【正文】 e. This design used the Siemens S7200 PLC as the key control ponents. According to its characteristics, it controlled the button, solenoid valve, switch, or some other input/output point,while realizing the automation of washing machine. In this paper, the automatic washing machine control system was analyzed, the flow chart and ladder diagram were designed. In order to show the automatic control process more intuitively, the design used King view to establish a picture of the full automatic washing machine control system. Key words: PLC。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院：xxxxxxxx專業(yè)班級(jí)：xxxxx姓 名：xxxxx 學(xué) 號(hào)：xxxxx指導(dǎo)教師：xxxxx2012 年 06月06日摘 要隨著科技日新月異，人民生活水平不斷提高，消費(fèi)者對(duì)家庭電器自動(dòng)化的需求不斷加大，其中全自動(dòng)洗衣機(jī)占很重要的位置。關(guān)鍵詞：PLC； 全自動(dòng)洗衣機(jī)； 組態(tài)王 Abstract Along with the development of the science and technology, people39。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。蒸汽洗衣機(jī)之后，水力洗衣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。這類(lèi)洗衣機(jī)均采用套筒式結(jié)構(gòu)，其進(jìn)水，排水都采用電磁閥，由程序控制器按人們預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序不斷發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行器件動(dòng)作，整個(gè)洗衣過(guò)程自動(dòng)完成，所用的程序控制器可分為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式和單片機(jī)式。波輪式洗衣機(jī)的特點(diǎn)是洗凈率高,但對(duì)衣服的磨損很大,隨著人們生活水平不斷地提高，絲綢,毛料,羊毛等大量走進(jìn)普通家庭,廠商又適時(shí)地推出了滾筒洗衣機(jī),它最大的優(yōu)點(diǎn)是磨損率小,但洗凈率比波輪式低,價(jià)格高。傳統(tǒng)的洗衣機(jī)采用繼電器控制，而大多數(shù)繼電器的優(yōu)點(diǎn)是裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、抗干擾能力強(qiáng)，但其容易損壞，產(chǎn)生噪音，耗能大。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(chǎng)合。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。進(jìn)水時(shí)通過(guò)控制系統(tǒng)將進(jìn)水閥打開(kāi)，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。全自動(dòng)洗衣機(jī)的示意圖如21所示?！皬?qiáng)制停止”方式的具體控制要求如下：（1） 若按下“停止”按鈕，洗衣過(guò)程停止，即洗滌電機(jī)和脫水桶停止轉(zhuǎn)動(dòng)、進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥全部閉合。其中，繼電器為主要執(zhí)行模塊，PLC所發(fā)出的數(shù)字指令控制繼電器線圈，而繼電器的開(kāi)合直接控制電源電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制。圖32 硬件電路圖⑴ 可編程控制器的基本概念國(guó)際電工委員會(huì)對(duì)PLC作了如下定義：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí)，首先它以圖33 PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。5　 通信端口PLC的CPU模塊上至少有一個(gè)通信端口。（3）可編程控制器的基本特點(diǎn)可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點(diǎn)：1　 編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)大、性價(jià)比高、硬件配套齊全，系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開(kāi)關(guān)量控制為其特長(zhǎng)；2　 也能進(jìn)行連續(xù)過(guò)程的PID回路控制；3　 并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)；4　 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少、維護(hù)工作量小、維護(hù)方便、體積小、能耗低等特點(diǎn)。S7200的可靠性非常高，可以用語(yǔ)句表、梯形圖和功能塊圖編程。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。它們的開(kāi)合直接由可編程序控制器輸出的離散信號(hào)控制。該系統(tǒng)有11個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)6個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)，需內(nèi)存280B，有定時(shí)器7個(gè)，計(jì)數(shù)器2個(gè)，需內(nèi)存18B，考慮余量后需要內(nèi)存370B。