摘 要的結(jié)構(gòu)，然后分析和研究了全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理。在此基礎(chǔ)上，結(jié)PLC為控制核心部件進(jìn)行全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。然后，從全自動洗衣機(jī)六個工作過程出發(fā)，對系統(tǒng)控制方案進(jìn)行了可行性分PLC以及外圍設(shè)備選型、編程方式選擇、各種抗干擾措施等。最S7-200PLCI/O端口分配、PLCPLC程序設(shè)計(jì)，并詳細(xì)分析了程序的控制過程，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過程的自動化，具有智能化程度高、安全可靠、方便、靈活等特點(diǎn)。關(guān)鍵字：工業(yè)洗衣機(jī)，PLC，控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)ABSTRACTThispaperinitiallyintroducesthestructureandfunctionoftheprogrammablelogiccontroller(PLC),aswellasthestructureofautomaticindustrialwashingmachine.Thenitanalyzesandstudieshowtheautomaticwashingmachinecontrolsystemworks.Basedonitsworkingprinciple,itdesignstheautomaticwashingmachinecontrolsystemwithPLCasthecorecomponents.Then,inthelightofsixworkingprocessofautomaticwashingmachine,itenhancesitsfeasibilityofsystemcontrolprogramming,includingPLCandperipheralequipmentselection,programmingmodeselectionandvarietyofanti-interferencemeasures,byanalysisandinduction.Finally,itdesignsacontrolsystemofautomaticindustrialwashingmachinewithSiemensS7-200seriesPLC,containingtheI/Oportassignment,PLCwiringdiagramandPLCprogramming.Itaswellanalyzes,indetails,thecontrolprocessofprogrammingwhichachieveshighlevelofautomationforthewashingprocess,featuredbysubstantiallevelofintelligenceinaccordancewithreliability,convenienceandflexibility.Keywords:Industrialwashingmachine,PLC,controlsystem,design目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章緒論 1研究背景 1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2研究意義 5設(shè)計(jì)目標(biāo) 6研究內(nèi)容 7技術(shù)方案 7論文結(jié)構(gòu) 9第二章工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng) 10洗衣機(jī)的發(fā)展 10工業(yè)洗衣機(jī)工作原理 11工業(yè)洗衣機(jī)特點(diǎn) 13洗衣機(jī)控制系統(tǒng) 13第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 16控制器方案選擇 16微處理器控制 16電動機(jī)控制 17PLC控制 18系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 19PLC控制電路設(shè)計(jì) 20電動機(jī)選型 26光電耦合器選型 27水位檢測電路設(shè)計(jì) 28鍵盤和顯示電路設(shè)計(jì) 29繼電器選型 32電動機(jī)調(diào)速電路設(shè)計(jì) 32變頻器選型 32變頻器工作原理 33洗衣機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34I/O端口設(shè)置 35電源電路設(shè)計(jì) 37第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 38組態(tài)軟件 38自動控制程序設(shè)計(jì) 40功能程序設(shè)計(jì) 41組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì) 43第五章系統(tǒng)調(diào)試 48軟、硬件調(diào)試 48硬件調(diào)試 48軟件調(diào)試 48電磁干擾問題 49其他調(diào)試 50第六章結(jié)論 51參考文獻(xiàn). 535第一章緒論研究背景隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，洗衣機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了千家萬戶，成為人們?nèi)粘Ｉ钏匦璧募矣秒娖?。在工業(yè)生產(chǎn)中，洗衣機(jī)的應(yīng)用也十分廣泛，工業(yè)洗衣機(jī)主要用于洗滌棉、毛、化纖、絲綢等衣物織品，所以工業(yè)洗衣機(jī)大量用于賓館、飯店、醫(yī)院、學(xué)校、工廠等領(lǐng)域，滿足大容量的洗衣要求。但是傳統(tǒng)的基于繼電器的控制已經(jīng)不能滿足人們對洗衣機(jī)的自動化程度的要求。并且，洗衣機(jī)也已經(jīng)從半自動洗衣機(jī)發(fā)展到全自動洗衣機(jī)，也就是只需要將衣服放進(jìn)洗衣機(jī)，然后啟動洗衣機(jī)程序，洗衣機(jī)就能根據(jù)衣物重量自動注入適量的水，并且添加洗滌劑。然后根據(jù)用戶需要設(shè)置洗滌時(shí)間和洗滌力度。最后，在洗滌完成后，進(jìn)行自動脫水，脫水時(shí)間可自行設(shè)定。自動洗衣機(jī)的產(chǎn)生，為人們節(jié)省了大量的時(shí)間和精力，給人們的生活帶來了很多便利。目前，隨著單片機(jī)的快速發(fā)展和大力推廣，單片機(jī)價(jià)格也逐年下降，所以，全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)主要是以單片機(jī)控制為主。但是，人們生活質(zhì)量日益提高，除了對全自動洗衣機(jī)的功能提出了更高要求以外，還需要同時(shí)滿足節(jié)能和人性化設(shè)計(jì)等方面的要求。比如衣服種類繁多，包括毛衣、外套、T恤等，材料也有棉、絲綢等區(qū)分。不同衣物、不同材料都需要不同的洗滌方式。傳統(tǒng)的全自動洗衣機(jī)由于單片機(jī)控制和驅(qū)動能力有限，不能滿足現(xiàn)有人們對PLC作為工業(yè)三大控制支柱之一，由于其控制方式多樣，控制功能強(qiáng)大，已經(jīng)用于眾多工業(yè)領(lǐng)域。近年來，PLC價(jià)格也有所下降，也開始用于全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，并且在工業(yè)洗衣機(jī)領(lǐng)域已經(jīng)取得了較好的使用效果，PLC作為控制器，將全自動洗衣機(jī)向智能化洗衣機(jī)方向發(fā)展，提高市場競爭力。51RAMI/O接線口和中斷源；應(yīng)用比較成熟；基本能滿足一般需要。缺點(diǎn)是：自身的指令系統(tǒng)相對復(fù)雜；編程語言不易掌握；設(shè)計(jì)人員在編寫洗滌、脫水等功能程序也較復(fù)雜；單片機(jī)驅(qū)動能力較弱，需要在硬件上加驅(qū)動電ARM32位處理器，運(yùn)算速度更快；兼容主流的嵌入式操作系統(tǒng)；系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性較好。缺點(diǎn)是：硬件電路也較復(fù)雜，成本較高；嵌入式系統(tǒng)對一般的程序設(shè)計(jì)員較難，需要學(xué)習(xí)。本課題選用PLC為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)。其價(jià)格較為便宜，I/O接口數(shù)量比較合適，能夠滿足設(shè)計(jì)需要，軟件編程更加方便，指令集簡單，可以只是通過編程器進(jìn)行程序修改，滿足不同要求的功能需求，硬件更加簡單，便于維護(hù)。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀一、微處理器控制研究（1）8031單片機(jī)控制在全自動洗衣機(jī)出現(xiàn)初期，其控制系統(tǒng)不夠完善，控制功能也較簡單。設(shè)計(jì)思想主要還是延續(xù)人為洗滌方式，只是將一些人為識別的模擬量（比如衣物重量、材質(zhì)、面料等）進(jìn)行模糊處理。然后在長期的實(shí)驗(yàn)中，總結(jié)出一定規(guī)律。再將這種規(guī)律經(jīng)過軟件設(shè)計(jì)，形成相應(yīng)的規(guī)則，最后控制器則按照這種規(guī)則進(jìn)行運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果輸出到執(zhí)行元件，完成洗衣動作。陳興國教授等人[1]在2002年提出了洗衣機(jī)模糊控制器的設(shè)計(jì)，包括硬件設(shè)計(jì)8031搭建完整的硬件系統(tǒng)。軟件設(shè)計(jì)主要是模糊控制器的設(shè)計(jì)，由于微處理器只能處理數(shù)字信號，所以首先需要將衣物的材質(zhì)、面料等模擬量，經(jīng)過人為經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出一定的規(guī)則和關(guān)聯(lián)，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)理論的隸屬度函數(shù)曲線，得出各個量所對應(yīng)的隸屬度表，然后通過模糊集算出模糊關(guān)系矩陣，用模糊變換，算出相應(yīng)的控制輸出。最后得到模糊結(jié)果，也就是總控表。仿真結(jié)果表明:該洗衣機(jī)比傳統(tǒng)的洗衣機(jī)有優(yōu)良的控制效果[2-3]。