基于PLC全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)

1、第一章 概述 31.1 選題背景 31.2 全自動洗衣機(jī)發(fā)展概況 31.3 控制系統(tǒng)的選擇 4第二章 全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計 62.1 系統(tǒng)描述 62.2 制定控制方案 72.3 系統(tǒng)配置 102.4 控制面板 122.5 PLC外部接線圖 132.6 控制系統(tǒng)流程圖 142.7 控制系統(tǒng)時序圖 18第三章性能測試與分析 193.1 各個模塊的調(diào)試 193.2 程序的整體調(diào)試 193.3 性能分析 19第四章結(jié)束語 20參考文獻(xiàn) 21附錄（程序源代碼） 22第一章概述1.1 選題背景洗衣機(jī)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)中應(yīng)用也十分廣泛。但是傳

2、統(tǒng)的基于繼電器的控制，已經(jīng)不能滿足人們 對洗衣機(jī)的自動化程度的要求了。洗衣機(jī)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來作為控制器，就能很好地滿足全自動 洗衣機(jī)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(jī)由初始的半自動式洗衣機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的全 自動洗衣機(jī)，又正在向智能化洗衣機(jī)方向發(fā)展。1.2 全自動洗衣機(jī)發(fā)展概況全自動洗衣機(jī)是一種除放、取衣物和開動洗衣機(jī)這三道手續(xù)外，其余洗衣各程序全 部自動完成的設(shè)備。1874年美國的比爾布萊克斯通發(fā)明了木制手搖洗衣機(jī)，這是世界上第一臺人工攪動洗衣機(jī)

3、。1911 年美國人又研制了世界上第一臺電動洗衣機(jī)。1920 年美國的瑪依塔格公司又把洗衣機(jī)的木制桶改為鋁制桶體，第二年又把鋁制桶體改為外層鑄鋁、內(nèi)層為銅板的雙層結(jié)構(gòu)。1936年，他們又將搪瓷用于洗衣機(jī)桶體。與此同時，世界各地也相繼出現(xiàn)了洗衣機(jī)。歐洲國家研究成功了噴流式洗衣機(jī)和滾筒式洗衣機(jī)。1932 年后， 美國一家公司研制成功了第一臺前裝式滾筒全自動洗衣機(jī)，洗滌、漂洗和脫水都在同一個滾筒內(nèi)自動完成，使洗衣機(jī)的發(fā)展躍上了一個新臺階。這種滾筒洗衣機(jī)，目前在歐洲、美洲等地得到了廣泛的應(yīng)用。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，洗衣機(jī)得到了迅速的發(fā)展，研制出具有獨特風(fēng)格的波輪式洗衣機(jī)。這種洗衣機(jī)由于其波輪安裝在洗衣

4、桶底，又稱渦卷式洗衣機(jī)。近幾十年，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，全自動洗衣機(jī)制造技術(shù)又得到迅速發(fā)展，其年總產(chǎn)量及社會普及率均以達(dá)到相當(dāng)高得水平。目前世界洗衣機(jī)年總產(chǎn)量近5000 萬臺，而全自動洗衣機(jī)的產(chǎn)量呈增長趨勢，在技術(shù)性能上正向著節(jié)水、節(jié)能、高效、結(jié)構(gòu)更趨合理的方向發(fā)展。微電腦控制功能、新型的洗滌方式、高速脫水以及低噪音等方面都有了很大提高。近幾年，我國的洗衣機(jī)制造技術(shù)得到迅速發(fā)展，從生產(chǎn)單桶波輪式、雙桶波輪式洗衣機(jī)逐步向套桶波輪式全自動洗衣機(jī)和滾筒式全自動洗衣機(jī)方向發(fā)展，其中全自動洗衣機(jī)的年產(chǎn)量已占洗衣機(jī)總產(chǎn)量的10%左右。生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，技術(shù)工藝日趨完善，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提高，已生產(chǎn)出技術(shù)性能優(yōu)良的多

5、種牌號的全自動洗衣機(jī)供應(yīng)市場。1.3 控制系統(tǒng)的選擇從滿足全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的安全性、擴(kuò)展性和可靠性方面考慮，目前常見的全自動洗衣機(jī)自動控制系統(tǒng)，主要有單片機(jī)控制、PLC控制、工業(yè)控制計算機(jī)集中控制等類型。隨著集成芯片技術(shù)的不斷提高，特別是高檔8 位單片機(jī)的普及，單片機(jī)全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)由單片計算機(jī)及其外圍芯片構(gòu)成控制系統(tǒng)。雖然單片機(jī)本身小巧、功耗低，實時控制功能強(qiáng)，但是其軟、硬件的開發(fā)必須借助于開發(fā)工具，系統(tǒng)調(diào)試?yán)щy，不具有自開發(fā)能力，且編寫洗滌、脫水等程序相對復(fù)雜；在設(shè)計控制系統(tǒng)硬件時，要有多種電路保護(hù)裝置，如電流保護(hù)、電壓保護(hù)、過載保護(hù)、過熱保護(hù)及欠壓保護(hù)等等。這樣增加了硬件的復(fù)雜性，隱

