基于PLC的全自动洗衣机控制系统.doc

摘要编号 河南机电高等专科学校 毕业设计（论文）基于PLC的全自动洗衣机控制系统系 部: 专 业: 班 级: 姓 名: 学 号: 指导老师: 二零一三年五月I 摘要 摘 要 随着社会经济的发展和科技水平的提高，家庭电器自动化成为必然的发展趋势。全自动洗衣机的产生极大方便了人们的生活。洗衣机是国内电业唯一不打价格战的行业，经过几年的平稳发展，国产洗衣机无论是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。 根据全自动洗衣机的工作原理，利用可编程控制器PLC实现控制，说明了PLC控制的原理方法，特点及控制洗衣机的特色。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。全自动洗衣机控制系统利用了西门子S7-200系列PLC的特点，对按钮，电磁阀，开关等其他一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。由于每遍洗涤，排水，脱水的时间由PLC内计数器控制，所以只要改变计数器参数就可以改变时间。可以把上面设定的程序时间定下来，作为固定程序使用，也可以根据衣物的质地，数量及油污程度来编程。该论文就怎么样利用PLC来控制全自动洗衣机进行了调查，对其中软件设计、硬件设计等问题进行了分析和研究，实现了全自动洗衣机的正常运行和强制性停止功能。 关键词：PLC；全自动洗衣机控制系统；PLC程序设计；自动 I ABSTRACT With the development of social economy and improvement of science and technology, household appliances automation becomes the inevitable development tendency .Have full automatic washing machine greatly facilitates peoples life . Washing machine is not only the price war industry , after several years of steady growth , domestic washing machine both in quality or functionality is the world leading level . I the washing machine market high efficiency and energy saving water saving energy saving , environmental protection type washing machine has been dominant in the market . According to the working principle of automatic washing machine ,using the programmable controller PLC control , explains the principle of PLC control method characteristics and control characteristics of the washing machine . PLC features : high reliability , low power consumption ,strong adaptability ,fast running speed ,long service life and so on ,in order to further improve the function and performance of full automatic washing machine ,avoid some of the drawbacks of the traditional control ,put forward to using PLC to control the automatic washing machine of this subject . Automatic and control system using characteristic ,Siemens S7-200 ser the button ,a battery valve , switch , or