全自动洗衣机优质毕业设计及组态王仿真.doc

PLC在全自动洗衣机控制系统中应用摘 要伴随社会经济发展和科学技术水平提升，全自动化成为肯定发展趋势。全自动洗衣机产生极大方便了大家生活。洗衣机是中国家电业唯一不打价格战行业，经过几年平稳发展，国产洗衣机不管在质量上还是功效上全部和世界领先水平同时。纵观洗衣机市场，高效节能、省水、省电、环境保护型洗衣机一直在市场上占主导地位。PLC优点是：可靠性高，耗电少，适应性强，运行速度快，寿命长等，为了深入提升全自动洗衣机功效和性能，避免传统控制部分弊端，就提出了用PLC来控制全自动洗衣机这个课题。本设计介绍了采取西门子S7-200进行编程而且利用计算机组态软件组态王进行组态监控全自动洗衣机控制系统。本设计全方面讲解了依据全自动洗衣机工作原理，利用PLC对其进行控制，并介绍了具体硬件及软件设计方法，和建立组态监控步骤，最终实现了全自动洗衣机基础功效。关键词：PLC，西门子，洗衣机，自动The application of PLC in the automatic washing machine control systemABSTRACTWith the improvement of socio-economic development and scientific and technological level, the automation has become an inevitable trend. Automatic washing machine is a great convenience to peoples lives. The washing machine is a domestic appliance industry which is the only industry who does not make a price competition, after several years of steady development ,the domestic washing machine has come up with the worlds leading level synchronization in quality and functionality. Throughout the washing machine market, energy efficient, water-saving, energy saving, environment-friendly washing machine has been the market dominated.PLCs advantages are: high reliability, low power consumption, adaptability, speed, long life, etc. In order to improve the functionality and performance of the automatic washing machine further, to avoid some drawbacks of the conventional control, it is proposed to control with PLC the subject of automatic washing machines. This design introduces a Siemens S7-200 programming and PC configuration software configuration to configuration monitoring, automatic washing machine control system. The design fully explain the steps of the automatic washing machine works, using PLC to control itself, and describes