【正文】 即將告別自己的大學(xué)生涯，我心中思緒萬千。這樣，經(jīng)過多次分析修改后，才設(shè)計出達(dá)到控制要求的系統(tǒng)。 根據(jù)上述對全自動系洗衣機(jī)工作過程的描述，可以設(shè)計全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC 部分的主流程圖，如圖 51 所示。 （ 12）電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)按照設(shè)定的洗衣模式的切換時間長度進(jìn)行輪流工作。 （ 4）水位探測器檢測到水已經(jīng)到位，開始洗衣。 ? PLC 主機(jī)的輸出口 控制電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器。 (13) 脫水電磁離合器 ： 洗衣機(jī)洗衣服的最后一道工序就是對衣服進(jìn)行脫水，脫水電磁離合器正式用于 PLC 主機(jī)控制洗衣機(jī)進(jìn)行脫水，脫水需要電機(jī)帶動機(jī)筒旋轉(zhuǎn)，由了電磁離合器就可以直接使用 PLC 主機(jī)的數(shù)字兩輸出端口來控制電磁離合器，最終達(dá)到控制脫水執(zhí)行電機(jī)的目的。采用數(shù)字兩輸出式水位探測器，這樣就可以直接將低水位探測器的輸出直接送到 PLC 主機(jī)的數(shù)字量輸入端口上。 圖 45 全自動洗衣機(jī)硬件系統(tǒng)框圖 (5) 標(biāo)準(zhǔn)按鈕 ： 標(biāo)準(zhǔn)按鈕用來設(shè)置洗衣機(jī)洗衣服模式，當(dāng)按下標(biāo)準(zhǔn)按鈕時，選擇了標(biāo)準(zhǔn)模式，洗衣機(jī)自動按照標(biāo)準(zhǔn)模式洗衣服。 (1) 啟動按鈕 ： 啟動按鈕用來控制全自動洗衣機(jī)開始工作與否。然后進(jìn)入用戶程序執(zhí)行狀態(tài)，在 PLC 執(zhí)行程序過程中，根據(jù)需要可在輸入影像區(qū)中提取有關(guān)現(xiàn)場信息，在輸出影像區(qū)中提取有關(guān)歷史信息，并在處理后將其結(jié)果存入輸出影像區(qū)，供下次處理時使用或者以備輸出。當(dāng)編程器完成處理工作或達(dá)到所規(guī)定的信息交換時間后， CPU 重新獲得總線控制權(quán)。 （ 4）直接驅(qū)動負(fù)載能力強(qiáng)：在 PLC 的輸出模塊中，有直接用于驅(qū)動強(qiáng)電線圈的功能模塊，在這種模塊中，采用了大功率晶體管和控制繼電器的形式進(jìn)行輸出，所以具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力，一般都能直接驅(qū)動執(zhí)行電器的線圈，接通或斷開強(qiáng)電電路。 輸入 /輸出單元是 PC 與工業(yè)設(shè)備之間的連接組件，又稱為 I/O 單元，它是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場設(shè)備和 CPU 模塊的橋梁。 可編程序控制器的工作原理 可編程序控 制器的組成 ： PLC 是一種計算機(jī)控制系統(tǒng)。適合于小點(diǎn)數(shù)控制的微型控制器。 I/O 點(diǎn)數(shù)在 1024 以上的 PLC 為大型的 PLC。 (2)發(fā)展趨勢 ： PLC 的應(yīng)用已經(jīng)成為一個世界潮流，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，并已成為工業(yè)自動化的三大支柱（ PLC、機(jī)器人和 CAD/CAM），它的發(fā)展：一是朝著小型、簡易、價格低廉方向發(fā)展，應(yīng)用于單機(jī)控制和規(guī)模比較小的自動線控制；二是朝著大型、高速、多功能方向發(fā)展，適用于大型自動化控制系統(tǒng)。另外， PLC 的 CPU 單元必須接地，若使用了 I/O 擴(kuò)展單元等，則 CPU 單元應(yīng)與它們具有共同的接地體，而且從 任一單元的保護(hù)接地端到地的電阻都不能大于 100Ω。 開關(guān)量與模擬量的Ｉ /Ｏ線最好分開走線，對于傳送模擬量信號的Ｉ /Ｏ線最好用屏蔽線，且屏蔽線的屏敝層應(yīng)一端接地。 內(nèi)部電源是 PLC 的工作電源，即 PLC 內(nèi)部電路的工作電源。必要時可以采取相應(yīng)措施來減輕振動和沖擊的影響，以免造成接線或插件的松動。 C。 (4) 分配 I/O 點(diǎn)并設(shè)計 PLC 外圍硬件線路 ： 分配 I/O 點(diǎn)、畫出 PLC 的 I/O 點(diǎn)與輸入／輸出設(shè)備的連接圖或?qū)?yīng)關(guān)系表，該部分也可在第２步中進(jìn)行；設(shè)計 PLC 外圍硬件線路，畫出系統(tǒng)其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進(jìn)入 PLC 的控制電路等。