[工學(xué)]基于PLC和組態(tài)王的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計

1、河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：基于plc的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計 學(xué) 院：xxxxxxxx專業(yè)班級：xxxxx姓 名：xxxxx學(xué) 號：xxxxx指導(dǎo)教師：xxxxx2012 年 06月06日摘 要隨著科技日新月異，人民生活水平不斷提高，消費者對家庭電器自動化的需求不斷加大，其中全自動洗衣機占很重要的位置?？傮w看來，高效節(jié)能、節(jié)水以及環(huán)保的全自動洗衣機一直在市場上占主導(dǎo)地位。傳統(tǒng)的洗衣機采用繼電器控制，而大多數(shù)繼電器的優(yōu)點是裝置結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、抗干擾能力強，但其容易損壞，產(chǎn)生噪音，耗能大。plc的優(yōu)點是：可靠性高，耗電少，適應(yīng)性強，運行速度快，壽

2、命長，為了進(jìn)一步提高全自動洗衣機的功能和性能，避免傳統(tǒng)控制的一些弊端，就提出了用plc來控制全自動洗衣機這個課題。本設(shè)計采用西門子公司的s7-200系列的plc作為核心控制部件，利用其特點，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)了洗衣機洗衣過程的自動化。本文對全自動洗衣機的控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，進(jìn)行了流程圖和梯形圖的設(shè)計，并進(jìn)行仿真測試。為了能更直觀的顯示出整個自動控制過程，本設(shè)計運用組態(tài)王軟件建立了一個全自動洗衣機的監(jiān)控系統(tǒng)畫面。關(guān)鍵詞：plc； 全自動洗衣機； 組態(tài)王 abstract along with the development of the science an

3、d technology, peoples standard of living rises ceaselessly, and the demand of household appliances increases, in which full automatic washing machine occupies a very important position.overall, full automatic washing machine with high efficiency and energy saving, water conservation and environmenta

4、l 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 anti-interference ability, but they are easy to be damaged, produce noise, and consume huge amou

5、nt of energy. the characteristics of plc are high reliability, less consumption, strong adaptability, fast operation and long life. this design used the siemens s7-200 plc as the key control components. according to its characteristics, it controlled the button, solenoid valve, switch, or some other

6、 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

7、picture of the full automatic washing machine control system. key words: plc; full automatic washing machine; king view目錄1 緒論11.1選題背景11.2洗衣機的發(fā)展概況和現(xiàn)狀11.3畢業(yè)設(shè)計的研究內(nèi)容及意義22 系統(tǒng)總體分析42.1全自動洗衣機的工作原理42.2 全自動洗衣機的設(shè)備控制要求53硬件設(shè)計63.1硬件電路設(shè)計63.2可編程控制器73.3 繼電器103.4 plc的選型113.4.1 i/o儲存器容量的估算113.4.2 cpu的選型123.5 plc的外圍接線圖

8、設(shè)計123.6 系統(tǒng)資源分配133.6.1 輸入地址分配133.6.2 輸出地址分配143.6.3 內(nèi)部元件地址分配154 軟件設(shè)計164.1 編程軟件164.2 程序流程圖設(shè)計174.3 plc控制順序功能圖設(shè)計194.4 梯形圖編寫204.5 梯形圖重點程序段落分析225 系統(tǒng)仿真285.1 s7-200 v4.0的仿真軟件285.2 仿真測試295.3仿真結(jié)果分析306 組態(tài)界面的設(shè)計326.1 組態(tài)王326.2 監(jiān)控系統(tǒng)功能要求356.3 新建一個工程356.4 監(jiān)控界面設(shè)計366.5 運行和調(diào)試397 總結(jié)與展望427.1 總結(jié)427.2 展望43致謝44參考文獻(xiàn)45附錄一 sima

