全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 摘要 自從全自動(dòng)洗衣機(jī)誕生以來(lái)，其內(nèi)部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進(jìn)。設(shè)計(jì)方法也開(kāi)始多種多樣，從而使全自動(dòng)洗衣機(jī)顯得更加智能化。 可編程控制器(PLC)以微處理器為核心，普遍采用依據(jù)繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣原理圖編制的梯形圖語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，編程容易，功能擴(kuò)展方便，修改靈活,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)。西門子可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴(kuò)充設(shè)備，有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備更是符合全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求與特點(diǎn) 。 本文選擇西門子可編程控制器S7-200為核心部件，著重進(jìn)行硬件接口設(shè)計(jì)，利用梯形圖和語(yǔ)句表進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化。 【關(guān)鍵

2、詞】： PLC 洗衣機(jī)控制 自動(dòng)化 摘 要.2目 錄 . 3第一章 緒論.4 1.1全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)目的和意義 . 4 1.2全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)項(xiàng)目發(fā)展 . 4 1.3全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)原理 . 5第二章 可編程控制器PLC.8 2.1可編程序控制器概述 . 8 2.2可編程控制器的特點(diǎn) . 8 2.3可編程控制器的應(yīng)用與發(fā)展 . 10 2.4可編程控制器的編程語(yǔ)言 . 12 2.5 基本邏輯指令系統(tǒng) . 15 第三章 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置.18 3.1 PLC型號(hào)選擇及接線 . 18 3.2 PLC模塊功能端子說(shuō)明 . 19第四章 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和工作原理.

3、21 4.1 編程軟件 . 21 4.2 程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置 . 21 4.3 全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)程序 . 23 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與檢修.33 5.1調(diào)試與檢測(cè) . 33 謝 辭 . 35 參考文獻(xiàn)： . 36 第一章 緒論 1.1全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)目的和意義 全自動(dòng)洗衣機(jī)以其固有的優(yōu)點(diǎn)還是贏得了很多的消費(fèi)者的信賴，應(yīng)用而生，它將是現(xiàn)在到未來(lái)的星星產(chǎn)品，所以有必要開(kāi)發(fā)和改善現(xiàn)有的全自動(dòng)洗衣機(jī)。 應(yīng)用最先進(jìn)的科技技術(shù) ，投入最少的資金，你便擁有了更廣闊的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而現(xiàn)在PLC價(jià)格也在下降，所以可以應(yīng)用該產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)，從而達(dá)到自動(dòng)化控制，更多的贏得消費(fèi)者的青睞傳統(tǒng)的基于繼電器的控

4、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PLC控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的編程語(yǔ)言容易掌握，是電控人員熟悉的梯形語(yǔ)言，使用術(shù)語(yǔ)依然是繼電器一類術(shù)語(yǔ)，大部分與繼電器觸頭的連接相對(duì)應(yīng)，使電控人員一目了然其另一優(yōu)點(diǎn)是專門應(yīng)用手工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制裝置，再系統(tǒng)軟硬件上采用抗干擾措施。當(dāng)工作程序需

5、要改變時(shí)，只需改變PLC的內(nèi)部，驚醒重新編程而無(wú)需對(duì)外圍進(jìn)行重新改動(dòng)從這些方面突出了使用PLC控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的優(yōu)越性1.2全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)項(xiàng)目發(fā)展 全自動(dòng)洗衣機(jī)就是將洗衣的全過(guò)程(泡浸-洗滌-漂洗-脫水)預(yù)先設(shè)定好N個(gè)程序,洗衣時(shí)選擇其中一個(gè)程序,打開(kāi)水龍頭和啟動(dòng)洗衣機(jī)開(kāi)關(guān)后洗衣的全過(guò)程就會(huì)自動(dòng)完成,洗衣完成時(shí)由蜂鳴器發(fā)出響聲。 目前市場(chǎng)上出售的全自動(dòng)洗衣機(jī)大體分為三類。 發(fā)明最早的是前置式側(cè)開(kāi)門滾筒式洗衣機(jī)，這種洗衣機(jī)是歐洲發(fā)明的，擅長(zhǎng)洗滌真絲、棉毛等面料，不纏繞無(wú)磨損，在洗滌時(shí)保證衣物不受損害，而且有良好的加溫措施。但也有它不好的一面，由于不纏繞無(wú)磨損洗滌方式等因素，這種洗衣機(jī)洗滌時(shí)間長(zhǎng)

