【正文】 另外，白 老師 嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué) 的 態(tài)度和高度的責(zé)任心給我留下了深刻的印象， 對(duì)我的影響將會(huì)使我終身受益。 (2) 課本上的知識(shí)學(xué)得再好，不能 與實(shí)際結(jié)合，不懂得運(yùn)用，也就等于沒(méi)有學(xué)好。 當(dāng)然，在設(shè)計(jì)取得一定成果的同時(shí)， 同樣也出現(xiàn)了一些不足： (1) 編程調(diào)試時(shí)， 在功能實(shí)現(xiàn)的前提下， 還 需要進(jìn)一步使程序簡(jiǎn)潔化，標(biāo)準(zhǔn)化。 圖 圖 411 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制程序 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 4. 手動(dòng)排水與手動(dòng)脫水程序。如選擇高水位時(shí)，輸出口 將 控制高水位傳感器，使其得電自鎖，而中、低傳感器無(wú)法得電，即使其觸點(diǎn)斷開(kāi)、閉合也不會(huì)有信號(hào)輸入，不會(huì)影響水位正常選擇。 畫(huà)面 如圖 47 所示 。如所需行不夠，可以右擊→ 插入→行，來(lái)添加行。 有水 手動(dòng)排水 但不脫水 手動(dòng)排水 但不脫水 排水完畢 停止 再次按下手動(dòng)脫水 停止脫水 結(jié) 束 N Y 圖 42 手動(dòng)控制流程圖 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 I／ O 口分配 表 按輸入、輸出口分配，如表 43 所示，程序中還應(yīng)用到 3 個(gè)計(jì)數(shù)器， 7 個(gè)定時(shí)器（見(jiàn)下表），此外，還應(yīng)用了 11 個(gè)輔助繼電器，功能見(jiàn)附錄程序。 通電時(shí) ，振蕩器產(chǎn)生 音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線 圈， 產(chǎn)生磁場(chǎng)。 支承機(jī)構(gòu) 支承機(jī)構(gòu) 具有 支承、減振、隔振和消除噪音 的 作用。這時(shí)，由于洗滌輸入軸和中半軸同時(shí)跟隨皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，速度一樣，行星輪也就無(wú)法自轉(zhuǎn)而只能公轉(zhuǎn)，即 行星架的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與中半軸的一樣，因此，波輪的轉(zhuǎn)動(dòng)與脫水桶的轉(zhuǎn)動(dòng)等速，保證了脫水桶內(nèi)衣物不會(huì)被拉傷或扭曲。④洗滌輸出軸，上端裝有波輪，負(fù)責(zé)洗滌，下端與行星架固定 [17]。結(jié)構(gòu)如圖 315 所示 。上、下端蓋內(nèi)有 軸承室，用以安裝軸承；上部開(kāi)有氣孔，利于通風(fēng) 散熱；側(cè)面有 4 個(gè)裝配位置 口，用于緊固定位。 ） ，就可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，處于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 中的轉(zhuǎn)子就可啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)。 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 由電動(dòng)機(jī)、 減速系統(tǒng)和減速離合器組成，為洗衣機(jī)提供動(dòng)力、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。連接板上還 有一 可調(diào)的 定位套， 用 來(lái)控制離合器 制動(dòng)桿，為脫水作準(zhǔn)備。 水位傳感器通過(guò)軟管與貯氣室 相連， 其 結(jié)構(gòu)如圖 39 所示 。一端為螺紋接頭，與進(jìn)水電磁閥相連，一 端為 接頭 ，與水龍頭 相連。 過(guò)程 如圖 35 所示 。 洗滌脫水系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 洗滌脫水 系統(tǒng)主要 由 盛水桶 、洗滌脫水桶和波輪構(gòu)成。 本次設(shè)計(jì)選用的西門子 S7200PLC,是整體結(jié)構(gòu)具有很高性價(jià)比的小型 PLC。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡(jiǎn)單易 懂、操作方便、可靠性高、通用靈活、體積小、使用壽命長(zhǎng)的一系列優(yōu)點(diǎn)，很快在美國(guó)其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。 3. 熟練應(yīng)用 WinCC flexible 2020 人機(jī)界面組態(tài) 軟件 ，設(shè)計(jì)完成控制界面并編寫(xiě)出相應(yīng)觸摸屏控制程序。 傳統(tǒng)洗衣機(jī)采用繼電器 控制 ，而繼電器 長(zhǎng)期磨損，極易損壞， 且繼電器的觸點(diǎn) 通斷時(shí)易產(chǎn)生電弧，嚴(yán)重時(shí) 觸點(diǎn)會(huì)熔在一起導(dǎo)致 誤操作，引發(fā) 事故。 我國(guó)生產(chǎn)洗衣機(jī)的歷史較短， 1957 年 第一臺(tái)單桶洗衣機(jī)在遼寧問(wèn)世， 1978 年才作為一個(gè)行業(yè) 興起。