6、含較高的故障率，無形地增加了維修成本費用。工業(yè)控制計算機(jī)全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)是利用通用計算機(jī)的擴(kuò)展槽或擴(kuò)展區(qū)，設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)硬件模板，如通訊板、I/O 擴(kuò)展板等測控功能板，與通用計算機(jī)構(gòu)成一個用于完成預(yù)定測控功能的控制系統(tǒng)。其特點是系統(tǒng)有較強(qiáng)的軟、硬件支持。利用通用計算機(jī)的軟、硬件資源來支持控制系統(tǒng)進(jìn)行工作，具有自開發(fā)能力，有較強(qiáng)的可視能力和數(shù)據(jù)處理能力，更適合于計算機(jī)集中控制系統(tǒng)應(yīng)用。PLC 是一種新型的具有極高可靠性的通用自動化控制裝置。它以微處理器為核心， 有機(jī)地將微型計算機(jī)技術(shù)、自動化控制技術(shù)及通信技術(shù)融為一體。其特點如下：抗干擾能力強(qiáng)，可靠性極高。PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計的，采取了精選

7、元器件及多 層次抗干擾等措施，能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境。編程方便。PLC采用易于理解和掌握的梯形圖語言， 以及面向工業(yè)控制的簡單指令。 使用方便。PLC的結(jié)構(gòu)不僅具有先進(jìn)的通訊和輸入、輸出能力，而且其模塊化的系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)、靈活的配置能力，使用戶可以靈活組成各種規(guī)模和不同要求的控制系統(tǒng)。維護(hù)方便。PLC模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使操作人員在維修時只需要更換插入式模板或 其它易損部件即可完成，既方便又減少了影響系統(tǒng)運行的時間。設(shè)計、施工、調(diào)試周期短。用 PLC完成一項控制工程時，由于其硬、軟件齊全，設(shè) 計和施工可同時進(jìn)行，縮短了周期。易于實現(xiàn)機(jī)電一體化。PLC的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，可靠性高，抗振防潮和

8、 耐熱能力強(qiáng)，使之易于安裝在機(jī)器設(shè)備內(nèi)部，制造出機(jī)電一體化產(chǎn)品。PLC控制洗衣機(jī)洗衣程序有獨特之處。首先，它是一個順序控制系統(tǒng)程序；其次， 洗滌、漂洗、排水、脫水時間是由PLC內(nèi)的計數(shù)器和定時器中參數(shù)控制的，只要改變它 的參數(shù)太小就可改變整個程序時間長短；第三.通過改變PLC的型號，可以根據(jù)衣物的質(zhì)地、數(shù)量及臟污程度來實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)洗洗、柔和洗的多功能；第四，通過修改洗衣程序可 實現(xiàn)進(jìn)水、洗滌、漂洗、排水脫水的順序控制，也可實現(xiàn)或洗滌、或漂洗、或脫水等單體控制；第五， 在設(shè)計過程中，可以方便地加入相應(yīng)的配套裝置，如指示燈、蜂鳴器。通過以上分析、說明可知全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)是有多樣性的，雖然各種控制

9、系 統(tǒng)均可運用，但是必須考慮它的結(jié)構(gòu)和成本。鑒于PLC的諸多優(yōu)勢，結(jié)合全自動洗衣機(jī)自動控制系統(tǒng)的需要，選擇德國西門子公司生產(chǎn)的具有高性能價格比的S7-200 系列可編程序控制器。13 / 32第二章 全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計2.1 系統(tǒng)描述本文描述的是一種全自動洗衣機(jī)，它可以自動地完成洗衣的全過程。全自動洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩干）用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)、外桶的水流相通。該洗衣機(jī)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，通過電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時，通過電控系統(tǒng)使排水