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計人員在設(shè)計前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國內(nèi)、國外資料。鑒于 PLC 的諸多優(yōu) 勢，結(jié)合全自動洗衣機(jī)自動控制系統(tǒng)的需要，選擇德國西門子公司生產(chǎn)的具有高性能價格比的 S7200 系列可編程序控制器。 PLC 模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使操作人員在維修時只需要更換插入式模板或其它易損部件即可完成，既方便又減少了影響系統(tǒng)運(yùn)行的時間。它以微處理器為核心，有機(jī)地將微型計算機(jī)技術(shù)、自動化控制技術(shù)及通信技術(shù)融為一體。 設(shè)定（標(biāo)準(zhǔn) /柔和、高 /低水位等） 參數(shù)按鈕如圖 22 所示： 控制系統(tǒng)的選擇 從滿足全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的安全性、擴(kuò)展性和可靠性方面考慮，目前常見的全自動洗衣機(jī)自動控制系統(tǒng)，主要有單片機(jī)控制、 PLC 控制、工業(yè)控制計算機(jī)集中控制等類型。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)需求分析 2 2 系統(tǒng)需求 分析 設(shè)計任務(wù) 通常地，人們采用傳統(tǒng)洗衣機(jī)洗衣服 需要經(jīng)歷洗衣、清洗、排水、脫水等 4 個環(huán)節(jié)，而在全自動洗衣機(jī)中，這樣的一個過程完全由 控制系統(tǒng) 來完成。 1932 年后，美國一家公司研制成功了第一臺前裝式滾筒全自動洗衣機(jī)，洗滌、漂洗和脫水都 在同一個滾筒內(nèi)自動完成，使洗衣機(jī)的發(fā)展躍上了一個新臺階。 全自動洗衣機(jī)發(fā)展概況 全自動洗衣機(jī)是一種除放、取衣物和開動洗衣機(jī)這三道手續(xù)外，其余洗衣各程序全部自動完成的設(shè)備。充分利用可編程控制器（ PLC）的多方面設(shè)計知識和 設(shè)計 方法 ， 實(shí)現(xiàn)全自動洗衣機(jī)控制 系統(tǒng) 硬件和軟件設(shè)計 ， 最終 實(shí)現(xiàn) 控制 洗衣機(jī) 獨(dú)立完成每一個洗衣過程，進(jìn)水時間、洗衣時間、排水和脫水時間及洗衣次數(shù) 等 ， 使洗衣過程更加 方便快捷。 關(guān)鍵詞 ： PLC； 全自動洗衣機(jī) ； 控制系統(tǒng) 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） ABSTRACT ABSTRACT Along with the social economy development and the science and technology level enhancement, the family electric appliance pletely automatic turned into for the necessity trend of development, the pletely automatic washer production and the application enormous convenience people39。 1874 年美國的比爾 第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，洗衣機(jī)得到了迅速的發(fā)展，研制出具有獨(dú)特風(fēng)格的波輪式洗衣機(jī)。并且，全自動洗衣機(jī)需要其控制系統(tǒng)足夠可靠，以避免洗衣機(jī)輕易出現(xiàn)故障。 隨著集成芯片技術(shù)的不斷提高，特別是高檔 8 位單片機(jī)的普及，單片機(jī)全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)由單片計算機(jī)及其外圍芯片構(gòu)成控制系統(tǒng)。其特點(diǎn)如下： (1） 抗干擾能力強(qiáng)，可靠性極高。 (5） 設(shè)計、施工、調(diào)試周期短。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 5 3 PLC 控制系統(tǒng) 設(shè)計 PLC 是專門為工業(yè)環(huán)境設(shè)計的控制裝置，所以，在設(shè)計前必須深入了解被控系統(tǒng)，這是系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。同時要注意和現(xiàn)場 的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計中的重點(diǎn)問題和疑難問題。