the details of the hardware and software design methods, as well as to create a configuration monitoring and eventual realization of the basic functions of the automatic washing machine.KEY WORDS: PLC, Siemens, washing machine, automatic目录前言1第1章 绪论21.1 全自动洗衣机研究背景21.2 全自动洗衣机研究目标和意义21.3 洗衣机发展情况和前景31.4 本课题研究关键内容7第2章 系统硬件设计82.1 全自动洗衣机原理和结构82.1.1 全自动洗衣机总体结构82.1.2 洗涤脱水系统82.1.3 排水和进水系统92.1.4 电动机及传动系统92.2 元件选择92.2.1 输入元件选择92.2.2 输出元件选择102.2.3 电动机选择112.2.4 PLC选择122.3 I/O地址分配表132.3.1 输入地址分配表132.3.2 输出地址分配表142.3.3 内部元件地址分配表152.4 硬件连线图152.4.1 主电路电气原理图152.4.2 I/O外部接线图16第3章 系统软件设计183.1 系统控制要求183.2 系统设计总步骤图183.3 系统程序编写和分析203.3.1 开启停止及进水控制203.3.2 洗衣机洗涤控制213.3.3 排水及脱水控制233.3.4 洗衣机报警控制263.3.5 洗衣机指示灯控制27第4章 硬件软件仿真分析284.1 程序调试284.2 程序仿真28第5章 系统组态设计305.1组态王软件介绍305.2 组态监控设计305.2.1 创建新工程305.2.2 定义I/O设备315.2.3 构建数据词典325.2.4 组态画面建立和动画连接335.3 组态设计运行和调试355.3.1 开启及进水监控365.3.2 正转及反转监控365.3.3 排水及脱水监控385.3.4 报警监控39结论41谢 辞42参考文件43附录44外文资料翻译48前言可编程控制器是以计算机为关键通用自动控制装置，它功效强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。现已广泛应用于工业控制各个领域，它以微处理器为关键，用编写程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，并经过数字量和模拟量输入/输出来控制机械设备或生产过程。PLC可控制编程器是一个数字运算操作电子系统，专为工业环境应用而设计，它采取一类可编程存放器，用于其内部存放程序，实施逻辑运算，次序控制，定时，计数和算数操作等面向用户指令，并经过数字或模拟式输入输出控制多种类型机械或生产产品。全自动洗衣机采取PLC控制系统将大大提升工作效率，适应工作环境。在全自动洗衣机中，洗衣机洗涤、脱水程序是由单片机为中心控制系统工作。首先因为单片机指令系统相对复杂，编写洗涤、脱水程序相对复杂；其次，在设计控制系统硬件时要有多个电路保护装置，如电流保护、电压保护、过载保护、过热保护及欠压保护等等，这么增加了硬件复杂性，隐含较高故障率无形地增加了维修成本费用，在多种控制系统中广泛利用PLC能克服单片机缺点。它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路和通讯联网功效。所以在利用中，硬件也相对简单，提升控制系统可靠性。另外它编程语言也相对简单。本课题关键着重于全自动洗衣机控制，要求洗衣机能实现进水、洗涤、排水、脱水、报警，所采取控制方法操作简单、稳定可靠、维护和维修方便。控制方法确定后投入生产要缩短控制系统设计时间、调试周期，且要降低成本。本课题为智能洗衣机PLC控制，关键介绍了智能洗衣机工作原理，控制系统PLC选型和资源配置，控制系统程序设计和调试，控制系统PLC程序，和用组态王对整个洗衣过程进行仿真模拟，生动表现了洗衣机从进水到报警全部过程。 