基于S7200PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

1、南京工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：基于s7-200plc的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 班 級(jí)： 機(jī)電(2)班 學(xué) 號(hào): 200090703215 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 起迄日期： 2013.320013.6 graduation design (thesis)a full automatic washing machine control system designed which is based on s7-200 plcbyhuang yukaisupervised bylecturer sun yanyongdepartment of mechatroni

2、c engineeringnanjing institute of technologyjune, 2013摘 要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，家庭電器全自動(dòng)化成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。全自動(dòng)洗衣機(jī)的產(chǎn)生極大的方便了人們的生活。洗衣機(jī)是國(guó)內(nèi)家電業(yè)唯一不打價(jià)格戰(zhàn)的行業(yè)，經(jīng)過(guò)幾年的平穩(wěn)發(fā)展，國(guó)產(chǎn)洗衣機(jī)無(wú)論在質(zhì)量上還是功能上都和世界領(lǐng)先水平同步。縱觀洗衣機(jī)市場(chǎng)，高效節(jié)能、省水、省電、環(huán)保型洗衣機(jī)一直在市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位。根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理,利用可編程控制器plc實(shí)現(xiàn)控制,說(shuō)明了plc控制的原理方法,特點(diǎn)及控制洗衣機(jī)的特色。plc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，壽命長(zhǎng)等，為

3、了進(jìn)一步提高全自動(dòng)洗衣機(jī)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(lái)控制全自動(dòng)洗衣機(jī)這個(gè)課題。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)利用了西門子s7-200系列plc的特點(diǎn),對(duì)按鈕,電磁閥,開關(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。由于每遍的洗滌,排水,脫水的時(shí)間由plc內(nèi)計(jì)數(shù)器控制,所以只要改變計(jì)數(shù)器參數(shù)就可以改變時(shí)間。可以把上面設(shè)定的程序時(shí)間定下來(lái),作為固定程序使用,也可以根據(jù)衣物的質(zhì)地,數(shù)量及油污的程度來(lái)編程。該論文就怎樣利用plc來(lái)控制全自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)行了調(diào)查，對(duì)其中軟件設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)等問(wèn)題進(jìn)行了分析和研究，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)洗衣機(jī)的正常運(yùn)行和強(qiáng)制性停止功能。關(guān)鍵詞：plc；

4、控制；延時(shí)；自動(dòng) abstractsalong with the social economy development and the science and technology level enhancement, the family electric appliance entire automation becomes the inevitable development tendency. entire automatic washer production enormous convenience peoples life. the washer is the domestic

5、electrical appliances industry does not only hit the profession which the price fights, passes through several year steady development, the domestically produced washer regardless of in quality or in function all with world leading horizontal synchronization. looks over the washer market, the highly

6、 effective energy conservation, the province water, the province electricity, the environmental protection washer continuously occupy the dominant position in the market. according to the working principle of the full-automatic washing machine using plc programmable controller control, illustrates t

7、he principle of plc control method, characteristic and control characteristic of the washing machine. plc is: the advantages of high reliability, less consumption, high adaptability, running speed, long service life, etc., in order to further improve the functionality and performance of fully automa

8、tic washing machine, avoid some disadvantages of traditional control, is proposed to use plc to control the automatic washing machine is the subject. fully automatic washing machine control system using the siemens s7-200 series plc, the characteristics of the button, solenoid valves, switches and o

9、ther input/output point control, realize the automation of the washing machine laundry process. because every time wash, drainage and dehydration time is controlled by plc in the counter, so just change the counter argument can change the time. can put the above set of program time decided, used as

10、a fixed program, can also according to the quality of clothes, quantity and the amount of oil to programming. the paper on how to use plc to control automatic washing machine, some problems such as software design, hardware design in the analysis and research, for the normal operation of the full-au

11、tomatic washing machine and a mandatory stop function.keyword: plc; control; delay; automatic目 錄第一章 緒論11.1 課題的研究背景11.2 洗衣機(jī)發(fā)展概況和現(xiàn)狀11.3 課題研究的目的與意義21.4 本課題研究的主要內(nèi)容3第二章 系統(tǒng)的概述42.1 plc的控制特點(diǎn)42.2 控制系統(tǒng)框圖52.3 控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)備及功能62.4全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)原理與控制要求72.5全自動(dòng)洗衣機(jī)示意圖82.6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)103.1 plc的選擇103.1.1 i/o點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)10