該設(shè)計(jì)采用匯編語言編程，軟件設(shè)計(jì)較復(fù)雜，硬件電路中8031功能單一，不能達(dá)到精確控制。（2）51單片機(jī)控制單片機(jī)系列的廣泛應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)簡單、功能擴(kuò)展、價(jià)格低廉的特點(diǎn)在洗衣機(jī)作為控制核心的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的一大1分鐘以攪勻衣物和洗滌劑，再停機(jī)浸泡10I/O線的低電平20mALED發(fā)亮。電動機(jī)和電磁閥7406，目的是提高電流驅(qū)動能力。并且整個控制系統(tǒng)的工作電壓為MCS-512KBFlash128RAM，15I／O5個中斷觸發(fā)源。使整個控制電路極大地簡化，成本較低[4-5]。盡管可以實(shí)現(xiàn)洗衣全過程自動化，但是還不能根據(jù)衣物情況進(jìn)行智能選擇洗衣程序。（3）89C52單片機(jī)控制51單片機(jī)對洗衣機(jī)進(jìn)行智能控制，通過74LS138譯碼器、水位檢測機(jī)構(gòu)、LED數(shù)碼顯示器、鍵盤等硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了洗衣（40個外部雙向輸入/2316Flash51單片機(jī)基本相同，軟件設(shè)計(jì)更加方便，并且使用軟件抗干擾技術(shù)，可對洗衣過程中的干[6-8]。ARM7TDMI核控制8位單片機(jī)為核心的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)無法適應(yīng)現(xiàn)代社會對洗衣機(jī)智能ARM32ARM核的單片機(jī)在硬件及軟件開發(fā)上可以得到最廣泛的技術(shù)支持，新產(chǎn)品也因此具有更ARM7TDMI核的單片機(jī)可以在目前流行的嵌入式操作系統(tǒng)平臺GUITCP/IP通信協(xié)議，可以大大減InternetARM7TDMIHMS30C7202為系統(tǒng)核心設(shè)計(jì)了洗衣機(jī)智能控制系統(tǒng)。硬件設(shè)計(jì)更加合理，外圍擴(kuò)展電路較成熟。為了使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的工作，主要從抑制干擾源、切斷干擾傳播路徑、提高敏感器件的抗干擾性能等三方面進(jìn)行考慮[9-10]凌陽單片機(jī)控制一般洗衣機(jī)的控制器通常設(shè)有幾種洗滌程序，對不同的衣物用戶可以進(jìn)行不同選擇，使洗衣過程變得簡單易控制，但仍然不能滿足衣物類型的增長和對節(jié)能的要求[11]16片的最大特點(diǎn)就是將部分外部電路集成在芯片內(nèi)部，比如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、驅(qū)動波形發(fā)生器、A/D轉(zhuǎn)換電路等。同時(shí)，還可以在外部搭建其他功能模塊，構(gòu)成全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)電路更加簡單，功能更加豐富[12]。以凌陽單片機(jī)為控制核心的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，能夠自動選擇洗滌方式，主要通過設(shè)定洗滌時(shí)間（短、中、長）進(jìn)行選擇，并且能夠完成對整個洗衣過程的較優(yōu)控制和洗衣過程中洗滌、漂洗、脫水、排水等狀態(tài)較為真實(shí)的模擬[13]。凌陽單片機(jī)最大的特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)對語言進(jìn)行處理，軟件編程更加靈活，可同時(shí)支持匯編和C語言。二、PLC控制全自動洗衣機(jī)的研究現(xiàn)狀1969PLC，并在通用汽車公司自動裝配線上試用，獲得了成功，從而開創(chuàng)了工業(yè)控制新時(shí)期，從此，可編程控制器這一新的控制技術(shù)迅速發(fā)展起來了，在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。PLC具有以下優(yōu)點(diǎn)：可靠性高，耗電少，適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行速度快，壽命長等。為了進(jìn)一步提高全PLC來控制全自動洗衣機(jī)這個課題[14]。PLC生產(chǎn)廠家和型號種類繁多，在選型過程中要根據(jù)設(shè)PLC型號。PLC2070年代從國外引進(jìn)并開始發(fā)展起來的，其技術(shù)特點(diǎn)主要PLCPLC加，數(shù)量已經(jīng)超過幾十家，生產(chǎn)時(shí)間比較長的有臺達(dá)、永宏、豐煒、和利時(shí)、信捷、易達(dá)、科威、德維森、KDNPLC占國產(chǎn)市場第一。S7-200CPU226PLC，將微處理器、集成電源I/OPLCPLC外部增加擴(kuò)展模塊，比如溫度測量擴(kuò)展模塊、通信模塊等，使其控制功能更加完善，使用STEP7-Micro/WIN32軟件編程，并可在線PLC芯片，實(shí)現(xiàn)具體的各種控制功能。PLC編程語言簡單，容易學(xué)習(xí)。同時(shí)，PLC可以反復(fù)使用，降低了測試費(fèi)用。PLC也設(shè)置有串口，可以方便的與計(jì)算機(jī)連接，給系統(tǒng)的維護(hù)和使用帶來了方便[15-16]。2002年有人提出采用三菱F1-20MR型PLC設(shè)計(jì)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，也能滿足基本需要。軟件設(shè)計(jì)程序采用梯形圖形式[17]。2004年則提出采用三菱FX1S-30MRPLC設(shè)計(jì)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，改變了以往機(jī)械式洗衣機(jī)在進(jìn)水、清洗、放水、甩干等環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換時(shí)繼電器觸點(diǎn)動作聲音過大，使用壽命短等缺點(diǎn)，PLC無觸點(diǎn)連接，幾乎聽不到繼電器動作聲音，延長了各零部件的壽命[18-19]。20世紀(jì)末期，工業(yè)發(fā)展迅猛，對自動控制的要求也越來越高，傳統(tǒng)的微處理器也不能滿足工業(yè)要求，而可編程控制器也不斷發(fā)展，出現(xiàn)了大型機(jī)和超小型機(jī)，能夠滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的控制要求，功能也更加豐富，增加了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在各個工業(yè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。1996PLC之間的技幕，就可輕松編寫控制程序并可隨時(shí)修改程序以及調(diào)整參數(shù)設(shè)置。繼電器輸出的LOGO!10A，無須中間繼電器與接觸器，可直接接入負(fù)載。提供12V、24V115～240V三種工作電壓等級，可適用于各種不同的應(yīng)用場合。LOGO!運(yùn)用到洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中，對自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了創(chuàng)造性PLCS7-200型和三菱FX2N系列PLC作為控制核心[20-23]。研究意義中國洗衣機(jī)行業(yè)經(jīng)過20多年的高速發(fā)展，目前年產(chǎn)量已經(jīng)超過1200萬臺，躍居世界第一位。在中國洗衣機(jī)的發(fā)展過程中，我們可以看出：中國家電業(yè)從完全挪用國外的技術(shù)和設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)變到開始重視利用本土化的資源，進(jìn)行本土化設(shè)計(jì)。不僅改變了初期國外品牌一統(tǒng)市場的局面，同時(shí)產(chǎn)品銷售到國外市場，并且以過硬的質(zhì)量，優(yōu)秀的設(shè)計(jì)和多樣化的功能，贏得良好的口碑。目前，在一些工業(yè)環(huán)境下，洗衣機(jī)的工作強(qiáng)度要比家用洗衣機(jī)大得多。就需要洗衣機(jī)在相對惡劣的條件下長時(shí)間連續(xù)工作，控制系統(tǒng)也要更加穩(wěn)定耐用，從而達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)收益。但是，對于控制系統(tǒng)來說，能達(dá)到如此的地步，就需要相當(dāng)?shù)募夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)。作為工業(yè)用途的洗衣機(jī)，其相對較高的成本可以憑借其出色的性能所帶來的經(jīng)濟(jì)效益來彌補(bǔ)。社會的快速發(fā)展和人們生活節(jié)奏的加快使全自動洗衣機(jī)得到很快發(fā)展，PLC的出現(xiàn)為全自動洗衣機(jī)的自動控制提供了新的平臺。PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動化控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型控制裝置，能夠滿足全自動洗衣機(jī)對控制系統(tǒng)的要求，贏得了很多企業(yè)的青睞，所以，有必要通過先進(jìn)的技術(shù)和較低的成本開發(fā)和改善現(xiàn)有洗衣機(jī)，使其擁有更廣闊的市場PLCPLC實(shí)現(xiàn)對洗衣機(jī)的開發(fā)，PLC作為控制器設(shè)計(jì)全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性和現(xiàn)實(shí)性。設(shè)計(jì)目標(biāo)PLCPLC作為控制核心，設(shè)計(jì)制作一個全自動工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。全自動洗衣機(jī)要求實(shí)現(xiàn)以下功能：自動執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)程序；自動測量衣物重量；根據(jù)衣物重量選定水位和注水量；自動選擇浸泡和洗滌時(shí)間；自動判定水位；整個系統(tǒng)需要具有以下特點(diǎn)：硬件電路簡單、編程簡單易讀、可靠性較高、耗電量較少、運(yùn)行速度快、壽命長、價(jià)格便宜等。