some other input / output point control , realizing the automation of washing machine . Because each time washing , drainage , dewatering time by PLC in counter control , so long as change the counter vegetables can change time . Can settle the above setting time , used as a fixed program ,can also according to the texture of clothes , quantity and oil pollution degree . In this paper , how to use PLC to control the automatic washing machine are investigated , analyzed and studied on which software design , hardware design , to achieve the normal operation of automatic washing machine and forced to stop function .Keyword : PLC ;the automatic washing machine control system ; PLC programming ;automatic 目录 目 录第一章 绪论11.1 课题的研究背景11.2 洗衣机的发展概况与现状11.3 课题研究的目的与意义21.4 本课题研究的主要内容3第二章 全自动洗衣机的基本结构42.1 全自动洗衣机的原理和构造42.2洗涤脱水系统52.3 排水和进水系统6第三章 可编程序控制技术73.1 PLC的定义及特点73.1.1 PLC 的定义73.1.2 PLC的特点73.2 控制系统框图83.3 控制系统对应设备及功能93.4 控制系统原理10第四章 硬件电路的设计114.1 PLC的选择114.1.1 I/O点数统计114.1.2 I/O储存器容量的估算114.1.3 CPU功能与结构的选择124.2 PLC外部接线图124.3 洗衣机示意图13第五章 软件的设计145.1 I/O分配表145.1.1 输入地址分配表145.1.2 输出地址分配表145.1.3 内部元件分配表155.2 系统流程图165.2.1强制停止流程图165.2.2 正常运行流程图165.3 程序设计175.3.1 PLC控制顺序功能图175.3.2系统梯形图185.3 系统指令语句表22第六章 程序运行过程分析25洗衣机进水25正反转洗衣25强制停止25总结与心得26参 考 文 献27致谢28 i 基于PLC的全自动洗衣机控制系统 第一章 绪论1.1 课题的研究背景 本次设计基于PLC的全自动洗衣机控制，本文的课题源于市场上洗衣机产品。采用PLC控制开发的周期短，开发成本低，可以直接用于工业现场控制。PLC控制具有实时性、信号处理时间短、速度快、更能满足各个领域大、中、小型控制项目，可靠性高，丰富的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、高噪音、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下工作。以为它是整体模块，集中了驱动电路。控制电路和环保电路以及通讯联网功能，所以在使用中，硬件相对简单，变成语言也相对简单，并且测试容易，维修方便，更可以提高控制系统设计的灵活性及控制系统的可靠性。本设计一操作简单、使用可靠、维护修理方便作为主要设计方向。1.2 洗衣机的发展概况与现状 从古到今，洗衣服都市一项难于逃避的家务劳动，在洗衣机出现以前，这项劳动并不像田园诗描绘的那样充满乐趣、手搓、脚踩、棒击、冲刷、摔打。这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是辛苦劳累。世界上第一台洗衣机于1858年诞生。但这台洗衣机使用非礼，且损伤衣服，因而没被广泛使用，但这却标志了用机器洗衣的开端。1874年，“手洗时代”受到了前所未有的挑战，美国人发明了木制手摇洗衣机。1880年，美国发明了蒸汽洗衣机，蒸汽动力开始取代人力。蒸汽洗衣机之后，水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。