基于plc和組態王的全自動洗衣機控制系統設計-免費閱讀

　　

【正文】 \\本站點\電機反轉=0。}if(\\本站點\counter==53){\\本站點\脫水1=1。}if(\\本站點\counter==41){\\本站點\電機反轉=0。}\\本站點\counter=\\本站點\counter+1。從開始選題，到找資料初步了解題目內容，然后收集硬件資料，畫電路圖，到程序編寫部分，軟件的分段調試和不斷的檢查問題的過程中，學到的不只是課題本身的研究，更重要的是學到了如何處理問題和解決問題，同時也在這個過程中我的學習能力有了很大的提高。 節能和健康化：現在的消費者在節能方面對家電提出了更高的要求，對于健康型洗衣機更是人們趨之若騖的首選。多功能主要表現在以下幾個方面：（1） 去污能力的多樣化。經過上網查詢資料和咨詢同學，下載了仿真軟件的英文版，解決了仿真中遇到的問題，完成了系統的仿真。全自動洗衣機控制系統利用了西門子PLC的特點，對按鈕、電磁閥、開關等其他一些輸入輸出點設備進行控制，實現了洗衣機洗衣過程的自動化。圖610 中水位時運行的畫面 全自動洗衣機處于強制停止模式運行畫面如圖611所示。反轉后再次進行正轉，循環3次后出水閥打開，進行排水。當水位選擇是中水位或低水位時，需要進行畫面切換。把這些動畫連接組合起來，應用程序將呈現出令人難以想象的圖形動畫效果。在定義變量的過程中，首先要確定變量類型。為仿真PLC設備取一個名字：仿真PLC。建立一個新的組態王工程的一般過程是：(1) 設計圖形界面（定義畫面）；(2) 定義設備；(3) 構造數據庫（定義變量）(4) 建立動畫連接；(5) 運行和調試。各種命令語言通過“命令語言編輯器”編輯輸入，在“組態王”運行系統中被編譯執行。動畫連接的引入是設計人機接口的一次突破，它把工程人員從重復的圖形編程中解放出來，為工程人員提供了標準的工業控制圖形界面，并且由可編程的命令語言連接來增強圖形界面的功能。尤其考慮三方面問題：畫面、數據、動畫。在實際操作中相當于按下啟動按鈕、高水位選擇開關后，進水閥打開，開始進水。如圖52所示。仿真程序提供了數字信號輸入開關、兩個模擬電位器和LED輸出顯示，仿真程序同時還支持對TD200文本顯示器的仿真，在實驗條件尚不具備的情況下，完全可以作為學習S7200的一個輔助工具。T43計時時間到，C50計數一次，重復以上從正洗開始的全部動作，直到C50計滿5次數時，開始排水，C50復位，準備下次循環時再計數。當水位到設定水位后停止進水，等待2秒進入洗衣過程。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。SIMATIC編程模式的選擇，可以通過執行菜單【工具】→【選項】→【常規】→【SIMATIC】選項來確定。（1） 在進行控制程序編程之前，首先需要創建一個項目。順序功能流程圖語言是為了滿足順序邏輯控制而設計的編程語言。 程序流程圖設計 PLC采用計算機控制技術，其程序設計同樣可遵循軟件工程設計方法，程序工作過程可用流程 圖表示。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、調試和系統組態等，但所有的程序和參數都只能存放在計算機的磁盤上。表31輸入地址分配表輸入地址對應的外部設備啟動按扭停止按扭水位選擇開關（高水位）水位選擇開關（中水位）水位選擇開關（低水位）手動排水開關手動脫水開關高水位傳感器中水位傳感器低水位傳感器水排空傳感器 輸出地址分配這個控制系統需要控制的外部設備有進水電磁閥、排水電磁閥、洗滌電動機、脫水桶、報警器共5個設備。PLC的框架配置圖如34所示。PLC內存容量為開關量I/O點數、模擬量I/O點數和程序編寫的質量所增加的內存容量綜合。可分為：正轉控制組，反轉控制組及脫水控制組。故在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。（5）S7200系列PLC西門子公司的SIMATIC S7200系列屬于小型PLC，可以用于代替繼電器的簡單控制場合，也可以用于復雜的自動化控制系統。程序被編譯后通過PC/PPI電纜可以下載到PLC中去，也可以將PLC當中的程序上傳到計算機當中來。4　 電源部分PLC一般使用AC220V電源或DC24V電源。它通過系統總線與用戶存儲器、輸入/輸出(I/O)、通信端口等單元相連。其中進水閥和排水閥由PLC給定信號來決定其工作狀態，電動機的工作狀態也由控制中心PLC給定信號來決定，而電動機的正反轉狀態直接決定洗衣機的洗滌狀態和脫水狀態。3硬件設計硬件設計的整體思路就是通過PLC輸出的數字信號控制繼電器組，達到控制電路的目的。（5） 然后再進水，重復以上過程，如此循環共3次。全自動洗衣機的進水，洗衣，排水，脫水是通過水位開關，電磁進水閥和電磁排水閥配合進行控制，從而實現自動控制的。2 系統總體分析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（內桶）是以同一中心安放的，內桶可以旋轉，作為脫水用。這很適合多品種、小批量的生產場合。PLC由于采用現代大規模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。為了能更直觀的顯示出整個自動控制過程，本設計運用組態王軟件建立一個全自動洗衣機的監控系統畫面。全自動洗衣機從結構上分有波輪式、攪拌式、滾筒式。90年代，由于電動機調速技術的提高，洗衣機實現了較寬范圍的轉速變換與調節，誕生了許多新水流洗衣機。1874年,“手洗時代”受到了前所未有的挑戰，美國人發明了木制手搖洗衣機。工業用洗衣機適用于賓館、飯店、醫院、學校、工廠等領域，滿足大容量的洗衣要求。本文對全自動洗衣機的控制系統進行了分析，進行了流程圖和梯形圖的設計，并進行仿真測試。