(精品)基于MCGS及PLC的全自动洗衣机系统设计(2013年优秀毕业设计)

学院学院 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文） 论文题目论文题目： 基于基于 MCGSMCGS 及及 PLCPLC 的全自动洗衣机系统设计的全自动洗衣机系统设计 所属系部：所属系部： 自动化工程系自动化工程系 指导教师指导教师： 职职 称称： 讲讲 师师 学生姓名：学生姓名： 学学 号号: : 专专 业：业： 电气自动化技术电气自动化技术 技术学院制技术学院制 技术学院技术学院 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 题目：基于题目：基于 MCGSMCGS 及及 PLCPLC 的全自动洗衣机系统设计的全自动洗衣机系统设计 任务与要求：任务与要求： 全自动洗衣机功能的组态实现； 编写完整的脚本控制程序； 写出动画连接表达式； 编写 PLC 控制程序； 与 PLC 通信的实现。 时间：时间：2011 年 月 23 日 至 2011 年 4 月 30 日 共 8 周 所属系部：自动化工程系所属系部：自动化工程系 学生姓名：学生姓名： 荆荆 鹏鹏 学学 号：号：086033-11086033-11 专业：专业： 电气自动化技术电气自动化技术 指导单位或教研室：指导单位或教研室： 电气自动化教研室电气自动化教研室 指导教师：指导教师： 张张 芬芬 职职 称：称： 讲讲 师师 西安航空职业技术学院制西安航空职业技术学院制 毕业设计毕业设计(论论文文)进进度度计计划表划表 日日 期期工工 作作 内内 容容执执 行行 情情 况况 指导教师指导教师 签签 字字 2011.2.23-2011.2.25 分析课题 2011.2.26-2011.3.1 对设计的总体规划，请教知 道老师 2011.3.2-2011.3.18 组态设计画面并调试，出现 问题与老师沟通 2011.3.19-2011.4.1 编写 PLC 控制程序并调试。 与老师讨论确定程序 2011.4.2-2011.4.15 在老师指导下，规范格式， 撰写论文 2011.4.16-2011.4.30 修改论文并上交 教师对进度计划实施教师对进度计划实施 情况总评情况总评 签名 年 月 日 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 1 摘摘 要要 随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，家庭电器全自动化成为必 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。 尽管洗衣机有了很大发展，但消费者的需求不断提高。为使洗对衣机的 操作更方便、更人性化，本论文就怎样利用 MCGS 来仿真并通过 PLC 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。 关键词关键词： PLC ； 全自动洗衣机 ； 控制 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 2 AbstractAbstract Along with the social economy development and the science and technology level enhancement, the family electric appliance entire automation becomes the inevitable development tendency. Entire automatic washer production enormous convenience peoples life. The washer is the domestic electrical appliances industry does not only hit the profession which the price fights, passes through several year steady development, the domestically produced washer regardless of in quality or in function all with world leading horizontal synchronization. Looks over the washer market, the highly effective energy conservation, the province water, the province electricity, the environmental protection washer continuously occupy the dominant position in the market. In spite of the washing machine has been developed, consumers demand constant increase. for washing to the operation of more convenient and humanized, this paper is how to use