【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)畫面的設(shè)計過程中，按下啟動按鈕時，洗衣 機(jī)中的變量水位在沒有按下啟動按鈕時就開始上升，出現(xiàn)此問題的原因是因?yàn)樵谶M(jìn)行新建設(shè)備時選擇的是仿真 PLC，水位是從其得到。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 40 圖 611 手動排水時的運(yùn)行畫面 圖 611 所示畫面分析：當(dāng)系統(tǒng)處在正常運(yùn)行方式時，按下停止按鈕，電機(jī)停轉(zhuǎn)，所有的指示燈滅。設(shè)計好的組態(tài)界面 全自動洗衣機(jī)控制畫面如圖 67所示，中水位畫面如圖 68所示。在實(shí)際運(yùn)用中，應(yīng)將從 PLC 中直接input\output 的信號變量定義為離散型信號，如啟動、停止、正反轉(zhuǎn)等。 新建一個工程 啟動“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。圖形對象與變量之間有豐富的連接類型，給工程人員設(shè)計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，洗滌電動機(jī)開始正轉(zhuǎn)，洗衣過程開始。 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)時時鐘、控制循環(huán)掃描次數(shù)等功能。在強(qiáng)制停止情況下，當(dāng)停止按鈕按下時立即停止進(jìn)水。 編程軟件可實(shí)現(xiàn) 3種編程語言之間的任意切換，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。每一步代表一個控制功能任務(wù)，用方框表示。 （ 3）在編輯程序的過程中進(jìn)行語法檢查，可以避免一些語法錯誤和數(shù)據(jù)類型方面的錯誤。 PLC 的外圍接線圖如圖 35 所示。它們的開合直接由可編程序控制器輸出的離散信號控制。 S7200 的可靠性非常高，可以用語句表、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 國際電工委員會對 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。 “強(qiáng)制停止”方式的具體控制要求如下： （ 1） 若按下“停止”按鈕，洗衣過程停止，即洗滌電機(jī)和脫水桶停止轉(zhuǎn)動、進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥全部閉合。進(jìn)水時通過控制系統(tǒng)將進(jìn)水閥打開，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)控制場合。波輪式洗衣機(jī)的特點(diǎn)是洗凈率高 ,但對衣服的磨損很大 ,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； 全自動洗衣機(jī)； 組態(tài)王 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 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，美國試制成功世界上第一臺電動洗衣機(jī)，電動洗衣機(jī)的問世，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動自動化的開端。 洗衣機(jī)產(chǎn)品可以分三類：普通型、半自動型和全自動型。 （ 3）編程簡單。排水時，通過控制系統(tǒng)將排水電磁閥打開，將水由外桶排到機(jī) 外。 （ 2） 可用手動排水開關(guān)和手動脫水開關(guān)進(jìn)行手動排水和脫水。它采用可編程序的存儲器， 用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(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)過程。通過這個通信端口， PLC 可以直接和編程器或上位機(jī)相連。它的指令豐富，簡單易學(xué)，內(nèi)置有高速計數(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)存儲空間。即當(dāng)洗衣機(jī)處在洗滌過程要求正轉(zhuǎn)時，正轉(zhuǎn)控制組閉和，反轉(zhuǎn)及脫水控制組斷開，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機(jī)供電，此時電動機(jī)正轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值；當(dāng)洗衣機(jī)處在洗滌過程要求反轉(zhuǎn)時，反轉(zhuǎn)控制組閉和，正轉(zhuǎn)及脫水控制組斷開，此時，三相電源中的兩相已被繼電器互換相接，由于三相異步電動機(jī)改變?nèi)我鈨上嚯姶帕叵喾?，電源再由變頻器控制頻率后給電動機(jī)供電，此時電動機(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 程要求高速正轉(zhuǎn)時，脫水控制組閉和，正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)控制組斷開，此時，三相電源按預(yù)定順序接入，電源直接接入電動機(jī)，電動機(jī)按額定轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)。 在圖 35中， PLC 的各個 I/O 地址分別與全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)所有的輸入信號和輸出信號連接起來，注意電源和接地的連接。經(jīng)語法檢查后，梯形圖中錯誤處的下方自動加紅色波浪線，語句表的錯誤行前自動畫上紅色叉，且在錯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（論文）說明書 21 圖 45 設(shè)置 PLC 的型號 簡單的數(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，按下水位選擇開關(guān) (、 、 )任意一個，再按下啟動按鈕， 接通， 接通，開始進(jìn)水。軟件的主界面如圖 51所示。 