第1章 绪论1.1 全自动洗衣机研究背景此次设计基于PLC全自动洗衣机控制，本文课题源于市场上洗衣机产品。采取PLC控制开发周期短，开发成本低，能够直接用于工业现场控制。PLC控制含有实时性、信号处理时间短、速度快、更能满足各个领域大、中、小型工业控制项目，可靠性高，丰富I/O卡件，质优价廉，性价比高，安装简单，维修方便，PLC控制能在高粉尘、高噪声、强电磁干扰和温度改变猛烈环境下正常工作。因为它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路和通讯联网功效，所以在使用中，硬件相对简单，编程语言也相对简单，而且测试轻易，维修方便，更能够提升控制系统设计灵活性及控制系统可靠性。本设计以操作简单、使用可靠、维护修理方便作为关键设计方向。1.2 全自动洗衣机研究目标和意义本课题关键着重于全自动洗衣机控制，要求洗衣机能实现进水、洗涤、排水、脱水、报警，所采取控制方法操作简单、稳定可靠、维护和维修方便。控制方法确定后投入生产要缩短控制系统设计时间、调试周期，且要降低成本。传统洗衣机采取继电器控制优点是装置结构简单、价格廉价、抗干扰能力强。不过，这也是随之带来部分问题，如绝大多数控制继电器全部是长久磨损和疲惫工作条件下进行，轻易损坏，而且继电器触点轻易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引发严重后果。在全负荷运载情况下，大继电器将产生大量热及噪声，同时也消耗了大量电能。而且继电器控制系统必需是手工接线、安装，假如有简单改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。这种电路接线多，只适适用于小型控制电路。采取PLC控制比继电器控制好多，我们采取PLC来控制。PLC优点有： 1可靠性高，抗干扰能力强，高可靠性是电气控制设备关键性能。PLC因为采取现代大规模集成电路技术，采取严格生产工艺制造，内部电路采取了优异抗干扰技术，含有很高可靠性。2配套齐全，功效完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小多种规模系列化产品。能够用于多种规模工业控制场所。3易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业工控设备。4系统设计、建造工作量小，维护方便，轻易改造，PLC用存放逻辑替换接线逻辑，大大降低了控制设备外部接线，使控制系统设计及建造周期大为缩短，同时维护也变得轻易起来。更关键是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量生产场所。5体积小，重量轻，能耗低，因为体积小很轻易装入机械内部，是实现机电一体化理想控制设备。1.3 洗衣机发展情况和前景从古到今，洗衣服全部是一项难于逃避家务劳动，而在洗衣机出现以前，对于很多人而言，它并不像田园诗描绘那样充满乐趣，手搓、棒击、冲刷、甩打这些不停反复简单体力劳动，留给人感受常常是：辛劳劳累。1874年，“手洗时代”受到了前所未有挑战有些人发明了木制手摇洗衣机。发明者是美国人比尔布莱克斯。布莱克斯洗衣机结构极为简单，是在木筒里装上6块叶片，用手柄和齿轮传动，使衣服在筒内翻转，从而达成“净衣”目标。这套装置问世，让那些为提升生活效率而冥思苦想人士大受启发，洗衣机改善过程开始大大加紧。1880年，美国又出现了蒸气洗衣机，蒸气动力开始替换人力。以后，水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。到19，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机问世，标志着人类家务劳动自动化开端。电动洗衣机几经完善，在1922年迎来一个崭新洗衣方法“搅拌式”。搅拌式洗衣机由美国玛依塔格企业研制成功。这种洗衣机是在筒中心装上一个立轴，在立轴下端装有搅拌翼，电动机带动立轴，进行周期性正反摆动，使衣物和水流不停翻滚，相互摩擦，以此涤荡污垢。