1910年，美国研制成功世界上第一台电动洗衣机，电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。1922年，美国改造了洗衣机的洗涤结构，爸拖动式改为搅拌式，使洗衣机的结构固定下来，这也是第一台搅拌式洗衣机的诞生。1932年，美国研制成功第一台前装式滚筒洗衣机。1955年，在引进英国喷流式洗衣机的基础之上，日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机。70年代后期，微电脑控制的全自动洗衣机的出现引领新的发展方向，让人耳目一新。90年代，由于电动机调速技术的提高，洗衣机实现了较宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。 全自动洗衣机其特点是能自动完成洗涤，漂洗和脱水的转换，整个过程不需要人工操作。这类洗衣机均采用套筒式结构，其进水，排水都采用电池阀，由程序控制器按人们预先设计好的程序不断发出指令，驱动各执行期间动作，整个洗1衣机过程自动完成，所用的程序控制器可分为电动机驱动式和单片机式。从控制方式的发展阶段上分，全自动洗衣机可分为两大类： 第一类：电动控制洗衣机，它的程序控制器由电动原件组成。 第二类：电脑控制洗衣机，它的程序控制器由微型计算机组成。电机控制全自动洗衣机是较早出现的全自动控制类家用电器，其产品类型还属于传统机械产品，是全自动控制的初级阶段。随着计算机及微电子技术的发展，自动控制系统在逐步实现硬件化。因此，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。目前，国内市场上销售的大都是波轮式和滚筒式，供应最多的是波轮式洗衣机。波轮式洗衣机的特点是洗净率高，但对衣物的磨损很大，随着人们生活水平不断提高，丝绸，毛料，羊毛等大量走进普通家庭，厂商又适时地推出滚筒式洗衣机，它最大的优点是磨损率小，但洗净率比波轮式低，价格高。 洗衣机产品可以分为三类：普通型，半自动型和全自动型。普通型和半自动型洗衣机，都需要人为参与操作，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。 国内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。1.3 课题研究的目的与意义 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时间、调试周期、且要降低成本。 传统的洗衣机采用继电器控制的优点是装置结构简单、价格便宜、抗干扰能力强。但是，这也是随之带来的一些问题，如绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易破损，而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪音，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，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，只适用于小型的控制电路。 采用PLC控制比继电器控制好的多，我们采用PLC来控制。（1） 可靠性高，抗干扰能力强，高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。（2） 配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。（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，是面向工矿企业的工控设备。（4） 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造，PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同意设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多种，小批量的生产场合。（5） 体积小，重量轻，由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。1.4 本课题研究的主要内容 本课题需研制出可靠性高、易于操作的全自动洗衣机控制方法，该系统采用PLC控制，主要包括电动机正反转控制、离合器控制、进排水电池阀控制、循环控制、保护和联锁。 