電氣自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)-- 基于plc的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題目：基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng) </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　專 業(yè)：電氣自動(dòng)化 </p>&l

2、t;p>　　班 級(jí)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　完成時(shí)間： </b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　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(shì)。全自動(dòng)洗衣

3、機(jī)的產(chǎn)生極大的方便了人們的生活。洗衣機(jī)是國(guó)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(guó)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。縱觀洗衣機(jī)市場(chǎng)，高效節(jié)能、省水、省電、環(huán)保型洗衣機(jī)一直在市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位。</p><p>　　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：可靠性高，耗電少，適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行速度快，壽命長(zhǎng)

4、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)按鈕,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

5、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。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；自動(dòng)；定時(shí)；控制</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Along with the social economy dev

6、elopment and the science and technology level enhancement, the family electric appliance entire automation becomes the inevitable development tendency. Entire automatic washer production enormous convenience people's

7、 life. The washer is the domestic electrical appliances industry does not only hit the profession which the price fights, passes through several year steady development, the domestically produced washer regardless of in

8、quality or in function all with</p><p>　　Keywords: PLC; control; delay;entire automatic</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　緒論········&#

9、183;····································

10、···············1</p><p>　　1 概述·················

11、;····································

12、83;···2</p><p>　　1.1 PLC控制特點(diǎn)···························&#

13、183;·····················2</p><p>　　1.2 控制系統(tǒng)框圖·········&#

14、183;····································

15、··2</p><p>　　1.3 控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)備及功能····························&

16、#183;·········3</p><p>　　1.4 控制系統(tǒng)原理·····················&

17、#183;··························3</p><p>　　2 硬件電路的設(shè)計(jì)····&

18、#183;····································

19、;······4</p><p>　　2.1 PLC的選擇·························

20、;··························4</p><p>　　2.1.1 I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)····&#

21、183;····································

22、·····4</p><p>　　2.1.2 I/O存儲(chǔ)器容量的估算·························

23、;·············4</p><p>　　2.1.3 CPU功能與結(jié)構(gòu)的選擇················

24、3;·····················5</p><p>　　2.2 PLC外部接線圖·········&#

25、183;····································

26、5</p><p>　　2.3洗衣機(jī)示意圖·······························&

27、#183;················6</p><p>　　3 軟件設(shè)計(jì)···············

28、;····································

29、83;··7</p><p>　　3.1 I/O分配表····························

30、83;·····················7</p><p>　　3.1.1 輸入地址分配表·········

31、··································7</p><

32、;p>　　3.1.2 輸出地址分配表·································&

33、#183;·········7</p><p>　　3.1.3 內(nèi)部元件地址分配表····················&#

34、183;··················7</p><p>　　3.2系統(tǒng)流程圖············

35、3;····································&#

36、183;8</p><p>　　3.2.1強(qiáng)制停止流程圖······························

37、··············8</p><p>　　3.2.2 正常運(yùn)行流程圖················

38、83;··························9</p><p>　　3.3程序設(shè)計(jì)·····

39、····································

40、3;·········10</p><p>　　3.3.1 PLC控制順序功能圖····················

41、83;··················11</p><p>　　3.3.2系統(tǒng)梯形圖············&#

42、183;··································11</p>

43、<p>　　3.3.3系統(tǒng)指令語句表································

44、83;··········13</p><p>　　4 程序運(yùn)行過程分析····················&#

45、183;·······················14</p><p>　　5 系統(tǒng)仿真········

46、;····································

47、83;·······15</p><p>　　6 模擬硬件連接·······················

48、3;························17</p><p>　　7 全自動(dòng)洗衣機(jī)的展望······&#

49、183;···································18<

50、/p><p>　　結(jié)束語·································

51、·······················20</p><p>　　參考文獻(xiàn)·········

52、;····································

53、83;········21</p><p>　　致謝·······················

54、3;··································22</p>

55、<p>　　附錄··································

56、83;·······················23</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　在洗衣機(jī)控制方面，在

57、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。[1]PLC的優(yōu)點(diǎn)是：可靠性高，耗電少，適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行速度快，壽命長(zhǎng)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。[

