【正文】 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書　　　　　　河南理工大學(xué)　　　本科畢業(yè)設(shè)計（論文）　　　　題目：基于PLC的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計　 　　　　　　　　　　　　　學(xué) 院：xxxxxxxx　專業(yè)班級：xxxxx　　　姓 名：xxxxx 　　學(xué) 號：xxxxx　　指導(dǎo)教師：xxxxx　2012 年 06月06日　　　　　　　摘 要　　　隨著科技日新月異，人民生活水平不斷提高，消費者對家庭電器自動化的需求不斷加大，其中全自動洗衣機占很重要的位置?？傮w看來，高效節(jié)能、節(jié)水以及環(huán)保的全自動洗衣機一直在市場上占主導(dǎo)地位。　　　傳統(tǒng)的洗衣機采用繼電器控制，而大多數(shù)繼電器的優(yōu)點是裝置結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、抗干擾能力強，但其容易損壞，產(chǎn)生噪音，耗能大。PLC的優(yōu)點是：可靠性高，耗電少，適應(yīng)性強，運行速度快，壽命長，為了進一步提高全自動洗衣機的功能和性能，避免傳統(tǒng)控制的一些弊端，就提出了用PLC來控制全自動洗衣機這個課題?！　”驹O(shè)計采用西門子公司的S7200系列的PLC作為核心控制部件，利用其特點，對按鈕、電磁閥、開關(guān)等其他一些輸入/輸出點進行控制，實現(xiàn)了洗衣機洗衣過程的自動化。本文對全自動洗衣機的控制系統(tǒng)進行了分析，進行了流程圖和梯形圖的設(shè)計，并進行仿真測試。為了能更直觀的顯示出整個自動控制過程，本設(shè)計運用組態(tài)王軟件建立了一個全自動洗衣機的監(jiān)控系統(tǒng)畫面。　　　　　　關(guān)鍵詞：PLC； 全自動洗衣機； 組態(tài)王 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Abstract 　　　 Along with the development of the science and technology, people39。s standard of living rises ceaselessly, and the demand of household appliances increases, in which full automatic washing machine occupies a very important , full automatic washing machine with high efficiency and energy saving, water conservation and environmental protection in the market has been held the dominant position.　　　The traditional washing machine use relay control, most of the relays have the advantages of simple structure, price cheap device and strong antiinterference ability, but they are easy to be damaged, produce noise, and consume huge amount of energy. The characteristics of PLC are high reliability, less consumption, strong adaptability, fast operation and long life. This design used the Siemens S7200 PLC as the key control ponents. According to its characteristics, it controlled the button, solenoid valve, switch, or some other input/output point,while realizing the automation of washing machine. In this paper, the automatic washing machine control system was analyzed, the flow chart and ladder diagram were designed. In order to show the automatic control process more intuitively, the design used King view to establish a picture of the full automatic washing machine control system. 　　　　　　Key words: PLC。 full automatic washing machine。 