9、tic s7-200 cpu主要性能指標(biāo)46附錄二 畫面命令語言47附錄三 系統(tǒng)指令語句表49521 緒論1.1選題背景洗衣機是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊环N家電，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的家用電器。在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也十分廣泛，本課題在于工業(yè)用洗衣機的研究，工業(yè)洗衣機適用于洗滌棉、毛、化纖、絲綢等衣物織品。水磨洗滌機可用于服裝廠水洗牛仔服及絲綢等衣物。工業(yè)用洗衣機適用于賓館、飯店、醫(yī)院、學(xué)校、工廠等領(lǐng)域，滿足大容量的洗衣要求。傳統(tǒng)的基于繼電器的控制，已經(jīng)不能滿足人們對洗衣機的自動化程度的要求了。洗衣機需要更好地滿足人們的需求，必須借助于自動化技術(shù)的發(fā)展。而隨著plc技術(shù)的發(fā)展，用plc作為控制器

10、，就能很好地滿足全自動洗衣機對自動化的要求，并且控制方式靈活多樣，控制模式可以根據(jù)不同場合的應(yīng)用而有所不同。自動化技術(shù)的飛速發(fā)展使得洗衣機由初始的半自動式洗衣機發(fā)展到現(xiàn)在的全自動洗衣機，又正在向智能化洗衣機方向發(fā)展。 1.2洗衣機的發(fā)展概況和現(xiàn)狀從古到今，洗衣服都是一項難于逃避的家務(wù)勞動，在洗衣機出現(xiàn)以前，這項勞動并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣、手搓、腳踩、棒擊、沖刷、摔打。這些不斷重復(fù)的簡單的體力勞動，留給人的感受常常是辛苦勞累。世界上第一臺洗衣機于1858年誕生，但這臺洗衣機使用費力，且損傷衣服，因而沒被廣泛使用，但這卻標(biāo)志了用機器洗衣的開端。1874年,“手洗時代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)，

11、美國人發(fā)明了木制手搖洗衣機。1880年，美國發(fā)明了蒸氣洗衣機，蒸氣動力開始取代人力。蒸汽洗衣機之后，水力洗衣機、內(nèi)燃機洗衣機也相繼出現(xiàn)。1910年，美國試制成功世界上第一臺電動洗衣機，電動洗衣機的問世，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動自動化的開端。1922年，美國改造了洗衣機的洗滌結(jié)構(gòu)，把拖動式改為攪拌式，使洗衣機的結(jié)構(gòu)固定下來，這也就是第一臺攪拌式洗衣機的誕生。1932年，美國研制成功第一臺前裝式滾筒洗衣機。1955年，在引進(jìn)英國噴流式洗衣機的基礎(chǔ)之上，日本研制出獨具風(fēng)格、并流行至今的波輪式洗衣機。70年代后期，微電腦控制的全自動洗衣機出現(xiàn)引領(lǐng)新的發(fā)展方向，讓人耳目一新。90年代，由于電動機調(diào)速技術(shù)的提高

12、，洗衣機實現(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。全自動洗衣機的特點是能自動完成洗滌，漂洗和脫水的轉(zhuǎn)換，整個過程不需要人工操作。這類洗衣機均采用套筒式結(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)計好的程序不斷發(fā)出指令，驅(qū)動各執(zhí)行器件動作，整個洗衣過程自動完成，所用的程序控制器可分為電動機驅(qū)動式和單片機式。從控制方式的發(fā)展階段上分，全自動洗衣機可分為兩大類：第一類：電動控制洗衣機，它的程序控制器由電動元件組成。第二類：電腦控制洗衣機，它的程序控制器由微型計算機組成。電動控制全自動洗衣機是較早出現(xiàn)的自動控制類家用電器，其產(chǎn)品類型還屬于傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品，是自動控制的初級階段。

