全自動(dòng)洗衣機(jī)自動(dòng)控制

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書課題名稱 全自動(dòng)洗衣機(jī)自動(dòng)控制系別 專業(yè) 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師起訖時(shí)間： 年 月 日 年 月 日（共 周）目錄【摘要】 2一、引言 3（一）課題背景 3（二）PLC控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的研究意義 3（三）本文的主要工作 4二、可編程程序控制器（ PLC） 4（一）PLC 概述 41、PLC 的發(fā)展歷程 42、PLC 的發(fā)展趨勢(shì) 63、PLC 的應(yīng)用 6（二）PLC 的硬件結(jié)構(gòu) 7（三）PLC 的工作原理 8（四）小結(jié) 10三、系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10（一）程序控制要求 10（二）硬件設(shè)計(jì) 101、PLC的地址分配 102、PLC的接線形式 11（三）系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 121、系統(tǒng)的梯形圖 1

2、22、指令 153、程序控制說明 17（四）小結(jié) 17四、系統(tǒng)檢測(cè)與調(diào)試 18（一）檢測(cè)與調(diào)試 18（二）小結(jié) 19總 結(jié) 19致 謝 19參考文獻(xiàn) 20附錄 S7-200PLC 的 CPU的 I/O 規(guī)范 21附錄 S7-200PLC 的 CPU的輸入規(guī)范 22附錄 S7-200PLC 的 CPU的輸出規(guī)范 23全自動(dòng)洗衣機(jī)自動(dòng)控制【摘要】 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

3、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 形圖和指令進(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)鍵詞】 PLC、簡(jiǎn)單、自動(dòng)化、西門子【 Abstract 】 The programmable controller(PLC) takes microprocessor as core and widespreadly adopt basis after electricity contact machine control the system electricit

4、y principle diagram draw up of the trapezoid diagram language carry on program design, plait distance easy, the function expands convenience and modify vivid, and the structure is simple, the anti- interference ability is strong. Siemens the programmable controller instruction is abundant, can conne

5、ct the various output and input devices, the special expansion equipment is very analog ,input devices and communications equipment among them is in line with an automatic washing system requirements and characteristics.This selected works chooses the programmable controller S7-200 of Siemens as cor

6、e parts and emphasizes to carry on hardware to connect a peoples design and makes use of trapezoid diagram and instruction to carry on weaving and carried out the automation of the full-automatic washer control system【 Keywords】 PLC, simple，automation, Siemens引言一）課題背景全自動(dòng)洗衣機(jī)就是將洗衣的全過程 （ 泡浸-洗滌-漂洗-脫水）預(yù)先

7、設(shè)定好 N個(gè)程序 ,洗 衣時(shí)選擇其中一個(gè)程序 , 打開水龍頭和啟動(dòng)洗衣機(jī)開關(guān)后洗衣的全過程就會(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)開門滾筒式洗衣機(jī)，這種洗衣機(jī)是歐洲發(fā)明的，擅長洗滌真 絲、棉毛等面料，不纏繞無磨損， 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，由于不纏繞無磨損洗滌方式等因素，這種洗衣機(jī)洗滌時(shí)間長、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

8、庭。發(fā)明最晚的洗衣機(jī)是亞洲人發(fā)明的波輪上開門洗衣機(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

9、，所以很損傷衣物，這種洗衣 機(jī)市場(chǎng)上很少見。（二） PLC控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的研究意義控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的編程語言容易掌握，是電控人員熟悉的梯形語言，使用 術(shù)語依然是繼電器一類術(shù)語，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。控制使用簡(jiǎn)單， 它的已經(jīng)做好， 輸入輸出信號(hào)可直接連接， 非常方便， 輸出口具有一定驅(qū)動(dòng)能力。是專門應(yīng)用手工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制裝置，在系統(tǒng)軟硬件上采用抗干擾措施，當(dāng) 工作程序需要改變時(shí)，只需改變的內(nèi)部，只需重新編程而無需對(duì)外圍進(jìn)行重新改 動(dòng)。加深對(duì) PLC 的理解，熟練掌握 PLC 技術(shù)，使 PLC 學(xué)習(xí)者能夠?qū)?PLC 技術(shù)應(yīng)用到 工業(yè)中。（三）本文的主要工作1、回顧