58、2]</p><p>　　PLC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]<

59、;/p><p>　　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)按鈕,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

60、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]</p><p>　　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，我對(duì)此次設(shè)計(jì)的PLC控制要求設(shè)計(jì)如下：</p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)控制要求是能實(shí)現(xiàn)“正常運(yùn)行

61、”和“強(qiáng)制停止”兩種控制要求。</p><p>　　[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)。</p><p>　　[2]洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停兩秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒。</p><p>　　[3]如此循環(huán)5次，總共320秒開始排水。</p><p>　　[4]水位下降到低水位時(shí)開始脫水并繼續(xù)排水，脫

62、水30秒。</p><p>　　[5]開始清洗，重復(fù)（1）到（4），清洗兩遍。</p><p>　　[6]清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)。</p><p>　　[7]若按下排水按扭可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。</p><p>　　[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。</p><p><b>　　

63、1概述</b></p><p>　　1.1 PLC控制特點(diǎn)</p><p>　　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)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＂一

64、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(jiǎn)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(chǎng)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。</p><p>　　1.2 控制系統(tǒng)框圖</p>

65、<p>　　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)按鈕,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

66、圖1-1。</p><p>　　圖1-1控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　1.3控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)備及功能</p><p>　　根據(jù)控制過程中的進(jìn)水、洗滌、脫水、報(bào)警等控制要求，對(duì)控制所需的外部設(shè)備初步設(shè)計(jì)如表1-1</p><p>　　表1-1對(duì)應(yīng)設(shè)備及功能表</p><p><b>　　1.4控制系統(tǒng)原理&l

67、t;/b></p><p>　　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，洗衣時(shí)，洗滌電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，脫水時(shí)，脫水桶啟動(dòng)。</p><p><b>　　2 硬件電路的設(shè)計(jì)<

68、;/b></p><p><b>　　2.1PLC的選擇</b></p><p>　　2.1.1 I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)</p><p>　　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

69、出元件要占用一個(gè)輸入輸出點(diǎn)?？紤]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20%—30%的備用量。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. </p><p>　　表2-1I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　2.1.2 I/O存儲(chǔ)器容量的估算</p><p>　　PLC常用的內(nèi)存有EPROM、EEPROM和帶鋰電池供電的RAM。一般

70、微型和小型PLC的存儲(chǔ)容量是固定的，介于1—2KB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：</p><p>　　開關(guān)量輸入元件：10—20B/點(diǎn)</p><p>　　開關(guān)量輸出元件：5—10B/點(diǎn)</p><p>　　定時(shí)

71、器/計(jì)數(shù)器：2B/個(gè)</p><p>　　模擬量：100—150B/個(gè)</p><p>　　通信接口：一個(gè)接口一般需要300B以上[8]</p><p>　　根據(jù)上面算出的總字節(jié)數(shù)再考慮增加25%左右的備用量，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，

72、考慮余量后需要內(nèi)存370B。</p><p>　　2.1.3 CPU功能與結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　PLC的功能日益強(qiáng)大，一般PLC都具有開關(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、在線編程和離線編程的選擇。全自

73、動(dòng)洗衣機(jī)控制所要求的控制功能簡(jiǎn)單，小型PLC就能滿足要求了。</p><p>　　該控制系統(tǒng)CPU模塊可采用CPU-224（AC/DC/繼電器）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。</p><p>　　綜上所述

74、此次設(shè)計(jì)選用西門子S7-200型PLC。</p><p>　　2.2 PLC外部接線圖</p><p>　　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。</p><p>　　圖2-1PLC外部接線圖</p><p><b>　　

75、2.3洗衣機(jī)示意圖</b></p><p>　　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]</p><p>　　圖2-2洗衣機(jī)

76、示意圖</p><p><b>　　3 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 I/O分配表</p><p>　　3.1.1 輸入地址分配表</p><p>　　列出全自動(dòng)洗衣機(jī)的輸入分配表，見表3-1。</p><p>　　表3-1輸入地址分配表</p><p>　

