電氣畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于PLC控制全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì),電氣,畢業(yè)設(shè)計(jì),基于,plc,控制,節(jié)制,全自動(dòng),洗衣機(jī),設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 系 專(zhuān)業(yè) 年 月 日 設(shè)計(jì)（論文）題目 基于PLC控制自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 選題目的和意義： 洗衣機(jī)是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的一種家電，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的家用電器。在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也十分廣泛，本課題在于工業(yè)用洗衣機(jī)的研究，工業(yè)洗衣機(jī)適用于洗滌棉、毛、化纖、絲綢等衣物織品。水磨洗滌機(jī)可用于服裝廠水洗牛仔服及絲綢等衣物。工業(yè)用洗衣機(jī)適用于賓館、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(duì)洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度的要求了。洗衣機(jī)需要更好地滿足人們的需求，必須借助于自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。而隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，用PLC作為控制器，就能很好地滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)對(duì)自動(dòng)化的要求，并且控制方式靈活多樣，控制模式可以根據(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。 工業(yè)洗衣機(jī)主要特點(diǎn)：　　 ⑴ 工業(yè)洗衣機(jī)采用臥室滾筒型,工業(yè)洗衣機(jī)的內(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(duì)織物的磨損小且無(wú)損傷,機(jī)器使用壽命長(zhǎng)；　　 ⑵ 工業(yè)洗衣機(jī)內(nèi)筒門(mén)蓋均裝有不銹鋼安全鎖緊機(jī)構(gòu),外筒門(mén)蓋上設(shè)有電器互鎖裝置,運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠；　　 ⑶ 工業(yè)洗衣機(jī)采用三角膠帶傳動(dòng),振動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、經(jīng)久耐用。 ⑷ 工業(yè)洗衣機(jī)專(zhuān)業(yè)用于服裝廠，水洗廠，賓館，酒店，醫(yī)院，工礦企業(yè)等。 主要研究?jī)?nèi)容： 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是利用西門(mén)子S7-200PLC對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)控制，掌握STEP7-Micro/KINGVIEW組態(tài)王的組態(tài)理論和組態(tài)方法，制作整個(gè)洗衣過(guò)程監(jiān)控界面，對(duì)電動(dòng)機(jī)及其他設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在實(shí)現(xiàn)以上全部功能的前提下，再對(duì)監(jiān)控界面的控制功能作進(jìn)一步研究，監(jiān)控界面的控制功能就是不在現(xiàn)場(chǎng)的情況下，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行控制。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： 本次設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)是以工業(yè)使用為目的，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。要想在相對(duì)惡劣的條件下長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，就需要洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定耐用，從而達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)收益。但是，對(duì)于控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，能達(dá)到如此的地步，就需要相當(dāng)?shù)募夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這樣來(lái)說(shuō)，成本就將大幅度提高。 作為工業(yè)用途的洗衣機(jī)，其過(guò)高的成本可以憑借其出色的性能所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)彌補(bǔ)。 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)定的性能受到廣大工業(yè)生產(chǎn)者的好評(píng)。這種控制系統(tǒng)具有極高的可靠性和靈活性。應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，當(dāng)然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(lái)的成果越來(lái)越明顯。 綜上，本次設(shè)計(jì)的工業(yè)用途洗衣機(jī)控制系統(tǒng)將由PLC可編程序控制器來(lái)作為主要組成部分。 完成設(shè)計(jì)（論文）的條件、方法及措施： 本次設(shè)計(jì)的控制系統(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(guò)這些數(shù)字信號(hào)的輸出以及其他控制電路的受控行為來(lái)指揮供電電路給電動(dòng)機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)了對(duì)模擬洗衣機(jī)的控制。 控制電路的組成主要包括：可編程序控制器、繼電器組和連接電路（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(kāi)合直接控制電源電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)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。 指導(dǎo)教師的意見(jiàn)及建議： 簽名： 年 月 日 注：1.此表前五項(xiàng)由學(xué)生填寫(xiě)后交指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)，否則不得開(kāi)題； 2.此表作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)分的依據(jù)。 3 摘 要 本文介紹了采用可編程控制器（PLC）作為核心控制部件，并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行組態(tài)監(jiān)控的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。