13、隨著計算機及微電子技術(shù)的發(fā)展，自動控制系統(tǒng)正在逐步實現(xiàn)硬件化。因此，電動控制洗衣機將逐步退出家電舞臺。全自動洗衣機從結(jié)構(gòu)上分有波輪式、攪拌式、滾筒式。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。波輪式洗衣機的特點是洗凈率高,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,它最大的優(yōu)點是磨損率小,但洗凈率比波輪式低,價格高。洗衣機產(chǎn)品可以分三類：普通型、半自動型和全自動型。普通型和半自動型洗衣機，都需要人為參與操作，才能完成洗衣、甩干、排水全過程；而全自動洗衣機在整個洗滌、甩干、排水過程中，無需人為操作和

14、監(jiān)控。國內(nèi)外洗衣機品牌有海爾、小天鵝、榮事達(dá)、松下、惠而浦水仙、lg熊貓、西門子、日立好用。1.3畢業(yè)設(shè)計的研究內(nèi)容及意義本設(shè)計是基于plc的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計，采用西門子公司的s7-200系列的plc作為核心控制部件，利用其特點，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)洗衣機洗衣過程的自動化。首先需要對全自動洗衣機的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，進(jìn)行流程圖和梯形圖的設(shè)計，并進(jìn)行仿真測試。為了能更直觀的顯示出整個自動控制過程，本設(shè)計運用組態(tài)王軟件建立一個全自動洗衣機的監(jiān)控系統(tǒng)畫面。本文的課題源于市場上的洗衣機產(chǎn)品。傳統(tǒng)的洗衣機采用繼電器控制，而大多數(shù)繼電器的優(yōu)點是裝置結(jié)構(gòu)簡單、價格便

15、宜、抗干擾能力強，但其容易損壞，產(chǎn)生噪音，耗能大。也有采用單片機控制的洗衣機，單片機系統(tǒng)的特點是結(jié)構(gòu)簡單，處理速度快，但其對環(huán)境的適應(yīng)能力較低，可靠性差，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(xué)習(xí)，而且功能單一，只具有使用中所需要的功能，硬件較為復(fù)雜。plc系統(tǒng)的優(yōu)點是：可靠性高，耗電少，適應(yīng)性強，運行速度快。為了進(jìn)一步提高全自動洗衣機的功能和性能，為了避免傳統(tǒng)控制和單片機控制的一些弊端，就提出了用plc來控制全自動洗衣機這個課題。 plc具有以下優(yōu)點：（1）可靠性高，抗干擾能力強。高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。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

16、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。（2）配套齊全，功能完善，適用性強。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。（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(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，且與計算機控制容易連接，深受工程技術(shù)人員歡迎。（4）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)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(shè)備

17、外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。（5）體積小，重量輕，能耗低。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。全自動洗衣機采用plc控制系統(tǒng)將大大提高工作效率，和適應(yīng)工作環(huán)境的能力。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。因此在運用中硬件也相對簡單，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語言也相對簡單。其次，它能實現(xiàn)脫機手動工作，聯(lián)機自動就地工作，上機控制的單周期運行方式，自動啟動、自動停機控制方式。2 系統(tǒng)總體分析2.1全

18、自動洗衣機的工作原理全自動洗衣機的工作原理：全自動洗衣機的洗衣桶（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。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。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。排水時，通過控制系統(tǒng)將排水電磁閥打開，將水由外桶排到機外。洗滌正傳反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動撥盤的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機帶動內(nèi)桶正傳進(jìn)行甩干。高、中、低水位控制開關(guān)分別用來檢測高、中、低水位。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作，停止按鈕用來實現(xiàn)手動停止進(jìn)水、洗衣、排水、

19、脫水及報警。全自動洗衣機的進(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，從而實現(xiàn)自動控制的。水位開關(guān)用來控制進(jìn)水到洗衣機內(nèi)高中低水位，電磁進(jìn)水閥起著通斷水源的作用。全自動洗衣機的示意圖如2-1所示。 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 洗衣電機出水閥 圖2-1 全自動洗衣機示意圖2.2 全自動洗衣機的設(shè)備控制要求全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求是能實現(xiàn)“正常運行”和“強制停止” 兩種控制方式。正常運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