PLC的外圍接線圖如圖35所示。具體的輸出分配如表32所示。（3）在編輯程序的過(guò)程中進(jìn)行語(yǔ)法檢查，可以避免一些語(yǔ)法錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)類(lèi)型方面的錯(cuò)誤。全自動(dòng)洗衣機(jī)工作方式有自動(dòng)方式和手動(dòng)方式兩種。每一步代表一個(gè)控制功能任務(wù)，用方框表示。（2）設(shè)置與讀取PLC的型號(hào)在對(duì)PLC編程之前，應(yīng)正確地設(shè)置其型號(hào)，以防止創(chuàng)建程序時(shí)發(fā)生編輯錯(cuò)誤。 圖45 設(shè)置PLC的型號(hào)簡(jiǎn)單的數(shù)字量控制程序一般只有主程序，系統(tǒng)較大、功能復(fù)雜的程序除了主程序外，可能還有子程序、中斷程序。編譯結(jié)束，在輸出窗口顯示編譯結(jié)果信息，顯示無(wú)錯(cuò)誤。洗衣前根據(jù)衣物多少選擇好水位，按下水位選擇開(kāi)關(guān)(、)任意一個(gè)，再按下啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始進(jìn)水。洗衣過(guò)程完畢，正反轉(zhuǎn)大循環(huán)達(dá)到5次后，即C50計(jì)滿5次時(shí)，進(jìn)入排水過(guò)程。軟件的主界面如圖51所示。然后在S7200仿真軟件中使用工具欄的下載按鈕即可將導(dǎo)出的文件下載到仿真軟件當(dāng)中進(jìn)行仿真測(cè)試。在該仿真過(guò)程中，按鈕需要手動(dòng)復(fù)位，否則無(wú)輸出或輸出混亂。組態(tài)王的主要功能：（1） 豐富的人機(jī)界面功能，可視化操作界面，真彩顯示圖形、豐富的圖庫(kù)；（2） 強(qiáng)大的通訊能力；（3） 先進(jìn)的報(bào)警和事件管理；（4） 強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)和冗余功能?！敖M態(tài)王”系統(tǒng)還為部分動(dòng)畫(huà)連接的圖形對(duì)象設(shè)置了訪問(wèn)權(quán)限，這對(duì)于保障系統(tǒng)的安全具有重要的意義。工程瀏覽器界面如62所示。按照新建工程向?qū)б徊讲降慕⒁粋€(gè)新的工程路徑，并按自己要求設(shè)定工程文件目錄。設(shè)備定義完成后，就可以再COM2下看到新建的設(shè)備仿真PLC了。而在自動(dòng)控制過(guò)程中調(diào)用從預(yù)先寫(xiě)入寄存器內(nèi)的參數(shù)時(shí)，應(yīng)將此類(lèi)信號(hào)變量設(shè)置為整型變量，如計(jì)數(shù)器，洗衣機(jī)中的水位。通過(guò)指示燈的運(yùn)用可以知道在預(yù)定工作條件下繼電器，風(fēng)扇等的開(kāi)關(guān)，也可以表示熱電偶的工作狀態(tài)，這樣可以大大提高監(jiān)控的靈活性。 圖66 外部變量定義圖67 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制畫(huà)面圖68 中水位 運(yùn)行和調(diào)試在界面設(shè)置結(jié)束保存后就可以運(yùn)行系統(tǒng)，要進(jìn)入組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)就需要對(duì)畫(huà)面進(jìn)行配置，首先在開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中單擊菜單欄“配置\運(yùn)行環(huán)境”命令或工具條“運(yùn)行”按鈕或工程瀏覽器“工程目錄顯示區(qū)\系統(tǒng)配置\設(shè)置運(yùn)行系統(tǒng)”按鈕后，彈出“運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)置”對(duì)話框。脫水完畢后，洗衣過(guò)程完畢，系統(tǒng)報(bào)警，洗滌完成指示燈亮。當(dāng)按下手動(dòng)排水按鈕時(shí)，洗衣機(jī)開(kāi)始排水，出水閥打開(kāi)，排水指示燈亮?？梢园焉厦嬖O(shè)定的程序時(shí)間定下來(lái),作為固定程序使用,也可以根據(jù)衣物的質(zhì)地,數(shù)量及油污的程度來(lái)編程。而在實(shí)際工作中，I/O參數(shù)是從實(shí)際連接的PLC中采集獲得,不會(huì)出現(xiàn)此種情況。（3） 控制方式的多樣化。同時(shí)，微型化洗衣機(jī)也備受青睞，可以滿足少量衣物即時(shí)洗的需要。畢設(shè)論文雖然結(jié)束了，但一個(gè)系統(tǒng)最終走向成熟和完善還需要我在以后的學(xué)習(xí)中做不懈努力。}if(\\本站點(diǎn)\counter==29){\\本站點(diǎn)\電機(jī)正轉(zhuǎn)=0。}if(\\本站點(diǎn)\counter==45){\\本站點(diǎn)\電機(jī)反轉(zhuǎn)=1。\\本站點(diǎn)\出水閥=0。\\本站點(diǎn)\脫水1=0。\\本站點(diǎn)\啟動(dòng)信號(hào)1=0。\\本站點(diǎn)\出水閥=1。}if(\\本站點(diǎn)\counter==37){\\本站點(diǎn)\電機(jī)正轉(zhuǎn)=0。amp。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。高度自動(dòng)化：從最初的單桶洗衣機(jī)到雙桶、套桶洗衣機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)，再到智能全模糊控制洗衣機(jī)。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。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了不少問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)查詢資料和同學(xué)幫助下基本得到了解決。在現(xiàn)實(shí)生活中，洗衣機(jī)在進(jìn)水時(shí)往往出現(xiàn)溢水問(wèn)題，在此次仿真中不會(huì)出現(xiàn)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)的溢水情況。