12、3.1.2 i/o儲(chǔ)存器容量的估算103.1.3 cpu功能與結(jié)構(gòu)的選擇113.2 plc外部接線圖123.3洗衣機(jī)的示意圖13第四章 軟件的設(shè)計(jì)144.1 i/o分配表144.1.1 輸入地址分配表144.1.2 輸出地址分配表144.1.3 內(nèi)部元件地址分配表154.2 程序流程圖設(shè)計(jì)154.2.1強(qiáng)制停止流程圖164.2.2正常運(yùn)行流程圖164.3 程序設(shè)計(jì)184.3.1 plc控制流程圖184.3.2 系統(tǒng)梯形圖194.4 梯形圖編寫214.5 梯形圖重點(diǎn)程序段落分析23第五章 系統(tǒng)仿真285.1 s7-200 v4.0的仿真軟件285.2 仿真測(cè)試295.3仿真運(yùn)行305.4仿真結(jié)果

13、分析34第六章 總結(jié)與展望356.1總結(jié)356.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的展望36結(jié) 語(yǔ)38致謝39參 考 文 獻(xiàn)41附錄一 simatic s7-200 cpu主要性能指標(biāo)1附錄二 系統(tǒng)指令語(yǔ)句表2附錄三 梯形圖7附錄四 主電路圖11附錄五 外部接線圖12第一章 緒論1.1 課題的研究背景本次設(shè)計(jì)基于plc的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制，本文的課題源于市場(chǎng)上洗衣機(jī)產(chǎn)品。采用plc控制開發(fā)的周期短，開發(fā)成本低，可以直接用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制。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

14、噪聲、強(qiáng)電磁干擾和溫度變化劇烈的環(huán)境下正常工作。因?yàn)樗钦w模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能，所以在使用中，硬件相對(duì)簡(jiǎn)單，編程語(yǔ)言也相對(duì)簡(jiǎn)單，并且測(cè)試容易，維修方便，更可以提高控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性及控制系統(tǒng)的可靠性。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。 1.2 洗衣機(jī)發(fā)展概況和現(xiàn)狀從古到今，洗衣服都是一項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)，在洗衣機(jī)出現(xiàn)以前，這項(xiàng)勞動(dòng)并不像田園詩(shī)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(jiǎn)單的體力勞動(dòng)，留給人的感受常常是辛苦勞累。世界上第一臺(tái)洗衣機(jī)于1858年誕生，但這臺(tái)洗衣機(jī)使用費(fèi)力，且損傷衣服，因而沒被廣泛

15、使用，但這卻標(biāo)志了用機(jī)器洗衣的開端。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)。1880年，美國(guó)發(fā)明了蒸氣洗衣機(jī)，蒸氣動(dòng)力開始取代人力。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)。1910年，美國(guó)試制成功世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)，電動(dòng)洗衣機(jī)的問(wèn)世，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開端。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。1932年，美國(guó)研制成功第一臺(tái)前裝式滾筒洗衣機(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)。70年代后期，微電腦控制的

16、全自動(dòng)洗衣機(jī)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(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)。全自動(dòng)洗衣機(jī)其特點(diǎn)是能自動(dòng)完成洗滌，漂洗和脫水的轉(zhuǎn)換，整個(gè)過(guò)程不需要人工操作。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。全自動(dòng)洗衣機(jī)最多的是波輪式洗衣機(jī)。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)

17、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。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。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。隨著計(jì)算機(jī)的及微電子技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)正在逐步實(shí)現(xiàn)硬件化。因此，電動(dòng)控制洗衣機(jī)將逐步退出家電舞臺(tái)。全自動(dòng)洗衣機(jī)從結(jié)構(gòu)上分有波輪式、攪拌式、滾筒式。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。洗衣機(jī)產(chǎn)品可以分三類：普通型、半自動(dòng)型和全自動(dòng)型。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

18、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。國(guó)內(nèi)外洗衣機(jī)品牌有海爾、小天鵝、榮事達(dá)、松下、惠而浦水仙、lg熊貓、西門子等。1.3 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。控制方法確定后投入生產(chǎn)要縮短控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的時(shí)間、調(diào)試周期，且要降低成本。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)。但是，這也是隨之帶來(lái)的一些問(wèn)題，如絕大多數(shù)控制繼電器都是長(zhǎng)期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的，容易損壞，而且繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄?/p>

19、產(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重的后果。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，同時(shí)也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡(jiǎn)單的改動(dòng)，也需要花費(fèi)大量時(shí)間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。這種電路接線多，只適用于小型的控制電路。采用plc控制比繼電器控制好的多，我們采用plc來(lái)控制。 （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。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。（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?？梢杂糜诟鞣N規(guī)