20、、中、低）后，停止進(jìn)水。（2） 進(jìn)水停止2秒后開始洗衣。（3） 洗衣時，正轉(zhuǎn)20秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)20秒，停2秒。（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。（5） 然后再進(jìn)水，重復(fù)以上過程，如此循環(huán)共3次。（6） 洗衣過程完成，報警3秒并自動停機?！皬娭仆Ｖ埂狈绞降木唧w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。（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。根據(jù)全自動洗衣機的工作原理,洗衣機的工作流程由進(jìn)水、洗衣、排水和脫水四個過程組成。在半自動洗衣機中，這四個過程分別用相應(yīng)的按扭開關(guān)

21、來控制。利用可編程控制器plc實現(xiàn)控制,用于說明plc控制的原理方法、特點及工作特色。此次全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計需要利用西門子s7-200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)洗衣機洗衣過程的自動化。3硬件設(shè)計3.1硬件電路設(shè)計硬件設(shè)計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?？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）。其中，繼電器為主要執(zhí)行模塊，plc所發(fā)出的數(shù)字指令控制繼電器線圈，而繼電器的開合直接控制電源電路，實現(xiàn)對電動機的控制。另外，變頻器在電路中控制洗滌時的電機轉(zhuǎn)速，不作為必要裝置。在此控制系

22、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，和控制電機驅(qū)動裝置進(jìn)而控制正反轉(zhuǎn)和脫水運行。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。根據(jù)以上要求，基于plc的全自動洗衣機控制系統(tǒng)框圖如圖3-1所示。圖3-1 全自動洗衣機控制系統(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，電動機和脫水桶是洗衣機各種動作的執(zhí)行機構(gòu)。其

23、中進(jìn)水閥和排水閥由plc給定信號來決定其工作狀態(tài)，電動機的工作狀態(tài)也由控制中心plc給定信號來決定，而電動機的正反轉(zhuǎn)狀態(tài)直接決定洗衣機的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。系統(tǒng)的硬件電路圖如圖3-2所示。圖3-2 硬件電路圖3.2可編程控制器 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。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，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)

24、計。 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，其硬件結(jié)構(gòu)基本與微型計算機相同，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。典型的plc控制系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖3-3所示。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。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。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。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運行

25、時，首先它以圖3-3 plc控制系統(tǒng)的硬件組成框圖掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入i/o映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入i/o映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。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。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。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。輸入單元接受現(xiàn)場設(shè)備箱plc提供的開關(guān)量信號，經(jīng)過處理后，

26、變成cpu能夠識別的信號。輸出單元將cpu的信號經(jīng)處理后來控制外部設(shè)備。4 電源部分plc一般使用ac220v電源或dc24v電源。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。5 通信端口plc的cpu模塊上至少有一個通信端口。通過這個通信端口，plc可以直接和編程器或上位機相連。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。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。一般用于小型機或用于現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)。使用編程軟件可以在計算機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。程序被編譯后通

27、過pc/ppi電纜可以下載到plc中去，也可以將plc當(dāng)中的程序上傳到計算機當(dāng)中來。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。（3）可編程控制器的基本特點可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點：1 編程方法簡單易學(xué)、功能強大、性價比高、硬件配套齊全，系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴展容易，以開關(guān)量控制為其特長；2 也能進(jìn)行連續(xù)過程的pid回路控制；3 并能與上位機構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)用戶使用方便、適應(yīng)性強、可靠性強、抗干擾能力強；4 系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少、維護(hù)工作量小、維護(hù)方便、體積小、能耗低等特點。（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

28、，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)。但是，在時間上，plc執(zhí)行的任務(wù)是按串行方式進(jìn)行的，其具體的運行方式與繼電器-接觸器控制系統(tǒng)及計算機控制系統(tǒng)都有著一定的差異與不同。 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。1 每次掃描過程，集中采集輸入信號，集中對輸出信號進(jìn)行刷新；2 輸入刷新過程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。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