mcgs for simulation and plc control automatic washing machine, a survey to which the design of software, hardware design issue analysis and research, the automatic washing machine of the normal operation and forced to stop function KeyKey word:word: PLC ； entire automatic washer ； control 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 3 目录目录 1 1 绪论绪论.4 2 2 全自动洗衣机的工作原理及控制要求全自动洗衣机的工作原理及控制要求5 2.12.1 整体系统介绍及原理整体系统介绍及原理 5 5 2.22.2 全自动洗衣机的全自动洗衣机的控控制要求制要求5 5 2 2. .2 2. .1 1 正正常常运运行行5 2 2. .2 2. .2 2 强强制制停停止止6 3 3 全自动洗衣机的全自动洗衣机的 MCGSMCGS 组态软件控制组态软件控制.7 3.13.1 MCGSMCGS 组态软件概述组态软件概述 7 7 3.1.13.1.1 认识认识 MCGSMCGS 组态软件组态软件.7 3.1.23.1.2 MCGSMCGS 组态软件的系统构成组态软件的系统构成7 3.23.2 全自动洗衣机工程及动画设计全自动洗衣机工程及动画设计9 9 3.2.13.2.1 建立工程建立工程.9 3.2.23.2.2 画面设计及动画连接画面设计及动画连接.10 3.33.3 全自动洗衣机的数据处理及相关曲线全自动洗衣机的数据处理及相关曲线1616 3.3.13.3.1 报警显示与数据报警显示与数据.16 3.3.23.3.2 历史报表与实时报表历史报表与实时报表.21 3.43.4 编写控制流程编写控制流程 2828 3.4.13.4.1 新增策略新增策略.28 3.4.23.4.2 编辑脚本程序编辑脚本程序.29 4 4 全自动洗衣机控制系统全自动洗衣机控制系统 PLCPLC 程序设计程序设计31 4.14.1 全自动洗衣机控制系统的全自动洗衣机控制系统的 PLCPLC 选型和资源配置选型和资源配置 3131 4.1.14.1.1 CPUCPU 功能与结构的选择功能与结构的选择31 4.1.24.1.2 通讯方式通讯方式32 4.24.2 全自动洗衣机全自动洗衣机 PLCPLC 的硬件系统的硬件系统3232 4.2.14.2.1 全自动洗衣机的硬件介绍全自动洗衣机的硬件介绍.32 4.2.24.2.2 硬件接线图硬件接线图.33 4.34.3 全自动洗衣机的全自动洗衣机的 PLCPLC 的软件系统的软件系统3434 4.3.14.3.1 控制系统程序流程图控制系统程序流程图34 4.3.24.3.2 I/OI/O 地址分配表地址分配表36 4.3.34.3.3 全自动洗衣机的全自动洗衣机的 PLCPLC 程序程序.37 5 MCGSMCGS 与与 PLCPLC 的连接与调试的连接与调试.41 5.15.1 概述概述 4141 5.25.2 西门子西门子 S7-200S7-200 在线连接与调试在线连接与调试4242 结束语结束语46 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 4 谢辞谢辞47 参考文献参考文献48 1 1 绪论绪论 现代科学技术的飞速发展,改变了世界,也改变了人类的生活。作为新世纪 的大学生,应该站在时代发展的前列掌握现代科学技术知识调整自己的知识结构 和能力结构,以适应社会发展的要求.新世纪需要具有丰富的现代科学知识,能够 独立解决面临的任务,充满活力,有创新意识的新型人才。 洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电，已经成为人们生活中不可缺少 的家用电器。在工业生产中的应用也十分广泛，本课题在于自动控制洗衣机的 研究，自动控制用洗衣机适用于洗涤棉、毛、化纤、丝绸等衣物织品。水磨洗 涤机可用于服装厂水洗牛仔服及丝绸等衣物。自动控制用洗衣机适用于宾馆、 饭店、医院、学校、工厂等领域，满足大容量的洗衣要求。但是传统的基于半 手动的控制，已经不能满足人们对洗衣机的自动化程度的要求了。洗衣机需要 更好地满足人们的需求，必须借助于自动化技术的发展。而随着 PLC 技术的发 展，用 PLC 作为控制器，就能很好地满足全自动洗衣机对自动化的要求，并且 控制方式灵活多样，控制模式可以根据不同场合的应用而有所不同。自动化技 术的飞速发展使得洗衣机由初始的半自动式洗衣机发展到现在的全自动洗衣机， 又正在向智能化洗衣机方向发展。 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。纵观省会的洗衣机市 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。 本次毕业设计是利用欧姆龙 C 系列 P 型机 PLC 对洗衣机进行全自动控制， 掌握 STEP7-Micro/KINGVIEW 组态王的组态理论和组态方法，制作整个洗衣过 程监控界面，对电动机及其他设备进行实时监控。