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，編寫(xiě)、調(diào)試出 PLC 和觸摸屏控制程序，并系統(tǒng)的設(shè)計(jì)出合理的硬件連線圖，在掌握洗衣機(jī)工作原理的前提下，參考波輪式洗衣機(jī)，設(shè)計(jì)選擇出各部分硬件設(shè)施，最終得到符合要求的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)） 題 目： 基于西門子 PLC 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 姓 名： 周保振 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 20202538 指導(dǎo)教師： 白皓然 2020 年 6 月 18 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信聲明 本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確標(biāo)注，論文中的結(jié)論和成果為本人獨(dú)立完成，真實(shí)可靠，不包含他人成果及已獲得青島農(nóng)業(yè)大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)使用過(guò)的材料。 西門子 PLC200 實(shí)現(xiàn)的 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制 ， 融入了觸摸屏操作，系統(tǒng) 功能 強(qiáng)大 、 電路 連接 簡(jiǎn)單、時(shí)間計(jì)算精確 ，并且編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單明了，易于掌握，指令可根據(jù)用 戶需求靈活改變， PLC 全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)成功， 使智能化的控制取代了傳統(tǒng)的工業(yè)控制 ，縮短了全自動(dòng)洗衣機(jī)開(kāi)發(fā)周期的同時(shí)，極大的方便了人們的日常生活。 但 發(fā)展速度驚人 ，至 1984 年已成為最大的洗衣機(jī)生產(chǎn)國(guó)。在負(fù)荷較大 的 時(shí)候 ， 繼電器還會(huì)產(chǎn)生大量的熱和噪聲，同 時(shí)也浪費(fèi) 了大量的電能 [3]。 研究目標(biāo)： 1. 熟練掌握 PLC 編程 軟件 STEP 7Micro WIN 及 WinCC flexible 人機(jī)界面組態(tài)軟件 ，為以后學(xué)習(xí)工作奠定基礎(chǔ) 。 PLC有 豐富的 指令語(yǔ)言 ， IL、 ST、 FBD和梯形圖等， 隨著 科技的發(fā)展， C語(yǔ)言、 FORTRAN、 PASCAL等高級(jí)語(yǔ)言 也被 加入到 PLC編程語(yǔ)言中 ， 使編程語(yǔ)言和思想更加簡(jiǎn)潔、明了 [6]。它具有結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，可以采用梯形圖、語(yǔ)句表和功能塊三種方式來(lái)編程；指令豐富，功能強(qiáng)大，易于掌握，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域 [10]。 盛水桶 結(jié)構(gòu)及功能 盛水桶是 耐酸堿、抗沖擊 的塑料 桶 ， 盛放洗滌 液或清水。 在平衡圈上還設(shè)有柔順劑自動(dòng)注入裝置， 結(jié)構(gòu) 如圖 36 所示 。 進(jìn)水電磁閥的結(jié)構(gòu) 工作原理 及選擇 進(jìn)水電磁閥 作用 是控制水流通斷，為洗衣機(jī)提 供洗滌 用水， 結(jié)構(gòu)如圖 38 所示 。 注水時(shí)， 貯氣室 的空氣被壓縮，將壓力傳遞給傳感器 。 當(dāng) 電磁鐵失電時(shí)，排水閥在自身彈簧的作用 下將鐵芯拉回，排水閥關(guān)閉，洗衣機(jī)停止 排水 [15]，同時(shí)，離合器上的制動(dòng)桿 也靠自 身彈簧的作用恢復(fù)原位 ,為洗滌漂洗過(guò)程中 波輪轉(zhuǎn)動(dòng)作好準(zhǔn)備。 圖 310 排水電磁閥結(jié)構(gòu)圖 1閥體； 2橡膠閥門； 3絕緣墊； 4內(nèi)彈簧；5拉桿； 6外彈簧； 7閥蓋； 8定位螺母；9連接板； 10開(kāi)口銷； 11動(dòng)鐵芯； 12電磁鐵； 13緩沖器； 14螺栓； 15定位套；16墊圈； 17制動(dòng) 桿 ； A水道； B溢水管；C排水口 圖 311 直流電磁鐵結(jié)構(gòu) 1外銜鐵； 2緩沖墊； 3擋板； 4外殼； 5吸引線圈； 6保持線圈； 7安裝擋板； 8線圈骨架； 9密封圈； 10內(nèi)銜鐵； 11引出片； 12塑料座； 13動(dòng)觸片； 14靜觸片； 15斷路開(kāi)關(guān)； 16行程 檔桿 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 電動(dòng)機(jī) 的工作原理及結(jié)構(gòu) 此次設(shè)計(jì)采用電容式電動(dòng)機(jī)，它具有過(guò) 載能力強(qiáng)，運(yùn)行性能、起動(dòng)性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、維修方 便等優(yōu)點(diǎn)。 副繞組 主繞組電機(jī)220vII主I副220VR主L主R副L副CII副I主圖 312 電動(dòng)機(jī)電路圖 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 2. 