基于PLC全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)

目錄第一章概述…………31.1選題背景…………31.2全自動(dòng)洗衣機(jī)發(fā)展概況…………31.3限制系統(tǒng)的選擇…………………4其次章全自動(dòng)洗衣機(jī)限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………62.1系統(tǒng)描述…………62.2制定限制方案……………………72.3系統(tǒng)配置…………102.4限制面板…………122.5PLC外部接線圖…………………132.6限制系統(tǒng)流程圖…………………142.7限制系統(tǒng)時(shí)序圖…………………18第三章性能測(cè)試與分析………………193.1各個(gè)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(yǔ)………………………20參考文獻(xiàn)………………21附錄（程序源代碼）…………………22概述選題背景洗衣機(jī)是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的一種家電，已經(jīng)成為人們生活中不行缺少的家用電器。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用也特別廣泛。但是傳統(tǒng)的基于繼電器的限制，已經(jīng)不能滿意人們對(duì)洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度的要求了。洗衣機(jī)須要更好地滿意人們的需求，必需借助于自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。而隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，用PLC來(lái)作為限制器，就能很好地滿意全自動(dòng)洗衣機(jī)對(duì)自動(dòng)化的要求，并且限制方式敏捷多樣，限制模式可以依據(jù)不同場(chǎng)合的應(yīng)用而有所不同。自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展使得洗衣機(jī)由初始的半自動(dòng)式洗衣機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的全自動(dòng)洗衣機(jī)，又正在向智能化洗衣機(jī)方向發(fā)展。全自動(dòng)洗衣機(jī)發(fā)展概況全自動(dòng)洗衣機(jī)是一種除放、取衣物和開(kāi)動(dòng)洗衣機(jī)這三道手續(xù)外，其余洗衣各程序全部自動(dòng)完成的設(shè)備。1874年美國(guó)的比爾·布萊克斯通獨(dú)創(chuàng)了木制手搖洗衣機(jī)，這是世界上第一臺(tái)人工攪動(dòng)洗衣機(jī)。1911年美國(guó)人又研制了世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)。1920年美國(guó)的瑪依塔格公司又把洗衣機(jī)的木制桶改為鋁制桶體，其次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(shí)，世界各地也相繼出現(xiàn)了洗衣機(jī)。歐洲國(guó)家探討勝利了噴流式洗衣機(jī)和滾筒式洗衣機(jī)。1932年后，美國(guó)一家公司研制勝利了第一臺(tái)前裝式滾筒全自動(dòng)洗衣機(jī)，洗滌、漂洗和脫水都在同一個(gè)滾筒內(nèi)自動(dòng)完成，使洗衣機(jī)的發(fā)展躍上了一個(gè)新臺(tái)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。其次次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，洗衣機(jī)得到了快速的發(fā)展，研制出具有獨(dú)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桶底，又稱渦卷式洗衣機(jī)。近幾十年，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，全自動(dòng)洗衣機(jī)制造技術(shù)又得到快速發(fā)展，其年總產(chǎn)量及社會(huì)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(wàn)臺(tái)，而全自動(dòng)洗衣機(jī)的產(chǎn)量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，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。