King view　　　目錄　　　　1 緒論 1　 1　 1　 2　　2 系統(tǒng)總體分析 4　　 4　 全自動洗衣機的設(shè)備控制要求 5　3硬件設(shè)計 6　 6　　 7　　 繼電器 10　 PLC的選型 11　　 I/O儲存器容量的估算 11　 CPU的選型 12　　　 PLC的外圍接線圖設(shè)計 12　 系統(tǒng)資源分配 13　　 輸入地址分配 13　　　 輸出地址分配 14　　　 內(nèi)部元件地址分配 15　　4 軟件設(shè)計 16　 編程軟件 16　　 程序流程圖設(shè)計 17　　 PLC控制順序功能圖設(shè)計 19　　　 梯形圖編寫 20　　 梯形圖重點程序段落分析 22　　5 系統(tǒng)仿真 28　 S7200 28　 仿真測試 29　　 30　　6 組態(tài)界面的設(shè)計 32　 組態(tài)王 32　 監(jiān)控系統(tǒng)功能要求 35　　　 新建一個工程 35　 監(jiān)控界面設(shè)計 36　　 運行和調(diào)試 39　　7 總結(jié)與展望 42　　　 總結(jié) 42　 展望 43　　致謝 44　　參考文獻 45　附錄一 SIMATIC S7200 CPU主要性能指標(biāo) 46　　附錄二 畫面命令語言 47　　　附錄三 系統(tǒng)指令語句表 49　　　　　　　　　　　　　　　　　　52　　　　1 緒論　　　　洗衣機是人們?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)用洗衣機的研究，工業(yè)洗衣機適用于洗滌棉、毛、化纖、絲綢等衣物織品。水磨洗滌機可用于服裝廠水洗牛仔服及絲綢等衣物。工業(yè)用洗衣機適用于賓館、飯店、醫(yī)院、學(xué)校、工廠等領(lǐng)域，滿足大容量的洗衣要求。傳統(tǒng)的基于繼電器的控制，已經(jīng)不能滿足人們對洗衣機的自動化程度的要求了。洗衣機需要更好地滿足人們的需求，必須借助于自動化技術(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洗衣機對自動化的要求，并且控制方式靈活多樣，控制模式可以根據(jù)不同場合的應(yīng)用而有所不同。自動化技術(shù)的飛速發(fā)展使得洗衣機由初始的半自動式洗衣機發(fā)展到現(xiàn)在的全自動洗衣機，又正在向智能化洗衣機方向發(fā)展。 　　從古到今，洗衣服都是一項難于逃避的家務(wù)勞動，在洗衣機出現(xiàn)以前，這項勞動并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣、手搓、腳踩、棒擊、沖刷、摔打。這些不斷重復(fù)的簡單的體力勞動，留給人的感受常常是辛苦勞累。世界上第一臺洗衣機于1858年誕生，但這臺洗衣機使用費力，且損傷衣服，因而沒被廣泛使用，但這卻標(biāo)志了用機器洗衣的開端。1874年,“手洗時代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)，美國人發(fā)明了木制手搖洗衣機。1880年，美國發(fā)明了蒸氣洗衣機，蒸氣動力開始取代人力。蒸汽洗衣機之后，水力洗衣機、內(nèi)燃機洗衣機也相繼出現(xiàn)。1910年，美國試制成功世界上第一臺電動洗衣機，電動洗衣機的問世，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動自動化的開端。1922年，美國改造了洗衣機的洗滌結(jié)構(gòu)，把拖動式改為攪拌式，使洗衣機的結(jié)構(gòu)固定下來，這也就是第一臺攪拌式洗衣機的誕生。1932年，美國研制成功第一臺前裝式滾筒洗衣機。1955年，在引進英國噴流式洗衣機的基礎(chǔ)之上，日本研制出獨具風(fēng)格、并流行至今的波輪式洗衣機。70年代后期，微電腦控制的全自動洗衣機出現(xiàn)引領(lǐng)新的發(fā)展方向，讓人耳目一新。90年代，由于電動機調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機實現(xiàn)了較寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機。　全自動洗衣機的特點是能自動完成洗滌，漂洗和脫水的轉(zhuǎn)換，整個過程不需要人工操作。這類洗衣機均采用套筒式結(jié)構(gòu)，其進水，排水都采用電磁閥，由程序控制器按人們預(yù)先設(shè)計好的程序不斷發(fā)出指令，驅(qū)動各執(zhí)行器件動作，整個洗衣過程自動完成，所用的程序控制器可分為電動機驅(qū)動式和單片機式。從控制方式的發(fā)展階段上分，全自動洗衣機可分為兩大類：　第一類：電動控制洗衣機，它的程序控制器由電動元件組成?！〉诙悾弘娔X控制洗衣機，它的程序控制器由微型計算機組成。電動控制全自動洗衣機是較早出現(xiàn)的自動控制類家用電器，其產(chǎn)品類型還屬于傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品，是自動控制的初級階段。