plc全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹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)行組態(tài)監(jiān)控的全自動(dòng)洗衣機(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，繼電器，開關(guān)，變頻器等其它一些輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行

2、控制，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過程的自動(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，所以只要改變計(jì)數(shù)器參數(shù)就可以改變時(shí)間。具有智能化程度高、安全可靠、方便、靈活等特點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；全自動(dòng)洗衣機(jī)；變頻器；繼電器</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</

3、b></p><p><b>　　目 錄I</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 選題的背景意義1</p><p>　　1.2 洗衣機(jī)的發(fā)展歷史2</p><p>　　1.3 自動(dòng)控制的應(yīng)用領(lǐng)域4</p&g

4、t;<p>　　1.4 本次畢設(shè)主要研究的內(nèi)容4</p><p>　　2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介5</p><p>　　2.2 控制系統(tǒng)的組成5</p><p>　　3 硬件的理論與設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1 硬件設(shè)計(jì)7</p>

5、<p>　　3.2 可編程序控制器9</p><p>　　3.2.1 可編程控制器的基本概念與基本結(jié)構(gòu)9</p><p>　　3.2.2 可編程控制器的基本特點(diǎn)10</p><p>　　3.2.3 S7-200系列PLC11</p><p>　　3.2.4 PLC接線圖12</p><p>　　3.

6、2.5 開關(guān)量I/O模塊的選擇13</p><p>　　3.2.6 可編程序控制器I/O分配表16</p><p>　　3.3 繼電器19</p><p>　　3.3.1 繼電器簡(jiǎn)介19</p><p>　　3.3.2 繼電器組的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)的功能19</p><p>　　3.4 變頻器的使用及參數(shù)設(shè)定20&

7、lt;/p><p><b>　　4 程序設(shè)計(jì)22</b></p><p>　　4.1 T型圖程序設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.1.1 程序流程圖22</p><p>　　4.1.2 梯形圖重點(diǎn)程序段落分析22</p><p>　　5 系統(tǒng)檢測(cè)與調(diào)試26</p><p&

8、gt;　　5.1檢測(cè)與調(diào)試26</p><p><b>　　致 謝28</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p>　　附錄１ S7-200PLC的CPU的I/O規(guī)范31</p><p>　　附錄Ⅱ 程序清單32</p><p>&l

9、t;b>　　緒論</b></p><p>　　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)的應(yīng)用價(jià)值，包括目前的應(yīng)用范 圍及發(fā)展的前景。</p><p><b>　　選題的背景意義</b></p><p>　　洗衣機(jī)是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊环N家電，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的家用電

10、器。在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也十分廣泛，本課題在于工業(yè)用洗衣機(jī)的研究，工業(yè)洗衣機(jī)適用于洗滌棉、毛、化纖、絲綢等衣物織品。水磨洗滌機(jī)可用于服裝廠水洗牛仔服及絲綢等衣物。工業(yè)用洗衣機(jī)適用于賓館、飯店、醫(yī)院、學(xué)校、工廠等領(lǐng)域，滿足大容量的洗衣要求。但是傳統(tǒng)的基于繼電器的控制，已經(jīng)不能滿足人們對(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，就能很好地滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)

11、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。</p><p>　　工業(yè)洗衣機(jī)主要特點(diǎn)：　　</p><p>　　⑴ 工業(yè)洗衣機(jī)采用臥室滾筒型,工業(yè)洗衣機(jī)的內(nèi)外筒均采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼板精制而成,平整光亮,耐腐蝕,對(duì)織物的磨損小且無損傷,機(jī)器使用壽命長(zhǎng)；　

12、　</p><p>　　⑵ 工業(yè)洗衣機(jī)內(nèi)筒門蓋均裝有不銹鋼安全鎖緊機(jī)構(gòu),外筒門蓋上設(shè)有電器互鎖裝置,運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠；　　</p><p>　?、?工業(yè)洗衣機(jī)采用三角膠帶傳動(dòng),振動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、經(jīng)久耐用。</p><p>　?、?工業(yè)洗衣機(jī)專業(yè)用于服裝廠，水洗廠，賓館，酒店，醫(yī)院，工礦企業(yè)等。</p><p><b>　　洗衣機(jī)的發(fā)展歷