文章介紹了洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)，對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上提出了基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制方案，并對(duì)方案進(jìn)行了論證，根據(jù)洗衣機(jī)的工作原理，設(shè)計(jì)了流程及程序，對(duì)按鈕，繼電器，開(kāi)關(guān)，變頻器等其它一些輸入/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。由于洗滌，排水，脫水的時(shí)間均由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。具有智能化程度高、安全可靠、方便、靈活等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：PLC；全自動(dòng)洗衣機(jī)；變頻器；繼電器 Abstract This article used programmable controller PLC to realize the washer completely automatic control, explained the PLC control principle method, the characteristic and controlled the washer the characteristic. The article during introduction washer structure, carries on the analysis to the completely automatic washer control system, proposed in this foundation based on the PLC completely automatic washer control plan, and has carried on the proof to the plan, has carried on the design according to the washer principle of work to the procedure and the flow, has the intellectualized degree high, safe reliable and so on the characteristics. To the button, the relay, the switch, the frequency changer and so on other some I/O spot carries on the control, realized the washer to wash clothes the process automation. Because spreads every time lavation, draining water, dehydrated time by PLC in counter control, so long as therefore the change counter parameter may change the time. Keywords: Programmable Logic Controller; The automatic process; converter; control relay 目 錄 1 緒論 1 1.1 選題的背景意義 1 1.2 洗衣機(jī)的發(fā)展歷史 1 1.3 自動(dòng)控制的應(yīng)用領(lǐng)域 3 1.4 本次畢設(shè)主要研究的內(nèi)容 3 2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 4 2.1 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 4 2.2 控制系統(tǒng)的組成 4 3 硬件的理論與設(shè)計(jì) 6 3.1 硬件設(shè)計(jì) 6 3.2 可編程序控制器 7 3.2.1 可編程控制器的基本概念與基本結(jié)構(gòu) 7 3.2.2 可編程控制器的基本特點(diǎn) 8 3.2.3 S7-200系列PLC 8 3.2.4 PLC接線圖 9 3.2.5 開(kāi)關(guān)量I/O模塊的選擇 10 3.2.6 可編程序控制器I/O分配表 12 3.3 繼電器 14 3.3.1 繼電器簡(jiǎn)介 14 3.3.2 繼電器組的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)的功能 14 3.4 變頻器的使用及參數(shù)設(shè)定 15 4 軟件介紹 16 4.1 STEP7編程軟件安裝 16 4.1.1 安裝條件 16 4.1.2 安裝步驟 16 4.2 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 18 5 程序設(shè)計(jì) 20 5.1 T型圖程序設(shè)計(jì) 20 5.1.1 程序流程圖 20 5.1.2 梯形圖重點(diǎn)程序段落分析 20 5.2 組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì) 23 5.2.1 變量的定義 23 5.2.2 界面的設(shè)計(jì) 24 5.2.3 重點(diǎn)的幾個(gè)參數(shù)設(shè)定 24 5.2.4 組態(tài)界面對(duì)可編程序邏輯控制器的寫(xiě)入 27 致 謝 29 參考文獻(xiàn) 30 附錄Ⅰ 參數(shù)表 31 附錄Ⅱ 程序清單 32 4 1 緒論 本章闡述了畢業(yè)論文選題的背景意義、洗衣機(jī)的發(fā)展歷史以及自動(dòng)化控制在工業(yè)生產(chǎn)和生活中所體現(xiàn)的應(yīng)用價(jià)值，包括目前的應(yīng)用范圍及發(fā)展的前景。 1.1 選題的背景意義 洗衣機(jī)是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的一種家電，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的家用電器。在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也十分廣泛，本課題在于工業(yè)用洗衣機(jī)的研究，工業(yè)洗衣機(jī)適用于洗滌棉、毛、化纖、絲綢等衣物織品。水磨洗滌機(jī)可用于服裝廠水洗牛仔服及絲綢等衣物。工業(yè)用洗衣機(jī)適用于賓館、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(duì)洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度的要求了。洗衣機(jī)需要更好地滿足人們的需求，必須借助于自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。而隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，用PLC作為控制器，就能很好地滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)對(duì)自動(dòng)化的要求，并且控制方式靈活多樣，控制模式可以根據(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。 