10、全自動(dòng)洗衣機(jī)的歷史，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，采用可編程程序控制器來代 替中間繼電器和過程控制的微型機(jī)，設(shè)計(jì)開發(fā)全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)，才會(huì)滿足穩(wěn)定可靠的 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)需求。2、敘述了可編程程序控制器的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用的歷程，通過論述可編程程序控 制器的各種優(yōu)點(diǎn)、 卓越性能、結(jié)構(gòu)、原理，有一個(gè)感性的總體認(rèn)識(shí)。3、結(jié)合全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求，進(jìn)行硬件、程序設(shè)計(jì)，從主要部件的選擇、 流程的分析、程序思路的產(chǎn)生來完成本次設(shè)計(jì)任務(wù)。4、通過對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試和檢測(cè)，再進(jìn)行系統(tǒng)性梳理，將隱藏的不足之處加以修正和 完善，確保系統(tǒng)能順利運(yùn)行。二、可編程程序控制器（ PLC）（一）PLC 概述可編程序控制器（ Progr

11、ammabie Logic Controller, 縮寫 PLC）是以微處理器為基 礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動(dòng)控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置。可編程 序控制器是隨著技術(shù)的進(jìn)步與現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種 . 小批量生產(chǎn)的 需要，生產(chǎn) .發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置。 PLC從 1969年問世以來，雖然至今 還不到 40 年，但由于其具有通用靈活的控制性能 . 簡(jiǎn)單方便的使用性能，可以適應(yīng)各種 工業(yè)環(huán)境的可靠性， 因此在工業(yè)自動(dòng)化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。 有人將它與數(shù)控技術(shù)、 CAD/CAM技術(shù)工業(yè)機(jī)械人技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的四大支柱?？删幊绦蚩刂破?在我國的發(fā)

12、展與應(yīng)用已有 30 多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè) 生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。隨著全球一 體化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，努力發(fā)展可編程序控制器在我國的大規(guī)模應(yīng)用，形成具有自主知識(shí)產(chǎn) 權(quán)的可編程序控制器技術(shù)，應(yīng)該是廣大技術(shù)人員努力的方向。1、PLC 的發(fā)展歷程在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導(dǎo)地位，應(yīng)用廣 泛。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點(diǎn)，特別是其 接線復(fù)雜、不易更改，對(duì)生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。1968 年美國通用汽車公司（ G.M）為了適應(yīng)汽車型號(hào)的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變 化的需要，實(shí)現(xiàn)

13、小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能 減少重新設(shè)計(jì)和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。于是就設(shè)想將計(jì)算 機(jī)功能強(qiáng)大、靈活、通用性好等優(yōu)點(diǎn)與電器控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易懂、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起 來，制成一種通用控制裝置， 而且這種裝置采用面向控制過程、 面向問題的“自然語言” 進(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。1969 年美國數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）根據(jù)美國通用汽車公司的這種要求，研制成功了 世界上第一臺(tái)可編程控制器， 并在通用汽車公司的自動(dòng)裝配線上試用， 取得很好的效果。 從此這項(xiàng)技術(shù)迅速發(fā)展起來。早期的可編程控制器僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能

14、，只是用來取代傳 統(tǒng)的繼電器控制 , 通常稱為可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller ）。 隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 20世紀(jì) 70年代中期微處理器技術(shù)應(yīng)用到 PLC中， 使 PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。20 世紀(jì) 80 年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，16 位和 32 位微處理器應(yīng)用于 PLC中，使 PLC得到迅速發(fā)展。 PLC不僅控制功能增強(qiáng)， 同時(shí)可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測(cè)更加靈活方便，而且具 有通信和聯(lián)網(wǎng)、 數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能， 使

