【正文】 yword: PLC。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?？v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。南京工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：基于S7200PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 班 級(jí)： 機(jī)電(2)班 學(xué) 號(hào): 200090703215 學(xué)生姓名： 黃鈺凱 指導(dǎo)教師： 孫延永 起迄日期： ～ 2 Graduation Design (Thesis)A full automatic washing machine control system designed which is based on S7200 PLCByHuang YukaiSupervised byLecturer Sun YanyongDepartment of Mechatronic EngineeringNanjing Institute of TechnologyJune, 2013 南京工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）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(shì)。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(shuō)明了PLC控制的原理方法,特點(diǎn)及控制洗衣機(jī)的特色?？梢园焉厦嬖O(shè)定的程序時(shí)間定下來(lái),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(lái)編程。 control。PLC控制具有實(shí)時(shí)性、信號(hào)處理時(shí)間短、速度快、更能滿足各個(gè)領(lǐng)域大、中、小型工業(yè)控制項(xiàng)目，可靠性高，豐富的I/O卡件，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，性價(jià)比高，安裝簡(jiǎn)單，維修方便，PLC控制能在高粉塵、高噪聲、強(qiáng)電磁干擾和溫度變化劇烈的環(huán)境下正常工作。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。蒸汽洗衣機(jī)之后，水力洗衣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。1955年，在引進(jìn)英國(guó)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)。這類洗衣機(jī)均采用套筒式結(jié)構(gòu)，其進(jìn)水，排水都采用電磁閥，由程序控制器按人們預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序不斷發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行器件動(dòng)作，整個(gè)洗衣過(guò)程自動(dòng)完成，所用的程序控制器可分為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式和單片機(jī)式。電動(dòng)控制全自動(dòng)洗衣機(jī)是較早出現(xiàn)的自動(dòng)控制類家用電器，其產(chǎn)品類型還屬于傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品，是自動(dòng)控制的初級(jí)階段。目前,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上銷售的大都是波輪式和滾筒式，供應(yīng)價(jià)格高。 課題研究的目的與意義本課題主要著重于全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，要求洗衣機(jī)能實(shí)現(xiàn)進(jìn)水、洗滌、排水、脫水、報(bào)警，所采用的控制方法操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、維護(hù)與維修方便。在全負(fù)荷運(yùn)載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時(shí)也消耗了大量的電能。 （1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。（3） 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。（5） 體積小，重量輕，能耗低，由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。包括硬件設(shè)計(jì)，PLC的選擇，各硬件模塊的介紹，軟件設(shè)計(jì)，編程方法。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(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。PLC的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在它采用了獨(dú)特的，多種面向廣大工程設(shè)計(jì)人員的編程語(yǔ)言如指令表，梯形圖，邏輯功能圖，順序功能圖等，程序簡(jiǎn)潔、明了，適合各類技術(shù)人員的傳統(tǒng)習(xí)慣，即使是沒(méi)有計(jì)算機(jī)知識(shí)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(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)效果逼真，且與計(jì)算機(jī)控制容易連接，深受工程技術(shù)人員歡迎。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。另外它的編程語(yǔ)言也相對(duì)簡(jiǎn)單。但是，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理速度快。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S7200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(guò)程的自動(dòng)化。正常運(yùn)行方式的具體控制要求如下：將水位能夠通過(guò)水位開關(guān)設(shè)在合適的位置（高、中、低），按下“啟動(dòng)”按鈕，開始進(jìn)水，到達(dá)設(shè)定的水位（高、中、低）后，停止進(jìn)水。然后再進(jìn)水，重復(fù)以上過(guò)程，如此循環(huán)共3次。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(guò)程組成。圖25（a） 全自動(dòng)洗衣機(jī)外部示意圖 圖25（b）全自動(dòng)洗衣機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 圖26 電動(dòng)機(jī)控制線路圖注釋：QS：隔離開關(guān) FU：熔斷器 FR：熱繼電器 KM：交流接觸器 KM1閉合，洗滌電動(dòng)機(jī)正傳洗滌 KM2閉合：洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)洗滌 KM3閉合：脫水電動(dòng)機(jī)脫水第三章 硬件電路的設(shè)計(jì) PLC的選擇 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)。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31表31 I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)表輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)啟動(dòng)按扭進(jìn)水電磁閥停止按扭排水電磁閥水位選擇開關(guān)（高水位）洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器水位選擇開關(guān)（中水位）洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器水位選擇開關(guān)（低水位）脫水桶手動(dòng)排水開關(guān)報(bào)警器手動(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 I/O儲(chǔ)存器容量的估算PLC常用的內(nèi)存有EPROM、EEPROM和帶鋰電池供電的RAM。