工業(yè)洗衣機(jī)主要特點(diǎn)：　　 ⑴ 工業(yè)洗衣機(jī)采用臥室滾筒型,工業(yè)洗衣機(jī)的內(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(duì)織物的磨損小且無(wú)損傷,機(jī)器使用壽命長(zhǎng)；　　 ⑵ 工業(yè)洗衣機(jī)內(nèi)筒門(mén)蓋均裝有不銹鋼安全鎖緊機(jī)構(gòu),外筒門(mén)蓋上設(shè)有電器互鎖裝置,運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠；　　 ⑶ 工業(yè)洗衣機(jī)采用三角膠帶傳動(dòng),振動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、經(jīng)久耐用。 ⑷ 工業(yè)洗衣機(jī)專(zhuān)業(yè)用于服裝廠，水洗廠，賓館，酒店，醫(yī)院，工礦企業(yè)等。 1.2 洗衣機(jī)的發(fā)展歷史 從古到今，洗衣服都是一項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)，而在洗衣機(jī)出現(xiàn)以前，對(duì)于許多人而言，它并不像田園詩(shī)描繪的那樣充滿樂(lè)趣，手搓、棒擊、沖刷、甩打……這些不斷重復(fù)的簡(jiǎn)單的體力勞動(dòng)，留給人的感受常常是：辛苦勞累。 1874年，“手洗時(shí)代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)——有人發(fā)明了木制手搖洗衣機(jī)。發(fā)明者是美國(guó)人比爾·布萊克斯。布萊克斯的洗衣機(jī)構(gòu)造極為簡(jiǎn)單，是在木筒里裝上6塊葉片，用手柄和齒輪傳動(dòng)，使衣服在筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到“凈衣”的目的。這套裝置的問(wèn)世，讓那些為提高生活效率而冥思苦想的人士大受啟發(fā)，洗衣機(jī)的改進(jìn)過(guò)程開(kāi)始大大加快。 1880年，美國(guó)又出現(xiàn)了蒸汽洗衣機(jī)，蒸汽動(dòng)力開(kāi)始取代人力。 之后，水力洗衣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。到1911年，美國(guó)試制成功世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)。電動(dòng)洗衣機(jī)的問(wèn)世，標(biāo)志著人類(lèi)家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開(kāi)端。 電動(dòng)洗衣機(jī)幾經(jīng)完善，在1922年迎來(lái)一種嶄新的洗衣方式“攪拌式”。攪拌式洗衣機(jī)由美國(guó)瑪依塔格公司研制成功。這種洗衣機(jī)是在筒中心裝上一個(gè)立軸，在立軸下端裝有攪拌翼，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)立軸，進(jìn)行周期性的正反擺動(dòng)，使衣物和水流不斷翻滾，相互摩擦，以此滌蕩污垢。攪拌式洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，受到人們的普遍歡迎。不過(guò)10年之后，美國(guó)本德克斯航空公司宣布，他們研制成功第一臺(tái)前裝式滾筒洗衣機(jī)，洗滌、漂洗、脫水在同一個(gè)滾筒內(nèi)完成。這意味著電動(dòng)洗衣機(jī)的型式躍上一個(gè)新臺(tái)階，朝自動(dòng)化又前進(jìn)了一大步！直至今日，滾筒式洗衣機(jī)在歐美國(guó)家仍得到廣泛應(yīng)用。 隨著工業(yè)化的加速，世界各國(guó)也加快了洗衣機(jī)研制的步伐。首先由英國(guó)研制并推出了一種噴流式洗衣機(jī)，它是靠筒體一側(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)波輪產(chǎn)生的強(qiáng)烈渦流，使衣物和洗滌液一起在筒內(nèi)不斷翻滾，洗凈衣物。1955年，在引進(jìn)英國(guó)噴流式洗衣機(jī)的基礎(chǔ)之上，日本研制出獨(dú)具風(fēng)格、并流行至今的波輪式洗衣機(jī)。至此，波輪式、滾筒式、攪拌式在洗衣機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域三分天下的局面初步形成。 20世紀(jì)60年代以后，洗衣機(jī)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的消費(fèi)市場(chǎng)開(kāi)始形成系列，家庭普及率迅速上升。此間洗衣機(jī)在日本的發(fā)展備受矚目。60年代的日本出現(xiàn)了帶干桶的雙桶洗衣機(jī)，人們稱(chēng)之為“半自動(dòng)型洗衣機(jī)”。70年代，生產(chǎn)出波輪式套桶全自動(dòng)洗衣機(jī)。70年代后期，微電腦控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)橫空出世，讓人耳目一新。到80年代，“模糊控制”的應(yīng)用使得洗衣機(jī)操作更簡(jiǎn)便，功能更完備，洗衣程序更隨人意，外觀造型更為時(shí)尚……進(jìn)入90年代，由于電機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機(jī)。此后，隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與提高，日本生產(chǎn)出了電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)式洗衣機(jī)，省去了齒輪傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)，引發(fā)了洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的巨大革命。 1.3 自動(dòng)控制的應(yīng)用領(lǐng)域 現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求做出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，可編程控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLC（Programmable Logic Controller）正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。 PLC的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，當(dāng)然PLC?在其他領(lǐng)域也得到了迅速的發(fā)展。 在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，PLC已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門(mén)，隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在我國(guó)有越來(lái)越多的行業(yè)領(lǐng)域開(kāi)始應(yīng)用到PLC。PLC的應(yīng)用領(lǐng)域主要有數(shù)字量邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、閉環(huán)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)等幾個(gè)方面。 1.4 本次畢設(shè)主要研究的內(nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是利用西門(mén)子S7-200PLC對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)控制，掌握STEP7-Micro/KINGVIEW組態(tài)王的組態(tài)理論和組態(tài)方法，制作整個(gè)洗衣過(guò)程監(jiān)控界面，對(duì)電動(dòng)機(jī)及其他設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。