【正文】 大容量和微型化：大容量 洗衣機(jī)滿足了人們洗大件衣物的需求。 在組態(tài)畫(huà)面的設(shè)計(jì)過(guò)程中，按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，洗衣 機(jī)中的變量水位在沒(méi)有按下啟動(dòng)按鈕時(shí)就開(kāi)始上升，出現(xiàn)此問(wèn)題的原因是因?yàn)樵谶M(jìn)行新建設(shè)備時(shí)選擇的是仿真 PLC，水位是從其得到。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 40 圖 611 手動(dòng)排水時(shí)的運(yùn)行畫(huà)面 圖 611 所示畫(huà)面分析：當(dāng)系統(tǒng)處在正常運(yùn)行方式時(shí)，按下停止按鈕，電機(jī)停轉(zhuǎn)，所有的指示燈滅。設(shè)計(jì)好的組態(tài)界面 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制畫(huà)面如圖 67所示，中水位畫(huà)面如圖 68所示。在實(shí)際運(yùn)用中，應(yīng)將從 PLC 中直接input\output 的信號(hào)變量定義為離散型信號(hào)，如啟動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)等。 新建一個(gè)工程 啟動(dòng)“組態(tài)王”工程管理器，選擇菜單“文件 \新建工程”或單擊“新建”按鈕。圖形對(duì)象與變量之間有豐富的連接類型，給工程人員設(shè)計(jì)圖形界面提供了極大的方便。進(jìn)水完成后，高水位傳感器傳出數(shù)據(jù)，進(jìn)水電磁閥關(guān)閉，洗滌電動(dòng)機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)，洗衣過(guò)程開(kāi)始。 另外，仿真軟件還有讀取 CPU 和擴(kuò)展模塊的信息、設(shè)置 PLC 實(shí)時(shí)時(shí)鐘、控制循環(huán)掃描次數(shù)等功能。在強(qiáng)制停止情況下，當(dāng)停止按鈕按下時(shí)立即停止進(jìn)水。 編程軟件可實(shí)現(xiàn) 3種編程語(yǔ)言之間的任意切換，執(zhí)行菜單【查看】→【梯形圖】或【 STL】 或【 FBD】選項(xiàng)便可進(jìn)入相應(yīng)的編程環(huán)境。每一步代表一個(gè)控制功能任務(wù)，用方框表示。 （ 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)類型方面的錯(cuò)誤。 PLC 的外圍接線圖如圖 35 所示。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。 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。 ⑤ 通信端口 PLC 的 CPU 模塊上至少有一個(gè)通信端口。 圖 32 硬件電路圖 可編程控制器 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)。 “強(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。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。 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。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。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)。 關(guān)鍵詞 ： PLC； 全自動(dòng)洗衣機(jī)； 組態(tài)王 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 2 Abstract Along with the development of the science and technology, people39。s standard of living rises ceaselessly, and the demand of household appliances increases, in which full automatic washing machine occupies a very important , full automatic washing machine with high efficiency and energy saving, water conservation and environmental protection in the market has been held the dominant position. The traditional washing machine use relay control, most of the relays have the advantages of simple structure, price cheap device and strong antiinterference ability, but they are easy to be damaged, produce noise, and consume huge amount of energy. The characteristics of PLC are high reliability, less consumption, strong adaptability, fast operation and long life. 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。 1910 年，美國(guó)試制成功世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)，電動(dòng)洗衣機(jī)的問(wèn)世，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開(kāi)端。 