【正文】 大循環(huán) 3 次 LD A T42 O AN AN = Network 17 LD LD CTU C51, +3 Network 18 // 洗衣結(jié)束報警 3 秒 LD C51 A O AN = Network 19 LD O LD A A T42 OLD AN T43 = TON T43, +30 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 22 第五章 程序運行過程分析 (1)洗衣機進水 洗衣前選擇好水位，按下水位選擇開關 (、 、 )任意一個，再按下啟動按鈕， 接通， 接通，開始進水。 系統(tǒng)梯形圖如下圖 7 到圖 9。其編寫好的程序可通過專用編程線纜下載的 PLC 中運行。 [12] 三、系統(tǒng)梯形圖 根據(jù)以上的梯形圖的基礎知識、注意事項、特點及上節(jié)（ 節(jié) ） 中的控制狀態(tài)流程圖，現(xiàn)利用 STEP7Micro/WIN 編 程軟件 做出全自動洗衣機控制系統(tǒng)梯形圖。因此，也建議盡可能用輸入設備的常開觸點與 PLC 輸入端連接。當相同條件復雜時，這對儲存容量小的 PLC 很有意義。 (5) 梯形圖中，不允許一個觸點上有雙向“電流”通過。 (4) 在每個邏輯行中，并聯(lián)觸點多的支路應放在左邊。 (3) 在每個邏輯行中，串聯(lián)觸點多的支路應放在上方。 (2) 一般情況下，在梯形圖中某個編號繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而繼電器觸點可無限引用。每一個邏輯行起于左母線，然后是觸點的連接，最后終止于繼電器線圈或右母線。 二、梯形圖繪制原則 (1) 梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。 梯形圖中，每個輸出元素可以構(gòu)成一個梯級。能量流通過方框時，則執(zhí)行方框所代表的功能。能量流到，則該線圈被激勵。觸點分常開觸點和常閉觸點兩種形式。 觸點：代表邏輯控制條件。實際上，梯形圖是 CPU 仿真繼電器控制電路圖，使來自“電源”的“電流”通過一系列的邏輯控制條件，根據(jù)運算結(jié)果決定邏輯輸出的模擬過程。觸點閉合可以使能量流過，直到下一個元件；觸點斷開將阻止能量流過。畫梯形圖時，從左母線開始，經(jīng)過觸點和線圈（或功能方框），終止于右母線。 [11] 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 15 圖 6 PLC控制狀態(tài)流程圖 系統(tǒng)梯形圖 一、梯形圖的特點 梯形圖是 PLC 模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 13 圖 5 正常運行流程圖 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 14 程序設計 PLC控制順序功能圖 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，他是一種通用的技術語言。 表 43內(nèi)部地址分配表 定時器 /計時器 對應的作用 T37 進水暫停計時 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) 系統(tǒng)流程圖 強制停 止流程圖 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 12 圖 4 強制停止流程圖 正常運行流程圖 全自動洗衣機正常運行時即洗衣機按照程序設定依次完成依次洗衣過程，從選擇水位， 按下啟動按扭，開始進水直到水滿（即水位達到高水位）時停止進水開始洗滌正轉(zhuǎn)，洗滌時，正轉(zhuǎn) 30 秒，停兩秒，然后反轉(zhuǎn) 30 秒，停 2 秒，如此循環(huán) 5 次，總共320 秒開始排水，水位下降到低水位時開始脫水并繼續(xù)排水，脫水 30 秒，開始清洗，重復以上過程，清洗兩遍，清洗完成，報警 3 秒并自動停機。 表 41 輸入地址分配表 輸入地址 對應的外部設備 啟動按扭 停止按扭 水位選擇開關（高水位） 水位選擇開關（中水位） 水位選擇開關（低水位） 手動排水開關 手動脫水開關 高水位傳感器 中水位傳感器 低水位傳感器 水排空傳感器 輸出地址分配表 列出全自動洗衣機的輸出分配表，見表 42。 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 8 圖 3 PLC 外部接線圖 PLC 外部接線圖 如圖 22 所示為洗衣機示意圖，在圖中 ST4 為高水位傳感器， ST5 為中水位傳感器， ST6 為低水位傳感器， ST7 位水排盡傳感器，當選擇好水位后， YV1 打開開始進水，當水位到達相應水位時，相應的傳感器送出 ON 信號否則為 OFF,只有當水上升到與選擇水位相開關一致時， YV1 關閉停止進水，開始洗衣。 [9] 綜上所述此次設計選用西門子 S7200 型 PLC。 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行。 CPU 功能與結(jié)構(gòu)的選擇 PLC 的功能日益強大，一般 PLC 都具有開關量邏輯運算、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：功能與任務相適應， PLC 的處理速度應滿足實時控制的要求、 PLC 結(jié)構(gòu)合理、機型統(tǒng)一、在線編程和離線編程的選擇。