基于S7200PLC控制的全自动洗衣机毕业设计.docx

1、基于S7200PLC控制的全自动洗衣机毕业设计摘要本文介绍了采用可编程控制器（PLC）作为核心控制部件，并利用计算机进行组态监控的全自动洗衣机控制系统。文章介绍了洗衣机的结构，对全自动洗衣机的控制系统进行了分析，在此基础上提出了基于PLC的全自动洗衣机控制方案，并对方案进行了论证，根据洗衣机的工作原理，设计了流程及程序，对按钮，继电器，开关，变频器等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。由于洗涤，排水，脱水的时间均由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。具有智能化程度高、安全可靠、方便、灵活等特点。关键词：PLC；全自动洗衣机；变频器；继电器Abstr

2、actThis article used programmable controller PLC to realize the washer completely automatic control, explained the PLC control principle method, the characteristic and controlled the washer the characteristic. The article during introduction washer structure, carries on the analysis to the completel

3、y automatic washer control system, proposed in this foundation based on the PLC completely automatic washer control plan, and has carried on the proof to the plan, has carried on the design according to the washer principle of work to the procedure and the flow, has the intellectualized degree high,

4、 safe reliable and so on the characteristics. To the button, the relay, the switch, the frequency changer and so on other some I/O spot carries on the control, realized the washer to wash clothes the process automation. Because spreads every time lavation, draining water, dehydrated time by PLC in c

5、ounter control, so long as therefore the change counter parameter may change the time.Keywords: Programmable Logic Controller; The automatic process; converter; control relay 第一章 可编程序控制概述1.1 概述可编程序控制器（Programmable Logic Controller,缩写PLC）是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。可编程序控制器是随着技术的进步与现代社会

6、生产方式的转变，为适应多品种.小批量生产的需要，生产.发展起来的一种新型的工业控制装置。PLC从1969年问世以来，虽然至今还不到40年，但由于其具有通用灵活的控制性能.简单方便的使用性能，可以适应各种工业环境的可靠性，因此在工业自动化各领域取得了广泛的应用。有人将它与数控技术、CAD/CAM技术工业机械人技术并称为现代工业自动化技术的四大支柱。可编程序控制器在我国的发展与应用已有30多年的历史，现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域，成为提高传统工业装备水平和技术能力的重要设备和强大支柱。随着全球一体化经济的发展，努力发展可编程序控制器在我国的大规模应用，形成具有自主知识产权的可编程

7、序控制器技术，应该是广大技术人员努力的方向。1.2 PLC的产生 20世纪60年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，为了适应白热化的市场竞争要求，1968年美国通用汽车公司（GM）公开招标，提出具体要求，归纳起来是； （1）编程方便，可现场修改程序； （2）维修方便，采用插件式结构； （3）可靠性高于继电器控制装置； （4）体积小于继电器控制盘； （5）数据可直接送入管理计算机； （6）成本可与继电器控制盘竞争； （7）输入可以是交流市电（115V）（美国电压标准） （8）输出为交流115V，容量要求在2A以上，可直接驱动触器、电磁阀等；（9）扩展时原系统改变小；（10）用户程序存储器至少能扩展

8、到4KB。这就是著名的“GM十条”，1969年美国数字设备公司（DEC）中标后，制造出世界上第一台可编程序控制器（Programmable Logic Controller, 简称PLC）。1.3 PLC的发展1.3.1 PLC发展历史初级阶段：从第一台PLC问世到20世纪70年代中期。（简单功能、梯形图编程）崛起阶段：从20世纪70年代中期到80年代初期。（功能增强、推广应用）成熟阶段： 从20世纪80年代初期到90年代初期。（大规模应用、通信联网）飞速发展阶段：从20世纪90年代初期到90年代末期。（过程控制、复杂控制系统）开放性、标准化阶段： 从20世纪90年代中期以后。（IEC6113

9、1）1.3.2 PLC的发展趋势PLC总的发展趋势是向高集成度、小体积、大容量、高速度、易使用、高性能、信息化、软PLC、标准化、与现场总线技术紧密结合等方向发展。1、向小型化、专用化、低成本方向发展2、向大容量、高速度、信息化方向发展3、智能化模块的发展4、人机界面（接口）的发展5、在过程控制领域的使用以及PLC的冗余特性6、开放性和标准化7、通信联网功能的增强和易用化8、软PLC的概念10、PLC在现场总线控制系统中的位置1.4 PLC的分类及应用领域PLC发展到今天，已经有多种类型，而且功能也不尽相同。分类时，一般按以下原则来考虑。1.4.1 按I/O点数容量分类按PLC的I/O点数的多