20、模的工業(yè)控制場(chǎng)合。（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。（4） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造，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)。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。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。（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。1.4 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(dòng)洗衣機(jī)控制方法，該系統(tǒng)采用plc控制，主要包括電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、

21、離合器控制、進(jìn)排水電磁閥控制、循環(huán)控制、保護(hù)和聯(lián)鎖。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。（2） 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。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。 （3） 對(duì)編寫好的編譯程序進(jìn)行實(shí)際調(diào)試。 第二章 系統(tǒng)的概述2.1 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)。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(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，可以用于各種規(guī)模

22、的工業(yè)控制場(chǎng)合。（3）編程簡(jiǎn)單。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。（4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造。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)。（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。全

23、自動(dòng)洗衣機(jī)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(dòng)電路、檢測(cè)電路、保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運(yùn)用中硬件也相對(duì)簡(jiǎn)單，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語(yǔ)言也相對(duì)簡(jiǎn)單。其次，它能實(shí)現(xiàn)脫機(jī)手動(dòng)工作，聯(lián)機(jī)自動(dòng)就地工作，上機(jī)控制的單周期運(yùn)行方式，自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)停機(jī)控制方式單片機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)：1）要求環(huán)境，單片機(jī)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較低，可靠性差。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)。3）功能單一只具有使用中所需要的功能。但是，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理速度快。典型的plc控制系統(tǒng)的硬件組成框圖如

24、圖2-1所示：圖2-1 plc控制系統(tǒng)的硬件組成框圖2.2 控制系統(tǒng)框圖 此次設(shè)計(jì)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。在半自動(dòng)洗衣機(jī)中，這四個(gè)過(guò)程分別用相應(yīng)的按扭開關(guān)來(lái)控制。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。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s7-200系列plc的特點(diǎn),對(duì)按鈕,電磁閥,開關(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。根據(jù)以上要求plc的控制系統(tǒng)框圖如下圖2-2所示：圖2-2 控制系統(tǒng)框圖2.3 控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)備及功能根據(jù)控制過(guò)程中的進(jìn)水、洗滌、脫水、報(bào)警等控制

25、要求，對(duì)控制所需的外部設(shè)備初步設(shè)計(jì)如表2-1與表2-2表2-1對(duì)應(yīng)設(shè)備及功能表對(duì)應(yīng)的輸入設(shè)備對(duì)應(yīng)的輸出設(shè)備啟動(dòng)按扭進(jìn)水電磁閥停止按扭排水電磁閥水位選擇開關(guān)（高水位）洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器水位選擇開關(guān)（中水位）洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器水位選擇開關(guān)（低水位）脫水電機(jī)繼電器手動(dòng)排水開關(guān)報(bào)警器手動(dòng)脫水開關(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表2-2 其它器件定時(shí)器/計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)的作用定時(shí)器t37 進(jìn)水暫停計(jì)時(shí)定時(shí)器t38正洗計(jì)時(shí)定時(shí)器t39反轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)定時(shí)器t40脫水計(jì)時(shí)定時(shí)器t41報(bào)警計(jì)時(shí)定時(shí)器t42正洗暫停計(jì)時(shí)定時(shí)器t43反轉(zhuǎn)暫停計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器c50正反洗循環(huán)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器c51大循環(huán)計(jì)數(shù)2.4全自動(dòng)洗衣

26、機(jī)的控制系統(tǒng)原理與控制要求全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水，洗衣，排水，脫水是通過(guò)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(dòng)控制的，水位開關(guān)用來(lái)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。進(jìn)水時(shí)，電磁進(jìn)水閥打開，將水注入，排水時(shí)，電磁排水閥打開，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)。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求是能實(shí)現(xiàn)“正常運(yùn)行”和“強(qiáng)制停止” 兩種控制方式。正常運(yùn)行方式的具體控制要求如下：將水位能夠通過(guò)水位開關(guān)設(shè)在合適的位置（高、中、低），按下“啟動(dòng)”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。進(jìn)水停止2秒后開始洗衣。洗衣時(shí)，正轉(zhuǎn)20秒，停2秒，

27、然后反轉(zhuǎn)20秒，停2秒。如此循環(huán)共5次，總共220秒后開始排水，排空后脫水30秒。然后再進(jìn)水，重復(fù)以上過(guò)程，如此循環(huán)共3次。洗衣過(guò)程完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)。“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?？捎檬謩?dòng)排水開關(guān)和手動(dòng)脫水開關(guān)進(jìn)行手動(dòng)排水和脫水。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。在半自動(dòng)洗衣機(jī)中，這四個(gè)過(guò)程分別用相應(yīng)的按扭開關(guān)來(lái)控制。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。此次全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要利用西門子s7