10、閥打開，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電機(jī)驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，此時脫水同并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機(jī)帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位開關(guān)分別用來檢測高、低水位。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、排水、脫水及報警。其示意圖如圖2.1 所示。啟動按鈕指示燈控制按鈕停止按鈕圖2.1全自動洗衣機(jī)示意圖2.2 制定控制方案通常地，人們采用洗衣機(jī)來洗衣服需要經(jīng)歷洗滌、漂洗、排水、脫水等 4個環(huán)節(jié), 而在全自動洗衣機(jī)中，這樣的一個過程全由 PLC來完成。并且，全自動洗衣機(jī)需要其控 制系統(tǒng)足夠可靠，以避免洗衣機(jī)輕易出現(xiàn)故障。全自動洗衣機(jī)的簡單工作

11、過程如圖 2.2所示。其中，洗衣的方式(標(biāo)準(zhǔn)或是柔和) 洗衣中的水位選擇(高水位洗衣、低水位洗衣等)等兩個方面需要在人們將衣服放入洗 衣機(jī)洗衣服之后手動來選擇。并且是必須選擇的洗衣參數(shù)。當(dāng)選擇了一種洗衣參數(shù)后， 按下啟動按鈕，洗衣機(jī)就會自動完成洗衣服的整個過程。全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)中，PLC主要完成一下功能：1.檢測功能(1)檢測洗衣的方式：標(biāo)準(zhǔn)或者是柔和的選擇。(2)檢測洗衣時的水位：高水位或者是低水位的選擇。(3)檢測進(jìn)水是否到了需要的水位，即進(jìn)水是否完成。(4)檢測排水是否已經(jīng)完成。2.控制功能(1)控制進(jìn)水、洗滌、排水、漂洗、脫水等洗衣機(jī)的動作。(2)控制洗滌、漂洗、脫水等的時間長短。(3

12、)控制洗滌、漂洗等的次數(shù)。(4)控制在洗衣機(jī)完成一個動作后到下一個動作的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換。(5)控制完成洗衣時的信號提示。循環(huán)兩次設(shè)定(標(biāo)準(zhǔn)/柔和，循環(huán)兩次圖2.2 全自動洗衣機(jī)的簡單工作過程根據(jù)上述對全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)的功能分析，可以設(shè)計如圖2.3所示的全自動洗衣機(jī)硬件系統(tǒng)框圖。圖2.3 全自動洗衣機(jī)硬件系統(tǒng)框圖1. PLC主機(jī)選擇西門子S7-200系列PLC作為此全自動洗衣機(jī)的控制主機(jī)。在西門子S7-200系 列PLC中又有 CPU221 CPU222 CPU224 CPU226 CPU226X雕之分。此全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)中總共有8個數(shù)字量輸入，6個數(shù)字量輸出，共需14點I/O,根據(jù)I/O點數(shù)及程序容

13、量，選擇了 CPU224乍為其主機(jī)。2. 啟動按鈕啟動按鈕用來控制全自動洗衣機(jī)開始工作與否，一般地，在用戶在洗衣機(jī)內(nèi)放入衣服，且已經(jīng)準(zhǔn)備好開始洗衣服之后，按下啟動按鈕，全自動洗衣機(jī)開始洗衣。3. 停止按鈕停止按鈕用來控制運行中的全自動洗衣機(jī)停止工作與否。在洗衣服的過程中，用戶 需要停止洗衣機(jī)，就可以直接按下停止按鈕，洗衣機(jī)即會停止工作。4. 高水位高水位是指洗衣機(jī)在洗衣過程中，洗衣機(jī)筒內(nèi)保持的水位高低，一旦選擇了高水位， 則在洗衣過程中的水位將保持系統(tǒng)設(shè)定下的兩個水位中的相對高一點的水位。這里，在操作面板上，用一個按鈕來設(shè)置高水位，按下按鈕表示選擇高水位。5. 低水位低水位是指洗衣機(jī)在洗衣過程

14、中，洗衣機(jī)筒內(nèi)保持的水位的高低，是相對于高水位來說的， 在洗衣機(jī)系統(tǒng)的初始設(shè)計中，設(shè)計了兩種水位，這個是相對比較低的一個水位，但是同樣可以完成洗衣過程。在操作面板上，用一個按鈕來設(shè)置低水位，按下按鈕表示選擇低水位。需要注意的是，用戶在使用中，只能選擇一種水位高水位或者低水位，但是，但是在實際生活中，很有可能用戶不小心同時按下了高水位按鈕和低水位按鈕，因此，在設(shè)計中必須要考慮到水位的互鎖。當(dāng)然也可以將高水位與低水位選擇設(shè)計成一個按鈕，按下去的時候為高水位，不按則是低水位。需要說明的是，高水位的選擇必須在用戶開始一次洗衣之前完成。6. 標(biāo)準(zhǔn)按鈕標(biāo)準(zhǔn)按鈕用來設(shè)置洗衣機(jī)洗衣服的模式，當(dāng)按下標(biāo)準(zhǔn)按鈕時，