傳統的洗衣機采用繼電器控制，而大多數繼電器的優點是裝置結構簡單、價格便宜、抗干擾能力強，但其容易損壞，產生噪音，耗能大。 King view目錄1 緒論 1 1 1 22 系統總體分析 4 4 全自動洗衣機的設備控制要求 53硬件設計 6 6 7 繼電器 10 PLC的選型 11 I/O儲存器容量的估算 11 CPU的選型 12 PLC的外圍接線圖設計 12 系統資源分配 13 輸入地址分配 13 輸出地址分配 14 內部元件地址分配 154 軟件設計 16 編程軟件 16 程序流程圖設計 17 PLC控制順序功能圖設計 19 梯形圖編寫 20 梯形圖重點程序段落分析 225 系統仿真 28 S7200 28 仿真測試 29 306 組態界面的設計 32 組態王 32 監控系統功能要求 35 新建一個工程 35 監控界面設計 36 運行和調試 397 總結與展望 42 總結 42 展望 43致謝 44參考文獻 45附錄一 SIMATIC S7200 CPU主要性能指標 46附錄二 畫面命令語言 47附錄三 系統指令語句表 49521 緒論洗衣機是人們日常生活中常見的一種家電，已經成為人們生活中不可缺少的家用電器。 從古到今，洗衣服都是一項難于逃避的家務勞動，在洗衣機出現以前，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。1932年，美國研制成功第一臺前裝式滾筒洗衣機。電動控制全自動洗衣機是較早出現的自動控制類家用電器，其產品類型還屬于傳統的機械產品，是自動控制的初級階段。國內外洗衣機品牌有海爾、小天鵝、榮事達、松下、惠而浦水仙、LG熊貓、西門子、日立好用。為了進一步提高全自動洗衣機的功能和性能，為了避免傳統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。（4）系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造。因此在運用中硬件也相對簡單，大大提高了控制系統的可靠性。脫水時，控制系統將離合器合上，由洗滌電動機帶動內桶正傳進行甩干。（2） 進水停止2秒后開始洗衣。在半自動洗衣機中，這四個過程分別用相應的按扭開關來控制。PLC用定時器記錄正反轉時間，脫水時間和報警時間，用計數器記錄正反轉次數和脫水次數，可以很容易地通過更改PLC定時器和計數器的參數，來滿足不同的洗滌條件和要求。⑵ 可編程控制器的基本結構可編程邏輯控制器實質是一種專用于工業控制的計算機，其硬件結構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。3　 輸入/輸出（I/O）單元輸入/輸出（I/O）單元是PLC與外部設備連接的紐帶。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。 PLC的基本工作原理：PLC采用“順序掃描，不斷循環”的工作方式。在網絡需求已日益成為必要的今天，強大的通訊無疑會使S7200為更多用戶服務。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態的靜觸點稱為“常閉觸點”。一般微型和小型PLC的存儲容量是固定的，介于1—2KB之間。該控制系統CPU模塊可采用CPU224（AC/DC/繼電器）模塊，它可控制整個系統按照控制要求有條不紊地進行。這個控制系統的輸入有啟動按鈕、停止按鈕、高水位選擇開關、中水位選擇開關、低水位選擇開關、手動排水開關、自動排水開關、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。表33 內部地址分配表定時器/計時器對應的功能T37進水暫停計時T38 正洗計時T39正洗暫停計時T40反轉計時T41反轉暫停計時T42脫水計時T43報警計時C50正反洗循環計數C51大循環計數4 軟件設計 編程軟件編程軟件采用西門子公司設計的編程軟件STEPMicro/Win32。（5）設置PLC的工作方式、參數和運行監控等。全自動洗衣機正常運行流程圖如圖41所示。這種順序功能圖適合用于系統的規模校大，程序關系較復雜的場合。在本設計中選用了CPU224的PLC，需要在對話框中選擇正確的CPU版本。 圖46用戶程序結構選擇編輯窗口主程序在每個掃描周期內均被順序執行一次。按下啟動按鈕。T38計時30秒，正洗暫停，T39開始計時。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。CPU模塊的下方是用于輸入數字量信號的小開關面板，具有和CPU224對應的14個輸入點，單擊面板中的開關按鈕可使其0，1狀態切換，在CPU面板上的模擬LED燈對應滅，亮。（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。它具有適應性強、開放性好、易于擴展、經濟、開發周期短等優點。它還具有豐富的設備驅動程序和靈活的組態方式、數據鏈接功能，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人員運用組態王制作畫面如虎添翼。命令語言都是靠事件觸發執行的，如定時、數據的變化、鍵盤鍵的按下、鼠標的點擊等。圖62 工程瀏覽器界面圖63 信息窗口 監控系統功能要求用組態王設計的全自動洗衣機控制系統監控畫面需要實現洗衣機自動洗衣的功能，直觀、形象地顯示全自動洗衣機洗衣時的工作畫面。如圖64所示。本設計創建的畫面名稱依次為：全自動洗衣機控制畫面，中水位。（4） 動畫連接 給圖形對象定義動畫連接是在“動畫連接” 對話框中進行的。此外，畫面需要有退出按鈕，方便畫面在運行時退出，選擇函數Exit(0)來實現。圖69所示畫面分析：按下啟動按鈕，水位選擇高水位后，進水閥打開，開始進水，啟動指示燈亮。不同結構的洗衣機，各