13、史</b></p><p>　　從古到今，洗衣服都是一項(xiàng)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，它并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣，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。 </p><p>　　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)明者是美國人比爾·布萊克斯。布萊克斯的

14、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)過程開始大大加快。 </p><p>　　1880年，美國又出現(xiàn)了蒸汽洗衣機(jī)，蒸汽動(dòng)力開始取代人力。 </p><p>　　之后，水力洗衣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。到1911年，美國試制成功世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)

15、。電動(dòng)洗衣機(jī)的問世，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開端。</p><p>　　電動(dòng)洗衣機(jī)幾經(jīng)完善，在1922年迎來一種嶄新的洗衣方式“攪拌式”。攪拌式洗衣機(jī)由美國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10年之后，美國本德克斯航空公司宣布，他們研制

16、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)在歐美國家仍得到廣泛應(yīng)用。 </p><p>　　隨著工業(yè)化的加速，世界各國也加快了洗衣機(jī)研制的步伐。首先由英國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。</p><p>

17、;　　1955年，在引進(jìn)英國噴流式洗衣機(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。 </p><p>　　20世紀(jì)60年代以后，洗衣機(jī)在一些發(fā)達(dá)國家的消費(fèi)市場(chǎng)開始形成系列，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)

18、。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。</p><p><

19、;b>　　自動(dòng)控制的應(yīng)用領(lǐng)域</b></p><p>　　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，可編程控制器簡(jiǎn)稱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。</p>

20、;<p>　　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。</p><p>　　在發(fā)達(dá)的工業(yè)國家，PLC已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在我國有越來越多的行業(yè)領(lǐng)域開始應(yīng)用到PLC。PLC的應(yīng)用領(lǐng)域主要有數(shù)字量邏輯控制

21、、運(yùn)動(dòng)控制、閉環(huán)過程控制、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)等幾個(gè)方面。</p><p>　　本次畢設(shè)主要研究的內(nèi)容</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是利用西門子S7-200PLC對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)控制，掌握STEP7-Micro/KINGVIEW組態(tài)王的組態(tài)理論和組態(tài)方法，制作整個(gè)洗衣過程監(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。</p><p><b>　　系統(tǒng)的總體

22、設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本章節(jié)落將介紹所設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)整體結(jié)構(gòu)，給出控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的框圖，并附文字說。介紹流程、工作方式及工作特點(diǎn)。</p><p><b>　　洗衣機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)是以工業(yè)使用為目的，在一些工業(yè)環(huán)境下，洗衣機(jī)的工作強(qiáng)度要比家用洗衣機(jī)大得多。要想在相

23、對(duì)惡劣的條件下長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，就需要洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定耐用，從而達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)收益。但是，對(duì)于控制系統(tǒng)來說，能達(dá)到如此的地步，就需要相當(dāng)?shù)募夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這樣來說，成本就將大幅度提高。 作為工業(yè)用途的洗衣機(jī)，其過高的成本可以憑借其出色的性能所帶來的經(jīng)濟(jì)效益來彌補(bǔ)。</p><p>　　可編程序控制器是一種能夠適應(yīng)多種工業(yè)環(huán)境的控制裝置，其穩(wěn)定的性能受到廣大工業(yè)生產(chǎn)者的好評(píng)。這種控制系統(tǒng)具有極高的可靠性和靈活性。應(yīng)

24、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。在性能價(jià)格比不斷提高的同時(shí)，它所帶來的成果越來越明顯。</p><p>　　綜上，本次設(shè)計(jì)的工業(yè)用途洗衣機(jī)控制系統(tǒng)將由PLC可編程序控制器來作為主要組成部分。</p><p><b>　　控制系統(tǒng)的組成<

25、;/b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)主要是以可編程序邏輯控制器所輸出的離散型指令為指令源。通過這些數(shù)字信號(hào)的輸出以及其他控制電路的受控行為來指揮供電電路給電動(dòng)機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)了對(duì)洗衣機(jī)的控制。</p><p>　　控制電路的組成主要包括：可編程序控制器、繼電器組和連接電路（變頻器）。其中，繼電器為主要執(zhí)行模塊，PLC所發(fā)出的數(shù)字指令控制繼電器線圈，而繼電器的開合直接控制電源電