15、 PLC真正成為具有邏輯控制、 過程控制、 運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實(shí)的多功能控制器。PLC的發(fā)展過程大致可以分為如下幾個(gè)階段：19701980 年：PLC的結(jié)構(gòu)定型階段。在這一階段，由于 PLC剛誕生，各種類型的 順序控制器不斷出現(xiàn)（如邏輯電路型、 1 位機(jī)型、通用計(jì)算機(jī)型、單板機(jī)型等），但迅 速被淘汰。最終以微處理器為核心的現(xiàn)有 PLC結(jié)構(gòu)形成，取得了市場(chǎng)的認(rèn)可，得以迅速 發(fā)展. 推廣。 PLC的原理、結(jié)構(gòu)、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟， PLC的應(yīng)用領(lǐng)域由最初的 小范圍、有選擇使用、逐步向機(jī)床、生產(chǎn)線擴(kuò)展。19801990 年：PLC的普及階段。在這一階段， PLC的生產(chǎn)規(guī)

16、模日益擴(kuò)大，價(jià)格不 斷下降，PLC被迅速普及。各 PLC生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的價(jià)格 . 品種開始系列化， 并且形成了固 定 I/O 點(diǎn)型、基本單元加擴(kuò)展塊型、 模塊化結(jié)構(gòu)型這三種延續(xù)至今的基本結(jié)構(gòu)模型。 PLC 的應(yīng)用范圍開始向順序控制的全部領(lǐng)域擴(kuò)展。 比如三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有 F、F1、 F2小型 PLC系列產(chǎn)品 ,K/A 系列中、大型 PLC產(chǎn)品等。1990 2000年：PLC的高性能與小型化階段。 在這一階段， 隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步， PLC的功能日益增強(qiáng)， PLC的 CPU運(yùn)算速度大幅度上升、位數(shù)不斷增加，使得適用于各 種特殊控制的功能模塊不斷被開發(fā)， PLC的應(yīng)用范圍由單一的順序控制向

17、現(xiàn)場(chǎng)控制拓展。 此外， PLC的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化 PLC。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有 FX小型 PLC系列產(chǎn)品， AIS/A2US/Q2A系列，大型 PLC系列產(chǎn)品等。2000年至今： PLC的高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段。在本階段，為了適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展與 工廠自動(dòng)化的需要， PLC的各種功能不斷進(jìn)步。一方面， PLC在繼續(xù)提高 CPU運(yùn)算速度， 位數(shù)的同時(shí)，開發(fā)了適用于過程控制，運(yùn)動(dòng)控制的特殊功能與模塊，使PLC的應(yīng)用范圍開始涉及工業(yè)自動(dòng)化的全部領(lǐng)域。 與此同時(shí)， PLC的網(wǎng)絡(luò)與通信功能得到迅速發(fā)展， PLC 不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入 / 輸出設(shè)備，還可以通過各種總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，為

18、工廠自 動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有 FX小型 PLC系列產(chǎn)品（包括最新的 FX3u 系列產(chǎn)品）， Qn,QnPH系列，大型 PLC系列產(chǎn)品等。2、PLC 的發(fā)展趨勢(shì)從當(dāng)前產(chǎn)品技術(shù)性能來看， PLC發(fā)展趨勢(shì)仍然主要體現(xiàn)在體積的縮小與性能的提高 兩大方面。（1）體積小型化。 電子產(chǎn)品體積的小型化是微電子技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。 現(xiàn)代 PLC 無論從內(nèi)部元件組成還是硬件、軟件結(jié)構(gòu)都已經(jīng)與早期的PLC有了很大的不同， PLC體積被大幅度縮小。（2）性能的提高。 PLC的性能主要包括 CPU性能與 I/O 性能兩大方面。 可編程序控制器在我國的發(fā)展?fàn)顩r如下： 我國可編程序控制器的發(fā)展與國際上