15、選擇了標(biāo)準(zhǔn)模式，洗衣機(jī)自動按照標(biāo)準(zhǔn)模式洗衣服。7. 柔和按鈕柔和按鈕用來設(shè)置洗衣機(jī)洗衣服的模式，當(dāng)按下柔和按鈕時，選擇了柔和模式，洗衣機(jī)自動按照柔和模式洗衣服。在洗洗衣機(jī)衣服的模式中，標(biāo)準(zhǔn)和柔和是兩種相對的概念，標(biāo)準(zhǔn)比柔和的洗衣要劇烈一些。同樣地，與高、低水位的選擇一樣，用戶只能同時選擇一種模式，因此，也需要在設(shè)計中考慮到標(biāo)準(zhǔn)與柔和模式的互鎖。也可以將標(biāo)準(zhǔn)與柔和按鈕設(shè)計成一個按鈕，按下去時為柔和模式，不按下去則為標(biāo)準(zhǔn)模式。需要說明的是，標(biāo)準(zhǔn)模式與柔和模式的選擇必須在用戶一開始洗衣之前完成。8. 高水位探測器高水位探測器用來檢測洗衣機(jī)水位是否已經(jīng)達(dá)到了高水位。采用數(shù)字量輸出式水位探測器這樣就可以

16、直接將高水位探測器的輸出直接送到PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口上。9. 低水位探測器低水位探測器用來檢測洗衣機(jī)水位是否已經(jīng)達(dá)到了低水位。采用數(shù)字量輸出式水位探測器這樣就可以直接將低水位探測器的輸出直接送到PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口上。10進(jìn)水電磁閥進(jìn)水電磁閥用來控制洗衣機(jī)的進(jìn)水。當(dāng)然洗衣機(jī)需要外界進(jìn)水時，PLC主機(jī)發(fā)出控制信號，進(jìn)水電磁閥會打開，水自動從外界送入洗衣機(jī)筒內(nèi)，當(dāng)水已經(jīng)達(dá)到了設(shè)定的水位時，PLC主機(jī)發(fā)出信號自動關(guān)閉進(jìn)水電池閥，同時控制洗衣機(jī)進(jìn)入下一個洗衣步驟。11. 電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器用于PLC主機(jī)控制洗衣機(jī)電機(jī)的正轉(zhuǎn)?？梢灾苯佑肞LC主機(jī)的數(shù)字 量輸出端口來連接電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸

17、器，在洗衣機(jī)洗衣服的過程中，電機(jī)會正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)同時輪流進(jìn)行。12. 電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器用于PLC主機(jī)控制洗衣機(jī)電機(jī)的反轉(zhuǎn)?？梢灾苯佑肞LC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口來連接電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器，在洗衣機(jī)洗衣服的過程中，電機(jī)會正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)同時 輪流進(jìn)行。13. 排水離合器排水離合器用于PLC主機(jī)控制洗衣機(jī)機(jī)筒內(nèi)的排放。選用數(shù)字式離合器，可以直接 用PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口來連接到排水離合器，當(dāng)洗衣機(jī)在完成洗衣或者漂洗后， 需要將機(jī)筒內(nèi)的臟水排出機(jī)筒，此時，PLC主機(jī)發(fā)出控制命令打開排水離合器，進(jìn)行排 水。14. 脫水離合器洗衣機(jī)洗衣服的最后一道工序就是對衣服進(jìn)行脫水，脫水電磁離合器正是用于PLC主機(jī)控

18、制洗衣機(jī)進(jìn)行脫水，脫水需要電機(jī)帶動機(jī)筒旋轉(zhuǎn)，有了電磁離合器后，就可以直接使用PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口來控制電磁離合器， 最終達(dá)到控制脫水執(zhí)行電機(jī)的目 的。在脫水過程不涉及電機(jī)的調(diào)速問題，因此，用 PLC主機(jī)加電磁離合器這樣一種比較 覺得簡單的方式就可以完成控制任務(wù)。15. 蜂鳴器蜂鳴器用來指示洗衣機(jī)洗衣過程中的一些聲音提示。采用工業(yè)用直流供電的蜂鳴器，這樣就可以直接用PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口來控制蜂鳴器。2.3 系統(tǒng)配置全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)為單機(jī)控制系統(tǒng)。PLC 的輸入點，包括啟動按鈕、停止按鈕、高水位按鈕、低水位按鈕、標(biāo)準(zhǔn)模式按鈕、柔和模式按鈕、高水位探測器、低水位探測器，一共8 點；輸

