【正文】 傳統(tǒng)的洗衣機(jī)采用繼電器 控制，而大多數(shù)繼電器的優(yōu)點(diǎn)是裝 置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、抗干擾能力強(qiáng)，但其容易損壞，產(chǎn)生噪音，耗能大。為了能更直觀的顯示出整個(gè)自動(dòng) 控制過(guò)程，本設(shè)計(jì)運(yùn)用組態(tài)王軟件建立了一個(gè)全自動(dòng)洗衣機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)畫(huà)面。 King view河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 3 目錄 1 緒論 .................................................................... 1 選題背景 .......................................................... 1 洗衣機(jī)的發(fā)展概況和現(xiàn)狀 ............................................ 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容及意義 .......................................... 2 2 系統(tǒng)總體分析 ............................................................ 4 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理 ............................................ 4 全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)備控制要求 ........................................ 5 3硬件設(shè)計(jì) ................................................................ 6 硬件電路設(shè)計(jì) ...................................................... 6 可編程控制器 ...................................................... 7 繼電器 ........................................................... 10 PLC 的選型 ....................................................... 11 I/O 儲(chǔ)存器容量的估算 ....................................... 11 CPU 的選型 ................................................. 12 PLC 的外圍接線圖設(shè)計(jì) ............................................. 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 ........................................... 14 4 軟件設(shè)計(jì) ............................................................... 16 編程軟件 ......................................................... 16 程序流程圖設(shè)計(jì) ................................................... 16 PLC 控制順序功能圖設(shè)計(jì) ........................................... 18 梯形圖編寫(xiě) ....................................................... 19 梯形圖重點(diǎn)程序段落分析 ........................................... 21 5 系統(tǒng)仿真 ............................................................... 27 S7200 的仿真軟件 ........................................... 27 仿真測(cè)試 ......................................................... 28 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 4 仿真結(jié)果分析 ..................................................... 29 6 組態(tài)界面的設(shè)計(jì) ......................................................... 31 組態(tài)王 ........................................................... 31 監(jiān)控系統(tǒng)功能要求 ................................................. 34 新建一個(gè)工程 ..................................................... 34 監(jiān)控界面設(shè)計(jì) ..................................................... 35 運(yùn)行和調(diào)試 ....................................................... 38 7 總結(jié)與展望 ............................................................. 41 總結(jié) ............................................................. 41 展望 ............................................................. 42 致謝 ..................................................................... 43 參考文獻(xiàn) ................................................................. 44 附錄一 SIMATIC S7200 CPU 主要性能指標(biāo) ................................... 45 附錄二 畫(huà)面命令語(yǔ)言 ...................................................... 46 附錄三 系統(tǒng)指令語(yǔ)句表 .................................................... 48 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 1 1 緒論 選題背景 洗衣機(jī)是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的一種家電，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的家用電器。 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)的發(fā)展概況和現(xiàn)狀 從古到今，洗衣服都是一項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)，在洗衣機(jī)出現(xiàn)以前，這項(xiàng)勞動(dòng)并不像田園詩(shī)描繪的那樣充滿樂(lè)趣、手搓、腳踩、棒擊、沖刷、摔打。 1880 年， 美國(guó)發(fā)明了蒸氣洗衣機(jī)，蒸氣動(dòng)力開(kāi)始取代人力。 