19、的發(fā)展有所不同， 國際上可編程序控制器的發(fā) 展是從研制、開發(fā)、生產(chǎn)到應(yīng)用，而我國則是從成套設(shè)備引進(jìn)、可編程序控制器引進(jìn)應(yīng) 用、消化移植、合資生產(chǎn)到廣泛應(yīng)用。大致可劃分為下述三個(gè)階段：a 、可編程序控制器的初級(jí)認(rèn)識(shí)階段（ 70 年代后期到 80 年代初期）。國際上可編 程序控制器的發(fā)展，首先引起了國內(nèi)工程技術(shù)界的極大興趣，所以我國對(duì)可編程序控制 器的認(rèn)識(shí)始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套設(shè)備引進(jìn)中， 當(dāng)時(shí)的上海寶鋼一期工 程中有多項(xiàng)工程引進(jìn)了十幾種機(jī)型約 200 多臺(tái)可編程序控制器。這些可編程序控制器 用于原料碼頭到高爐、軋鋼、鋼管等整個(gè)鋼鐵冶煉以及加工生產(chǎn)線上，取代了傳統(tǒng)的繼 電器邏

20、輯系統(tǒng)，并部分取代了模擬量控制和小型 DDC 系統(tǒng)。繼寶鋼一期工程后，國內(nèi) 許多廠家陸續(xù)引進(jìn)的設(shè)備和生產(chǎn)線大都配備了可編程序控制器，其應(yīng)用范圍包括電站、 石油化工、汽車制造、港口和碼頭等各領(lǐng)域。正是在成套設(shè)備引進(jìn)過程中，我們打開了 眼界，了解認(rèn)識(shí)了可編程序控制器，這也促進(jìn)了可編程序控制器在我國的發(fā)展。b、可編程序控制器的引進(jìn)應(yīng)用和消化移植階段（ 80 年代初期到 90 年代初期）。 80年代初期開始， 隨著我國改革開放的不斷深入， 在成套設(shè)備引進(jìn)的同時(shí)， 國外原裝的 可編程序控制器開始涌入國內(nèi)市場(chǎng)。 許多部門和單位相繼引進(jìn)可編程序控制器并自己設(shè) 計(jì)組成控制系統(tǒng)。c、可編程序控制器的廣泛發(fā)展階段

21、（ 90 年代初期到現(xiàn)在）。 進(jìn)入 90 年代，我 國的可編程序控制器進(jìn)入了廣泛發(fā)展階段。3、PLC 的應(yīng)用（ 1） PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域PLC的初期由于其價(jià)格高于繼電器控制裝置，使得其應(yīng)用受到限制。但最近十多年 來，PLC的應(yīng)用面越來越廣，其主要原因是：一方面由于微處理器芯片幾有關(guān)元件的價(jià) 格大大下降，使得 PLC的成本下降；另一方面 PLC的功能大大增強(qiáng)，它也能解決復(fù)雜的 計(jì)算和通信問題。 目前 PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、 通信、化工、電力、機(jī)械制造、 汽車、裝卸、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。 PLC的應(yīng)用范圍通?？煞殖梢韵?5 種類型：a、順序控制 這是 PLC應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，也是最適合 P

22、LC使用的領(lǐng)域。它用來取 代傳統(tǒng)的 繼電器順序控制。 PLC應(yīng)用于單機(jī)控制、 多機(jī)群控、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等。 例如： 注塑機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、交通燈 及電梯控制等。b、運(yùn)動(dòng)控制 PLC 制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置 控制模塊，在多數(shù)情況下， PLC把描述目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動(dòng)一軸或數(shù) 據(jù)到目標(biāo)位置。 每個(gè)軸移動(dòng)時(shí)， 位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)奈恢煤图铀俣龋?確保運(yùn)動(dòng)平滑。c、過程控制 PLC 還能控制大量的過程參數(shù)，例如：溫度、流量、壓力、液位和速 度。PID 模塊提供了使 PLC具有閉環(huán)控制的功能，即一個(gè)具有 PI

