全自动洗衣机的plc控制系统设计 毕业设计——正式版

2010届本科专业职业生涯设计把握机遇，迎接未来全自动洗衣机的PLC控制系统设计姓名学号年级专业机械设计制造及其自动化系（院）工学院指导教师2010年01月01日第一部分把握机遇，迎接未来11前言12自我分析13职业分析131专业分析132社会环境分析133职业环境分析234职业分析小结34职业定位与发展35结语5第二部分全自动洗衣机的PLC控制系统设计6摘要6ABSTRACT71绪论811可编程序控制器简介8111可编程序控制器的产生和发展8112可编程序控制器的分类9113可编程序控制器的主要生产厂家102全自动洗衣机控制系统的控制要求1221全自动洗衣机的工作原理1222设备控制要求12221正常运行12222强制停止133全自动洗衣机控制系统的PLC选型和资源配置1431控制系统构成图14311控制系统图14312PLC框架配置图14313I/O地址分配1432模块功能概述154全自动洗衣机控制系统程序设计1641编程软件1642程序的流程图、构成16421流程图165全自动洗衣机控制系统PLC程序1951系统资源分配19511数字量输入部分19512数字量输出部分1952源程序20521辅助继电器20522进水22523洗衣23524排水24525脱水25526洗完报警266结论27参考文献28致谢29第一部分把握机遇，迎接未来1前言我国的机械行业的迅猛发展，迫切需要大量的精通机械行业相关技能的人才，这对于我来说即使机遇也是挑战。机会青睐于有准备的人，好的职业规划就是我成功的保证。2自我分析我是一个善于发现新事物和探索新事物的人，敢于创新，敢于提出自己的观点，能坚持正确的观点,同时有较强思考能力和空间想象能力，喜欢去探索新的事物，对世界有洞察力。给自己设定了不同时期的不同职业目标，为了能够实现这些职业目标，我会不懈的去努力，我的乐观与坚强就是我实现这些目标最大的保障。3职业分析31专业分析机械制造与自动化这个职业在目前是一个很热门的专业，而我国在这一方面的人才现状是多而不精。现在的社会是靠机器发展的一个机械化的社会，所以在这方面就业比较良好。机械类专业的就业方向，除了教学、营销等等外，常见的有生产总监（生产主管）、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理、机电产品开发、机械产品开发、液压产品开发、仪器仪表开发、武器开发、汽车工业、环保设备开发、矿业设备设计、模具设计制造、机械制造工艺师、CNC工程师等等，因为机械渗透到很多行业，所以不能一一列举。32社会环境分析我国目前就业形势都趋向饱和，但我认为在机械设计和机械自动化方面还需要更多人才，而职业市场对技能型人才技能技术要求较高，同时面向这方面的人才也在不断增多。在严峻的就业形势面前应对就业困境，首要的就是要树立应对危机的意识，要认识到这是一个普遍的问题，只有努力提高个人能力，才能使自己立于不败之地，才能做到迎难而上。就业困境面前，我首先要摆脱“等、靠、要”的思维，积极主动地展示自己，自信乐观的面对压力。我了解到在招聘会上“春风得意”的毕业生，往往能力并不是很出众，之所以能屡次成功就是因为积极主动。他们的经验就是，如果招聘单位拒绝了简历，他们一定会打电话或者亲自过去询问被拒原因，招聘单位往往会被他们的认真和自信打动，主动提供额外的面试机会。这样的经验并不一定就能复制，但可以说明认真、积极和自信的心态在应聘过程中的重要作用。面对严峻的就业形势，我还要做到调整职业规划、降低未来预期。其实，过低的预期不是对自己未来的不负责，而恰恰是对于现实问题的充分考虑。在困境面前，第一位的是生存，第二位的才是发展。只能先保证了当下的基本生活，才算有了未来进一步发展的可能。而且，我国经济总体仍然在增长，虽然受到了金融危机的冲击，但大学生发挥自己能力也肯定可以保证一个基本生活。在走出校园的第一步面临的这次就业危机，对于我也是加深对社会的认识、重新把握自己的机会。33职业环境分析在全球经济结构大调整的今天，中国凭借一系列优势，已然成为世界制造中心。国家扩大内需和实施西部大开发战略将带动机械产品需求增长。特别是应对世界经济下滑对国内经济的冲击，国家将加大基础设施的投资力度，出台了累计4万亿元的投资刺激计划，有力地带动国内需求的增长。从国际市场来看，能源原材料价格上涨势头趋缓，行业成本压力会有所减轻。机械设备制造业的长期增长速度和赢利水平将更多地取决于产品的附加值水平和技术进步的速度，这是机械设备制造业持续发展的重要基础。