微電腦限制功能、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(guó)的洗衣機(jī)制造技術(shù)得到快速發(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(dòng)洗衣機(jī)和滾筒式全自動(dòng)洗衣機(jī)方向發(fā)展，其中全自動(dòng)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)良的多種牌號(hào)的全自動(dòng)洗衣機(jī)供應(yīng)市場(chǎng)。限制系統(tǒng)的選擇從滿意全自動(dòng)洗衣機(jī)限制系統(tǒng)的平安性、擴(kuò)展性和牢靠性方面考慮，目前常見(jiàn)的全自動(dòng)洗衣機(jī)自動(dòng)限制系統(tǒng)，主要有單片機(jī)限制、PLC限制、工業(yè)限制計(jì)算機(jī)集中限制等類型。隨著集成芯片技術(shù)的不斷提高，特殊是高檔8位單片機(jī)的普及，單片機(jī)全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)由單片計(jì)算機(jī)及其外圍芯片構(gòu)成限制系統(tǒng)。雖然單片機(jī)本身小巧、功耗低，實(shí)時(shí)限制功能強(qiáng)，但是其軟、硬件的開(kāi)發(fā)必需借助于開(kāi)發(fā)工具，系統(tǒng)調(diào)試?yán)щy，不具有自開(kāi)發(fā)實(shí)力，且編寫(xiě)洗滌、脫水等程序相對(duì)困難；在設(shè)計(jì)限制系統(tǒng)硬件時(shí)，要有多種電路愛(ài)護(hù)裝置，如電流愛(ài)護(hù)、電壓愛(ài)護(hù)、過(guò)載愛(ài)護(hù)、過(guò)熱愛(ài)護(hù)及欠壓愛(ài)護(hù)等等。這樣增加了硬件的困難性，隱含較高的故障率，無(wú)形地增加了修理成本費(fèi)用。工業(yè)限制計(jì)算機(jī)全自動(dòng)洗衣機(jī)限制系統(tǒng)是利用通用計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展槽或擴(kuò)展區(qū)，設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)硬件模板，如通訊板、I/O擴(kuò)展板等測(cè)控功能板，與通用計(jì)算機(jī)構(gòu)成一個(gè)用于完成預(yù)定測(cè)控功能的限制系統(tǒng)。其特點(diǎn)是系統(tǒng)有較強(qiáng)的軟、硬件支持。利用通用計(jì)算機(jī)的軟、硬件資源來(lái)支持限制系統(tǒng)進(jìn)行工作，具有自開(kāi)發(fā)實(shí)力，有較強(qiáng)的可視實(shí)力和數(shù)據(jù)處理實(shí)力，更適合于計(jì)算機(jī)集中限制系統(tǒng)應(yīng)用。PLC是一種新型的具有極高牢靠性的通用自動(dòng)化限制裝置。它以微處理器為核心，有機(jī)地將微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化限制技術(shù)及通信技術(shù)融為一體。其特點(diǎn)如下：抗干擾實(shí)力強(qiáng)，牢靠性極高。PLC是專為工業(yè)限制設(shè)計(jì)的，實(shí)行了精選元器件及多層次抗干擾等措施，能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境。編程便利。PLC采納易于理解和駕馭的梯形圖語(yǔ)言，以及面對(duì)工業(yè)限制的簡(jiǎn)潔指令。運(yùn)用便利。PLC的結(jié)構(gòu)不僅具有先進(jìn)的通訊和輸入、輸出實(shí)力，而且其模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、敏捷的配置實(shí)力，運(yùn)用戶可以敏捷組成各種規(guī)模和不同要求的限制系統(tǒng)。維護(hù)便利。PLC模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使操作人員在修理時(shí)只須要更換插入式模板或其它易損部件即可完成，既便利又削減了影響系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間。設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短。用PLC完成一項(xiàng)限制工程時(shí)，由于其硬、軟件齊全，設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行，縮短了周期。易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。PLC的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，牢靠性高，抗振防潮和耐熱實(shí)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限制洗衣機(jī)洗衣程序有獨(dú)特之處。