搅拌式洗衣机结构科学合理，受到大家普遍欢迎。不过以后，美国本德克斯航空企业宣告，她们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。这意味着电动洗衣机型式跃上一个新台阶，朝自动化又前进了一大步！直至今日，滚筒式洗衣机在欧美国家仍得到广泛应用。伴随工业化加速，世界各国也加紧了洗衣机研制步伐。首先由英国研制并推出了一个喷流式洗衣机，它是靠筒体一侧运转波轮产生强烈涡流，使衣物和洗涤液一起在筒内不停翻滚，洗净衣物。1955年，在引进英国喷流式洗衣机基础之上，日本研制出独具风格、并流行至今波轮式洗衣机。至此，波轮式、滚筒式、搅拌式在洗衣机生产领域三分天下局面初步形成。20世纪60年代以后，洗衣机在部分发达国家消费市场开始形成系列，家庭普及率快速上升。此间洗衣机在日本发展备受瞩目。60年代日本出现了带干桶双桶洗衣机，大家称之为“半自动型洗衣机”。70年代，生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期，微电脑控制全自动洗衣机横空出世，让人耳目一新。到80年代，“模糊控制”应用使得洗衣机操作更简便，功效更完备，洗衣程序更随人意，外观造型更为时尚进入90年代，因为电机调速技术提升，洗衣机实现了宽范围转速变换和调整，诞生了很多新水流洗衣机。以后，伴随电机驱动技术发展和提升，日本生产出了电机直接驱动式洗衣机，省去了齿轮传动和变速机构，引发了洗衣机驱动方法巨大革命。在中国，因为历史原因，洗衣机工业起步较晚，直到1978年才正式生产家用洗衣机。不过，伴随大家认识发展，尤其是改革开放不停深化，进入80年代后洗衣机工业并没有像部分人预料那样停步不前，而是保持着旺盛发展势头。1983年洗衣机产量由1978年400台飙升到365万台，以后全国各地掀起了大规模技术引进热潮，大约有40多个厂家前后从洗衣机技术优异国日本、英国、法国、意大利、澳大利亚等引进技术60多项。技术引进、吸收和创新，极大地提升了国产洗衣机产业素质和生产能力，缩短了同发达国家之间差距。现在，中国洗衣机年产量约占世界年产量四分之一，居于世界首位。除了在数量和品种上满足中国市场外，还出口到北美、欧洲、东南亚等地，跻身于国际洗衣机市场竞争行列。全自动洗衣机可分为两大类：第一类：电动控制洗衣机，它程序控制器由电动元件组成。第二类：电脑控制洗衣机，它程序控制器由微型计算机组成。电动控制全自动洗衣机是较早出现自动控制类家用电器，其产品类型还属于传统机械产品，是自动控制初级阶段。伴随计算机及微电子技术发展，自动控制系统正在逐步实现硬件化。所以，电动控制洗衣机将逐步退出家电舞台。全自动洗衣机从结构上分有波轮式、搅拌式、滚筒式。现在,中国市场上销售大全部是波轮式和滚筒式，供给最多是波轮式洗衣机。波轮式洗衣机特点是洗净率高,但对衣服磨损很大,伴随大家生活水平不停地提升，丝绸,毛料,羊毛等大量走进一般家庭,厂商又适时地推出了滚筒洗衣机,它最大优点是磨损率小,但洗净率比波轮式低,价格高。洗衣机产品能够分三类：一般型、半自动型和全自动型。一般型和半自动型洗衣机，全部需要人为参与操作，才能完成洗衣、甩干、排水全过程；而全自动洗衣机在整个洗涤、甩干、排水过程中，无需人为操作和监控。中国外洗衣机品牌有海尔、小天鹅、荣事达、松下、惠而浦水仙、LG熊猫、西门子、日立好用。洗衣机是中国家电业唯一不打价格战行业，经过几年平稳发展，国产洗衣机不管在质量上还是功效上全部和世界领先水平同时。纵观省会洗衣机市场，高效节能、省水、省电、环境保护型洗衣机一直在市场上占主导地位。 洗衣机不管在质量、技术、功效还是在外观上面，谁能靠近于为大家生活服务这一专题，谁就能得到长足进步和发展。以后一段时间，以下多个洗衣机将是市场和消费者最爱。 高度自动化：从最初单桶洗衣机到双桶、套桶洗衣机、全自动洗衣机，再到智能全模糊控制洗衣机。总而言之，每一次技术进步全部极大地推进了洗衣机自动化程度提升。 品种多样化：波轮式、滚筒式和仿生搓洗式洗衣机满足了不一样偏好消费者需求。 