反轉(zhuǎn)控制/反轉(zhuǎn)控制LD   T38AN   T39AN   I0.5A     M0.1=     Q0.3NETWORK 9LD   Q0.3TON   T39, +300NETWORK 10LD   T39EDLD   T40EDCTU   C1, +5NETWORK 11     /出水閥控制/出水閥控制LD   C1LD   I1.1AN   M0

32、.1OLD=     Q0.4NETWORK 12     /脫水計時/脫水計時LD   I0.5TON   T40, +300NETWORK 13     /洗滌和漂洗計數(shù)/洗滌和漂洗計數(shù)LD   M0.2EDLDN   M0.1CTU   C2, +3NETWORK 14     /報警輸出/報警輸出LD   M0.1TOF   T30, +30NETWORK 15LDN   M0.1A     T30=

33、60;   Q0.53.3 本章小結(jié)本章介紹S7-200系列PLC全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計,關(guān)鍵是系統(tǒng)總體設(shè)計,核心則是控制程序設(shè)計。重點要掌握PLC系統(tǒng)設(shè)計的基本原則和設(shè)計的一般流程,要有一個整體的概念。在滿足控制要求、環(huán)境要求和性價比等條件下，合理選擇PLC的機(jī)型和硬件配置，正確地進(jìn)行估算，合理選擇輸入/輸出模塊，完成PLC的硬件與軟件的設(shè)計。通過這次可編程控制器的課程設(shè)計，終于發(fā)現(xiàn)腦海里有了工程的思想。以前單方面的學(xué)習(xí)了電子硬件知識和軟件知識。有人說只懂硬件，那是一個技術(shù)員，只懂軟件的，那是程序員。系統(tǒng)結(jié)合，要軟硬兼施，才能具備一個工程師綜合素質(zhì)。第4章 系統(tǒng)檢測與調(diào)試4

34、.1檢測與調(diào)試大體思路流程如下：1、硬件調(diào)試：硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)、基本測試儀器（萬用表、示波器等），檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行。靜態(tài)調(diào)試 靜態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)未工作時的一種硬件檢測。 第一步：目測。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點。 第二步：用萬用表測試。先用萬用表復(fù)核目測中有疑問的連接點，再檢測各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。 第三步：加電檢測。給板加電，檢測所有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值 第四步：是聯(lián)機(jī)檢查。因為只有用可編程控制器開發(fā)系統(tǒng)才能完成對用戶系統(tǒng)的調(diào)試。 動態(tài)調(diào)試 動態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶

35、系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯誤等的一種硬件檢查。動態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。 由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時，與該元件無關(guān)的 器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個局部的電路上。當(dāng)各塊電路無故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，在對各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試。由分到合的調(diào)試既告完成。 由近及遠(yuǎn)是將信號流經(jīng)的各器件按照距離可編程控制器的邏輯距離進(jìn)行由近及遠(yuǎn)的分層，然后分層調(diào)試。調(diào)試時，仍采用去掉無關(guān)元件的方法，逐層調(diào)試下去，就會定位故障元件了。2、軟件調(diào)試： 軟件調(diào)試是通過對擁護(hù)程序的匯編、連接、執(zhí)

36、行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯誤與邏輯錯誤并加以排除糾正的過程。程序后，編輯，查看程序是否有邏輯的錯誤。如果出現(xiàn)故障，應(yīng)返回編程環(huán)境，檢查梯形圖的錯誤并修改程序再進(jìn)行調(diào)試，如此反復(fù)直到調(diào)試成功。 4.2本章小結(jié)系統(tǒng)的檢測與調(diào)試是一個很枯燥無味的過程，要求一步一腳印地嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致進(jìn)行，才能將想當(dāng)然而引致錯誤的地方找出來并改正。結(jié) 論全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計,我覺得這個課題是很容易的。當(dāng)真正做起來的時候，還是覺得有點困難的，有些東西以前學(xué)了，但現(xiàn)在用起來可能又有點疑問。就如畫電氣原理圖，整體的構(gòu)造腦海里都有一個整體的概念。而你要畫出來的話，你可能會遇到細(xì)節(jié)上的問題，比如說按鈕開關(guān)的方向是怎樣，以及怎么劃

