【正文】 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) ，我深刻地發(fā)現(xiàn)理論與實(shí)踐的區(qū)別與聯(lián)系， 發(fā)現(xiàn)自己對知識的理解還不夠透徹，要學(xué)習(xí)的東西還很多 。 組合化：兩桶并列，縮小了較大一部分空間，而且具有人工智能模糊控制功能。 品種多樣化：波輪式、滾筒式和仿生搓洗式洗衣機(jī)滿足了不同偏好的消費(fèi)者的需求。如機(jī)械定時(shí)器、電動程控器、電子程控器、模糊電腦控制。 在今后一個(gè)時(shí) 期內(nèi)，自動洗衣機(jī)將朝著多功能、節(jié)電、節(jié)水方向發(fā)展。為了更貼近實(shí)際工作情況，在畫面開始運(yùn)行時(shí)，就按下啟動按鈕。系統(tǒng)仿真時(shí)，最初用的是 S7200 系列 PLC 的仿真軟件漢化版，但在經(jīng)過 CPU選型和程序下載后，按動面板上的 開關(guān)按鈕使其 0， 1 狀態(tài)切換，在 CPU 面板上的輸出模擬 LED 燈不會亮。 只要稍作改變 ,就可以設(shè)計(jì)出諸如要多洗多甩的 牛仔 類衣物 ,輕洗輕甩的羊毛類衣物以及通用的標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序 ,充分表其實(shí)用性 。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 41 7 總結(jié)與展望 總結(jié) 通過本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)有了深入的理解。同樣，當(dāng)按下手動脫水按鈕時(shí)，開始脫水，脫水指示燈亮。 圖 69 全自動洗衣機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的畫面 圖 610 所示畫面分析：水位選擇中水位時(shí)洗衣過程同水位選擇高水位一樣，當(dāng)水位到達(dá)設(shè)定水位后停止進(jìn)水，洗衣機(jī)開始洗衣過程。報(bào)警指示亮幾秒后，高水位按鈕、啟動指示燈、洗滌完成指示燈滅，整個(gè)過程完成。暫停 2秒之后洗滌電機(jī)正轉(zhuǎn)，對應(yīng)正轉(zhuǎn)指示燈亮，正轉(zhuǎn)持續(xù)幾秒后電機(jī)反轉(zhuǎn)。選擇要運(yùn)行的畫面點(diǎn)擊確定即可進(jìn)入監(jiān)控界面。主畫面為全自動洗衣機(jī)控制畫面，默認(rèn)水位選擇是高水位。此次設(shè)計(jì)的畫面中指示燈用來顯示全自動洗衣機(jī)的工作狀態(tài)。 圖形對象可以按動畫連接的要求改變顏色、尺寸、位置、填充百分?jǐn)?shù)等，一個(gè)圖形對象又可以 同時(shí)定義多個(gè)連接。 有些變量是原系統(tǒng)內(nèi)部已經(jīng)定義好的變量，如時(shí)間和日期等等，可以直接放入界面使用，并且會訪問到操作系統(tǒng)的時(shí)鐘。過程如下： 點(diǎn)擊畫面左側(cè)的“數(shù)據(jù)庫”，雙擊右側(cè)的“新建”出現(xiàn)定義變量對話框； 變量名：可以根據(jù)需要設(shè)定； 變量類型：根據(jù)離散信號還是整型信號來定義； 連接設(shè)備：仿真 PLC(剛剛定義的設(shè)備 )； 寄存器：離信號寄存器是 CommErr，實(shí)型信號寄存器是 INCREA 或 DECREA。 由于定義的是一個(gè)仿真設(shè)備，所以串口通訊參數(shù)可以不必設(shè)置，但在工程中連接實(shí)際的 I/O 設(shè)備時(shí)，必須對串口通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置且置頂，要與實(shí)際設(shè)備中的設(shè)置項(xiàng)完全一致，否則會導(dǎo)致通訊失敗。由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是采用軟件編程與仿真的，沒有具體的 PLC 設(shè)備，因此新建的設(shè)備選用的是亞控公司的仿真 PLC 設(shè)備，如圖 65所示。并將把新建工程設(shè)定為組態(tài)王當(dāng)前工程。設(shè)計(jì)的畫面要實(shí)現(xiàn)這兩種情況下洗衣機(jī)的工作狀態(tài)。 圖 61 工程管理器界面 一般情況下啟動組態(tài)王系統(tǒng)后，在信息窗口中可以顯示的信息有： “組態(tài)王”系統(tǒng)的啟動、關(guān)閉、運(yùn)行模式； 歷史記錄的啟動、關(guān)閉； I/O 設(shè)備的啟動、關(guān)閉； 網(wǎng)絡(luò)連接的狀態(tài)；與設(shè)備連接的狀態(tài)； 命令語言中函數(shù)未執(zhí)行成功的出錯(cuò)信息。