19、出點包括進(jìn)水電磁閥、電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器、電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器、排水離合器、脫水離合器、蜂鳴器，一共6 點。由于點數(shù)不多，考慮20%30%的余量，選用小型PLC便可實現(xiàn)，結(jié)合培訓(xùn)站的現(xiàn) 有教學(xué)實驗條件， 本次設(shè)計選擇西門子S7-200系列的CPU224型的PLC,可以滿足使 用需求。它的主要特點是： 14輸入/10輸出共40個數(shù)字量I/O點。 可連接7個擴(kuò)展模版單元，最大可擴(kuò)展至168個數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O。 13KB的程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 6個獨立的30KHz勺高速計數(shù)器,2路獨立的20KHz的高速脈沖輸出。 具有PID控制器。 1個RS485通信/編程口。 具有多點接口 MPI (Mul

20、ti Point Interface )通信協(xié)議 具有點對點接口 PPI(Point to Point Interface)通信協(xié)議 具有自由通信口 I/O端子排可以很容易地整體拆卸輸入、輸出編程元件地址分配表分別如表2.1:主機(jī)中輔助繼電器分配表如表 2.2:表2.1全自動洗衣機(jī)中PLC主機(jī)的I/O資源分配名稱電路器件地址編號說明輸入信號啟動按鈕SB1I0.0啟動洗衣機(jī)停止按鈕SB2I0.1停止洗衣機(jī)高水位按鈕SB3I0.2高水位選擇低水位按鈕SB4I0.3低水位選擇標(biāo)準(zhǔn)模式按鈕SB5I0.4標(biāo)準(zhǔn)模式選擇七口鈕SB6I0.5柔和模式選擇高水位探測器SQ1I0.6高水位檢測低水位探測器SQ2I

21、0.7低水位檢測輸出信號進(jìn)水電磁閥KM1Q0.0進(jìn)水控制電機(jī)止轉(zhuǎn)接觸器KM2Q0.1電機(jī)止轉(zhuǎn)控制電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器KM3Q0.2電機(jī)反轉(zhuǎn)拴制排水離合器KM4Q0.3排水控制脫水離合器KM5Q0.4脫水控制蜂鳴器KM6Q0.5聲首提小表2.2 全自動洗衣機(jī)中PLC主機(jī)中輔助繼電器分配名稱地址名稱地址啟動、停止M0.0洗滌1分鐘M1.0高水位M0.1洗滌10分鐘M1.1低水位M0.2洗滌過程完成M1.2標(biāo)準(zhǔn)粳式M0.3漂洗高水位探測M1.3M0.4漂洗低水位探測M1.4蜂鳴器M0.5漂洗1分鐘M1.5洗滌高水位探測M0.6漂洗10分鐘M1.6洗滌低水位探測M0.7漂洗過程完成M1.7電機(jī)止轉(zhuǎn)計時器1M

22、2.0電機(jī)止轉(zhuǎn)計時器2M2.12.4 控制面板全自動洗衣機(jī)的設(shè)計必須在滿足上述功能以外，還需要考慮外觀設(shè)計、造型等方面尤其是在洗衣機(jī)的手動控制操作面板上，必須符合人機(jī)界面的基本要求。設(shè)計全自動洗衣機(jī)的操作面板如圖 2.4所示。其中，進(jìn)水、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、排水、脫 水為信號燈指示當(dāng)前洗衣機(jī)的工作狀態(tài)；蜂鳴器為聲音指示，指示洗衣機(jī)整個洗衣過程完成的提示；啟動、停止、高水位、低水位、標(biāo)準(zhǔn)、柔和等為手動控制按鈕，用來人為 手動地輸入一些控制信號反轉(zhuǎn)排水全自動洗衣機(jī)啟動 停止圖2.4全自動洗衣機(jī)操作面板在實際中，操作面板一般位于洗衣機(jī)的上表面，需要在設(shè)計的時候加入更多的個性 化平面設(shè)計元素，并且操作面板往往

23、與控制器不放置在一起，這就需要考慮線路布線的問題2.5 PLC 外部接線圖根據(jù)PLC主機(jī)的I/O資源分配以及PLC主機(jī)的硬件框圖，則PLC主機(jī)的硬件接線圖如圖 2.5，說明如下：1 輸入口(1)啟動按鈕連到PLC主機(jī)的輸入口 I0.0,停止按鈕連至PLC主機(jī)的卒&入口 I0.1。(2)高水位按鈕連至PLC主機(jī)的卒&入口 I0.2，低水位按鈕連至PLC主機(jī)的卒&入口 I0.3。(3)標(biāo)準(zhǔn)模式選擇按鈕連至 PLC主機(jī)的卒&入口 I0.4 ,柔和模式選擇按鈕連至 PLC主機(jī)I0.5 。(4)高水位探測器連至PLC主機(jī)的輸入口 I0.6，低水位探測器連至PLC主機(jī)的輸入