根據(jù)使用需要，洗衣程序設(shè)計(jì)有自動方式和手動方式兩種。洗衣機(jī)程序處于PLC按照事先編寫好的程序工作，包括自動完成衣物稱重，自動設(shè)定水位和注水，自動設(shè)定浸泡時(shí)間、洗滌、漂洗、脫水時(shí)間，并且按照各個過程所設(shè)定的時(shí)間完成注水、浸泡、洗滌、排水、注水、漂洗、排水、脫水等整個洗衣過程。當(dāng)洗衣機(jī)程序處于在手動方式時(shí)，可以人為的在洗衣機(jī)洗衣過程中按下電源停止按鈕，使電源斷開，強(qiáng)制洗衣過程停止。也可以再通過啟動電源按鈕，繼續(xù)洗衣過程。并且，可以通過手動脫水按鈕進(jìn)行排水和脫水，以控制水位和排水量。在整個過程中，可以根據(jù)自身需要，自行設(shè)定每個過程的時(shí)間，達(dá)到個性化洗滌的目的。研究內(nèi)容PLC為核心的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最大限度地滿足工藝要求，同時(shí)較全面地考慮控制系統(tǒng)的要求，設(shè)PLC主要研究工作包括：的比較，硬件設(shè)備的選型，對方案進(jìn)行優(yōu)化，最后選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。其中核心內(nèi)容則是對判別算法的修正，使整個洗衣過程更加節(jié)能、環(huán)保。同時(shí)，還需要對每個洗衣過程進(jìn)行試驗(yàn)，得到預(yù)期結(jié)果。動／暫停；選擇水位與浸泡、洗滌時(shí)間；水位判斷；漂洗過程。技術(shù)方案全自動洗衣機(jī)工作過程包括：進(jìn)水、浸泡、洗滌、漂洗、排水、脫水等六部分，并且這六個過程是全自動依次執(zhí)行，直到洗衣結(jié)束并報(bào)警提示洗衣過程完成。全自動洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水是通過水位開關(guān)、進(jìn)水電磁閥及相應(yīng)的水位浮球開關(guān)配合動作實(shí)現(xiàn)控制的。水位開關(guān)控制洗衣機(jī)的水位，進(jìn)水電磁閥控制水的通斷，排水電磁閥是在洗滌完畢或漂洗完畢后自動打開，實(shí)現(xiàn)自動排水。洗滌時(shí)，洗滌電動機(jī)啟動，帶動波輪正/反轉(zhuǎn)動。漂洗時(shí)，依次循環(huán)執(zhí)行自動脫水、自動進(jìn)水、波輪輕微轉(zhuǎn)動、自動排水。獨(dú)立的脫水過程是在漂洗后，漂洗完畢洗衣機(jī)自動排水，待排水完畢后自動啟動相關(guān)脫水設(shè)備開始脫水。脫水完畢后報(bào)警提示，自動斷開電源。全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)能夠滿足“正常工作”和“強(qiáng)制停止”兩種需求。“正常工作”控制方式必須滿足以下要求：按下電源按鈕，洗衣機(jī)通電；再次按下電源按鈕，洗衣機(jī)則斷電；5分鐘后未啟動工作，則自動斷開電源；洗衣機(jī)正常啟動后，對衣物進(jìn)行自動稱重，并自動設(shè)定水位，以及浸“啟動”位與設(shè)定水位一致后停止注水；25等待25秒，再反轉(zhuǎn)5秒，循環(huán)執(zhí)行，直到設(shè)定時(shí)間結(jié)束，浸泡過程完成；15151515秒。直到設(shè)定洗滌時(shí)間結(jié)束；完；302221分鐘后自動排水；3045L；3分鐘；3“強(qiáng)制停止”控制方式要求如下：洗衣機(jī)在運(yùn)行過程中，按下“啟動/洗滌電動機(jī)、進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥和脫水設(shè)備等全部停止運(yùn)行；備再次啟動運(yùn)行；過程立即停止，所有執(zhí)行設(shè)備全部停止運(yùn)行；也可手動按下“脫水”按鈕，進(jìn)行手動排水和脫水過程[24]。（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PLCPLCCPU通過輸出端口控制洗衣機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括各種開關(guān)、電磁閥、電機(jī)等。洗衣機(jī)的工作情況就是由這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)決定的。硬件設(shè)計(jì)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。I/OPLC洗衣機(jī)自動控制。論文結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)方案，論文主要分為以下幾個部分：第一章緒論。主要分析論文的研究背景和研究內(nèi)容，以及采用的技術(shù)方案。第二章洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。主要介紹洗衣機(jī)的工作原理，其中主要包括洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，以微控制器和PLC為主。PLC佳方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。PLC模塊進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。第五章系統(tǒng)調(diào)試。結(jié)合軟硬件對系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)，最終達(dá)到設(shè)計(jì)需要。第六章結(jié)論。對本次設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，包括優(yōu)、缺點(diǎn)，并且對以后的工作有一定的研究基礎(chǔ)。第二章工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)洗衣機(jī)的發(fā)展從古至今，不管是在國外還是國內(nèi)，洗衣都是一件不可避免又辛苦勞累的家“搓衣板”服，將滲入衣服里面的肥皂水擊出，從而達(dá)到清潔的作用。這種洗衣方式非常耗費(fèi)體力，也浪費(fèi)時(shí)間，已經(jīng)逐漸開始淘汰。由于西方國家最早開始工業(yè)革命，洗衣過程也跟隨進(jìn)入機(jī)械化時(shí)代，洗衣機(jī)也開始出現(xiàn)在日常生活中。1880年代的西方，也是模仿手洗的洗衣過程，利用機(jī)械原理手動操作機(jī)械設(shè)備進(jìn)行洗衣動作。具體過程大致如下：在一個圓桶里面裝一根帶有槳狀葉子的直軸和曲柄，當(dāng)手動搖動這根軸時(shí)，曲柄也會相應(yīng)地轉(zhuǎn)動，帶動衣服反復(fù)轉(zhuǎn)動，達(dá)到清潔衣服的效果。但這種洗衣機(jī)使用比較費(fèi)力，并且容易損傷衣服，因而沒被廣泛使用。1874·里裝上六塊葉片，衣服放在兩個相互平行的輥?zhàn)又g，用手柄和齒輪傳動，通過調(diào)整發(fā)條的松緊來產(chǎn)生不同的壓力，將衣服中的水分?jǐn)D出，使衣服在筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)，相互摩擦，達(dá)到清潔衣服的目的。197020世紀(jì)初期，以電動機(jī)和內(nèi)燃機(jī)為標(biāo)志的第二次工業(yè)革命促使社會生產(chǎn)力出現(xiàn)了一次大飛躍。美國開始出現(xiàn)了蒸氣洗衣機(jī)，這種洗衣機(jī)是將高濃度洗滌液與高溫蒸氣同時(shí)對衣物進(jìn)行雙重噴淋，實(shí)現(xiàn)了全新洗滌方式。通過這種方式，厚重衣物不僅干得更快，并且具有舒展和熨燙的效果。1910年，美國的費(fèi)希爾在芝加哥試制成功世界上第一臺電動洗衣機(jī)。這種電動洗衣機(jī)在外形上還是模仿機(jī)械洗衣機(jī)形態(tài)，操作原理也差不多。動力系統(tǒng)是采用的馬達(dá)，取代了人力，使洗衣過程自動化程度越來越高。1922這也就是第一臺攪拌式洗衣機(jī)的誕生。1932年，美國本德克斯航空公司研制了第一臺前裝式滾筒洗衣機(jī)，這種洗衣19世紀(jì)50年代洗、脫水、烘干一體機(jī)，洗衣機(jī)上使用定時(shí)裝置。洗衣機(jī)逐漸取代了手洗的洗衣方式。196080年代模糊控制，80年代末、90年代各種新水流洗衣機(jī)，90年代后期出現(xiàn)電機(jī)直接驅(qū)動式洗衣機(jī)，20世紀(jì)健康、節(jié)水、環(huán)保型洗衣機(jī)。隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，滾筒洗衣機(jī)已經(jīng)成了大家耳濡目染的產(chǎn)品。在不久的將來，更加創(chuàng)新的洗衣機(jī)將給我們帶來新的生活方式。2070年代才出現(xiàn)第一臺洗衣機(jī)。由于波輪式洗衣機(jī)對技術(shù)的要求最低，所以，波輪洗衣機(jī)一開始就在中國洗衣機(jī)市場占據(jù)絕對優(yōu)勢。從改革開放以來，我國洗衣機(jī)行業(yè)發(fā)展迅猛，已經(jīng)能夠生產(chǎn)雙缸、單缸、全自動波輪洗衣機(jī)。1987年小鴨.2002年，海爾50%，節(jié)約一般的用水和電?！皟粝蠕h”5種洗滌程序，降低了操作強(qiáng)度。工業(yè)洗衣機(jī)由于洗滌的衣物量較大，所以，本次設(shè)計(jì)選擇波輪式洗衣機(jī)，因?yàn)槠湎礈斓南磧舳容^高，洗衣量較大。工業(yè)洗衣機(jī)工作原理洗衣機(jī)按照洗滌方式的不同，可以分為波輪式洗衣機(jī)和滾筒式洗衣機(jī)。雖然它們的洗滌原理也有所不同，但是都是由模擬人工搓、揉衣物的原理而發(fā)展起來的，通過對衣物和水的摩擦、翻滾、沖刷等機(jī)械作用和洗滌液的表面活化作用，將附著在衣物上的污垢去掉，達(dá)到洗凈衣物的目的。洗衣機(jī)工作的基本原理是將被洗衣物放進(jìn)洗衣桶，同時(shí)，加入適量的水和洗（或液機(jī)底部波輪也進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)行，即正反轉(zhuǎn)和停止。衣物和洗衣粉（或液）輪轉(zhuǎn)動產(chǎn)生渦流，然后在渦流的作用下，作螺旋式回轉(zhuǎn)，與桶壁發(fā)生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脫離衣物。同時(shí)，由于洗滌粉（或液）具有表面活性作用，即在洗滌粉（或液）表面存在活性分子，這種活性分子通過衣物表面的微孔能夠進(jìn)入衣物內(nèi)部，并在水的作同時(shí)，在波輪的作用下，污垢顆粒能夠迅速溶解在洗衣桶內(nèi)部。