在實(shí)現(xiàn)以上全部功能的前提下，再對(duì)監(jiān)控界面的控制功能作進(jìn)一步研究，監(jiān)控界面的控制功能就是不在現(xiàn)場(chǎng)的情況下，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行控制。 2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 本段落將介紹所設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)整體結(jié)構(gòu)，給出控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的框圖，并附文字說(shuō)。介紹流程、工作方式及工作特點(diǎn)。 2.1 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 本次設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)是以工業(yè)使用為目的，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。要想在相對(duì)惡劣的條件下長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，就需要洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定耐用，從而達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)收益。但是，對(duì)于控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，能達(dá)到如此的地步，就需要相當(dāng)?shù)募夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這樣來(lái)說(shuō)，成本就將大幅度提高。 作為工業(yè)用途的洗衣機(jī)，其過(guò)高的成本可以憑借其出色的性能所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)彌補(bǔ)。 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)定的性能受到廣大工業(yè)生產(chǎn)者的好評(píng)。這種控制系統(tǒng)具有極高的可靠性和靈活性。應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，當(dāng)然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(lái)的成果越來(lái)越明顯。 綜上，本次設(shè)計(jì)的工業(yè)用途洗衣機(jī)控制系統(tǒng)將由PLC可編程序控制器來(lái)作為主要組成部分。 2.2 控制系統(tǒng)的組成 本次設(shè)計(jì)的控制系統(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(guò)這些數(shù)字信號(hào)的輸出以及其他控制電路的受控行為來(lái)指揮供電電路給電動(dòng)機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)了對(duì)模擬洗衣機(jī)的控制。 控制電路的組成主要包括：可編程序控制器、繼電器組和連接電路（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(kāi)合直接控制電源電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)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。 圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 在圖2.1中可以看出，對(duì)供電電路的控制是本次設(shè)計(jì)的最終目的，也就是說(shuō)，繼電器的開(kāi)合為控制電路的主要?jiǎng)幼?。模擬洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)是滿足工業(yè)380V三相電源的交流異步電動(dòng)機(jī)，要想改變電動(dòng)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。 3 硬件的理論與設(shè)計(jì) 本章將給出本次設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)電路原理圖和各個(gè)主要器件的具體介紹和說(shuō)明。原理圖中包括了供電回路圖和控制回路圖。元器件除PLC以外還包括了繼電器組和變頻器等。 3.1 硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)的整體思路就是通過(guò)PLC輸出的數(shù)字信號(hào)控制繼電器組，達(dá)到控制電路的目的。如圖3.1： 圖3.1 圖中“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“脫水”為控制電動(dòng)機(jī)電源方向的三個(gè)繼電器組，它們的線圈分別與PLC的輸出端“ Q0.2”“Q0.3”“Q0.4”相連，受控于PLC的輸出信號(hào)。其中正轉(zhuǎn)組和反轉(zhuǎn)組是通過(guò)變頻器的限制后接入電動(dòng)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(dòng)機(jī)相連，這樣，當(dāng)洗衣機(jī)處于脫水狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)按額定轉(zhuǎn)速工作。所以，在演示時(shí)轉(zhuǎn)速會(huì)和洗滌漂洗有所區(qū)別。 3.2 可編程序控制器 3.2.1 可編程控制器的基本概念與基本結(jié)構(gòu) 隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)擴(kuò)展到了幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域。 ⑴ 可編程控制器的基本概念 國(guó)際電工委員會(huì)對(duì)PLC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(zhuān)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(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)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(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)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(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 ⑵ 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) CPU 模塊 輸入模塊 輸出模塊 輸出 電源 電源 開(kāi)關(guān) 可編程控制器 PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程裝置組成，如圖1-1所示。PLC的特殊功能模塊用來(lái)完成某些特殊的任務(wù)。 圖3.2可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)圖 ⑴ CPU模塊 CPU模塊主要由微處理器（CPU芯片）和存儲(chǔ)器組成。