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1、全自动洗衣机的PLC控制系统设计摘 要随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，家用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。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与世界领先水平同步。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, 可利用编程控制器PLC实现控制。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，因此人们就提出了用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PL
2、C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。由于每遍的洗涤,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,数量及油污的程度来编程。该论文就怎样利用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 S7200 Abstract With the social and economic development and improving the
3、 level of science and technology, fully automated home appliances has become an inevitable trend. Automatic washing machine produces a great convenience to peoples lives. After several years of steady growth, both in domestic washing machine on the quality or function are synchronized with the world
4、 leading level. Throughout the washing machine market, energy efficient, water-saving, energy saving, environmentally friendly washing machine has been dominant in the market. According to the working principle of fully automatic washing machines, PLC programmable controller can be used to achieve c
5、ontrol. PLC advantages are: high reliability, low power consumption, adaptable, fast, long life, etc., in order to further enhance the functionality and performance of fully automatic washing machines, avoiding some of the drawbacks of traditional control, so people put forward by PLC automatic wash
6、ing machine to control this issue. Automatic washing machine control system utilizes the Siemens S7-200 series PLC characteristics, for some other input / output points button, solenoid valves, switches and other controls to automate the process of washing laundry. Since each pass of washing, draina
7、ge, dewatering time the counter by the PLC control, so long as the change counter arguments can change the time. The above procedure can set the time to settle down, to use as a fixed procedure can also be programmed according to the texture, degree of quantity and greasy clothes. The paper on how t
8、o use PLC to control the automatic washing machine conducted a survey, on which the software design, hardware design issues such as the analysis and research to achieve automatic washing machine uptime and mandatory stop function. Keywords: PLC automatic washing machine S7 200 目录1 绪论11.1 课题研究背景11.2
9、洗衣机发展概况和现状11.3 课题研究的目的与意义21.4 本课题研究的主要内容32 PLC 结构和工作原理42.1 PLC 控制特点42.2 控制系统框图52.3 控制系统对应设备及功能52.4控制系统原理62.5 PLC的基本机构62.6整体式结构的PLC72.7 模块式结构的PLC72.8 PLC各组成部分介绍72.9 基本指令82.10 PLC的工作原理92.11 循环扫描技术102.12 输入阶段102.13 执行程序阶段102.14 输出阶段102.15 PLC 的输入/输出响应时间113硬件电路的设计133.1 I/O点数133.1.1 I/O点数统计133.1.2 I/O储存器
10、容量的估算133.1.3 CPU功能与结构的选择143.2 PLC外部接线图144 软件的设计174.1 编程软件选择174.2 程序的流程图、构成和相关设置174.2.1 流程图174.2.2 程序的构成184.2.3 程序的下载、安装和调试185全自动洗衣机控制系统PLC程序195.1 地址分配195.2 内部元件地址分配表205.3 PLC控制顺序功能图205.4 系统梯形图215.4.1 辅助继电器225.4.2 进水225.4.3 洗衣235.4.4 排水235.4.5 脱水245.4.6 洗完报警246系统指令语句267 程序运行过程分析297.1 洗衣机进水297.2正反转洗衣2