节能和健康化：现在消费者在节能方面对家电提出了更高要求，对于健康型洗衣机更是大家趋之若骛首选。 大容量和微型化：大容量洗衣机满足了大家洗大件衣物需求。同时，微型化洗衣机也备受青睐，如市场上出现1.5千克、2.5千克不等海尔小小神童洗衣机，能够满足少许衣物即时洗需要。 组合化：荣事达集团最近推出子母分洗式洗衣机，恰好迎合了这部分消费者需求，它大桶容量为5.5千克，小桶容量为2.5公升，两桶并列，缩小了较大一部分空间，而且含有些人工智能模糊控制功效。满足了不一样衣物分开洗、大量衣物同时洗、小件衣物即时洗需求，开创了健康洗涤新概念，深受消费者喜爱，组合化另一个表现就是把洗涤、漂洗、脱水和烘干功效集于一身。 在以后一个时期内，家用电动洗衣机产品性能质量将是企业竞争焦点，开发新型产品是竞争获胜关键手段。以后，家用电动洗衣机将朝着多功效、节电、节水方向发展。节电、节水是以后中国家用电动洗衣机发展主流。现在，中国正在修订国家标准GB4288已将用电量、用水量指标列入了其考评关键指标。另外，为了引导消费和指导洗衣机制造企业设计和制造，新国家标准GB4288将洗净比、用电量、用水量、噪声、含水率、寿命这6个关键性能指标进行分等级考评，即以上6个指标分别分为A、B、C、D4个等级。消费者可依据自己需要选择不一样等级产品。1.4 本课题研究关键内容 本课题需研制出可靠性高、易于操作全自动洗衣机控制方法，该系统采取PLC控制，关键包含电动机正反转控制、离合器控制、进排水电磁阀控制、循环控制、保护和联锁。研究具体内容包含：1. 深入了解洗衣机发展、结构及控制要求。2. 控制系统设计。包含硬件设计，PLC选择，各硬件模块介绍，软件设计，编程方法。3. 对编写好编译程序进行实际调试。4用组态王软件对系统进行仿真。 第2章 系统硬件设计2.1 全自动洗衣机原理和结构2.1.1 全自动洗衣机总体结构全自动洗衣机在结构上大致可分为3中类型，即波轮式，滚筒式和搅拌式。中国洗衣机在结构上关键有波轮式和滚筒式两类，产品类型以波轮式为主，其它类型为辅，外形结构图图2-1所表示。图2-1全自动洗衣机外形结构图2.1.2 洗涤脱水系统洗涤脱水系统关键由盛水桶，洗涤桶和波轮组成。盛水桶又称为外桶，关键用来盛放洗涤液。盛水桶固定在钢制底板上，经过4根吊杆悬挂在洗衣机箱体上。电动机，离合器，排水阀等部件全部装在桶底下面。洗涤桶又称为脱水桶或离心桶，也称为内桶，它关键功效是用来盛放衣物，在洗涤时配合波轮完成洗涤功效，在脱水时便成为离心式脱水桶。波轮是全自动洗衣机中对衣物产生机械作用关键部件。按波轮形状来分，基础上有小波轮（直径在160mm左右）涡卷式水流和大波轮（直径在300mm左右）新水流两类。2.1.3 排水和进水系统全自动洗衣机进排水系统全部采取了电磁阀控制。为了对桶内水位进行检测和控制，洗衣机上全部安装有水位控制器（水位开关）。全自动套桶洗衣机使用最多水位开关是空气压力式开关，关键有气压传感器装置，控制装置及电触点开关3部分组成，用来监视水位高低。另外电磁阀分进水和排水电磁阀，进水电磁阀是洗衣机上自动进水开关，它受水位开关动断触点控制。而排水电磁阀是全自动洗衣机上自动排水装置，同时还起改变离合器工作状态。进水、排水电磁阀是采取电流流过线圈形成磁场原理，洗衣机电磁阀在进，排水时使用，220V交流电压和电磁阀线圈接通，形成磁场，电磁线圈吸合。自动打开阀门，洗衣机里水就顺着管道流出去了。断电后，电磁阀线圈失去电流，磁场消失，电磁铁松开，阀门自动关闭，洗衣机里水就流不出去了。2.1.4 电动机及传动系统全自动套桶洗衣机电动机及传动系统关键由电动机和离合器组成，离合器又有一般离合器和减速离合器两种。其中一般离合器用在采取小波轮套桶洗衣机上，这种洗衣机在洗涤或漂洗时波轮转速和脱水时离心桶转速相同，现在多种大波轮新水流套桶洗衣机普遍采取减速离合器，它在洗涤，漂洗时波轮转速较慢，而脱水时离心桶转速较快。电动机同时作为洗涤和脱水时动力源，普遍采取主，副绕组完全对称电容式电动机。因为通常全自动套桶洗衣机额定洗涤容量较大，所以电动机功率较大。