在实现以上全部功能的前提 下，再对监控界面的控制功能作进一步研究，监控界面的控制功能就是不在现 场的情况下，对现场的设备进行控制。 最后，在该设计过程中给予极大鼓励和帮助的老师、同学，在此表示衷心 的感谢。由于在设计过程中存在许多不足，希望老师指正。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 5 2 2 全自动洗衣机的工作原理及控制要求全自动洗衣机的工作原理及控制要求 2.12.1 整体系统介绍及原理整体系统介绍及原理 洗衣机的工作流程由进水，洗衣，排水和脱水四个过程组成。在半自动洗 衣机中，这四个过程分别用相应的按扭开关来控制。全自动洗衣机中，这四个 过程可做到全自动依次运行，直至洗衣结束。洗衣机的工作流程示意图见图 2- 1。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 6 图图 2-12-1 洗洗衣衣机机的的工工作作流流程程示示意意图图 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，将水排出，洗衣时，洗涤电动机启动， 脱水时，脱水桶启动。 2.22.2 全自动洗衣机的控制要求全自动洗衣机的控制要求 全自动洗衣机控制系统的要求是能实现“正常运行”和“强制停止”两种 控制方式。 2 2. .2 2. .1 1 正正常常运运行行 “正常运行 ”方式具体控制要求如下： （1）按下启动按扭； （2）开始进水直到水满（即水位达到高水位）时停止进水进水停止2s后开 始洗衣； （3）洗衣时，正转30s，停2s，然后反转30s，停2s； （4）如此循环共5次，总共320s后开始排水， 水位下降到低水位时开始脱水 30s； （5）然后再进水，重复（ 2）（4）步，如此循环共2次； （6）洗衣过程完成，报警 3s并自动停机。 2 2. .2 2. .2 2 强强制制停停止止 “强制停止 ”方式具体控制要求如下： （1）若按下 “停止”按扭，洗衣过程停止，即洗涤电机和脱水桶转、进水电磁 阀和排水电磁阀全部闭合； （2）可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水并报警。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 7 3 3 全自动洗衣机的全自动洗衣机的 MCGSMCGS 组态软件控制组态软件控制 3.13.1 MCGSMCGS 组态软件概述组态软件概述 3.1.13.1.1 认识认识 MCGSMCGS 组态软件组态软件 MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于 Windows 平 台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于 Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000 等操作系统。 MCGS 为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成 现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显 示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。 使用 MCGS，用户无须具备计算机编程的知识，就可以在短时间内轻而易 举地完成一个运行稳定，功能全面，维护量小并且具备专业水准的计算机监 控系统的开发工作。 MCGS 具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特 点，已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械 制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域，经过各种现场 的长期实际运行，系统稳定可靠。 3.1.23.1.2 MCGSMCGS 组态软件的系统构成组态软件的系统构成 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 8 （1） MCGS 组态软件的整体结构组态软件的整体结构 MCGS 5.1 软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。如图 3-1。 图图 3-13-1 MCGSMCGS 的组成的组成 MCGS 组态软件（以下简称 MCGS）由“MCGSMCGS 组态环境组态环境”和“MCGSMCGS 运行环境运行环境” 两个系统组成。两部分互相独立，又紧密相关。 MCGSMCGS 组态环境组态环境是生成用户应用系统的工作环境，由可执行程序 McgsSet.exe 支持，其存放于 MCGS 目录的 Program 子目录中。用户在 MCGS 组 态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部 组态工作后，生成扩展名为.mcg 的工程文件，又称为组态结果数据库，其与 MCGS 运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程” 。 