【正文】 示衷心的感謝。 洗衣機是國內(nèi)家電業(yè)唯一不打價格戰(zhàn)的行業(yè)，經(jīng)過幾年的平穩(wěn)發(fā)展，國產(chǎn)洗衣機無論在質(zhì)量上還是功能上都和世界領先水平同步。但是傳統(tǒng)的基于 半手動 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。為使洗對衣機的操作更方便、更人性化， 本論文就怎樣利用 MCGS 來仿真并通過 PLC 控制全自動洗衣機進行了調(diào)查，對其中軟件設計、硬件設計等問題進行了分析和研究，實現(xiàn)了全自動洗衣機的正常運行和強制性停止功能。全自動洗衣機的產(chǎn)生極大的方便了人們的生活。 西安航空職業(yè)技術學院 畢 業(yè) 設 計（論 文） 論 文 題目 ： 基于 MCGS 及 PLC 的全自動洗衣機 系統(tǒng) 設計 所 屬系部 ： 自動化工程系 指導教師 ： 職 稱 ： 講 師 學生姓名 ： 學 號 : 08603311 專 業(yè) ： 電氣自動化 技術 西安航空職業(yè)技術學院制 西安航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）任務書 題目： 基于 MCGS 及 PLC 的全自動洗衣機 系統(tǒng) 設計 任務與要求： ① 全自動洗衣機功能的 組態(tài) 實現(xiàn) ； ②編寫完整的腳本控制程序； ③寫出動畫連接表達式； ④ 編寫 PLC 控制程序； ⑤ 與 PLC 通信的實現(xiàn) 。 洗衣機是國內(nèi)家電業(yè)唯一不打價格戰(zhàn)的行業(yè)，經(jīng)過幾年的平穩(wěn)發(fā)展，國產(chǎn)洗衣機無論在質(zhì)量上還是功能上都和世界領先水平同步。 關鍵詞 ： PLC ； 全自動洗衣機 ； 控制 西安航空職業(yè)技 術學院 畢業(yè)設計論文 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)中的應用也十分廣泛，本課題在于 自動控制 洗衣機的研究，自動控制用 洗衣機適用于洗滌棉、毛 、化纖、絲綢等衣物織品。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的發(fā)展?？v觀省會的洗衣機市場，高效節(jié)能、省水、省電、環(huán)保型洗衣機一直在市場上占主導地位。由于在設計過程中存在許多不足，希望老師 指正。 洗衣機的工作流程示意圖 見圖 21。 正常運行 “正常運行”方式具體控制要求如下： （ 1）按 下啟動按扭； （ 2） 開始 進水直到水滿（即水位達到高水位）時停止進水 進水停止 2s 后開始洗衣； （ 3）洗衣時，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開始脫水 30s； （ 5）然后再進水，重復（ 2）～（ 4）步，如此循環(huán)共 2次； （ 6）洗衣過程完成，報警 3s 并自動停機。 使用 MCGS，用戶無須具備計算機編程的知識，就可以在短時間內(nèi)輕而易舉地完成一個運行穩(wěn)定，功能全面，維護量小并且具備專業(yè)水準的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)工作。 組態(tài)環(huán)境： 組態(tài)生成 應用系 統(tǒng) 運行環(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 術學院 畢業(yè)設計論文 8 圖 31 MCGS的組成 MCGS 組態(tài)軟件（以下簡稱 MCGS）由“ MCGS 組態(tài)環(huán)境 ”和“ MCGS 運行環(huán)境 ”兩個系統(tǒng)組成。 MCGS運行環(huán)境 是用戶應用系統(tǒng)的運行環(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)采集與控制輸出設備，注冊設備驅(qū)動程序，定義連接與驅(qū)動設備用的數(shù)據(jù)變量。包括編寫控制程序（ if?then 腳本程序），選用各種功能構件，如：數(shù)據(jù)提取、定時器、配方操作、多媒體輸出等。 （ 2） 建立 MCGS 新工程 如果已在 計算機上安裝了“ MCGS 組態(tài)軟件”，在 Windows 桌面上，會有“ Mcgs組態(tài)環(huán)境”與“ Mcgs 運行環(huán)境” 圖標。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”，進入“用戶窗口屬性設置”，將“窗口西安航空職業(yè)技 術學院 畢業(yè)設計論文 11 名稱”改為：全自動洗衣機；將“窗口標題”改為：全自動洗衣機；在“窗口位置”中選中“最大化顯示”，其它不變，單擊“確認” 如圖 37 所示 。 西安航空職業(yè)技 術學院 畢業(yè)設計論文 12 圖 39 繪圖工具箱窗口 單擊“工具”菜單，選中“對象元件庫管理”或單擊工具條中的“工具箱”按鈕，則打開動畫工具箱 ,工具箱中的 圖標 用于從對象元件庫 中讀取存盤的圖形對象； 圖標 用于把當前用戶窗口中選中的圖形對象存入對象元件庫中。選中工具箱內(nèi)的“流動塊”動畫構件（ ） 。當用戶想修改流動塊時，先選中流動塊（流動塊周圍出現(xiàn)選中標志：白色小方塊），鼠標指針指向小方塊，按住左鍵不放，拖動鼠標，就可調(diào)整流動塊的形狀。 MCGS 實現(xiàn)圖形動畫設計的主要方法是將用戶窗口中圖形對象與實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象建立相關性連接，并設置相應的動畫屬性。