24、口I0.7 。2輸出口1)2)3)4)5)6)PLC主機(jī)輸出口PLC主機(jī)輸出口PLC主機(jī)輸出口PLC主機(jī)輸出口PLC主機(jī)輸出口PLC主機(jī)輸出口Q0.0控制進(jìn)水電磁閥。Q0.1 控制電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器。Q0.2控制電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器Q0.3控制排水離合器。Q0.4控制脫水離合器。Q0.5控制蜂鳴器。PLC主機(jī)的外部接線圖如圖2.5L.SB11SB2L_USB3l_USB4-1-L_uSB51 1 1SB61 1 1SQ11 1 1SQ2i I I-F|24V DC圖2.5外部接線圖2.6控制系統(tǒng)流程圖全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的詳細(xì)工作過程如下：1 .按下啟動按鈕，洗衣機(jī)電源導(dǎo)通，準(zhǔn)備進(jìn)入洗滌狀態(tài)。2 .用戶

25、設(shè)置水位高低，以及洗衣模式（標(biāo)準(zhǔn)模式或柔和模式）。3 .洗衣機(jī)打開進(jìn)水電磁閥，開始從外界輸入水。4 .水位探測器檢測到水已經(jīng)到位，開始洗滌。5 .電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)按照設(shè)定的洗衣模式的切換時間的長度進(jìn)行輪流工作。6 .洗衣一直進(jìn)行10min。7 .洗衣機(jī)打開排水離合器，開始排水，并且持續(xù) 3min。8 .洗衣機(jī)關(guān)閉排水離合器。9 .重復(fù)（3）至（8）步驟一次。10 .洗衣機(jī)打開進(jìn)水電磁閥，開始從外界輸入水。11 .水位探測器檢測到水位已經(jīng)到位，開始漂洗衣服。12 .電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)按照設(shè)定的洗衣模式的切換時間長度進(jìn)行輪流工作。13 .洗衣一直進(jìn)行5min14 .洗衣機(jī)打開排水離合器開始排水，并且持續(xù)

26、3min。15 .洗衣機(jī)關(guān)閉排水離合器。16 .重復(fù)（10）至（15）步驟一次。17 .洗衣機(jī)控制脫水電磁閥離合器，進(jìn)行脫水，同時打開排水離合器使得脫水出來的水 可以及時排出洗衣機(jī)筒內(nèi)。18 .持續(xù)脫水2min。19 .蜂鳴器發(fā)出響聲，持續(xù)發(fā)聲20s,提醒用戶洗衣完成。20 .完成洗衣。根據(jù)上述對全自動洗衣機(jī)工作過程的描述，可以設(shè)計全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC圖2.6全自動洗衣機(jī)主程序流程圖其中，洗滌子過程的流程圖如圖2.7所示漂洗子過程流程圖如圖2.8所示水是否到位？八 一一 Nv：是否選擇了標(biāo)準(zhǔn)模式？二標(biāo)準(zhǔn)洗衣子過程柔和洗衣子過程洗衣時間T=10min?一 N洗衣時間T=10min? &g

27、t;V二排水時間T=3min?A-N洗滌子過程結(jié)束圖2.7洗滌子過程流程圖14 / 32水是否到位？標(biāo)準(zhǔn)洗衣子過程NV洗衣時間T=5min?二一Y排水 -V 排水時間T=3min? >Y漂洗子過程結(jié)束柔和洗衣子過程NV 洗衣時間T=5min? >Y36 / 32圖2.8 漂洗子過程流程圖在洗滌子過程與漂洗子過程中洗衣服的模式有標(biāo)準(zhǔn)模式與柔和模式之分。其中，標(biāo) 準(zhǔn)模式洗衣服的流程圖及柔和模式洗衣服的流程圖如圖2.9所示。標(biāo)準(zhǔn)模式柔和模式圖2.9標(biāo)準(zhǔn)模式與柔和模式流程圖2.7控制系統(tǒng)時序圖根據(jù)控制系統(tǒng)主程序流程圖可繪畫出控制系統(tǒng)時序圖如圖2.10所示。啟動按鈕高或低水位選擇 T標(biāo)準(zhǔn)或柔