26、路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制。另外，變頻器只是作為演示時(shí)增強(qiáng)效果的連接裝置，在電路中控制洗滌時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速，不作為必要裝置。</p><p>　　圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　在圖2.1中可以看出，對(duì)供電電路的控制是本次設(shè)計(jì)的最終目的，也就是說，繼電器的開合為控制電路的主要?jiǎng)幼鳌ＤM洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)是滿足工業(yè)380V三相電源的交流異步電動(dòng)機(jī)，要想改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向只需調(diào)換其中的任意兩相

27、。這就是繼電器組的主要功能。</p><p><b>　　硬件的理論與設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　硬件設(shè)計(jì)</b></p>

28、<p>　　硬件設(shè)計(jì)的整體思路就是通過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3.1：</p><p><b>　　圖3.1</b></p><p>　　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

29、通過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。所以，在演示時(shí)轉(zhuǎn)速會(huì)和洗滌漂洗有所區(qū)別。</p><p><b>　　可編程序控制器</b></p><p>　　可編程控制器的基本概念與基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　隨著微

30、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。</p><p>　?、?可編程控制器的基本概念</p><p>　　國際電工委員會(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，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控

31、制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。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)。</p><p>　?、?可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程裝置組成，如圖1-1所示。PLC的特殊功能模塊用來完成某些特殊的任務(wù)。</p><p>　　圖3.2可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)圖<

32、/p><p><b>　　⑴ CPU模塊</b></p><p>　　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)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　⑵ I/O模塊</b></p>

33、<p>　　輸入（Input）模塊和輸出（Output）模塊簡(jiǎn)稱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。</p><p><b>　?、?編程器</b></p><p>　　編程器用來生成用戶程序，并用它進(jìn)行編輯、檢查、修改和監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，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)

34、。</p><p>　　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)不同編程語言之間的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后通過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。</p><p><b>　?、?電源</b></p><p>　　PLC一般使用AC 220V電源或DC 24V電源。內(nèi)部的開關(guān)

35、電源為各種模塊提供不同電壓等級(jí)的直流電源。</p><p>　　可編程控制器的基本特點(diǎn)</p><p>　　可編程控制器具有編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)大、性價(jià)比高、硬件配套齊全，用戶使用方便、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、體積小、能耗低等特點(diǎn)。</p><p>　　S7-200系列PLC</p>

36、<p>　　西門子公司的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。</p><p>　　S7-200的可靠性非常高，可以用語句表、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

37、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。</p><p>　　S7-200提供了近10種通訊方式以滿足不同的應(yīng)用需求，從RS-485通信/編程接口通訊到自由口模式通訊，從PPI協(xié)議通訊到MPI協(xié)議通訊，從簡(jiǎn)單的S7-200之間的通訊到S7-200通過Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)通訊，甚至到S7-200通過以太網(wǎng)通訊。在網(wǎng)絡(luò)需求已日益成為必要的今天，強(qiáng)大的通訊無疑會(huì)使S7-200為更多用戶服務(wù)。&l

38、t;/p><p><b>　　PLC接線圖</b></p><p><b>　　圖3.2</b></p><p>　　開關(guān)量I/O模塊的選擇</p><p>　?、?開關(guān)量輸入模塊的選擇</p><p>　　開關(guān)量輸入模塊是用來接收現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的開關(guān)信號(hào)，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部接

39、受的低電壓信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)、外信號(hào)的電氣隔離。</p><p>　　開關(guān)量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流／直流輸入三種類型。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)和周圍環(huán)境因素等。直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短，還可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設(shè)備連接；交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。 </p><p>　　開關(guān)量輸入模塊的輸入信號(hào)的電壓等級(jí)有：直流5V、12V、