隨著計算機及微電子技術(shù)的發(fā)展，自動控制系統(tǒng)正在逐步實現(xiàn)硬件化。因此，電動控制洗衣機將逐步退出家電舞臺?！∪詣酉匆聶C從結(jié)構(gòu)上分有波輪式、攪拌式、滾筒式。目前,國內(nèi)市場上銷售的大都是波輪式和滾筒式，供應(yīng)最多的是波輪式洗衣機。波輪式洗衣機的特點是洗凈率高,但對衣服的磨損很大,隨著人們生活水平不斷地提高，絲綢,毛料,羊毛等大量走進普通家庭,廠商又適時地推出了滾筒洗衣機,它最大的優(yōu)點是磨損率小,但洗凈率比波輪式低,價格高?！　　∠匆聶C產(chǎn)品可以分三類：普通型、半自動型和全自動型。普通型和半自動型洗衣機，都需要人為參與操作，才能完成洗衣、甩干、排水全過程；而全自動洗衣機在整個洗滌、甩干、排水過程中，無需人為操作和監(jiān)控?！鴥?nèi)外洗衣機品牌有海爾、小天鵝、榮事達、松下、惠而浦水仙、LG熊貓、西門子、日立好用。　　　本設(shè)計是基于PLC的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計，采用西門子公司的S7200系列的PLC作為核心控制部件，利用其特點，對按鈕、電磁閥、開關(guān)等其他一些輸入/輸出點進行控制，實現(xiàn)洗衣機洗衣過程的自動化。首先需要對全自動洗衣機的控制系統(tǒng)進行分析，進行流程圖和梯形圖的設(shè)計，并進行仿真測試。為了能更直觀的顯示出整個自動控制過程，本設(shè)計運用組態(tài)王軟件建立一個全自動洗衣機的監(jiān)控系統(tǒng)畫面?！”疚牡恼n題源于市場上的洗衣機產(chǎn)品。傳統(tǒng)的洗衣機采用繼電器控制，而大多數(shù)繼電器的優(yōu)點是裝置結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、抗干擾能力強，但其容易損壞，產(chǎn)生噪音，耗能大。也有采用單片機控制的洗衣機，單片機系統(tǒng)的特點是結(jié)構(gòu)簡單，處理速度快，但其對環(huán)境的適應(yīng)能力較低，可靠性差，采用匯編語言或者是C語言，這些高級語言和PLC語言相比難以學(xué)習(xí)，而且功能單一，只具有使用中所需要的功能，硬件較為復(fù)雜。PLC系統(tǒng)的優(yōu)點是：可靠性高，耗電少，適應(yīng)性強，運行速度快。　　　為了進一步提高全自動洗衣機的功能和性能，為了避免傳統(tǒng)控制和單片機控制的一些弊端，就提出了用PLC來控制全自動洗衣機這個課題。 PLC具有以下優(yōu)點：　　（1）可靠性高，抗干擾能力強。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。　　?。?）配套齊全，功能完善，適用性強。PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合?！。?）編程簡單。PLC的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在它采用了獨特的，多種面向廣大工程設(shè)計人員的編程語言如指令表，梯形圖，邏輯功能圖，順序功能圖等，程序簡潔、明了，適合各類技術(shù)人員的傳統(tǒng)習(xí)慣，即使是沒有計算機知識的人員也很容易掌握，特別是梯形圖與邏輯功能圖，形象直觀，動態(tài)監(jiān)測效果逼真，且與計算機控制容易連接，深受工程技術(shù)人員歡迎。?。?）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造。PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合?！　　。?）體積小，重量輕，能耗低。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備?！　∪詣酉匆聶C采用PLC控制系統(tǒng)將大大提高工作效率，和適應(yīng)工作環(huán)境的能力。它是整體模塊，集中了驅(qū)動電路、檢測電路、保護電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運用中硬件也相對簡單，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語言也相對簡單。其次，它能實現(xiàn)脫機手動工作，聯(lián)機自動就地工作，上機控制的單周期運行方式，自動啟動、自動停機控制方式。　　　　　　　　　　　2 系統(tǒng)總體分析　　　全自動洗衣機的工作原理：全自動洗衣機的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安放的，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水用。內(nèi)桶的周圍有許多小孔，使內(nèi)桶和外桶的水流相通，洗衣機的進水和排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進水時通過控制系統(tǒng)將進水閥打開，經(jīng)進水管將水注入到外桶。排水時，通過控制系統(tǒng)將排水電磁閥打開，將水由外桶排到機外。洗滌正