全自動(dòng)洗衣機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)-

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1、 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文) 設(shè)計(jì)(論文)題目: 基于S7-300的智能 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè): 電氣自動(dòng)化技術(shù) 班 級(jí): 電氣12-2班 學(xué) 號(hào): 1240133 姓 名: 吳 金 紅 指導(dǎo)教師: 文 家 雄 二〇一四年十一月二十一日 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢

2、業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué) 生 姓 名 吳金紅 學(xué)號(hào) 1240133 班級(jí) 電氣12-2班 專業(yè) 電氣自動(dòng)化技術(shù) 設(shè)計(jì)（或論文）題目 基于S7-300的智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師姓名 職 稱 工作單位及所從事專業(yè) 聯(lián)系方式 備 注 文家雄 高級(jí) 工程師 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣自動(dòng)化技術(shù) 18111361511 設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容： 1. 有自動(dòng)、手動(dòng)、洗滌、排水、脫水、報(bào)警功能； 2. 洗滌次數(shù)的顯示，洗滌、排水、脫水、報(bào)警時(shí)間顯示； 3. 多功能洗衣機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，控制要求； 4. 選擇電路元件，給出元件明細(xì)表，I/O口分配，

3、系統(tǒng)仿真及調(diào)試程序； 5. Wincc flexible系統(tǒng)仿真調(diào)試。 進(jìn)度安排： 6月：任務(wù)下達(dá)，理解消化任務(wù)要求；初步設(shè)定方案確定； 7月8月：總體方案確定，草圖繪制； 9月：中期檢查。查找問(wèn)題，分析解決難點(diǎn)； 10月中旬：完成硬件連接及調(diào)試； 10月下旬-11月上旬：完成論文，準(zhǔn)備答辯； 11月中旬-12月：答辯。 主要參考文獻(xiàn)、資料： [1] 可編程序控制器應(yīng)用技術(shù).廖常初.重慶大學(xué)出版社 [2] 可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用.廖常初.重慶大學(xué)出版社 [3] PLC梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法

4、與技巧.廖常初.電工技術(shù) [4] 電器與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù).鄧則名、鄺穗芳等.機(jī)械工業(yè)出版社 [5] 大型可編程序控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì).周少武等.中國(guó)電力出版社 [6] 可編程序控制器原理及應(yīng)用.胡學(xué)林.電子工業(yè)出版社 [7] 可編程控制器原理及實(shí)驗(yàn).章文浩.國(guó)防工業(yè)出版社 審 批 意 見 教研室負(fù)責(zé)人： 年 月 日 備注：任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，一式二份。其中學(xué)生一份，指導(dǎo)教師一份。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)生姓名 吳金紅 學(xué)號(hào) 1240133 班級(jí) 電氣12-2 專業(yè) 電氣自動(dòng)化 設(shè)計(jì)（論文）題目

5、 基于S7-300的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 文家雄 指導(dǎo)老師考核意見 等級(jí)： 指導(dǎo)教師： 答辯 評(píng)語(yǔ) 等級(jí)： 答辯老師： 總評(píng) 成績(jī) 等級(jí)： 考核小組組長(zhǎng)： 備注 以上兩項(xiàng)成績(jī)綜合后，指導(dǎo)老師考核成績(jī)占總分的60%，答辯成績(jī)占總分的40%，按五級(jí)記分（優(yōu)、良、中、及格、不及格）。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ) 　　　　四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文) 目　錄 摘

6、要 1 第1章　緒 論 2 1.1　選題背景 2 1.2　智能洗衣機(jī)的工作原理 2 1.3　本課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 3 第2章　PLC的概述 4 2.1　PLC的定義 4 2.2　PLC的基本結(jié)構(gòu) 4 2.3　PLC的編程語(yǔ)言 5 2.4　PLC的工作原理 5 2.5　PLC的軟元件 6 第3章 基于S7-300的智能洗衣機(jī)控制設(shè)計(jì) 8 3.1　智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)的分配 8 3.2 控制面板 9 3.3 外部接線圖 9 3.4　流程圖 11 3.5　梯形圖 13 3.5.1　什么是梯形圖 13 3.5.2　智能洗衣機(jī)梯形圖的設(shè)計(jì) 13 第4章