2.2 元件选择2.2.1 输入元件选择依据要求，能够选择4个按钮(SB)作为程序选择和暂停，选择三个位置开关（SQ）作为高、中、低水位输入。1按扭（SB）按钮是一个人工控制主令电器。关键用来公布操作命令，接通或开断控制电路，控制机械和电气设备运行。按钮工作原理很简单，对于常开触头,在按钮未被按下前,电路是断开,按下按钮后,常开触头被连通,电路也被接通；对于常闭触头，在按钮未被按下前，触头是闭合，按下按钮后，触头被断开，电路也被分断。其恰好能够作为开启和停止洗衣机工作按钮。2位置开关（SQ）位置开关，称限位开关，是一个将机器信号转换为电气信号，以控制运动部件位置或行程自动控制电器。是一个常见小电流主令开关。在电气控制系统中，位置开关作用是实现次序控制、定位控制和位置状态检测。一类为以机械行程直接接触驱动，作为输入信号行程开关和微动开关；另一类为以电磁信号（非接触式）作为输入动作信号靠近开关。2.2.2 输出元件选择 1继电器（KM）电磁继电器通常由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成。只要在线圈两端加上一定电压，线圈中就会流过一定电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引作用下克服返回弹簧拉力吸向铁芯，从而带动衔铁动触点和静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧反作用力返回原来位置，使动触点和原来静触点（常闭触点）释放。这么吸合、释放，从而达成了在电路中导通、切断目标。 2电磁阀（YV）电磁阀是用电磁控制工业设备，用在工业控制系统中调整介质方向、流量、速度和其它参数。电磁阀能够配合不一样电路来实现预期控制，而控制精度和灵活性全部能够确保。电磁阀有很多个，不一样电磁阀在控制系统不一样位置发挥作用，最常见是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调整阀等。而在本设计中，可用来控制洗衣机进水和排水等动作。3指示灯（HL）用来显示洗衣机实时工作情况，使用户一目了然。选择4个指示灯分别用作电源指示（表示洗衣机电源已接通，等候选择以全自动、单排水、单脱水三者中那种工作方法运行）、全自动运行指示、单排水指示、单脱水指示。对于洗衣机运行指示选择24V指示灯便可。2.2.3 电动机选择选择Y132M-4型异步电动机，相关参数为：额定功率为7.5kW、额定电压为220V、额定电流为15.4A、额定转速为1440rpm（r/min）功率原因为0.85、效率为87%。因为洗衣机容量为300kg，其负载转矩理论上为：式中：TL为负载转矩，Nm；F为力，N；r为圆心到力有效距离，m；，D为圆柱直径，设为两米，因为圆柱类物体其重力在数学微积分算得在其半径二分之一处，所以，为重力加速度。而电动机输出转矩为：输出转矩比负载转矩大，所表示能带动，同时有一定余量，是考虑到传动装置、摩擦等原因要有一定阻转矩。异步电动机转速和变频器频率关系计算：同时转速：转差率：转速和频率关系：所以，转速N和频率f1对应关系如表2-1所表示。表2-1 频率和转速关系异步电动机转速（r/min）40706008001200异步电动机转速（r/min）1.332.3320.0026.6840.022.2.4 PLC选择1. I/O点数统计I/O点数是PLC一项关键指标。合理选择I/O点数既可使系统满足控制要求，又可使系统总投资最低。考虑到以后调整和扩充，通常应在估量总点数上再加上20%30%备用量。该系统有11个数字输入点10个数字输出点，具体输入输出如表2-2所表示。表2-2 I/O点数统计表输入点输出点开启按扭进水电磁阀停止按扭排水电磁阀水位选择开关（高水位）洗涤电动机正转继电器水位选择开关（中水位）洗涤电动机反转继电器水位选择开关（低水位）脱水桶手动排水开关报警器手动脱水开关运行指示灯高水位传感器高水位指示灯中水位传感器中水位指示灯低水位传感器低水位指示灯水排空传感器2. I/O容量估量PLC常见内存有EPROM、EEPROM和带锂电池供电RAM。