28、和模式選擇 T洗滌子過程 卜循環(huán)兩次T漂洗子過程 卜循環(huán)兩次T脫水、排水 2 2min )蜂鳴器 _20s圖2.10控制系統(tǒng)時序圖第三章 性能測試與分析3.1 各個模塊的調(diào)試為了提高程序調(diào)試的效率，將全自動洗衣機(jī)實現(xiàn)功能分別編寫為不同的小程序，分別調(diào)試這些小程序，即可完成對各個功能模塊的調(diào)試。首先調(diào)試主程序框架，確認(rèn)主程序能夠根據(jù)不同的條件選擇調(diào)用不同的子程序，調(diào)試時可以在不同的子程序中操作不同的繼電器線圈來區(qū)分相應(yīng)的子程序。然后調(diào)試洗滌功能模塊，觀測高、低水位探測器工作是否正常；標(biāo)準(zhǔn)、柔和洗衣子過程能否被正常調(diào)用；排水離合器工作是否正常。發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試。對于漂洗功能模塊，調(diào)試過程同

29、洗滌功能模塊。然后調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)洗衣功能模式，主要是看看電機(jī)正反轉(zhuǎn)工作是否正常，如有問題進(jìn)行及時的檢修或更換。最后是調(diào)試柔和洗衣功能模塊，其調(diào)試過程同標(biāo)準(zhǔn)洗衣模塊。3.2 程序的整體調(diào)試完成了各個功能模塊的調(diào)試后，就在主程序框架的基礎(chǔ)上，將各個模塊依次加入，每加入一個模塊需要進(jìn)行一次調(diào)試，以便于及時發(fā)現(xiàn)問題。此系統(tǒng)在整體調(diào)試的過程中，在主程序的框架上依次按順序加入了洗滌子過程、漂洗子過程、標(biāo)準(zhǔn)模式子過程和柔和模式子過程，使程序調(diào)理清晰。整體調(diào)試的過程比較煩瑣，如果在各個模塊的調(diào)試過程中完成得比較細(xì)致的話，那么整體調(diào)試的過程會相對順利很多。3.3 性能分析應(yīng)用了 S7-200 PLC控制器調(diào)用子程序編

30、程功能后，認(rèn)識到了該功能對于縮短開發(fā) 周期和提高控制系統(tǒng)可靠性的強(qiáng)大作用，同時也學(xué)習(xí)到了該指令嚴(yán)格的邏輯編程要求，從而確保了該控制系統(tǒng)在全自動洗衣機(jī)生產(chǎn)、生活中的可靠性和穩(wěn)定性。第四章 結(jié)束語經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)，我的論文總算是圓滿完成。結(jié)業(yè)論文不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立思考的能力，樹立了對自己工作能力的信心，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。雖然這個設(shè)計做的不是很完美，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的知識是這次結(jié)業(yè)論文設(shè)計的最大收獲和財富，會使我終身受益。通過這次

31、結(jié)業(yè)論文的設(shè)計，使我明白學(xué)習(xí)是一個不斷積累的過程。還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！在此結(jié)業(yè)論文的設(shè)計過程中，老師盡全力地為我和同學(xué)們創(chuàng)造條件，并對我們在設(shè)計過程中遇到的難題進(jìn)行細(xì)致耐心的指導(dǎo)，使我們學(xué)習(xí)了很多實際工業(yè)生產(chǎn)中的問題和解決方法，提高了對應(yīng)用S7-200 PLC勺技術(shù)水平以及分析問題和解決問題的能力，才得以設(shè)計的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)具有實際應(yīng)用水平的可靠性和穩(wěn)定性。我在此衷心地感謝培訓(xùn)站的老師！參考文獻(xiàn)1 . 胡學(xué)林主編，可編程控制器教程（基礎(chǔ)篇），北京：電子工業(yè)出版社，20032 . 胡學(xué)林主編，可編程控制器教程（實訓(xùn)篇），北京：電子工業(yè)出版社，20043 . 耿文

32、學(xué)主編，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)手冊，北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，19964 .廖常初主編，PLC編程及應(yīng)用，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20035 .譚浩強(qiáng)主編，PLC程序設(shè)計教程，北京：清華大學(xué)出版社，20006 .劉洪濤、黃海編著，PLC應(yīng)用開發(fā)從基礎(chǔ)到實踐，北京：電子工業(yè)出版社，2007附錄（程序源代碼）全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的西門子 S7-200系列PLC CPU224勺梯形圖程序如下所示:1.洗衣主程序:12符號地址佳建進(jìn)水電磁閥Q0.0進(jìn)水控制脫水計時器T37脫水時間計時網(wǎng)紹2啟動、停止程序啟動技通停止按闞控嗎器計時器M0.0符號地址注釋蛭鳴舞計時善T3S蜂鳴器發(fā)聲時間計時后動按鈕IQ0啟動洗