洗衣機(jī)產(chǎn)品可以分三類：普通型、半自動(dòng)型和全自動(dòng)型。 （ 3）編程簡(jiǎn)單。排水時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)將排水電磁閥打開(kāi)，將水由外桶排到機(jī) 外。 （ 2） 可用手動(dòng)排水開(kāi)關(guān)和手動(dòng)脫水開(kāi)關(guān)進(jìn)行手動(dòng)排水和脫水。它采用可編程序的存儲(chǔ)器， 用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。通過(guò)這個(gè)通信端口， PLC 可以直接和編程器或上位機(jī)相連。它的指令豐富，簡(jiǎn)單易學(xué)，內(nèi)置有高速計(jì)數(shù)器、高速脈沖輸出和 PID 控制器等特殊功能，最大可以擴(kuò)展到 248點(diǎn)數(shù)字量 I/O或 35 路模擬量 I/O，最多有 30多 KB的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。即當(dāng)洗衣機(jī)處在洗滌過(guò)程要求正轉(zhuǎn)時(shí)，正轉(zhuǎn)控制組閉和，反轉(zhuǎn)及脫水控制組斷開(kāi)，三相電源按照原始順序接入，電源由變頻器控制頻率后給電動(dòng)機(jī)供電，此時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值；當(dāng)洗衣機(jī)處在洗滌過(guò)程要求反轉(zhuǎn)時(shí)，反轉(zhuǎn)控制組閉和，正轉(zhuǎn)及脫水控制組斷開(kāi)，此時(shí)，三相電源中的兩相已被繼電器互換相接，由于三相異步電動(dòng)機(jī)改變?nèi)我鈨上嚯姶帕叵喾矗娫丛儆勺冾l器控制頻率后給電動(dòng)機(jī)供電，此時(shí)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值；當(dāng)洗衣機(jī)處在脫水過(guò) 程要求高速正轉(zhuǎn)時(shí)，脫水控制組閉和，正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)控制組斷開(kāi)，此時(shí)，三相電源按預(yù)定順序接入，電源直接接入電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)按額定轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)。 在圖 35中， PLC 的各個(gè) I/O 地址分別與全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)所有的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)連接起來(lái)，注意電源和接地的連接。經(jīng)語(yǔ)法檢查后，梯形圖中錯(cuò)誤處的下方自動(dòng)加紅色波浪線，語(yǔ)句表的錯(cuò)誤行前自動(dòng)畫(huà)上紅色叉，且在錯(cuò)誤處加上紅色波浪線。在方框內(nèi)含有用于完成相應(yīng)控制功能任務(wù)的梯形圖邏輯。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 21 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。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， 接通， 接通，開(kāi)始進(jìn)水。軟件的主界面如圖 51所示。 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”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。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。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。 圖 66 外部變量定義 圖 67 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制畫(huà)面 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 38 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。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。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。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。 節(jié)能和健康化：現(xiàn)在的消費(fèi)者在節(jié)能方面對(duì)家電提出了更高的要求，對(duì)于健康型洗衣機(jī)更是人們趨之若騖的首選。經(jīng)過(guò)上網(wǎng)查詢資料和咨詢同學(xué)，下載了仿真軟件的英文版，解決了仿真中遇到的問(wèn)題，完成了系統(tǒng)的仿真。 圖 610 中水位時(shí)運(yùn)行的畫(huà)面 全自動(dòng)洗衣機(jī)處于強(qiáng)制停止模式運(yùn)行畫(huà)面如圖 611 所示。當(dāng)水位選擇是中水位河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 37 或低水位時(shí)，需要進(jìn)行畫(huà)面切換。 在定義變量的過(guò)程中，首先要確定變量類型。 