目前，各行业对自身产品结构也积极作出相应调整，对生产工艺、装备设备不断进行技术改造，自动化和大型化成套设备的开发为机械行业提供了先进、现代化的产品。未来相当长的一段时期内，对机械装备的需求将稳定增长，但需求结构将不断调整和变化。同时，机械行业自身进行产业升级和技术改造也需要大量先进加工设备和测试仪器。市场竞争加剧以及企业技术升级的速度加快，企业技术改造投资将保持一定规模，同时，国家政策也鼓励企业加大新设备的投资强度，国内对高精尖机械设备产品的需求将不断增加。因此，在很长时期内国民经济的结构调整和产业升级都将对机械装备工业形成较大的需求。从宏观上可以看到，我国的机械产品出口正保持着继续增长的态势。特别是我国加大了“走出去战略”的实施力度，鼓励企业发展对外工程承包和合作，发展经济技术合作项目取得较大进展，这些进展将在很大程度上促进相关机械产品的出口。我生长在中国经济比较发达的沿海城市青岛。我市机械行业企业在原材料成本上涨的压力下，许多企业加大科技开发投入，加快自主创新步伐，坚定不移走引进消化再创新、集成创新、原始创新相结合的自主创新之路，企业创新能力得到极大提高。生产保持快速发展，经济效益水平明显提高。船舶行业发展方面，由于造船供大于求的矛盾将逐渐显现，市场竞争必将越来越激烈。在海西湾造修船基地的建成、青岛造船厂异地搬迁改造项目开工建设和海洋工程基地的建设带动下，将吸引国内外船舶配套企业来青发展，进一步完善配套体系，拉长产业链，推动我市船舶行业的发展。电工电器行业发展方面，我市电工电器产品主要以中低压的输变电设备和器材为主，随着西电东送、南北互供、全国联网的推进，市场需求仍会有较大增长，该行业将继续保持相对平稳的增长态势。机床工具行业方面，随着我国的工业化进程加快，特别是国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见的发布，为机床工具产品市场需求的进一步扩大奠定了基础，为行业的发展形成了持久性拉动，行业仍将处于较快发展的良好时期。但我市的机床产品大多是中小型的产品，面临的竞争会更加激烈。在地区经济迅猛发展的形势下，我的未来也将是一片光明。不仅如此，去年上半年国务院发布关于加快振兴装备制造业的若干意见，并将陆续出台相关配套政策，国家明确提出，将在税收、资金、研发、市场等方面支持装备制造业。对于国内机械行业而言，这无疑是一个重大利好消息，预示着该行业将置身良好的发展环境。而青岛机械行业伴随着这座城市迈向重化工时代的铿锵步伐，已经“吾家有女初长成”，储备了足够的发展后劲。根据市经贸委提供的数字，去全市机械行业规模以上工业企业超过920家，完成产品销售收入超过94143亿元，同比增长3690，占全市工业的176；实现利润总额3901亿元，同比增长803，占全市工业的203。当然，如同一枚硬币的两面，机遇总是与挑战相伴相生，即使是黄金机遇也不例外。今后青岛市机械行业将会面对一个竞争更加激烈的市场环境。其一，从宏观经济环境看，国家高度重视振兴装备制造业，加大了社会对机械行业的市场预期，形成一轮新的投资热潮，不仅原有的机械企业在全力进行资本扩充，大量的境外资本和行业外资本也相继进入，并在较短时间内形成庞大的生产能力。其二，日益增多的贸易摩擦、欧洲市场执行环保新政策等等，都将对青岛市的机电产品出口产生不利影响。日益趋紧的市场环境，可能使青岛市机械行业高速增长的态势有所减弱其实，从青岛市机械行业的整体现状来看，连续五年的高速增长，已经形成相对较高的基数，高速增长势头有所减弱也是题中应有之义。但不管怎样，一个非常显豁的事实是，在“中国机械行业发展最佳时期”里，青岛市机械行业仍然面临黄金机遇，只要具有足够的智慧，其发展速度仍会超过人们的预期。34职业分析小结我认为周边给了我一个良好的就业环境，但这并不代表不需要危机感，只有更好的充实自己，才能在就业中取得相应的优势。4职业定位与发展鉴于以上现状，我国的机械行业迫切需要大量的精通机械行业相关技能的人才，而我即将从事的机械工程师正是符合这一要求的综合人才。机械工程师指的是从事机械行业专业人士。当今的机械工程师面临的挑战是双重的既要振兴传统制造业，改造提升制造业，提高制造业在全球化角逐中的国际竞争力；又要增长能力，提高水平，为高新技术产业的发展提供必需的装备。新时期的中国机械工程师，必须适应一系列的新要求，其中包括高新技术产业化的要求、机械制造业结构调整提高素质的要求、机械工程师业务向广大服务领域扩展的要求以及适应全球化竞争和国际性合作的要求。机电一体化、数控机床、CAD/CAM、数字化制造技术体现了机械技术和电子信息技术的复合；精益生产、工业工程、质量控制反映了机械技术和管理技术的结合；现代化的客户管理系统、库存管理、现代物流都要求管理技术和信息技术的集成。