研究的具体内容包括：1、 深入了解洗衣机的发展、结构及控制要求。2、 控制系统设计。包括硬件设计，PLC的选择，各硬件模块的介绍，软件设计，编程方法。3、 对编写好的编译程序进行实际调试。 第二章 全自动洗衣机的基本结构2.1 全自动洗衣机的原理和构造 全自动洗衣机在结构上大致可分为3种类型，及波轮式，滚筒式和搅拌式。我国的洗衣机在结构上主要有波轮式和滚筒式两类，产品的类型以波轮式为主，其他类型为辅。首先做一下比较：1） 更好的软化衣物纤维，减少洗涤过程中衣物的损伤和变形，并且还可以使洗后的衣物柔软而蓬松。2） 提高温度来洗涤可充分溶解洗衣粉，加快洗衣粉中弱酸性物质与污物的化学反应速度，提高洗衣粉中酶的火星，同时有利于溶解汗渍，血渍，降低灰尘，油污的粘附作用，星儿可在同样的洗净比下大幅度降低洗涤过程对机械力的需求。3） 温度高有利于污物在水中的扩散。4） 高温能有效的杀死一些细菌。 没有加温的洗涤的波轮式洗衣机无论怎么样的水流，要达到一定的洗净比，都必须有足够的机械力，而机械力对衣物是损伤的，这就决定了波轮式自已记得磨损率大大高于滚筒式洗衣机。 各种新水流基本原理是一样的，就是尽量以紊乱的水流减小衣物的缠绕，正大水流的冲刷力以用于洗涤，与以前依靠衣物与桶壁和衣物相互之间的摩擦方式相比，水流冲刷对义务的损伤较小。滚筒式洗衣机有如下特点：1） 磨损低，没有缠绕，机械传动部分简单可靠，寿命长于波轮式洗衣机。2） 自动化程度高，可以子宫投放洗衣粉，漂白粉等，为不同质地的棉制品，化纤制品，羊毛制品设计了不同的洗涤程序和洗涤温度，使洗涤更为科学。设有防皱浸泡功能，可将洗好的衣物浸泡在清水中，到晾晒前再甩干，避免衣物甩干后不能及时取出晾晒而起皱。3） 省水，省洗衣粉。滚筒式洗衣机不需要水位高过衣物，从而可节约用水，并可减少洗衣粉的投放量。4） 高温洗涤有一定的灭菌作用。5） 洗涤过程噪音小，滚筒式洗衣机属封闭式洗涤，可以有效屏蔽内筒转动声和水流声；而波轮式洗涤的水流声，脱水内桶转动声是不可避免的且刹车装置和电磁阀动作声音也很大。 由于滚筒式洗衣机的价格大大高于波轮式洗衣机，所以波轮式洗衣机仍然受到普遍欢迎。波轮式洗衣机的特点：1） 水流方面。现在波轮式全自动洗衣机出现了一种新水流的形式。如LG的拳击棒，松下的双瀑布，荣事达的网络水流等采用了这种水流。2） 程序控制器。新推出的波轮式全自动洗衣机均采用单片机程序控制器，原来的机械式程序控制器基本上已被淘汰。各厂家生产的各种型号的波轮式全自动洗衣机的控制程序有所不同。如在模糊控制的洗衣机中，单片机通过采集水位传感器，布量传感器，光传感器的信号以及电动机的转速，判断出衣物的质地，多少，脏污程度，从而自动调整对衣物进行合理的洗涤。3） 不锈钢内桶，波轮式洗衣机采用了不锈钢内桶，减小衣物和内筒壁摩擦力，从而减轻义务的磨损。4） 同心洗。同心洗是直接把电动机轴与洗衣桶主轴同心安装，直接驱动。使洗涤和脱水时洗衣桶振动减小，噪音降低。5） 变频波轮式洗衣机可以对不同质地的衣物自动选择不同的电动机转速，从而给不同质地的衣物以恰当的洗涤强度，在保证洗的干净的同时，也最大限度地降低衣物的磨损。同时还可以在脱水甩干是，由慢到快地启动，使衣物在桶内风不均匀，脱水效果好，同时由于衣物均匀风不再洗衣桶的四周，洗衣桶的重心落在轴心上，可以减小振动，降低噪音，但是价格较贵。 波轮式全自动洗衣机通常都采用讲洗涤（脱水）桶套装在盛水桶内的同轴套筒式结构，虽然它们各自的牌号和型号都不同，但其结构都市有洗涤，脱水系统，进、排水系统，电动机和传动系统，电器控制系统以及支撑机构5大部分组成的。支撑机构主要有箱体，吊杆及控制台组成，它除了安装和连接自已记得各种零件外，还具有减振及防护，装饰的作用。2.2洗涤脱水系统 它主要有盛水桶，洗涤桶和波轮组成。盛水桶又分为外桶，主要用来盛放洗涤液，盛水桶固定在钢制底板上，通过4跟吊杆悬挂在洗衣机箱体上。电动机，离合器，排水阀等部件都装在桶底下面。洗涤桶又称脱水桶或者离心桶，也称为馁桶，它的主要功能是用来盛放衣物，在洗涤或漂洗时配合波轮完成洗涤或漂洗功能，在脱水时便成为离心式的脱水桶。波轮是全自动洗衣机中对衣物产生机械作用的主要部件。按波轮的形状来分，基本上有小波轮（直径在160mm左右）的涡卷式水流和大波轮（直径在300mm左右）新水流两类。2.3 排水和进水系统 波轮式全自动洗衣机的进排水系统都采用了电磁阀控制。为了对桶内的水位进行检测和控制，洗衣机上都安装有水位控制器（水位开关）。波轮式全自动套桶洗衣机使用最多的水位开关是空气压力式开关，主要有气压传感器装置，控制装置及电触点开关3部分组成，用来监视水位的高低。