29、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掃描速度都是非常快的；6 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。（5）s7-200系列plc西門子公司的simatic s7-200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)。由于它有極強的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。s7-200的可靠性非常高，可以用語句表、梯形圖和功能塊圖編程。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，最大可以擴展到248點數(shù)字量i/o或35路模擬量i/o，最多

30、有30多kb的程序和數(shù)據(jù)存儲空間。s7-200提供了近10種通訊方式以滿足不同的應(yīng)用需求，從rs-485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s7-200之間的通訊到s7-200通過profibus-dp網(wǎng)絡(luò)通訊，甚至到s7-200通過以太網(wǎng)通訊。在網(wǎng)絡(luò)需求已日益成為必要的今天，強大的通訊無疑會使s7-200為更多用戶服務(wù)。本設(shè)計采用plc s7-200為控制核心，實現(xiàn)自動控制和手動控制，硬件接線簡單，軟件開發(fā)周期短，具有工作可靠性高，操作方便，體積小、功耗低等特點，達(dá)到良好的經(jīng)濟效果。3.3 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

31、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)”。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。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。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。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開

32、、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”。（2） 繼電器組的應(yīng)用及實現(xiàn)的功能在本次設(shè)計中，對繼電器的使用較為突出，原理是利用可編程序控制器的24v直流信號來控制繼電器線圈，實現(xiàn)由可控制的按預(yù)定程序?qū)?關(guān)斷的380v三相電源給電動機供電。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?？煞譃椋赫D(zhuǎn)控制組，反轉(zhuǎn)控制組及脫水控制組?？刂凭€圈與plc的輸出口相連，電動機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。它們的開合直接由可編程序控制器輸出的離散信號控制。即當(dāng)洗衣機處在

33、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供電，此時電動機正轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值；當(dāng)洗衣機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供電，此時電動機反轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值；當(dāng)洗衣機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，電動機按額定轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)。3.4 plc的選型3.4.1 i/o儲存器容量的估算plc常用的內(nèi)存有ep

34、rom、eeprom和帶鋰電池供電的ram。一般微型和小型plc的存儲容量是固定的，介于12kb之間。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點數(shù)、控制要求、運算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。因此在程序設(shè)計之前只能粗略地估算。plc內(nèi)存容量為開關(guān)量i/o點數(shù)、模擬量i/o點數(shù)和程序編寫的質(zhì)量所增加的內(nèi)存容量綜合。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：1020b/點開關(guān)量輸出元件：510b/點定時器/計數(shù)器：2b/個模擬量：100150b/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

35、，從而選擇合適的plc內(nèi)存。該系統(tǒng)有11個數(shù)字輸入點6個數(shù)字輸出點，需內(nèi)存280b，有定時器7個，計數(shù)器2個，需內(nèi)存18b，考慮余量后需要內(nèi)存370b。3.4.2 cpu的選型plc的功能日益強大，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、機型統(tǒng)一、在線編程和離線編程的選擇。全自動洗衣機控制所要求的控制功能簡單，小型plc就能滿足要求了。該控制系統(tǒng)cpu模塊可采用cpu-224（ac/dc/繼電器）模塊，它可控制整個

36、系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地進(jìn)行。同時由于該模塊采用交流220v供電，并且自帶14個數(shù)字量輸入點和10個數(shù)字量輸出點，完全能滿足全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求，所以不再需要另外的電源模塊、數(shù)字量和輸出模塊。綜上所述此次設(shè)計選用西門子s7-200系列整體式plc，cpu模塊為cpu-224（ac/dc/繼電器）模塊。plc的框架配置圖如3-4所示。圖3-4 plc框架配置圖3.5 plc的外圍接線圖設(shè)計根據(jù)全自動洗衣機的控制要求，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。plc的外圍接線圖如圖3-5所示。在圖3-5中，plc的各個

37、i/o地址分別與全自動洗衣機控制系統(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3-5 plc外部接線圖3.6 系統(tǒng)資源分配3.6.1 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際物理連接點一一對應(yīng)，才能確保動作的正確執(zhí)行。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?，F(xiàn)在根據(jù)全自動洗衣機的實際工作狀態(tài)對plc控制系統(tǒng)的輸入地址進(jìn)行分配。具體的輸入地址分配如表3-1所示。表3-1輸入地址分