28、-200系列plc的特點(diǎn),對(duì)按鈕、電磁閥、開關(guān)等其他一些輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)洗衣過(guò)程的自動(dòng)化。2.5全自動(dòng)洗衣機(jī)示意圖圖2-5（a） 全自動(dòng)洗衣機(jī)外部示意圖 圖2-5（b）全自動(dòng)洗衣機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 2.6主電路電動(dòng)機(jī)控制線路圖 圖2-6 電動(dòng)機(jī)控制線路圖注釋：qs：隔離開關(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)脫水第三章 硬件電路的設(shè)計(jì)3.1 plc的選擇3.1.1 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)。合理選擇i/o點(diǎn)數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求，又可使系統(tǒng)總投資最低。plc

29、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)?？紤]到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，一般應(yīng)在估計(jì)的總點(diǎn)數(shù)上再加上20%30%的備用量。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)，具體的輸入輸出見表3-1表3-1 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關(guān)（高水位）洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器水位選擇開關(guān)（中水位）洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器水位選擇開關(guān)（低水位）脫水桶手動(dòng)排水開關(guān)報(bào)警器手動(dòng)脫水開關(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3.1.2 i/o儲(chǔ)存器容量的估算plc常用的內(nèi)存有eprom、eep

30、rom和帶鋰電池供電的ram。一般微型和小型plc的存儲(chǔ)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(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。因此在程序設(shè)計(jì)之前只能粗略地估算。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：開關(guān)量輸入元件：1020b/點(diǎn)開關(guān)量輸出元件：510b/點(diǎn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：2b/個(gè)模擬量：100150b/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。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)，需內(nèi)存280b，有定時(shí)器6個(gè)，計(jì)時(shí)

31、器2個(gè)，需內(nèi)存16b，考慮余量后需要內(nèi)存370b。3.1.3 cpu功能與結(jié)構(gòu)的選擇plc的功能日益強(qiáng)大，一般plc都具有開關(guān)量邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)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(shí)可考慮以下幾點(diǎn)：功能與任務(wù)相適應(yīng)，plc的處理速度應(yīng)滿足實(shí)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。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制所要求的控制功能簡(jiǎn)單，小型plc就能滿足要求了。若該控制系統(tǒng)cpu模塊可采用cpu-222模塊，該模塊采用交流220v供電，自帶8個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和6個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，不能完全滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求，需要進(jìn)行模塊擴(kuò)展

32、，不方便。若該控制系統(tǒng)cpu模塊可采用cpu-226模塊，該模塊采用交流220v供電，自帶24個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和16個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，能完全滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求，但浪費(fèi)太多的輸入輸出接口，而且價(jià)格昂貴。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(gè)系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地進(jìn)行。同時(shí)由于該模塊采用交流220v供電，并且自帶14個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和10個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，完全能滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)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(jì)選用西門子s7-200-cpu-224（ac/dc/繼電器）模塊型plc。3.2 plc外部接線

33、圖根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求，對(duì)系統(tǒng)控制的i/o點(diǎn)數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和plc型號(hào)進(jìn)行了選擇，現(xiàn)根據(jù)以上的統(tǒng)計(jì)和選擇對(duì)控制系統(tǒng)plc的外部接線設(shè)計(jì)如下圖3-2 圖3-2 plc外部接線圖3.3洗衣機(jī)的示意圖如圖3-3所示為洗衣機(jī)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(dāng)選擇好水位后，yv1打開開始進(jìn)水，當(dāng)水位到達(dá)相應(yīng)水位時(shí)，相應(yīng)的傳感器送出on信號(hào)否則為off,只有當(dāng)水上升到與選擇水位相開關(guān)一致時(shí)，yv1關(guān)閉停止進(jìn)水，開始洗衣。圖3-3 洗衣機(jī)示意圖第四章 軟件的設(shè)計(jì)4.1 i/o分配表4.1.1 輸入地址分配表 列出全自動(dòng)洗衣機(jī)的輸入分配