這就要求設(shè)計者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標(biāo)。 由 PLC 的 I/O 連接圖和 PLC 外圍電氣線路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖。因此，安裝時不要把發(fā)熱量大的元件放在PLC 的下方； PLC 四周要有足夠的通風(fēng)散熱空間；不要把 PLC 安裝在陽光直接照射或離暖氣、加熱 器、大功率電源等發(fā)熱器件很近的場所；安裝 PLC 的控制柜最好有通風(fēng)的百葉窗，如果控制柜溫度太高，應(yīng)該在柜內(nèi)安裝風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)。 (5)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源 PLC 應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源，如大功率晶閘管裝置、高頻設(shè)備和大型動力設(shè)備等，同時 PLC還應(yīng)該遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場和強(qiáng)放射源，以及易產(chǎn)生強(qiáng)靜電的地方。它的性能好壞直接影響到 PLC 的可靠性。 PLC 的基本單元與擴(kuò)展單元之間電纜傳送的信號小、頻率高，很容易受干擾，不能與其它的連線敷埋在同一線槽內(nèi)。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 控制系統(tǒng)總體設(shè)計 9 4 控制系統(tǒng) 總體設(shè)計 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，但是傳統(tǒng)的基于繼電器的控制，已經(jīng)不能滿足人們對洗衣機(jī)自動化程度的 要求了。 (3)PLC 的性能指標(biāo) ： 衡量 PLC 的性能指標(biāo)有以下幾種： I/O 點(diǎn)數(shù)；微處理器 CPU 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 控制系統(tǒng)總體設(shè)計 10 的型號；掃描速度；存儲器的類型和容量；指令和功能；編程語言；接口模板類型。大型 PLC 功能上更加完善，具有數(shù)據(jù)處理、模擬調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信、監(jiān)視、存儲、打印等功能。 CPU222：集成 8 輸入 /6 輸出共 14 個數(shù)字量 I/O 點(diǎn)； 6K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間；比 CPU221 增加了擴(kuò)展功能，可連接 2 個擴(kuò)展模塊，可擴(kuò)展最多 64 個 I/O 點(diǎn)和 8路模擬量。它不同于通用計算機(jī)的是：它是為工業(yè)現(xiàn)場開發(fā)，具有更多、功能強(qiáng)大的 I/O 接口和面向電氣工程技術(shù)人員的編程語言。輸入模塊用來接收和采集輸入信號，開關(guān)量輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號；模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的 模擬量電流電壓信號。 （ 5）便于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化：由于 PLC 在設(shè)計過程中，充分注意到其應(yīng)用的環(huán)境和條件，不論是何種品牌的 PLC 都設(shè)計成結(jié)構(gòu)緊湊型，通常其體積小、重量輕、功耗低、效率高，所以很容易將其 裝入控制柜內(nèi)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。當(dāng)進(jìn)行完編程處理器模塊后，如果 PLC 配置了網(wǎng)絡(luò)交換功能模塊，這時開始掃描執(zhí)行此模塊。接著進(jìn)入輸出服務(wù)過程， CPU 將輸出影像區(qū)中要輸出的狀態(tài)值按順序傳送到輸出數(shù)據(jù)寄存器，然后再通過輸出模塊轉(zhuǎn)換后送去控制現(xiàn)場的執(zhí)行元件。一般地 ，在用戶在 輸入模板 現(xiàn) 場 輸入映像區(qū) 用戶程序 （梯形圖語言） 現(xiàn)場執(zhí)行元件 輸出映像區(qū) 輸出數(shù)據(jù)鎖存 輸出模塊 刷新 刷新 輸出控制階段 程序執(zhí)行階段 輸入信號 輸出信號N 刷新 輸入采樣階段 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 控制系統(tǒng)總體設(shè)計 15