1932 年，美國(guó)研制成功第一臺(tái)前裝式滾筒洗衣機(jī)。 全自動(dòng)洗衣機(jī)的特點(diǎn)是能自動(dòng)完成洗滌，漂洗和脫水的轉(zhuǎn)換，整個(gè)過(guò)程不需要人工操作。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(lèi)家用電器，其產(chǎn)品類(lèi)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(xiāo)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(jī)。 國(guó)內(nèi)外洗衣機(jī)品牌有 海爾、小天鵝、榮事達(dá)、松下、惠而浦水仙、 LG熊貓、西門(mén)子、日立好用。 本文的課題源于市場(chǎng)上的洗衣機(jī)產(chǎn)品。 為了進(jìn)一步提高全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能和性能，為了避免傳統(tǒng)控制和單片機(jī)控制的一河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 3 些弊端，就提出了用 PLC來(lái)控制全自動(dòng)洗衣機(jī)這個(gè)課題。 （ 2）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)。 （ 4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易 改造。 （ 5）體積小，重量輕，能耗低。因此在運(yùn)用中硬件也相對(duì)簡(jiǎn)單，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性。內(nèi)桶的周?chē)性S多小孔，使內(nèi)桶和外桶的水流相通，洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來(lái)執(zhí)行。脫水時(shí)，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正傳進(jìn)行甩干。水位開(kāi)關(guān)用來(lái)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。 （ 2） 進(jìn)水停止 2 秒后開(kāi)始洗衣。 （ 6） 洗衣過(guò)程完成，報(bào)警 3秒并自動(dòng)停 機(jī)。在半自動(dòng)洗衣機(jī)中，這四個(gè)過(guò)程分別用相應(yīng)的按扭開(kāi)關(guān)來(lái)控制。 控制電路的組成主要包括：可編程控制器、繼電器組和連接電路（變頻器）。 PLC 用定時(shí)器記錄正反轉(zhuǎn)時(shí)間，脫水時(shí)間和報(bào)警時(shí)間，用計(jì)數(shù)器記錄正反轉(zhuǎn)次數(shù)和脫水次數(shù)，可以很容易地通過(guò)更改 PLC 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的參數(shù)，來(lái)滿足不同的洗滌條件和要求。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 7 系統(tǒng)的硬件電路圖如圖 32 所示。 ⑵ 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 可編程邏輯控制器實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本與微型計(jì)算機(jī)相同， PLC 主要由中央處理器（ CPU）、存儲(chǔ)器、輸入 /輸出（ I/O）單元、電源部分、通信端口、編程器和特殊功能單元組成。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 8 接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、 I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。 ③ 輸入 /輸出（ I/O）單元 輸入 /輸出（ I/O）單元是 PLC 與外部設(shè)備連接的紐帶。內(nèi)部使用的電源是整體的供給中心，大部河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 9 分 PLC采用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。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。 ⑦ 特殊功能單元 PLC 的特殊功能模塊用來(lái)完成某些特殊的任務(wù)，如定時(shí)、計(jì)數(shù)等。 PLC 的基本工作原理： PLC 采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式。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。在網(wǎng)絡(luò)需求已日益成為必要的今天，強(qiáng)大的通訊無(wú)疑會(huì)使 S7200 為更多用戶服務(wù)。 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。 控制線圈與 PLC的輸出口相連，電動(dòng)機(jī)高壓電源 通過(guò)變頻器以后與繼電器“常開(kāi)引腳”相連，公共端接地。一般微型和小型 PLC 的存儲(chǔ)容量是固定的，介于 1— 2KB 之間。 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(kāi)關(guān)量輸入元件： 10— 20B/點(diǎn) 開(kāi)關(guān)量輸出元件： 5— 10B/點(diǎn) 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器： 2B/個(gè) 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 12 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。 該控制系統(tǒng) CPU模塊可采用 CPU224（ 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。 C P U 模 塊C P U 2 2 4 （ A C / D C /繼 電 器 ） 圖 34 PLC 框架配置圖 PLC 的外圍接線圖設(shè)計(jì) 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 的外部接線進(jìn)行設(shè)計(jì)。 這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、高水位選擇開(kāi)關(guān)、中水位選擇開(kāi)關(guān)、低水位選擇開(kāi)關(guān)、手動(dòng)排水開(kāi)關(guān)、自動(dòng)排水開(kāi)關(guān)、高水位傳感器、中水位傳感器、低水位傳感器、水排空傳感器共 11 個(gè)輸入 點(diǎn)。但是由于洗滌電動(dòng)機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)狀態(tài)，分別為正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點(diǎn)應(yīng)該有 6 個(gè)。 輸入地址 對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備 啟動(dòng)按扭 停止按扭 水位選擇開(kāi)關(guān)（高水位） 水位選擇開(kāi)關(guān)（中水位） 水位選擇開(kāi)關(guān)（低水位） 手動(dòng)排水開(kāi)關(guān) 手動(dòng)脫水開(kāi)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 輸出地址 對(duì)應(yīng)的外部設(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 脫水桶 報(bào)警器 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 15 表 33 內(nèi)部地址分配表