33、衣機(jī)停止報鈕10.1停止洗衣機(jī)網(wǎng)緒3高水位選擇1商水位按出MOl口M0.2_I / IMO.111 I 11M0.11 , 1r JI I符號地址注釋高水位技祖10.2高水位選擇國給4低水位跣擇低水位按鈿M0.1MC.2(MO.譜號地址I乒釋依水位技困|商 一 卜生產(chǎn)博等岡緒5標(biāo)設(shè)洗衣模式選擇一標(biāo)睢棍式按鈕 MOLO附Q.4MC.3周緒8進(jìn)行漂洗子過程一MO.OM1.2SBFU 砒II1 IEM陳需灌洗過程結(jié)束后洗衣機(jī)脫水，排水并計注H1.2M1.7MO.OMC.E排水離合器T I1 I1 I1IrH：）脫水思含器Y )脫水計時器IN TON120C -10口門善符號地址注釋制水離合器QCI.

34、3排水控制心水討時器T37咻水時間討時脫水離合肥qo.4脫水控制網(wǎng)給10洗衣完成后蛭鳴黠響并計時一脫水計時器 域鳴器計時器M0.5T IpH，F(xiàn)p()H0.5MO.O蜂鳴舒-H I1 I IC )控嗚器計時能INrowPT100 ms符號地址注釋蟀明黑Q0.5交者提示蛭鳴把計時器136蟀唱把發(fā)聲時間計時脫水計時器T37脫水時間計時2 .洗滌子過程程序:I洗尊子程序同寤1符號曲僚子過程L和|地址|注釋VW0 當(dāng)前洗澎子過程進(jìn)行次數(shù)m 2I高水位檢測高水位探倒器洗煤排水計時需MO.G符號地址注釋高水位探測器I0.G高水位檢惻洗淹排水計時器T4。洗海排水時間計時同城3舐水位檢惻!總k位探測器 洗添排

35、水講時髭二”I 1M0.7Y )符號地址注釋低水位探惻器10.7信永位檢測洗洋林水請叼強(qiáng)740洗漆梯水時間計時阿甯4高或偃水位到位:上進(jìn)水電抽閥上撕SMO.OM0.1M0.6M0,0漪水電蹣閩超碧|地址|注釋由下申誨例orm卜井卞棄割同£8 5進(jìn)行標(biāo)徒或柔和洗衣子過程幗緒G洗衣僧環(huán)討時1分鐘IINTONFT100 nmsM1.1洗掾計時器I -MOGM07T符號地址注釋洗漏計時幫139洗衣1分科計時網(wǎng)絡(luò)7洗衣1分鐘完成后輔助電器ML哦合一次，其觸點脈沖作為十?dāng)?shù)器脈沖M1.0符號地址注釋洗送計時器139洗衣1分料計時同珞8|以1分鐘為單位計數(shù)1瞅.相當(dāng)于洗蒞進(jìn)行了 1西科1洗漂時間計戢

36、器M1.0CUCTU洗灤時間計數(shù)器10-FV符號洗洗時間計數(shù)器網(wǎng)絡(luò)9洗衣1吩鐘完成注釋麻漆1分鐘計數(shù)洗深射間計數(shù)器洗漆排水計時器M1.1C )符號|地址|注釋|晚添樹水時需740日滌排水時間H時洗添時間討教器C2C洗.1分鐘計數(shù)國第10洗衣機(jī)開始排水笄計時期鐘|3 .漂洗子過程程序:I漂洗孑程序 m 1I騁佛過程能環(huán)痢ZSMO.OIIIMOXINITFINAL漂洗了過程計數(shù)-2-符號地址注釋潦洗子過程計數(shù)VW2當(dāng)前灣洗子過程進(jìn)行次數(shù)m& 2高水位檢謝M1.3高水位探測器 漂洗排水計時器T IpH，1M1.3I I1符號地址注釋高水僮探的器I0.E高水位檢惻筐洗排水計時器T愛漂洗排水時間計時閏箱3|倔水位檢迎一位舞羽黑譚洗排水討時照M1.4將號地址注釋偃水位探測器107國水位檢惻清洗排水計時器T42潺洗排水時間計時閏緒*高或低水位到位進(jìn)水電磁閥式斷SMO.OM0.1M1.3MC,0 迸水電磁闋符號地址注釋進(jìn)水電磁周QQ0送