23、D控制能力的 PLC可用 于過程控制。當(dāng)過程控制中某個(gè)變量出現(xiàn)偏差時(shí)， PID 控制算法會(huì)計(jì)算出正確的輸出， 把變量保持在設(shè)定植上。d、數(shù)據(jù)處理 在機(jī)械加工中， PLC作為主要的控制和管理系統(tǒng)用于 CNC和 NC系統(tǒng) 中，可以完成大量的數(shù)據(jù)處理工作。e、通信網(wǎng)絡(luò) PLC 的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程 I/O 之間的通信、多臺(tái) PLC之間的通信、 PLC 和其他智能控制設(shè)備（如計(jì)算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置）之間的通信。PLC與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。（2） PLC 在我國的應(yīng)用雖然我國在 PLC生產(chǎn)方面比較弱，但在 PLC應(yīng)用方面，我國是很活躍的，近年來 每年約

24、新投入 10 萬臺(tái)套 PLC產(chǎn)品，年銷售額 30 多億人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。 在我國，一般按 I/O 點(diǎn)數(shù)將 PLC分為以下級(jí)別（但不絕對(duì)，國外分類有些區(qū)別）： 微型：32 I/O 小型： 256 I/O 中型： 1024 I/O 大型： 4096 I/O 巨型： 8192 I/O（二）PLC 的硬件結(jié)構(gòu)PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)從結(jié)構(gòu) 上分， PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 PLC包括 CPU板、I/O 板、顯 示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括 CPU模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、

25、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 其結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。圖 2-1 PLC 的結(jié)構(gòu)圖中央處理單元 （CPU）是 PLC 的控制中樞，它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存 儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲(chǔ)器 I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)；并 能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。 當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí)， 首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸 入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)， 并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶 程序，經(jīng)過命令解釋后， 按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù) 據(jù)寄存器內(nèi)，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后， 最后將 I/O 映

26、象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出 寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行直到停止運(yùn)行。（三）PLC 的工作原理PLC的 CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯 線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn) （ 包括其常開或常閉觸點(diǎn) ） 不會(huì)立即動(dòng)作，必須等 掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作?？紤]到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在 100ms以上，而 PLC掃描用戶程 序的時(shí)間一般均小于 100ms，因此， PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式 - 掃描技術(shù)。 這樣在對(duì)于 I/O 響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合， PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果 上就沒有什么區(qū)別了。當(dāng) PLC 投

27、入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和 輸出刷新三個(gè)階段。 完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。 在整個(gè)運(yùn)行期間， PLC的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。1、輸入采樣階段在輸入采樣階段， PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù) 據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周 期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。2、用戶程序執(zhí)行階段在用

28、戶程序執(zhí)行階段， PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 （ 梯形圖 ）。 在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先 左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的 結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。3、輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間， CPU按照 I/O 映象 區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。圖 2-2 PLC 的掃描工作

29、過程圖用 戶 輸 出 設(shè) 備圖 2-3 PLC 的掃描周期圖（四）小結(jié)本章介紹的是 PLC的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用，通過這些基礎(chǔ)知識(shí)，更好地理解 PLC的控 制，基于 PLC在全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)上應(yīng)用這一范疇，使下一步 PLC的程序設(shè)計(jì)開發(fā) 和實(shí)際需要有機(jī)地融合在一起。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）程序控制要求程序要求：進(jìn)水洗滌（正轉(zhuǎn) 15，反轉(zhuǎn) 15，停 3，循環(huán) 3 次）排水脫水（ ），如此循環(huán)三次后報(bào)警 10S 停止。（二）硬件設(shè)計(jì)1、PLC的地址分配列出全自動(dòng)洗衣機(jī) PLC的定時(shí)器、輸入 / 輸出口分配表，見表 3-1 、表 3-2 。 定時(shí)器 T=PT S; 定時(shí)實(shí)際時(shí)間 =設(shè)定值精度1ms: T3