在PLC控制系統(tǒng)中，CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不斷地采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來(lái)儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù)。 ⑵ I/O模塊 輸入（Input）模塊和輸出（Output）模塊簡(jiǎn)稱(chēng)I/O模塊它們是聯(lián)系系統(tǒng)外部設(shè)備和CPU模塊的橋梁。 ⑶ 編程器 編程器用來(lái)生成用戶程序，并用它進(jìn)行編輯、檢查、修改和監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行情況。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(chǎng)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，并且可以實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言之間的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后通過(guò)PC/PPI電纜可以下載到PLC中去，也可以將PLC當(dāng)中的程序上傳到計(jì)算機(jī)當(dāng)中來(lái)。 ⑷ 電源 PLC一般使用AC 220V電源或DC 24V電源。內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為各種模塊提供不同電壓等級(jí)的直流電源。 3.2.2 可編程控制器的基本特點(diǎn) 可編程控制器具有編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)大、性價(jià)比高、硬件配套齊全，用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少、維護(hù)工作量小、維護(hù)方便、體積小、能耗低等特點(diǎn)。 3.2.3 S7-200系列PLC 西門(mén)子公司的SIMATIC S7-200系列屬于小型PLC，可以用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可以用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。由于它有極強(qiáng)的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作用。 S7-200的可靠性非常高，可以用語(yǔ)句表、梯形圖和功能塊圖編程。它的指令豐富，簡(jiǎn)單易學(xué)，內(nèi)置有高速計(jì)數(shù)器、告訴脈沖輸出和PID控制器等特殊功能，最大可以擴(kuò)展到248點(diǎn)數(shù)字量I/O或35路模擬量I/O，最多有30多KB的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 S7-200提供了近10種通訊方式以滿足不同的應(yīng)用需求，從RS-485通信/編程接口通訊到自由口模式通訊，從PPI協(xié)議通訊到MPI協(xié)議通訊，從簡(jiǎn)單的S7-200之間的通訊到S7-200通過(guò)Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)通訊，甚至到S7-200通過(guò)以太網(wǎng)通訊。在網(wǎng)絡(luò)需求已日益成為必要的今天，強(qiáng)大的通訊無(wú)疑會(huì)使S7-200為更多用戶服務(wù)。 3.2.4 PLC接線圖 圖3.2 3.2.5 開(kāi)關(guān)量I/O模塊的選擇 ⑴ 開(kāi)關(guān)量輸入模塊的選擇 開(kāi)關(guān)量輸入模塊是用來(lái)接收現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的開(kāi)關(guān)信號(hào)，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部接受的低電壓信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)、外信號(hào)的電氣隔離。 開(kāi)關(guān)量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流／直流輸入三種類(lèi)型。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)和周?chē)h(huán)境因素等。直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短，還可以直接與接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等電子輸入設(shè)備連接；交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。 開(kāi)關(guān)量輸入模塊的輸入信號(hào)的電壓等級(jí)有：直流5V、12V、24V、48V、60V等；交流110V、220V等。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來(lái)考慮。一般5V、12V、24V用于傳輸距離較近場(chǎng)合，如5V輸入模塊最遠(yuǎn)不得超過(guò)10米。距離較遠(yuǎn)的應(yīng)選用輸入電壓等級(jí)較高的模塊。 開(kāi)關(guān)量輸入模塊主要有匯點(diǎn)式和分組式兩種接線方式，即匯點(diǎn)式和分組式。匯點(diǎn)式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊所有輸入點(diǎn)共用一個(gè)公共端（COM）；而分組式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊是將輸入點(diǎn)分成若干組，每一組（幾個(gè)輸入點(diǎn)）有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的。分組式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊價(jià)格較匯點(diǎn)式的高，如果輸入信號(hào)之間不需要分隔，一般選用匯點(diǎn)式的。 對(duì)于選用高密度的輸入模塊(如32點(diǎn)、48點(diǎn)等)，應(yīng)考慮該模塊同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)一般不要超過(guò)輸入點(diǎn)數(shù)的60％。 為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須考慮輸入門(mén)檻電平的大小。門(mén)檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn)，具體可參閱PLC說(shuō)明書(shū)。 ⑵ 開(kāi)關(guān)量輸出模塊的選擇 開(kāi)關(guān)量輸出模塊是將PLC內(nèi)部低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)外部輸出設(shè)備的開(kāi)關(guān)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)外信號(hào)的電氣隔離。 開(kāi)關(guān)量輸出模塊有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式。 