然后，再經(jīng)過漂洗和脫水過程，懸浮于洗滌液中的污垢就會被水流帶走，從而達(dá)到洗凈衣物的目的。波輪式洗衣機(jī)由洗衣桶、電動機(jī)、定時(shí)器、傳動部件、箱體、箱蓋及控制面板等組成。主要通過洗衣桶底部的波輪轉(zhuǎn)動，帶動衣物和水也跟隨轉(zhuǎn)動，使衣物之間、衣物與桶壁之間，在水中進(jìn)行柔和地摩擦和對衣物的沖刷，這樣反復(fù)的機(jī)械運(yùn)動，便產(chǎn)生了類似手工洗衣時(shí)的手搓、棒打的洗滌效果，從而達(dá)到洗凈的目的。滾筒式洗衣機(jī)是由一個不銹鋼內(nèi)桶，程序控制器，外殼，和兩塊笨重的水泥塊組成。首先將衣物放在滾筒內(nèi)，外桶里面注水，衣物部分浸沒于水中，不銹鋼內(nèi)桶依靠電動機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動衣物上升，當(dāng)衣物到達(dá)滾筒頂部時(shí)，由于重力作用，衣物又跌落至桶底，然后又通過電動機(jī)轉(zhuǎn)動，將衣物帶到滾筒頂部，如此反復(fù)摔打，就如同人工錘打，達(dá)到洗凈衣物的目的。滾筒機(jī)通常都會將水加熱再進(jìn)行洗滌，激活洗衣粉中的活性酶，提高去污能力。目前，全自動洗衣機(jī)主要采用的是波輪式洗衣機(jī)。這種洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡單，操作方便。注水時(shí)，由進(jìn)水電磁閥開關(guān)執(zhí)行注水動作，然后，通過水位開關(guān)判斷水位，以確定水位到達(dá)最高值時(shí)關(guān)閉進(jìn)水電磁閥，停止注水。洗滌過程是由洗滌電動機(jī)正反轉(zhuǎn)帶動波輪也相應(yīng)的正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)自動洗滌功能。脫水過程是由洗滌電動機(jī)通過離合器，帶動洗衣機(jī)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)自動脫水功能。另外，當(dāng)用戶由于各種原因需要自行設(shè)定注水量、洗滌時(shí)間、排水量、脫水時(shí)間等，可以通過洗衣機(jī)的各種功能按鈕完成。啟動按鈕完成啟動洗衣機(jī)的工作。停止按鈕完成手動停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警等動作。排水按鈕完成手動排水。波輪式工業(yè)洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示。一般全自動洗衣機(jī)都具有以下基本功能：強(qiáng)、弱洗滌功能；快速和標(biāo)準(zhǔn)洗滌功能；自動報(bào)警功能；手動方式功能。這些功能都要求洗衣機(jī)控制系統(tǒng)有正確的電路控制系統(tǒng)。2-1工業(yè)洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)圖工業(yè)洗衣機(jī)特點(diǎn)工業(yè)洗衣機(jī)由于工作在較為惡劣的工業(yè)環(huán)境中，比如用服裝廠、水洗廠、賓館、酒店、醫(yī)院、工礦企業(yè)等。所以，內(nèi)外筒均采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼板精制而成，平整光亮，耐腐蝕，對衣物的磨損小且無損傷，機(jī)器使用壽命長。并且，內(nèi)筒門蓋均裝有不銹鋼安全鎖緊機(jī)構(gòu)，外筒門蓋上設(shè)有電器互鎖裝置，保障運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠。同時(shí)，采用三角膠帶傳動，確保振動小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、經(jīng)久耐用。洗衣機(jī)控制系統(tǒng)在全自動洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)中，最為關(guān)鍵的部件就是控制系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的各種洗滌功能。全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)是一般情況下，主要包括一下幾個部分，全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2-2所示。2-2洗衣機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖各個模塊的功能如下：控制器：主要是微處理器以及一些外圍電路，比如供電電路，驅(qū)動電路，PLCPLC所以，可以減少部分驅(qū)動電路。220V整流電路后，再進(jìn)行穩(wěn)壓，形成方波信號，最后輸入到控制器。當(dāng)正弦交流電過零點(diǎn)時(shí)，控制器選擇在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻控制可控硅輸出。經(jīng)過驅(qū)動電路后，驅(qū)動電動機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。當(dāng)交流電過零時(shí)，控制器發(fā)出信號控制正轉(zhuǎn)可控硅，關(guān)閉反向可控硅，從而控制電機(jī)正、反轉(zhuǎn)。當(dāng)水位到達(dá)設(shè)定的水位高度時(shí)，水位傳感器發(fā)出數(shù)字信號，關(guān)閉進(jìn)水閥，并停止注水。當(dāng)需要排水時(shí)，控制器給出排水信號，控制排水可控硅導(dǎo)通，進(jìn)行排水，當(dāng)水位下降到水位傳感器以下位置，關(guān)閉排水可控硅，停止排水。形波信號?？刂破饔?jì)算矩形波信號的寬窄判斷衣物的輕重。然后，根據(jù)衣物重量設(shè)置水位和洗滌時(shí)間等。8D7X87段數(shù)碼管組成，通過位選掃描進(jìn)行顯示。機(jī)驅(qū)動電路電源，使電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。當(dāng)內(nèi)筒運(yùn)轉(zhuǎn)偏離重心，引起洗衣機(jī)劇烈晃動時(shí)，不平衡開關(guān)啟動，同時(shí)，關(guān)閉電動機(jī)驅(qū)動電路電源，使電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。警。比如，在洗衣過程結(jié)束后，自動進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警，提示用戶洗衣完成。可編程序控制器是一種能夠適應(yīng)多種工業(yè)環(huán)境的控制裝置，其穩(wěn)定的性能受功能強(qiáng)大、使用方便，是當(dāng)代工業(yè)自動化的主要設(shè)備之一。PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用PLC在其他領(lǐng)域也得到了迅速的發(fā)展。在性能價(jià)格比不斷提高的同時(shí)，它所帶來的成果越來越明顯。綜上所PLC可編程序控制器作為主要組成部分?？刂葡到y(tǒng)主要是以可編程序邏輯控制器所輸出的離散型指令為指令源。通過這些數(shù)字信號的輸出以及其他控制電路的受控行為來指揮供電電路給電動機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)了對模擬洗衣機(jī)的控制。電動機(jī)供電電路控制電路（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(shí)現(xiàn)對電動機(jī)的控制。另外，變頻器只是作為演示時(shí)增強(qiáng)效果的連接裝置，在電路中控制洗滌時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速，不作為必要裝置。全2-3所示。電動機(jī)供電電路控制電路PLC離散信號PLC

繼電器開、閉2-3洗衣機(jī)控制流程圖380V三相電源的交流異步電動機(jī)，要想改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向只需調(diào)換其中的任意兩相。這就是繼電器組的主要功能。第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)控制器方案選擇微處理器控制微處理器控制就是控制器采用微處理器。這種以微處理器控制器的核心的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)主要是由單片機(jī)，穩(wěn)壓電路，放大驅(qū)動電路，輸入電路，顯示電路等組成。其基本原理方框圖如圖3-1所示。3-1微電腦控制器洗衣機(jī)原理框圖由于目前單片機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，編程功能強(qiáng)大，在全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)已得到廣泛應(yīng)用。各個生產(chǎn)廠家在洗衣機(jī)生產(chǎn)過程已經(jīng)將洗衣過程的程序?qū)懺趩纹瑱C(jī)內(nèi)部。當(dāng)用戶需要使用洗衣機(jī)時(shí)，只需要接通洗衣機(jī)電源，然后通過洗衣機(jī)上面板上的功能選擇鍵，選定某種洗衣程序后，電腦程序控制器就能根據(jù)輸入的操作指經(jīng)放大、驅(qū)動電路后，驅(qū)動電動機(jī)正反轉(zhuǎn)、電磁閥開關(guān)等動作，完成洗衣機(jī)各個工作過程，從而實(shí)現(xiàn)整個洗衣過程的自動化操作。由于電腦程序控制器其自身使用的是低壓直流電源，所以需要將電網(wǎng)中交流220V電壓，通過變壓器降壓、二極管整流、電容濾波、穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓等電路，產(chǎn)生穩(wěn)壓電源。一般情況下，穩(wěn)壓電路采用三端集成穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓。另外，單片機(jī)輸出信號電流較小，驅(qū)動能力較弱，不能直接帶動電動機(jī)等大功率器件工作，所以需要經(jīng)過電流放大后，驅(qū)動執(zhí)行器件完成動作。在以單片機(jī)為控制核心的洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中，單片機(jī)的每個輸出接口接一個三極管，由于三極管具有功率放大的作用，能夠驅(qū)動繼電器動作。