【正文】 時(shí)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(yàn)，每個(gè) I/O 點(diǎn)及有關(guān)功能元件占用的內(nèi)存量大致如下： 開(kāi)關(guān)量輸入元件： 10— 20B/點(diǎn) 開(kāi)關(guān)量輸出元件： 5— 10B/點(diǎn) 南京工程學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 11 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器： 2B/個(gè) 模擬量： 100— 150B/個(gè) 通信接口：一個(gè)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。用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關(guān)，如 I/O 點(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。該系統(tǒng)有 11 個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn) 6個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)， 具體的輸入輸出見(jiàn)表 31 表 31 I/O 點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)表 輸入點(diǎn) 輸出點(diǎn) 啟動(dòng)按扭 進(jìn)水電磁閥 停止按扭 排水電磁閥 水位選擇開(kāi)關(guān)（高水位） 洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器 水位選擇開(kāi)關(guān)（中水位） 洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器 水位選擇開(kāi)關(guān)（低水位） 脫水桶 手動(dòng)排水開(kāi)關(guān) 報(bào)警器 手動(dòng)脫水開(kāi)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 I/O 儲(chǔ)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(diǎn)數(shù)和種類應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象所需控制的模擬量、開(kāi)關(guān)量、輸入輸出設(shè)備情況來(lái)確定，一般一個(gè)輸入輸出元件要占用一個(gè)輸入輸出點(diǎn)。 南京工程學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 25（ a） 全自動(dòng)洗衣機(jī)外部示意圖 圖 25（ b）全自動(dòng)洗衣機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 南京工程學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 26 電動(dòng)機(jī)控制線路圖 注釋： QS：隔離開(kāi)關(guān) FU：熔斷器 FR：熱繼電器 KM：交流接觸器 KM1閉合，洗滌電動(dòng)機(jī)正傳洗滌 KM2閉合：洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)洗滌 KM3閉合：脫水電動(dòng)機(jī)脫水 南京工程學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 10 第三章 硬件電路的設(shè)計(jì) PLC 的選擇 I/O 點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì) I/O 點(diǎn)數(shù)是 PLC的一項(xiàng)重要指標(biāo)。利用可編程控制器 PLC 實(shí)現(xiàn)控制 ,用于說(shuō)明 PLC 控制的原理方法、特點(diǎn)及工作特色。 根據(jù)全自動(dòng)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(guò)程組成。 “強(qiáng)制停止”方式的具體控制要求如下： 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。 然后再進(jìn)水 ，重復(fù)以上過(guò)程，如此循環(huán)共 3次。 洗衣時(shí)，正轉(zhuǎn) 20 秒，停 2 秒，然后反轉(zhuǎn) 20秒，停 2秒。 正常運(yùn)行 方式的具體控制要求如下： 將水位能夠通過(guò)水位開(kāi)關(guān)設(shè)在合適的位置（高、中、低），按下“啟動(dòng)”按鈕，開(kāi)始進(jìn)水，到達(dá)設(shè)定的水位（高、中、低）后，停止進(jìn)水。進(jìn)水時(shí)，電磁進(jìn)水閥打開(kāi)，將水注入，排水時(shí)，電磁排水閥打開(kāi)，將水排出，洗衣時(shí)，洗滌電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，脫水時(shí)，脫水桶啟動(dòng)。此次全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)利用了西門子 S7200系列 PLC的特點(diǎn) ,對(duì)按鈕 ,電磁閥 ,開(kāi)關(guān)等其他一些輸入 /輸出點(diǎn)進(jìn)行控制 ,實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過(guò)程的自動(dòng)化。在半自動(dòng)洗衣機(jī)中，這四個(gè)過(guò)程分別用相應(yīng)的按扭開(kāi)關(guān)來(lái)控制。但是，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理速度快。 2）編程和 PLC 相比難以學(xué)習(xí)，主要是單片機(jī)采用匯編語(yǔ)言或者是 C 語(yǔ)言，這些高級(jí)語(yǔ)言和 PLC 語(yǔ)言相比，難以學(xué)習(xí)。另外它的編程語(yǔ)言也相對(duì)簡(jiǎn)單。它是整體模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路、保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng) 功能。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。 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。 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。 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。 南京工程學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 4 第二章 系統(tǒng)的概述 PLC 的控制特點(diǎn) PLC 系統(tǒng)的特點(diǎn)： （ 1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。包括硬件設(shè)計(jì)， PLC 的選擇，各硬件模塊的介紹，軟件設(shè)計(jì)，編程方法。 研究的具體內(nèi)容包括： （ 1） 深入了解洗衣機(jī)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)及控制要求。 （ 5） 體積小，重量輕，能耗低，由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí) 現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。 （ 3） 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。 （ 2） 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) 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。 （ 1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。這種電路接線多，只適用于小型的控制電路。 在全負(fù)荷運(yùn)載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，南京工程學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 3 同時(shí)也消耗了大量的電能。 