它具有完備的詞法語法查錯(cuò)功能和豐富的運(yùn)算符、數(shù)學(xué)函數(shù)、字符串函數(shù)、控件函數(shù)、 SQL函數(shù)和系統(tǒng)函數(shù)。通過這些功能的良 好運(yùn)用，可以制作出動畫效果內(nèi)容豐富，監(jiān)控全面的監(jiān)控系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)庫變量的變化可以改變畫面的動畫效果，通過“動畫連接”建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量的對應(yīng)關(guān)系。 組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān)控 畫面，有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場監(jiān)控。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開發(fā)的重要作用。各水位傳感器需要手動使其置位，洗衣機(jī)不能完全按照自動方式進(jìn)行工作。 圖 53 文件下載框 圖 54 仿真結(jié)果圖 仿真結(jié)果分析 由圖 54 仿真結(jié)果圖可以得知 ： 單擊面板中的開關(guān)按鈕 0、 2使其狀態(tài)切換到到 1，CPU 面板上的模擬 LED 燈 1 對應(yīng)亮，再單擊面板上的開關(guān)按鈕 7（高水位傳感器）使其狀態(tài)切換到 1， CPU 面 板上的模擬 LED 燈 1滅，模擬 LED 燈 2對應(yīng)亮。 加載成功后，在仿真軟件中的 AWL 和 KOP 觀察窗口中就可以分別觀察到加載的語句表程序和梯形圖程序。 仿真測試 （ 1） CPU 選型 執(zhí)行圖中菜單命令“ configuration”→“ CPU Type”，在 CPU 型號對話框中選擇自己對應(yīng)的 CPU型號， CPU224。 圖 51 S7200 仿真軟件主界面 圖中灰色部分為是 CPU 224 類型的 PLC面板可顯示 CPU 運(yùn)行狀態(tài)和 I/O 點(diǎn)的狀態(tài)，燈亮為 1，燈滅為 0。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 27 5 系統(tǒng)仿真 S7200 的仿真軟件 該仿真軟件可以仿真大量的 S7200 指令（支持常用的位觸點(diǎn)指令、定時(shí)器指令、計(jì)數(shù)器指令、比 較指令、邏輯運(yùn)算指令和大部分的數(shù)學(xué)運(yùn)算指令等，但部分指令如順序控制指令、循環(huán)指令、高速計(jì)數(shù)器指令和通訊指令等尚無法支持。當(dāng)水排空后停止排水。 T40 計(jì)時(shí)時(shí)間到， 斷開，反洗暫停， T43 開始計(jì)時(shí)。當(dāng)水位上升到與選擇的水位相一致時(shí)，相一致的水位傳感器 (、 )傳出信號， 斷開停止進(jìn)水， T37 開始計(jì)時(shí)。 圖 49 進(jìn)水梯形圖 如圖 49所示程序段落，按下啟動按鈕或者脫水完畢（ T40 定時(shí)時(shí)間到），而且洗衣大循環(huán)未到 3次時(shí)，開始進(jìn)水。 梯形圖重點(diǎn)程序段落分析 輔助繼電器梯形圖如圖 47,48 所示。中斷程序的指 令也放在獨(dú)立的程序塊中，用來處理預(yù)先規(guī)定的中斷事件，在中斷事件發(fā)生時(shí)操作系統(tǒng)調(diào)用中斷程序。編程時(shí)可以點(diǎn)擊編輯窗口下方的選項(xiàng)來實(shí)現(xiàn)切換以完成不同程序結(jié)構(gòu)的程序編輯。 （ 3）程序的結(jié)構(gòu)及編寫 S7200系列 PLC支持的指令集有 SIMATIC 和 IEC11313兩種。 設(shè)置與讀取 PLC 的型號的方法是：執(zhí)行菜單【 PLC】→【類 型】選項(xiàng)，在出現(xiàn)的對話框中，選擇 PLC 型號和 CPU版本。 （ 1） 在進(jìn)行控制程序編程之前，首先需要創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目。這種編程語言使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀及河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 19 維護(hù)，大大減輕編程的工作量，縮短編程和調(diào)試時(shí)間 。 順 序功能流程圖語言是為了滿足順序邏輯控制而設(shè)計(jì)的編程語言。手動方式是在緊急停止情況下，可以手動河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 17 進(jìn)行排水和脫水。 