34、表，見表4-1。表4-1輸入地址分配表輸入地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備i0.0啟動(dòng)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(dòng)排水開關(guān)i0.6手動(dòng)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4.1.2 輸出地址分配表列出全自動(dòng)洗衣機(jī)的輸出分配表，見表4-2。表4-2輸出地址分配表輸出地址對(duì)應(yīng)的輸出設(shè)備q0.0進(jìn)水電磁閥q0.1排水電磁閥q0.2洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器q0.3洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器q0.4脫水q0.5報(bào)警器4.1.3 內(nèi)部元件地址分配表全制動(dòng)洗衣機(jī)控制時(shí)，需用到plc內(nèi)部的

35、計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器對(duì)其進(jìn)行過(guò)程控制，現(xiàn)對(duì)控制中要用到的內(nèi)部位元件地址分配表歸納如表4-3。表4-3內(nèi)部地址分配表定時(shí)器/計(jì)時(shí)器對(duì)應(yīng)的作用t37 進(jìn)水暫停計(jì)時(shí)2秒t38正洗計(jì)時(shí)20秒t39反轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)20秒t40脫水計(jì)時(shí)30秒t41報(bào)警計(jì)時(shí)3秒t42正洗暫停計(jì)時(shí)2秒t43反轉(zhuǎn)暫停計(jì)時(shí)2秒c50正反洗循環(huán)計(jì)數(shù)5次c51大循環(huán)計(jì)數(shù)3次4.2 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(guò)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(jì)算機(jī)程序框圖不同點(diǎn)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(dòng)洗衣機(jī)工作方式有自動(dòng)方式

36、和手動(dòng)方式兩種。在自動(dòng)方式下，plc將運(yùn)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(lái)進(jìn)行工作。手動(dòng)方式是在緊急停止情況下，可以手動(dòng)進(jìn)行排水和脫水。4.2.1強(qiáng)制停止流程圖全自動(dòng)洗衣機(jī)強(qiáng)制停止流程圖如圖4-2-1所示。圖4-2-1 強(qiáng)制停止流程圖4.2.2正常運(yùn)行流程圖全自動(dòng)洗衣機(jī)正常運(yùn)行時(shí)即洗衣機(jī)按照程序設(shè)定依次完成依次洗衣過(guò)程，從選擇水位，按下啟動(dòng)按扭，開始進(jìn)水直到水滿（即水位達(dá)到高水位）時(shí)停止進(jìn)水開始洗滌正轉(zhuǎn)，洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)20秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)20秒，停2秒，如此循環(huán)5次，總共220秒開始排水，水位下降到低水位時(shí)開始脫水并繼續(xù)排水，脫水30秒，開始清洗

37、，重復(fù)以上過(guò)程，清洗兩遍，清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)。 按照以上的工作流程，作出全自動(dòng)洗衣機(jī)的正常運(yùn)行工作流程圖見圖4-2-2。圖4-2-2 正常運(yùn)行流程圖4.3 程序設(shè)計(jì)4.3.1 plc控制流程圖控制流程圖，它是描述控制系統(tǒng)的控制過(guò)程、功能和特性的一種圖形。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)plc控制流程圖見圖4-3-1圖4-3-1 plc控制流程圖4.3.2 系統(tǒng)梯形圖一、梯形圖的特點(diǎn)梯形圖是plc模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。它由觸點(diǎn)、線圈或功能方框等構(gòu)成，梯形圖左、右的垂直線稱為左、右母線。畫梯形圖時(shí)，從左母線開始，經(jīng)過(guò)觸點(diǎn)和線圈（或功能方框），終止于右母線。1)plc梯形圖中的某些編程元件沿用

38、了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實(shí)的物理繼電器(即硬件繼電器)，而是在軟件中使用的編程元件。每一編程元件與plc存儲(chǔ)器中元件映像寄存器的二個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。以輔助繼電器為例，如果該存儲(chǔ)單元為0狀態(tài)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的編程元件的線圈“斷電”，其常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合，稱該編程元件為0狀態(tài)，或稱該編程元件為off(斷開)。該存儲(chǔ)單元如果為1狀態(tài)，對(duì)應(yīng)編程元件的線圈“通電”，其常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開，稱該編程元件為l狀態(tài)，或稱該編程元件為on(接通)。2)根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的on/off狀態(tài)，稱為梯形圖的

39、邏輯解算。邏輯解算是按梯形圖中從上到下、從左至右的順序進(jìn)行的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行的。3)梯形圖中各編程元件的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)均可以無(wú)限多次地使用。4)輸入繼電器的狀態(tài)唯一地取決于對(duì)應(yīng)的外部輸入電路的通斷狀態(tài)，因此在梯形圖中不能出現(xiàn)輸入繼電器的線圈 5)梯形圖中的基本編程元素有觸點(diǎn)、線圈和方框。觸點(diǎn)：代表邏輯控制條件。觸點(diǎn)閉合時(shí)表示能量可以流過(guò)。觸點(diǎn)分常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)兩種形式。線圈：通常代表邏輯“輸出”的結(jié)果。能量流到，則該線圈被激勵(lì)。方框：代表某種特定功能的指令。能量流通過(guò)方框時(shí)，則執(zhí)行