首先，它是一個(gè)依次限制系統(tǒng)程序；其次，洗滌、漂洗、排水、脫水時(shí)間是由PLC內(nèi)的計(jì)數(shù)器和定時(shí)器中參數(shù)限制的，只要變更它的參數(shù)太小就可變更整個(gè)程序時(shí)間長(zhǎng)短；第三．通過(guò)變更PLC的型號(hào)，可以依據(jù)衣物的質(zhì)地、數(shù)量及臟污程度來(lái)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)洗洗、柔軟洗的多功能；第四，通過(guò)修改洗衣程序可實(shí)現(xiàn)進(jìn)水、洗滌、漂洗、排水脫水的依次限制，也可實(shí)現(xiàn)或洗滌、或漂洗、或脫水等單體限制；第五，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以便利地加入相應(yīng)的配套裝置，如指示燈、蜂鳴器。通過(guò)以上分析、說(shuō)明可知全自動(dòng)洗衣機(jī)的限制系統(tǒng)是有多樣性的，雖然各種限制系統(tǒng)均可運(yùn)用，但是必需考慮它的結(jié)構(gòu)和成本。鑒于PLC的諸多優(yōu)勢(shì)，結(jié)合全自動(dòng)洗衣機(jī)自動(dòng)限制系統(tǒng)的須要，選擇德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的具有高性能價(jià)格比的S7-200系列可編程序限制器。其次章全自動(dòng)洗衣機(jī)限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)描述本文描述的是一種全自動(dòng)洗衣機(jī)，它可以自動(dòng)地完成洗衣的全過(guò)程。全自動(dòng)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(lái)執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開(kāi)，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)使排水閥打開(kāi)，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(dòng)波盤(pán)正、反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水同并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位開(kāi)關(guān)分別用來(lái)檢測(cè)高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。停止按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。其示意圖如圖2.1所示。圖2.1全自動(dòng)洗衣機(jī)示意圖2.2制定限制方案通常地，人們采納洗衣機(jī)來(lái)洗衣服須要經(jīng)驗(yàn)洗滌、漂洗、排水、脫水等4個(gè)環(huán)節(jié)，而在全自動(dòng)洗衣機(jī)中，這樣的一個(gè)過(guò)程全由PLC來(lái)完成。并且，全自動(dòng)洗衣機(jī)須要其限制系統(tǒng)足夠牢靠，以避開(kāi)洗衣機(jī)輕易出現(xiàn)故障。全自動(dòng)洗衣機(jī)的簡(jiǎn)潔工作過(guò)程如圖2.2所示。其中，洗衣的方式（標(biāo)準(zhǔn)或是柔軟）、洗衣中的水位選擇（高水位洗衣、低水位洗衣等）等兩個(gè)方面須要在人們將衣服放入洗衣機(jī)洗衣服之后手動(dòng)來(lái)選擇。并且是必需選擇的洗衣參數(shù)。當(dāng)選擇了一種洗衣參數(shù)后，按下啟動(dòng)按鈕，洗衣機(jī)就會(huì)自動(dòng)完成洗衣服的整個(gè)過(guò)程。全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)中，PLC主要完成一下功能：檢測(cè)功能（1）檢測(cè)洗衣的方式：標(biāo)準(zhǔn)或者是柔軟的選擇。（2）檢測(cè)洗衣時(shí)的水位：高水位或者是低水位的選擇。（3）檢測(cè)進(jìn)水是否到了須要的水位，即進(jìn)水是否完成。（4）檢測(cè)排水是否已經(jīng)完成。 2.限制功能（1）限制進(jìn)水、洗滌、排水、漂洗、脫水等洗衣機(jī)的動(dòng)作。（2）限制洗滌、漂洗、脫水等的時(shí)間長(zhǎng)短。（3）限制洗滌、漂洗等的次數(shù)。（4）限制在洗衣機(jī)完成一個(gè)動(dòng)作后到下一個(gè)動(dòng)作的精確轉(zhuǎn)換。（5）限制完成洗衣時(shí)的信號(hào)提示。圖2.