7、Wincc flexible系統(tǒng)仿真調(diào)試 26 4.1 仿真及調(diào)試 26 4.1.1 仿真編寫 26 4.1.2 組態(tài)畫面建立與動(dòng)畫連接 26 總 結(jié) 42 參考文獻(xiàn) 44 　　　　四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文) 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?？v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

8、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S7-300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S7-300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?？梢园焉厦嬖O(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

9、。該論文就怎樣利用PLCS7-300來(lái)控制智能洗衣機(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)了智能洗衣機(jī)的正常運(yùn)行和強(qiáng)制性停止功能。 關(guān)鍵詞：PLC；智能；洗衣機(jī)。 第 0 頁(yè) 　　　　四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文) 第1章　緒 論 1.1　選題背景 隨著現(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏的不斷加快和人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)各種方便、快捷的家用電器需求量越來(lái)越大，洗衣機(jī)作為人們提高生活效率，追求生活質(zhì)量的基本條件，也愈來(lái)愈成為不可或缺的生活用具。 在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，洗衣機(jī)的普及率已達(dá)到相當(dāng)高的程度，但由于現(xiàn)階段國(guó)情，洗衣機(jī)在我國(guó)的普及程度較低，農(nóng)

10、村更甚。隨著人民生活水平(特別是鄉(xiāng)村生活水平)的不斷提高，社會(huì)上對(duì)洗衣機(jī)的需求量越來(lái)越大，而且隨著生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)洗衣機(jī)的功能要求越來(lái)越高，使得洗衣機(jī)的更新較快，因此，洗衣機(jī)做為人們追求現(xiàn)代生活的一個(gè)基本要求在我國(guó)有著極大的市場(chǎng)。 對(duì)洗衣機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得根據(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。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)利用了西門子S7－300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

11、可以改變時(shí)間?？梢园焉厦嬖O(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。只要稍作改變,就可以設(shè)計(jì)出諸如要多洗多甩的牛仔類衣物,輕洗輕甩的羊毛類衣物以及通用的標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序,充分表現(xiàn)現(xiàn)代家電品的實(shí)用性。全自動(dòng)洗衣機(jī)通過(guò)可編程程序控制來(lái)實(shí)現(xiàn)洗滌過(guò)程，省時(shí)省力。 本文將采用西門子公司S7－300系列的PLC，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的全自動(dòng)化洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。 1.2　智能洗衣機(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4個(gè)過(guò)程組成。在半自動(dòng)洗衣機(jī)中，這4個(gè)過(guò)程分別用相應(yīng)的按鈕開關(guān)來(lái)控制。全自動(dòng)洗衣機(jī)中，這4個(gè)過(guò)程可做到自動(dòng)依次運(yùn)行，直至洗衣結(jié)束。 自動(dòng)洗衣機(jī)

12、的進(jìn)水、洗衣、排水和脫水是通過(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)，電磁排水閥打開，將水排出；洗衣時(shí)，洗滌電機(jī)啟動(dòng)；脫水時(shí)，脫水桶啟動(dòng)。 智能洗衣機(jī)洗衣機(jī)的工作流程示意圖如圖1－1所示。 開始 進(jìn)水 洗衣 排水 脫水 結(jié)束 圖1－1智能洗衣機(jī)的工作流程圖 1.3　本課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1．正常運(yùn)行 “正常運(yùn)行”方式具體控制要求如下： （1）將水位通過(guò)水位選擇開關(guān)設(shè)在合適的位置（高、中、低），按下“啟動(dòng)”按鈕，開始進(jìn)水，達(dá)到設(shè)定的水位（高、中、