此外电磁阀分进水和排水电磁阀，进水电磁阀是洗衣机上的自动进水开关，它受水位开关动断触点的控制。而排水电磁阀是全自动洗衣机上的自动排水装置，同时喝死起改变离合器工作状态。进水、排水电磁阀是采用电流流过线圈形成磁场的原理，洗衣机电池阀在进、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。自动打开橡胶阀门，洗衣机里的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，橡胶阀门自动关闭，洗衣机里的水就流不出去了。 第三章 可编程序控制技术3.1 PLC的定义及特点3.1.1 PLC 的定义 由于PLC不断发展，因此对它进行确切的定义比较困难。国际电工委员会（International Electrical Committee ,IEC）在1987年的第3版中对PLC作了如下的定义： PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的进行数字运算操作的电子装置，它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟是的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体和易于扩展其功能的原则而设计。3.1.2 PLC的特点 PLC的迅速发展，除了工业自动化的客观需要外，还因其有许多独特的优点： （1） 可靠性高，PLC作为一种通用的工业控制器，它必须能够在各种不同的工作环境中正常工作。对工作的环境要求较低，抗外部干扰能力强，平均无辜时间长。（2） 使用方便灵活，PLC采用了基本单元扩展或者是模块化的结构形式，因此，输入/输出信号的数量，形式，驱动能力等都可以根据实际控制要求进行选择与确定，而且在需要时可以随时更换，近年来，PLC的特殊模块增多这些可以满足不同的控制要求，是PLC的使用更加灵活与多变。 （3） 编程简单，PLC的优越性主要体现在它采用了独特的，多种面向广大工程设计人员的编程语言，如指令表，梯形图，逻辑功能图，顺序功能图等，程序简洁，明了适合各类技术人员的传统习惯，即使是没有计算机知识的人员也很统一张掌握，特别是梯形图与逻辑功能图，形象直观，动态监测效果逼真，且与计算机控制容易。单片机系统特点：1） 要求环境，单片机对环境的适应能力较低，可靠性差。2） 编程和PLC相比难以学习，主要是单片机采用汇编语言或是C语言，这些高级语言和PLC语言相比，难以学习。3） 功能单一只具有使用中所需要的功能。但是，结构简单，处理速度快。典型的PLC控制系统的硬件组成如图1所示：3.2 控制系统框图 此次设计根据全自动洗衣机的工作原理，洗衣机的工作流程由进水，洗衣，排水，和脱水四个过程组成。在班自动洗衣机中，这四个过程分别用相应的按钮开关来控制。利用可编程控制器PLC实现控制，用于说明PLC控制的原理方法，特电机工作特色。此次全自动洗衣机控制系统设计利用了西门子S7-200系列PLC的特点，对按钮，电池阀，开关等其他一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。根据以上要求PLC的控制系统框图如下图2：3.3 控制系统对应设备及功能 根据控制过程的进水、洗涤、脱水、报警等控制要求，对控制所需的外部设备初步设计如表3-1 表3-3 对应功能设备及功能表对应的外部设备对应的输出设备启动按钮停止按钮水位选择开关（高水位）水位选择开关（中水位）水位选择开关（低水位）手动排水开关手动脱水开关高水位传感器中水位传感器低水位传感器水排空传感器进水电磁阀排水电磁阀洗涤电动机正转继电器洗涤电动机反转继电器脱水桶报警器3.4 控制系统原理 自动洗衣机的进水，洗衣，排水，脱水是通过水位开关，电磁进水阀和电磁排水阀配合进行控制，从而实现自动控制的，水位开关用来控制进水到洗衣机内高中低水位，电磁进水阀起着通断水源的作用。进水时，电磁进水阀打开，将水注入，排水时，电磁排水阀打开，降水排出，洗衣时，洗涤电动机启动，脱水时，脱水桶启动。 第四章 硬件电路的设计4.1 PLC的选择4.1.1 I/O点数统计I/O点数是PLC的一项重要指标。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，PLC的输入输出总点数和种类应根据被控制对象所需控制的模拟量，开关量，输入输出设备情况确定，一般一个输入输出原件要占用一个输入输出点。