40、方框所代表的功能。方框所代表的功能有很多種，例如：定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)運(yùn)算等。梯形圖中，每個(gè)輸出元素可以構(gòu)成一個(gè)梯級(jí)。每個(gè)梯形圖網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)或多個(gè)梯級(jí)組成。 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。每個(gè)繼電器器線圈為一個(gè)邏輯行，即一層階梯。每一個(gè)邏輯行起于左母線，然后是觸點(diǎn)的連接，最后終止于繼電器線圈或右母線。注意：左母線與線圈之間一定要有觸點(diǎn)，而線圈與右母線之間不能有任何點(diǎn)，應(yīng)直接連接。2) 一般情況下，在梯形圖中某個(gè)編號(hào)繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而繼電器觸點(diǎn)可無(wú)限引用。有些plc，在含有跳轉(zhuǎn)指令或步進(jìn)指令的梯形圖中允許雙線圈輸出。 3) 在每個(gè)邏輯行中，串聯(lián)觸點(diǎn)多的支路應(yīng)

41、放在上方。如果將串聯(lián)觸點(diǎn)多的支路放下方，則語(yǔ)句增多，程序變長(zhǎng)。4) 在每個(gè)邏輯行中，并聯(lián)觸點(diǎn)多的支路應(yīng)放在左邊。如果將并聯(lián)觸點(diǎn)多的支路放右邊，則語(yǔ)句增多，程序變長(zhǎng)。5) 梯形圖中，不允許一個(gè)觸點(diǎn)上有雙向“電流”通過(guò)。6) 梯形圖中，當(dāng)多個(gè)邏輯行都具有相同條件時(shí)，為了節(jié)省語(yǔ)句數(shù)量，常將這些邏輯行合并。當(dāng)相同條件復(fù)雜時(shí)，這對(duì)儲(chǔ)存容量小的plc很有意義。7) 設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，輸入繼電器的觸點(diǎn)狀態(tài)全部按相應(yīng)的輸入設(shè)備為常開狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)更為合適，不易出錯(cuò)。因此，也建議盡可能用輸入設(shè)備的常開觸點(diǎn)與plc輸入端連接。如果某些信號(hào)只能用常閉觸點(diǎn)輸入，可以按輸入設(shè)備全部常開來(lái)設(shè)計(jì)，然后將梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入繼電器觸

42、點(diǎn)取反。4.4 梯形圖編寫打開step-micro/win32編程軟件，軟件主界面如圖4-4所示。在進(jìn)行控制程序編程之前，首先需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目。具體操作步驟為：執(zhí)行菜單【文件】【新建】選項(xiàng)或單擊工具欄的新建按鈕，圖4-4 step-micro/win32主界面生成一個(gè)新的項(xiàng)目。項(xiàng)目以擴(kuò)展名為project.mwp的文件格式保存。（2）設(shè)置與讀取plc的型號(hào)在對(duì)plc編程之前，應(yīng)正確地設(shè)置其型號(hào)，以防止創(chuàng)建程序時(shí)發(fā)生編輯錯(cuò)誤。設(shè)置與讀取plc的型號(hào)的方法是：執(zhí)行菜單【plc】【類型】選項(xiàng)，在出現(xiàn)的對(duì)話框中，選擇plc型號(hào)和cpu版本。也可以雙擊指令樹的【項(xiàng)目1】，然后雙擊plc型號(hào)和cpu版本選

43、項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框中進(jìn)行設(shè)置。在本設(shè)計(jì)中選用了cpu224的plc，需要在對(duì)話框中選擇正確的cpu版本。cpu選型對(duì)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(guò)執(zhí)行菜單【工具】【選項(xiàng)】【常規(guī)】【simatic】選項(xiàng)來(lái)確定。編程軟件可實(shí)現(xiàn)3種編程語(yǔ)言之間的任意切換，執(zhí)行菜單【查看】【梯形圖】或【stl】或【fbd】選項(xiàng)便可進(jìn)入相應(yīng)的編程環(huán)境。 圖4-5 設(shè)置plc的型號(hào)簡(jiǎn)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(shí)可以點(diǎn)擊編輯