77、　3.1.2 輸出地址分配表</p><p>　　列出全自動(dòng)洗衣機(jī)的輸出分配表，見表3-2。</p><p>　　表3-2輸出地址分配表</p><p>　　3.1.3 內(nèi)部元件地址分配表</p><p>　　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。</

78、p><p>　　表3-3內(nèi)部地址分配表</p><p><b>　　3.2系統(tǒng)流程圖</b></p><p>　　3.2.1強(qiáng)制停止流程圖</p><p>　　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

79、實(shí)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。</p><p>　　圖3-1強(qiáng)制停止流程圖</p><p>　　3.2.2正常運(yùn)行流程圖</p><p>　　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

80、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)的正常運(yùn)行工作流程圖見圖3-2。</p><p>　　圖3-2正常運(yùn)行流程圖</p><p><b>　　3.3程序設(shè)計(jì)</

81、b></p><p>　　3.3.1 PLC控制順序功能圖</p><p>　　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。</p><p>　　圖3-3 PLC控制狀態(tài)流程圖</p><p>　　

82、3.3.2系統(tǒng)梯形圖</p><p><b>　　一、梯形圖的特點(diǎn)</b></p><p>　　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)斷

83、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仿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。</p><p>　　梯形圖中的基本編程元素有觸點(diǎn)、線圈和方框。</p><p>　　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。</p><p>

84、;　　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)。</p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p><b>　　二、梯形圖

85、繪制原則</b></p><p>　　(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。</p><p>　　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</p><p><b>　　點(diǎn)，應(yīng)直接連接。</b&g

86、t;</p><p>　　(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。 </p><p>　　(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，則語句增多，程序變長(zhǎng)。</p><p>　　(4) 在每個(gè)邏輯行中，并聯(lián)觸點(diǎn)多的支路應(yīng)放

87、在左邊。如果將并聯(lián)觸點(diǎn)多的支路放右邊，則語句增多，程序變長(zhǎng)。</p><p>　　(5) 梯形圖中，不允許一個(gè)觸點(diǎn)上有雙向“電流”通過。</p><p>　　(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PLC很有意義。</p><p>　　(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)

88、的輸入設(shè)備為常開狀態(tài)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。</p><p><b>　　三、系統(tǒng)梯形圖</b></p><p>　　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)）中的控制狀態(tài)流程圖，現(xiàn)

89、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(cè)試。</p><p>　　系統(tǒng)梯形圖如下圖3-4到圖3-6。</p><p>　　圖3-5

90、系統(tǒng)體形圖b</p><p>　　圖3-6系統(tǒng)梯形圖c</p><p>　　3.3.3系統(tǒng)指令語句表</p><p>　　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。</p><p>　　4 程序運(yùn)行過程分析</p><p><b>　　4.1洗衣機(jī)進(jìn)水<

91、/b></p><p>　　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，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)。</p><p><b>　　4.2正反轉(zhuǎn)洗衣</b></p>

92、<p>　　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)。</

93、p><p><b>　　4.3大循環(huán)洗衣</b></p><p>　　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)

94、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)。</p><p><b>　　4.4強(qiáng)制停止</b></p><p>　　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)脫水按鈕，I0.6閉合，Q0.1、

95、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。</p><p><b>　　5 系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　S7-200仿真軟件簡(jiǎn)介：</p><p>　　(1) S7-200仿真軟件是S7-200系列PLC專用仿真軟件，無

96、需安裝，下載后執(zhí)行S7-200.EXE即可進(jìn)入?？梢栽跊]有PLC的情況下，對(duì)PLC程序進(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(cè)試軟件。</p><p>　　(2) 執(zhí)行S7-200.EXE后其窗口如圖5-1</p><p>　　圖5-1執(zhí)行S7-200.EXE后窗口圖</p><p>　　執(zhí)行圖中菜

97、單命令“配置”→“CPU型號(hào)”，在CPU型號(hào)對(duì)話框中可選擇自己對(duì)應(yīng)的CPU型號(hào)。用戶還可以修改CPU的網(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運(yùn)行狀態(tài)和I/O點(diǎn)的狀態(tài)，燈亮為1，燈滅為0。CPU224的右邊空白方框是擴(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對(duì)應(yīng)的14個(gè)輸入