程序流程圖設(shè)計(jì) PLC 采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，其程序設(shè)計(jì)同樣可遵循軟件工程設(shè)計(jì)方法，程序工作過程可用流程 圖表示。 （ 4）對用戶程序進(jìn)行文檔管理，加密處理等。在脫機(jī)方式時(shí)，計(jì)算機(jī)與 PLC 斷開連接，此時(shí)能完成大部分的基本功能，如編 程、編譯、調(diào)試和系統(tǒng)組態(tài)等，但所有的程序和參數(shù)都只能存放在計(jì)算機(jī)的磁盤上。 內(nèi)部地址分配表歸納如表 33所示。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 表 31輸入地址分配表 輸出地址分配 這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、洗滌電動機(jī)、脫水桶、報(bào)警器共 5 個(gè)設(shè)備。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 圖 35 PLC 外部接線圖 系統(tǒng)資源分配 輸入地址分配 根據(jù)不同的 PLC配置情況確定 I/O 地址是 PLC 編程的前提與基礎(chǔ)，程序中的地址必須與實(shí)際物理連接點(diǎn)一一對應(yīng)，才能確保動作的正確執(zhí)行。 PLC 的框架配置圖如 34所示。全自動洗衣機(jī)控制所要求的控制功能簡單，小型 PLC 就能滿足要求了。 PLC 內(nèi)存容量為開關(guān)量 I/O 點(diǎn)數(shù)、模擬量 I/O 點(diǎn)數(shù)和程序編寫的質(zhì)量所 增加的內(nèi)存容量綜合。 PLC 的選型 I/O 儲存器容量的估算 PLC 常用的內(nèi)存有 EPROM、 EEPROM 和帶鋰電池供電的 RAM。可分為：正轉(zhuǎn)控制組，反轉(zhuǎn)控制組及脫水控制組。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 11 路中的導(dǎo)通、切斷的 目的。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 S7200 提供了近 10種通訊方式以滿足不同的應(yīng)用需求，從 RS485通信 /編程接口通訊到自由口模式通訊，從 PPI 協(xié)議通訊到 MPI 協(xié)議通訊，從簡單的 S7200 之間的通訊到 S7200 通過 ProfibusDP 網(wǎng)絡(luò)通訊，甚至到 S7200 通過以太網(wǎng)通訊。 （ 5） S7200 系列 PLC 西門子公司的 SIMATIC S7200系列屬于 小型 PLC，可以用于代替繼電器的簡單控制場合，也可以用于復(fù)雜的自動化控制系統(tǒng)。但是，在時(shí)間上， PLC 執(zhí)行的任務(wù)是按串行方式進(jìn)行的，其具體的運(yùn)行方式與繼電器 接觸器控制系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)都有著一定的差異與不同。程序被編譯后通過 PC/PPI 電纜可以下載到 PLC 中去，也可以將 PLC當(dāng)中的程序上傳到計(jì)算機(jī)當(dāng)中來。 ⑥ 編程器 編程器用來生成用戶程序，并用它進(jìn)行編輯、檢查、修改和監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行情況。 ④ 電源部分 PLC 一般使用 AC220V 電源或 DC24V 電源。 ② 存儲器 根據(jù)存儲器存儲內(nèi)容的不同，存儲器可以分為系統(tǒng)程序存儲器、用戶存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。它通過系統(tǒng)總線與用戶存儲器、輸入 /輸出 (I/O)、通信端口等單元相連。可編程控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。其中進(jìn)水閥和排水閥由 PLC給定信號來決定其工作狀態(tài)，電動機(jī)的工作狀態(tài)也由控制中心 PLC 給定信號來決定，而電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)狀態(tài)直接決定洗衣機(jī)的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。 在此控制系統(tǒng)中， PLC 是控制核心，外部多種輸入信號如啟動按鈕、高中低水位檢測等信號采 樣進(jìn)來，經(jīng)過 PLC 內(nèi)部進(jìn)行邏輯運(yùn)算或數(shù)據(jù)處理后，提供多種輸出信號來控制進(jìn)水閥、出水閥動作，和控制電機(jī)驅(qū)動裝置進(jìn)而控制正反轉(zhuǎn)和脫水運(yùn)行。