【正文】 。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。 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定時時間到），而且洗衣大循環(huán)未到3次時，開始進(jìn)水。按下啟動按鈕。 梯形圖重點程序段落分析輔助繼電器梯形圖如圖47,48所示。（4）編譯程序編輯完成后,用“PLC”菜單中的“編譯”命令進(jìn)行離線編譯。中斷程序的指令也放在獨立的程序塊中，用來處理預(yù)先規(guī)定的中斷事件，在中斷事件發(fā)生時操作系統(tǒng)調(diào)用中斷程序。 圖46用戶程序結(jié)構(gòu)選擇編輯窗口主程序在每個掃描周期內(nèi)均被順序執(zhí)行一次。編程時可以點擊編輯窗口下方的選項來實現(xiàn)切換以完成不同程序結(jié)構(gòu)的程序編輯。編程軟件可實現(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】選項便可進(jìn)入相應(yīng)的編程環(huán)境。（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。在本設(shè)計中選用了CPU224的PLC，需要在對話框中選擇正確的CPU版本。設(shè)置與讀取PLC的型號的方法是：執(zhí)行菜單【PLC】→【類型】選項，在出現(xiàn)的對話框中，選擇PLC型號和CPU版本。具體操作步驟為：執(zhí)行菜單【文件】→【新建】選項或單擊工具欄的新建按鈕，生圖44 STEPMicro/Win32主界面成一個新的項目。 圖43 PLC控制順序功能圖 梯形圖編寫打開STEPMicro/Win32編程軟件，軟件主界面如圖44所示。這種順序功能圖適合用于系統(tǒng)的規(guī)模校大，程序關(guān)系較復(fù)雜的場合。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。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。圖42 強(qiáng)制停止流程圖 PLC控制順序功能圖設(shè)計順序功能圖，它是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，順序功能圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術(shù)，它是一種通用的技術(shù)語言。全自動洗衣機(jī)正常運行流程圖如圖41所示。在自動方式下，PLC將運行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)（適用于機(jī)械一切都正常的情況下），按照用戶設(shè)定好的程序來進(jìn)行工作。由于PLC的程序執(zhí)行為循環(huán)掃描工作方式，因而與計算機(jī)程序框圖不同點是，PLC程序框圖在進(jìn)行輸出刷新后，再重新開始輸進(jìn)掃描，循環(huán)執(zhí)行。除菜單欄外，用戶可根據(jù)需要決定其他窗口的取舍和樣式的設(shè)置。（5）設(shè)置PLC的工作方式、參數(shù)和運行監(jiān)控等。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。（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。STEP7Micro/WIN32編程軟件的基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件的開發(fā)，其主要實現(xiàn)以下功能：（1）在脫機(jī)（離線）方式下創(chuàng)建用戶程序，修改和編輯原有的用戶程序。表33 內(nèi)部地址分配表定時器/計時器對應(yīng)的功能T37進(jìn)水暫停計時T38 正洗計時T39正洗暫停計時T40反轉(zhuǎn)計時T41反轉(zhuǎn)暫停計時T42脫水計時T43報警計時C50正反洗循環(huán)計數(shù)C51大循環(huán)計數(shù)4 軟件設(shè)計 編程軟件編程軟件采用西門子公司設(shè)計的編程軟件STEPMicro/Win32。表32 輸出地址分配表輸出地址對應(yīng)的外部設(shè)備進(jìn)水電磁閥排水電磁閥洗滌電動機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器洗滌電動機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器脫水桶報警器 內(nèi)部元件地址分配全自動洗衣機(jī)的工作過程中，需要用到PLC內(nèi)部的計時器和計數(shù)器對其進(jìn)行過程控制，現(xiàn)對控制中要用到的內(nèi)部元件地址進(jìn)行分配。但是由于洗滌電動機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個狀態(tài)，分別為正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點應(yīng)該有6個。具體的輸入地址分配如表31所示。這個控制系統(tǒng)的輸入有啟動按鈕、停止按鈕、高水位選擇開關(guān)、中水位選擇開關(guān)、低水位選擇開關(guān)、手動排水開關(guān)、自動排水開關(guān)、高水位傳感器、中水位傳感器、低水位傳感器、水排空傳感器共11個輸入點。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。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。綜上所述此次設(shè)計選用西門子S7200系列整體式PLC，CPU模塊為CPU224（AC/DC/繼電器）模塊。該控制系統(tǒng)CPU模塊可采用CPU224（AC/DC/繼電器）模塊，它可控制整個系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地進(jìn)行。 CPU的選型PLC的功能日益強(qiáng)大，一般PLC都具有開關(guān)量邏輯運算、定時、計數(shù)、數(shù)據(jù)處理等基本功能，有些PLC還可擴(kuò)展各種特殊功能模塊，如通信模塊、位置控制模塊等.選型時可考慮以下幾點：功能與任務(wù)相適應(yīng)，PLC的處理速度應(yīng)滿足實時控制的要求、PLC結(jié)構(gòu)合理、機(jī)型統(tǒng)一、在線編程和離線編程的選擇。根據(jù)經(jīng)驗，每個I/O點及有關(guān)功能元件占用的內(nèi)存量大致如下：開關(guān)量輸入元件：10—20B/點開關(guān)量輸出元件：5—10B/點定時器/計數(shù)器：2B/個 模擬量：100—150B/個通信接口：一個接口一般需要300B以上根據(jù)上面算出的總字節(jié)數(shù)再考慮增加25%左右的備用量，就可估算出用戶程序所需的內(nèi)存容量，從而選擇合適的PLC內(nèi)存。