40、24V、48V、60V等；交流110V、220V等。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來考慮。一般5V、12V、24V用于傳輸距離較近場(chǎng)合，如5V輸入模塊最遠(yuǎn)不得超過10米。距離較遠(yuǎn)的應(yīng)選用輸入電壓等級(jí)較高的模塊。</p><p>　　開關(guān)量輸入模塊主要有匯點(diǎn)式和分組式兩種接線方式，即匯點(diǎn)式和分組式。匯點(diǎn)式的開關(guān)量輸入模塊所有輸入點(diǎn)共用一個(gè)公共端（COM）；而分組式的開關(guān)量輸入模塊是將輸入點(diǎn)分成若干組

41、，每一組（幾個(gè)輸入點(diǎn)）有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的。分組式的開關(guān)量輸入模塊價(jià)格較匯點(diǎn)式的高，如果輸入信號(hào)之間不需要分隔，一般選用匯點(diǎn)式的。</p><p>　　對(duì)于選用高密度的輸入模塊(如32點(diǎn)、48點(diǎn)等)，應(yīng)考慮該模塊同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)一般不要超過輸入點(diǎn)數(shù)的60％。</p><p>　　為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須考慮輸入門檻電平的大小。門檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn)，具體可參

42、閱PLC說明書。</p><p>　?、?開關(guān)量輸出模塊的選擇</p><p>　　開關(guān)量輸出模塊是將PLC內(nèi)部低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)外部輸出設(shè)備的開關(guān)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)外信號(hào)的電氣隔離。</p><p>　　開關(guān)量輸出模塊有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式。</p><p>　　繼電器輸出的價(jià)格便宜，既可以用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，又可用

43、于直流負(fù)載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降小，同時(shí)承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，但其屬于有觸點(diǎn)元件，動(dòng)作速度較慢（驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，觸點(diǎn)動(dòng)作頻率不得超過1HZ）、壽命較短、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場(chǎng)合。</p><p>　　對(duì)于頻繁通斷的負(fù)載，應(yīng)該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無觸點(diǎn)元件。但晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，而晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。</p><p>

44、　　開關(guān)量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式。 </p><p>　　分組式輸出是幾個(gè)輸出點(diǎn)為一組，一組有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的，可分別用于驅(qū)動(dòng)不同電源的外部輸出設(shè)備；分隔式輸出是每一個(gè)輸出點(diǎn)就有一個(gè)公共端，各輸出點(diǎn)之間相互隔離。選擇時(shí)主要根據(jù)PLC輸出設(shè)備的電源類型和電壓等級(jí)的多少而定。一般整體式PLC既有分組式輸出，也有分隔式輸出。</p><p>　　開關(guān)量輸出模塊的輸出

45、電流(驅(qū)動(dòng)能力)必須大于PLC外接輸出設(shè)備的額定電流。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際輸出設(shè)備的電流大小來選擇輸出模塊的輸出電流。如果實(shí)際輸出設(shè)備的電流較大，輸出模塊無法直接驅(qū)動(dòng)，可增加中間放大環(huán)節(jié)。</p><p>　　選擇開關(guān)量輸出模塊時(shí)，還應(yīng)考慮能同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量。同時(shí)接通輸出設(shè)備的累計(jì)電流值必須小于公共端所允許通過的電流值，如一個(gè)220V／2A的８點(diǎn)輸出模塊，每個(gè)輸出點(diǎn)可承受2A的電流，但輸出公共端允許通過的電流并不是

46、16A(8×2A)，通常要比此值小得多。一般來講，同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不要超出同一公共端輸出點(diǎn)數(shù)的60％。</p><p>　　開關(guān)量輸出模塊的技術(shù)指標(biāo)，它與不同的負(fù)載類型密切相關(guān)，特別是輸出的最大電流。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會(huì)降低，在實(shí)際使用中也應(yīng)注意。</p><p>　　可編程序控制器I/O分配表</p><p>　　表3.1I/O分配表

47、</p><p><b>　　繼電器</b></p><p><b>　　繼電器簡(jiǎn)介</b></p><p>　　繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），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)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路

48、等作用。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，

49、可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。</p><p>　　繼電器組的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，對(duì)繼電器的使用較為突出，原理是利用可編程序控制器的24V直流信號(hào)來控制繼電器線圈，實(shí)現(xiàn)由可控制的按預(yù)定程序?qū)?關(guān)斷的380V三相電源給電動(dòng)機(jī)供電。</p><p>　　本