通常微型和小型PLC存放容量是固定，介于12KB之间。用户应用程序占用多少内存和很多原因相关，如I/O点数、控制要求、运算处理量、程序结构等。所以在程序设计之前只能粗略地估算。依据经验，每个I/O点及相关功效元件占用内存量大致以下：开关量输入元件：1020B/点开关量输出元件：510B/点定时器/计数器：2B/个模拟量：100150B/个通信接口：一个接口通常需要300B以上依据上面算出总字节数再考虑增加25%左右备用量，就可估算出用户程序所需内存容量，从而选择适宜PLC内存。该系统有11个数字输入点10个数字输出点，需内存280B，有定时器6个，计时器2个，需内存16B，考虑余量后需要内存370B。3. CPU选择PLC功效日益强大，通常PLC全部含有开关量逻辑运算、定时、计数、数据处理等基础功效，有些PLC还可扩展多种特殊功效模块，如通信模块、位置控制模块等，选型时可考虑以下几点：功效和任务相适应，PLC处理速度应满足实时控制要求、PLC结构合理、机型统一、在线编程和离线编程选择。该控制系统CPU模块可采取CPU-226（AC/DC/继电器）模块，它可控制整个系统根据控制要求有条不紊地进行。同时因为该模块采取交流220V供电，而且自带14个数字量输入点和10个数字量输出点，完全能满足全自动洗衣机控制系统要求，所以不再需要另外电源模块、数字量和输出模块。2.3 I/O地址分配表2.3.1 输入地址分配表依据系统要求，输入地址分配如表2-3所表示。表2-3 输入地址分配表名称符号地址开启按钮SB1I0.0停止按钮SB2I0.1高水位按钮SB3I0.2中水位按钮SB4I0.3低水位按钮SB5I0.4手动排水开关ST1I0.5手动脱水开关ST2I0.6高水位传感器ST3I0.7中水位传感器ST4I1.0低水位传感器SB6I1.1排空检测开关SB7I1.22.3.2 输出地址分配表依据系统要求，输出地址分配如表2-4所表示。表2-4 输出地址分配表名称符号地址进水电磁阀YV1Q0.0排水电磁阀YV2Q0.1洗涤电动机正转继电器KM1Q0.2洗涤电动机反转继电器KM2Q0.3脱水KM3Q0.4报警HAQ0.5运转指示灯HL1Q0.7高水位指示灯HL2Q1.0中水位指示灯HL3Q1.1低水位指示灯HL3Q1.22.3.3 内部元件地址分配表全制动洗衣机控制时，需用到PLC内部计时器和计数器对其进行过程控制，现对控制中要用到内部位元件地址分配表归纳如表2-5所表示。表2-5 内部地址分配表定时器/计时器对应作用T37 进水暂停计时T38正洗计时T39正洗暂停计时T40反转计时T41反转暂停计时T42脱水计时T43报警计时C50正反洗循环计数C51大循环计数2.4 硬件连线图2.4.1 主电路电气原理图图中KM1，KM2代表2个继电器“正转”、“反转”，为控制电动机电源方向两个继电器组，它们线圈分别和PLC输出端Q0.2、Q0.3相连，受控于PLC输出信号。其中正转组和反转组是经过变频器限制后接入电动机，所以，改变变频器参数就能够改变洗涤时速度。而脱水继电器组直接和电源和电动机相连，这么，当洗衣机处于脱水状态时，电动机按额定转速工作。其中加入了不少电气保护元件，假如出现突发情况，如短路、短路等时，能够保护其它电气元件不会因为突发情况而损坏，具体主电路电气原理图图2-2所表示。图2-2 主电气原理图2.4.2 I/O外部接线图洗衣机要实现衣服洗涤和脱水，就要经过上述动作来实现，而这些动作能够经过PLC控制来实现。同时加上开关和按钮，数码管显示器，蜂鸣报警器和欠电压检测保护电路等，就能够形成完整PLC控制系统。经过软件编程达成对整个洗衣过程进行检测控制和用户交互，外部接线图图2-3所表示。图2-3 PLC外部接线图第3章 系统软件设计3.1 系统控制要求依据设计说明书，系统控制要求以下：(1) 开启时开始进水；(2) 水满(即水位达成高水位)时，PLC停止进水后，并开始洗涤正转；(3) 正转14S后暂停；(4) 暂停3S后开始洗涤反转；(5) 反转15S后暂停；(6) 暂停3S后，若正、反转未满3次时，返回从正洗开始动作；(7) 若正、反洗涤满3次时则开始排水；(8) 水位下降到低水位时开始脱水并继续排水；(9) 脱水10S即完成一次从进水到排水大循环过程；(10)若未完成3次大循环，则返回从进水全部动作，进行下次大循环；(11)若完成3次大循环，则进行洗完报警，报警10S后自动停机。