【正文】 示衷心的感謝。 洗衣機(jī)是國內(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。但是傳統(tǒng)的基于 半手動(dòng) 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)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。為使洗對(duì)衣機(jī)的操作更方便、更人性化， 本論文就怎樣利用 MCGS 來仿真并通過 PLC 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。全自動(dòng)洗衣機(jī)的產(chǎn)生極大的方便了人們的生活。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 論 文 題目 ： 基于 MCGS 及 PLC 的全自動(dòng)洗衣機(jī) 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 所 屬系部 ： 自動(dòng)化工程系 指導(dǎo)教師 ： 職 稱 ： 講 師 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號(hào) : 08603311 專 業(yè) ： 電氣自動(dòng)化 技術(shù) 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目： 基于 MCGS 及 PLC 的全自動(dòng)洗衣機(jī) 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 任務(wù)與要求： ① 全自動(dòng)洗衣機(jī)功能的 組態(tài) 實(shí)現(xiàn) ； ②編寫完整的腳本控制程序； ③寫出動(dòng)畫連接表達(dá)式； ④ 編寫 PLC 控制程序； ⑤ 與 PLC 通信的實(shí)現(xiàn) 。 洗衣機(jī)是國內(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。 關(guān)鍵詞 ： PLC ； 全自動(dòng)洗衣機(jī) ； 控制 西安航空職業(yè)技 術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 Abstract Along with the social economy development and the science and technology level enhancement, the family electric appliance entire automation bees the inevitable development tendency. Entire automatic washer production enormous convenience people39。在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也十分廣泛，本課題在于 自動(dòng)控制 洗衣機(jī)的研究，自動(dòng)控制用 洗衣機(jī)適用于洗滌棉、毛 、化纖、絲綢等衣物織品。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?？v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。由于在設(shè)計(jì)過程中存在許多不足，希望老師 指正。 洗衣機(jī)的工作流程示意圖 見圖 21。 正常運(yùn)行 “正常運(yùn)行”方式具體控制要求如下： （ 1）按 下啟動(dòng)按扭； （ 2） 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 進(jìn)水停止 2s 后開始洗衣； （ 3）洗衣時(shí)，正轉(zhuǎn) 30s，停 2s，然后反轉(zhuǎn) 30s，停 2s； （ 4）如此循環(huán)共 5次，總共 320s 后開始排水， 水位下降到低水位時(shí)開始脫水 30s； （ 5）然后再進(jìn)水，重復(fù)（ 2）～（ 4）步，如此循環(huán)共 2次； （ 6）洗衣過程完成，報(bào)警 3s 并自動(dòng)停機(jī)。 使用 MCGS，用戶無須具備計(jì)算機(jī)編程的知識(shí)，就可以在短時(shí)間內(nèi)輕而易舉地完成一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定，功能全面，維護(hù)量小并且具備專業(yè)水準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)工作。 組態(tài)環(huán)境： 組態(tài)生成 應(yīng)用系 統(tǒng) 運(yùn)行環(huán)境： 解釋執(zhí)行 組態(tài)結(jié)果 組態(tài)結(jié)果 數(shù)據(jù)庫 西安航空職業(yè)技 術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 圖 31 MCGS的組成 MCGS 組態(tài)軟件（以下簡(jiǎn)稱 MCGS）由“ MCGS 組態(tài)環(huán)境 ”和“ MCGS 運(yùn)行環(huán)境 ”兩個(gè)系統(tǒng)組成。 