6、、洗凈度差、用水用電量大，是其它洗衣機(jī)的幾倍，尤其是采用了不銹鋼內(nèi)筒，產(chǎn)生的噪音較大。這種洗衣機(jī)適用于生活水平較高，穿著大體以真絲、純毛、棉毛之類較高檔的面料為主，而且更換衣服較勤的家庭 發(fā)明最晚的洗衣機(jī)是亞洲人發(fā)明的波輪上開(kāi)門洗衣機(jī)。市場(chǎng)上有多種品牌，如“小天鵝”、“海棠”、“榮事達(dá)”等，這種洗衣機(jī)的特點(diǎn)是洗滌時(shí)間短，用水量小，洗凈度高，是滾筒式的很多倍，由于內(nèi)筒是塑料材料制成，噪音小，而且上開(kāi)蓋，能使洗滌液反復(fù)利用，價(jià)格也比較經(jīng)濟(jì)。這種洗衣機(jī)適用于居住在綠化較差，空氣塵埃量較大，平均每2至3天換一次衣服的家庭，主要以洗凈度為主，服裝面料以化纖、腈綸為主。另外一種是美洲人發(fā)明的“攪拌式”洗衣

7、機(jī)，由于美洲風(fēng)沙比較大，人們主要穿著牛仔服裝之類粗厚面料的服裝，所以他們適用攪拌式洗衣機(jī)，這種洗衣機(jī)洗凈度非常高，是波輪式洗衣機(jī)的十幾倍，但由于洗凈度和磨損率成正比，所以很損傷衣物，這種洗衣機(jī)市場(chǎng)上很少見(jiàn)1.3全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)原理1. 全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié) 全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。 2全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作流程全自動(dòng)洗衣機(jī)的單循環(huán)工作流程示意圖如圖1-2所示。 開(kāi)始 開(kāi)始 開(kāi)始 開(kāi)始 進(jìn)水 洗滌 排水 脫水 結(jié)束 圖1-2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的單循環(huán)工作流程示意圖3全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理 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

8、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。排水按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。 第二章 可編程控制器PLC2.1 可編程序控制器概述 可編程序控制器(Programmable

9、Controller)通常也可簡(jiǎn)稱為可編程控制器,英文縮寫(xiě)為PC或PLC,是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它具有體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、靈活通用、維護(hù)方便的一系列的優(yōu)點(diǎn)，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工作環(huán)境的能力，更是得到了用戶的好評(píng)，因而在冶金、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域中的到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）2.2可編程控制器的特點(diǎn) 1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 現(xiàn)代PLC采用了集成度很高的微電子器件，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成，其可靠程度是使用機(jī)械觸點(diǎn)

10、的繼電器所無(wú)法比較的。為了保證PLC能在惡劣的工業(yè)環(huán)璄下可靠工作，在其設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中采取了一系列硬件和軟件主面的抗干擾措施。硬件主面采取的主要措施有：1) 隔離-PLC的輸入、輸出接口電路一般都采用光電耦合器來(lái)傳遞信號(hào)，這種光電隔措施使外部電路與PLC內(nèi)部之間完全避免了電的聯(lián)系，有效的抑制了外部的干擾源對(duì)PLC的影響，還可防止外部強(qiáng)電竄入內(nèi)部CPU。2) 濾波-在PLC電路電源和輸入、輸出(I/O)電路中設(shè)置多種濾波電路，可有效抑制高頻干擾信號(hào)。3) 在PLC內(nèi)部對(duì)CPU供電電源采取屏蔽、穩(wěn)壓、保護(hù)等措施，防止干擾信號(hào)通過(guò)供電電源進(jìn)入PLC內(nèi)部，另外各個(gè)輸入、輸出（I/O）接口電路的電源彼此

