全自动投币洗衣机控制系统设计
Key Words: Programmable Logic Controller;Coin;Washing machine 目 录
1.引言 1
1.1 全自动投币洗衣机的概述 1
1.2 课题研究的背景 1
1.2.1 课题的背景和意义 1
1.2.2 PLC的概述 2
1.2.3 PLC的应用 3
1.3 课题研究的主要任务 3
1.3.1 课题的程序语言 3
1.3.2 系统总体设计思路 4
1.4 论文工作安排 4
1.5 本章小结 5
2.全自动投币洗衣机系统硬件设计 6
2.1 系统设计介绍及控制要求 6
2.1.1 投币洗衣机构成及工作流程图 6
2.1.2 控制要求及功能说明 7
2.1.3 PLC的选型 8
2.2 系统电路设计 9
2.2.1 主接线图 9
2.2.2 PLC的I/O接线图 9
2.2.3 PLC的外部电路介绍 10
2.3 本章小结 14
3.系统控制程序设计 15
3.1 软件设计 15
3.1.1 程序设计流程图 15
3.1.2 输入输出I/O分配 16
3.1.3 主要控制程序梯形图 17
3.2 本章小结 21
4. 组态软件wincc的设计 22
4.1 wincc概述 22
4.1.1 wincc的体系结构 22
4.1.2 wincc的性能特点 22
4.2 wincc监控系统设计 22
4.2.1 监控画面的设计 22
4.2.2 外部的连接 23
4.2.3 调试运行及说明 25
4.3 本章小结 28
结束语 29
参考文献 30
附录 31
致谢 54
1.引言
1.1 全自动投币洗衣机的概述
洗衣机是
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
以机洗替代人洗的一种洗涤装置。从世界第一台洗衣机的呈现至今已有一百多年的历史，我国从20世纪60年代才开始推出和应用洗衣机的，随着人们生活水平的持续提升，洗衣机已从城市发展到乡镇，更加唤起人们的广泛兴趣，目前已成为居民家庭必不可少的家用电器[1]。
自动投币洗衣机便是经过投币、进水、洗涤、漂洗、脱水、排水完成洗衣的全过程，除了放衣服需用手动操作外，其余工序只要调好按钮的控制位置，都可自动实现的。一些较高级的全自动投币洗衣机装有电加热装置，加热器可自动控制水温度和水量，实现加热洗，提高洗涤效果。有些自动投币洗衣机有预洗、洗涤、漂洗、脱水、烘干等功能，蜂鸣器在整个工作结束后发出叫声提示用户[1]。
1.2 课题研究的背景
1.2.1 课题的背景和意义
随着社会的不断进步和生活节奏的加速，传统消费习性遭到了来自自助产业的倾覆和挑战，快速、便利、自助式的消费形式更加地得到了许多顾客的首肯和重视，并渐渐成为了一种消费时尚，自助投币洗衣机将成为历史的必然趋势。传统式洗衣机分为通用型洗衣机、半自动型洗衣机，通用型洗衣机是一种单桶洗衣机，这种洗衣机一般装有定时开关，人工可以设置洗涤和清洗的时间，它能够控制波轮或滚筒间歇正转、反转的洗涤过程，并按照洗涤和漂洗时间的设定，能够自动关闭洗衣机。自动/手动型洗衣机一般都是双筒式，洗衣和脱水桶两部分组合为一体，具有洗涤和脱水两种功能。这种有洗衣机的洗涤、漂洗和脱水定时器的开关。与普及型洗衣机相比，半自动型洗衣机具有清洗功能，但在脱水桶的衣服可以从洗涤桶内取出。
近几年以来，PLC使用愈来愈普遍，PLC是基于传统的顺序控制器之上，结合了计算机技术、微电子技术、自动控制技术、数字技术、通信网络技术，新一代新型通用工业自动控制装置就这样构成了，最基本的是用来取代继电器，实行定时、计数、逻辑等顺序控制功能，创建柔性的程控体系。