另外，也可以將三極管更換為雙向可控硅，只需要控制可控硅的控制極，以控制可控硅的通斷情況，從而驅(qū)動執(zhí)行器件工作。特別需要注意的是，單片機(jī)輸出的控制信號最終都是由繼電器或雙向可控硅來實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)或者電磁閥的控制。單片機(jī)程序控制器的鍵盤通常都采用輕觸式按鍵，進(jìn)行動態(tài)掃描輸入，由微處理器產(chǎn)生的掃描信號來識別每個鍵的開關(guān)狀態(tài)，并接在同一個矩陣中。當(dāng)鍵盤有輸入時(shí)，就會接通矩陣中相應(yīng)的電路，產(chǎn)生信號，并由處理器進(jìn)行處理，完成鍵盤控制。電動機(jī)控制由于電動程序控制器輸出電流較大，驅(qū)動能力較強(qiáng)，其觸點(diǎn)能夠直接控制電動機(jī)、電磁閥等。其控制電路基本原理圖如圖3-2所示。3-2電動程序控制器電路原理圖電動機(jī)控制器內(nèi)部是由同步電動機(jī)作為動力裝置，由于同步電動機(jī)轉(zhuǎn)速較高，容易造成設(shè)備損壞，所以，需要減速裝置將轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在一個應(yīng)許范圍。然后，再驅(qū)動凸輪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動，由于凸輪機(jī)構(gòu)能夠?qū)⑥D(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為移動，并且移動軌跡是連續(xù)有規(guī)律的曲線。所以，凸輪機(jī)構(gòu)通過電觸點(diǎn)與各種開關(guān)連接，控制這些開關(guān)的通斷，從而驅(qū)動執(zhí)行器件的工作。水位是由水位開關(guān)控制，進(jìn)水電磁閥執(zhí)行。當(dāng)水位到達(dá)設(shè)定水位時(shí)，觸點(diǎn)動作，進(jìn)水閥關(guān)閉，同時(shí)，電動機(jī)通電啟動，開始洗滌過程。在洗滌過程中，程序控制器控制高速凸輪組使波輪重復(fù)“正轉(zhuǎn)-停-反轉(zhuǎn)-?！迸潘y開啟，進(jìn)行排水過程。水排凈后，程序控制器又使電動機(jī)通電，脫水電動機(jī)啟動，并高速運(yùn)轉(zhuǎn)，完成脫水過程。脫水結(jié)束后，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。開始進(jìn)行第一次漂洗過程，整個漂洗過程包括注水、洗滌、排水、脫水過程。然后再進(jìn)行第二次漂洗。當(dāng)漂洗過程結(jié)束，進(jìn)行最后一次排水、脫水。在整個洗衣過程中，程序控制器中各電觸點(diǎn)的自動轉(zhuǎn)換是靠凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性控制的。其運(yùn)動軌跡和轉(zhuǎn)速由凸輪的形狀和轉(zhuǎn)動的速度決定。電動程序器式全自動洗衣機(jī)的程序是由生產(chǎn)廠家預(yù)先將程序?qū)懭氲匠绦蚩刂破髦?，然后由用戶通過程序選擇開關(guān)進(jìn)行選定。在程序執(zhí)行過程中，如誤將蓋打開，則安全開關(guān)的動斷觸點(diǎn)立即斷開，切斷電動機(jī)電源，使之停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在脫水時(shí)，如脫水桶振動過大，也會使安全開關(guān)的動斷觸點(diǎn)斷開，電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在實(shí)現(xiàn)自動化。PLC控制FlashRAM；I/O身的指令系統(tǒng)相對復(fù)雜；編程語言不易掌握；設(shè)計(jì)人員在編寫洗滌、脫水等功能程序也較復(fù)雜；單片機(jī)驅(qū)動能力較弱，需要在硬件上加驅(qū)動電路，造成系統(tǒng)電路較復(fù)雜?？删幊炭刂破饔捎谑悄K化結(jié)構(gòu)，所以，PLC體積較小，能耗較低，安裝調(diào)試方便，各個模塊能夠通用，使維護(hù)工作量較小。并且，PLC工作原理是采用周PLCPLC使用的基本指令較少，編程語言簡單，用戶容易學(xué)習(xí)、使用。目前，市場上產(chǎn)品的種類日新月異，這就要求產(chǎn)品能夠根據(jù)市場需求做出迅速反應(yīng)，生產(chǎn)出低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的市場競爭力。可編程控制器Logic是在電氣控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，以微處理器為核心的通用工業(yè)控制裝置。在發(fā)達(dá)國家的工業(yè)領(lǐng)域及生產(chǎn)線上得到了廣泛應(yīng)用，并且推動了工業(yè)領(lǐng)域的各個行業(yè)快速發(fā)展，產(chǎn)品的可靠性也得化工、電力等領(lǐng)域，尤其在數(shù)控機(jī)床上得到了典型應(yīng)用。PLC的應(yīng)用主要有數(shù)字量邏輯控制、運(yùn)動控制、閉環(huán)過程控制、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)等幾個方面。PLC作為控制核心，能夠滿足洗衣機(jī)自動控制的功能，也能夠提高洗衣機(jī)的使用壽命，減少控制器外部電路，實(shí)現(xiàn)洗PLC作為系統(tǒng)控制器。系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)水量控制按鈕輸入PLC電路的目的。電機(jī)“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“脫水”由三個繼電器組控制，繼電器PLCPLC是通過變頻器的限制后接入電動機(jī)的，因此，改變變頻器參數(shù)就可以改變洗滌和漂洗時(shí)的速度。而脫水繼電器組直接與電源和電動機(jī)相連，這樣，當(dāng)洗衣機(jī)處于脫水狀態(tài)時(shí)，電動機(jī)按額定轉(zhuǎn)速工作。所以，在工作時(shí)轉(zhuǎn)速會和洗滌漂洗有所區(qū)3-3所示。水量控制按鈕輸入PLCPLC電動機(jī)電磁閥繼電器電動機(jī)電磁閥繼電器3-3洗衣機(jī)控制系統(tǒng)電路框圖蜂鳴器、指示燈變頻器PLC控制系統(tǒng)要控制的對象主要包括：電動機(jī)、電磁閥、繼電器等。其中電（包括正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)進(jìn)水閥和排水閥則是通過水位檢測傳感器進(jìn)行控制。LED用來顯示洗滌速度和脫蜂鳴器、指示燈變頻器水速度，數(shù)碼管用來顯示工作狀態(tài)及運(yùn)行時(shí)間，按鍵用來設(shè)置洗滌速度和脫水速度以及時(shí)間選擇，蜂鳴器用來進(jìn)行程序運(yùn)行提示及故障報(bào)警。PLC控制電路設(shè)計(jì)一、PLC基本概念1987在頒布可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案中對可編程控制器作了如下定義：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)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(jì)。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(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)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(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按以于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)[25]。二、PLC發(fā)展歷史20世紀(jì)60年代中期，美國通用公司提出新型電氣控制的10條招標(biāo)要求。美196910條要求研制生產(chǎn)出了第一臺可編程控制器，并成功應(yīng)用在汽車自動裝配線上。2070以也稱為可編程序邏輯控制器。2070擬控制功能，開始成為電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制設(shè)備。2080用到可編程控制器中，使可編程控制器功能更加強(qiáng)大，具有通信、數(shù)據(jù)處理、圖像顯示等。并且體積也減小，使用更加靈活方便。1980PLC為自動化工程的核心設(shè)備。2070PLCPLC設(shè)備，PLC生產(chǎn)廠家有30PLCPLC技術(shù)仍存在一定差距。三、PLC特點(diǎn)PLC與傳統(tǒng)的接觸器—繼電器控制系統(tǒng)相比，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面。可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)可編程序控制器主要工作在工業(yè)環(huán)境，所以在硬件選擇上采用了具有抗干擾PLC的平均無故障時(shí)間在幾萬小時(shí)到幾十萬小時(shí)之間。通用性強(qiáng)，使用方便目前，PLC都采用系列化和模塊化設(shè)計(jì)，用戶可根據(jù)設(shè)計(jì)和制作需要，自行編寫軟件程序，實(shí)現(xiàn)靈活組合控制系統(tǒng)。程序設(shè)計(jì)簡單，容易理解PLC由于基本指令較少，通常使用梯形圖語言編程，由于和傳統(tǒng)的繼電器控制原理圖相似，所以工程人員學(xué)習(xí)、使用這種編程語言更為簡單，編寫程序的步驟和方法也容易理解和掌握。系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短PLC系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)是根據(jù)控制對象的要求配置合適的模塊。由于PLC的硬件連線都是以軟件編程實(shí)現(xiàn)，所以PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，程序設(shè)計(jì)、調(diào)試方便。體積小，適應(yīng)力強(qiáng)PLC各部分都是采用模塊化設(shè)計(jì)，其體積小，重量輕。維修時(shí)只需要更換模塊，維護(hù)方便。當(dāng)控制對象改變時(shí)，只需要修改程序，即可完成新的控制功能。