11、獨(dú)立，以避免電源之間的互相干擾。4) 內(nèi)部設(shè)置連鎖、環(huán)璄檢測(cè)與診斷等電路，一旦發(fā)生故障，立即報(bào)警。5) 外部采用密封、防塵、抗振的外殼封裝結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)惡劣的工作環(huán)璄。在軟件方面采取的主要措施有：1) 設(shè)置故障檢測(cè)與診斷程序，每次掃描都對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)、用戶程序、工作環(huán)璄和故障進(jìn)行檢測(cè)與診斷，發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)后，立即自動(dòng)做出相應(yīng)的處理，以適應(yīng)惡劣的工作環(huán)璄。2) 2) 對(duì)用戶程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備,以保障停電后有相關(guān)狀態(tài)及信息人不會(huì)因此而丟失。采用以上抗干擾措施后，一般PLC的抗電平干擾強(qiáng)度可達(dá)峰值1000V，脈寬10US，其平均無(wú)故障時(shí)間可高達(dá)30-50萬(wàn)小時(shí)以上。2.編程簡(jiǎn)單易學(xué) PLC采用與繼電器控

12、制線路圖非常接近的梯形圖作為編程語(yǔ)言，它既有繼電器電路清淅直觀的特點(diǎn)，又充分考慮到電氣工人和技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣，對(duì)于使用者來(lái)說(shuō)，幾乎不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此，易學(xué)易懂，程序改變也容易修改。3.功能完善，適應(yīng)性強(qiáng) 目前PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和模塊化，不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算及數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控等功能。它能根椐實(shí)際需要，方便靈活地組裝成大小各異、功能不一的控制系統(tǒng)：既可控制一臺(tái)單機(jī)、一條生產(chǎn)線、以可以控制一個(gè)機(jī)群、多條生產(chǎn)線；既可以現(xiàn)場(chǎng)控制，以可以遠(yuǎn)程控制。針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如交流或直流、開(kāi)關(guān)量或模擬量、電流或電

13、壓、脈沖或電位、強(qiáng)電或弱電等，PLC都有相應(yīng)的I/O接口模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制器件和設(shè)備直接連接，用戶可以根據(jù)需要方便地進(jìn)行配置，組成實(shí)用、緊湊的控制系統(tǒng)。4.使用簡(jiǎn)單，調(diào)試維修方便 PLC的接線極其方便，只需將產(chǎn)生輸入信號(hào)的設(shè)備（按鈕、開(kāi)關(guān)等）與PLC的輸入端子連接，將接收輸出信號(hào)的被控設(shè)備（如接觸器、電磁閥等）與的輸出端子連接，僅用螺絲刀即可完成全部接線工作。PLC的用戶程序可在實(shí)驗(yàn)室摸擬調(diào)試，輸入信號(hào)用開(kāi)關(guān)來(lái)摸擬，輸出信號(hào)可以觀察PLC的發(fā)光二極管。調(diào)試后再將PLC在現(xiàn)場(chǎng)安裝通調(diào)。調(diào)試工作量要比繼電器控制系統(tǒng)少得多。 PLC的故障率很低，并且有完善的自診斷功能和運(yùn)行故障指示裝置。一旦發(fā)生故障

14、，可以通過(guò)PLC機(jī)上各種發(fā)光二極管的亮滅狀態(tài)迅速查明原因，排除故障。5.采用先進(jìn)的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便 PLC的各個(gè)部件，包括CPU、電源、I/O（其中也包含特殊功能的I/O）的均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架和電纜將各模塊連接起來(lái)。系統(tǒng)的模塊和規(guī)?？筛鶕?jù)用戶的實(shí)際需求自行組合，這樣便可實(shí)現(xiàn)用戶要求的合理的性能價(jià)格比。6.對(duì)生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)，可進(jìn)行柔性生產(chǎn) PLC實(shí)質(zhì)上就是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其控制操作的功能是通過(guò)軟件變成來(lái)確定的。當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生改變時(shí)，不必改變PLC硬件設(shè)備，只需改變PLC中的程序。這對(duì)現(xiàn)代化的小批量、多品種產(chǎn)品的生產(chǎn)特別適合。2.3可編程控制器的應(yīng)用與發(fā)1.可編程序控制