50、次使用的繼電器模塊由三組三聯(lián)裝共九個(gè)繼電器組成，每組繼電器完成一個(gè)功能?？煞譃椋赫D(zhuǎn)控制組，反轉(zhuǎn)控制組及脫水控制組?？刂凭€圈與PLC的輸出口相連，電動(dòng)機(jī)高壓電源通過變頻器以后與繼電器“常開引腳”相連，公共端接地。它們的開合直接由可編程序控制器輸出的離散信號(hào)控制。即當(dāng)洗衣機(jī)處在洗滌過程要求正轉(zhuǎn)時(shí)，正轉(zhuǎn)控制組閉和，反轉(zhuǎn)及脫水控制組斷開，三相電源按照原始順序接入，電源由變頻器控制頻率后給電動(dòng)機(jī)供電，此時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值；當(dāng)洗衣機(jī)處在

51、洗滌過程要求反轉(zhuǎn)時(shí)，反轉(zhuǎn)控制組閉和，正轉(zhuǎn)及脫水控制組斷開，此時(shí)，三相電源中的兩相已被繼電器互換相接，由于三相異步電動(dòng)機(jī)改變?nèi)我鈨上嚯姶帕叵喾矗娫丛儆勺冾l器控制頻率后給電動(dòng)機(jī)供電，此時(shí)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值；當(dāng)洗衣機(jī)處在脫水過程要求高速正轉(zhuǎn)時(shí)，脫水控制組閉和，正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)控制組斷開，此時(shí)，三相電源按預(yù)定順序接入，電源直接接入電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)按額定轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)。</p><p>　　變頻器的使用及參數(shù)設(shè)定</p

52、><p>　　在本次設(shè)計(jì)中遇到需改變電機(jī)轉(zhuǎn)速及正向反向交替旋轉(zhuǎn)的問題，并且需要實(shí)現(xiàn)在洗衣機(jī)全自動(dòng)的過程中洗滌和脫水的轉(zhuǎn)速變化，這樣就必須運(yùn)用一定的措施來控制電源的出入從而使其顯現(xiàn)出明顯不同的觀察效果。</p><p>　　由于在整個(gè)過程中，變頻器的作用僅為控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，正反向旋轉(zhuǎn)及高速脫水均由繼電器實(shí)現(xiàn)，使得變頻器的參數(shù)設(shè)定不必過于復(fù)雜，運(yùn)用變頻器出廠設(shè)置稍作調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)外部端子的點(diǎn)動(dòng)控

53、制。</p><p>　　表3.2 變頻器參數(shù)設(shè)定</p><p><b>　　程序設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　T型圖程序設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　程序流程圖</b></p><p><b>　　圖4.1</

54、b></p><p>　　梯形圖重點(diǎn)程序段落分析</p><p><b>　　圖4.2</b></p><p><b>　　圖4.3</b></p><p>　　如圖5.2及5.3所示程序段落，vw416和vw412是從組態(tài)軟件中定義的兩個(gè)具有選擇作用的寄存器，當(dāng)其中任意一個(gè)為“1”時(shí)，就將預(yù)

55、設(shè)的參數(shù)“5”“25”或“10”“50”寫入洗滌計(jì)數(shù)器和電機(jī)正反轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)器中。通過這種選擇就實(shí)現(xiàn)了在不重新下載程序的情況下一鍵式選擇強(qiáng)洗弱洗功能。</p><p><b>　　圖4.4</b></p><p><b>　　圖4.5</b></p><p>　　以上圖5.4和5.5為正轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)器和洗滌計(jì)數(shù)器，將由寄存器寫入?yún)?shù)。

56、</p><p><b>　　圖4.6</b></p><p><b>　　圖4.7</b></p><p>　　在洗滌過程中，由T37和T38計(jì)算正反轉(zhuǎn)時(shí)間，既當(dāng)這兩個(gè)計(jì)時(shí)器其中一個(gè)達(dá)到預(yù)定參數(shù)時(shí)，T37或T38啟動(dòng)，接通另一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。也就是說另一方向輸出置位，本旋轉(zhuǎn)方向復(fù)位。當(dāng)達(dá)到預(yù)定洗滌次數(shù)時(shí)，洗滌計(jì)數(shù)器導(dǎo)通，這樣