繼電器輸出的價(jià)格便宜，既可以用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，又可用于直流負(fù)載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降小，同時(shí)承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，但其屬于有觸點(diǎn)元件，動(dòng)作速度較慢（驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，觸點(diǎn)動(dòng)作頻率不得超過(guò)1HZ）、壽命較短、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場(chǎng)合。 對(duì)于頻繁通斷的負(fù)載，應(yīng)該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無(wú)觸點(diǎn)元件。但晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載，而晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。 開(kāi)關(guān)量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式。 分組式輸出是幾個(gè)輸出點(diǎn)為一組，一組有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的，可分別用于驅(qū)動(dòng)不同電源的外部輸出設(shè)備；分隔式輸出是每一個(gè)輸出點(diǎn)就有一個(gè)公共端，各輸出點(diǎn)之間相互隔離。選擇時(shí)主要根據(jù)PLC輸出設(shè)備的電源類(lèi)型和電壓等級(jí)的多少而定。一般整體式PLC既有分組式輸出，也有分隔式輸出。 開(kāi)關(guān)量輸出模塊的輸出電流(驅(qū)動(dòng)能力)必須大于PLC外接輸出設(shè)備的額定電流。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際輸出設(shè)備的電流大小來(lái)選擇輸出模塊的輸出電流。如果實(shí)際輸出設(shè)備的電流較大，輸出模塊無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)，可增加中間放大環(huán)節(jié)。 選擇開(kāi)關(guān)量輸出模塊時(shí)，還應(yīng)考慮能同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量。同時(shí)接通輸出設(shè)備的累計(jì)電流值必須小于公共端所允許通過(guò)的電流值，如一個(gè)220V／2A的８點(diǎn)輸出模塊，每個(gè)輸出點(diǎn)可承受2A的電流，但輸出公共端允許通過(guò)的電流并不是16A(8×2A)，通常要比此值小得多。一般來(lái)講，同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不要超出同一公共端輸出點(diǎn)數(shù)的60％。 開(kāi)關(guān)量輸出模塊的技術(shù)指標(biāo)，它與不同的負(fù)載類(lèi)型密切相關(guān)，特別是輸出的最大電流。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會(huì)降低，在實(shí)際使用中也應(yīng)注意。 3.2.6 可編程序控制器I/O分配表 表3.1I/O分配表 符號(hào) 地址 注釋 1 啟動(dòng)信號(hào) I0.0 SD IN 2 停止信號(hào) I0.1 ST IN 3 排水信號(hào) I0.2 SP IN 4 水位上限位信號(hào) I0.3 SL1 IN 5 水位下限位信號(hào) I0.4 SL2 IN 6 進(jìn)水閥輸出 Q0.0 YV1 OUT 7 排水閥輸出 Q0.1 YV2 OUT 8 正轉(zhuǎn)輸出 Q0.2 MZ OUT 9 反轉(zhuǎn)輸出 Q0.3 MF OUT 10 脫水輸出 Q0.4 TS OUT 11 報(bào)警輸出 Q0.5 BJ OUT 12 顯示編碼A輸出 Q0.6 A OUT 13 顯示編碼B輸出 Q0.7 B OUT 14 顯示編碼C輸出 Q1.0 C OUT 15 顯示編碼D輸出 Q1.1 D OUT 16 M啟動(dòng) M1.0 SD 17 M停止 M1.1 ST 18 M排水 M1.2 SP 19 M水位上限位 M1.3 SL1 20 M水位下限位 M1.4 SL2 21 M進(jìn)水 M2.0 YV1 22 M排水 M2.1 YV2 23 M正轉(zhuǎn) M2.2 MZ 24 M反轉(zhuǎn) M2.3 MF 25 M脫水 M2.4 TS 26 M報(bào)警 M3.0 BJ 27 洗滌標(biāo)志位 M4.0 28 漂洗標(biāo)志位 M4.1 29 脫水標(biāo)志位 M4.2 30 報(bào)警標(biāo)志位 M4.3 31 洗滌完成標(biāo)志位 M4.4 32 漂洗完成標(biāo)志位 M4.5 33 電機(jī)正轉(zhuǎn)定時(shí)器 T137 34 電機(jī)反轉(zhuǎn)定時(shí)器 T138 35 電機(jī)脫水定時(shí)器 T139 36 報(bào)警定時(shí)器 T140 37 洗滌計(jì)數(shù)器 C0 38 漂洗計(jì)數(shù)器1 C1 39 漂洗計(jì)數(shù)器2 C2 3.3 繼電器 3.3.1 繼電器簡(jiǎn)介 繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱(chēng)為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為“常閉觸點(diǎn)”。 3.3.2 繼電器組的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)的功能 在本次設(shè)計(jì)中，對(duì)繼電器的使用較為突出，原理是利用可編程序控制器的24V直流信號(hào)來(lái)控制繼電器線圈，實(shí)現(xiàn)由可控制的按預(yù)定程序?qū)?關(guān)斷的380V三相電源給電動(dòng)機(jī)供電。 本次使用的繼電器模塊由三組三聯(lián)裝共九個(gè)繼電器組成，每組繼電器完成一個(gè)功能。可分為：正轉(zhuǎn)控制組，反轉(zhuǎn)控制組及脫水控制組?？刂凭€圈與PLC的輸出口相連，電動(dòng)機(jī)高壓電源通過(guò)變頻器以后與繼電器“常開(kāi)引腳”相連，公共端接地。它們的開(kāi)合直接由可編程序控制器輸出的離散信號(hào)控制。即當(dāng)洗衣機(jī)處在洗滌過(guò)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(kāi)，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(dòng)機(jī)供電，此時(shí)電動(dòng)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(guò)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(kāi)，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(dòng)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(dòng)機(jī)供電，此時(shí)電動(dòng)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(guò)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(kāi)，此時(shí)，三相電源按預(yù)定順序接入，電源直接接入電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)按額定轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)。 