15、器的應(yīng)用近年來(lái)，隨著微處理器芯片及其有關(guān)元器件的價(jià)格大幅度下降，PLC的成本也隨之下降。與此同時(shí)，PLC的性能卻在不斷完善，功能也在增多增強(qiáng)，使得PLC的應(yīng)用已由早期的開(kāi)關(guān)邏輯發(fā)展到現(xiàn)在工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)PLC的特點(diǎn)，可以將其應(yīng)用形式歸納為如下幾類：（1） 開(kāi)關(guān)邏輯控制。這是PLC的最基本最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。PLC具有強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算能力，可以實(shí)現(xiàn)各種簡(jiǎn)單和復(fù)雜的邏輯控制。（2） 模擬量控制。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，有許多連續(xù)變化的量都是模擬量，而PLC中所處理的是數(shù)字量，為了能接受模擬量輸入和輸出模擬量信號(hào)，PLC中配制有A/D和D/A轉(zhuǎn)化模塊，將現(xiàn)場(chǎng)的模擬量經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化變?yōu)閿?shù)字量，經(jīng)微處理器進(jìn)行處

16、理，數(shù)字量又經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換變成模擬量去控制被控制對(duì)象，這樣就可實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)模擬量的控制。（3） 閉環(huán)過(guò)程控制。（4） 定時(shí)控制。PLC具有定時(shí)控制的功能，它可以為用戶提供幾十甚至上百個(gè)定時(shí)器，其定時(shí)的時(shí)間可以由用戶在編寫(xiě)程序時(shí)設(shè)定，也可以由操作人員在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)編程器進(jìn)行設(shè)定，實(shí)現(xiàn)定時(shí)或延時(shí)的控制。（5） 計(jì)數(shù)控制。計(jì)數(shù)控制也是控制系統(tǒng)不可缺少的，PLC同樣也為用戶提供了幾十個(gè)甚至上百個(gè)定時(shí)器，設(shè)定方式如同定時(shí)一樣。若用戶需要對(duì)頻率較高的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，則可以選擇高速技術(shù)模塊。（6） 順步控制。在工業(yè)控制中，采用PLC實(shí)現(xiàn)順序控制，可以由移位寄存器和步進(jìn)指令編寫(xiě)程序，也可以采用順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語(yǔ)言

17、順序功能圖SFC編寫(xiě)程序，使得PLC在實(shí)現(xiàn)按照事件或輸入狀態(tài)的順序控制相應(yīng)輸出時(shí)更加容易。（7） 數(shù)據(jù)處理。現(xiàn)代PLC都具有數(shù)據(jù)處理能力，它不僅能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示和打印以及數(shù)據(jù)通信等。對(duì)于大、中型PLC還可以進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算等。（8） 通信和聯(lián)網(wǎng)。PLC的控制已從早期的單機(jī)控制發(fā)展到了多機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了工廠自動(dòng)化。這是由現(xiàn)代的PLC一般通信的功能，它既可以對(duì)遠(yuǎn)程I/O進(jìn)行控制，又能實(shí)現(xiàn)PLC與PLC、PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信，從而可以方便可靠的搭成“集中管理，分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。由此可見(jiàn)PLC是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化的理想工業(yè)控制器。2.可編

18、程控制器的發(fā)展 世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC是1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制的。早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。 20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器，人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理功能，成為真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入了實(shí)用化階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。 20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得了廣泛的應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期的可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。這個(gè)

19、階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)控制的需要。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開(kāi)放開(kāi)始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來(lái)在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備中不斷擴(kuò)大了可編程控制器的應(yīng)用。目前，我國(guó)已可以生產(chǎn)中、小型可編程控制器。隨著我國(guó)四個(gè)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，可編程控制器在我國(guó)醬油更廣闊的應(yīng)用天地。2.4可編程控制器的編程語(yǔ)言 PLC的編程語(yǔ)言有梯形圖語(yǔ)言、助記符語(yǔ)言、流程圖語(yǔ)言和布爾代

20、數(shù)語(yǔ)言等。其中前兩種語(yǔ)言用得較多，流程圖語(yǔ)言也在許多場(chǎng)合被采用。在此介紹梯形圖語(yǔ)言和助記符語(yǔ)言的編程及其特點(diǎn)。1. 梯形圖語(yǔ)言（1）梯形圖與繼電控制的區(qū)別 梯形圖結(jié)構(gòu)沿用繼電控制原理圖的形式，采用了常開(kāi)觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、線圈和功能快等結(jié)構(gòu)的圖形語(yǔ)言。對(duì)于同一控制電路，繼電控制原理圖和梯形圖的輸入/輸出信號(hào)基本相同，控制過(guò)程等效。二者的區(qū)別在于繼電控制原理圖使用的是硬件繼電器和定時(shí)器，靠硬件連接組成控制線路，而PLC梯形圖使用的是內(nèi)部繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，靠軟件實(shí)現(xiàn)控制。因此，PLC的使用具有很高的靈活性，程序修改過(guò)程非常防那個(gè)邊。如圖所示是繼電器線路圖和與其等效PLC的梯形圖。圖（a）中SB1