四、PLC應(yīng)用PLC在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于冶金、石油、電力、汽車、環(huán)保、化工、機(jī)械PLC5組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等等；運(yùn)動控制；過程控制：PLC和速度；數(shù)據(jù)處理；通信聯(lián)網(wǎng)。五、PLCPLCPLC3-4所示?？删幊炭刂破鬏敵瞿K輸入模塊開關(guān) 輸出輸出模塊輸入模塊電源 電源圖3-4 PLC結(jié)構(gòu)圖PLC其他部件的操作。CPU5個方面。接收并存儲編程器或其他外設(shè)輸入的程序和數(shù)據(jù)；診斷電源、PLC內(nèi)部電路故障和編程中的語法錯誤；接收并存儲從輸入接口輸入的狀態(tài)和數(shù)據(jù)；逐條讀取并執(zhí)行存儲器中的程序，并將運(yùn)算結(jié)果存入存儲器中；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，通過輸出結(jié)果實(shí)現(xiàn)控制、通信等功能。存儲器是PLC用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量及運(yùn)算數(shù)據(jù)的單元。主要包括RAM、ROM、PROM、EPROM和EEPROM。輸入（Input）模塊和輸出（Output）I/OPLC和現(xiàn)場各種信號連接的部件。PLC輸入模塊通過輸入設(shè)備將現(xiàn)場控制信號存入存儲器，然后PLCCPU能接收的信PLCCPU編程器主要作用對用戶程序進(jìn)行編輯、檢查、修改和監(jiān)控。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(jī)或用于現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)。使用編程軟件可以在計(jì)算機(jī)上直接生成梯形圖或指令表程序，PC/PPI電纜可以PLCPLC當(dāng)中的程序上傳到計(jì)算機(jī)當(dāng)中來。PLC一般使用AC220V電源或24V電源。內(nèi)部的開關(guān)電源為各種模塊提供不同電壓等級的直流電源。PLC穩(wěn)定性較好，抗干擾能力較強(qiáng)。PLCPLC的技術(shù)已經(jīng)非常成熟。六、PLCPLC行應(yīng)用程序完成用戶任務(wù)。PLC在執(zhí)行用戶程序前，還應(yīng)完成內(nèi)部處理、通信服務(wù)、自診斷檢查，以確認(rèn)系統(tǒng)能正常工作。在執(zhí)行程序時(shí)，PLC采用的是循環(huán)掃PLC所承擔(dān)的掃描工作，系統(tǒng)必須重復(fù)執(zhí)行按一定順序進(jìn)行的循環(huán)掃描工作，每重復(fù)一次的時(shí)間稱為一個掃描周期。PLC一個掃描10~100ms。C（1）上電處理（上電初始化（2）程（3）出錯處理。PLC掃描過程由于時(shí)間極短，幾乎是與輸入同時(shí)完成的。PLC的工作過程一般分為“輸入采樣”、“程序執(zhí)行”和“輸出刷新”三個階段。輸入采樣階段PLC以掃描工作方式按順序?qū)⑺休斎攵说妮斎霠顟B(tài)，讀入到寄存器中并存儲，這一過程為采樣。在一個工作周期內(nèi)，采樣結(jié)果不會改變，而且采樣結(jié)果將PLC執(zhí)行程序時(shí)被使用。程序執(zhí)行階段PLC是按照順序進(jìn)行掃描，即從上到下、從左到右地逐條掃描各條指令，直到掃描到最后一條指令。并分別從輸入寄存器和輸出寄存器中獲得所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果存入相應(yīng)的寄存器中保存，但這個結(jié)果在全部程序未執(zhí)行完畢之前不會送到輸出端口上。輸出處理階段輸出處理階段，也稱為輸出刷新階段。在執(zhí)行完用戶所有程序后，PLC將輸電磁閥、指示燈等負(fù)載，同時(shí)，輸出鎖存器的內(nèi)容需要等到下一個掃描周期的輸出階段到來才會被刷新。PLCPLC性。PLC在輸入掃描過程之后，還將進(jìn)行四個工作過程，以完成數(shù)據(jù)處理。CPU工作。與編程器交換信息。在這個過程中，需要使用編程器或編程軟件輸入和調(diào)試程序時(shí)執(zhí)行。PLC配置的專用數(shù)字處理器執(zhí)行。PLC配置有網(wǎng)絡(luò)通信模塊時(shí)執(zhí)行，與通信對象（PLC或計(jì)算機(jī)等）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。七、PLC編程語言C)（（。梯形圖編程語言梯形圖（Ladder）編程語言延續(xù)了繼電器控制電路的形式，在電路控制系統(tǒng)中常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎(chǔ)上簡化了符號演變而來的，具有形象、直觀、實(shí)用的特點(diǎn)。“概念電流而不出現(xiàn)線圈，輸出繼電器輸出信號不能直接驅(qū)動輸出設(shè)備，需要通過繼電器、晶體管、晶閘管等才能實(shí)現(xiàn)。梯形圖語言簡單明了，易于理解，是所有編程語言的首選。語句表編程語言語句表（StatementsList）編程語言，是一種與計(jì)算機(jī)匯編語言類似的編程語言。但是，它比匯編語言直觀、簡單、易懂易學(xué)。一條指令語句由步序、指令語PLC其內(nèi)部各種器件的標(biāo)號、使用范圍及每條語句使用方法。邏輯功能塊圖（FBD）邏輯功能塊圖（FunctionBlockDiagram）編程語言，是采用的是半導(dǎo)體邏輯電路的邏輯框圖?？驁D左邊為輸入，右邊為輸出?？刂七壿嫵Ｓ门c、或、非三種邏輯功能來表達(dá)。綜上所述，PLCS7-200編寫和修改。八、PLC分類PLCI/O（1）按I/O點(diǎn)數(shù)容量分類①超小型機(jī)I/O64PLC，其輸入輸出信號為開關(guān)量信號，1~2KBPLC②小型機(jī)I/O64~256PLCPLC2~4KB。輸入輸出信號除了開關(guān)量以外，還有模擬量等，能夠?qū)崿F(xiàn)邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、通信等功能。③中型機(jī)I/O256~512PLCPLC2~8KB。其處理方式除了采用一般的掃描處理方式外，還可以再掃描用戶程序的過程中，直接讀取輸入信號，并刷新輸出狀態(tài)。④大型機(jī)I/O512~8192PLC8~64KB。其控制功能更加完善，自診斷能力、通信功能更強(qiáng)?？梢詫?shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動化。⑤超大型機(jī)I/O8192PLCPLC64KB。CPU32CPU并行工作。存儲能力極強(qiáng)，功能強(qiáng)大。（2）按結(jié)構(gòu)形式分類①整體式PLCPLC是將電源、CPU、存儲器、I/OPLC。I/OPLC采用整體式結(jié)構(gòu)。②模塊式PLCPLCPLCCPU模PLCPLC采用模塊式結(jié)構(gòu)。（3）按功能分類①低檔機(jī)低檔機(jī)主要是以邏輯運(yùn)算為主，完成邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)數(shù)、監(jiān)控等基本功能。②中檔機(jī)中檔機(jī)除了具有低檔機(jī)的基本功能外，還有較強(qiáng)的模擬運(yùn)算能力，能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)通信、中斷處理等功能。③高檔機(jī)高檔機(jī)在中檔機(jī)的基礎(chǔ)上，還增加了數(shù)字處理能力，能進(jìn)行矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、打印等功能，使PLC能實(shí)現(xiàn)智能控制和遠(yuǎn)程控制。九、PLC硬件電路PLC的基本組成與一般的微機(jī)系統(tǒng)類似，是一種以微處理器為核心的、用于LC（PMROM)、輸入/輸出(I/O)接口、編程設(shè)備、通信接口、電源和其他一些電路組成。PLC的硬3-5所示。圖3-5PLC硬件電路框圖電動機(jī)選型電動機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備。主要是利用通電線圈（也就是定子繞組）產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，在定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，其在電樞鼠籠式鋁框中有電流通過并受磁場的作用而使其轉(zhuǎn)動。電動機(jī)根據(jù)工作電源不同，可分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)，其中交流電動機(jī)又包括單相交流電動機(jī)和三相交流電動機(jī)。三相交流電動機(jī)是在電動機(jī)的三相對稱繞組通往三相對稱電流，產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢和電流。轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。若要改變電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，只需任調(diào)通入定子繞組中兩相電流的相序即可。而單相交流電動機(jī)由于采用的是單相交流電，并且定子磁場是一個大小和方向隨時(shí)間不斷變化，但磁場軸線位置始終不變的脈動磁場。同樣，可以產(chǎn)生電動勢，然后形成電磁力，驅(qū)動電動機(jī)轉(zhuǎn)動。在家用全自動洗衣機(jī)中，基本都使用的單相交流電，所以電動機(jī)也是采用單相交流電動機(jī)。常見的單相交流電機(jī)有分相啟動式、罩極式、電容啟動式等。電容啟動電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、啟動快速、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用在電風(fēng)扇、排風(fēng)扇、抽油煙機(jī)等設(shè)備。但是，起動轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速較高，因此，在波輪洗衣機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。其轉(zhuǎn)速下降很大，但負(fù)載變小時(shí)，其轉(zhuǎn)速升高很快。因此，這種電機(jī)更適合使用于負(fù)載比較小的應(yīng)用。由于洗衣機(jī)的負(fù)載一般大于超過5Kg，罩極式電機(jī)不能驅(qū)動洗衣機(jī)工作。