13、低）后，停止進(jìn)水； （2）進(jìn)水停止2s后開始洗衣； （3）洗衣時(shí)，正傳30s，停2s，然后反轉(zhuǎn)30s，停2s； （4）如此循環(huán)共2次后開始排水5s，排空后脫水5s； （5）洗衣過(guò)程完成，報(bào)警3s并自動(dòng)停機(jī)。 2.可用手動(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，也可也自動(dòng)排水和自動(dòng)脫水來(lái)實(shí)現(xiàn)。 第2章　PLC的概述 2.1　PLC的定義 PLC自問(wèn)世以來(lái)，盡管時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，國(guó)際電工委員會(huì)（ICE）先后頒布了PLC標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿、第二稿，并在1987年做了如下的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的

14、。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！笨傊?，可編程控制器是一臺(tái)專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。 2.2　PLC的基本結(jié)構(gòu) PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC的基本結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式兩類。 1．整體式結(jié)構(gòu)的PLC 整體式（又稱箱體式）結(jié)構(gòu)的PLC由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出（Ｉ/O）

15、單元、電源電路和通信端口等組成，并在這些組裝在同一機(jī)體內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低、輸入/輸出點(diǎn)數(shù)固定、實(shí)現(xiàn)的功能和控制規(guī)模固定，但靈活性較低。 2．模塊式結(jié)構(gòu)的PLC 模塊式又稱組或式結(jié)構(gòu)的PLC是將中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出（I/O）單元、電源電路和通信端口等分別做成相應(yīng)的模塊，應(yīng)用時(shí)將這些模塊根據(jù)控制要求插在機(jī)架上，各模塊間通過(guò)機(jī)架上的總線相互聯(lián)系。其中PLC的CPU和存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)在一個(gè)模塊上，該模塊在總線上的安裝位置一般是固定的。模塊式的PLC安裝完成后，需進(jìn)行登記，以便PLC對(duì)安裝在總線上的各模塊進(jìn)行地址確認(rèn)，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是系統(tǒng)構(gòu)成的靈活性較高

16、，可以構(gòu)成不同控制規(guī)模和功能的PLC，但同時(shí)價(jià)格也較高?；灸K式PLC組成框圖如圖2-1所示 圖2-1　模塊式PLC組成框圖 2.3　PLC的編程語(yǔ)言 PLC為用戶提供了完善的編程語(yǔ)言來(lái)滿足編制用戶程序要求。它提供的編程語(yǔ)言通常有以下5種：梯形圖（LAD）、語(yǔ)句表（STL）、順序功能圖（SFC）、功能塊圖（FBD）和結(jié)構(gòu)文本（ST）。 其中，梯形圖（LD）和功能圖塊圖（FBD）為圖形語(yǔ)言，指令表（IL）和結(jié)構(gòu)文本（ST）為文字語(yǔ)言，可以認(rèn)為順序功能圖（SFC）是一種結(jié)構(gòu)快控制程序流程圖。 2.4　PLC的工作原理 PLC是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

17、，它的工作原理建立在計(jì)算機(jī)工作原理之上，即通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)完成。但是CPU是以分時(shí)操作系統(tǒng)方式來(lái)處理各項(xiàng)任務(wù)的，即計(jì)算機(jī)在每一瞬間只能做一件事情，而且程序的執(zhí)行是按程序順序依次完成相應(yīng)各電器的動(dòng)作，所以PLC的工作方式是串行的。當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，是通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)完成控制任務(wù)的，需要執(zhí)行眾多的操作，但CPU不可能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作，它只能按分時(shí)操作（串行工作）方式，每一次執(zhí)行一個(gè)操作，按順序逐個(gè)執(zhí)行。由于CPU的運(yùn)算處理速度很快，所以從宏觀上來(lái)看，PLC外部出現(xiàn)的結(jié)果似乎是同時(shí)（并行）完成的。這種串行工作過(guò)程稱為PLC的掃描工作方式。 PLC的掃描工作過(guò)程除了執(zhí)