57、，洗滌完成標(biāo)志位置位，排水閥置位，正轉(zhuǎn)、放轉(zhuǎn)及洗滌標(biāo)志位復(fù)位。</p><p><b>　　圖4.8</b></p><p>　　圖5.8所示為洗滌完成時(shí)，排水閥及進(jìn)水閥的設(shè)置情況。當(dāng)洗滌完成時(shí)，既正反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器達(dá)到設(shè)定值，洗滌完成標(biāo)志位啟動(dòng)，只要是水位達(dá)到下限，M排水閥馬上復(fù)位停止排水。又當(dāng)判斷水位沒有達(dá)到上限時(shí)，M進(jìn)水閥置位，開始進(jìn)水。</p><

58、;p><b>　　5 系統(tǒng)檢測(cè)與調(diào)試</b></p><p><b>　　5.1檢測(cè)與調(diào)試</b></p><p><b>　　大體思路流程如下：</b></p><p>　　1、硬件調(diào)試：硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)、基本測(cè)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)

59、調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行。</p><p><b>　?、凫o態(tài)調(diào)試 </b></p><p>　　靜態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)未工作時(shí)的一種硬件檢測(cè)。 </p><p>　　第一步：目測(cè)。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點(diǎn)。 </p><p>　　第二步：用萬用表測(cè)試。先用萬用表復(fù)核目測(cè)中有疑問的連接點(diǎn)，再檢測(cè)各種電源線與地線

60、之間是否有短路現(xiàn)象。 </p><p>　　第三步：加電檢測(cè)。給板加電，檢測(cè)所有的插座或是器件的電源端是否符合要求的值 </p><p>　　第四步：是聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥杏每删幊炭刂破鏖_發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶系統(tǒng)的調(diào)試。 </p><p><b>　?、趧?dòng)態(tài)調(diào)試 </b></p><p>　　動(dòng)態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況

61、下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查。動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。 </p><p>　　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(shí)，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(gè)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(duì)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

62、成。 </p><p>　　由近及遠(yuǎn)是將信號(hào)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(shí)，仍采用去掉無關(guān)元件的方法，逐層調(diào)試下去，就會(huì)定位故障元件了。</p><p>　　2、軟件調(diào)試： 軟件調(diào)試是通過對(duì)擁護(hù)程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)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(cuò)誤。如果出現(xiàn)故障，應(yīng)返回編程環(huán)

63、境，檢查梯形圖的錯(cuò)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</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過幾月的奮戰(zhàn)我的設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做課程設(shè)計(jì)以前覺得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做課程設(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

64、是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，過去老是覺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)。</p><p>　　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起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理

65、解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。</p><p>　　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)的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(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。</p><p>　　在此要感謝我們的指導(dǎo)

66、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)過程中，我通過網(wǎng)上查閱大量有關(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)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(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)過程中所學(xué)到

67、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。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]、王曙光. S7-200PLC應(yīng)用基礎(chǔ)與實(shí)例. 人民郵電出版社, 2007</p><p>　　[2]、嚴(yán)盈富.西門子S7-200PLC入門.人民郵電出版社, 2007</p><p>　　[3]

68、、龍志文.SIMATIC子S7-200PLC原理及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社, 2007</p><p>　　[4]、劉永華.電氣控制與PLC，北京航空航天大學(xué)出版社, 2007</p><p>　　[5]、羅宇航.流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì)（西門子S7-200PLC系列）.西安電子科技大學(xué)出版社, 2007</p><p>　　[6]、伊宏業(yè). PLC可編程控制器教程.

69、航空工業(yè)出版社, 1997</p><p>　　[7]、劉洪濤，黃海編. PLC應(yīng)用開發(fā)從基礎(chǔ)到實(shí)踐.電子工業(yè)出版社, 2007</p><p>　　[8]、LenzeGmbH&KG.Lenze8210manual. 2000</p><p>　　附錄１ S7-200PLC的CPU的I/O規(guī)范</p><p><b>　　附