考虑到今后的调整和扩充，一般在估计的总点数上再加上20%30%的备用量。该系统有11个数字输入点6个数字输出点，具体的输入输出如下所示：输入点输出点启动按钮停止按钮水位选择开关（高水位）水位选择开关（中水位）水位选择开关（低水位）手动排水开关手动脱水开关高水位传感器中水位传感器低水位传感器水排空传感器进水电磁阀排水电磁阀洗涤电动机正转继电器洗涤电动机反转继电器脱水桶报警器4.1.2 I/O储存器容量的估算 PLC常用的内存有EPROM、EEPROM、和带锂电池供电的RAM。一般微型和小型PLC的存储容量是固定的，介于12KB之间。用户应用程序占用多少内存与许多因素有关，如I/O点数、控制要求、运算处理器、程序结构等。因此在程序设计之前只能略粗地估算。根据经验，每个I/O点及有关功能原件占用的内存量大致如下： 开关量输入原件：1020B/点 开关量输出原件：510B/点 定时器/计数器：2B/个 模拟量：1000150B/个 通信接口：一个接口一般需要300B以上 根据上面算出的总字节数再考虑增加25%左右的备用量，就可估算出用户程序所需的内存容量，从而选择合适的PLC内存。该系统有11个数字输入点6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.4.1.3 CPU功能与结构的选择 PLC的功能日益强大，一般PLC都具有开关逻辑运算、定时、计数、数据处理等基本功能，有些PLC还可扩展各种特殊功能模块，如通信模块、位置控制模块等，选型时可考虑以下几点：功能与任务相适应，PLC的处理速度应满足实时控制的要求、PLC结构合理、机型同一、在线编程和离线编程的选择。全自动洗衣机控制所要求的控制功能简单，小型PLC就能满足要求了。该控制系统PCU模块可采用CPU-224模块，它可控制整个系统按照要求有条不紊地进行。同时由于该模块采用交流22V供电，并且自带10个数字量输入点和14个数字量输出点，完全能满足全自动洗衣机控制系统的要求，所以不再需要另外的电源模块、数字量输入和输出模块。 综上所述此次设计选用西门子S7-200型PLC。4.2 PLC外部接线图 根据全自动洗衣机的控制要求，对系统控制的I/O点数进行了统计和PLC型号进行了选则。 4.3 洗衣机示意图如图3-4所示为洗衣机示意图，在途中ST4为高水位传感器，ST5为中水位传感器，ST6为低水位传感器，ST7为水排尽传感器，当选择好水位后，YV1打开开始进水，当水位达到相应水位时，相应的传感器送出ON信号否则为OFF，只有当水位上升到与选择水位箱开关一致时，YV1关闭停止进水，开始洗衣。图：3-4洗衣机示意图: 第五章 软件的设计5.1 I/O分配表5.1.1 输入地址分配表 列出全自动洗衣机的输入分配表，如下所 表51输入地址分配表 输入地址对应的外部设备I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2启动按钮停止按钮水位选择开关（高水位）水位选择开关（中水位）水位选择开关（低水位）手动排水开关手动脱水开关高水位传感器中水位传感器低水位传感器水排空传感器5.1.2 输出地址分配表 列出全自动洗衣机的输出分配表，如图所示： 表52 输出地址分配表：输出地址对用的输出设备Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5进水电磁阀排水电磁阀洗涤电动机正转继电器洗涤电动机反转继电器脱水报警器5.1.3 内部元件分配表全自动洗衣机控制时，需用到PLC内部计时器和计数器对其进行过程控制，现对控制中要用到的内部位元件地址分配表归纳如下：表53 内部地址分配表定时器/计时器对应的作用T37T38T39T40T41T42T43C50C51进水暂停计时正洗计时正洗暂停计时反转计时反转暂停计时脱水计时报警及时正反洗循环计数大循环计数5.2 系统流程图5.2.1强制停止流程图 5.2.2 正常运行流程图 全自动洗衣机正常运行时即洗衣机按照程序设定依次完成洗衣过程，从选择水位，按下启动按钮，开始进水直到水满（即水位达到高水位）时停止进水开始洗涤正转，洗涤时，正转30秒，停两秒，然后反转30秒，停2秒，如此循环5次，总共320秒开始排水，水位下降到低水位时开始脱水并继续排水，脱水30秒，开始清洗，重复以上过程，清洗两遍，清洗完成，报警3秒并自动停机。按照以上的工作过程，作出全自动洗衣机的正常运行工作流程图如图所示：5.3 程序设计5.3.1 PLC控制顺序功能图 顺序功能图，它是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一种图形，顺序功能图并不涉及所描述的控制功能的具体技术，它是一种通用的技术语言。