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的簡(jiǎn)潔工作過(guò)程依據(jù)上述對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)的功能分析，可以設(shè)計(jì)如圖2.3所示的全自動(dòng)洗衣機(jī)硬件系統(tǒng)框圖。圖2.3全自動(dòng)洗衣機(jī)硬件系統(tǒng)框圖1.PLC主機(jī)選擇西門(mén)子S7-200系列PLC作為此全自動(dòng)洗衣機(jī)的限制主機(jī)。在西門(mén)子S7-200系列PLC中又有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226、CPU226XM等之分。此全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)中總共有8個(gè)數(shù)字量輸入，6個(gè)數(shù)字量輸出，共需14點(diǎn)I/O,依據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)及程序容量，選擇了CPU224作為其主機(jī)。2.啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)按鈕用來(lái)限制全自動(dòng)洗衣機(jī)起先工作與否，一般地，在用戶在洗衣機(jī)內(nèi)放入衣服，且已經(jīng)打算好起先洗衣服之后，按下啟動(dòng)按鈕，全自動(dòng)洗衣機(jī)起先洗衣。3.停止按鈕停止按鈕用來(lái)限制運(yùn)行中的全自動(dòng)洗衣機(jī)停止工作與否。在洗衣服的過(guò)程中，用戶須要停止洗衣機(jī)，就可以干脆按下停止按鈕，洗衣機(jī)即會(huì)停止工作。4.高水位高水位是指洗衣機(jī)在洗衣過(guò)程中，洗衣機(jī)筒內(nèi)保持的水位凹凸，一旦選擇了高水位，則在洗衣過(guò)程中的水位將保持系統(tǒng)設(shè)定下的兩個(gè)水位中的相對(duì)高一點(diǎn)的水位。這里，在操作面板上，用一個(gè)按鈕來(lái)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(guò)程中，洗衣機(jī)筒內(nèi)保持的水位的凹凸，是相對(duì)于高水位來(lái)說(shuō)的，在洗衣機(jī)系統(tǒng)的初始設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)了兩種水位，這個(gè)是相對(duì)比較低的一個(gè)水位，但是同樣可以完成洗衣過(guò)程。在操作面板上，用一個(gè)按鈕來(lái)設(shè)置低水位，按下按鈕表示選擇低水位。須要留意的是，用戶在運(yùn)用中，只能選擇一種水位——高水位或者低水位，但是，但是在實(shí)際生活中，很有可能用戶不當(dāng)心同時(shí)按下了高水位按鈕和低水位按鈕，因此，在設(shè)計(jì)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(jì)成一個(gè)按鈕，按下去的時(shí)候?yàn)楦咚?，不按則是低水位。須要說(shuō)明的是，高水位的選擇必需在用戶起先一次洗衣之前完成。6.標(biāo)準(zhǔn)按鈕標(biāo)準(zhǔn)按鈕用來(lái)設(shè)置洗衣機(jī)洗衣服的模式，當(dāng)按下標(biāo)準(zhǔn)按鈕時(shí)，選擇了標(biāo)準(zhǔn)模式，洗衣機(jī)自動(dòng)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模式洗衣服。7.柔軟按鈕柔軟按鈕用來(lái)設(shè)置洗衣機(jī)洗衣服的模式，當(dāng)按下柔軟按鈕時(shí)，選擇了柔軟模式，洗衣機(jī)自動(dòng)依據(jù)柔軟模式洗衣服。在洗洗衣機(jī)衣服的模式中，標(biāo)準(zhǔn)和柔軟是兩種相對(duì)的概念，標(biāo)準(zhǔn)比柔軟的洗衣要猛烈一些。同樣地，與高、低水位的選擇一樣，用戶只能同時(shí)選擇一種模式，因此，也須要在設(shè)計(jì)中考慮到標(biāo)準(zhǔn)與柔軟模式的互鎖。也可以將標(biāo)準(zhǔn)與柔軟按鈕設(shè)計(jì)成一個(gè)按鈕，按下去時(shí)為柔軟模式，不按下去則為標(biāo)準(zhǔn)模式。須要說(shuō)明的是，標(biāo)準(zhǔn)模式與柔軟模式的選擇必需在用戶一起先洗衣之前完成。8.高水位探測(cè)器高水位探測(cè)器用來(lái)檢測(cè)洗衣機(jī)水位是否已經(jīng)達(dá)到了高水位。采納數(shù)字量輸出式水位探測(cè)器這樣就可以干脆將高水位探測(cè)器的輸出干脆送到PLC主機(jī)的數(shù)字量輸入端口上。9.低水位探測(cè)器低水位探測(cè)器用來(lái)檢測(cè)洗衣機(jī)水位是否已經(jīng)達(dá)到了低水位。