MCGSMCGS 运行环境运行环境是用户应用系统的运行环境，由可执行程序 McgsRun.exe 支 持，其存放于 MCGS 目录的 Program 子目录中。在运行环境中完成对工程的控制 工作。 （2）MCGS 组态软件五大组成部分组态软件五大组成部分 MCGS 组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据 库和运行策略五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具 有不同的特性。如图 3-2。 主控窗口主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一个设备窗 口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。主要的组态操作 包括：定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口， 设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。 设备窗口：设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口内配置数据采集 与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。 用户窗口：用户窗口：本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：生成各种 动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。 实时数据库：实时数据库：是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将MCGS工程的各 个部分连接成有机的整体。 运行策略：运行策略：本窗口主要完成工程运行流程的控制。包括编写控制程序 （ifthen脚本程序），选用各种功能构件，如：数据提取、定时器、配方操 作、多媒体输出等。 组态环境：组态环境： 组态生成 应用系统 运行环境：运行环境： 解释执行 组态结果 组态结果 数据库 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 9 图图 3-23-2 MCGSMCGS 组态软件五大组成部分组态软件五大组成部分 3.23.2 全自动洗衣机工程及动画设计全自动洗衣机工程及动画设计 3.2.13.2.1 建立工程建立工程 （1）工程简介）工程简介 如何应用 MCGS 组态软件完成全自动洗衣的组态过程。应用 MCGS 组态软件 建立一个比较简单的自动洗衣控制系统。本设计工程中涉及到动画制作、控制 流程的编写、模拟设备的连接、报警输出、报表曲线显示与打印等多项组态操 作。 （2）建立）建立 MCGS 新工程新工程 如果已在计算机上安装了“MCGS 组态软件” ，在 Windows 桌面上，会有 “Mcgs 组态环境”与“Mcgs 运行环境” 图标。鼠标双击“Mcgs 组态环境”图 标，进入 MCGS 组态环境。如图 3-3 所示。 图图 3-33-3 MCGSMCGS 工作台窗口工作台窗口 主控窗口主控窗口设备窗口设备窗口用户窗口用户窗口实时数据库实时数据库运行策略运行策略 MCGS 工控组态软件工控组态软件 菜单设计菜单设计 设置工程属性设置工程属性 设定存盘结构设定存盘结构 添加工程设备添加工程设备 连接设备变量连接设备变量 注册设备驱动注册设备驱动 创建动画显示创建动画显示 设置报警窗口设置报警窗口 人机交互界面人机交互界面 定义数据变量定义数据变量编写控制流程编写控制流程 使用功能构件使用功能构件 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 10 在菜单“文件”中选择“新建工程”菜单项，如果 MCGS 安装在 D：根目录 下，则会在 D：MCGSWORK下自动生成新建工程，默认的工程名为新建工程 X.MCG(X 表示新建工程的顺序号，如：0、1、2 等)。如下图 3-4 所示。 图图 3-43-4 工程另存为窗口工程另存为窗口 在菜单“文件”中选择“工程另存为”选项，把新建工程存为： D：MCGSWORK全自动洗衣机。如图 3-5 所示。 图图 3-53-5 保存新建的工程保存新建的工程 3.2.23.2.2 画面设计及动画连接画面设计及动画连接 （1）建立新画面）建立新画面 在MCGS组态平台上，单击“用户窗口”，在“用户窗口”中单击“新建窗 口”按钮，则产生新“窗口0”，如图3-6所示。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 11 图图 3-63-6 新建用户窗口新建用户窗口 选中“窗口 0” ，单击“窗口属性” ，进入“用户窗口属性设置” ，将“窗口 名称”改为：全自动洗衣机；将“窗口标题”改为：全自动洗衣机；在“窗口 位置”中选中“最大化显示” ，其它不变，单击“确认”如图 3-7 所示。 图图 3-73-7 设置用户窗口属性设置用户窗口属性 选中刚创建的“全自动洗衣机”用户窗口，单击“动画组态” ，进入动画制 作窗口，如图 3-8 所示。 