11、97.3大循环洗衣297.4强制停止298 系统仿真308.1 S7-200仿真软件简介：308.2 系统程序仿真：319 总结与展望329.1 总结329.2 展望33结束语35致谢36参考文献371 绪论1.1 课题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、小型工业控制项目，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、高噪声、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正常工作。因为它是
12、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，所以在使用中，硬件相对简单，编程语言也相对简单，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。本设计以操作简单、使用可靠、维护修理方便作为主要设计方向。 1.2 洗衣机发展概况和现状从古到今，洗衣服都是一项难以逃避的家务劳动，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、水冲、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，但其使用费力，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
13、前所未有的挑战，美国人发明了木制手摇洗衣机。1880年，美国发明了蒸气洗衣机，蒸气动力开始取代人力。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，美国试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，把拖动式改为搅拌式，使洗衣机的结构固定下来，这也就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出现引领新的发展方向，让人耳目一新。90年代，由于电动
14、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，排水都采用电磁阀，由程序控制器按人们预先设计好的程序不断发出指令，驱动各执行器件动作，整个洗衣过程自动完成，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元件组成。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。电动控制全自动洗衣机是较早出现的自动控制类家用电器，其产品类型还属于传统的机械产品，是自动
15、控制的初级阶段。随着计算机的及微电子技术的发展，自动控制系统正在逐步实现硬件化。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,但对衣服的磨损很大,随着人们生活水平不断地提高，丝绸,毛料,羊毛等大量走进普通家庭,厂商又适时地推出了滚筒洗衣机,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
16、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的时间、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，容易损坏，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
17、的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，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
18、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。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。（5） 体积小，重量轻，能耗低，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、进排水电磁阀控制、循环控制、
19、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。 2 PLC 结构和工作原理2.1 PLC 控制特点1. PLC系统的特点：（ 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，平均无故障时间长。（ 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
20、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，使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。2. 单片机系统的特点：（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者是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
21、使用中所需要的功能。但是，它结构简单，处理速度快。典型的PLC控制系统的硬件组成框图如图1所示： 图1 PLC 控制系统的硬件组成框图2.2 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。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,特点及工作特色。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,对按鈕,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。根据以上要求PLC的控制系统框图如图2所示。 图2 PLC 控制
22、系统图2.3 控制系统对应设备及功能根据控制过程中的进水、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1所示 表1 外部设备初步设计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条电动机正转继电器洗条电动机反转继电器脱水桶报警器 2.4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