38、配表輸入地址對應(yīng)的外部設(shè)備i0.0啟動按扭i0.1停止按扭i0.2水位選擇開關(guān)（高水位）i0.3水位選擇開關(guān)（中水位）i0.4水位選擇開關(guān)（低水位）i0.5手動排水開關(guān)i0.6手動脫水開關(guān)i0.7高水位傳感器i1.0中水位傳感器i1.1低水位傳感器i1.2水排空傳感器3.6.2 輸出地址分配這個控制系統(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、脫水桶、報警器共5個設(shè)備。但是由于洗滌電動機有正轉(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。具體的輸出分配如表3-2所示。表3-2 輸出地址分配表輸出地址對應(yīng)的外部設(shè)備q0.0進(jìn)水電磁閥q0.1排水電磁閥q0.2洗

39、滌電動機正轉(zhuǎn)繼電器q0.3洗滌電動機反轉(zhuǎn)繼電器q0.4脫水桶q0.5報警器3.6.3 內(nèi)部元件地址分配全自動洗衣機的工作過程中，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。內(nèi)部地址分配表歸納如表3-3所示。表3-3 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4.1 編程軟件編程軟件采用西門子公司設(shè)計的編程軟件step-micro/win32。step7-micro/win32是西門子公司專為s

40、imatic s7-200系列可編程序控制器研制開發(fā)的編程軟件，它是基于windows的應(yīng)用軟件，功能強大，既可用于開發(fā)用戶程序，又可實時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。step7-micro/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（離線）方式下創(chuàng)建用戶程序，修改和編輯原有的用戶程序。在脫機方式時，計算機與plc斷開連接，此時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)都只能存放在計算機的磁盤上。（2）在聯(lián)機（在線）方式下可以對與計算機建立通信關(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。（3）在編輯程

41、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。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。（4）對用戶程序進(jìn)行文檔管理，加密處理等。（5）設(shè)置plc的工作方式、參數(shù)和運行監(jiān)控等。軟件主界面一般可分為以下6個區(qū)域：菜單欄（包含8個主菜單項）、工具欄（快捷按鈕）、瀏覽欄（快捷操作窗口）、指令樹(快捷操作窗口)、輸出窗口和用戶窗口（可同時或分別打開圖中的5個用戶窗口）。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。4.2 程序流程圖設(shè)計 plc采用計算機控制技術(shù)，其程序設(shè)計同樣可遵循軟件工程設(shè)計方法，程

42、序工作過程可用流程 圖表示。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。全自動洗衣機工作方式有自動方式和手動方式兩種。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。手動方式是在緊急停止情況下，可以手動進(jìn)行排水和脫水。全自動洗衣機正常運行流程圖如圖4-1所示。圖4-1 正常運行流程圖強制停止流程圖如圖4-2所示。圖4-2 強制停止流程圖4.3 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

43、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。順序功能流程圖語言是為了滿足順序邏輯控制而設(shè)計的編程語言。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。每一步代表一個控制功能任務(wù)，用方框表示。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。這種編程語言使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀及維護(hù)，大大減輕編程的工作量，縮短編程和調(diào)試時間。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。全自動洗衣機控制系統(tǒng)plc控制狀態(tài)流程圖如圖4-3所示。 圖4-3 plc控制順序功能圖4.4 梯形圖編寫打開step-micro/w

44、in32編程軟件，軟件主界面如圖4-4所示。（1） 在進(jìn)行控制程序編程之前，首先需要創(chuàng)建一個項目。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4-4 step-micro/win32主界面成一個新的項目。項目以擴展名為project.mwp的文件格式保存。（2）設(shè)置與讀取plc的型號在對plc編程之前，應(yīng)正確地設(shè)置其型號，以防止創(chuàng)建程序時發(fā)生編輯錯誤。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。也可以雙擊指令樹的【項目1】，然后雙擊plc型號和cpu版本選項，在彈出的對話框中進(jìn)行設(shè)置。在本設(shè)計中選用了