在該仿真過程中，按鈕需要手動復(fù)位，否則無輸出或輸出混亂。 “組態(tài)王”系統(tǒng)還為部分動畫連接的圖形對象設(shè)置了訪問權(quán)限，這對于保障系統(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€新的工程路徑，并按自己要求設(shè)定工程文件目錄。而在自動控制過程中調(diào) 用從預(yù)先寫入寄存器內(nèi)的參數(shù)時，應(yīng)將此類信號變量設(shè)置為整型變量，如計數(shù)器，洗衣機(jī)中的水位。 圖 66 外部變量定義 圖 67 全自動洗衣機(jī)控制畫面 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 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)就需要對畫面進(jìn)行配置，首先在開發(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”對話框。當(dāng)按下手動排水按鈕時，洗衣機(jī)開始排水，出水閥打開，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 ,不會出現(xiàn)此種情況。同時，微型化洗衣機(jī)也備受青睞，可以滿足少量衣物即時洗的需要。 節(jié)能和健康化：現(xiàn)在的消費(fèi)者在節(jié)能方面對家電提出了更高的要求，對于健康型洗衣機(jī)更是人們趨之若騖的首選。經(jīng)過上網(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題，完成了系統(tǒng)的仿真。 圖 610 中水位時運(yùn)行的畫面 全自動洗衣機(jī)處于強(qiáng)制停止模式運(yùn)行畫面如圖 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（論文）說明書 37 或低水位時，需要進(jìn)行畫面切換。 在定義變量的過程中，首先要確定變量類型。 建立一個新的組態(tài)王工程的一般過程是： (1)設(shè)計圖形界面（定義畫面）； (2)定義設(shè)備； (3)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫（定義變量） (4)建立動畫連接； (5)運(yùn)行和調(diào)試。動畫連接的引入是設(shè)計人機(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，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言連接來增強(qiáng)圖形界面的功能。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 30 在實(shí)際操作中相當(dāng)于按下啟動按鈕、高水位選擇開關(guān)后，進(jìn)水閥打開，開始進(jìn)水。仿真程序提供了數(shù)字信號輸入開關(guān)、兩個模擬電位器和 LED 輸出顯示，仿真程序同時還支持對 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)入洗衣過程。 SIMATIC 編程模式的選擇，可以通過執(zhí)行菜單【工具】→【選項(xiàng)】→【常規(guī)】→【 SIMATIC】選項(xiàng)來確定。編程時將順序流程動作的過程分成步和轉(zhuǎn)換條件，根據(jù)轉(zhuǎn)移條件對控制系統(tǒng)的功能流程順序進(jìn)行分 配，一步一步的按照順序動作。 （ 2）在聯(lián)機(jī)（在線）方式下可以對與計算機(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 根據(jù)全自動洗衣機(jī)的控制要求，對系統(tǒng)控制的 I/O 點(diǎn)數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計和 PLC 型號進(jìn)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 的外部接線進(jìn)行設(shè)計。 控制線圈與 PLC的輸出口相連，電動機(jī)高壓電源 通過變頻器以后與繼電器“常開引腳”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（論文）說明書 9 分 PLC采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 7 系統(tǒng)的硬件電路圖如圖 32 所示。 （ 6） 洗衣過程完成，報警 3秒并自動停 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執(zhí)行。 （ 2）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)。目前 ,國內(nèi)市場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， 美國發(fā)明了蒸氣洗衣機(jī)，蒸氣動力開始取代人力。為了能更直觀的顯示出整個自動 控制過程，本設(shè)計運(yùn)用組態(tài)王軟件建立了一個全自動洗衣機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)畫面。 full automatic washing machine。 1922年，美國改造了洗衣機(jī)的洗滌結(jié)構(gòu)，把拖動式改為攪拌式，使洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)固定下來，這也就是第一臺攪拌式洗衣機(jī)的誕生。普通型和半自動型洗衣機(jī)，都需要人為參與操作，才能完成洗衣、甩干、排水全過程；而全自動洗衣機(jī)在整個洗滌、甩干、排水過程中，無需人為操作和監(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)計人員的編程語言如指令表，梯形圖，邏輯功能圖，順序功能圖等，程序簡潔、明了，適合各類技術(shù)人員的傳統(tǒng)習(xí)慣，即使是沒有計算機(jī)知識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，動態(tài)監(jiān)測效果逼真，且與計算機(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)由洗滌電動機(jī)驅(qū)動撥盤