图图 3-83-8 动画制作窗口动画制作窗口 （2 2）工具箱）工具箱 单击工具条中的“工具箱”按钮，则打开动画工具箱，图标对应于选择 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 12 器，用于在编辑图形时选取用户窗口中指定的图形对象；为了快速构图和组态， MCGS 系统内部提供了常用的图元、图符、动画构件对象，称为系统图形对象。 如下图 3-9 所示。 图图 3-93-9 绘图工具箱窗口绘图工具箱窗口 单击“工具”菜单，选中“对象元件库管理”或单击工具条中的“工具箱” 按钮，则打开动画工具箱,工具箱中的 图标用于从对象元件库中读取存盘的图形对象； 图标用于把当前用户窗口中选中的图形对象存入对象元件库中。如下图 3-10： 图图 3-103-10 对象元件库管理窗口对象元件库管理窗口 从“对象元件库管理”中的“储藏罐”中选取中意的罐，按“确认” ，则所 选中的罐在桌面的左上角，可以改变其大小及位置，如罐 17、罐 43。 从“对象元件库管理”中的“阀”中分别选取 2 个阀（均为阀 46） 、2 个马 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 13 达（马达 30） 、一个指示灯（指示灯 1） 。 流动的水是由 MCGS 动画工具箱中的“流动块”构件制作成的。选中工具箱 内的“流动块”动画构件（ ）。移动鼠标至窗口的预定位置，（鼠标的光 标变为十字形状），点击一下鼠标左键，移动鼠标，在鼠标光标后形成一道虚 线，拖动一定距离后，点击鼠标左键，生成一段流动块。再拖动鼠标（可沿原 来方向，也可垂直原来方向），生成下一段流动块。当用户想结束绘制时，双 击鼠标左键即可。当用户想修改流动块时，先选中流动块（流动块周围出现选 中标志：白色小方块），鼠标指针指向小方块，按住左键不放，拖动鼠标，就 可调整流动块的形状。 用工具箱中的图标，分别对阀，罐进行文字注释，方法见上面做“全自 动洗衣机仿真系统”。 （3 3）整体画面）整体画面 最后生成的画面如下图 3-11 所示： 图图 3-113-11 控制主界面控制主界面 选择菜单项 “文件” 中的“保存窗口” ，则可对所完成的画面进行保存。 （4 4）动画连接）动画连接 由图形对象搭制而成的图形界面是静止不动的，需要对这些图形对象进行 动画设计，真实地描述外界对象的状态变化，达到过程实时监控的目的。MCGS 实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据 对象建立相关性连接，并设置相应的动画属性。在系统运行过程中，图形对象 的外观和状态特征，由数据对象的实时采集值驱动，从而实现了图形的动画效 果。 在用户窗口中，双击全自动洗衣机窗口进入，选中水罐 43 双击，则弹出单 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 14 元属性设置窗口。选中符合图符，则会出现，单击则进入动画组态属性 设置窗口，按下图 3-12 所示修改，其它属性不变。设置好后，按确定，再按确 定，变量连接成功。 图图 3-123-12 属性设置窗口属性设置窗口 出水阀属性设置跟进水阀属性设置一样。 在“用户窗口”中选中“全自动洗衣机” ，单击鼠标右键，点击“设置为启 动窗口”如图 3-13 所示，这样工程运行后会自动进入“全自动洗衣机”窗口。 图图 3-133-13 设置启动窗口设置启动窗口 在菜单项“文件”中选“进入运行环境”或直接按“F5”或直接按工具条 中图标，都可以进入运行环境。 但看见的画面并不能动，移动鼠标到 “进水阀” 、 “出水阀”上面的红色部 分，会出现一只小“手” ，单击一下，红色部分变为绿色，同时流动块相应地运 动起来。但水罐仍没有变化，这是由于我们没有信号输入，也没有人为地改变 其值。现在可以用如下方法改变其值，使液位动起来。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 15 此方法只是模拟动画，只在设计过程中应用到了，最终并没有出现。 在“工具箱”中选中滑动输入器图标，当鼠标变为“十”后，拖动鼠标 到适当大小，然后双击进入属性设置，具体操作如下图所示： 在“滑动输入器构件属性设置”的“操作属性”中，把对应数据对象的名 称改为：液位，可以通过单击图标，到库中选，自己输入也可；“滑块在最 上边时对应的值”为：100。 在“滑动输入器构件属性设置”的“基本属性”中,在“滑块指向”中选中 “指向左（上） ” ，其它不变。 在“滑动输入器构件属性设置”的“刻度与标注属性”中,把“主划线数目” 改为：10，即能被 10 整除，其它不变。 属性设置与效果图如下图 3-14 所示： (a) (b) (c)(c) (d)(d) 图图 3-143-14 添加滑动输入器添加滑动输入器 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 16 为了准确了解液位的值，我们可以用数字显示其值，在“工具箱”中单击 “标签” 图标，调整大小放在水罐下面，双击进行属性设置如图 3-15 所示： (a) (b) 图图 3-153-15 动画组态属性窗口动画组态属性窗口 这时再按“F5”或直接按工具条中图标，进入运行环境后，可以通过拉 动滑动输入器使整个画面动起来。 3.33.3 全自动洗衣机的数据处理及相关曲线全自动洗衣机的数据处理及相关曲线 3.3.13.3.1 报警显示与数据报警显示与数据 MCGS 把报警处理作为数据对象的属性，封装在数据对象内，由实时数据库 来自动处理。