37、分區(qū)域等。遇到這些問題的時候都能讓你主動去翻書，復(fù)習(xí)這些陌生的知識。我認(rèn)為這是一種最好的學(xué)習(xí)方法通過實踐去檢驗自己的知識。這個只有你自己投入進(jìn)去你才能發(fā)現(xiàn)自己知識點的欠缺。做為一名機(jī)電專業(yè)的學(xué)生對電器原理圖的了解更應(yīng)該有深刻的認(rèn)識，知道它的重要性。要能看的懂，給你一張電氣原理圖，你要能夠?qū)懗鎏菪螆D。查找資料也是一件繁瑣的事情，雖說網(wǎng)上有資料但要找到一些真正有用的資料也不是一件容易的事，需要耐心查找。在程序設(shè)計過程中，我對以前的編程方法做了歸納，之前我習(xí)慣用功能流程寫程序，遇到難點的時候習(xí)慣翻書，對照例子提取點精華。現(xiàn)在能靈活運用經(jīng)驗設(shè)計法、電氣原理圖設(shè)計法、順序控制設(shè)計法。特別多順序控制設(shè)計有

38、了一定的了解。這里面最經(jīng)典我認(rèn)為是單序列的編程方法、選擇序列的編程方法和并行序列的編程方法這個三個是很值得研究的，也是一種格式。只要你能熟悉掌握，靈活應(yīng)用的話，那么編程對你來說將變的非常容易。一個流程圖無論多么復(fù)雜，都可以拆分上面的形式，然后就可以利用上面的方法編程了。當(dāng)然對于簡單的流程也可以用順序設(shè)計。這種方法也是一種固定的格式，只要按照它的格式就可以寫出正確的程序，它的優(yōu)點可以說易懂，條理清晰。但結(jié)構(gòu)多。對于活動步多的設(shè)計我想用這個設(shè)計比較煩瑣。更加體會到PLC的可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，.通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便等優(yōu)點。更加熟悉了西門子編程軟件使用方法與各種基本指令。這次的課程設(shè)計

39、使我把可編程控制器的理論知識用在實踐中，實現(xiàn)了理論和實踐相結(jié)合，從中更懂得理論是實踐的基礎(chǔ)，實踐又能檢驗理論的正確性，讓我受益非淺， 對我以后工作中遇到問題或者繼續(xù)學(xué)習(xí)將會產(chǎn)生巨大的幫助和影響。致 謝本論文從1月份開題以來，到目前為止已經(jīng)有快3個月的時間了，這次畢業(yè)設(shè)計中，雖然都沒太多的經(jīng)驗，但是在老師的指導(dǎo)下，同學(xué)鼓勵、幫助下，相互奮勉，最終圓滿的完成了設(shè)計任務(wù)。在整個過程當(dāng)中，有許多人給了我啟發(fā)和幫助，在畢業(yè)論文完成之際，我要在此表達(dá)對他們最誠摯的感謝。首先，最需要感謝的人是我的指導(dǎo)老師。老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從選題到查閱資料，方案可行的確定和論文綱領(lǐng)細(xì)節(jié)的修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。每一次的批評和教育，使我受益非淺，值此論文完成之際,謹(jǐn)向老師再一次向她致以衷心的謝意，感謝她為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍,以及學(xué)習(xí)上的耐心細(xì)致幫助!最后我還要感謝我的同學(xué)與朋友，他們也給我很大的幫助，給我提供了不少的建議，讓我少走了許多的彎路。參考文獻(xiàn)1 王曙光. S7-200PLC應(yīng)用基礎(chǔ)與實例. 人民郵電出版社, 20072 嚴(yán)盈富.西門子S7-200PLC入門.人民郵電出版社,