【正文】 在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。使我意識到今后不論遇到什么情況都要分析原因，列出可能的情況后，沉著應(yīng)對，必然能“化險為夷”。 致謝經(jīng)過一個學期的努力我的課程設(shè)計終于完成了,但是現(xiàn)在回想起來做課程設(shè)計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜，艱辛同時又充滿樂趣,不過樂趣盡在其中！這次畢業(yè)設(shè)計要求設(shè)計一個全自動洗衣機控制，自行設(shè)計這對我將來踏上工作崗位是非常有幫助的。在一個學期的設(shè)計過程中學到了許多東西，不僅僅是畢業(yè)設(shè)計中的。它的靈活性、操作方便性也方便測試者隨時輸入、調(diào)試和修改控制程序。目前，我國正在修訂的國標GB4288已將用電量、用水量指標列入了其考核的主要指標。如去除蛋白質(zhì)、皮脂、血漬、奶漬、咖啡、果汁的能力。 節(jié)能和健康化：現(xiàn)在的消費者在節(jié)能方面對家電提出了更高的要求，對于健康型洗衣機更是人們趨之若騖的首選。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。雖然結(jié)束了，但這只能是一個開始。一步步地做下去之后，你會發(fā)現(xiàn)要做出來并不難，只不過每每做一會兒會發(fā)現(xiàn)一處錯誤要修改，就這樣在不斷的修改調(diào)試，再修改再調(diào)試。第六章 總結(jié)與展望下面是我對整個畢業(yè)設(shè)計的過程做一下簡單的總結(jié)。下載框如圖522所示。CPU224的右邊空白方框是擴展模塊的位置，雙擊空白方框即可進行模塊配置選擇，根據(jù)需要可選擇各種數(shù)字量和模擬量的擴展模塊。 圖411 排水梯形圖圖412 脫水梯形圖如圖412所示程序段落是脫水梯形圖，水排空后，洗衣機開始進行脫水，脫水30秒即T40計時30秒后停止脫水。圖410 洗衣梯形圖如圖410所示程序段落，T37計時時間到，T38計時開始。圖47 輔助繼電器梯形圖（一）圖48 輔助繼電器梯形圖（二）如圖47和圖48所示程序段落。編程時可以點擊編輯窗口下方的選項來實現(xiàn)切換以完成不同程序結(jié)構(gòu)的程序編輯。設(shè)置與讀取PLC的型號的方法是：執(zhí)行菜單【PLC】→【類型】選項，在出現(xiàn)的對話框中，選擇PLC型號和CPU版本。當相同條件復雜時，這對儲存容量小的PLC很有意義。2) 一般情況下，在梯形圖中某個編號繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而繼電器觸點可無限引用。能量流通過方框時，則執(zhí)行方框所代表的功能。3)梯形圖中各編程元件的常開觸點和常閉觸點均可以無限多次地使用。1)PLC梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實的物理繼電器(即硬件繼電器)，而是在軟件中使用的編程元件。手動方式是在緊急停止情況下，可以手動進行排水和脫水。 PLC外部接線圖根據(jù)全自動洗衣機的控制要求，對系統(tǒng)控制的I/O點數(shù)進行了統(tǒng)計和PLC型號進行了選擇，現(xiàn)根據(jù)以上的統(tǒng)計和選擇對控制系統(tǒng)PLC的外部接線設(shè)計如下圖32 圖32 PLC外部接線圖如圖33所示為洗衣機示意圖，在圖中ST4為高水位傳感器，ST5為中水位傳感器，ST6為低水位傳感器，ST7位水排盡傳感器，當選擇好水位后，YV1打開開始進水，當水位到達相應(yīng)水位時，相應(yīng)的傳感器送出ON信號否則為OFF,只有當水上升到與選擇水位相開關(guān)一致時，YV1關(guān)閉停止進水，開始洗衣。該系統(tǒng)有11個數(shù)字輸入點6個數(shù)字輸出點，需內(nèi)存280B，有定時器6個，計時器2個，需內(nèi)存16B，考慮余量后需要內(nèi)存370B。合理選擇I/O點數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求，又可使系統(tǒng)總投資最低。洗衣過程完成，報警3秒并自動停機。