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 6 3 硬件設(shè)計(jì) 硬件電路設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)的整體思路就是通過 PLC 輸出的數(shù)字信號控制繼電器組，達(dá)到控制電路的目的 。 根據(jù)全自動洗衣機(jī)的工作原理 ,洗衣機(jī)的工作流程由進(jìn)水、洗衣、排水和脫水四個(gè)過程組成。 （ 5） 然后再進(jìn)水，重復(fù)以上過程，如此循環(huán)共 3 次。 正常運(yùn)行 方式的具體控制要求如下： （ 1） 將水位能夠通過水位開關(guān)設(shè)在合適的位置（高、中、低），按下“啟動”按鈕，開始進(jìn)水，到達(dá)設(shè)定的水位（高、中、低）后，停止進(jìn)水。全自動洗衣機(jī)的進(jìn)水，洗衣，排水，脫水是通過水位開關(guān)，電磁進(jìn)水閥和電磁排水閥配合進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)自動控制的。洗滌正傳反轉(zhuǎn)由洗滌電動機(jī)驅(qū)動撥盤的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 4 2 系統(tǒng)總體分析 全自動洗衣機(jī)的工作原理 全自動洗衣機(jī)的工作原理：全自動洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安放的，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水用。它是整體模塊，集中了驅(qū)動電路、檢測電路、保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 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(jì)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(jì)算機(jī)控制容易連接，深受工程技術(shù)人員歡迎。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)， 具有很高的可靠性。 PLC系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：可靠性高，耗電少，適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行速度快。為了能更直觀的顯示出整個(gè)自動控制過程，本設(shè)計(jì)運(yùn)用組態(tài)王軟件建立一個(gè)全自動洗衣機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)畫面。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(gè)洗滌、甩干、排水過程中，無需人為操作和監(jiān)控。 全自動洗衣機(jī)從結(jié)構(gòu)上分有波輪式、攪拌式、滾筒式。 第二類：電腦控制洗衣機(jī)，它的程序控制器由微型計(jì)算機(jī)組成。 90年代，由于電動機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了較寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機(jī)。 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。 1874 年 ,“手洗時(shí)代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)，美國人發(fā)明了木制手搖洗衣機(jī)。自動化技術(shù)的飛速發(fā)展使得洗衣機(jī)由初始的半自動式洗衣機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的全自動洗衣機(jī)，又正在向智能化洗衣機(jī)方 向發(fā)展。工業(yè)用洗衣機(jī)適用于賓館、飯店、醫(yī)院、學(xué)校、工廠等領(lǐng)域，滿足大容量的洗衣要求。 full automatic washing machine。本文對全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，進(jìn)行了流程圖和梯形圖的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行仿真測試。 總體看來，高效節(jié)能、節(jié)水以及環(huán)保的全自動洗衣機(jī)一直在市場上占主導(dǎo)地位。 傳統(tǒng)