18、行用戶程序外，在每次掃描工作過(guò)程中還要完成內(nèi)部處理、通信服務(wù)工作。整個(gè)掃描工作過(guò)程包括內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新五個(gè)階段。整個(gè)過(guò)程掃描執(zhí)行一遍所需的時(shí)間稱為掃描周期。掃描周期與CPU運(yùn)行速度、PLC硬件配置及用戶程序長(zhǎng)短有關(guān)，典型值為1～100ms。在內(nèi)部處理階段，進(jìn)行PLC自檢，檢查內(nèi)部硬件是否正常，對(duì)監(jiān)視定時(shí)器（WDT）復(fù)位以及完成其它一些內(nèi)部處理工作。在通信服務(wù)階段，PLC與其它智能裝置實(shí)現(xiàn)通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等。當(dāng)PLC處于停止（STOP）狀態(tài)時(shí)，只完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作。當(dāng)PLC處于運(yùn)行（RUN）狀態(tài)時(shí)，除完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工

19、作外，還要完成輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新工作?！LC的掃描工作方式簡(jiǎn)單直觀，便于程序的設(shè)計(jì)，并為可靠運(yùn)行提供了保障。當(dāng)PLC掃描到的指令被執(zhí)行后，其結(jié)果馬上就被后面將要掃描到的指令所利用，而且還可通過(guò)CPU內(nèi)部設(shè)置的監(jiān)視定時(shí)器來(lái)監(jiān)視每次掃描是否超過(guò)規(guī)定時(shí)間，避免由于CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)。 2.5　PLC的軟元件 軟元件是PLC內(nèi)部具有一定功能的器件，這些器件由電子電路和寄存器及存儲(chǔ)器單元等組成。各元件有其不同的功能，且地址固定，其數(shù)量決定了PLC的規(guī)模和數(shù)據(jù)處理能力，而且每一種PLC的軟元件數(shù)量都是有限的。為了與傳統(tǒng)電氣控制電路中的繼電器相區(qū)別，我們把它們稱為軟元件或軟繼

20、電器。這些軟繼電器的最大特點(diǎn)是其觸點(diǎn)（包括常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)）可以無(wú)限次使用。 在編程時(shí)，用戶只需記住軟元件的地址即可。每一個(gè)軟元件都有一個(gè)地址與之對(duì)應(yīng)，軟元件的地址編排采用區(qū)域號(hào)加區(qū)域內(nèi)編號(hào)方式。即PLC內(nèi)部根據(jù)軟元件的功能不同，分成了許多區(qū)域，如輸入/輸出繼電器區(qū)、定時(shí)器區(qū)、計(jì)數(shù)器區(qū)、特殊繼電器區(qū)等，這些區(qū)域分別用I、Q、T、C、SM等表示。本次所設(shè)計(jì)的智能洗衣機(jī)所采用的PLC軟元件有： 1．輸入繼電器 輸入繼電器一般都有一個(gè)PLC的輸入端子與之對(duì)應(yīng)，它用于接受外部開關(guān)信號(hào)。外部的開關(guān)信號(hào)閉合，則輸入繼電器的線圈得電，在程序中其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。這些觸點(diǎn)可以在編程時(shí)任意使用

21、，并且使用次數(shù)不受限制。 2．輸出繼電器 輸出繼電器一般有一個(gè)PLC上的輸出端子與之對(duì)應(yīng)。當(dāng)通過(guò)程序使輸出繼電器線圈得電時(shí)，PLC上的輸出端開關(guān)閉合，它可以作為控制外部負(fù)載的開關(guān)信號(hào)，同時(shí)在程序中其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。這些觸點(diǎn)可以在編程時(shí)任意使用，使用次數(shù)不受限制。 3． 通用輔助繼電器 通用輔助繼電器的作用和繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器相同，它在PLC中沒(méi)有輸入/輸出端子與之對(duì)應(yīng)，因此它的觸點(diǎn)不能驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，這是與輸出繼電器的主要區(qū)別。它主要起邏輯控制作用。 4．定時(shí)器 定時(shí)器是PLC中重要的編程元件，是累計(jì)時(shí)間增量的內(nèi)部器件。電氣控制的大部分應(yīng)用都需要用定時(shí)