全自动洗衣机控制系统PLC控制状态流程图如图所示: 5.3.2系统梯形图 一、梯形图的特点 梯形图是PLC模拟机电气控制系统的编程方法。它由触点、线圈或功能等构成，梯形图左、右的垂直线成为左、右母线。画梯形图时，从左母线开始，经过触点和线圈（或功能方框），终止于右母线。在梯形图中，可以把左母线看作是提供能量的母线。触点闭合可以使能量流过，直到下一个元件；触点断开将阻止能量流过。这种能量流，我们称之为“能流”。实际上，梯形图是CPU仿真继电器控制电路图，使来自“电源”的“电流”通过一系列的逻辑控制条件，根据运算结果决定逻辑输出的模拟过程。 梯形图中的基本编程元素有触点、线圈和方框。 触点：代表逻辑控制条件。触点闭合时表示能量可以流过。触点分常开触点和常闭触点两种形式。 线圈： 通常代表逻辑“输出”的结果。能量流到，则该线圈被激励。 方框： 代表某种特定功能的指令。能量流过方框时，则执行方框所代表的功能。方框所代表的功能有很多种，例如：定时器、计数器、数据运算等。 梯形图中，每个输出元素可以构成一个梯级。每个梯形图网络由一个或多个提及组成。 二、 梯形图绘制原则（1）梯形图按自上而下、从左到右的顺序排列。每个继电器线圈为一个逻辑行，即一层阶梯。每一个逻辑行起于左母线，然后是触点的连接，最后终于继电器线圈或右母线。 注意：左母线与线圈之间一定要有触点，而线圈与右母线之间不能有任何点，应直接连接。 （2） 一般情况下，在梯形图中某个编号继电器线圈只能出现一次，而继电器触点可无线引用。有些PLC，在含有跳转指令或进步指令的梯形图中允许双线圈输出。 （3） 在每个逻辑行中，串联触点多的支路应放在上方。如果将串联触点多的支路放下方，则语句增多，程序变长。 （4）在每个逻辑行中，并联触点多的支路应放在左边。如果将并联触电的支路放右边，则语句增多，程序变长。 （5） 梯形图中，不允许一个触点上有双向“电流”通过。 （6） 梯形图中，当多个逻辑行都具有相同条件时，为了节省语句数量，常将这些逻辑行合并。当相同条件复杂时，这对储存容量小的PLC很有意义。 （7） 设计梯形图时，输入继电器的触点状态全部按相应的输入设备为常开状态进行设计更为合适，不易出错。因此，也建议尽可能用输入设备的常开触点与PLC输入端连接。如果某些信号只能用常闭触点输入，可以按输入设备常开来设计，然后将梯形图中相应的输入继电器输出触点取反。 三、系统梯形图 根据以上的梯形图的基础知识，、注意事项、特点及上节中的控制状态流程图，现利用STEP7Micro/WIN编程软件做出全自动洗衣机控制系统梯形图。 STEP7Micro/WIN编程软件是专门为西门子S7200而设计的，在个人计算机的WINDOWS操作系统下运行，功能强大、使用方便、简单易学。其编写好的程序可通过专用编程线缆下载的PLC中运行。也可导出后在仿真软件中进行测试。系统梯形图如下所示： 5.3 系统指令语句表Network 1/ Network Title TON T37 ,+20/进水 Network 4LD M1.3 /正转A T43 LD M0.2O SM0.1 A T37O M0.0 LD M0.7 O I0.1 AN C50AN M0.1 OLD = M0.0 O M0.3Network 2 AN I0.1LD I0.2 AN M0.4O I0.3 = M0.3O I0.4 Network 5LD I0.0 LD M0.3A M0.0 = Q0.2LD M1.2 TON T38，+300AN C51 Network 6OLD /正转完停2秒ALD LD M0.3O M0.1 A T38AN I0.1 O M0.4AN M0.2 AN M0.5= M0.1 = M0.4= Q0.0 TON T39，+20Network 3 Network 7/进水完停2秒 /反转30秒LD I0.2 LD M0.4A I0.7 A T39LD I0.3 O M0.5A I1.0 AN I0.1OLD AN M0.6 LD I0.4 = M0.5A I1.1 Network 8OLD LD M0.5A M0.1 = Q0.3O M0.2 TON T40,+300AN M0.3 Network 9= M0.2 / 反转完停2秒LD M0.5 AN I0.1A T40 = M1.1O M0.6 Network 15 AN M0.7 LD M1.1= M0.6 O Q0.4TON T41，+20 AN T42Network 10 O I0.6/