而一切CIMS、ERP、虚拟企业、电子商务等现代制造理念和模式的实现，必须是机械技术、管理技术和信息技术三者融合集成的结果。因此我未来必须具备的重要能力中包括通讯能力、计算机编程能力、业务实践、工程基础、团队工作能力、跨专业理解能力、项目管理能力、学习能力、创造性、多语言能力等多种能力的综合。此外，要成为一名优秀的工程师，在创新问题上排除纯技术观点十分重要。要明确“最好的技术不一定能成功，市场最终还是要打败技术”（钱伯斯）。而且，要成为合格的机械工程师不但要有内容类知识（是什么、为什么）、方法类知识（怎么做、谁来做），还要有规则类知识（约束着怎么做和谁做、什么能做、什么不能做）。为此，我选修了大量的相关课程来充实自己。比如，通过机械制图和PRO/ENGINEER的学习，学会了用图样确切表示机械的结构形状、尺寸大小、工作原理和技术要求，能够熟练地运用各种国家标准绘制零件图装配图等。熟练的掌握了计算机辅助设计和计算机制图的基本方法，能够应用计算机简化制图过程并且有所创新。通过学习机械原理和机械设计，深入的理解了机构的组成及运动方式，明确了分析机构运动的基本方法，对于一般机构的运动机理及其组成有了更深的认识。能够从整体上把握机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据，大大增强了我的实际应用能力。通过学习可编程序控制器应用技术和自动控制理论使我全面的了解经典控制理论的基本内容，对一些自动化系统的控制过程有了更深入的了解。熟练掌握的PLC的原理和编程的基本方法，能够编写常见系统的PLC控制程序。此外为了系统的了解企业的运行机制，阅览了部分企业管理和工业经济方面的书籍。通过在学校的学习，我基本具备了认真严密、逻辑性强、追求准确性、敢于创新、积极向上的心态、有上进心等基本素质。初步掌握了作为工程技术人员应该具备的识图绘图能力、设计改进能力、程序开发能力和计算机应用能力等能力，但同时也认识到自身的实践能力不强、缺乏应用经验等问题。为此，今后应该积极投身于生产实践，多看、多想、多做从实际中汲取经验为今后的发展打下坚实的基础。5结语为了努力适应机械行业的发展，必须从现在做起，认真仔细的完成自己的任务。当前我首先要保质保量的完成第一个任务毕业设计。本次的毕业设计是全自动洗衣机的PLC控制。全自动洗衣机由洗衣桶、电动机、定时器、传动部件、箱体、箱盖及控制面板等组成，是集带传动、齿轮传动、电子电气控制等于一身的综合性机械产品。目前该型洗衣机在我国保有量大，其优越的连续性以及高度的智能化受到人们的追捧。全自动洗衣机的核心就是其控制系统，因此研究其PLC控制非常有意义。通过该设计，把所学的专业知识进行了系统的回顾，对本专业的理解更加深入。综合运用所学的有关知识与技能，结合各个环节进行机械工程技术人员的基本训练，培养了模块化控制思想和综合协调能力，逐步提高自己的理论水平、构思能力、工作洞察力、判断力和接受新事物的能力，尤其是提高自己认识、分析与解决问题的能力，为以后的设计和工作打下坚实的基础。第二部分全自动洗衣机的PLC控制系统设计摘要本文描述了全自动洗衣机控制系统的运作要求。实现了洗衣机由进水、洗涤、排水、脱水、报警到自动停机的循环过程。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。通过本系统的设计，对西门子S7200系列PLC的特点有了深入的理解。全自动洗衣机控制系统利用了西门子S7200系列PLC的特点，对按钮，电磁阀，开关等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。关键词PLC；洗衣机；全自动；程序控制器ABSTRACTTHISPAPERHAVEDESCRIBEDTHATTHEFULLAUTOMATICWASHINGMACHINECONTROLSTHESYSTEMATICOPERATIONREQUESTHAVECOMETRUETHEWASHINGMACHINEDRAINSAWAYWATERFROMWATERENTERING,CLEANSING,DEHYDRATION,GIVESANALARMTOTHECIRCULATIONPROCESSSTOPPINGCALCULATIONVOLUNTARILYACCORDINGTOTHEWORKPRINCIPLEOFTHEFULLAUTOMATICWASHER,MAKEUSEOFTHEPROGRAMMABLELOGICALCONTROLLERPLCREALIZATIONCONTROL,EXPLAINTHEPRINCIPLEMETHODOFTHEPLCCONTROL,THESPECIALFEATURESOFTHECHARACTERISTICSANDTHECONTROLWASHERACCORDINGTOTHEDESIGNOFTHISSYSTEM,HADTHETHOROUGHCOMPREHENSIONTOTHECHARACTERISTICSOFTHESIMENSS7200SERIESPLCINEUROPETHEFULLAUTOMATICWASHERCONTROLSYSTEMMADEUSEOFTHECHARACTERISTICSOFTHESIMENSS7200SERIESPLCINEUROPE,TOTHEBUTTON,THEELECTROMAGNETISMVALVE,SWITCHETCALITTLEBITOTHERIMPORTATION/OUTPUTTOORDERTOCARRYONTHECONTROL,CARRYOUTTHEWASHERTODOLAUNDRYTHEAUTOMATIONOFTHEPROCESS。KEYWORDPLCWASHINGMACHINEFULLAUTOMATICPROCEDURECONTROLLER1绪论11可编程序控制器简介可编程序控制器（PLC）是计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的，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、计数和算术运算等，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。可编程序控制器具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。111可编程序控制器的产生和发展20世纪60年代以前，汽车流水线的自动控制系统基本上都采用传统的继电器控制。在60年代初，美国汽车制造业竞争越发激烈，而汽车的每一次更新的周期越来越短，这样对汽车流水线的自动控制系统更新就越来越频繁，原来的继电器控制就需要经常的重新设计和安装，从而延缓了汽车的更新时间。所以人们就想能有一种通用性和灵活性较强的控制系统来替代原有的继电器控制系统。1968年，美国通用汽车公司首先提出可编程序控制器的概念。在1969年，美国数字设备公司（DEC）终于研制出世界上第一台PLC。这是一种新的控制系统代替继电器的控制系统，它要求尽可能地缩短汽车流水线控制系统的时间，其核心采用编程方式代替继电器方式来实现生产线控制。这种控制系统首先在美国通用汽车的生产线上使用，并获得了令人满意的效果。PLC在食品、制造和冶金等其他工业部门相继得到了应用。1971年日本引进了这项技术，并开始生产自己的PLC。1973年，欧洲一些国家也研制出了自己的PLC。1974年，我国也开始仿照美国的PLC技术研制自己的PLC，终于在1977年研制出了第一台具有实用价值的PLC。大规模集成电路和超大规模集成电路的出现使得PLC在问世后的发展极为迅速。现在，PLC不仅能实现继电器的逻辑控制功能，同时还具有数字量和模拟量的采集和控制、PID调节、通信联网、故障自诊断及DCS生产监控等功能。PLC作为工控机的一员，在主要工业国家中成为自动化系统的基本电控装置。它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、体积小、价格适宜等特点。PLC在工控机市场中占有主要地位，并保持继续上升的势头。PLC在60年代末引入我国时，只用作离散量的控制，其功能只是将操作接到离散量输出的接触器等，最早只能完成以继电器梯形逻辑的操作。新一代的PLC具有PID调节功能，它的应用已从开关量控制扩大到模拟量控制领域，广泛地应用于航天、冶金、轻工、建材等行业。但PLC也面临着其它行业工控产品的挑战，各厂家正采取措施不断改进产品，主要表现为以下几个方面1微型、小型PLC功能明显增强很多有名的PLC厂家相继推出高速、高性能、小型、特别是微型的PLC。三菱的FXOS14点8个24VDC输入，6个继电器输出，其尺寸仅为58MM89MM，仅大于信用卡几个毫米，而功能却有所增强，使PLC的应用领域扩大到远离工业控制的其它行业，如快餐厅、医院手术室、旋转门和车辆等，甚至引入家庭住宅、娱乐场所和商业部门。2集成化发展趋势增强由于控制内容的复杂化和高难度化，使PLC向集成化方向发展，PLC与PC集成、PLC与DCS集成、PLC与PID集成等，并强化了通讯能力和网络化，尤其是以PC为基的控制产品增长率最快。