22、期進(jìn)行控制，靈活使用定時(shí)器可以編制出復(fù)雜動(dòng)作的控制程序。 定時(shí)器的工作過(guò)程與繼電器控制系統(tǒng)的時(shí)間繼電器基本相同，但它沒(méi)有瞬動(dòng)觸點(diǎn)。使用時(shí)要提前輸入時(shí)間預(yù)設(shè)值。當(dāng)定時(shí)器的輸入條件滿足時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)前值從0開始按一定的時(shí)間單位增加，而當(dāng)定時(shí)器的當(dāng)前值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，定時(shí)器觸點(diǎn)動(dòng)作，利用定時(shí)器的觸點(diǎn)就可以得到控制所需的延時(shí)時(shí)間。 第3章 基于S7-300的智能洗衣機(jī)控制設(shè)計(jì) 3.1　智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)的分配 輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的連接部件。PLC通過(guò)輸入接口可以檢測(cè)被控對(duì)象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)

23、；同時(shí)PLC又通過(guò)輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)控制目的。本次全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)的分配如表3-1所示。 表3-1　智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)的分配表 序號(hào) 定義點(diǎn) 功能 序號(hào) 定義點(diǎn) 功能 1 I0.0 啟動(dòng)按鈕 12 Q0.0 自動(dòng)工作燈 2 I0.1 停止按鈕 13 Q0.1 進(jìn)水燈 3 I0.2 水位選擇開關(guān)（高水位） 14 Q0.2 排水燈 4 I0.3 水位選擇開關(guān)（中水位） 15 Q0.3 洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)燈 5 I0.4 水位選擇開關(guān)（低水位） 16 Q0.4 洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)燈 6 I

24、0.5 排水開關(guān) 17 Q0.5 脫水桶燈 7 I0.6 脫水開關(guān) 18 Q0.6 報(bào)警器燈 8 I0.7 高水位浮球開關(guān) 9 I1.0 中水位浮球開關(guān) 10 I1.1 低水位浮球開關(guān) 11 I1.2 水排空浮球開關(guān) 第 44 頁(yè) 3.2 控制面板 智能洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)必須在滿足上述功能以外，還需要考慮外觀設(shè)計(jì)、造型等方面。尤其是在洗衣機(jī)的手動(dòng)控制操作面板上，必須符合人機(jī)界面的基本要求。 設(shè)計(jì)智能洗衣機(jī)的操作，啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、進(jìn)水按鈕、排水按鈕、脫水按鈕等人為控制按鈕輸

25、入自己想要的洗滌方式。為信號(hào)燈指示當(dāng)前洗衣機(jī)的工作狀態(tài)；報(bào)警器為聲音指示，指示洗衣機(jī)整個(gè)洗衣過(guò)程完成的提示；啟動(dòng)燈、停止燈、高水位燈、低水位燈、中水位燈、排水燈、水排空燈、脫水燈等來(lái)告知人洗滌過(guò)程。 智能洗衣機(jī)的操作面板如圖3-1。 圖3-1　智能動(dòng)洗衣機(jī)操作面板 3.3 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)的外部接線圖如圖3-2所示。 圖3-2外部接線圖 3.3.1．輸入口 1、啟動(dòng)按鈕連到PLC主機(jī)的輸入口I0.0,停止按鈕連至PLC主機(jī)的輸入口I0.1。 2、高水位按鈕連至PLC主機(jī)的輸入口I0.2，中水位

26、按鈕連至PLC主機(jī)的輸入口I0.3，低水位按鈕連至PLC主機(jī)的輸入口I0.4。 3、手動(dòng)排水按鈕連至PLC主機(jī)的輸入口I0.5，自動(dòng)排水按鈕連至PLC主機(jī)的輸入口I0.6。 4、高水位浮球按鈕連至PLC主機(jī)的輸入口I0.7，中水位浮球按鈕連至PLC主機(jī)的輸入口I1.0，低水位浮球按鈕連至PLC主機(jī)的輸入口I1.1，水排空浮球按鈕連至PLC主機(jī)的輸入口I1.2。 3.3.2．輸出口 1、PLC主機(jī)輸出口Q0.0自動(dòng)工作燈。 2、PLC主機(jī)輸出口Q0.1控制進(jìn)水燈。 3、PLC主機(jī)輸出口Q0.2控制排水燈。 4、PLC主機(jī)輸出口Q0.3控制電機(jī)正轉(zhuǎn)

