洛阳理工学院毕业设计（论文）
PLC在全自动洗衣机控制系统中的应用
摘 要
随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，全自动化成为必然的发展趋势。全自动洗衣机的产生极大的方便了人们的生活。洗衣机是国内家电业唯一不打价格战的行业，经过几年的平稳发展，国产洗衣机无论在质量上还是功能上都和世界领先水平同步。纵观洗衣机市场，高效节能、省水、省电、环保型洗衣机一直在市场上占主导地位。PLC的优点是：可靠性高，耗电少，适应性强，运行速度快，寿命长等，为了进一步提高全自动洗衣机的功能和性能，避免传统控制的一些弊端，就提出了用PLC来控制全自动洗衣机这个课题。本设计介绍了采用西门子S7-200进行编程并且利用计算机组态软件组态王进行组态监控的全自动洗衣机控制系统。本设计全面讲解了根据全自动洗衣机的工作原理，利用PLC对其进行控制，并介绍了详细的硬件及软件设计方法，以及建立组态监控的步骤，最终实现了全自动洗衣机的基本功能。
关键词：PLC，西门子，洗衣机，自动
I
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The application of PLC in the automatic washing machine control
system
ABSTRACT
With 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 people's 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 world's 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.PLC's 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
II
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目 录
前 言 .................................................................................................. 1 第1章 绪论 ........................................................................................ 2
1.1 全自动洗衣机的研究背景..................................................... 2 1.2 全自动洗衣机研究的目的与意义 ......................................... 2 1.3 洗衣机发展状况和前景......................................................... 3 1.4 本课题研究的主要内容......................................................... 7 第2章 系统硬件设计 ........................................................................ 8
2.1 全自动洗衣机的原理和构造................................................. 8
2.1.1 全自动洗衣机总体构造............................................... 8 2.1.2 洗涤脱水系统 .............................................................. 8 2.1.3 排水和进水系统........................................................... 9 2.1.4 电动机及传动系统....................................................... 9 2.2 元件选择 ................................................................................ 9
2.2.1 输入元件选择 .............................................................. 9 2.2.2 输出元件选择 ............................................................ 10 2.2.3 电动机的选择 ............................................................ 11 2.2.4 PLC的选择 ................................................................. 12 2.3 I/O地址分配表 ..................................................................... 13
2.3.1 输入地址分配表......................................................... 13 2.3.2 输出地址分配表......................................................... 14 2.3.3 内部元件地址分配表................................................. 15 2.4 硬件连线图........................................................................... 15
2.4.1 主电路电气原理图..................................................... 15 2.4.2 I/O外部接线图 ........................................................... 16
第3章 系统软件设计 ...................................................................... 18
3.1 系统控制要求....................................................................... 18 3.2 系统设计总流程图............................................................... 18 3.3 系统程序编写与分析........................................................... 20
3.3.1 启动停止及进水控制................................................. 20
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3.3.2 洗衣机洗涤控制......................................................... 21 3.3.3 排水及脱水控制......................................................... 23 3.3.4 洗衣机报警控制......................................................... 25 3.3.5 洗衣机指示灯控制..................................................... 26
第4章 硬件软件仿真分析 .............................................................. 28
4.1 程序调试 .............................................................................. 28 4.2 程序仿真 .............................................................................. 28 第5章 系统组态设计 ...................................................................... 30
5.1组态王软件介绍.................................................................... 30 5.2 组态监控设计....................................................................... 30
5.2.1 创建新工程 ................................................................ 30 5.2.2 定义I/O设备 ............................................................. 31 5.2.3 构建数据词典 ............................................................ 32 5.2.4 组态画面建立与动画连接......................................... 33 5.3 组态设计的运行和调试....................................................... 35
5.3.1 启动及进水监控......................................................... 35 5.3.2 正转及反转监控......................................................... 36 5.3.3 排水及脱水监控......................................................... 38 5.3.4 报警监控 .................................................................... 39
结 论 ................................................................................................ 41 谢 辞 .................................................................................................. 42 参考文献 ............................................................................................ 43 附 录 ................................................................ 错误！未定义书签。 外文资料翻译 .................................................................................... 44
IV
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前 言
可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能强、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的各个领域，它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。PLC可控制编程器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境应用而设计的，它采用一类可编程存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算数操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入\\输出控制各种类型的机械或生产产品。
全自动洗衣机采用PLC控制系统将大大提高工作效率，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的。首先由于单片机的指令系统相对复杂，编写洗涤、脱水程序相对复杂；其次，在设计控制系统硬件时．要有多种电路保护装置，如电流保护、电压保护、过载保护、过热保护及欠压保护等等，这样增加了硬件的复杂性，隐含较高的故障率无形地增加了维修成本费用，在各种控制系统中广泛运用的PLC能克服单片机的缺点。它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。因此在运用中，硬件也相对简单，提高控制系统的可靠性。另外它的编程语言也相对简单。
本课题主要着重于全自动洗衣机的控制，要求洗衣机能实现进水、洗涤、排水、脱水、报警，所采用的控制方法操作简单、稳定可靠、维护与维修方便。控制方法确定后投入生产要缩短控制系统的设计的时间、调试周期，且要降低成本。本课题为智能洗衣机的PLC控制，主要介绍了智能洗衣机的工作原理，控制系统的PLC的选型和资源的配置，控制系统程序设计与调试，控制系统PLC程序，以及用组态王对整个洗衣过程进行仿真模拟，生动的体现了洗衣机从进水到报警的全部过程。
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