MCGS運(yùn)行環(huán)境 是用戶應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，由可執(zhí)行程序 支持，其存放于 MCGS 目錄的 Program 子目錄中。 主控窗口 ： 是工程的主窗口或主框架。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，定義連接與驅(qū)動(dòng)設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。包括編寫控制程序（ if?then 腳本程序），選用各種功能構(gòu)件，如：數(shù)據(jù)提取、定時(shí)器、配方操作、多媒體輸出等。 （ 2） 建立 MCGS 新工程 如果已在 計(jì)算機(jī)上安裝了“ MCGS 組態(tài)軟件”，在 Windows 桌面上，會(huì)有“ Mcgs組態(tài)環(huán)境”與“ Mcgs 運(yùn)行環(huán)境” 圖標(biāo)。如下圖 34 所示。 圖 36 新建用戶窗口 選中“窗口 0”，單擊“窗口屬性”，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置”，將“窗口西安航空職業(yè)技 術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 名稱”改為：全自動(dòng)洗衣機(jī)；將“窗口標(biāo)題”改為：全自動(dòng)洗衣機(jī)；在“窗口位置”中選中“最大化顯示”，其它不變，單擊“確認(rèn)” 如圖 37 所示 。 西安航空職業(yè)技 術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 圖 39 繪圖工具箱窗口 單擊“工具”菜單，選中“對(duì)象元件庫管理”或單擊工具條中的“工具箱”按鈕，則打開動(dòng)畫工具箱 ,工具箱中的 圖標(biāo) 用于從對(duì)象元件庫 中讀取存盤的圖形對(duì)象； 圖標(biāo) 用于把當(dāng)前用戶窗口中選中的圖形對(duì)象存入對(duì)象元件庫中。選中工具箱內(nèi)的“流動(dòng)塊”動(dòng)畫構(gòu)件（ ） 。當(dāng)用戶想修改流動(dòng)塊時(shí)，先選中流動(dòng)塊（流動(dòng)塊周圍出現(xiàn)選中標(biāo)志：白色小方塊），鼠標(biāo)指針指向小方塊，按住左鍵不放，拖動(dòng)鼠標(biāo)，就可調(diào)整流動(dòng)塊的形狀。 MCGS 實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)畫設(shè)計(jì)的主要方法是將用戶窗口中圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫屬性。設(shè)置好后，按確定，再按確定，變量連接成功。 但 看見的畫面并不能動(dòng)，移動(dòng)鼠標(biāo)到 “進(jìn)水閥”、“出水閥”上面的紅色部分，會(huì)出現(xiàn)一只小“手”，單擊一下，紅色部分變?yōu)榫G色，同時(shí)流動(dòng)塊相應(yīng)地運(yùn)動(dòng)起來。 在“工具箱”中選中滑動(dòng)輸入器 圖標(biāo)，當(dāng)鼠標(biāo)變?yōu)椤笆焙?，拖?dòng)鼠標(biāo)到適當(dāng)大小，然后雙擊進(jìn)入屬性設(shè)置，具體操作如下圖所示： 在“滑動(dòng)輸入器構(gòu)件屬性設(shè)置”的“操作屬性”中，把對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象的名稱西安航空職業(yè)技 術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 改為：液位，可以通過單擊 圖標(biāo)，到庫中選，自己輸入也可；“滑塊在最上邊時(shí)對(duì)應(yīng)的值”為： 100。 全自動(dòng)洗衣機(jī)的數(shù)據(jù)處理及相關(guān)曲線 報(bào)警顯示與數(shù)據(jù) MCGS 把報(bào)警處理作為數(shù)據(jù)對(duì)象的屬性，封裝在數(shù)據(jù)對(duì)象內(nèi)，由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫來自動(dòng)處理。 西安航空職業(yè)技 術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 (a) (b) 圖 316 數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置窗口 如圖 316 所示 ， 屬性設(shè)置好后，按“ 確認(rèn) ”即可。如下圖 317 所示。 此時(shí)按“ F5”或直接按工具條中 圖標(biāo)，進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境，就 會(huì)發(fā)現(xiàn)報(bào)警顯示已經(jīng)輕松地實(shí)現(xiàn)了。 選中“報(bào)警數(shù)據(jù)”，單擊“策略組態(tài)”按鈕進(jìn)入，在策略組態(tài)中，單擊工具西安航空職業(yè)技 術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 條中的“新增策略行” 圖標(biāo)，新增加一個(gè)策略行。如下圖 322 所示 。單擊工具條中的“新增菜單項(xiàng)” 圖 標(biāo)，會(huì)產(chǎn)生“操作 0”菜單。