設置好后，按確定，再按確定，變量連接成功。 但 看見的畫面并不能動，移動鼠標到 “進水閥”、“出水閥”上面的紅色部分，會出現(xiàn)一只小“手”，單擊一下，紅色部分變?yōu)榫G色，同時流動塊相應地運動起來。 在“工具箱”中選中滑動輸入器 圖標，當鼠標變?yōu)椤笆焙螅蟿邮髽说竭m當大小，然后雙擊進入屬性設置，具體操作如下圖所示： 在“滑動輸入器構件屬性設置”的“操作屬性”中，把對應數(shù)據(jù)對象的名稱西安航空職業(yè)技 術學院 畢業(yè)設計論文 15 改為：液位，可以通過單擊 圖標，到庫中選，自己輸入也可；“滑塊在最上邊時對應的值”為： 100。 全自動洗衣機的數(shù)據(jù)處理及相關曲線 報警顯示與數(shù)據(jù) MCGS 把報警處理作為數(shù)據(jù)對象的屬性，封裝在數(shù)據(jù)對象內(nèi)，由實時數(shù)據(jù)庫來自動處理。 西安航空職業(yè)技 術學院 畢業(yè)設計論文 17 (a) (b) 圖 316 數(shù)據(jù)對象屬性設置窗口 如圖 316 所示 ， 屬性設置好后，按“ 確認 ”即可。如下圖 317 所示。 此時按“ F5”或直接按工具條中 圖標，進入運行環(huán)境，就 會發(fā)現(xiàn)報警顯示已經(jīng)輕松地實現(xiàn)了。 選中“報警數(shù)據(jù)”，單擊“策略組態(tài)”按鈕進入，在策略組態(tài)中，單擊工具西安航空職業(yè)技 術學院 畢業(yè)設計論文 19 條中的“新增策略行” 圖標，新增加一個策略行。如下圖 322 所示 。單擊工具條中的“新增菜單項” 圖 標，會產(chǎn)生“操作 0”菜單。如下圖 324 所示。 歷史報表 與實時 報表 西安航空職業(yè)技 術學院 畢業(yè)設計論文 21 在工 程應用中，大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)需要對數(shù)據(jù)采集設備采集的數(shù)據(jù)進行存盤，統(tǒng)計分析，并根據(jù)實際情況打印出數(shù)據(jù)報表，所謂數(shù)據(jù)報表就是根據(jù)實際需要以一定格式將統(tǒng)計分析后的數(shù)據(jù)記錄顯示和打印出來，如：實時數(shù)據(jù)報表、歷史數(shù)據(jù)報表（班報表、日報表、月報表等）。 圖 325用戶窗口屬性設置 在工具條中單擊“幫助” 圖標，拖放在“工具箱”中單擊“自由表格” 圖標上 就會獲得“ MCGS 在線幫助”， 仔細閱讀，然后再按下面操作 進行。 (a) (b) 圖 327 實時報表數(shù)據(jù)連接設置 在 全自動洗衣機 MCGS 組態(tài)平臺上，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” 圖標，會產(chǎn)生“操作 0”菜單。實現(xiàn)歷史報表由兩種方式，一種用策略中的“存盤數(shù)據(jù)瀏覽”構件，另一種利用歷史表格構件。如果想在運行環(huán)境中看到歷史數(shù)據(jù)，請在“主控窗口”中新增加一個菜單，取名為：歷史數(shù)據(jù)，如圖 330 所示。在 R1C1輸入“采集時間”， 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)庫連接設置”窗口，具體設置如圖 333所示 ，設置完畢后按“確認”退出。 實時曲線構件是用曲線顯示一個或多個數(shù)據(jù)對象數(shù)值的動畫圖形，象筆繪記錄 儀一樣實時記錄數(shù)據(jù)對象值的變化情況。 （ 4） 歷史 曲線 為全自動洗 衣機的 歷史曲線構件實現(xiàn)了歷史數(shù)據(jù)的曲線瀏覽功能。雙擊曲線，彈出“歷史曲線構件屬性設置”窗口，按下圖 335 所示 設置，在“歷史曲線構件屬性設置”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 術學院 畢業(yè)設計論文 29 圖 337策略屬性設置 在策略組態(tài)中，單擊工具條中的“新增策略行” 圖標，則顯示如下圖338 所示。 西安航空職業(yè)技 術學院 畢業(yè)設計論文 31 4 全自動洗衣機控制系統(tǒng) PLC 程序設計 PLC 選型和資源配置 CPU功能與結(jié)構的選擇 PLC 的功能日益強大，一般 PLC 都具有開關量邏輯運算、定時、計數(shù)、數(shù)據(jù)處理等基本功能，有些 PLC 還可擴展各種特殊功能模塊，如通信模塊、位置控制模塊等，選型時可考慮以下幾點：功能與任務相適應， PLC 的處理速度應滿足實時控制的要求、 PLC 結(jié)構合理、機型統(tǒng)一、在線編程 和離線編程的選擇。同時由于該模塊采用交流 220V 供電，并且自帶 14 個數(shù)字量輸入點和 10 個數(shù)字量輸出點，完全能滿足全自動洗衣機控制系統(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： SINAUT TIM 4RIE SIMATIC S7200 系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。 西安航空職業(yè)技 術學院 畢業(yè)設計論文 33 圖 41 CPU結(jié)構 根據(jù)程序需要得出 輸入 設備 如表 41： 表 41 輸入設備 啟動按扭 停止按扭 手動排水開關 手動脫水開關 高水位開關 水排空開關 根據(jù)程序需要得出 輸出設備 如表 41： 表 42 輸出設備 進水電磁閥 排水電磁閥 洗滌電動機正轉(zhuǎn)繼電器 洗滌電動機反轉(zhuǎn)繼電器 脫水桶 報警器 硬件 接線 圖 西安航空職業(yè)技 術學院