PLC与PC集成，即将计算机、PLC及操作人员的人机接口结合在一起，使PLC能利用计算机丰富的软件资源，而计算机能和PLC的模块交互存取数据。以PC机为基础的控制容易编程和维护用户的利益，开放的体系结构提供灵活性，最终降低成本和提高生产率。3向开放性转变PLC曾存在严重的缺点，主要是PLC的软、硬件体系结构是封闭而不是开放的，绝大多数的PLC是专用总线、专用通信网络及协议，编程虽多为梯形图，但各公司的组态、寻址、语文结构不一致，使各种PLC互不兼容。国际电工协会IEC在1992年颁布了IEC11313可编程序控制器的编程软件标准，为各PLC厂家编程的标准化铺平了道路。现在开发以PC为基、在WINDOWS平台下，符合IEC11313国际标准的新一代开放体系结构的PLC正在规划中。由于PLC是传统的继电器技术和计算机技术相结合的产物，所以在工业控制方面，它具有继电器控制或通用计算机所无法比拟的高可靠性；应用灵活、使用方便；面向控制过程的编程语言，容易掌握；易于安装、调试、维修；网络功能强大；体积小、重量轻等特点。可以预见，在不远的将来，PLC将成为工业自动化重要支柱之一。112可编程序控制器的分类PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对PLC分类，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。1按结构形式分类根据PLC的结构形式，可将PLC分为整体式和模块式两类。整体式PLC整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型PLC一般采用这种整体式结构。整体式PLC有不同I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC一般还可以配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。模块式PLC模块式PLC是将PLC各组成部分，分别做成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。模块式PLC有框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。2按功能分类根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、高档三类。低档PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。中档PLC除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制的功能，适用于复杂控制系统。高档PLC除具有中档PLC的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算机其他特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。3按I/O点数分类根据PLC的I/O点数的多少，可将PLC分为小型、中型和大型三类。、小型PLCI/O点数为256以下的为小型PLC。其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC。中型PLCI/O点数为256点以上，2048点以下的为中型PLC。大型PLCI/O点数为2048以上的为大型PLC。其中，I/O点数超过8192点的为超大型PLC。在实际中，一般PLC功能的强弱与其I/O点数的多少是相互关联的，即PLC的功能越强，其可配置的I/O点数越多。因此，通常我们所说的小型、中型、大型PLC，除指其I/O点数不同外，同时也表示其对应功能为低档、中档、高档。113可编程序控制器的主要生产厂家目前，全世界的PLC生产厂家约有200家，生产300多个品种。主要集中在美国、德国、日本等多家公司。其中德国和美国是以大型PLC而闻名，而日本则主要生产小型PLC下面就分别介绍这3个国家的PLC产品以及我国无锡生产的华光PLC。美国的PLC美国的PLC厂家很多，现已超过百家。其中以AB（ALLENBRADLEY）公司、美国通用（GE）公司生产的PLC最具代表性。AB公司是美国的可编程序控制器制造商，同时也是世界上最大的PLC制造商之一。该公司产品规格齐全，所提供的特殊模块和智能模块品种丰富。