21、為常開(kāi)按鈕，SB2為常閉按鈕，KM為繼電器線圈。按下啟動(dòng)按鈕SB1，繼電器KM的線圈通電，其常開(kāi)觸點(diǎn)KM合，由于常開(kāi)觸點(diǎn)KM與啟動(dòng)按鈕SB1并聯(lián)，即使松開(kāi)啟動(dòng)按鈕SB1，已經(jīng)閉合的常開(kāi)觸點(diǎn)KM仍然能使繼電器KM的線圈通電，這個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)稱做“自鎖”觸點(diǎn)。停止時(shí)按下停止按鈕SB2，繼電器KM的線圈失電。圖（b）中X0為常開(kāi)觸點(diǎn)，X1為常閉觸點(diǎn)，Y0表示輸出，其工作狀態(tài)受X0、X1信號(hào)控制，邏輯上與圖（a）相同，但是SB1、SB2均為物理實(shí)體，而X0、X1等表示的可能是外部開(kāi)關(guān)（或硬開(kāi)關(guān)），也可能是內(nèi)部開(kāi)關(guān)或觸點(diǎn)（內(nèi)部軟繼電器觸點(diǎn)）。（2）梯形圖的格式 1) 梯形圖按行從上到下、每行從左到右的順序編

22、寫(xiě)。PLC執(zhí)行順序與梯形圖的編寫(xiě)順序一致。 2) 圖左、右兩邊的垂直線分別稱為起始母線和終止母線。每一邏輯行必須從起始母線開(kāi)始畫(huà)起，終止母線可以省略。 3) 梯形圖中的觸點(diǎn)有兩種，即常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。這些觸點(diǎn)可以是PLC的輸入觸點(diǎn)或內(nèi)部繼電器觸點(diǎn)，也可以是內(nèi)部繼電器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的狀態(tài)。同一標(biāo)記的觸點(diǎn)可以反復(fù)使用，次數(shù)不限。這是因?yàn)槊恳挥|點(diǎn)的狀態(tài)存入PLC內(nèi)的存儲(chǔ)單元中，可以反復(fù)讀/寫(xiě)。傳統(tǒng)繼電器控制中的每個(gè)開(kāi)關(guān)均對(duì)應(yīng)一個(gè)物理實(shí)體，故使用次數(shù)有限。這是PLC優(yōu)于傳統(tǒng)控制的優(yōu)點(diǎn)之一。 4) 梯形圖的最右側(cè)必須連接輸出元素。PLC的輸出元素用圓圈表示。機(jī)型不同，輸出元素表示有些區(qū)別。同一輸出變

23、量只能使用一次。 5) 梯形圖中的觸點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，而輸出線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)。 6) 程序結(jié)束時(shí)要有結(jié)束符，一般用“END”表示。 7) 利用計(jì)算機(jī)編程時(shí)，只要按梯形圖的編寫(xiě)順序把邏輯行輸入計(jì)算機(jī)，按下傳給PLC即可。也可以將梯形圖轉(zhuǎn)化成助記符語(yǔ)言，經(jīng)編程器逐句輸入PLC。2.助記符語(yǔ)言助記符語(yǔ)言是PLC的命令語(yǔ)句表達(dá)式。用梯形圖變成雖然直觀、簡(jiǎn)便，但要求PLC配置較大的顯示器方可輸入圖形符號(hào)，這在有些小機(jī)型上長(zhǎng)難以滿足，故需借助助記符語(yǔ)言。應(yīng)該指出的是，不同型號(hào)的PLC，其助記符語(yǔ)言也不同，但其基本原理是相近的。編寫(xiě)時(shí)，一般先根據(jù)要求編制梯形圖，然后再根據(jù)梯形圖轉(zhuǎn)換成助記符語(yǔ)言。某一