因此在程序設(shè)計之前只能粗略地估算。一般微型和小型PLC的存儲容量是固定的，介于1—2KB之間。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叵喾矗娫丛儆勺冾l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)?？刂凭€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。本次使用的繼電器模塊由三組三聯(lián)裝共九個繼電器組成，每組繼電器完成一個功能。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。 繼電器（1） 繼電器簡介繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。在網(wǎng)絡(luò)需求已日益成為必要的今天，強(qiáng)大的通訊無疑會使S7200為更多用戶服務(wù)。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。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。只有程序進(jìn)行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入；3　 一個掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新；4　 元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的；5　 掃描周期的長短由三條決定：CPU執(zhí)行指令的速度；指令本身占有的時間；指令條數(shù)，現(xiàn)在的PLC掃描速度都是非?？斓模?　 由于采用集中采樣，集中輸出的方式，存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。 PLC的基本工作原理：PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式。（4）PLC的工作原理PLC的工作原理可以簡單的表述為在系統(tǒng)程序的管理下，通過運行應(yīng)用程序，對控制要求進(jìn)行處理判斷，并通過執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)控制任務(wù)。7　 特殊功能單元PLC的特殊功能模塊用來完成某些特殊的任務(wù)，如定時、計數(shù)等。使用編程軟件可以在計算機(jī)上直接生成梯形圖或指令表程序，并且可以實現(xiàn)不同編程語言之間的相互轉(zhuǎn)換。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序。通過這個通信端口，PLC可以直接和編程器或上位機(jī)相連。內(nèi)部使用的電源是整體的供給中心，大部分PLC采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。輸出單元將CPU的信號經(jīng)處理后來控制外部設(shè)備。3　 輸入/輸出（I/O）單元輸入/輸出（I/O）單元是PLC與外部設(shè)備連接的紐帶。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。1　 中央處理器（CPU）中央處理器(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。⑵ 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)可編程邏輯控制器實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本與微型計算機(jī)相同，PLC主要由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出（I/O）單元、電源部分、通信端口、編程器和特殊功能單元組成。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，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。系統(tǒng)的硬件電路圖如圖32所示。圖31 全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)框圖PLC在系統(tǒng)中處于中心位置，啟動、停止信號和水位開關(guān)是PLC的輸入信號，進(jìn)水閥，排水閥，電動機(jī)和脫水桶是洗衣機(jī)各種動作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。PLC用定時器記錄正反轉(zhuǎn)時間，脫水時間和報警時間，用計數(shù)器記錄正反轉(zhuǎn)次數(shù)和脫水次數(shù)，可以很容易地通過更改PLC定時器和計數(shù)器的參數(shù)，來滿足不同的洗滌條件和要求。另外，變頻器在電路中控制洗滌時的電機(jī)轉(zhuǎn)速，不作為必要裝置?？刂齐娐返慕M成主要包括：可編程控制器、繼電器組和連接電路（變頻器）。此次全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計需要利用西門子S7200系列PLC的特點,對按鈕、電磁閥、開關(guān)等其他一些輸入/輸出點進(jìn)行控制,實現(xiàn)洗衣機(jī)洗衣過程的自動化。在半自動洗衣機(jī)中，這四個過程分別用相應(yīng)的按扭開關(guān)來控制。（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。（6） 洗衣過程完成，報警3秒并自動停機(jī)。（4） 如此循環(huán)共5次，總共220秒后開始排水，排空后脫水30秒。（2） 進(jìn)水停止2秒后開始洗衣。 M 進(jìn)水閥 進(jìn)水 高水位傳感器 中水位傳感器 低水位傳感器 水排空傳感器 出水 洗衣電機(jī) 出水閥 圖21 全自動洗衣機(jī)示意圖 全自動洗衣機(jī)的設(shè)備控制要求全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求是能實現(xiàn)“正常運行”和“強(qiáng)制停止” 兩種控制方式。水位開關(guān)用來控制進(jìn)水到洗衣機(jī)內(nèi)高中低水位，電磁進(jìn)水閥起著通斷水源的作用。啟動按鈕用來啟動洗衣機(jī)工作，停止按鈕用來實現(xiàn)手動停止進(jìn)水、洗衣、排水、脫水及報警。脫水時，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機(jī)帶動內(nèi)桶正傳進(jìn)行甩干。排水時，通過控制系統(tǒng)將排