27、燈。 5、PLC主機(jī)輸出口Q0.4控制電機(jī)反轉(zhuǎn)燈。 6、PLC主機(jī)輸出口Q0.5控制脫水桶燈。 7、PLC主機(jī)輸出口Q0.6控制報(bào)警器燈。 3.4　流程圖 流程圖是由一些圖框和流程線組成的，其中圖框表示各種操作的類型，圖框中的文字和符號(hào)表示操作的內(nèi)容，流程線表示操作的先后次序?；窘Y(jié)構(gòu)有順序結(jié)構(gòu)，分支結(jié)構(gòu)（又稱選擇結(jié)構(gòu)），循環(huán)結(jié)構(gòu)。 本次智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的流程圖，如圖3-3所示。 暫停3秒 暫停3秒 排水 排水 排水，直至水排空 甩干5秒 報(bào)警提

28、示3秒 停機(jī) 洗衣機(jī)啟動(dòng) 洗滌選擇 自動(dòng)/手動(dòng)嗎？ 電機(jī)正轉(zhuǎn)30秒 電機(jī)正轉(zhuǎn)30秒 暫停3秒 暫停3秒 電機(jī)反轉(zhuǎn)30秒 電機(jī)反轉(zhuǎn)30秒 進(jìn)水 進(jìn)水 圖3-3智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)流程圖 3.5　梯形圖 3.5.1　什么是梯形圖 梯形圖是用的最多的PLC圖形編程語(yǔ)言。梯形圖語(yǔ)言是在傳統(tǒng)電器控制系統(tǒng)中常用的接觸器、繼電器等圖

29、形表達(dá)符號(hào)的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的。它與電器控制線路圖相似，繼承了傳統(tǒng)電器控制邏輯中使用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運(yùn)算方式和輸入輸出形式，具有形象、直觀、實(shí)用的特點(diǎn)。因此，這種編程語(yǔ)言為廣大電氣技術(shù)人員所熟知，是應(yīng)用最廣泛的PLC的編程語(yǔ)言，是PLC的第一編程語(yǔ)言。 3.5.2　智能洗衣機(jī)梯形圖的設(shè)計(jì) 1. 本次S7-300的智能洗衣機(jī)控制設(shè)計(jì)梯形圖自動(dòng)模式的各網(wǎng)絡(luò)截圖如下圖所示 。 2.本次S7-300的智能洗衣機(jī)控制設(shè)計(jì)的梯形圖手動(dòng)摸式的各網(wǎng)絡(luò)截圖如下圖所示。

30、 第4章 Wincc flexible系統(tǒng)仿真調(diào)試 4.1 仿真及調(diào)試 4.1.1 仿真編寫 根據(jù)S7-300的智能洗衣機(jī)控制設(shè)計(jì)的要求和PLC梯形圖編程語(yǔ)言，編寫程序。首先按下啟動(dòng)按鈕，自動(dòng)工作指示燈亮；接著按設(shè)定水位開關(guān)，洗衣機(jī)進(jìn)水電磁閥打開進(jìn)水；當(dāng)水位到達(dá)設(shè)定水位后，相應(yīng)水位監(jiān)測(cè)開關(guān)閉合，洗衣機(jī)停止進(jìn)水并延時(shí)2秒；接著開始洗衣，洗滌電動(dòng)機(jī)首先正轉(zhuǎn)運(yùn)行6秒后停止并定時(shí)2秒，接著反轉(zhuǎn)運(yùn)行6秒并定時(shí)2秒