30、2,T9610ms: T33T36, T97T100100ms: T37T63, T101T255表 3-1 定時(shí)器分配表定時(shí)器名稱功能T37正轉(zhuǎn) 15S 定時(shí)T38正轉(zhuǎn)停止暫停 3S 定時(shí)T39反轉(zhuǎn) 15S 定時(shí)T40反轉(zhuǎn)停止暫停 3S 定時(shí)T41脫水 10S 定時(shí)T42報(bào)警 10S 定時(shí)表 3-2 分配表輸入 輸出輸入輸出啟動(dòng)I0.0進(jìn)水Q0.0停止I0.1電機(jī)正轉(zhuǎn)Q0.1高水位限位開關(guān)I0.2電機(jī)反轉(zhuǎn)Q0.2低水位限位開關(guān)I0.3排水閥Q0.3脫水閥Q0.4單獨(dú)脫水開關(guān)I0.4蜂鳴器Q0.5單獨(dú)脫水線圈Q0.62、PLC的接線形式圖 3-4 PLC 控制接線圖（三）系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)1、系統(tǒng)的

31、梯形圖NetWOlk 1 啟動(dòng)I Netok1 啟坊NetWOrk 2 進(jìn)水I c7?開裘示脫水三次傅止逬水IO.2Q0.3Q0.0! I1 ! IC )SMO.OQ0.6NetWOlk 3 正轉(zhuǎn)ISMO.OIO.3C6T37Q0.1IIII Z I1 Z III Z ICT 37INTONPT100 ms150-IO.2Q0.3T 40LH I1 ! IM ! INetWOrk 4|正轉(zhuǎn)15S封，3S走時(shí)器通電INTON30-PT100 msT 38SMO.OT37NetWOlk 5 反轉(zhuǎn)1 IIII，IT 39INTON150-PT100 rsSMO.OT 38T 39Q0.2NegCHk

32、. 6一鄧游5sll3s 冊(cè)Elili 冊(cè)SMaO T39 T40NefcMk 7SMO.0P TTQNT 40一 _T41-SMOICEI R 3 PVSMOQ1 _SMoQ1 _T 41QQ3T41I_N ToN O?PT 18 身2、指令LDI0.0/NET1啟動(dòng)OSM0.0ANI0.1=SM0.0LDSM0.0/NET2進(jìn)水ANC7ANI0.2ANT41=Q0.0LDSM0.0/NET3正轉(zhuǎn)LDNI0.3ANC6LDI0.2ANQ0.3OLDALDLPSANT37=Q0.1LPPANT40TONT37, 150LDSM0.0/NET415S 定時(shí)到，停止正轉(zhuǎn)，啟動(dòng)3S 定時(shí)器AT37T

33、ONT38, 30LDSM0.0/NET53S 定時(shí)到，啟動(dòng)反轉(zhuǎn)，同時(shí)啟動(dòng)15S 定時(shí)器AT38LPSANT39=Q0.2LPPTONT39, 150LDSM0.0/NET615S 定時(shí)到，啟動(dòng) 3S 定時(shí)器AT39TONT40, 30LDSM0.0/NET7進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)三次計(jì)數(shù)LPSAT40LPPAT41OSM0.1CTUC6, 3LDSM0.0/NET8排水AC6ANT41=Q0.3LDSM0.0/NET9到低水位脫水，脫水 10SAI0.3LPSANT41=Q0.4LPPTONT41, 100LDSM0.0/NET10 進(jìn)行脫水計(jì)數(shù)三次LPSA T41LPPA T42O SM0.1CTU

34、 C7, 3LD SM0.0 /NET11 按下 I0.4 單獨(dú)脫水LD I0.4O Q0.6ALDAN T42= Q0.6LD SM0.0 /NET12 單獨(dú)脫水或脫水三次后報(bào)警 10SLD C7 O Q0.6 ALD LPS AN T42 = Q0.5 LPP TON T42, 1003、程序控制說明當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕時(shí)， PLC內(nèi)部輔助繼電器 SM0.0接通，對(duì)啟動(dòng)按鈕形成自鎖，保持 洗衣機(jī)持續(xù)工作，此時(shí)進(jìn)水閥門接通開始進(jìn)水，當(dāng)水位到達(dá)一定高度時(shí)，高水位傳感器 使高水位限位開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，使洗衣機(jī)停止進(jìn)水，電動(dòng)機(jī)開始正轉(zhuǎn)，同時(shí)15S定時(shí)器通電，當(dāng) 15S定時(shí)到，電動(dòng)機(jī)停止正轉(zhuǎn)， 3S 定時(shí)器