本课题研究的是通过基于西门子PLC的一个关于投币洗衣机的系统设计，从而实现洗衣的全部自动运行的过程。通过s7300的编程设计程序，打开PLC的仿真器，将PLC的程序与wincc中的图形画面相连接起来，控制PLC仿真器上的输入输出，实现画面的动画效果。通过画面中图形颜色的变化反应运行的进程。
1.2.2 PLC的概述
自1836年继电器出现以后，人们起初用导线与开关设备连接，并使用不同的逻辑和时序控制，直到PLC的出现，工业控制领域一直占据着继电器控制器重要位置。继电器由控制系统构成有突出的弊端：可靠度差、功耗大、寿命性短、领域广、但速度不高，尤其是在体系中扭转生产工艺的适应性较差，假如生产任务和流程产生变化，必须设计和改变硬件，否则导致时间和金钱的浪费。
20世纪60年代末期，实行修改或变更的过程中，汽车不改变原有继电器接线，通过对生产成本的降低，新产品开发过程的缩短，以满足生产的需求，美国通用汽车公司提出了研发新式产业控制设备来替代继电器控制装置，因此制定了10项公开招标技术要求，其主要内容只列出其中5项：
可靠性比继电器控制系统好；
能与计算机系统数据通信；
输入量是115V电压信号；
只需对原系统做小改动就能扩展；
硬件保护便利，最好是插入式模块构造；
这5项指标是现代PLC最基本的功能，具有PLC的特点。
PLC的迅速发展，已经广泛应用于各行各业，这是由于其突出的特点、优越的性能确定的，它能解决在工业控制领域中广泛关注的安全、可靠、简易、灵活、经济等问题。其主要特点如下：
可靠性高、抗干扰能力强 可靠性指的是PLC平均无故障工作时间。
控制功能强 一种有提供给用户上万编程软件的小型PLC，可以完成十分繁琐的控制功能。这与之前相同的控制技术对比，它的性能成本很高的。通过PLC的通信网络连接，实现分散控制和管理。
用户维护工作量少 这种PLC是标准化、模块化的设置全方位的为用户的硬件设备，可以灵活选择用户配置系统，能够轻易实现系统中不同的功能。在肯定了PLC的硬件配备后，用户能够修正程序，快速和轻易地顺应不断变化的工艺条件。
1.引言 1
1.1 全自动投币洗衣机的概述 1
1.2 课题研究的背景 1
1.2.1 课题的背景和意义 1
1.2.2 PLC的概述 2
1.2.3 PLC的应用 3
1.3 课题研究的主要任务 3
1.3.1 课题的程序语言 3
1.3.2 系统总体设计思路 4
1.4 论文工作安排 4
1.5 本章小结 5
2.全自动投币洗衣机系统硬件设计 6
2.1 系统设计介绍及控制要求 6
2.1.1 投币洗衣机构成及工作流程图 6
2.1.2 控制要求及功能说明 7
2.1.3 PLC的选型 8
2.2 系统电路设计 9
2.2.1 主接线图 9
2.2.2 PLC的I/O接线图 9
2.2.3 PLC的外部电路介绍 10
2.3 本章小结 14
3.系统控制程序设计 15
3.1 软件设计 15
3.1.1 程序设计流程图 15
3.1.2 输入输出I/O分配 16
3.1.3 主要控制程序梯形图 17
3.2 本章小结 21
4. 组态软件wincc的设计 22
4.1 wincc概述 22
4.1.1 wincc的体系结构 22
4.1.2 wincc的性能特点 22
4.2 wincc监控系统设计 22
4.2.1 监控画面的设计 22
4.2.2 外部的连接 23
4.2.3 调试运行及说明 25
4.3 本章小结 28
结束语 29
参考文献 30
附录 31
致谢 54
1.引言
1.1 全自动投币洗衣机的概述
洗衣机是
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
以机洗替代人洗的一种洗涤装置。从世界第一台洗衣机的呈现至今已有一百多年的历史，我国从20世纪60年代才开始推出和应用洗衣机的，随着人们生活水平的持续提升，洗衣机已从城市发展到乡镇，更加唤起人们的广泛兴趣，目前已成为居民家庭必不可少的家用电器[1]。