根據(jù)以上要求PLC的控制系統(tǒng)框圖如下圖22所示：圖22 控制系統(tǒng)框圖 控制系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)備及功能根據(jù)控制過程中的進水、洗滌、脫水、報警等控制要求，對控制所需的外部設(shè)備初步設(shè)計如表21與表22表21對應(yīng)設(shè)備及功能表對應(yīng)的輸入設(shè)備對應(yīng)的輸出設(shè)備啟動按扭進水電磁閥停止按扭排水電磁閥水位選擇開關(guān)（高水位）洗滌電動機正轉(zhuǎn)繼電器水位選擇開關(guān)（中水位）洗滌電動機反轉(zhuǎn)繼電器水位選擇開關(guān)（低水位）脫水電機繼電器手動排水開關(guān)報警器手動脫水開關(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表22 其它器件定時器/計數(shù)器對應(yīng)的作用定時器T37 進水暫停計時定時器T38正洗計時定時器T39反轉(zhuǎn)計時定時器T40脫水計時定時器T41報警計時定時器T42正洗暫停計時定時器T43反轉(zhuǎn)暫停計時計數(shù)器C50正反洗循環(huán)計數(shù)計數(shù)器C51大循環(huán)計數(shù)全自動洗衣機的進水，洗衣，排水，脫水是通過水位開關(guān)，電磁進水閥和電磁排水閥配合進行控制，從而實現(xiàn)自動控制的，水位開關(guān)用來控制進水到洗衣機內(nèi)高中低水位，電磁進水閥起著通斷水源的作用。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、自動停機控制方式單片機系統(tǒng)的特點：1）要求環(huán)境，單片機對環(huán)境的適應(yīng)能力較低，可靠性差。（4）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造。 （3） 對編寫好的編譯程序進行實際調(diào)試。（4） 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。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單的改動，也需要花費大量時間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。洗衣機產(chǎn)品可以分三類：普通型、半自動型和全自動型。全自動洗衣機最多的是波輪式洗衣機。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，標志著人類家務(wù)勞動自動化的開端。因為它是整體模塊，集中了驅(qū)動電路、檢測電路和保護電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能，所以在使用中，硬件相對簡單，編程語言也相對簡單，并且測試容易，維修方便，更可以提高控制系統(tǒng)設(shè)計的靈活性及控制系統(tǒng)的可靠性。該論文就怎樣利用PLC來控制全自動洗衣機進行了調(diào)查，對其中軟件設(shè)計、硬件設(shè)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。全自動洗衣機控制系統(tǒng)利用了西門子S7200系列PLC的特點,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。 automatic目 錄第一章 緒論 1 課題的研究背景 1 洗衣機發(fā)展概況和現(xiàn)狀 1 課題研究的目的與意義 2 本課題研究的主要內(nèi)容 3第二章 系統(tǒng)的概述 4 PLC的控制特點 4 控制系統(tǒng)框圖 5 控制系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)備及功能 6 7 8 9第三章 硬件電路的設(shè)計 10 PLC的選擇 10 I/O點數(shù)統(tǒng)計 10 I/O儲存器容量的估算 10 CPU功能與結(jié)構(gòu)的選擇 11 PLC外部接線圖 12 13第四章 軟件的設(shè)計 14 I/O分配表 14 輸入地址分配表 14 輸出地址分配表 14 內(nèi)部元件地址分配表 15 程序流程圖設(shè)計 15 16 16 程序設(shè)計 18 PLC控制流程圖 18 系統(tǒng)梯形圖 19 梯形圖編寫 21 梯形圖重點程序段落分析 23第五章 系統(tǒng)仿真 28 S7200 28 仿真測試 29 30 34第六章 總結(jié)與展望 35 35 全自動洗衣機的展望 36結(jié) 語 38致謝 39參 考 文 獻 41附錄一 SIMATIC S7200 CPU主要性能指標 1附錄二 系統(tǒng)指令語句表 2附錄三 梯形圖 7附錄四 主電路圖 11附錄五 外部接線圖 12III 第一章 緒論 課題的研究背景本次設(shè)計基于PLC的全自動洗衣機控制，本文的課題源于市場上洗衣機產(chǎn)品。