采納數(shù)字量輸出式水位探測(cè)器這樣就可以干脆將低水位探測(cè)器的輸出干脆送到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(lái)限制洗衣機(jī)的進(jìn)水。當(dāng)然洗衣機(jī)須要外界進(jìn)水時(shí)，PLC主機(jī)發(fā)出限制信號(hào)，進(jìn)水電磁閥會(huì)打開(kāi)，水自動(dòng)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(shí)，PLC主機(jī)發(fā)出信號(hào)自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)水電池閥，同時(shí)限制洗衣機(jī)進(jìn)入下一個(gè)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)限制洗衣機(jī)電機(jī)的正轉(zhuǎn)。可以干脆用PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口來(lái)連接電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器，在洗衣機(jī)洗衣服的過(guò)程中，電機(jī)會(huì)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)同時(shí)輪番進(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)限制洗衣機(jī)電機(jī)的反轉(zhuǎn)?？梢愿纱嘤肞LC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口來(lái)連接電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器，在洗衣機(jī)洗衣服的過(guò)程中，電機(jī)會(huì)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)同時(shí)輪番進(jìn)行。13.排水離合器排水離合器用于PLC主機(jī)限制洗衣機(jī)機(jī)筒內(nèi)的排放。選用數(shù)字式離合器，可以干脆用PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口來(lái)連接到排水離合器，當(dāng)洗衣機(jī)在完成洗衣或者漂洗后，須要將機(jī)筒內(nèi)的臟水排出機(jī)筒，此時(shí)，PLC主機(jī)發(fā)出限制吩咐打開(kāi)排水離合器，進(jìn)行排水。14.脫水離合器洗衣機(jī)洗衣服的最終一道工序就是對(duì)衣服進(jìn)行脫水，脫水電磁離合器正是用于PLC主機(jī)限制洗衣機(jī)進(jìn)行脫水，脫水須要電機(jī)帶動(dòng)機(jī)筒旋轉(zhuǎn)，有了電磁離合器后，就可以干脆運(yùn)用PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口來(lái)限制電磁離合器，最終達(dá)到限制脫水執(zhí)行電機(jī)的目的。在脫水過(guò)程不涉及電機(jī)的調(diào)速問(wèn)題，因此，用PLC主機(jī)加電磁離合器這樣一種比較覺(jué)得簡(jiǎn)潔的方式就可以完成限制任務(wù)。15.蜂鳴器蜂鳴器用來(lái)指示洗衣機(jī)洗衣過(guò)程中的一些聲音提示。采納工業(yè)用直流供電的蜂鳴器，這樣就可以干脆用PLC主機(jī)的數(shù)字量輸出端口來(lái)限制蜂鳴器。2.3系統(tǒng)配置全自動(dòng)洗衣機(jī)限制系統(tǒng)為單機(jī)限制系統(tǒng)。PLC的輸入點(diǎn)，包括啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、高水位按鈕、低水位按鈕、標(biāo)準(zhǔn)模式按鈕、柔軟模式按鈕、高水位探測(cè)器、低水位探測(cè)器，一共8點(diǎn)；輸出點(diǎn)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(diǎn)。由于點(diǎn)數(shù)不多，考慮20%～30%的余量，選用小型PLC便可實(shí)現(xiàn)，結(jié)合培訓(xùn)站的現(xiàn)有教學(xué)試驗(yàn)條件，本次設(shè)計(jì)選擇西門(mén)子S7-200系列的CPU224型的PLC，可以滿意運(yùn)用需求。它的主要特點(diǎn)是：·14輸入/10輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)?！た蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模版單元，最大可擴(kuò)展至168個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O?！?3KB的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間?！?