31、；正反循環(huán)2次，當(dāng)正、反轉(zhuǎn)循環(huán)2次完成后，排水電磁閥打開排水；排水完成時(shí)水排完檢測(cè)開關(guān)閉合，脫水桶啟動(dòng)并運(yùn)行3秒；脫水完成后清洗結(jié)束后，洗衣機(jī)報(bào)警并結(jié)束工作。 4.1.2 組態(tài)畫面建立與動(dòng)畫連接 組態(tài)定義動(dòng)畫連接指在畫面的圖形中與數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)量之間建立一種關(guān)系，當(dāng)變量的值改變時(shí)，在畫面效果表示出來(lái);或者通過(guò)軟件圖形改變數(shù)據(jù)的值，設(shè)計(jì)出組態(tài)圖。 1. 組態(tài)S7-300PLC的智能洗衣機(jī)控制設(shè)計(jì)的自動(dòng)模式。 （1）組態(tài)啟動(dòng)按鈕按下電源燈亮的監(jiān)控如圖5-1所示。 圖5-1洗衣機(jī)啟動(dòng)電源接通

32、 （2）組態(tài)自動(dòng)模式洗衣進(jìn)水監(jiān)控如圖5-2所示。 圖5-2洗衣機(jī)自動(dòng)進(jìn)水 （3）組態(tài)電機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)30s監(jiān)控如圖5-3所示。 圖5-3洗衣機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)洗滌 （4）組態(tài)電機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)30s監(jiān)控如圖5-4所示。 圖5-4洗衣機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)洗滌 （5）組態(tài)排水5s洗滌監(jiān)控如圖5-5所示。 圖5-5洗衣機(jī)排水洗滌

33、 （6）組態(tài)脫水3s洗滌監(jiān)控如圖5-6所示。 圖5-6洗衣機(jī)脫水洗滌 （7）組態(tài)洗衣機(jī)洗滌結(jié)束報(bào)警3s監(jiān)控如圖5-7所示。 圖5-7洗衣機(jī)洗滌結(jié)束報(bào)警 2.組態(tài)S7-300PLC的智能洗衣機(jī)控制設(shè)計(jì)的手動(dòng)模式。 （1）組態(tài)啟動(dòng)按鈕按下電源燈亮選擇監(jiān)控如圖6-1所示。 圖6-1啟動(dòng)電源和手動(dòng)洗滌選擇 (2)組態(tài)按下手動(dòng)洗滌模式選擇監(jiān)控如圖6-2所示

34、 圖6-2手動(dòng)洗滌選擇 (3)組態(tài)進(jìn)水按鈕按下進(jìn)水燈亮監(jiān)控如圖6-3所示。 圖6-3進(jìn)水按鈕控制進(jìn)水燈 (4)組態(tài)進(jìn)水停止后電機(jī)正轉(zhuǎn)洗滌30s停2s電機(jī)反轉(zhuǎn)監(jiān)控如圖6-4所示。 圖6-4洗衣機(jī)電機(jī)正轉(zhuǎn) （5）組態(tài)電機(jī)正轉(zhuǎn)洗滌30s停2s后電機(jī)反轉(zhuǎn)30s監(jiān)控如圖6-5所示。 圖6-5洗衣機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn) (6)組態(tài)排水按鈕啟動(dòng)排水燈亮起監(jiān)控如圖6-5所示。 圖6-5洗衣機(jī)排水

35、 (7)組態(tài)脫水按鈕啟動(dòng)脫水燈亮并正轉(zhuǎn)監(jiān)控如圖6-6所示。 圖6-6洗衣機(jī)脫水 (8)組態(tài)脫水完后報(bào)警燈亮3s結(jié)束洗滌監(jiān)控如圖6-7所示。 圖6-7洗衣機(jī)報(bào)警 總 結(jié) 選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)的開端，選擇恰當(dāng)?shù)?、感興趣的題目。題目確定后就查找資料。查資料是做畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作。為了實(shí)現(xiàn)智能洗衣機(jī)的手動(dòng)模式和自動(dòng)模式。通過(guò)各種方式查有關(guān)資料并記錄下來(lái)，當(dāng)經(jīng)積累夠資料后，也對(duì)所選的題目也大概有了一些了解，就以資料為基礎(chǔ)分析題目。一步步地編寫和寫程序，一步一步的調(diào)試來(lái)完成。做完之后會(huì)發(fā)現(xiàn)要做出來(lái)并不難，只不過(guò)每做一會(huì)發(fā)