35、通電，當(dāng) 3S 定時(shí)到，電動(dòng)機(jī)開始反 轉(zhuǎn)，同時(shí) 15S定時(shí)器通電，當(dāng) 15S定時(shí)到，電動(dòng)機(jī)停止反轉(zhuǎn)， 3S 定時(shí)器通電，當(dāng) 3S定 時(shí)到，CTU6計(jì)數(shù)一次，如此以上循環(huán)三次（正反轉(zhuǎn)三次）后，進(jìn)行排水（只要水位下降 了就能保證正轉(zhuǎn)停止） ，脫水 10S，CTU7計(jì)數(shù)一次，如此以上循環(huán)三次（正反轉(zhuǎn)九次） 后，蜂鳴器報(bào)警 10S，至此洗衣機(jī)完成整個(gè)洗衣過程。當(dāng)主人只想給衣服脫水時(shí)，首先按下啟動(dòng)按鈕，然后按下單獨(dú)脫水按鈕，則洗衣機(jī) 只進(jìn)行脫水，脫水 10S 后洗衣機(jī)將報(bào)警 10S，至此洗衣機(jī)停止整個(gè)過程。（四） 小結(jié)本章介紹 S7-200系列 PLC全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì) ,關(guān)鍵是系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

36、 核心則是控制程序設(shè)計(jì)。重點(diǎn)要掌握 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則和設(shè)計(jì)的一般流程 , 要有 一個(gè)整體的概念。在滿足控制要求、環(huán)境要求和性價(jià)比等條件下，合理選擇PLC的機(jī)型和硬件配置，正確地進(jìn)行估算，合理選擇輸入 / 輸出模塊，完成 PLC的硬件與軟件的設(shè) 計(jì)。通過這次可編程控制器的課程設(shè)計(jì)，終于發(fā)現(xiàn)腦海里有了工程的思想。以前單方面 的學(xué)習(xí)了電子硬件知識(shí)和軟件知識(shí)。有人說只懂硬件，那是一個(gè)技術(shù)員，只懂軟件的， 那是程序員。系統(tǒng)結(jié)合，要軟硬兼施，才能具備一個(gè)工程師綜合素質(zhì)。四、系統(tǒng)檢測(cè)與調(diào)試（一）檢測(cè)與調(diào)試大體思路流程如下：1、硬件調(diào)試：硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)、基本測(cè)試儀器（萬用表、示波器等）， 檢查

37、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：用萬用表測(cè)試。先用萬用表復(fù)核目測(cè)中有疑問的連接點(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否符合要求的 值第四步：聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥杏每删幊炭刂破鏖_發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶系統(tǒng)的調(diào)試。（2）動(dòng)態(tài)調(diào)試 動(dòng)態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部 故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查。動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分

38、到 合。由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時(shí)，與 該元件無關(guān)的元器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉， 這樣可以將故障范圍限定在某個(gè)局部的電 路上。當(dāng)各塊電路無故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，在對(duì)各塊電路功能及各電路間 可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試。由分到合的調(diào)試即告完成。由近及遠(yuǎn)是將信號(hào)流經(jīng)的各元器件按照距離可編程邏輯控制器的距離進(jìn)行由近及 遠(yuǎn)地分層，然后分層調(diào)試。調(diào)試時(shí)，仍采用去掉無關(guān)元件的方法，逐層調(diào)試下去，就會(huì) 定位故障元件了。2、軟件調(diào)試： 軟件調(diào)試是通過對(duì)用戶程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在 的語法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過程。程序調(diào)試后，查看程序是否