23、。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。2.5 PLC的基本机构PLC实质是一种用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。根据结构形式的不同，PLC的基本结构分为整体式和模块式结构两类。2.6整体式结构的PLC整体式结构的PLC由中央处理器（CPU）、存储器、I/O单元、电源电路和通信端口等组成，并将这些组装在一起。基本结构框图如图3所示。电源中央处理器系统总线输入/输出单元存储器编程器 图3 整体式结构2.7 模块式结构的PLC模块式结构的PLC是将中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出单元、电源电路和
24、通信端口等分别做成相应的模块，应用时将这些模块根据要求插在机架上，各模块间通过机架上的总线想到联系。基本结构框图如图4所示编程器其他PLC或上位机现场设备电源模块CPU模块通信模块输入模块输出模块殊功功能模块 机 架图4 模块式结构2.8 PLC各组成部分介绍 （1）中央处理器中央处理器（CPU）是PLC的核心部分，相当于PLC的“大脑”。它通过系统总线与用户存储器、输入/输出（I/O）、通信端口等单元相连。通过制造厂家预制在系统存储器内部的系统程序完成各项任务。其主要功能是由编程器写入控制程序和数据到存储器、检验用户程序、从存储器上读取和执行程序，还可以进行PLC内部故障的诊断等。（2）存储
25、器根据存储器存储内容的不同，我们把存储器分为系统程序存储器、用户程序存储器和数据存储器。系统程序存储器：用来存入软件的存储器。系统程序相当于计算机操作系统，是PLC厂家根据选用的CPU的指令系统编写的，并固化到ROM里，用户不能修改其内容。用户程序存储器：用来存放用户根据控制要求编制的程序。不同类型的PLC，其存储容量也不一样。数据存储器：用以存放PLC运行中的各种数据的存储器。因为运行中数据不断变化，所以这种存储器必须可读写。（3）输入/输出单元输入/输出单元是PLC与外部设备连接的纽带。输入单元接收现场设备向PLC提供的开关量信号，经过处理后，变成CPU能够识别的信号。输出单元将CPU的信
26、号经处理后来控制外部设备的。（4）电源部分不同型号的PLC有不同的供电方式，所以PLC电源的输入电压既有12V和24V直流，又有110V和220V交流。（5）编程器几乎每个PLC厂家都有自己的编程器，用户通过编程器来编写控制程序，并通过编程器接口将自己的控制程序输入到PLC。它还可以在线检测程序的运行情况。在出现故障时，通过编程器可能很方便的找出错误。（6）特殊功能单元主要包括模拟量输入/输出单元、远程I/O模块、通信模块、高速计数模块、中断输入模块和PID调解模块等。随着PLC的进一步发展，特殊功能单元的应用也越来越多。2.9 基本指令 LD/LDI指令：LD和LDI指令是连接在母线连接的触
27、点.表示操作开始.LD是常开触点,LDI是常闭触点.AND/ANI指令：AND和ANI指令是串联连接的触点,AND是常开触点, ANI是常闭触点.OR/ORI指令：OR和ORI指令是并联连接的触点,执行逻辑 “或” 的功能.OR是常开触点,ORI是常闭触点. OUT指令：OUT指令执行逻辑输出的功能,条件成立时为ON,条件不成立时为OFF.ANB/ORB指令：ANB完成支路间的串联的功能,用于执行支路之间 “于”操作；ORB完成支路间的并联的功能,用于执行支路之间 “或”操作.比较指令： CMP（Compare）的功能指令编号为FNC10，16位运算占7个程序步，32位运算占13个程序步.传送
28、指令：MOV的功能号为FNC12,它是将源操作数的内容传送目标操作数.四则逻辑运算指令 (1)二进制加法指令ADDADD的功能号为FNC20,它是将源操作数S1和S2中的16位二进制数相加,然后运算结果传送到指定的目标操作数中.(2) 二进制减指令SUBSUB的功能号为FNC21.它是将源操作数S1和S2中的16位二进制数相减,然后运算结果传送到指定的目标操作数中.(3) 二进制乘法指令MULMUL的功能号为FNC22.它是将源操作数S1和S2中的16位二进制数相乘,然后运算结果传送到指定的目标操作数为首地址的软元件中.(4) 二进制除法指令DIVDIV的功能号为FNC22.它是将源操作数S1
29、和S2中的16位二进制数相除,然后运算结果传送到指定的目标操作数D中,余数传送到D+1中.2.10 PLC的工作原理PLC的工作原理与继电器构成的控制装置一样，但是工作方式不太一样。继电器控制是并行运行方式，即如果输出线圈通电或断电，该线圈的触点立即动作。而PLC则不同，它采用循环扫描技术，只有该线圈通电或断电，并且必须当程序扫描到该线圈时，该线圈触点才会动作。也可以说继电器控制装置是根据输入和逻辑控制结构就可以直接得到输出，而PLC控制则需要输入传送、执行程序指令、输出3个阶段才能完成控制过程。.2.11 循环扫描技术PLC采用循环扫描技术可以分为3个阶段，输入阶段（将外部输入信号的状态传送
30、到PLC）、执行程序阶段和输出阶段（将输出信号传送到外部设备）。扫描过程如图5所示。输入阶段程序执行阶段程序执行阶段输出阶段程序执行阶段输出阶段输入阶段 一图 5一个扫描周期2.12 输入阶段在这个阶段中，PLC读取输入信号的状态和数据，并把它们存入相应的输入存储单元。2.13 执行程序阶段在这个阶段中，PLC按照由上到下的次序逐步执行程序指令。从相应的输入存储单元读入信号的状态和数据，然后根据程序内部继电器、定时器、计数器数据存储器的状态和数据进行逻辑运算，得到运算结果，并将这些结果存入相应的输出存储器单元。这一阶段执行完后，进入输出阶段。在这个程序执行中，输入信号的状态和数据保持不变。2.
31、14 输出阶段在这个阶段中，PLC将相应的输出存储单元的运算结果传送到输出模块上，并通过输出模块向外部设备传送输出信号，开始控制外部设备。2.15 PLC 的输入/输出响应时间I/O响应时间是指某一输入信号从变化开始到系统相关输出端信号的改变所需要的时间因为PLC的循环扫描工作方式，所以收到输入信号的时刻不同，响应时间的长短也不同。下面就给出了最短和最长响应时间。最短响应时间：一个扫描周期刚结束就收到输入信号，即收到这个输入信号与开始下一个扫描周期同时，这样的响应时间最短。考虑到输入电路和输出电路的延时，所以最短响应时间应大于一个扫描周期。最短响应时间如图6所示。程序执行阶段输入阶段输入阶段程
32、序执行阶段输出阶段输出阶段程序执行阶段输入输出 一个扫描周期| 最短响应时间 |图6 最短响应时间最长响应时间：在一个扫描更完成输入读取后才接到输入信号，这样这个输入信号在该扫描周期将不会发生变化，要等到下个扫描周期才能得到响应。这时响应时间最长如图7所示。程序执行阶段输入阶段输出阶段程序执行阶段输入阶段输出阶段程序执行阶段输入阶段输出阶段程序执行阶段 一个扫描周期输入输出 |最 长 响 应 时 间| 图 7 最长响应时间3硬件电路的设计3.1 I/O点数3.1.1 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
