畢業設計（論文）報告紙共38頁第1頁裝訂線第一章概述根據全自動洗衣機的工作原理,利用可編程控制器PLC實現控制,說明了PLC控制的原理方法,特點及控制洗衣機的特色。全自動洗衣機控制系統利用了西門子S7-200系列PLC的特點,對按鈕,電磁閥,開關等其他一些輸入/輸出點進行控制,實現了洗衣機洗衣過程的自動化。由于每遍的洗滌,排水,脫水的時間由PLC內計數器控制,所以只要改變計數器參數就可以改變時間。可以把上面設定的程序時間定下來,作為固定程序使用,也可以根據衣物的質地,數量及油污的程度來編程。只要稍作改變,就可以設計出諸如要多洗多甩的牛仔類衣物,輕洗輕甩的羊毛類衣物以及通用的標準洗滌程序,充分表現現代家電品的實用性。在洗衣機控制方面，在PLC問世之前，工業控制領域中是繼電器占主導地位。但繼電器控制領域有著十分明顯的缺點：體積大、耗電多、可靠性、壽命短、運行速度慢、適應性差、尤其當生產工藝發生變化時，就必須重新設計、重新安裝，造成時間和資金的嚴重浪費。為了改變這一現狀，PLC控制系統產生了。繼1969年美國數字設備公司研制出世界第一臺PLC，并在通用汽車公司自動裝配線上試用，獲得了成功，從而開創了工業控制新時期，從此，可編程控制器這一新的控制技術迅速發展起來了。在許多領域都有廣泛的應用。PLC的優點是：可靠性高，耗電少，適應性強，運行速度快，壽命長等，為了進一步提高全自動洗衣機的功能和性能，避免傳統控制的一些弊端，就提出了用PLC來控制全自動洗衣機這個課題。畢業設計（論文）報告紙共38頁第2頁裝訂線第二章課題任務分析2.1整體功能介紹洗衣機的工作流程由進水，洗衣，排水，和脫水四個過程組成。在半自動洗衣機中，這四個過程分別用相應的按扭開關來控制。全自動洗衣機中，這四個過程可做到全自動依次運行，直至洗衣結束。2.2設備控制要求全自動洗衣機控制要求是能實現”正常運行“和”強制停止“兩種控制要求。按下啟動按扭，開始進水直到水滿（即水位達到高水位）時停止進水開始洗滌正轉洗滌時，正轉30秒，停兩秒，然后反轉30秒，停2秒如此循環5次，總共320秒開始排水水位下降到低水位時開始脫水并繼續排水，脫水30秒開始清洗，重復（1）到（4），清洗兩遍清洗完成，報警3秒并自動停機若按下排水按扭可以實現手動排水若按下停車按扭，可實現手動停止進水，排水脫水及報警第三章控制系統的設計3.1控制系統框圖畢業設計（論文）報告紙共38頁第3頁裝訂線圖1系統框圖3.2控制系統對應設備及實現功能對應的外部設備啟動按扭停止按扭水位選擇開關（高水位）水位選擇開關（中水位）水位選擇開關（低水位）手動排水開關手動脫水開關高水位浮球開關中水位浮球開關低水位浮球開關水排空浮球開關對應的輸出設備進水電磁閥排水電磁閥洗滌電動機正轉繼電器洗滌電動機反轉繼電器脫水桶報警器S7-200PLC進水/排水電磁閥洗滌電機脫水電機畢業設計（論文）報告紙共38頁第4頁裝訂線3.3控制系統原理自動洗衣機的進水，洗衣，排水，脫水是通過水位開關，電磁進水閥和電磁排水閥配合進行控制，從而實現自動控制的，水位開關用來控制進水到洗衣機內高中低水位，電磁進水閥起著通斷水源的作用。進水時，電磁進水閥打開，將水注入，排水時，電磁排水閥打開，將水排出，洗衣時，洗滌電動機啟動，脫水時，脫水桶啟動。第四章硬件電路的設計4.1系統的選型（1）IO點數統計：I/O點數是PLC的一項重要指標。合理選擇I/O點數既可使系統滿足控制要求，又可使系統總投資最低。PLC的輸入輸出總點數和種類應根據被控對象所需控制的模擬量、開關量、輸入輸出設備情況來確定，一般一個輸入輸出元件要占用一個輸入輸出點。考慮到今后的調整和擴充，一般應在估計的總點數上再加上20%30%的備用量。該系統有11個數字輸入點6個數字輸出點，考慮余量后需要14個數字輸入點10個輸出點。統計得輸入:啟動按扭畢業設計（論文）報告紙共38頁第5頁裝訂線停止按扭水位選擇開關（高水位）水位選擇開關（中水位）水位選擇開關（低水位）手動排水開關手動脫水開關高水位浮球開關中水位浮球開關低水位浮球開關水排空浮球開關統計得輸出:進水電磁閥排水電磁閥洗滌電動機正轉繼電器洗滌電動機反轉繼電器脫水桶報警器（2）用戶存儲器容量的估算PLC常用的內存有EPROM、EEPROM和帶鋰電池供電的RAM。一般微型和小型PLC的存儲容量是固定的，介于12KB之間。用戶應用程序占用多少內存與許多因素有關，如I/O點數、控制要求、運算處理量、程序結構等。因此在程序設計之前只能粗略地估算。根據經驗，每個I/O點及有關功能元件占用的內存量大致如下：開關量輸入元件：1020B/點開關量輸出元件：510B/點定時器/計數器：2B/個模擬量：100150B/個通信接口：一個接口一般需要300B以上根據上面算出的總字節數再考慮增加25%左右的備用量，就可估算出用戶程序所需的內存容畢業設計（論文）報告紙共38頁第6頁裝訂線量，從而選擇合適的PLC內存。該系統有11個數字輸入點6個數字輸出點，需內存280B，有定時器6個，計時器2個，需內存16B，考慮余量后需要內存370B。（3）CPU功能與結構的選擇PLC的功能日益強大，一般PLC都具有開關量邏輯運算、定時、計數、數據處理等基本功能，有些PLC還可擴展各種特殊功能模塊，如通信模塊、位置控制模塊等，選型時可考慮以下幾點：功能與任務相適應，PLC的處理速度應滿足實時控制的要求、PLC結構合理、機型統一、在線編程和離線編程的選擇。全自動洗衣機控制所要求的控制功能簡單，小型PLC就能滿足要求了。綜上所述，結合下表分析CPU221CPU222CPU224CPU226程序存儲器2048字4096字用戶數據存儲器1024字2560字用戶存儲器類型EEPROM數據后備典型時間50h190h本機IO6入/4出8入/6出14入/10出24入/16出擴展模塊數量無2個7個數字量IO印象區大小256（128入/128出）模擬量IO印象區大小無16入/16出32入/32出33Hz布爾指令執行速度0.37/微妙/指令內部繼電器256計數器/定時器256/256順序控制繼電器256該控制系統CPU模塊可采用CPU-224（AC/DC/繼電器）模塊，它可控制整個系統按照控制要求有條不紊地進行。同時由于該模塊采用交流220V供電，并且自帶14個數字量輸入點和10個數字量輸出點，完全能滿足全自動洗衣機控制系統的要求，所以不再需要另外的電源模塊、數字量和輸出模塊。綜上所述選用西門子S7-200型PLC畢業設計（論文）報告紙共38頁第7頁裝訂線4.2CPU單元設計集成的24V負載電源，可直接連接到傳感器和變送器（執行器），C