3.4 變頻器的使用及參數(shù)設(shè)定 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(wèn)題，并且需要實(shí)現(xiàn)在洗衣機(jī)全自動(dòng)的過(guò)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(lái)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(gè)過(guò)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(guò)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(duì)外部端子的點(diǎn)動(dòng)控制。 表3.2 變頻器參數(shù)設(shè)定 序號(hào) 變頻器參數(shù) 出廠值 設(shè)定值 功能說(shuō)明 1 P0304 230 380 電動(dòng)機(jī)的額定電壓( 380V ) 2 P0305 3.25 0.35 電動(dòng)機(jī)的額定電流( 0.35A ) 3 P0307 0.75 0.06 電動(dòng)機(jī)的額定功率( 60W ) 4 P0310 50.00 50.00 電動(dòng)機(jī)的額定頻率( 50Hz ) 5 P0311 0 1430 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速( 1430 r/min ) 6 P1000 2 1 用操作面板（BOP）控制頻率的升降 7 P1080 0 0 電動(dòng)機(jī)的最小頻率( 0Hz ) 8 P1082 50 50.00 電動(dòng)機(jī)的最大頻率( 50Hz ) 9 P1120 10 10 斜坡上升時(shí)間( 10S ) 10 P1121 10 10 斜坡下降時(shí)間( 10S ) 11 P0700 2 2 選擇命令源（ 由端子排輸入 ） 12 P0701 1 10 正向點(diǎn)動(dòng) 13 P0702 12 11 反向點(diǎn)動(dòng) 14 P1058 5.00 20 正向點(diǎn)動(dòng)頻率（30Hz） 15 P1059 5.00 20 反向點(diǎn)動(dòng)頻率（20Hz） 16 P1060 10.00 5 點(diǎn)動(dòng)斜坡上升時(shí)間（10S） 17 P1061 10.00 5 點(diǎn)動(dòng)斜坡下降時(shí)間（5S） 4 軟件介紹 4.1 STEP7編程軟件安裝 STEP7是一種比較特殊的專(zhuān)業(yè)軟件，對(duì)安裝有相當(dāng)高的要求，因此對(duì)STEP7的安裝作以介紹。 4.1.1 安裝條件 任何能夠運(yùn)行Windows 95、98、NT、Me、2000或XP操作系統(tǒng)的PC，應(yīng)有100M以上的硬盤(pán)空間，推薦使用最小分辨率為1024×768，小子體。 4.1.2 安裝步驟 第一步：關(guān)閉所有應(yīng)用程序，將光盤(pán)插入光驅(qū)，運(yùn)行光盤(pán)上的“Setup.exe”文件； 第二步：選擇安裝程序界面的語(yǔ)言，默認(rèn)使用英語(yǔ)，也可以選用德語(yǔ)、法語(yǔ)、意大利語(yǔ)等其他語(yǔ)種，如圖4.1所示； 圖4.1 語(yǔ)言的選擇 第三步：輸入用戶信息； 第四步：選擇安裝目的文件夾，它的默認(rèn)路徑為系統(tǒng)盤(pán)：\ProgramFiles\Siemens\STEP7-WIN32，也可選擇其他路徑，但對(duì)于西門(mén)子的這些專(zhuān)用軟件最好選擇默認(rèn)的安裝路徑，因?yàn)槟J(rèn)安裝路徑的指向更方便使用者日后查找先前儲(chǔ)存的文件，或利用WINDOWS系統(tǒng)自帶的公文包管理及存儲(chǔ)更新文檔，如圖1-3所示； 圖4.2 選擇安裝目的文件夾 第五步：選擇所需語(yǔ)言，在需要的語(yǔ)言的前面劃“∨”，可以根據(jù)需要選擇一種或多種語(yǔ)言，此選項(xiàng)與前面不同，所指的是安裝完畢后本軟件在何種語(yǔ)言環(huán)境下為使用者服務(wù)。默認(rèn)語(yǔ)言一般為英語(yǔ)。如果在安裝時(shí)沒(méi)有注意到，使用者也可在安裝完畢后在程序的設(shè)置中尋找語(yǔ)言種類(lèi)選項(xiàng)，如圖4.3所示； 圖4.3選擇所需語(yǔ)言 第六步：安裝過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)“Set PG/PC Interface”窗口，單擊“OK”，完成安裝，如圖1-5所示； 圖4.4 Set PG/PC Interface窗口 4.2 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 組態(tài)王開(kāi)發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)正以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)，它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開(kāi)放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對(duì)下連接控制層，對(duì)上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，且在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開(kāi)發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問(wèn)題：畫(huà)面、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫(huà)。通過(guò)對(duì)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(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān)控畫(huà)面，有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫(huà)面，并以動(dòng)畫(huà)方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等，可便利的生成各種報(bào)表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。 “組態(tài)王”軟件存于一張光盤(pán)上。光盤(pán)上的安裝程序Install.exe程序會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，啟動(dòng)組態(tài)王安裝過(guò)程向?qū)А? “組態(tài)王”的安裝步驟如下：在光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中插入“組態(tài)王”軟件的安裝盤(pán)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)Install.exe安裝程序，如圖3.5所示。(用戶也可通過(guò)光盤(pán)中的Install.exe啟動(dòng)安裝程序)? 圖4.5自動(dòng)運(yùn)行安裝程序 點(diǎn)擊“安裝組態(tài)王程序”按鈕，將自動(dòng)安裝“組態(tài)王”軟件到用戶的硬盤(pán)目錄，并建立應(yīng)用程序組。首先彈出對(duì)話框： 圖4.6開(kāi)始安裝 點(diǎn)擊下一步進(jìn)入安裝過(guò)程 圖4.7目錄選擇 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。 