10、少可以PLC分为三类，即小型机、中型机和大型机。（1）小型机小型机的功能一般以开关量控制为主，小型PLC输入、输出总点数一般在256点以下，用户程序存储器容量在4K字左右。例如：SIEMENS的S7-200系列；OMRON的CPM2A系列；MITSUBISHI的FX系列；AB的SCL500系列等。现在的小型PLC还具有较强的通信能力和一定量的模拟量处理能力。这类PLC的特点是价格低廉、体积小巧，适合于控制单机设备和开发机电一体化产品。（2）中型机中型机的输入、输出总点数在2562048点之间。，用户程序存储器容量在8K字左右。例如： SIEMENS的S7-300系列；OMRON的C200系列；

11、AB的SCL500系列等模块式PLC产品。中型机不仅具有极强的开关量逻辑控制功能，而且它的通信联网功能和模拟量处理能力更强大。中型机的指令比小型机更丰富，中型机适用于复杂的逻辑控制系统以及连续生产线的过程控制场合。（3）大型机大型PLC的输入、输出总点数在2048点以上，用户程序存储器容量达到16K字以上。典型的大型PLC有SIEMENS的S7-400、OMRON的CVM1和CS1系列、AB的SLC5/05等系列产品。大型机的性能已经与工业控制计算机相当，它具有计算、控制和调节功能，还具有强大的网络结构和通信联网能力，有些大型PLC还具有冗余能力。它的监视系统能够表示过程的动态过程，记录各种曲

12、线，PID调节参数等；它配备多种智能板，构成多功能的控制系统。这种系统还可以和其他型号的控制器互联，和上位机相连，组成一个集中分散的生产过程和产品质量监控系统。大型PLC适用于设备自动化控制、过程自动化控制和过程监控系统。1.4.2 按结构形式分类根据PLC结构形式的不同，PLC主要可分为整体式和模块式两类。（1）整体式结构其特点是将PLC的基本部件，如CPU板，输入板、输出板、电源板等紧凑地安装在一个标准机壳内，构成一个整体，组成PLC的一个基本单元（主机）或扩展单元。整体式结构的PLC体积小，成本低和安装方便。小型PLC一般为整体式结构。（2）模块式结构PLC由一些模块单元组成，如CPU模

13、块、输入模块、输出模块、电源模块、通信模块和各种功能模块等。使用时将这些模块插在框架上或基板上即可。各模块功能是独立的，外形尺寸是统一的，可根据需要灵活配置。目前，大中型PLC均采用模块式结构。1.4.3 PLC的应用领域1、开关量的逻辑控制 PLC最基本、最广泛的应用领域，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。2、模拟量控制 在工业生产过程中，有许多连续变化的量，为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量和数字量之间的A/D转换及D/A转换。3、运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。4、过程控制 过程控制是指温度、压力、流量的模拟量的闭环控制。作为工业控制计算

14、机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。有许多的调节方法。5、数据处理 现代PLC具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考价值，6、通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信1.5 PLC的结构PLC主要是由中央处理器（CPU）、电源、存储器、输入/输出接口组成的。它与我们典型的 计算机结构是相同，但其是专为我们工业场合而设计的。如图1-1图1-1 PLC的结构一、 中央处理器中央处理器（CPU）一般由控制器、运算器和寄存器组成。CPU通过数据总线，地址总线，控制总线与存

15、储单元，输入/输出接口等相连接。CPU主要功能如下：1、接收编程器输入的用户程序和用户数据，并存储到存储器中；2、接收输入接口的状态或数据，并存入输入映象寄存器中；3、从存储器中读取用户所存储的用户程序和用户数据，按照顺序执行的方式进行处理；4、按照用户程序进行相应的数据运算、逻辑运算；5、根据运算，将结果映射到的输出映象寄存器中，更新输出接口状态；6、诊断电源和PLC内部的工作状态及用户程序的语法错误。二 存储器PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两部分。系统存储器用来存放由PLC厂家编写的系统程序，并固化在ROM内，用户不能更改。系统程序包括三部分：系统管理程序、用户指令解释程序以及标

16、准程序模块与系统调用。用户存储器包括用户程序存储器（程序区）和数据存储器（数据区）两部分。用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务用规定的PLC编程语言编写的各种用户程序。用户数据存储器可以用来存放用户程序中所使用器件的ON/OFF状态和数值、数等。PLC使用的存储器类型有三种：（1）随机存取存储器（RAM）（2）只读存储器（ROM）（3）可电擦除可编程的只读存储器（EEPROM）三、 输入/输出接口 PLC的输入/输出信号类型可以是开关量、模拟量和数字量。输入/输出单元包括两部分：一是与被控设备相连接的接口电路，另一部分是输入和输出的映像寄存器。（1）输入接口电路通常PLC的输入接口电路的类型