50Hz300020000用電動機(jī)是可以應(yīng)用于洗衣機(jī)的，然而，由于其轉(zhuǎn)速高，決定了其只能用于需要1000衣機(jī)中。300用三相異步電動機(jī)。光電耦合器選型光電耦合器是以光為媒介傳遞電信號，對電信號有很好的隔離作用。并且速度高，價(jià)格低，接口簡單，因而得到廣泛的應(yīng)用。光電耦合器一般由光的發(fā)射、光的接收以及信號放大三個部分組成。這里主要介紹一下發(fā)光二極管-光激可控硅光電耦合器。其引腳功能排列圖如圖3-6所示。圖3-6引腳功能圖當(dāng)輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)出一定波長的光，產(chǎn)生電流，經(jīng)過放大后輸出。由于光電耦合器輸入輸出相互隔離，因而具有良好的絕緣能力和抗干擾能1010能夠避免輸出端可能產(chǎn)生的反饋和干擾。發(fā)光二極管動態(tài)電阻很小，對系統(tǒng)內(nèi)外的噪音干擾信號形成阻抗旁路，所以具有很強(qiáng)的抑制噪音干擾能力。水位檢測電路設(shè)計(jì)水位檢測模塊通過水位傳感器實(shí)現(xiàn)對洗衣機(jī)桶內(nèi)水位的檢測。水位傳感器包5個位置：無水位、極低水位、低水位、中水位、高水位。水位傳感器是根據(jù)LC當(dāng)實(shí)際水位達(dá)到最高水位時(shí)，將水位傳感器的輸出端的輸出信號輸入控制器，通3-73-7水位檢測電路圖鍵盤和顯示電路設(shè)計(jì)全自動洗衣機(jī)控制面板上的按鍵識別是通過鍵盤掃描來實(shí)現(xiàn)的，其鍵盤電路圖如圖3-8所示。3-8鍵盤結(jié)構(gòu)圖I/O（件程序進(jìn)行調(diào)用和處理，最后將運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行顯示，達(dá)到識別按鍵狀態(tài)的目的。為了消除按鍵抖動可能引起的誤差，通常在保持硬件條件不變的情況下，采CPUPLC系統(tǒng)中設(shè)計(jì)矩陣式鍵盤不僅要用到輸入口，而且也要用到輸出口。輸入模塊電路圖如圖3-9所示。3-9鍵盤輸入電路圖輸入電路的作用是將現(xiàn)場的數(shù)字（開關(guān)）量信號變成可編程控制器內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號。輸出模塊電路圖如圖3-10所示。3-10鍵盤輸出電路圖輸出電路的作用是將PLC內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的開關(guān)量信號。本設(shè)計(jì)采用的顯示方式為七段LED數(shù)碼管組成的八段數(shù)碼管顯示器，兩位數(shù)顯示。其顯示原理圖如圖3-11所示。圖3-11數(shù)碼顯示原理結(jié)構(gòu)圖A（共陽A“1”C端應(yīng)為ADEFGLED數(shù)碼管有兩種顯示連線方式，LED發(fā)光時(shí)所需通10mA。PLCABCDEFG及H8429LED數(shù)碼ABCDEFGHPLCQ0.0-Q0.7SB1SB2ML+G-Q0.6，H-Q0.7。PLC與數(shù)碼管連線圖如圖3-12所示。圖3-12數(shù)碼管顯示連線圖繼電器選型繼電器是用來自動接通或斷開電路的低壓開關(guān)。主要用于控制與保護(hù)電路，也可以對電壓、電流或者時(shí)間、壓力、轉(zhuǎn)速等作出反應(yīng)。繼電器主要由電磁系統(tǒng)、觸點(diǎn)系統(tǒng)等組成。當(dāng)線圈斷電后，電磁力消失，觸點(diǎn)動作，斷開或接通電路。途的不同，可分為常開（動合）觸點(diǎn)和常閉（動斷）觸點(diǎn)。直流信號來控制繼電器線圈，實(shí)現(xiàn)由可控制的按預(yù)定程序接通/380V電源給電動機(jī)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PLC的輸出口相連，電動機(jī)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(jī)處在洗滌過程要求正轉(zhuǎn)時(shí)，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(jī)供電，此時(shí)電動機(jī)正轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值；當(dāng)洗衣機(jī)處在洗滌過程要求反轉(zhuǎn)時(shí)，反轉(zhuǎn)控制組閉和，正轉(zhuǎn)及脫水控制組斷開，此時(shí)，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(jī)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(jī)供電，此時(shí)電動機(jī)反轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值；當(dāng)洗衣機(jī)處在脫水過程要求高速正轉(zhuǎn)時(shí)，脫水控制組閉和，正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)控制組斷開，此時(shí)，三相電源按預(yù)定順序接入，電源直接接入電動機(jī)，電動機(jī)按額定轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)。電動機(jī)調(diào)速電路設(shè)計(jì)變頻器選型在本次設(shè)計(jì)中遇到需改變電機(jī)轉(zhuǎn)速及正向反向交替旋轉(zhuǎn)的問題，并且需要實(shí)現(xiàn)在洗衣機(jī)全自動的過程中洗滌和脫水的轉(zhuǎn)速變化，這樣就必須運(yùn)用一定的措施來控制電源的出入從而使其顯現(xiàn)出明顯不同的觀察效果。由于在整個過程中，變頻器的作用僅為控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，正反向旋轉(zhuǎn)及高速脫水均由繼電器實(shí)現(xiàn)，使得變頻器的參數(shù)設(shè)定不必過于復(fù)雜，運(yùn)用變頻器出廠設(shè)置稍作調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)對外部端子的點(diǎn)動控制。變頻器性能參數(shù)如表3-1所示。3-1變頻器參數(shù)表序號變頻器參數(shù)出廠值設(shè)定值功能說明1P0304230380電動機(jī)的額定電壓(380V)2P03053.250.35電動機(jī)的額定電流(0.35A)3P03070.750.06電動機(jī)的額定功率(60W)4P031050.0050.00電動機(jī)的額定頻率(50Hz)5P031101430電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速(1430r/min)6P100021用操作面板（BOP）控制頻率的升降7P108000電動機(jī)的最小頻率(0Hz)8P10825050.00電動機(jī)的最大頻率(50Hz)9P11201010斜坡上升時(shí)間(10S)10P11211010斜坡下降時(shí)間(10S)11P070022選擇命令源（由端子排輸入）12P0701110正向點(diǎn)動13P07021211反向點(diǎn)動14P10585.0020正向點(diǎn)動頻率（30Hz）15P10595.0020反向點(diǎn)動頻率（20Hz）16P106010.005點(diǎn)動斜坡上升時(shí)間（10S）17P106110.005點(diǎn)動斜坡下降時(shí)間（5S）變頻器工作原理變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可調(diào)的交流電源。目前使用較多的變頻器主要采用交-直-交方式（F變頻或矢量控制變頻然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。在洗衣機(jī)變頻器中，整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，直流電路對整流電路的輸出信號進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電轉(zhuǎn)換為交流電供給電動機(jī)，電動機(jī)定子繞組供電的頻率發(fā)生改變，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)無極變速運(yùn)行。洗衣機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)工業(yè)洗衣機(jī)的動力源采用的是三相異步電動機(jī)，適合使用變頻器進(jìn)行調(diào)速，其調(diào)速性能最好、效率最高。在應(yīng)用變頻器對洗衣機(jī)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速時(shí)，必須將各接線端子連接正確，否則，影響其正常工作。變頻器結(jié)構(gòu)如圖3-13所示。圖3-13變頻器結(jié)構(gòu)圖工業(yè)洗衣機(jī)在洗滌過程中，滾筒在低速起動時(shí)會引起瞬間的超大負(fù)荷，為此要求電機(jī)具有低速轉(zhuǎn)矩提升補(bǔ)償功能。而在高速脫水時(shí)，由于水已經(jīng)排出，負(fù)載大為降低，電機(jī)應(yīng)工作在恒功率狀態(tài)，并且為使衣物在滾筒內(nèi)均勻分布，電機(jī)應(yīng)保持高慣性。工業(yè)洗衣機(jī)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3-14所示。三相交流電輸入信號