24、控制小車往返運(yùn)動(dòng)的梯形圖編制如圖所示，根據(jù)梯形圖，可以方便的轉(zhuǎn)換出助記符語(yǔ)言。PLC中最基本的運(yùn)算是邏輯運(yùn)算，最常用的指令是邏輯運(yùn)算指令，如與、或、非等。這些指令再加上“輸入”、“輸出”、“結(jié)束”等指令，就構(gòu)成了PLC的基本指令。個(gè)型號(hào)PLC的指令符號(hào)不盡相同，常見(jiàn)的表示方法如下： LD表示輸入一個(gè)邏輯變量，每一邏輯行起始出必須使用這一指令；AND邏輯“與”，表示輸入變量串聯(lián)；OR邏輯“或”，表示輸入變量并聯(lián)；ANI（AND NOT）邏輯“與非”；LDI（LD NOT）邏輯“非”，表示相反；OUT表示輸出一個(gè)變量；END表示程序結(jié)束； 0 LD X2 1 DR X1 2 DR X3 3 ANI

25、 X4 4 ANI X1 5 DUT X1 6 LD X4 7 DR X2 8 ANI X3 9 ANI X1 10 DUT X2 11 END 圖2-1 小車往返控制梯形圖及助記符在使用這些邏輯指令時(shí)，需要注意一下兩點(diǎn)：1) 梯形圖中的各觸點(diǎn)，如圖中X1、X2、X3等，各對(duì)應(yīng)的是PLC中的一個(gè)存儲(chǔ)單元，而不是簡(jiǎn)單對(duì)應(yīng)觸點(diǎn)本身的物理實(shí)體。所以，使用者不要把梯形圖中的觸點(diǎn)符號(hào)和實(shí)際的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等同起來(lái)。在梯形圖中，這些符號(hào)只是一個(gè)邏輯變量，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)為邏輯“0”，接通時(shí)為邏輯“1”。2) 2) 圖中的X2、X3、X4等作為輸入端子分別接到三個(gè)外部觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)上，這些觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)本身是常開(kāi)觸點(diǎn)。在梯形圖

26、中如果要求這些觸點(diǎn)作為常閉開(kāi)關(guān)使用時(shí)，則須將輸入狀態(tài)求反后在存入PLC總，即使變量輸入指令中使用LDI或ANI。 2.5 基本邏輯指令系統(tǒng)基本邏輯指令系統(tǒng)基本邏輯指令系統(tǒng)基本邏輯指令系統(tǒng)邏輯取與輸出線圈驅(qū)動(dòng)指令LD：取指令，常用于常開(kāi)觸點(diǎn)與母線連接。LDI：取反指令，常用于常閉觸點(diǎn)與母線連接。OUT：線圈驅(qū)動(dòng)指令，用于將邏輯運(yùn)算的結(jié)果驅(qū)動(dòng)一個(gè)指定線圈。 單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)指令A(yù)ND：與指令。用于單個(gè)觸點(diǎn)的串聯(lián)，完成邏輯“與”運(yùn)算。ANI：與反指令。用于常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)，完成邏輯“與非“運(yùn)算。 觸點(diǎn)并聯(lián)指令OR：或指令。用于單個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)。ORI：或反指令。用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)。 串聯(lián)電路塊的并聯(lián)指令

27、當(dāng)一個(gè)梯形圖的控制線路由若干個(gè)先串聯(lián)、后并聯(lián)的觸點(diǎn)組成時(shí)，可將每組串聯(lián)的觸點(diǎn)看作一個(gè)塊。與左母線相連的最上面的塊按照觸點(diǎn)串聯(lián)方式編寫(xiě)語(yǔ)句，依次相聯(lián)的塊叫做子塊。每個(gè)子塊左邊的第一個(gè)觸點(diǎn)用LD或LDI指令，其余串聯(lián)的觸點(diǎn)用AND或ANI指令。每個(gè)子塊的語(yǔ)句編寫(xiě)完后，加上ORB指令作為指令的結(jié)尾。ORB指令的作用是將串聯(lián)塊相并聯(lián)，是塊或指令。并聯(lián)電路塊的串聯(lián)指令 當(dāng)一個(gè)梯形圖的控制線路由若干個(gè)先并聯(lián)、后串聯(lián)的觸點(diǎn)組成時(shí)，可將每組串聯(lián)的觸點(diǎn)看作一個(gè)塊。與左母線相連的塊按照觸點(diǎn)并聯(lián)方式編寫(xiě)語(yǔ)句，依次相聯(lián)的塊叫做子塊。每個(gè)子塊左邊的第一個(gè)觸點(diǎn)用LD或LDI指令，其余串聯(lián)的觸點(diǎn)用OR或ORI 指令。每個(gè)子