建立一個(gè)新的組態(tài)王工程的一般過(guò)程是： (1)設(shè)計(jì)圖形界面（定義畫(huà)面）； (2)定義設(shè)備； (3)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)（定義變量） (4)建立動(dòng)畫(huà)連接； (5)運(yùn)行和調(diào)試。動(dòng)畫(huà)連接的引入是設(shè)計(jì)人機(jī)接口的一次突破，它把工程人員從重復(fù)的圖形編程中解放出來(lái)，為工程人員提供了標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制圖形界面，并且由可編程的命令語(yǔ)言連接來(lái)增強(qiáng)圖形界面的功能。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 30 在實(shí)際操作中相當(dāng)于按下啟動(dòng)按鈕、高水位選擇開(kāi)關(guān)后，進(jìn)水閥打開(kāi)，開(kāi)始進(jìn)水。仿真程序提供了數(shù)字信號(hào)輸入開(kāi)關(guān)、兩個(gè)模擬電位器和 LED 輸出顯示，仿真程序同時(shí)還支持對(duì) TD200 文本顯示器的仿真，在實(shí)驗(yàn)條件尚不具備的情況下，完全可以作為學(xué)習(xí) S7200 的一個(gè)輔助工具。當(dāng)水位到設(shè)定水位后停止進(jìn)水，等待 2秒進(jìn)入洗衣過(guò)程。 SIMATIC 編程模式的選擇，可以通過(guò)執(zhí)行菜單【工具】→【選項(xiàng)】→【常規(guī)】→【 SIMATIC】選項(xiàng)來(lái)確定。編程時(shí)將順序流程動(dòng)作的過(guò)程分成步和轉(zhuǎn)換條件，根據(jù)轉(zhuǎn)移條件對(duì)控制系統(tǒng)的功能流程順序進(jìn)行分 配，一步一步的按照順序動(dòng)作。 （ 2）在聯(lián)機(jī)（在線）方式下可以對(duì)與計(jì)算機(jī)建立通信關(guān)系的 PLC 直接進(jìn)行各種操作，如上載、下載用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)等。 C P U 模 塊C P U 2 2 4 （ A C / D C /繼 電 器 ） 圖 34 PLC 框架配置圖 PLC 的外圍接線圖設(shè)計(jì) 根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求，對(duì)系統(tǒng)控制的 I/O 點(diǎn)數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和 PLC 型號(hào)進(jìn)行了選擇，現(xiàn)根據(jù)以上的統(tǒng)計(jì)和選擇對(duì)控制系統(tǒng) PLC 的外部接線進(jìn)行設(shè)計(jì)。 控制線圈與 PLC的輸出口相連，電動(dòng)機(jī)高壓電源 通過(guò)變頻器以后與繼電器“常開(kāi)引腳”相連，公共端接地。由于它有極強(qiáng)的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。內(nèi)部使用的電源是整體的供給中心，大部河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 9 分 PLC采用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 7 系統(tǒng)的硬件電路圖如圖 32 所示。 （ 6） 洗衣過(guò)程完成，報(bào)警 3秒并自動(dòng)停 機(jī)。內(nèi)桶的周圍有許多小孔，使內(nèi)桶和外桶的水流相通，洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來(lái)執(zhí)行。 （ 2）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)。目前 ,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上銷售的大都是波輪式和滾筒式，供應(yīng)最多的是波輪式洗衣機(jī)。 1880 年， 美國(guó)發(fā)明了蒸氣洗衣機(jī)，蒸氣動(dòng)力開(kāi)始取代人力。為了能更直觀的顯示出整個(gè)自動(dòng) 控制過(guò)程，本設(shè)計(jì)運(yùn)用組態(tài)王軟件建立了一個(gè)全自動(dòng)洗衣機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)畫(huà)面。 full automatic washing machine。 1922年，美國(guó)改造了洗衣機(jī)的洗滌結(jié)構(gòu)，把拖動(dòng)式改為攪拌式，使洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)固定下來(lái)，這也就是第一臺(tái)攪拌式洗衣機(jī)的誕生。普通型和半自動(dòng)型洗衣機(jī)，都需要人為參與操作，才能完成洗衣、甩干、排水全過(guò)程；而全自動(dòng)洗衣機(jī)在整個(gè)洗滌、甩干、排水過(guò)程中，無(wú)需人為操作和監(jiān)控。 PLC 的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在它采用了獨(dú)特的，多種面向廣大工程設(shè)計(jì)人員的編程語(yǔ)言如指令表，梯形圖，邏輯功能圖，順序功能圖等，程序簡(jiǎn)潔、明了，適合各類技術(shù)人員的傳統(tǒng)習(xí)慣，即使是沒(méi)有計(jì)算機(jī)知識(shí)的人員也很容易掌握，特別是梯形圖與邏輯功能圖，形象直觀，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)效果逼真，且與計(jì)算機(jī)控制容易連接，深受工程技術(shù)人員歡迎。洗滌正傳反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)撥盤