正反啟停多級變速報(bào)警圖3-14工業(yè)洗衣機(jī)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖體控制流程如下：先由控制面板選擇洗滌方式，并發(fā)出起動指令。然后傳PLC，PLC根據(jù)設(shè)定的程序確定洗滌各階段的操作順序、洗滌時(shí)間等。再通過開關(guān)量輸出信號給變頻器發(fā)出指令，以控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)、起停、多級速率選擇、多級加減速率選擇。當(dāng)檢測到電I/O端口設(shè)置PLC的輸入輸出量有開關(guān)量和模擬量兩種。在洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中，PLC輸入和輸出端都是經(jīng)過隔離、轉(zhuǎn)換后的開關(guān)信號。輸入接口設(shè)備包括開關(guān)、按鈕、繼I/OPLCI/O所示。表3-2PLC接口分配表序號符號地址注釋1啟動信號I0.0SDIN2停止信號I0.1STIN3排水信號I0.2SPIN4水位上限位信號I0.3SL1IN5水位下限位信號I0.4SL2IN6進(jìn)水閥輸出Q0.0YV1OUT7排水閥輸出Q0.1YV2OUT8正轉(zhuǎn)輸出Q0.2MZOUT9反轉(zhuǎn)輸出Q0.3MFOUT10脫水輸出Q0.4TSOUT11報(bào)警輸出Q0.5BJOUT12顯示編碼A輸出Q0.6AOUT13顯示編碼B輸出Q0.7BOUT14顯示編碼C輸出Q1.0COUT15顯示編碼D輸出Q1.1DOUT16M啟動M1.0SD17M停止M1.1ST18M排水M1.2SP19M水位上限位M1.3SL120M水位下限位M1.4SL221M進(jìn)水M2.0YV122M排水M2.1YV223M正轉(zhuǎn)M2.2MZ24M反轉(zhuǎn)M2.3MF25M脫水M2.4TS26M報(bào)警M3.0BJ27洗滌標(biāo)志位M4.028漂洗標(biāo)志位M4.129脫水標(biāo)志位M4.230報(bào)警標(biāo)志位M4.331洗滌完成標(biāo)志位M4.432漂洗完成標(biāo)志位M4.533電機(jī)正轉(zhuǎn)定時(shí)器T13734電機(jī)反轉(zhuǎn)定時(shí)器T13835電機(jī)脫水定時(shí)器T13936報(bào)警定時(shí)器T14037洗滌計(jì)數(shù)器C038漂洗計(jì)數(shù)器1C139漂洗計(jì)數(shù)器2C2電源電路設(shè)計(jì)PLC24V220V220V24V，這就需要使用變壓器。變壓器一般由主線圈和副線圈組成。根據(jù)設(shè)計(jì)需要，本次使用的變壓器，兩24V電壓，后進(jìn)入整流器整流。整流全波整流電路圖如圖3-15所示。3-15全波整流電路圖D1D2I都流RLVd為同一方向。雖然每個線圈僅有一半的時(shí)間通過電第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)組態(tài)軟件組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件是一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件具有較強(qiáng)的專業(yè)性，一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng)域的應(yīng)用。但是，組態(tài)軟件大都支持各種主流工控設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，并且通常應(yīng)提供分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡(luò)功能。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)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(jì)。組態(tài)軟件是利用圖形編輯功能，將監(jiān)控的畫面以動畫形式（包括各種曲線和報(bào)表等）顯示。這樣有利于使用者對現(xiàn)場情況進(jìn)行實(shí)時(shí)了解。CInstall.exe組態(tài)王安裝過程向?qū)??！敖M態(tài)王”的安裝步驟如下：在光盤驅(qū)動器中插入“組態(tài)王”軟件的安裝盤，系統(tǒng)自動啟動Install.exe安裝程序(用戶也可通過光盤中的Install.exe啟動安裝程序)4-1所示。4-1自動運(yùn)行安裝程序界面圖點(diǎn)擊“安裝組態(tài)王程序”按鈕，將自動安裝“組態(tài)王”軟件到用戶的硬盤目錄，并建立應(yīng)用程序組。首先彈出對話框如圖4-2所示。4-2開始安裝界面圖點(diǎn)擊下一步進(jìn)入安裝過程，如圖4-3所示。4-3目錄選擇界面圖選擇安裝文件夾，要安裝到其他文件夾則單擊瀏覽，然后選取所要安裝的地址，如圖4-4所示。圖4.4驅(qū)動程序選擇圖選擇一系列驅(qū)動程序，在方框中打“V”則系統(tǒng)會安裝驅(qū)動。自動控制程序設(shè)計(jì)PLC（使進(jìn)水電磁閥得電打開（使排水電磁閥得電排水4-5所示。圖4-5 全自動洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)順控流程圖PLC進(jìn)入自動程序后，對計(jì)數(shù)器、寄存器、繼電器觸點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行初始化處理。當(dāng)按下啟動開關(guān)后，移位寄存器（用于完成一個按鈕控制兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)動作，常開觸點(diǎn)閉合，電路接通，洗衣機(jī)各執(zhí)行設(shè)備開始運(yùn)行。在啟動、暫?？刂七^程中。使用了兩個輔助繼電器和一個定時(shí)器，當(dāng)按下電5斷開電源，若在5分鐘內(nèi)按下啟動，暫停按鈕則開始運(yùn)行下面的程序。選擇水位與浸泡、洗滌時(shí)間設(shè)定需要的標(biāo)準(zhǔn)較多，所以在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，使用了十個控制水位的繼電器開關(guān)，三個控制浸泡時(shí)間的繼電器開關(guān)，四個控制洗滌時(shí)間的繼電器開關(guān)。在時(shí)間設(shè)定結(jié)束后，進(jìn)入漂洗過程，即注水、電機(jī)轉(zhuǎn)動、排水、脫水。其中電機(jī)轉(zhuǎn)反正帶動波輪轉(zhuǎn)反正。機(jī)電轉(zhuǎn)動時(shí)間由五個定時(shí)器和計(jì)數(shù)器控制。功能程序設(shè)計(jì)STEP_7-MicroWIN_V4_SP34-6所示，程序段落中，vw416vw412是從組態(tài)軟件中定義的兩個具有選擇作用的寄存器，當(dāng)其中任意一個為“1”時(shí)，就將預(yù)設(shè)的參數(shù)“5”、“25”或“10”、“50”寫入洗滌計(jì)數(shù)器和電機(jī)正反轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)器中。通過這種選擇就實(shí)現(xiàn)了在不重新下載程序的情況下一鍵式選擇強(qiáng)洗弱洗功能。4-134-13如圖4-7所示，程序段落為正轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)器和洗滌計(jì)數(shù)器，將由寄存器寫入?yún)?shù)。4-7參數(shù)輸入框圖T37T38計(jì)算正反轉(zhuǎn)時(shí)間，既當(dāng)這兩個計(jì)時(shí)器其中一個達(dá)到預(yù)定參數(shù)時(shí)，T37T38啟動，接通另一個旋轉(zhuǎn)方向。也就是說另一方向輸出置位，本旋轉(zhuǎn)方向復(fù)位。當(dāng)達(dá)到預(yù)定洗滌次數(shù)時(shí)，洗滌計(jì)數(shù)器導(dǎo)通，這樣，洗滌完成標(biāo)志位置位，排水閥置位，正轉(zhuǎn)、放轉(zhuǎn)及洗滌標(biāo)志位復(fù)位。其功能框圖如4-8所示。4-8洗滌功能圖如圖4-9所示，程序段為洗滌完成時(shí)，排水閥及進(jìn)水閥的設(shè)置情況。當(dāng)洗滌完成時(shí)，既正反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器達(dá)到設(shè)定值，洗滌完成標(biāo)志位啟動，只要是水位達(dá)到下限，M排水閥馬上復(fù)位停止排水。又當(dāng)判斷水位沒有達(dá)到上限時(shí)，M進(jìn)水閥置位，開始進(jìn)水。4-9進(jìn)水功能圖組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)運(yùn)用組態(tài)軟件建立洗衣機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)亦為任務(wù)要求。采取上位機(jī)觀察能更直觀的顯示出整個模擬自動控制過程，豐富了畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，更會體現(xiàn)出對學(xué)生考核的全面性及綜合性。在利用組態(tài)軟件的編輯過程中，首先應(yīng)定義所要用到的變量，包括變量的描述，變量的類型，定義變量地址，選擇連接的設(shè)備，寄存器。也有些是原系統(tǒng)內(nèi)部已經(jīng)定義好的變量，如時(shí)間和日期等等，可以直接放入界面使用，并且會訪問PLCinput\output的信號變量定義為離散型信號，如啟動，正反轉(zhuǎn)等。而在自動控制過程中調(diào)用從預(yù)先寫入寄存器內(nèi)的參數(shù)時(shí)，應(yīng)將此類信號變量設(shè)置為整型變量，如強(qiáng)洗，弱洗，洗滌4-104-10運(yùn)行框圖本次設(shè)計(jì)的界面比較簡陋，沒有模仿洗衣機(jī)的造型或者有旋轉(zhuǎn)效果，只是顯示出水位的高低變化，和流水的動畫。圖中正/反轉(zhuǎn)實(shí)為文本，會在監(jiān)控自動控制PLC正/PLC，只是在點(diǎn)擊之后閃爍，表明系統(tǒng)所處的工作狀態(tài)。但是，其中強(qiáng)洗/弱洗確為真實(shí)選擇按鈕，在洗衣過程之前選擇，會改變洗滌強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)多段選擇。具體操作步驟如下。第一步，進(jìn)入操作界面，其界面如圖4-11所示。圖4-11控制系統(tǒng)初始界面圖第二步，選擇系統(tǒng)中的SW參數(shù)，界面如圖4-12所示。4-12參數(shù)選擇界面圖第三步，對變量進(jìn)行設(shè)置，界面如圖4-13所示。4-13變量設(shè)置界面圖第四步，參數(shù)設(shè)置完成后，對系統(tǒng)進(jìn)行模擬演示，界面如圖4-14所示。4-14系統(tǒng)模擬界面圖第五步，設(shè)置輸出參數(shù)，界面如圖4-15所示。4-15變量選擇界面圖PLC重新下載程序的情況下完成對強(qiáng)//V存器中選擇性提取已經(jīng)設(shè)置好的兩個不同周期不同次數(shù)的洗滌過程參數(shù)。從另一個角度來說，這個組態(tài)界面不僅僅是監(jiān)控全自動洗衣過程的上位機(jī)，VPLC4-16所示。4-16系統(tǒng)運(yùn)行圖第五章系統(tǒng)調(diào)試全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，由于元件較多，程序設(shè)計(jì)較復(fù)雜，所以必須進(jìn)行系