28、塊的語(yǔ)句編寫(xiě)完后，加上一條ANB指令，表示個(gè)并聯(lián)電路塊的串聯(lián)。ANB將并聯(lián)塊相串聯(lián)，為塊與指令。置位與復(fù)位指令 SET指令用于對(duì)邏輯線圈M、輸入繼電器Y、狀態(tài)S的置位；RST指令用于對(duì)邏輯線圈M、輸入繼電器Y、狀態(tài)S的復(fù)位，對(duì)數(shù)據(jù)寄存器D和變址寄存器V、Z的清零，還用于對(duì)計(jì)時(shí)器T和計(jì)數(shù)器C邏輯線圈的復(fù)位，使它們的當(dāng)前計(jì)時(shí)值和計(jì)數(shù)值清零。 使用SET和RST指令，可以方便地在用戶程序的任何地方對(duì)某個(gè)狀態(tài)或事件設(shè)置標(biāo)志和清除標(biāo)志。移位指令 SFT：移位指令，用于移位寄存器的移位。 移位寄存器的使用說(shuō)明：1) 數(shù)據(jù)輸入端 由OUT指令構(gòu)成數(shù)據(jù)輸入端。數(shù)據(jù)輸入端接點(diǎn)的通/斷狀態(tài)決定移位寄存器首位的狀態(tài)

29、。2) 移位輸入端 由SFT指令構(gòu)成移位輸入端。3) 復(fù)位輸入端 由RST指令構(gòu)成復(fù)位輸入端。4) 每個(gè)輸入端可以單獨(dú)編程，次序不限。以上所介紹的均是本設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的，當(dāng)然在PLC設(shè)計(jì)中不僅僅只有這些指令，還包括很多，由于在本設(shè)計(jì)中沒(méi)有用到可提到，就不再一一做介紹。第三章 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置3.1 PLC型號(hào)選擇及接線型號(hào)選擇及接線型號(hào)選擇及接線型號(hào)選擇及接線1PLC外形圖外形圖外形圖外形圖 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)選擇西門子公司的S7-200系列PLC（6ES7 214-1AD23-0XB0）作為控制單元，如圖3-1所示為所選PLC外形圖。 圖3-1 PLC（6ES7 21

30、4-1AD23-0XB0）外形圖 2PLC硬件接線圖如圖3-2所示 圖3-2 PLC硬件接線3.2 PLC模塊功能端子說(shuō)明 CPU模塊采用西門子公司的6ES7 214-1AD23-0XB0模塊。由于該模塊采用直流24V供電(直流晶體管輸出)，有14點(diǎn)數(shù)字量輸入和10點(diǎn)數(shù)字量輸出，完全能滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求，所以不在需要另外的數(shù)字量輸入/輸出模塊。其端子模塊 圖3-3 PLC端子接口 第四章 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和工作原理4.1 編程軟件 以西門子公司為S7-200PLC設(shè)計(jì)的V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4編程軟件為例。4.2 程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置1.

31、正常運(yùn)行流程圖正常運(yùn)行流程圖如圖4-1所示流程圖描述: 現(xiàn)有一臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)，洗滌模式有兩種：普通洗滌（PX）以及浸洗（JX），通過(guò)選擇按鈕（MS）進(jìn)行選擇，按一次表示PX模式啟動(dòng)，連按兩次表示JX模式啟動(dòng)，按三次表示僅進(jìn)行排水（PS）工作。 普通洗滌模式下洗衣機(jī)的工作流程為進(jìn)水、洗衣、排水和脫水四個(gè)過(guò)程組成；浸洗模式下的洗衣機(jī)的工作流程為進(jìn)水、浸洗、洗衣、排水和脫水五個(gè)過(guò)程組成。 此臺(tái)洗衣機(jī)的水位分為五檔，分別為：最低檔（SW1）、10L（SW2）、20L（SW3）、30L（SW4）和最高水位（SW5），普通洗滌模式下的洗衣過(guò)程和浸洗模式下的浸洗過(guò)程中均可以調(diào)高水位（但不能超過(guò)最高水位SW5