個(gè)獨(dú)立的30KHZ的高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20KHZ的高速脈沖輸出?！ぞ哂蠵ID限制器。·1個(gè)RS485通信/編程口?！ぞ哂卸帱c(diǎn)接口MPI（MultiPointInterface）通信協(xié)議·具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口PPI(PointtoPointInterface)通信協(xié)議·具有自由通信口·I/O端子排可以很簡(jiǎn)潔地整體拆卸輸入、輸出編程元件地址安排表分別如表2.1:主機(jī)中協(xié)助繼電器安排表如表2.2:表2.1全自動(dòng)洗衣機(jī)中PLC主機(jī)的I/O資源安排名稱電路器件地址編號(hào)說(shuō)明輸入信號(hào)啟動(dòng)按鈕SB1I0.0啟動(dòng)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)模式選擇柔軟模式按鈕SB6I0.5柔軟模式選擇高水位探測(cè)器SQ1I0.6高水位檢測(cè)低水位探測(cè)器SQ2I0.7低水位檢測(cè)輸出信號(hào)進(jìn)水電磁閥KM1Q0.0進(jìn)水限制電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器KM2Q0.1電機(jī)正轉(zhuǎn)限制電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器KM3Q0.2電機(jī)反轉(zhuǎn)限制排水離合器KM4Q0.3排水限制脫水離合器KM5Q0.4脫水限制蜂鳴器KM6Q0.5聲音提示表2.2全自動(dòng)洗衣機(jī)中PLC主機(jī)中協(xié)助繼電器安排名稱地址名稱地址啟動(dòng)、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(guò)程完成M1.2標(biāo)準(zhǔn)模式M0.3漂洗高水位探測(cè)M1.3柔軟模式M0.4漂洗低水位探測(cè)M1.4蜂鳴器M0.5漂洗1分鐘M1.5洗滌高水位探測(cè)M0.6漂洗10分鐘M1.6洗滌低水位探測(cè)M0.7漂洗過(guò)程完成M1.7電機(jī)正轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)器1M2.0電機(jī)正轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)器2M2.12.4限制面板全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)必需在滿意上述功能以外，還須要考慮外觀設(shè)計(jì)、造型等方面。尤其是在洗衣機(jī)的手動(dòng)限制操作面板上，必需符合人機(jī)界面的基本要求。設(shè)計(jì)全自動(dòng)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(hào)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(gè)洗衣過(guò)程完成的提示；啟動(dòng)、停止、高水位、低水位、標(biāo)準(zhǔn)、柔軟等為手動(dòng)限制按鈕，用來(lái)人為手動(dòng)地輸入一些限制信號(hào)。圖2.4全自動(dòng)洗衣機(jī)操作面板在實(shí)際中，操作面板一般位于洗衣機(jī)的上表面，須要在設(shè)計(jì)的時(shí)候加入更多的特性化平面設(shè)計(jì)元素，并且操作面板往往與限制器不放置在一起，這就須要考慮線路布線的問(wèn)題。2.5PLC外部接線圖 依據(jù)PLC主機(jī)的I/O資源安排以及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(shuō)明如下：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，低水位按鈕連至PLC主機(jī)的輸入口I0.3。（3）標(biāo)準(zhǔn)模式選擇按鈕連至PLC主機(jī)的輸入口I0.4，柔軟模式選擇按鈕連至PLC主機(jī)的輸入口I0.5。（4）高水位探測(cè)器連至PLC主機(jī)的輸入口I0.6，低水位探測(cè)器連至PLC主機(jī)的輸入口I0.7。2．輸出口（1）PLC主機(jī)輸出口Q0.0限制進(jìn)水電磁閥。（2）PLC主機(jī)輸出口Q0.1限制電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器。（3）PLC主機(jī)輸出口Q0.2限制電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器。（4）PLC主機(jī)輸出口Q0.3限制排水離合器。