98、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面板上的模擬LED燈對(duì)應(yīng)滅，亮。</p><p>　　開關(guān)面板下方的SMB28,SMB29是兩個(gè)直線電位器，分別是CPU224的兩個(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。</p><p>　　(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

99、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(cè)試。</p><p>　　(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模式開始仿真測(cè)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)行狀態(tài)，“數(shù)據(jù)塊”查看V區(qū)存儲(chǔ)器對(duì)應(yīng)

100、的值，“內(nèi)存監(jiān)視”來監(jiān)控V、T、C、M等內(nèi)部變量的值</p><p>　　(5) 另外，仿真軟件還有讀取CPU和擴(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]</p><p><b>　　系統(tǒng)程序仿真：</b></p><p>　　將第3節(jié)中在STEP7-Micro/WIN中編寫好的程序編譯并導(dǎo)

101、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(cè)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。</p><p><b>　　6 模擬硬件連接</b></p><p>　　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，此次設(shè)計(jì)不能進(jìn)行完全的實(shí)

102、物連接，只能用簡(jiǎn)單的元件進(jìn)行模擬連接。具體的模擬元件如下：</p><p>　　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。</p><p>　　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，

103、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。</p><p>　　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。</p><p>　　7 全自動(dòng)洗衣機(jī)的展望</p><p>　　洗衣機(jī)是國(guó)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(guó)產(chǎn)

104、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。縱觀省會(huì)的洗衣機(jī)市場(chǎng)，高效節(jié)能、省水、省電、環(huán)保型洗衣機(jī)一直在市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位。 </p><p>　　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(zhǎng)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(chǎng)和消費(fèi)者的最愛。 </p><p>　　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

105、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。 </p><p>　　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)者的需求。 </p><p>　　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)更是人們趨之若騖的首選。 </p><p>　　大容量和微型化：大容量洗衣

106、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(chǎng)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。 </p><p>　　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

107、需求，開創(chuàng)了健康洗滌新概念，深受消費(fèi)者的喜愛，組合化的另一個(gè)體現(xiàn)就是把洗滌、漂洗、脫水和烘干功能集于一身。 </p><p>　　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(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，開發(fā)新型的產(chǎn)品是競(jìng)爭(zhēng)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。</p><p>　　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、

108、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。 </p><p>　　節(jié)電、節(jié)水是今后我國(guó)家用電動(dòng)洗衣機(jī)發(fā)展的主流。目前，我國(guó)正在修訂的國(guó)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)

109、制造企業(yè)的設(shè)計(jì)和制造，新國(guó)標(biāo)GB4288將洗凈比、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、C、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。 </p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　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

110、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。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。</p><p>　　

111、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?，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)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p&

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114、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.</p><p>　　[8] 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，2005.153-154.</p><p>　　[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.</p><p>　　[10] 羅宇航.流

115、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.</p><p>　　[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.</p><p>　　[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.</p><p>　　[13] 袁亮.S7-

116、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.</p><p>　　[14] 中國(guó)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 .</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　通過這次設(shè)計(jì)，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)

117、有了一定了解?？傊?，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。</p><p>　　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。</p><p>　　為了使自己能夠全

118、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(zhēng)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!</p><p>　　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)行的一次綜合性的全面考察；培養(yǎng)了我們運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；它還為我們了解一般機(jī)械工程設(shè)計(jì)的基本思想打下良好的基礎(chǔ)；在設(shè)計(jì)方案的擬定,設(shè)計(jì)資

119、料的收集,手冊(cè)，國(guó)標(biāo)選用，設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用,零部件及總體裝配圖的繪制等方面，有一次較全面的鍛煉。對(duì)我們進(jìn)入社會(huì)具備一定獨(dú)立工作能力起了良好的作用,能較好的適應(yīng)工作。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在老師的精心指導(dǎo)下，同組人員的相互幫助下，完成了課程設(shè)計(jì)任務(wù)，同時(shí)，在老師和組員身上我學(xué)到了很多實(shí)用的知識(shí)，在此特別表示感謝！</p><p>　　最后