電容式電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 為了便 于散熱和排除水氣， 將電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成開(kāi) 啟式結(jié)構(gòu) ，如圖 313 所示 [16]。 在 電機(jī)上方有 與皮帶輪一體的塑料或鋼板制成的風(fēng)葉， 加強(qiáng)散熱效果。離合器有四根軸：①洗滌輸入軸，上部為恒星齒輪，把來(lái)自皮帶輪 的扭矩傳遞給行星齒輪，下部為方形軸，與離合套結(jié)合，離合套內(nèi)方外圓。 洗滌時(shí)，傳動(dòng)過(guò)程 為：電機(jī)→皮帶輪 →洗滌輸入軸→恒星齒輪→行星齒輪→行星架→洗滌輸出軸→波輪。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 315 離合器結(jié)構(gòu)圖 1制動(dòng)桿； 2調(diào)節(jié)螺釘； 3內(nèi)齒輪； 4傳動(dòng)架； 5行星 齒輪 ； 6棘爪撥叉； 7棘爪彈簧； 8棘爪； 9下半軸； 10洗滌輸入軸； 11方孔離合套； 12帶輪螺母； 13帶輪； 14棘輪； 15方絲離合套； 16制動(dòng)帶；17殼體； 18蓋板； 19圓抱簧； 20外密封圈； 21內(nèi)密封圈； 22洗滌輸出軸； 23上半軸； 24中半軸；25制動(dòng)軸； 26制動(dòng)彈簧； 27撥叉彈簧 排水閥電磁鐵作用 線 定位套 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 安全開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)、功能設(shè)計(jì) 本 設(shè)計(jì)采用防振型 安全開(kāi)關(guān) ，如圖 316 所 示 。本次設(shè)計(jì)采用彈簧吊桿懸 掛式支承方式， 如圖 317 所示 ，懸掛式支承方式是將各部件先總 成后再和洗滌桶一 起固定在底板上， 通過(guò)四 根彈 簧吊桿將底板懸掛在箱體上 [18]。振動(dòng)膜片在電磁線圈和 磁鐵 作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。 表 43 I／ O 口分配表 輸入變量 地址 輸出變量 地址 計(jì)時(shí)器 、 計(jì)數(shù)器 名稱 啟動(dòng)按鈕 高水位指示燈 小循環(huán) 5 次計(jì)數(shù)器 C1 高水位選擇按鈕 中水位指示燈 大循環(huán) 3 次計(jì)數(shù)器 C2 中水位選擇按鈕 低水位指示燈 手動(dòng)排水計(jì)數(shù)器 C3 低水位選擇按鈕 進(jìn)水電磁閥 等待 2 秒計(jì)時(shí)器 T37 停止按鈕 正轉(zhuǎn)洗滌繼電器 正轉(zhuǎn) 30 秒計(jì)時(shí)器 T38 手動(dòng)排水 反轉(zhuǎn)洗滌繼電器 暫停 2 秒計(jì)時(shí)器 1 T39 手動(dòng)脫水 排水電磁閥 反轉(zhuǎn) 30 秒計(jì)時(shí)器 T40 高水位觸點(diǎn) 離合器線圈 暫停 2 秒計(jì)時(shí)器 2 T41 中水位觸點(diǎn) 報(bào)警器 脫 水 30 秒計(jì)時(shí)器 T42 低水位觸點(diǎn) 報(bào)警 3 秒計(jì)時(shí)器 T43 進(jìn)水浮球開(kāi)關(guān) 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 硬件連線圖 硬件接線 如圖 44 所示 。 4. 編程。 圖 47 創(chuàng)建連接畫(huà)面 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 2. 定義變量。 具體程序見(jiàn)附錄程序網(wǎng)絡(luò) 211。因設(shè)計(jì)要求為手動(dòng)排水時(shí)不脫水，手動(dòng)脫水時(shí)不計(jì)時(shí)，故在程序中 加入停止輔助繼電器 ， 按下停止按鈕 后， 得電吸合，其常閉觸點(diǎn)將自動(dòng)脫水程序和自動(dòng)計(jì)時(shí)程序斷開(kāi)，此時(shí)只能手動(dòng)操作。 (2) 對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)硬件的設(shè)計(jì)選擇 局限于知識(shí)層面，對(duì)軟件編程調(diào)試也局限在試驗(yàn)臺(tái)上，并沒(méi)有真正做出洗衣機(jī)實(shí)物，無(wú)法確定實(shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)的 問(wèn)題及相應(yīng)的改進(jìn)方法。學(xué)習(xí)后要走出課本，走向?qū)嶋H，在實(shí)習(xí)操作過(guò)程中將知識(shí)熟練掌握 ，才不會(huì)成為“書(shū)呆子”。在此 ， 特別向白老師致以最誠(chéng)摯的謝意。每當(dāng)遇到問(wèn)題時(shí)，白 老師總是不辭辛 勞 的從他繁忙的科研 和 教學(xué)工作中抽出時(shí)間來(lái)詳盡的給予 我 解答和指導(dǎo) 。我們應(yīng)該找到問(wèn)題的源頭，哪里不會(huì)，從哪里學(xué)起，問(wèn)老師、問(wèn)同學(xué)，去圖書(shū)館查閱資料，將知識(shí)空缺補(bǔ)上，才能保證下次不會(huì)出現(xiàn)同樣的問(wèn)題與錯(cuò)誤。才明白，課本上的東西學(xué)得再好，不結(jié)