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：10—20B/點(diǎn)開關(guān)量輸出元件：5—10B/點(diǎn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：2B/個(gè) 模擬量：100—150B/個(gè)通信接口：一個(gè)接口一般需要300B以上根據(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。若該控制系統(tǒng)CPU模塊可采用CPU222模塊，該模塊采用交流220V供電，自帶8個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和6個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，不能完全滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求，需要進(jìn)行模塊擴(kuò)展，不方便。綜上所述此次設(shè)計(jì)選用西門子S7200CPU224（AC/DC/繼電器）模塊型PLC。表42輸出地址分配表輸出地址對(duì)應(yīng)的輸出設(shè)備進(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)繼電器脫水報(bào)警器 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(guò)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43。在自動(dòng)方式下，PLC將運(yùn)行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)（適用于機(jī)械一切都正常的情況下），按照用戶設(shè)定好的程序來(lái)進(jìn)行工作。 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422。畫梯形圖時(shí)，從左母線開始，經(jīng)過(guò)觸點(diǎn)和線圈（或功能方框），終止于右母線。該存儲(chǔ)單元如果為1狀態(tài)，對(duì)應(yīng)編程元件的線圈“通電”，其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，稱該編程元件為l狀態(tài)，或稱該編程元件為ON(接通)。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行的。觸點(diǎn)閉合時(shí)表示能量可以流過(guò)。方框：代表某種特定功能的指令。每個(gè)梯形圖網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)或多個(gè)梯級(jí)組成。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。如果將串聯(lián)觸點(diǎn)多的支路放下方，則語(yǔ)句增多，程序變長(zhǎng)。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(yǔ)句數(shù)量，常將這些邏輯行合并。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(lái)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。（2）設(shè)置與讀取PLC的型號(hào)在對(duì)PLC編程之前，應(yīng)正確地設(shè)置其型號(hào)，以防止創(chuàng)建程序時(shí)發(fā)生編輯錯(cuò)誤。CPU選型對(duì)話框如圖45所示。 圖45 設(shè)置PLC的型號(hào)簡(jiǎn)單的數(shù)字量控制程序一般只有主程序，系統(tǒng)較大、功能復(fù)雜的程序除了主程序外，可能還有子程序、中斷程序。中斷程序的指令也放在獨(dú)立的程序塊中，用來(lái)處理預(yù)先規(guī)定的中斷事件，在中斷事件發(fā)生時(shí)操作系統(tǒng)調(diào)用中斷程序。 梯形圖重點(diǎn)程序段落分析輔助繼電器梯形圖如圖47,48所示。 圖49 進(jìn)水梯形圖如圖49所示程序段落，按下啟動(dòng)按鈕或者脫水完畢（T40定時(shí)時(shí)間到），而且洗衣大循環(huán)未到3次時(shí)，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(、)傳出信號(hào)，T37開始計(jì)時(shí)。T40計(jì)時(shí)時(shí)間到，反洗暫停，T43開始計(jì)時(shí)。當(dāng)水排空后停止排水。第五章 系統(tǒng)仿真 S7200 該仿真軟件可以仿真大量的S7200指令（支持常用的位觸點(diǎn)指令、定時(shí)器指令、計(jì)數(shù)器指令、比較指令、邏輯運(yùn)算指令和大部分的數(shù)學(xué)運(yùn)算指令等，但部分指令如順序控制指令、循環(huán)指令、高速計(jì)數(shù)器指令和通訊指令等尚無(wú)法支持。 圖51 S7200仿真軟件主界面圖中灰色部分為是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。 仿真測(cè)試（1）CPU選型執(zhí)行圖中菜單命令“configuration”→“CPU Type”，在CPU型號(hào)對(duì)話框中選擇自己對(duì)應(yīng)的CPU型號(hào)，CPU224。加載成功后，在仿真軟件中的AWL和KOP觀察窗口中就可以分別觀察到加載的語(yǔ)句表程序和梯形圖程序。531 洗衣機(jī)通電準(zhǔn)備啟動(dòng)532 洗衣機(jī)開始進(jìn)水533 洗衣機(jī)進(jìn)水達(dá)到指定位置后停止進(jìn)水并且洗衣機(jī)正傳534 洗衣機(jī)正傳后停2秒535 洗衣機(jī)開始反轉(zhuǎn)；此后洗衣機(jī)進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)536按下洗衣機(jī)的手動(dòng)脫水按鈕洗衣機(jī)537 按下洗衣機(jī)的急停按鈕（一)仿真界面顯示過(guò)程（以高水位為例）：?jiǎn)螕裘姘逯械陌粹o0后，手動(dòng)復(fù)位；單機(jī)CPU面板上的開關(guān)2使其CPU面板上的模擬LED燈0對(duì)應(yīng)亮，再單擊面板上的開關(guān)7（高水位傳感器）使其CPU面板上的模擬LED燈0熄滅，模擬LED燈2對(duì)應(yīng)亮,20秒以后模擬LED燈2熄滅，停2秒以后，CPU面板上的模擬LED燈3亮，20秒以后又熄滅，停2秒以后,CPU面板上的模擬LED燈2對(duì)應(yīng)亮20秒......如此循環(huán)下去5次，等到這5次循環(huán)結(jié)束后，CPU面板上的模擬LED燈1亮，同時(shí)將CPU面板上的開關(guān)7復(fù)位，此時(shí)，（水位排空傳感器），CPU面板上的模擬LED燈4也開始亮起，30秒以后CPU面板上的模擬LED燈1和燈4熄滅，至此第一個(gè)大循環(huán)結(jié)束；還回到CPU面板上的模擬LED燈0對(duì)應(yīng)亮......新的一輪大循環(huán)即將開始，如此循環(huán)3次以后，CPU面板上的模擬LED燈5亮3秒，3秒以后，整個(gè)CPU面板上的模擬LED燈全部熄滅，整個(gè)運(yùn)行過(guò)程結(jié)束。各水位傳感器需要手動(dòng)使其置位，當(dāng)水位開始下降時(shí)，需要進(jìn)行手動(dòng)進(jìn)行復(fù)位，否則，洗衣機(jī)不能完全按照自動(dòng)方式進(jìn)行工作。查資料是做畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，到圖書館、書店、資料室去雖說(shuō)是比較原始的方式，但也有可取之處的。編寫源代碼的時(shí)候最好是編寫一個(gè)小模塊就進(jìn)行調(diào)試，這樣可以避免設(shè)計(jì)的最后出現(xiàn)太多的錯(cuò)誤而亂成一團(tuán)糟。一些計(jì)量