44、窗口下方的選項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)切換以完成不同程序結(jié)構(gòu)的程序編輯。主程序在每個(gè)掃描周期內(nèi)均被順序執(zhí)行一次。子程序的指令放在獨(dú)立的程序塊中，僅在被程序調(diào)用時(shí)才執(zhí)行。中斷程序的指令也放在獨(dú)立的程序塊中，用來(lái)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。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(wú)錯(cuò)誤。4.5 梯形圖重點(diǎn)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 輔助繼電器梯形圖（二）如圖4-7和圖

45、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(jī)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(jī)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(dòng)洗衣的輔助繼電器。按下啟動(dòng)按鈕，m0.0輸出。當(dāng)水位與設(shè)定水位不一致時(shí)，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(dòng)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。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(guò)程。在強(qiáng)制停止情況下，當(dāng)停止按鈕按下時(shí)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、i0.3、i0.4)任意一

46、個(gè)，再按下啟動(dòng)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(shí)，相一致的水位傳感器(i0.7、i1.0、i1.1)傳出信號(hào)，q0.0斷開停止進(jìn)水，t37開始計(jì)時(shí)。圖4-10 洗衣梯形圖如圖4-10所示程序段落，t37計(jì)時(shí)時(shí)間到，q0.2接通開始正轉(zhuǎn)洗衣，t38計(jì)時(shí)開始。t38計(jì)時(shí)20秒，q0.2斷開，正洗暫停，t39開始計(jì)時(shí)。t39計(jì)時(shí)時(shí)間到，q0.3接通，反洗，t40開始計(jì)時(shí)。t40計(jì)時(shí)時(shí)間到，q0.3斷開，反洗暫停，t43開始計(jì)時(shí)。t43計(jì)時(shí)時(shí)間到，c50計(jì)數(shù)一次，同時(shí)洗衣返回q0.2接通，重復(fù)以上從正洗開始的全部動(dòng)作，直到c50計(jì)滿5次數(shù)時(shí)，q0.1接通并自保

47、，開始排水，c50復(fù)位，準(zhǔn)備下次循環(huán)時(shí)再計(jì)數(shù)。排水梯形圖如圖4-11所示。洗衣過(guò)程完畢，正反轉(zhuǎn)大循環(huán)達(dá)到5次后，即c50計(jì)滿5次時(shí)，進(jìn)入排水過(guò)程。當(dāng)水排空后停止排水。 圖4-11 排水梯形圖圖4-12 脫水梯形圖如圖4-12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接通并自鎖，洗衣機(jī)開始進(jìn)行脫水，脫水30秒即t40計(jì)時(shí)30秒后停止脫水。因?yàn)榕袛嗨趴帐欠裨谂潘戤吅?，所以要用到排水完畢輔助繼電器。圖4-13 報(bào)警梯形圖如圖4-13 所示程序段落，排水過(guò)程進(jìn)行3次，即洗衣大循環(huán)3次后，開始報(bào)警過(guò)程，3秒后停止報(bào)警，這樣整個(gè)洗衣過(guò)程結(jié)束。第五章 系統(tǒng)仿真5.1 s7-200 v4

48、.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(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(wú)法支持。仿真程序提供了數(shù)字信號(hào)輸入開關(guān)、兩個(gè)模擬電位器和led輸出顯示，仿真程序同時(shí)還支持對(duì)td-200文本顯示器的仿真，在實(shí)驗(yàn)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(gè)輔助工具。另外，仿真軟件還有讀取cpu和擴(kuò)展模塊的信息、設(shè)置plc實(shí)時(shí)時(shí)鐘、控制循環(huán)掃描次數(shù)等功能。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

49、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。cpu224的右邊空白方框是擴(kuò)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(kuò)展模塊。cpu模塊的下方是用于輸入數(shù)字量信號(hào)的小開關(guān)面板，具有和cpu224對(duì)應(yīng)的14個(gè)輸入點(diǎn)，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(duì)應(yīng)滅，亮。開關(guān)面板下方的smb28,smb29是兩個(gè)直線電位器，分別是cpu224的兩個(gè)8位模擬量輸入電位器對(duì)應(yīng)的特殊存儲(chǔ)器字節(jié)，可左右拖動(dòng)滑塊來(lái)設(shè)置它的值，范圍在0-255之間。5.2 仿真測(cè)試（1）cpu選型執(zhí)行圖中菜單命令“configura