当数据对象的值或状态发生改变时，实时数据库判断对应的数据 对象是否发生了报警或已产生的报警是否已经结束，并把所产生的报警信息通 知给系统的其它部分，同时，实时数据库根据用户的组态设定，把报警信息存 入指定的存盘数据库文件中。 （1 1）定义报表）定义报表 对全自动洗衣机的“液位”的变量，在实时数据库中，双击“液位” ，在报 警属性中，选中“允许进行报警处理” ；在报警设置中选中“上限报警” ，把报 警值设为：85；报警注释为：水马上装满；在报警设置中选中“下限报警” ，把 报警值设为 5；报警注释为:水马上排完。在存盘属性中，选中“自动保存产生 的报警信息” 。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 17 (a) (b) 图图 3-163-16 数据对象属性设置窗口数据对象属性设置窗口 如图 3-16 所示，属性设置好后，按“确认”即可。 （2）报警显示）报警显示 实时数据库只负责关于报警的判断、通知和存储三项工作，而报警产生后 所要进行的其它处理操作（即对报警动作的响应） ，则需要您在组态时实现。 此全自动洗衣机报警显示具体操作如下： 在 MCGS 组态平台上，单击“用户窗口” ，在“用户窗口”中，选中“全自 动洗衣机”窗口，双击“全自动洗衣机”或单击“动画组态”进入。在工具条 中单击“工具箱” ，弹出“工具箱” ，从“工具箱”中单击“报警显示”图标， 变“十”后用鼠标拖动到适当位置与大小。如下图 3-17 所示。 双击,再双击出现以下图 3-18 所示。 图图 3-173-17 报警显示窗口报警显示窗口 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 18 图图 3-18 报警显示构件属性设置窗口报警显示构件属性设置窗口 在“报警显示构件属性设置”中，把“对应的数据对象的名称”改为：液 位组， “最大记录次数”为：6，其它不变。按“确认”后，则报警显示设置完 毕。 此时按“F5”或直接按工具条中图标，进入运行环境，就会发现报警显 示已经轻松地实现了。 （3）报警数据）报警数据 在报警定义时，已经让洗衣机当有报警产生时， “自动保存产生的报警信息” ，在“运行策略”中，单击“新建策略” ，弹出“选择策略的类型” ，选中“用 户策略” ，按“确定” 。如图 3-19 所示。 (a) (b) 图图 3-193-19 选择策略的类型选择策略的类型 选中“策略 1” ，单击“策略属性” 按钮，弹出“策略属性设置”窗口， 把“策略名称”设为：报警数据， “策略内容注释”为“水罐的报警数据” 。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 19 选中“报警数据” ，单击“策略组态”按钮进入，在策略组态中，单击工具 条中的“新增策略行”图标，新增加一个策略行。再从“策略工具箱”中选 取“报警信息浏览” ，加到策略行上，单击鼠标左键。如下图 3-20 所示： 图图 3-203-20 报警数据策略组态报警数据策略组态 双击图标，弹出如图 3-21“报警信息浏览构件属性设置”窗口，在 “基本属性”中，把“报警信息来源”中的“对应数据对象”改为：液位组。 图图 3-213-21 报警信息浏览构件属性设置报警信息浏览构件属性设置 按“测试”按钮，进入“报警信息浏览” 。如下图 3-22 所示。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 20 图图 3-223-22 报警信息浏览报警信息浏览 退出策略组态时，会弹出如下图 3-23 窗口，按“是”按钮，就可对所做设 置进行保存。 图图 3-233-23 退出策略组态提示框退出策略组态提示框 按如下步骤操作将在运行环境中看到刚才的报警数据。 在 MCGS 组态平台上，单击“主控窗口” ，在“主控窗口”中，选中“主控 窗口” ，单击“菜单组态”进入。单击工具条中的“新增菜单项” 图标，会 产生“操作 0”菜单。双击“操作 0”菜单，弹出“菜单属性设置”窗口。在 “菜单属性”中把“菜单名”改为：报警数据。在“菜单操作”中选中“执行 运行策略块” ，选中“报警数据” ，按“确认”设置完毕。如下图 3-24 所示。 (a)菜单属性设置 (b)菜单操作设置 图图 3-243-24 菜单设置窗口菜单设置窗口 按“F5”或直接按工具条中图标，进入运行环境，就可以用菜单“报警 数据”打开报警历史数据。 （4 4）报警动画）报警动画 当有报警产生时，可以用提示灯显示，具体操作如下： 在“用户窗口”中选中“水位控制” ，双击进入，单击“工具箱”中的“插 入元件” 图标，进入“对象元件库管理” ，从“指示灯”中选取如：， 调整大小放在适当位置。作为“洗完”的报警指示。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 21 3.3.23.3.2 历史报表与实时报表历史报表与实时报表 在工程应用中，大多数监控系统需要对数据采集设备采集的数据进行存盘， 统计分析，并根据实际情况打印出数据报表，所谓数据报表就是根据实际需要 以一定格式将统计分析后的数据记录显示和打印出来，如：实时数据报表、历 史数据报表（班报表、日报表、月报表等） 。数据报表在工控系统中是必不可少 的一部分，是数据显示、查询、分析、统计、打印的最终体现，是整个工控系 统的最终结果输出；数据报表是对生产过程中系统监控对象的状态的综合记录 和规律总结。 （1 1）实时报表）实时报表 实时数据报表是实时的将当前时间的数据变量按一定报告格式（用户组态） 显示和打印，即：对瞬时量的反映，实时数据报表可以通过 MCGS 系统的实时表 格构件来组态显示实时数据报表。 在全自动洗衣机 MCGS 组态平台上，单击“用户窗口” ，在“用户窗口”中 单击“新建窗口”按钮产生一个新窗口，单击“窗口属性”按钮，弹出“用户 窗口属性设置”窗口，进行设置如图 3-25 所示。 图图 3-253-25 用户窗口属性设置用户窗口属性设置 在工具条中单击“帮助” 图标，拖放在“工具箱”中单击“自由表格” 图标上就会获得“MCGS 在线帮助” ，仔细阅读，然后再按下面操作进行。 在“工具箱”中单击“自由表格” 图标，拖放到桌面适当位置。双 击表格进入，如要改变单元格大小，把鼠标移到 A 与 B 或 1 与 2 之间，当鼠标 变化时，拖动鼠标即可；单击鼠标右键进行编辑。如图 3-26： 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 22 (a)自由表格行列调整自由表格行列调整 (b)实时数据报表输入注释实时数据报表输入注释 图图 3-263-26 实时报表输入设置实时报表输入设置 在 R1CB处单击鼠标右键，单击“连接”或直接按“F9” ，再单击鼠标右键从 实时数据库选取所要连接的变量双击或直接输入，如下图 3-27 所示。 (a) (b) 图图 3-273-27 实时报表数据连接设置实时报表数据连接设置 在全自动洗衣机 MCGS 组态平台上，单击“主控窗口” ，在“主控窗口”中， 单击“菜单组态” ，在工具条中单击“新增菜单项” 图标，会产生“操作 0”菜单。双击“操作 0”菜单，弹出“菜单属性设置”窗口,如下图 3-28 所示。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 23 (a)(a) (b)(b) 图图 3-283-28 菜单属性设置菜单属性设置 按“F5”进入运行环境后，单击菜单项中的“曲线”会打开“曲线”窗口， 实时数据就会显示出来。 （2）历史报表）历史报表 历史数据报表是从历史数据库中提取数据记录，以一定的格式显示历史数 据。实现历史报表由两种方式，一种用策略中的“存盘数据浏览”构件，另一 种利用历史表格构件。 在“运行策略”中单击“新建策略”按钮，弹出“选择策略的类型” ，选中 “用户策略” ，按“确认” 。单击“策略属性” ，弹出“策略属性设置” ，把“策 略名称”改为：历史数据，双击“历史数据”进入策略组态环境，从工具条中 单击“新增策略行” 图标，再从“策略工具箱”中单击“存盘数据浏览”. 双击图标，弹出“存盘数据浏览构件属性设置”窗口，按下图 3- 29 所示设置： (a) (b) 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 24 图图 3-293-29 存盘数据浏览构件属性设置存盘数据浏览构件属性设置 单击“测试”按钮，进入“数据存盘浏览” 。 单击“退出”按钮，再单击“确认”按钮，退出运行策略时，保存所 做修改。如果想在运行环境中看到历史数据，请在“主控窗口”中新增加 一个菜单，取名为：历史数据，如图 3-30 所示。 (a) (b) 图图 3-303-30 菜单属性设置菜单属性设置 另外可以做历史数据报表利用 MCGS 的历史表格构件。历史表格构件是 基于“Windows 的窗口”和“所见即所得”机制，用户可以在窗口上利用历 史表格构件强大的格式编辑功能配合 MCGS 的画图功能作各种精美报表。 在 MCGS 开发平台上，单击“用户窗口” ，在“用户窗口”中双击“数 据显示”进入，在“工具箱”中单击“历史表格” 图标，拖放到桌面， 双击表格进入，把鼠标移到在 C1 与 C2 之间，当鼠标发生变化时，拖动鼠 标改变单元格大小；单击鼠标右键进行编辑。在 R1C1输入“采集时间” ， R1C2输入“液位 1” ，R1C3输入“液位 2” 。拖动鼠标从 R2C1到 R5C3，表格会 反黑。如图 3-31 所示。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 25 图图 3-313-31 历史表格设置历史表格设置 在表格中单击鼠标右键，单击“连接” ，再单击“表格”菜单中“合并表元” 选项，表格中所选区域会出现反斜杠，如下图 3-32 所示。 图图 3-323-32 历史表格反斜杠显示历史表格反斜杠显示 双击表格中反斜杠处，弹出“数据库连接设置”窗口，具体设置如图 3-33 所示，设置完毕后按“确认”退出。 (a) (b) (c)(c) (d)(d) 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 26 图图 3-333-33 数据库连接设置数据库连接设置 这时进入运行环境，实时报表与历史报表制作完了。 （3）实时曲线）实时曲线 在实际生产过程控制中，对实时数据、历史数据的查看、分析是不可缺少 的工作。但对大量数据仅做定量的分析还远远不够，必须根据大量的数据信息， 画出曲线，分析曲线的变化趋势并从中发现数据变化规律，曲线处理在工控系 统中也是一个非常重要的部分。 实时曲线构件是用曲线显示一个或多个数据对象数值的动画图形，象笔绘 记录仪一样实时记录数据对象值的变化情况。 