（5）PLC主機(jī)輸出口Q0.4限制脫水離合器。（6）PLC主機(jī)輸出口Q0.5限制蜂鳴器。PLC主機(jī)的外部接線圖如圖2.5。圖2.5外部接線圖2.6限制系統(tǒng)流程圖全自動(dòng)洗衣機(jī)限制系統(tǒng)的具體工作過(guò)程如下：1.按下啟動(dòng)按鈕，洗衣機(jī)電源導(dǎo)通，打算進(jìn)入洗滌狀態(tài)。2.用戶設(shè)置水位凹凸，以及洗衣模式（標(biāo)準(zhǔn)模式或柔軟模式）。3.洗衣機(jī)打開(kāi)進(jìn)水電磁閥，起先從外界輸入水。4.水位探測(cè)器檢測(cè)到水已經(jīng)到位，起先洗滌。5.電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)依據(jù)設(shè)定的洗衣模式的切換時(shí)間的長(zhǎng)度進(jìn)行輪番工作。6.洗衣始終進(jìn)行10min。7.洗衣機(jī)打開(kāi)排水離合器，起先排水，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(kāi)進(jìn)水電磁閥，起先從外界輸入水。11.水位探測(cè)器檢測(cè)到水位已經(jīng)到位，起先漂洗衣服。12.電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)依據(jù)設(shè)定的洗衣模式的切換時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)行輪番工作。13.洗衣始終進(jìn)行5min。14.洗衣機(jī)打開(kāi)排水離合器起先排水，并且持續(xù)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)限制脫水電磁閥離合器，進(jìn)行脫水，同時(shí)打開(kāi)排水離合器使得脫水出來(lái)的水可以剛好排出洗衣機(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，提示用戶洗衣完成。20.完成洗衣。依據(jù)上述對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)工作過(guò)程的描述，可以設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)限制系統(tǒng)的PLC部分的主流程圖，如圖2.6所示。圖2.6全自動(dòng)洗衣機(jī)主程序流程圖其中，洗滌子過(guò)程的流程圖如圖2.7所示。漂洗子過(guò)程流程圖如圖2.8所示。圖2.7洗滌子過(guò)程流程圖圖2.8漂洗子過(guò)程流程圖在洗滌子過(guò)程與漂洗子過(guò)程中洗衣服的模式有標(biāo)準(zhǔn)模式與柔軟模式之分。其中，標(biāo)準(zhǔn)模式洗衣服的流程圖及柔軟模式洗衣服的流程圖如圖2.9所示。標(biāo)準(zhǔn)模式柔軟模式圖2.9標(biāo)準(zhǔn)模式與柔軟模式流程圖2.7限制系統(tǒng)時(shí)序圖依據(jù)限制系統(tǒng)主程序流程圖可繪畫(huà)出限制系統(tǒng)時(shí)序圖如圖2.10所示。圖2.10限制系統(tǒng)時(shí)序圖第三章性能測(cè)試與分析3.1各個(gè)模塊的調(diào)試為了提高程序調(diào)試的效率，將全自動(dòng)洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)功能分別編寫(xiě)為不同的小程序，分別調(diào)試這些小程序，即可完成對(duì)各個(gè)功能模塊的調(diào)試。首先調(diào)試主程序框架，確認(rèn)主程序能夠依據(jù)不同的條件選擇調(diào)用不同的子程序，調(diào)試時(shí)可以在不同的子程序中操作不同的繼電器線圈來(lái)區(qū)分相應(yīng)的子程序。然后調(diào)試洗滌功能模塊，觀測(cè)高、低水位探測(cè)器工作是否正常；標(biāo)準(zhǔn)、柔軟洗衣子過(guò)程能否被正常調(diào)用；排水離合器工作是否正常。發(fā)覺(jué)問(wèn)題并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試。對(duì)于漂洗功能模塊，調(diào)試過(guò)程同洗滌功能模塊。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(wèn)題進(jìn)行剛好的檢修或更換。最終是調(diào)試柔軟洗衣功能模塊，其調(diào)試過(guò)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(gè)功能模塊的調(diào)試后，就在主程序框架的基礎(chǔ)上，將各個(gè)模塊依次加入，每加入一個(gè)模塊須要進(jìn)行一次調(diào)試，以便于剛好發(fā)覺(jué)問(wèn)題。此系統(tǒng)在整體調(diào)試的過(guò)程中，在主程序的框架上依次