50、tion”“cpu type”，在cpu型號(hào)對(duì)話框中選擇自己對(duì)應(yīng)的cpu型號(hào)，cpu224。如圖5-2-1所示。圖5-2-1 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(kuò)展名為awl），文件名為：全自動(dòng)洗衣機(jī).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(cè)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(yǔ)句表程序和梯形圖程序。下載框如圖5-2-2所示。圖5-2-2 文件下載框5.3仿真運(yùn)行在仿真軟件中點(diǎn)擊工具欄上的

51、按鈕，啟動(dòng)運(yùn)行，使仿真plc切換到run模式開始仿真測(cè)試。仿真結(jié)果圖如下圖所示。5-3-1 洗衣機(jī)通電準(zhǔn)備啟動(dòng)5-3-2 洗衣機(jī)開始進(jìn)水5-3-3 洗衣機(jī)進(jìn)水達(dá)到指定位置后停止進(jìn)水并且洗衣機(jī)正傳5-3-4 洗衣機(jī)正傳后停2秒5-3-5 洗衣機(jī)開始反轉(zhuǎn)；此后洗衣機(jī)進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)5-3-6按下洗衣機(jī)的手動(dòng)脫水按鈕洗衣機(jī)5-3-7 按下洗衣機(jī)的急停按鈕5.4仿真結(jié)果分析（一)仿真界面顯示過(guò)程由5.3中仿真結(jié)果圖可以得知（以高水位為例）：?jiǎn)螕裘姘逯械陌粹o0后，手動(dòng)復(fù)位；單機(jī)cpu面板上的開關(guān)2使其cpu面板上的模擬led燈0對(duì)應(yīng)亮，再單擊面板上的開關(guān)7（高水位傳感器）使其cpu面板上的模擬led燈0熄滅

52、，模擬led燈2對(duì)應(yīng)亮,20秒以后模擬led燈2熄滅，停2秒以后，cpu面板上的模擬led燈3亮，20秒以后又熄滅，停2秒以后,cpu面板上的模擬led燈2對(duì)應(yīng)亮20秒.如此循環(huán)下去5次，等到這5次循環(huán)結(jié)束后，cpu面板上的模擬led燈1亮，同時(shí)將cpu面板上的開關(guān)7復(fù)位，此時(shí)，單機(jī)cpu模擬面板上的開關(guān)1.2（水位排空傳感器），cpu面板上的模擬led燈4也開始亮起，30秒以后cpu面板上的模擬led燈1和燈4熄滅，至此第一個(gè)大循環(huán)結(jié)束；還回到cpu面板上的模擬led燈0對(duì)應(yīng)亮.新的一輪大循環(huán)即將開始，如此循環(huán)3次以后，cpu面板上的模擬led燈5亮3秒，3秒以后，整個(gè)cpu面板上的模擬le

53、d燈全部熄滅，整個(gè)運(yùn)行過(guò)程結(jié)束。（二）仿真結(jié)果分析過(guò)程在實(shí)際操作中相當(dāng)于按下啟動(dòng)按鈕，洗衣機(jī)開始準(zhǔn)備正常運(yùn)行將水位能夠通過(guò)水位開關(guān)設(shè)在合適的位置（高、中、低），按下“啟動(dòng)”按鈕，進(jìn)水閥打開，開始進(jìn)水，到達(dá)設(shè)定的水位（高、中、低）后，以高水位為例，高水位傳感器傳出數(shù)據(jù)，進(jìn)水電磁閥關(guān)閉，停止進(jìn)水，進(jìn)水停止2秒以后，洗衣過(guò)程開始.洗衣時(shí)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)20秒，停2秒，然后電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)20秒，停2秒；如此循環(huán)共5次，總共220秒后開始排水，當(dāng)水排空以后，脫水電動(dòng)機(jī)脫水30秒，在此過(guò)程中，排水電磁閥一直打開，第一次大循環(huán)結(jié)束。然后下一個(gè)大循環(huán)開始，洗衣機(jī)再進(jìn)水.重復(fù)以上過(guò)程，如此循環(huán)共3次；洗衣過(guò)程完成，報(bào)警3秒以后，洗衣機(jī)自動(dòng)停機(jī)。在整個(gè)仿真過(guò)程中，按鈕需要手動(dòng)復(fù)位，否則無(wú)輸出或輸出混亂。各水位傳感器需要手動(dòng)使其置位，當(dāng)水位開始下降時(shí)，需要進(jìn)行手動(dòng)進(jìn)行復(fù)位，否則，洗衣機(jī)不能完全按照自動(dòng)方式進(jìn)行工作。第六章 總結(jié)與展望6.1總結(jié)下面是我對(duì)整個(gè)畢