32、）。洗衣機(jī)的控制要求如下：（1） 選擇洗滌模式和水位之后，按下啟動(dòng)按鈕SB1，然后開(kāi)始注水直到到達(dá)設(shè)定水位時(shí)停止注水。（2） JX下的浸洗時(shí)，洗衣機(jī)停30S，正轉(zhuǎn)5S；然后停30S，再反轉(zhuǎn)5S，如此循環(huán)5次，然后開(kāi)始排水，水位下降到低水位SW1時(shí)開(kāi)始脫水并繼續(xù)排水，脫水25S(3) 開(kāi)始注水達(dá)到設(shè)定水位。(4) 洗衣時(shí)，正轉(zhuǎn)25S，停5S；然后反轉(zhuǎn)25S，停5S，如此循環(huán)8次然后開(kāi)始排水。（5）水位下降到低水位SW1時(shí)開(kāi)始脫水并繼續(xù)排水，脫水25S。（6）開(kāi)始清洗，重復(fù)（3）到（5） ，清洗三遍。（7）清洗完成，報(bào)警（BJ）5S后并自動(dòng)停機(jī)。（8）在普通洗滌模式下的洗衣過(guò)程和浸洗模式下的浸洗過(guò)

33、程調(diào)高水位的過(guò)程中，洗衣機(jī)暫停之前的運(yùn)動(dòng)直到水位到達(dá)設(shè)定值之后再恢復(fù)之前的運(yùn)動(dòng)。（9）若連按三次MS，則可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水，手動(dòng)排水時(shí)間為10S。（10）若按下停止按鈕SB2，不管洗衣機(jī)工作在什么狀態(tài)，洗衣機(jī)需停止工作，直到再按下啟動(dòng)按鈕洗衣機(jī)才恢復(fù)之前的工作狀態(tài)。（11）洗衣機(jī)控制面板的3個(gè)7段數(shù)碼管可以以倒計(jì)時(shí)的方式顯示浸洗過(guò)程和洗衣過(guò)程的時(shí)間（倒計(jì)時(shí)的時(shí)間間隔不限但不能超過(guò)10S）。（12）在脫水開(kāi)始時(shí)，如果洗衣機(jī)的蓋板（裝有行程開(kāi)關(guān)SQ1）未蓋緊，則洗衣機(jī)的BJ指示燈閃爍直到蓋板蓋緊為止才開(kāi)始脫水工作。 圖4-1 正常運(yùn)行的流程圖2. 程序的構(gòu)成 這個(gè)程序只有自動(dòng)方式。在自動(dòng)方式下，PLC

34、將運(yùn)行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)（用于全自動(dòng)洗衣機(jī)一切都工作正常的情況下）。3程序的下載、安裝和調(diào)試 將各個(gè)輸入/輸出端子和實(shí)際控制系統(tǒng)中的按鈕、所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。全自動(dòng)洗衣機(jī)程序是由V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4編程軟件的指令完成。若要修改程序，先將PLC設(shè)定在STOP狀態(tài)下,運(yùn)行編程軟件，打開(kāi)全自動(dòng)洗衣機(jī)程序，即可在線調(diào)試。 4.3 全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)程序 1.系統(tǒng)資源分配 1）數(shù)字量輸入部分 2）數(shù)字量輸出部分 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、正/反轉(zhuǎn)洗滌電動(dòng)機(jī)、蜂鳴器、指示燈等。具體的輸出分配如表4-2所示。表4-2 輸出地址分配第五章 系統(tǒng)調(diào)試與檢修大體思路流程如下：1.硬件調(diào)試：硬件調(diào)試是利用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、基本測(cè)試儀器（萬(wàn)用表、示波器等），檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行。1） 靜態(tài)調(diào)試 靜態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)未工作時(shí)的一種硬件檢測(cè)。 第一步：目測(cè)。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點(diǎn)。 第二步：用萬(wàn)用表測(cè)試。先用萬(wàn)用表復(fù)核目測(cè)中有疑問(wèn)的連接點(diǎn)，再檢測(cè)各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。 第三步：加電檢測(cè)。給板加電，檢測(cè)所有的插座或是器件的電源端是