3.2 系统设计总步骤图洗衣机工作步骤由进水、洗衣、排水和脱水4个过程组成。在半自动洗衣机中，这四个过程分别用对应按钮开关来控制。自动洗衣机进水、洗衣、排水和脱水是经过水位开关、电磁进水阀和电磁排水阀配合进行控制，从而实现自动控制。全自动洗衣机正常运行时，从选择水位，按下开启按扭，开始进水直到水满（即水位达成高水位）时停止进水开始洗涤正转，洗涤时，正转15秒，停3秒，然后反转15秒，停3秒，如此循环3次，开始排水，水位下降到低水位时开始脱水并继续排水，脱水10秒，开始清洗，反复以上过程，清洗3遍，清洗完成，报警10秒并自动停机。根据以上工作步骤，作出全自动洗衣机正常运行工作步骤图图3-1所表示。图3-1 系统设计总步骤图3.3 系统程序编写和分析3.3.1 开启停止及进水控制 当按下开启按钮I0.0时，开启输出Q0.0和辅助继电器M0.1得电。本洗衣机分3个水位，在选择水位以后，进水电磁阀得电工作，洗衣机开始进水。当水位抵达预设水位时，水位限位开关动作，停止进水，准备开始洗涤。指令为：LDM1.3AT43OSM0.1OM0.0OI0.1ANM0.1=M0.0LDI0.2OI0.3OI0.4LDI0.0AM0.0LDM1.2ANC51OLDALDOM0.1ANI0.1ANM0.2=M0.1=Q0.0=Q0.0LDI0.2AI0.7LDI0.3AI1.0OLDLDI0.4AI1.1OLDAM0.1OM0.2ANM0.3=M0.2TONT37, +1梯形图图3-2所表示。图3-2 洗衣机开启进水梯形图3.3.2 洗衣机洗涤控制当水位达成预设水位时，洗衣机开始正转，正转15S后，暂停3S，然后开始反转，反转15S后，暂停3S，并开始循环正转反转动作，假如循环未满3次，则重新反复正转反转动作，假如循环满3次，则进入排水脱水步骤。指令为：LDM0.2AT37LDM0.7ANC50OLDOM0.3ANI0.1ANM0.4=M0.3LDM0.3=Q0.2TONT38,+150LDM0.3AT38OM0.4ANM0.5=M0.4TONT39,+30LDM0.4AT39OM0.5ANI0.1ANM0.6=M0.5LDM0.5=Q0.3TONT40,+150LDM0.5AT40OM0.6ANM0.7=M0.6TONT41,+30LDM0.6AT41OM0.7ANM1.0ANM0.3=M0.7LDM0.7LDM1.0CTUC50,+3梯形图图3-3所表示。图3-3 衣机洗涤控制梯形 3.3.3 排水及脱水控制当洗衣机正反转满3次循环后，洗衣机排水电磁阀得电，排水阀门打开，开始排水，当水位达成低水位时，排空检测按钮闭合，洗衣机开始脱水并排水，脱水10S后，洗衣机返回进水并重新开始洗涤，如此循环3次。指令为：LDM0.7AC50OM1.0ANM1.1ANI0.1=M1.0LDM0.0AI0.5OQ0.1OM1.1OM1.0ANT42ANI0.1=Q0.1LDM1.0AI1.2OM1.1ANM1.2ANI0.1=M1.1LDM1.1OQ0.4ANT42OI0.6LPSANI0.1=Q0.4LPPTONT42,+100LDM1.1AT42OM1.2ANM1.3ANM0.1=M1.2LDM1.2LDM1.3CTUC51, +3梯形图图3-4所表示。图3-4洗衣机排水脱水控制梯形图3.3.4 洗衣机报警控制当清洗步骤完成3次以后，洗衣机进行洗完报警，报警10S后结束全部过程，自动关机。指令为：LDC51AM1.2OM1.3ANM0.0=M1.3LDM1.3OQ0.5LDM0.0AQ0.1AT42OLDANT43=Q0.5TONT43, +100LDQ0.5EDOM1.4=M1.4LDI0.0OM1.5ANM1.4=M1.5=Q0.7梯形图图3-5所表示。图3-5 洗衣机报警梯形图3.3.5 洗衣机指示灯控制选择低水