39、有邏輯的錯(cuò) 誤。如果出現(xiàn)故障，應(yīng)返回編程環(huán)境，檢查梯形圖的錯(cuò)誤并修改程序再進(jìn)行調(diào)試，如此 反復(fù)直到調(diào)試成功。二）小結(jié)系統(tǒng)的檢測(cè)與調(diào)試是一個(gè)很枯燥無味的過程，要求一步一腳印地嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致進(jìn)行，才 能將意料之外的錯(cuò)誤的地方找出來并改正?？偨Y(jié)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) , 我覺得這個(gè)課題是很容易的。 當(dāng)真正做起來的時(shí)候， 還是覺得有點(diǎn)困難的，有些東西以前學(xué)了，但現(xiàn)在用起來可能又有點(diǎn)疑問。就如畫電氣 原理圖，整體的構(gòu)造腦海里都有一個(gè)整體的概念。而你要畫出來的話，你可能會(huì)遇到細(xì) 節(jié)上的問題，比如說按鈕開關(guān)的方向是怎樣，以及怎么劃分區(qū)域等。遇到這些問題的時(shí) 候都能讓你主動(dòng)去翻書，復(fù)習(xí)這些陌生的知識(shí)。我認(rèn)為這是

40、一種最好的學(xué)習(xí)方法通 過實(shí)踐去檢驗(yàn)自己的知識(shí)。這個(gè)只有你自己投入進(jìn)去你才能發(fā)現(xiàn)自己知識(shí)點(diǎn)的欠缺。在程序設(shè)計(jì)過程中， 我對(duì)以前的編程方法做了歸納， 之前我習(xí)慣用功能流程寫程序， 遇到難點(diǎn)的時(shí)候習(xí)慣翻書，對(duì)照例子提取點(diǎn)精華。只要你能熟悉掌握，靈活應(yīng)用的話， 那么編程對(duì)你來說將變的非常容易。更加體會(huì)到 PLC的可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便 等優(yōu)點(diǎn)。更加熟悉了各種基本指令，自己學(xué)會(huì)了西門子編程軟件的基本使用方法。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我把可編程控制器的理論知識(shí)用在實(shí)踐中， 實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐相 結(jié)合，從中更懂得理論是實(shí)踐的基礎(chǔ)， 實(shí)踐又能檢驗(yàn)理論的正確性， 讓我受益匪淺， 對(duì) 我以

41、后工作中遇到問題或者繼續(xù)學(xué)習(xí)將會(huì)產(chǎn)生巨大的幫助和影響。致謝本論文從 10 月份開題以來，到目前為止已經(jīng)有 1 個(gè)月的時(shí)間了，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中， 雖然都沒太多的經(jīng)驗(yàn)，但是在老師的指導(dǎo)下，同學(xué)鼓勵(lì)、幫助下，最終圓滿地完成了設(shè) 計(jì)任務(wù)。在整個(gè)過程當(dāng)中，有許多人給了我啟發(fā)和幫助，在畢業(yè)論文完成之際，我要在 此表達(dá)對(duì)他們最誠摯的感謝。首先，最需要感謝的人是我的指導(dǎo)老師。老師平日里工作 繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，方案可行的確定和論文綱領(lǐng) 細(xì)節(jié)的修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)等整個(gè)過程給予了我悉心的指導(dǎo)。每一次的批評(píng) 和教育，使我受益匪淺，值此論文完成之際 , 謹(jǐn)向老師再一次向他們致以

42、衷心的謝意， 感謝他們?yōu)閷W(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍 , 以及學(xué)習(xí)上的耐心細(xì)致幫助 !最后我還要感謝我 的同學(xué)與朋友，他們也給我很大的幫助，給我提供了不少的建議，讓我少走了許多的彎 路。參考文獻(xiàn)1 倪濤. 電機(jī)與電氣控制 .華中科技大學(xué)出版社， 20082 毛臣健等主編 . 電氣控制與 PLC原理及應(yīng)用 . 電子工業(yè)出版社 , 20073 陳志新等主編 . 電氣與 PLC控制技術(shù) .北京大學(xué)出版社 , 20064 韓志國.PLC應(yīng)用技術(shù) . 國防工業(yè)出版社 , 20105 殷興光.PLC應(yīng)用與實(shí)踐，西北工業(yè)大學(xué)出版社 , 20096 王永華.現(xiàn)代電氣控制及 PLC應(yīng)用技術(shù). 北京航空航天大學(xué)出版社 , 20087 林春方. 電氣控制與 PLC技術(shù). 西安電子科技大學(xué)出