如下圖 324 所示。 歷史報(bào)表 與實(shí)時(shí) 報(bào)表 西安航空職業(yè)技 術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 在工 程應(yīng)用中，大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)需要對(duì)數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存盤，統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)實(shí)際情況打印出數(shù)據(jù)報(bào)表，所謂數(shù)據(jù)報(bào)表就是根據(jù)實(shí)際需要以一定格式將統(tǒng)計(jì)分析后的數(shù)據(jù)記錄顯示和打印出來，如：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表（班報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表等）。 圖 325用戶窗口屬性設(shè)置 在工具條中單擊“幫助” 圖標(biāo)，拖放在“工具箱”中單擊“自由表格” 圖標(biāo)上 就會(huì)獲得“ MCGS 在線幫助”， 仔細(xì)閱讀，然后再按下面操作 進(jìn)行。 (a) (b) 圖 327 實(shí)時(shí)報(bào)表數(shù)據(jù)連接設(shè)置 在 全自動(dòng)洗衣機(jī) MCGS 組態(tài)平臺(tái)上，單擊“主控窗口”，在“主控窗口”中，單擊“菜單組態(tài)”，在工具條中單擊“新增菜單項(xiàng)” 圖標(biāo)，會(huì)產(chǎn)生“操作 0”菜單。實(shí)現(xiàn)歷史報(bào)表由兩種方式，一種用策略中的“存盤數(shù)據(jù)瀏覽”構(gòu)件，另一種利用歷史表格構(gòu)件。如果想在運(yùn)行環(huán)境中看到歷史數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)凇爸骺卮翱凇敝行略黾右粋€(gè)菜單，取名為：歷史數(shù)據(jù)，如圖 330 所示。在 R1C1輸入“采集時(shí)間”， R1C2輸入“液位 1”， R1C3輸入“液位 2”。 圖 332 歷史表格反斜杠顯示 雙擊表格中反斜杠處，彈出“數(shù)據(jù)庫連接設(shè)置”窗口，具體設(shè)置如圖 333所示 ，設(shè)置完畢后按“確認(rèn)”退出。 實(shí)時(shí)曲線構(gòu)件是用曲線顯示一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象數(shù)值的動(dòng)畫圖形，象筆繪記錄 儀一樣實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)對(duì)象值的變化情況。 （ 4） 歷史 曲線 為全自動(dòng)洗 衣機(jī)的 歷史曲線構(gòu)件實(shí)現(xiàn)了歷史數(shù)據(jù)的曲線瀏覽功能。雙擊曲線，彈出“歷史曲線構(gòu)件屬性設(shè)置”窗口，按下圖 335 所示 設(shè)置，在“歷史曲線構(gòu)件屬性設(shè)置”中，“液位 1”曲線顏色為“綠色”；“液位 2”曲線顏色為“紅色”。 西安航空職業(yè)技 術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 29 圖 337策略屬性設(shè)置 在策略組態(tài)中，單擊工具條中的“新增策略行” 圖標(biāo)，則顯示如下圖338 所示。 西安航空職業(yè)技 術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 31 4 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng) PLC 程序設(shè)計(jì) PLC 選型和資源配置 CPU功能與結(jié)構(gòu)的選擇 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。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。通過普 通的兩芯屏蔽雙絞電纜進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。 通訊模塊 品牌： SIEMENS西門子 名稱： 通訊模塊 SINAUT TIM 4RIE 型號(hào)： SINAUT TIM 4RIE SIMATIC S7200 系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。 西安航空職業(yè)技 術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 33 圖 41 CPU結(jié)構(gòu) 根據(jù)程序需要得出 輸入 設(shè)備 如表 41： 表 41 輸入設(shè)備 啟動(dòng)按扭 停止按扭 手動(dòng)排水開關(guān) 手動(dòng)脫水開關(guān) 高水位開關(guān) 水排空開關(guān) 根據(jù)程序需要得出 輸出設(shè)備 如表 41： 表 42 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 脫水桶 報(bào)警器 硬件 接線 圖 西安航空職業(yè)技 術(shù)學(xué)院