45、cpu224的plc，需要在對話框中選擇正確的cpu版本。cpu選型對話框如圖4-5所示。（3）程序的結(jié)構(gòu)及編寫s7-200系列plc支持的指令集有simatic和iec1131-3兩種。simatic編程模式的選擇，可以通過執(zhí)行菜單【工具】【選項】【常規(guī)】【simatic】選項來確定。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。 圖4-5 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。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

46、序編輯。用戶程序結(jié)構(gòu)選擇編輯窗口如圖4-6所示。 圖4-6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。子程序的指令放在獨立的程序塊中，僅在被程序調(diào)用時才執(zhí)行。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。在指令樹中選擇需要的編程元件,在指令工具條中選擇輸入連接線，完成梯形圖的編寫。（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。編譯結(jié)束，在輸出窗口顯示編譯結(jié)果信息，顯示無錯誤。4.5 梯形圖重點程序段落分析輔助繼電器梯形圖如圖4-7,4-8所示。圖4-7 輔助繼電器梯形圖（一）圖4-8 輔助繼電

47、器梯形圖（二）如圖4-7和圖4-8所示程序段落，m0.0是按下按鈕的輔助繼電器，m0.1是判斷洗衣機水位是否和設(shè)定水位不一致的輔助繼電器，m0.2是判斷洗衣機水位是否和設(shè)定水位一致的輔助繼電器，m0.3是停止自動洗衣的輔助繼電器。按下啟動按鈕，m0.0輸出。當(dāng)水位與設(shè)定水位不一致時，m0.1輸出；反之，m0.2輸出。 圖4-9 進(jìn)水梯形圖如圖4-9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。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。在強制停止情況下，當(dāng)停止按鈕按下時立即停止進(jìn)水。洗衣前根據(jù)衣物多少選擇好水位，按下水位選擇開關(guān)(i0.2

48、、i0.3、i0.4)任意一個，再按下啟動按鈕，i0.0接通，q0.0接通，開始進(jìn)水。當(dāng)水位上升到與選擇的水位相一致時，相一致的水位傳感器(i0.7、i1.0、i1.1)傳出信號，q0.0斷開停止進(jìn)水，t37開始計時。圖4-10 洗衣梯形圖（一）圖4-11 洗衣梯形圖（二）圖4-12 洗衣梯形圖（三）如圖4-10，4-11，4-12所示程序段落，t37計時時間到，q0.2接通開始正轉(zhuǎn)洗衣，t38計時開始。t38計時30秒，q0.2斷開，正洗暫停，t39開始計時。t39計時時間到，q0.3接通，反洗，t40開始計時。t40計時時間到，q0.3斷開，反洗暫停，t43開始計時。t43計時時間到，c5

49、0計數(shù)一次，同時洗衣返回q0.2接通，重復(fù)以上從正洗開始的全部動作，直到c50計滿5次數(shù)時，q0.1接通并自保，開始排水，c50復(fù)位，準(zhǔn)備下次循環(huán)時再計數(shù)。排水梯形圖如圖4-13所示。洗衣過程完畢，正反轉(zhuǎn)大循環(huán)達(dá)到5次后，即c50計滿5次時，進(jìn)入排水過程。當(dāng)水排空后停止排水。 圖4-13 排水梯形圖圖4-14 脫水梯形圖如圖4-14所示程序段落是脫水梯形圖，水排空后，水排空輔助繼電器m0.4接通并自保持，洗衣機開始進(jìn)行脫水，脫水30秒即t40計時30秒后停止脫水。因為判斷水排空是否在排水完畢后，所以要用到排水完畢輔助繼電器。圖4-15 報警梯形圖如圖4-15所示程序段落，排水過程進(jìn)行3次，即洗