根據(jù)經(jīng)驗，每個 I/O 點及有關功能元件占用的內(nèi)存量大致如下： 開關量輸入元件： 10— 20B/點 開關量輸出元件： 5— 10B/點 定時器 /計數(shù)器： 2B/個 模擬量： 100— 150B/個 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 7 通信接口：一個接口一般需要 300B 以上 [8] 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。用戶應用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關，如 I/O 點數(shù)、控制要求、運算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。 [該系統(tǒng)有 11 個數(shù)字輸入點 6 個數(shù)字輸出點，具體的輸入輸出見表 31. [7] 表 31 I/O點數(shù)統(tǒng)計表 輸入點 輸出點 啟動按扭 進水電磁閥 停止按扭 排水電磁閥 水位選擇開關（高水位） 洗滌電動機正轉(zhuǎn)繼電器 水位選擇開關（中水位） 洗滌電動機反轉(zhuǎn)繼電器 水位選擇開關（低水位） 脫水桶 手動排水開關 報警器 手動脫水開關 高水位傳感器 中水位傳感器 低水位傳感器 水排空傳感器 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。 PLC 的輸入輸出總點數(shù)和種類應根據(jù)被控對象所需控制的模擬量、開關量、輸入輸出設備情況來確定，一般一個輸入輸出元件要占用一個輸入輸出點。 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 6 第三章 硬件電路的設計 PLC的選擇 I/O 點數(shù)統(tǒng)計 I/O 點數(shù)是 PLC 的一項重要指標。 圖 2 控制系統(tǒng)框圖 控制系統(tǒng)對應設備及功能 根據(jù)控制過程中的進水、洗滌、脫水、報警等控制要求，對控制所需的外部設備初步設計如表 11 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 5 表 21 對應設備及功能表 對應的外部設備 對應的輸出設備 啟動按扭 進水電磁閥 停止按扭 排水電磁閥 水位選擇開關（高水位） 洗滌電動機正轉(zhuǎn)繼電器 水位選擇開關（中水位） 洗滌電動機反轉(zhuǎn)繼電器 水位選擇開關（低水位） 脫水桶 手動排水開關 報警器 手動脫水開關 高水位傳感器 中水位傳感器 低水位 傳感器 水排空傳感器 自動洗衣機的進水，洗衣，排水，脫水是通過水位開關，電磁進水閥和電磁排水閥配合進行控制，從而實現(xiàn)自動控制的，水位開關用來控制進水到洗衣機內(nèi)高中低水位，電磁進水閥起著通斷水源的作用。 此次全自動洗衣機控制系統(tǒng)設計利用了西門子 S7200系列 PLC的特點 ,對 按鈕 ,電磁閥 ,開關等其他一些輸入 /輸出點進行控制 ,實現(xiàn)了洗衣機洗衣過程的自動化 。在半自動洗衣機中，這四個過程分別用相應的按扭開關來控制。但是，它結(jié)構(gòu)簡單，處理速度快。 2）編程和 PLC 相比難以學習，主要是單片機采用匯編語言或者是 C 語言，這些高級語言和 PLC 語言相比，難以學習。 3）編程簡單， PLC 的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在它采用了獨特的，多種面 向廣大工程設計人員的編程語言，如指令表，梯形圖，邏輯功能圖，順序功能圖等，程序簡潔，明了適合各類技術人員的傳統(tǒng)習慣，即使是沒有計算機知識的人員也很統(tǒng)一掌握，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，且與計算機控制容易。對工作的環(huán)境要求較低，抗外部干擾能力強，平均無故障時間長。 （ 3） 對編寫好的編譯程序進行實際調(diào)試。 （ 2） 控制系統(tǒng)設計。 本課題研究的主要內(nèi)容 本課題需研制出可靠性高、易于操作的全自動洗衣機控制方法，該系統(tǒng)采用 PLC控制，主要包括電動機正反轉(zhuǎn)控制、離合器控制、進排水電磁閥控制、循環(huán)控制、保護和聯(lián)鎖。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 （ 4） 系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造 ， PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性 。 采用 PLC 控制比繼電器控制好的多，我們采用 PLC 來控制。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單江蘇科技大學本科畢業(yè)設計（論文） 2 的改動，也需要花費大量時間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。但是，這也是隨之帶來的一些問題，如絕大多數(shù)控制繼電器都是長期磨損和疲勞工作條件下進行的，容易損壞，而且繼電器的觸點容易產(chǎn)生 電弧，甚至會熔在一起產(chǎn)生誤操作，引起嚴重的后果。 控制方法確定后投入生產(chǎn)要縮短控制系統(tǒng)的設計的時間、調(diào)試周期，且要降低成本。 國內(nèi)外洗衣機 品牌有 海爾 、 小天鵝 、 榮事達 、 松下 、 惠而浦水仙 、 LG 熊貓 、 西門子 、 日立好用 。 洗衣機產(chǎn)品可以分三類：普通型 、 半自動型