单击“用户窗口”标签，在“用户窗口”中双击“数据显示”进入，在 “工具箱”中单击“实时曲线” 图标，拖放到适当位置调整大小。双击曲 线，弹出“实时曲线构件属性设置”窗口，按下图 3-34 所示设置： (a) (b) 图图 3-343-34 实时曲线构件属性设置实时曲线构件属性设置 按“确认”即可，在运行环境中单击“曲线”菜单，就可看到实时曲线。 双击曲线可以放大曲线。 （4）历史）历史曲线曲线 为全自动洗衣机的历史曲线构件实现了历史数据的曲线浏览功能。运行时， 历史曲线构件能够根据需要画出相应历史数据的趋势效果图。历史曲线主要用 于事后查看数据和状态变化趋势和总结规律。 在“用户窗口”中双击“数据显示”进入，在“工具箱”中单击“历史曲 线” 图标，拖放到适当位置调整大小。双击曲线，弹出“历史曲线构件属 性设置”窗口，按下图 3-35 所示设置，在“历史曲线构件属性设置”中， “液 位 1”曲线颜色为“绿色” ；“液位 2”曲线颜色为“红色” 。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 27 (a) (b) (c) (d) (e)(e) 图图 3-353-35 历史曲线构件属性设置历史曲线构件属性设置 在运行环境中，单击“曲线”菜单，打开“曲线窗口” ，就可以看到实时数 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 28 据，历史报表，实时曲线，历史曲线，如图 3-36 所示。 图图 3-363-36 曲线窗口曲线窗口 3.43.4 编写控制流程编写控制流程 用户脚本程序是由用户编制的、用来完成特定操作和处理的程序，脚 本程序的编程语法非常类似于普通的 Basic 语言，但在概念和使用上更简 单直观，力求做到使大多数普通用户都能正确、快速地掌握和使用。 3.4.13.4.1 新增策略新增策略 在“运行策略”中，双击“循环策略”进入，双击图标进入“策 略属性设置” ，如下图 3-37 所示，只需要把“循环时间”设为：200ms，按确 定即可。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 29 图图 3-373-37 策略属性设置策略属性设置 在策略组态中，单击工具条中的“新增策略行”图标，则显示如下图 3-38 所示。 图图 3-383-38 新增策略行新增策略行 在策略组态中，如果没有出现策略工具箱，请单击工具条中的“工具箱” 图标，弹出“策略工具箱” ，如下图 3-39 所示。 图 3-41 图图 3-393-39 策略工具箱策略工具箱 单击“策略工具箱”中的“脚本程序” ，把鼠标移出“策略工具箱” ，会出 现一个小手，把小手放在上，单击鼠标左键，则显示如下图 3-40 所示： 图图 3-403-40 脚本程序策脚本程序策 3.4.23.4.2 编辑脚本程序编辑脚本程序 双击进入脚本程序编辑环境，按下图 3-41 所示输入。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 30 IF 进水阀=1 THEN IF 液位90 THEN 液位=90 ELSE 液位=液位+1 ENDIF ELSE 液位=液位 ENDIF IF 出水阀=1 THEN IF 液位=90 THEN 液位=液位-1 ELSE 液位=90 ENDIF ELSE 液位=液位 ENDIF 图图 3-413-41 脚本程序编译窗口脚本程序编译窗口 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 31 按“确认”退出，则脚本程序就编写好了，这时再进入运行环境，就会按 照所需要的控制流程，出现相应的动画效果。 4 4 全自动洗衣机控制系统全自动洗衣机控制系统 PLCPLC 程序设计程序设计 4.14.1 全自动洗衣机控制系统的全自动洗衣机控制系统的 PLCPLC 选型和资源配置选型和资源配置 4.1.14.1.1 CPUCPU 功能与结构的选择功能与结构的选择 PLC 的功能日益强大，一般 PLC 都具有开关量逻辑运算、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、机型统一、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。西门子 S7-200PLC 型号见下表 4-1。 表表 4-14-1 CPUCPU 分类分类 CPU221CPU222CPU224CPU226 程序存储器2048 字4096 字 用户数据存储 器1024 字2560 字 用户存储器类 型 EEPROM 数据后备典型 时间50h190h 本机 IO 6 入/4 出 8 入/6 出 14 入/10 出 24 入/16 出 扩展模块数量无2 个7 个 数字量 IO 印 象区大小256（128 入/128 出） 模拟量 IO 印 象区大小无 16 入/16 出32 入/32 出 33Hz 布尔指 令执行速度0.37/微妙/指令 内部继电器256 计数器/定时 器256/256 顺序控制继电256 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 32 器 该控制系统 CPU 模块可采用 CPU-224（AC/DC/继电器）模块，它可控制整 个系统按照控制要求有