自动投币洗衣机便是经过投币、进水、洗涤、漂洗、脱水、排水完成洗衣的全过程，除了放衣服需用手动操作外，其余工序只要调好按钮的控制位置，都可自动实现的。一些较高级的全自动投币洗衣机装有电加热装置，加热器可自动控制水温度和水量，实现加热洗，提高洗涤效果。有些自动投币洗衣机有预洗、洗涤、漂洗、脱水、烘干等功能，蜂鸣器在整个工作结束后发出叫声提示用户[1]。
1.2 课题研究的背景
1.2.1 课题的背景和意义
随着社会的不断进步和生活节奏的加速，传统消费习性遭到了来自自助产业的倾覆和挑战，快速、便利、自助式的消费形式更加地得到了许多顾客的首肯和重视，并渐渐成为了一种消费时尚，自助投币洗衣机将成为历史的必然趋势。传统式洗衣机分为通用型洗衣机、半自动型洗衣机，通用型洗衣机是一种单桶洗衣机，这种洗衣机一般装有定时开关，人工可以设置洗涤和清洗的时间，它能够控制波轮或滚筒间歇正转、反转的洗涤过程，并按照洗涤和漂洗时间的设定，能够自动关闭洗衣机。自动/手动型洗衣机一般都是双筒式，洗衣和脱水桶两部分组合为一体，具有洗涤和脱水两种功能。这种有洗衣机的洗涤、漂洗和脱水定时器的开关。与普及型洗衣机相比，半自动型洗衣机具有清洗功能，但在脱水桶的衣服可以从洗涤桶内取出。
近几年以来，PLC使用愈来愈普遍，PLC是基于传统的顺序控制器之上，结合了计算机技术、微电子技术、自动控制技术、数字技术、通信网络技术，新一代新型通用工业自动控制装置就这样构成了，最基本的是用来取代继电器，实行定时、计数、逻辑等顺序控制功能，创建柔性的程控体系。
本课题研究的是通过基于西门子PLC的一个关于投币洗衣机的系统设计，从而实现洗衣的全部自动运行的过程。通过s7300的编程设计程序，打开PLC的仿真器，将PLC的程序与wincc中的图形画面相连接起来，控制PLC仿真器上的输入输出，实现画面的动画效果。通过画面中图形颜色的变化反应运行的进程。
1.2.2 PLC的概述
自1836年继电器出现以后，人们起初用导线与开关设备连接，并使用不同的逻辑和时序控制，直到PLC的出现，工业控制领域一直占据着继电器控制器重要位置。继电器由控制系统构成有突出的弊端：可靠度差、功耗大、寿命性短、领域广、但速度不高，尤其是在体系中扭转生产工艺的适应性较差，假如生产任务和流程产生变化，必须设计和改变硬件，否则导致时间和金钱的浪费。
20世纪60年代末期，实行修改或变更的过程中，汽车不改变原有继电器接线，通过对生产成本的降低，新产品开发过程的缩短，以满足生产的需求，美国通用汽车公司提出了研发新式产业控制设备来替代继电器控制装置，因此制定了10项公开招标技术要求，其主要内容只列出其中5项：
可靠性比继电器控制系统好；
能与计算机系统数据通信；
输入量是115V电压信号；
只需对原系统做小改动就能扩展；
硬件保护便利，最好是插入式模块构造；
这5项指标是现代PLC最基本的功能，具有PLC的特点。
PLC的迅速发展，已经广泛应用于各行各业，这是由于其突出的特点、优越的性能确定的，它能解决在工业控制领域中广泛关注的安全、可靠、简易、灵活、经济等问题。其主要特点如下：
可靠性高、抗干扰能力强 可靠性指的是PLC平均无故障工作时间。
控制功能强 一种有提供给用户上万编程软件的小型PLC，可以完成十分繁琐的控制功能。这与之前相同的控制技术对比，它的性能成本很高的。通过PLC的通信网络连接，实现分散控制和管理。
用户维护工作量少 这种PLC是标准化、模块化的设置全方位的为用户的硬件设备，可以灵活选择用户配置系统，能够轻易实现系统中不同的功能。在肯定了PLC的硬件配备后，用户能够修正程序，快速和轻易地顺应不断变化的工艺条件。
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