其主要代表机型有SLC500系列、PLC5系列、PLC5/250系列，还有早期的PLC3和PLC2系列等。GE公司是世界上最早研制和生产PLC产品的主要厂商之一。其主要产品有小型机GE1、GE1/J、GE1P等，中型机GE，还有大型机GEV等。2德国的PLC德国的PLC主要以西门子（SIEMENS）为代表，它也是世界上较早研制和生产PLC的主要厂商之一。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测、自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施和环境保护设备等。如冲压机床、磨床、印刷机械、橡胶化工机械、中央空调、电梯控制和运动系统等。其主流产品包括西门子S7200、S7300、S7400系列PLC。3日本的PLC日本的PLC以高性价比的小型机著称。其主要代表厂家为欧姆龙（OMRON）三菱等厂家。欧姆龙公司已经有50多年的历史，该公司以良好的性价比占据了我国PLC市场的较大份额。它的PLC指令系统功能强大，能处理复杂的控制要求；具有品种齐全的通信模块，在CPU本体上备有标准上位接口，可配备6种通信模块；将PC卡（PCMCIA）使用在可编程控制器中，可以临时存储设备运行情况和生产过程数据，并能够十分方便的与以太网连接。主要产品有微型的C20P和C20、小型的C120和C200H、中型的C500和C1000H、大型的C2000H。三菱公司也是日本生产PLC产品的主要厂家之一，很早就进入了中国市场。它具有固定灵活的系统配置、丰富的品种、无需维护的程序存储器、编程简单、共同外部设备等特点。其主要产品有小型的F、F1、F2系列，还有FX0、FX2系列和A系列等。4无锡华光PLC华光电子工业有限公司是中日合资企业，成立于1989年4月。是生产开发销售可变程序控制器PLC、触摸式工业图形显示器、接近开关、电子计数器、旋转编码器等电子控制产品的专业企业。它也生产多种型号与规格的PLC，如SU、SG等，发展很快，并在价格上很有优势。2全自动洗衣机控制系统的控制要求21全自动洗衣机的工作原理全自动洗衣机的实物示意图如图1所示。图1全自动洗衣机实物示意图洗衣机的工作流程示意图如图2所示。开始进水洗衣排水脱水结束图2洗衣机工作流程图洗衣机的工作流程由进水、洗衣、排水和脱水4个过程组成。在半自动洗衣机中，这4个过程分别用相应的按钮开关来控制。全自动洗衣机中，这4个过程可做到全自动一次运行，直至洗衣结束。自动洗衣机的进水、洗衣、排水和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，将水排除；洗衣时，洗涤电动机启动；脱水时，脱水桶启动。22设备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。221正常运行“正常运行”方式具体控制要求如下将水位通过水位选择开关设在合适的位置（高、中、低），按下“启动”按钮，开始进水，达到设定的水位（高、中、低）后，停止进水；进水停止2S后开始洗衣；洗衣时，正转20S，停2S，然后反转20S，停2S；如此循环共5次，总共220S后开始排水，排空后脱水30S；然后再进水，重复步，如此循环共3次；洗衣过程完成，报警3S并自动停机。222强制停止“强制停止”方式具体控制要求如下若按下“停止”按钮，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；可用于手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。3全自动洗衣机控制系统的PLC选型和资源配置31控制系统构成图311控制系统图控制系统图如图3所示。PLC启动按钮停止按钮手动排水开关手动脱水开关水位选择开关（高、中、低）水位检测设备（高、中、低）电磁进水阀电磁排水阀洗涤电动机脱水桶图3全自动洗衣机控制系统图312PLC框架配置图全自动洗衣机控制采用西门子公司的S7200系列整体式PLC。PLC框架配置图如图4所示。CPU模块CPU224（AC/DC/继电器）图4PLC框架配置图313I/O地址分配由于CPU模块有14点数字量输入，有10点数字量输出，所以不再需要输入/输出模块。I/O分配采用自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址是I00I15，输出端子对应的输出地址是Q00Q11。