50、衣大循環(huán)3次后，開始報警過程，3秒后停止報警，這樣整個洗衣過程結(jié)束。5 系統(tǒng)仿真5.1 s7-200 v4.0的仿真軟件該仿真軟件可以仿真大量的s7-200指令（支持常用的位觸點指令、定時器指令、計數(shù)器指令、比較指令、邏輯運算指令和大部分的數(shù)學(xué)運算指令等，但部分指令如順序控制指令、循環(huán)指令、高速計數(shù)器指令和通訊指令等尚無法支持。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td-200文本顯示器的仿真，在實驗條件尚不具備的情況下，完全可以作為學(xué)習(xí)s7-200的一個輔助工具。另外，仿真軟件還有讀取cpu和擴展模塊的信息、設(shè)置plc實時時鐘、控制循環(huán)掃描次數(shù)等

51、功能。軟件的主界面如圖5-1所示。 圖5-1 s7-200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運行狀態(tài)和i/o點的狀態(tài)，燈亮為1，燈滅為0。cpu224的右邊空白方框是擴展模塊的位置，雙擊空白方框即可進(jìn)行模塊配置選擇，根據(jù)需要可選擇各種數(shù)字量和模擬量的擴展模塊。cpu模塊的下方是用于輸入數(shù)字量信號的小開關(guān)面板，具有和cpu224對應(yīng)的14個輸入點，單擊面板中的開關(guān)按鈕可使其0，1狀態(tài)切換，在cpu面板上的模擬led燈對應(yīng)滅，亮。開關(guān)面板下方的smb28,smb29是兩個直線電位器，分別是cpu224的兩個8位模擬量輸入電位器對應(yīng)的特殊存儲器字節(jié)，可左右拖動滑

52、塊來設(shè)置它的值，范圍在0-255之間。5.2 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。如圖5-2所示。圖5-2 cpu選型框（2）程序的下載仿真軟件不能直接接收s7-200程序代碼，在step7-micro/win中將程序編譯并導(dǎo)出成ascii文本文件（擴展名為awl），文件名為：全自動洗衣機.awl。然后在s7-200仿真軟件中使用工具欄的下載按鈕即可將導(dǎo)出的文件下載到仿真軟件當(dāng)中進(jìn)行仿真測試。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

53、圖程序。下載框如圖5-3所示。（3）仿真測試在仿真軟件中點擊工具欄上的按鈕，啟動運行，使仿真plc切換到run模式開始仿真測試。仿真結(jié)果圖如圖5-4所示。圖5-3 文件下載框圖5-4 仿真結(jié)果圖5.3仿真結(jié)果分析由圖5-4 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。在實際操作中相當(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。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，洗滌電動機開始正轉(zhuǎn)，洗衣過程開始。在該仿

54、真過程中，按鈕需要手動復(fù)位，否則無輸出或輸出混亂。各水位傳感器需要手動使其置位，洗衣機不能完全按照自動方式進(jìn)行工作。6 組態(tài)界面的設(shè)計6.1 組態(tài)王組態(tài)王是一款功能強大的工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控軟件。它具有適應(yīng)性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(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。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。組態(tài)王的主要功能：（1） 豐富的人機界面功能，可視化操作界

55、面，真彩顯示圖形、豐富的圖庫；（2） 強大的通訊能力；（3） 先進(jìn)的報警和事件管理；（4） 強大的網(wǎng)絡(luò)和冗余功能。組態(tài)軟件也為試驗者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗者實時現(xiàn)場監(jiān)控。而且，它能充分利用windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能，擁有豐富的動畫制作功能，其動畫鏈接功能更是使工程技術(shù)人員運用組態(tài)王制作畫面如虎添翼。工程人員在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中制作的畫面都是靜態(tài)的，如果要反映工業(yè)現(xiàn)場的狀況，可以通過實時數(shù)據(jù)庫，因為只有數(shù)據(jù)庫中的變量才是與現(xiàn)場狀況同步變化的。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。動畫連接的引入是設(shè)計人機接口的一次突破，它把工程人員從重復(fù)的圖形編程中