36、現(xiàn)一處錯(cuò)誤要修改，就這樣在不斷的修改調(diào)試，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的修改和調(diào)試最終完成設(shè)計(jì)，接著開始撰寫論文。在老師和同學(xué)的幫助下完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我懂得了寫論文也能提升自己各個(gè)方面的能力。 （1）文字表述論文里的語(yǔ)言非常講究，這方面需要繼續(xù)加強(qiáng)。 交流、討論文章的大致內(nèi)容寫完后，一定要和老師、其他同學(xué)多交流，讓他們多提點(diǎn)建議。一些軟件使用方法，可以向同學(xué)們請(qǐng)教。 （2）文章標(biāo)題和各段格式各種符號(hào)都需要細(xì)心。 （3）搜索需要搜索很多資料，如何在短時(shí)間找到你想要得資料，得在搜索關(guān)鍵詞上有所設(shè)置才行。一些好的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)網(wǎng)站，需要隨時(shí)記錄下來(lái)，以便日后繼續(xù)使用。

37、我的心得也就這么多了，總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我學(xué)習(xí)到很多。雖然要結(jié)束了，但這只能是一個(gè)開始。要學(xué)的實(shí)在太多，僅大學(xué)生涯所學(xué)實(shí)在有限。我們只有對(duì)自己有了更高的要求，才能作為動(dòng)力不斷取得新的成績(jī)！ 致 謝 本文是在文家雄老師的精心指導(dǎo)下完成的，在此向他表示衷心的感謝。感謝同學(xué)的鼓勵(lì)和幫助，讓我順利完成本次設(shè)計(jì)任務(wù)。通過(guò)短暫的畢業(yè)設(shè)計(jì)，從而提高了我的理論水平，真正做到學(xué)有所用，雖然在其過(guò)程中我也遇到一些困難，但是從中我也得到了很多的幫助，沒(méi)有半途而廢，沒(méi)有灰心喪氣，我都一一克服了，這些都是一種收獲，最讓我感到高興的是終于按質(zhì)按量的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在此結(jié)業(yè)論文的設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師盡全力地為我和同

38、學(xué)們創(chuàng)造條件，并對(duì)我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)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(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的問(wèn)題和解決方法，提高了對(duì)應(yīng)用S7－300PLC的技術(shù)水平以及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，才得以設(shè)計(jì)的智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有實(shí)際應(yīng)用水平的可靠性和穩(wěn)定性。我再次衷心地感謝我的指導(dǎo)老師！ 參考文獻(xiàn) [1]. 胡學(xué)林，可編程控制器教程（基礎(chǔ)篇），北京：電子工業(yè)出版社，2003 [2]. 胡學(xué)林，可編程控制器教程（實(shí)訓(xùn)篇），北京：電子工業(yè)出版社，2004 [3]. 耿文學(xué)，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)，北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1996 [4]. 廖常初，PLC編程及應(yīng)用，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [5]. 譚浩強(qiáng)，PLC程序設(shè)計(jì)教程，北京：清華大學(xué)出版社，2000 [6]. 劉洪濤，PLC應(yīng)用開發(fā)從基礎(chǔ)到實(shí)踐，北京：電子工業(yè)出版社，2007 [7]. 吳存宏, 淺談PLC在全自動(dòng)洗衣機(jī)中運(yùn)用[J].設(shè)計(jì)與開發(fā),1999 [8]. 王玉梅, 全自動(dòng)洗衣機(jī)的模糊控制系統(tǒng)[J].濰坊學(xué)院學(xué)報(bào),2000 [9]. 余劍生, 基于模糊控制的智能洗衣機(jī)的程序控制系統(tǒng)[J].2005