全自動(dòng)洗衣機(jī)選擇中水位時(shí)運(yùn)行畫(huà)面如610所示。當(dāng)水位與設(shè)定水位（高水位）一致時(shí)，進(jìn)水閥關(guān)閉。在洗衣機(jī)洗衣過(guò)程開(kāi)始前首先需要選擇水位，由于畫(huà)面顯示的原因，需要進(jìn)行畫(huà)面切換。在組態(tài)王開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中雙擊圖形對(duì)象（不能有多個(gè)圖形對(duì)象同時(shí)被選中），彈出動(dòng)畫(huà)連接對(duì)話框。（3）定義外部設(shè)備變量在利用組態(tài)軟件的編輯過(guò)程中，首先應(yīng)定義所要用到的變量，包括變量的描述，變量的類(lèi)型，定義變量地址，選擇連接的設(shè)備，寄存器。圖64 新建一個(gè)工程 監(jiān)控界面設(shè)計(jì)（1）新建一個(gè)設(shè)備在組態(tài)王工程瀏覽器樹(shù)型目錄中選擇設(shè)備，在右邊的工作區(qū)中出現(xiàn)了“新建”圖標(biāo)，雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“設(shè)備配置導(dǎo)向”對(duì)話框。全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)有兩種方式：正常運(yùn)行和強(qiáng)制停止。根據(jù)事件和功能的不同，包括應(yīng)用程序命令語(yǔ)言、熱鍵命令語(yǔ)言、事件命令語(yǔ)言、數(shù)據(jù)改變命令語(yǔ)言、自定義函數(shù)命令語(yǔ)言、動(dòng)畫(huà)連接命令語(yǔ)言和畫(huà)面命令語(yǔ)言等。工程人員在組態(tài)王開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中制作的畫(huà)面都是靜態(tài)的，如果要反映工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的狀況，可以通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，因?yàn)橹挥袛?shù)據(jù)庫(kù)中的變量才是與現(xiàn)場(chǎng)狀況同步變化的。通常可以把這樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。仿真結(jié)果圖如圖54所示。開(kāi)關(guān)面板下方的SMB28,SMB29是兩個(gè)直線電位器，分別是CPU224的兩個(gè)8位模擬量輸入電位器對(duì)應(yīng)的特殊存儲(chǔ)器字節(jié)，可左右拖動(dòng)滑塊來(lái)設(shè)置它的值，范圍在0255之間。圖415 報(bào)警梯形圖如圖415所示程序段落，排水過(guò)程進(jìn)行3次，即洗衣大循環(huán)3次后，開(kāi)始報(bào)警過(guò)程，3秒后停止報(bào)警，這樣整個(gè)洗衣過(guò)程結(jié)束。T39計(jì)時(shí)時(shí)間到，反洗，T40開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)水位與設(shè)定水位不一致時(shí)，；反之。子程序的指令放在獨(dú)立的程序塊中，僅在被程序調(diào)用時(shí)才執(zhí)行。CPU選型對(duì)話框如圖45所示。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)PLC控制狀態(tài)流程圖如圖43所示。圖41 正常運(yùn)行流程圖強(qiáng)制停止流程圖如圖42所示。軟件主界面一般可分為以下6個(gè)區(qū)域：菜單欄（包含8個(gè)主菜單項(xiàng)）、工具欄（快捷按鈕）、瀏覽欄（快捷操作窗口）、指令樹(shù)(快捷操作窗口)、輸出窗口和用戶窗口（可同時(shí)或分別打開(kāi)圖中的5個(gè)用戶窗口）。STEP7Micro/WIN32是西門(mén)子公司專為SIMATIC S7200系列可編程序控制器研制開(kāi)發(fā)的編程軟件，它是基于Windows的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，既可用于開(kāi)發(fā)用戶程序，又可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)?，F(xiàn)在根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的實(shí)際工作狀態(tài)對(duì)PLC控制系統(tǒng)的輸入地址進(jìn)行分配。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。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(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。（2） 繼電器組的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)的功能在本次設(shè)計(jì)中，對(duì)繼電器的使用較為突出，原理是利用可編程序控制器的24V直流信號(hào)來(lái)控制繼電器線圈，實(shí)現(xiàn)由可控制的按預(yù)定程序?qū)?關(guān)斷的380V三相電源給電動(dòng)機(jī)供電。本設(shè)計(jì)采用PLC S7200為控制核心，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，硬件接線簡(jiǎn)單，軟件開(kāi)發(fā)周期短，具有工作可靠性高，操作方便，體積小、功耗低等特點(diǎn)，達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效果。1　 每次掃描過(guò)程，集中采集輸入信號(hào)，集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新；2　 輸入刷新過(guò)程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新?tīng)顟B(tài)，新?tīng)顟B(tài)不能被讀入。一般用于小型機(jī)或用于現(xiàn)場(chǎng)