32模块功能概述CPU模块采用西门子的CPU224（AC/DC/继电器）模块，它控制着整个系统按照控制要求有条不紊的运行。同时由于该模块采用交流220V供电，并且自带14个数字量输入点和10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。4全自动洗衣机控制系统程序设计41编程软件编程软件采用采用西门子公司为其生产的PLC而设计的编程软件STEP7MICRO/WIN，它可以在WINDOWS平台上运行，而且提供了一个完整的编程环境，可进行离线编程和在线连接和调试，并能实现梯形图与语句表的互相转换。42程序的流程图、构成421流程图正常运行流程图正常运行流程图如图5所示。强制停止流程图强制停止流程图如图6所示。开始设定水位按动启动按钮进水水位到设定水位停止进水计时2S正转洗衣计时20S反转洗衣计时20S洗衣5次排水水是否排完脱水计时30S洗衣过程运行3次洗完报警计时3S结束否否否否否否否开始正常运行洗涤电动机和脱水桶停止转动进水和排水电磁阀闭合脱水排水结束按动停止按钮打开手动脱水开关打开手动排水开关否否否图5正常运行流程图否否否图6强制停止流程图5全自动洗衣机控制系统PLC程序51系统资源分配511数字量输入部分这个控制系统的输入有启动按钮、停止按钮、水位选择开关（高水位、中水位、低水位）、手动排水开关、自动排水开关、高水位浮球开关、中水位浮球开关、低水位浮球开关、水排空浮球共11个输入点。具体的输入分配如表1所示。表1输入地址分配输入地址对应外部设备I00启动按钮I01停止按钮I02水位选择开关（高水位）I03水位选择开关（中水位）I04水位选择开关（低水位）I05手动排水开关I06自动排水开关I07高水位浮球开关I10中水位浮球开关I11低水位浮球开关I12水排空浮球开关512数字量输出部分这个控制系统需要控制的外部设备有进水电磁阀、排水电磁阀、洗涤电动机、脱水桶、报警器共5个设备。但是由于洗涤电动机有正转和反转两个状态，分别对应正转继电器和反转继电器，所以输出点应该有6个。具体的输出分配如表2所示。表2输出地址分配输出地址对应外部设备Q00进水电磁阀Q01排水电磁阀Q02洗涤电动机正转继电器Q03洗涤电动机反转继电器Q04脱水桶Q05报警器52源程序521辅助继电器在本程序中，M00是按下启动按钮的辅助继电器；M01是判断洗衣机水位是否和设定水位不一致的辅助继电器；M02是判断洗衣机水位是否和设定水位一致的辅助继电器；M03是停止自动洗衣的辅助继电器。它的助记符程序为NETWORK1/按下启动按钮，开始洗衣LDI00OM00ANI01M00NETWORK2/洗衣机水位与设定水位不一致辅助继电器LDI02ANI07LDI03ANI10OLDLDI04ANI11OLDM01NETWORK3/洗衣机水位与设定水位相一致辅助继电器LDI02AI07LDI03AI10OLDLDI04AI11OLDM02NETWORK4/停止自动洗衣辅助继电器LDI01ANQ00M03所对应的梯形图如图7所示。图7辅助继电器梯形图522进水在正常情况下，按下启动按钮或者脱水完毕，而且洗衣循环未到3次时，开始进水，当水位到设定水位后停止进水，等待2S后进入洗衣过程。在强制停止情况下，当停止按钮按下时立即停止进水。它的助记符程序为NETWORK5/进水到设定的水位LDM00LDT40ANC51OLDOQ00AM01ANI01Q00NETWORK6/进水到设定的水位后等待2SLDM02ANQ01ANQ02ANQ03TONT37,20所对应的梯形图如图8所示。图8进水梯形图523洗衣进水设定水位2S后，开始洗衣，先正转20S，然后再反转20S，这样循环5次后进入排水过程。它的助记符程序为NETWORK7/洗涤电动机正转20SLDT37LDNC50AT39OLDOQ02ANT38Q02TONT38,200NETWORK8/洗涤电动机反转20SLDT38OQ03ANT39Q03TONT39,200所对应的梯形图如图9所示图9洗衣梯形图524排水洗衣过程完毕后，进入排水过程。水排空后停止排水。它的助记符程序为NETWORK9/洗衣小循环5次LDQ03LDQ01CTUC50,5NETWORK10/排水，直至水排空LDC50OQ01ANI01ANI12LDM03AI05OLDQ01所对应的梯形图如图10所示。图10排水梯形图525脱水水排空后，开始脱水，脱水30S后停止脱水。因为判断水排空是否在排水完毕后，所以要用到排水完毕辅助继电器。它的助记符程序为NETWORK11/排水完毕辅助继电器LDQ01OM04ANQ04M04NETWORK12/脱水30SLD