圖4.8驅(qū)動(dòng)程序選擇 選擇一系列驅(qū)動(dòng)程序，在方框中打“V”則系統(tǒng)會(huì)安裝驅(qū)動(dòng)。 5 程序設(shè)計(jì) 5.1 T型圖程序設(shè)計(jì) 5.1.1 程序流程圖 圖5.1 5.1.2 梯形圖重點(diǎn)程序段落分析 圖5.2 圖5.3 如圖5.2及5.3所示程序段落，vw416和vw412是從組態(tài)軟件中定義的兩個(gè)具有選擇作用的寄存器，當(dāng)其中任意一個(gè)為“1”時(shí)，就將預(yù)設(shè)的參數(shù)“5”“25”或“10”“50”寫(xiě)入洗滌計(jì)數(shù)器和電機(jī)正反轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)器中。通過(guò)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。 圖5.4 圖5.5 以上圖5.4和5.5為正轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)器和洗滌計(jì)數(shù)器，將由寄存器寫(xiě)入?yún)?shù)。 圖5.6 圖5.7 在洗滌過(guò)程中，由T37和T38計(jì)算正反轉(zhuǎn)時(shí)間，既當(dāng)這兩個(gè)計(jì)時(shí)器其中一個(gè)達(dá)到預(yù)定參數(shù)時(shí)，T37或T38啟動(dòng)，接通另一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。也就是說(shuō)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。 圖5.8 圖5.8所示為洗滌完成時(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(dòng)，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(méi)有達(dá)到上限時(shí)，M進(jìn)水閥置位，開(kāi)始進(jìn)水。 5.2 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(gè)模擬自動(dòng)控制過(guò)程，豐富了畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，更會(huì)體現(xiàn)出對(duì)學(xué)生考核的全面性及綜合性。 5.2.1 變量的定義 圖5.9變量的定義過(guò)程 在利用組態(tài)軟件的編輯過(guò)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(lèi)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(huì)訪問(wèn)到操作系統(tǒng)的時(shí)鐘。在定義變量的過(guò)程中，應(yīng)將從PLC中直接input\output的信號(hào)變量定義為離散型信號(hào)，如啟動(dòng)，正反轉(zhuǎn)等。而在自動(dòng)控制過(guò)程中調(diào)用從預(yù)先寫(xiě)入寄存器內(nèi)的參數(shù)時(shí)，應(yīng)將此類(lèi)信號(hào)變量設(shè)置為整型變量，如強(qiáng)洗，弱洗，洗滌次數(shù)等等。 5.2.2 界面的設(shè)計(jì) 圖5.10界面的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的界面比較簡(jiǎn)陋，沒(méi)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(dòng)畫(huà)。圖中正/反轉(zhuǎn)實(shí)為文本，會(huì)在監(jiān)控自動(dòng)控制過(guò)程中隨PLC正/反轉(zhuǎn)信號(hào)閃爍，平時(shí)定義為隱含。 另外，圖中按鈕多數(shù)不能操控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(guò)程之前選擇，會(huì)改變洗滌強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)多段選擇。具體實(shí)現(xiàn)方法會(huì)在下節(jié)說(shuō)明。 5.2.3 重點(diǎn)的幾個(gè)參數(shù)設(shè)定 定義參數(shù)： 圖5.11洗衣機(jī)的水位參數(shù) 選擇變量參數(shù)： 圖5.12反應(yīng)器參數(shù) 10格每秒，共100格，底色為黃色，藍(lán)色代表水。 圖5.13多邊線（水管）的參數(shù)設(shè)置 管道水流動(dòng)畫(huà)設(shè)置為流動(dòng)效果，由PLC離散信號(hào)控制，或給水或供排水。 圖5.14排水管的變量參數(shù) 以排水管為例，設(shè)置管道變量參數(shù)。 圖5.15模擬演示 上圖并為與PLC相連，設(shè)置給水管道為離散變量，單獨(dú)與水罐相連，進(jìn)入演示畫(huà)面，測(cè)試結(jié)果如圖3.12所示，動(dòng)畫(huà)連接成功。 5.2.4 組態(tài)界面對(duì)可編程序邏輯控制器的寫(xiě)入 在本次設(shè)計(jì)任務(wù)中，在不對(duì)PLC重新下載程序的情況下完成對(duì)強(qiáng)/弱洗的自由切換。即需要在運(yùn)行洗滌過(guò)程時(shí)完成強(qiáng)/弱洗的區(qū)分?？梢詮奶菪螆D中的幾個(gè)V寄存器中選擇性提取已經(jīng)設(shè)置好的兩個(gè)不同周期不同次數(shù)的洗滌過(guò)程參數(shù)。 從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，這個(gè)組態(tài)界面不僅僅是監(jiān)控全自動(dòng)洗衣過(guò)程的上位機(jī)，而且是能夠通過(guò)V寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)與PLC相互通訊的目的，從而完成了任務(wù)目標(biāo)。 圖5.16寄存器 圖3.13所示，VW412和VW416即為選擇強(qiáng)/弱洗得兩個(gè)按鈕，由它們控制的是寄存器VW432和VW436，通過(guò)儲(chǔ)存不同的設(shè)定值用于后期的調(diào)用，來(lái)處理強(qiáng)弱洗選擇問(wèn)題。 致 謝 隨著畢業(yè)日子的到來(lái)，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過(guò)幾周的奮戰(zhàn)我的設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做課程設(shè)計(jì)以前覺(jué)得課程設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在此要感謝我們的指導(dǎo)張軍老師對(duì)我們悉心的照顧，感謝老師給我們的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 參考文獻(xiàn) [1] 廖常初. 可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)（第四版）. 重慶大學(xué)出版社, 2002 [2] 蔣金周. 全自動(dòng)洗衣機(jī)的PC智能控制. 機(jī)電一體化 [3] 吳存宏. 淺談PLC在全自動(dòng)洗衣機(jī)中運(yùn)用. 家用電器科技，2000 [4] 謝克明、夏路易. 可編程控制器原理與程序設(shè)計(jì). 電子工業(yè)出版社 [5] 自動(dòng)化網(wǎng)論壇. 全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制 附錄Ⅰ 參數(shù)表 附錄Ⅱ 程序清單 49