33、总点数和种类应根据被控对象所需控制的模拟量、开关量、输入输出设备情况来确定，一般一个输入输出元件要占用一个输入输出点。考虑到今后的调整和扩充，一般应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，具体的输入输出见表2.表2 I/O点数统计表输入点输出点启动按扭进水电磁阀停止按扭排水电磁阀水位选择开关（高水位）洗涤电动机正转继电器水位选择开关（中水位）洗涤电动机反转继电器水位选择开关（低水位）脱水桶手动排水开关报警器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3.1.2 I/O储存器容量的估算PLC常用的内存有EPROM、EEPROM和带锂电池
34、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、运算处理量、程序结构等。因此在程序设计之前只能粗略地估算。根据经验，每个I/O点及有关功能元件占用的内存量大致如下：开关量输入元件：1020B/点开关量输出元件：510B/点定时器/计数器：2B/个模拟量：100150B/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1
35、6B，考虑余量后需要内存370B。3.1.3 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就能满足要求了。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条不紊地进行。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
36、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、数字量和输出模块。综上所述此次设计选用西门子S7-200型PLC。3.2 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型号进行了选择，现根据以上的统计和选择对控制系统PLC的外部接线设计如图8所示。 图 8 控制系统PLC外部接线图如图9所示为洗衣机示意图，在图中ST4为高水位传感器，ST5为中水位传感器，图 8 PLC 控制系统PLC的外部接线设计图如图9所示为洗衣机示意图，在图中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位水排尽传感器，当选择好水位
37、后，YV1打开开始进水，当水位到达相应水位时，相应的传感器送出ON信号否则为OFF,只有当水上升到与选择水位相开关一致时，YV1关闭停止进水，开始洗衣图9洗衣机示意图 4 软件的设计 4.1 编程软件选择编程软件用西门子公司为其生产的PLC而设计的编程软件STEP7-Micro/Win32 。4.2 程序的流程图、构成和相关设置4.2.1 流程图(1)正常运行流程图如图10所示。图10 正常运行流程图（2）强制停止流程图强制停止流程图如图11所示。图11强制停止流程图4.2.2 程序的构成这个程序有自动方式和手动方式两种。在自动方式下，PLC将运行已经设置好的程序和参数（适用于机械一切都工作正
38、常的情况下）。在手动方式下是在紧急停止情况下，可以手动进行排水和脱水。4.2.3 程序的下载、安装和调试将各个输入/输出端子和实际控制系统中的按钮、所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。全自动洗衣机程序是由STEP7-Micro/Win32软件的指令完成，正常工作时程序存放在存储卡中，若要修改程序，先将PLC设定在STOP状态下，运行STEP7-Micro/Win32编程软件，打开全自动洗衣机程序，即可在线调试，也可用编程器进行调试。 5全自动洗衣机控制系统PLC程序5.1 地址分配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
39、位浮球开关、中水位浮球开关、低水位浮球开关、水排空浮球开关共11个输入点如表3所示。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个如表4所示。 表3 输入地址分配输入地址对应的外部设备I0.0启动按钮I0.1停止按钮I0.2水位选择开关(高水位)I0.3水位选择开关(中水位)I0.4水位选择开关(低水位)I0.5手动排水开关I0.6手动脱水开关I0.7高水位浮球开关I1.0中水位浮球开关I1.1低水位浮球开关I1.2水排空浮球开关 表4 输出地址分配输出地址对应的外部设备Q0.
40、0进水电磁阀Q0.1排水电磁阀Q0.2洗涤电动机正转继电器Q0.3洗涤电动机反转继电器Q0.4脱水桶Q0.5报警器5.2 内部元件地址分配表全制动洗衣机控制时，需用到PLC内部的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表5。表5 内部元件地址分配表定时器/计时器对应的作用T37 进水暂停计时T38正洗计时T39正洗暂停计时T40反转计时T41反转暂停计时T42脱水计时T43报警计时C50正反洗循环计数C51大循环计数 5.3 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，他是一
41、种通用的技术语言。全自动洗衣机控制系统PLC控制状态流程图见图12图 12 PLC控制状态流程图5.4 系统梯形图 梯形图是PLC模拟继电器控制系统的编程方法5.4.1 辅助继电器在本程序中，M0.0 是按下启动按钮的辅助继电器；M0.1 是判断洗衣机水位是否和设定水位不一致的辅助继电器；M0.2 是判断洗衣机水位是否和设定水位一致的辅助继电器；M0.3 是停止自动洗衣的辅助继电器。梯形图如图13所示. 图13辅助继电器梯形图5.4.2 进水在正常情况下,按下启动按钮或者脱水完毕,而且洗衣大循环未到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
42、钮按下时立即停止进水。它的梯形图如图14所示。图14进水梯形图5.4.3 洗衣进水到设定水位后，开始洗衣，先正转30s，然后再反转30s，这样循环5次后进入排水过程。所对应的梯形图如图15所示。图15洗衣梯形图5.4.4 排水洗衣过程完毕后，进入排水过程。水排空后停止排水。所对应的梯形图如图16所示。图16排水梯形图 5.4.5 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：所对应的梯形图如图17所示。图17脱水梯形图5.4.6 洗完报警洗衣大循环3次后，开始洗完报警过程，3s后停止报警，这样整个洗衣过程结束。所对应的梯形图如图18所示.图18洗完报警梯形图 6系统指令语句根据全自动洗衣机的控制要求和5.4中的梯形图得出系统的指令语句表如下。Network 1 / Network Title/ 进水LD M1.3A T43O SM0.1O M0.0O I0.1AN M0.1= M0.0Network 2 LD I0.2O I0.3O I0.4LD I0.0A M0.0LD M1.2AN C51OLDALDO M0.1AN I0.1AN M0.2= M0.1= Q0.0Network 3 / 进水完停2秒LD I0.2A I0.7LD I0.3A I1.0OLDLD I0.4A