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。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)，誕生了許多新型洗衣機。因此，電動控制洗衣機將逐步退出家電舞臺。傳統(tǒng)的洗衣機采用繼電器控制的優(yōu)點是裝置結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、抗干擾能力強。（2） 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。研究的具體內(nèi)容包括：（1） 深入了解洗衣機的發(fā)展、結(jié)構(gòu)及控制要求。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。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。在半自動洗衣機中，這四個過程分別用相應(yīng)的按扭開關(guān)來控制。洗衣時，正轉(zhuǎn)20秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)20秒，停2秒。利用可編程控制器PLC實現(xiàn)控制,用于說明PLC控制的原理方法、特點及工作特色。用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關(guān)，如I/O點數(shù)、控制要求、運算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。該控制系統(tǒng)CPU模塊可采用CPU224（AC/DC/繼電器）模塊，它可控制整個系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地進行。由于PLC的程序執(zhí)行為循環(huán)掃描工作方式，因而與計算機程序框圖不同點是，PLC程序框圖在進行輸出刷新后，再重新開始輸進掃描，循環(huán)執(zhí)行。全自動洗衣機控制系統(tǒng)PLC控制流程圖見圖431圖431 PLC控制流程圖 系統(tǒng)梯形圖一、梯形圖的特點梯形圖是PLC模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。邏輯解算是按梯形圖中從上到下、從左至右的順序進行的。線圈：通常代表邏輯“輸出”的結(jié)果。每個繼電器器線圈為一個邏輯行，即一層階梯。如果將并聯(lián)觸點多的支路放右邊，則語句增多，程序變長。在進行控制程序編程之前，首先需要創(chuàng)建一個項目。SIMATIC編程模式的選擇，可以通過執(zhí)行菜單【工具】→【選項】→【常規(guī)】→【SIMATIC】選項來確定。（4）編譯程序編輯完成后,用“PLC”菜單中的“編譯”命令進行離線編譯。在強制停止情況下，當停止按鈕按下時立即停止進水。排水梯形圖如圖411所示。另外，仿真軟件還有讀取CPU和擴展模塊的信息、設(shè)置PLC實時時鐘、控制循環(huán)掃描次數(shù)等功能。圖521 CPU選型框（2）程序的下載仿真軟件不能直接接收S7200程序代碼，在STEP7Micro/WIN中將程序編譯并導出成ASCII文本文件（擴展名為awl），文件名為：。然后下一個大循環(huán)開始，洗衣機再進水......重復以上過程，如此循環(huán)共3次；洗衣過程完成，報警3秒以后，洗衣機自動停機。 第三，通過上面的過程，已經(jīng)積累了不少資料，對所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來更透徹的分析題目。搜索:需要搜索很多資料，如何在短時間找到你想要得資料，得在搜索關(guān)鍵詞上有所設(shè)置才行。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。 高度自動化：從最初的單桶洗衣機到雙桶、套桶洗衣機、全自動洗衣機，再到智能全模糊控制洗衣機。 在今后一個時期內(nèi)，家用電動洗衣機的產(chǎn)品性能質(zhì)量將是企業(yè)競爭的焦點，開發(fā)新型的產(chǎn)品是競爭獲勝的主要手段。外觀造型多樣化。目前，滾筒式全自動洗衣機加熱用電占總用電量比例約為70%，到2015年，該比例要下降50%，到2020年，比201