傳統(tǒng)的洗衣機(jī)采用繼電器控制的優(yōu)點(diǎn)是裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、抗干擾能力強(qiáng)。 課題研究的目的與意義 本課題主要著重于全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，要求洗衣機(jī)能實(shí)現(xiàn)進(jìn)水、洗滌、排水、脫水、報(bào)警，所采用的控制方法操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、維護(hù)與維修方便。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。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)價(jià)格高。因此，電動(dòng)控制洗衣機(jī)將逐步退出家電舞臺(tái)。電動(dòng)控制全自動(dòng)洗衣機(jī)是較早出現(xiàn)的自動(dòng)控制類家用電器， 其產(chǎn)品類型還屬于傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品，是自動(dòng)控制的初級(jí)階段。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 ,自動(dòng)洗衣機(jī)可分為兩大類： 第一類：電動(dòng)控制洗衣機(jī)，它的程序控制器由電動(dòng)元件組成。這類洗衣機(jī)均采用套筒式結(jié)構(gòu)，其進(jìn)水，排水都采用電磁閥，由程序控制器 按人們預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序不斷 發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行器件動(dòng)作，整個(gè)洗衣過(guò)程自動(dòng)完成，所用的程序控制器可分為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式和單片機(jī)式。 90 年代，由于電動(dòng)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)，誕生了許多新型洗衣機(jī)。 1955 年，在引進(jìn)英國(guó)噴流式洗衣機(jī)的基礎(chǔ)之上，日本研制出獨(dú)具風(fēng)格、并流行至今的波輪式洗衣機(jī)。 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。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)。 1874 年 ,“手洗時(shí)代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)，美國(guó)人發(fā)明了木制手搖洗衣機(jī)。這些不斷重復(fù)的簡(jiǎn)單的體力勞動(dòng)，留給人的感受常常是辛苦勞累。本設(shè)計(jì)以操作簡(jiǎn)單、使用可靠、維護(hù)修理方便作為主要設(shè)計(jì)方向。 PLC 控制具有實(shí)時(shí)性、信號(hào)處理時(shí)間短、速度快、更能滿足各個(gè)領(lǐng)域大、中、小型工業(yè)控制項(xiàng)目，可靠性高，豐富的 I/O 卡件，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，性價(jià)比高，安裝簡(jiǎn)單，維修方便， PLC 控制能在高粉塵、高噪聲、強(qiáng)電磁干擾和溫度變化劇烈的環(huán)境下正常工作。 automatic 南京工程學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 第一章 緒論 .................................................................................................................... 1 課題的研究背景 ............................................................................................................ 1 洗衣機(jī)發(fā)展概況和現(xiàn)狀 ................................................................................................ 1 課 題研究的目的與意義 ................................................................................................. 2 本課題研究的主要內(nèi)容 ................................................................................................. 3 第二章 系統(tǒng)的概述 ..................................................................................................... 4 PLC 的控制特點(diǎn) ............................................................................................................. 4 控制系統(tǒng) 框圖 ................................................................................................................ 5 控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)備及功能 ............................................................................................ 6 全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)原理與控制要求 ................................................................. 7 全自動(dòng)洗衣機(jī)示意圖 ..................................................................................................... 8 主 電路電動(dòng)機(jī)控制線路圖 ............................................................................................. 9 第三章 硬件電路的設(shè)計(jì) ......................................................................................... 10 PLC 的選擇 ................................................................................................................... 10 I/O 點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì) ................................................................................................... 10 I/O儲(chǔ)存器容量的估算 ................................................................................... 10 CPU 功能與結(jié)構(gòu)的選擇 ................................................................................... 11 PLC 外部接線圖 ........................................................................................................... 12 洗衣機(jī)的示意圖 ........................................................................................................... 12 第四章 軟件的設(shè)計(jì) ....................................................................................