wincc和s7300的自助洗衣系统设计
目 录
1.绪论 1
1.1 自助洗衣机的发展史及其意义 1
1.2 自助洗衣机的发展状况 1
1.3 洗衣机控制系统研究 2
1.4 本课题研究的主要内容 3
2.自助洗衣机系统硬件电路设计 4
2.1 系统整体设计方案 4
2.2 控制系统工作原理 4
2.3 系统主电路设计 5
2.4 系统外部仿真电路设计 5
2.5 变频器的选型及参数设置 7
2.5.1 变频器的简介 7
2.5.2 变频器的选型 7
2.5.3 变频器的参数设置 7
2.6 PLC的选型及功能分配 8
2.6.1 PLC的介绍 8
2.6.2 PLC的选型 9
2.6.3 PLC输入输出量分配表 10
2.7 数码管显示模块 10
3.下位机PLC软件设计 12
3.1 Step7 V5.5编程软件 12
3.2 PLC控制程序编写 13
3.2.1 投币控制系统 14
3.2.2 洗衣控制系统 15
4.上位机软件设计 24
4.1 WinCC软件简介 24
4.2 人机界面（HMI）设计 24
4.2.1 新建工程 24
4.2.2 组态界面的设计 25
4.3 建立变量 26
4.4 变量的连接与画面的组态 28
5.系统调试与运行监控 35
5.1 系统调试 35
5.2 运行监控 35
6.结语 38
参考文献 39
附录 40
致谢 56
1.绪论
1.1 自助洗衣机的发展史及其意义
1858年，一个叫汉密尔顿史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机，该洗衣机的主件是一只圆桶，桶内装有一根带有桨状叶子的直轴，轴是通过摇动和它相连的曲柄转动的。1874年，在美国人比尔布莱克斯发明了木制手摇洗衣机之后，“手
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洗时代”受到了前所未有的挑战。布莱克斯的洗衣机构造极为简单，用手柄和齿轮传动装载木桶里的6块叶片，使衣服在筒内翻转，从而达到“洗衣”的目的。1880年，美国又出现了蒸气洗衣机，蒸气动力开始取代人力。经历了上百年的发展改进，现代蒸汽洗衣机较早期有了无与伦与的提高，但原理是相同的。1910年，世界上第一台电动洗衣机在美国芝加哥由费希尔试制成功。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。1932年，美国本德克斯航空公司宣布，他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。第一台自动洗衣机于1937年问世。这是一种“前置”式自动洗衣机。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。60年代的日本出现了带干桶的双桶洗衣机，人们称之为“半自动型洗衣机”。70年代，生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期，以电脑（实际上微处理器）控制的全自动洗衣机在日本问世，开创了洗衣机发展史的新阶段。90年代，由于电机调速技术的提高，洗衣机实现了宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。洗衣机这种快速的发展不仅为人类生活提供了便利，这也是人类智慧的一种杰出体现。
1.2 自助洗衣机的发展状况
随着科技的发展，人民生活节奏的加快，自助洗衣机应运而生。在欧美日韩，自助洗衣机随处可见，在我国的大学宿舍、出租房等地方，有的也安装了这种机器。自助洗衣机分为投币和刷卡两大类，可在无人看守的状况下，全天提供洗衣服务，尤其是校园、医院、军营、工厂等洗涤条件有限、人口集中居住场所，自助投币式洗衣机具有非常广阔的应用前景。在未来的社会中，自助洗衣机将会扮演一个无法替代的重要角色。
自助洗衣机的突出特点：
1）体积小和普通家庭式洗衣机一样，安装容易。
2）控制面板为全封闭面板，洗衣卡通过电磁波与读卡模块交换数据。
3）拥有低故障率和采用非接触控制技术，具有防尘、防水、防磁、防静电的功能，在潮湿、多尘的使用环境中同样能保持良好的读写性能。
4）操作简单，在使用时按下电源开关后无须进行任何选择，只需在感应区内放上洗衣卡或者投币，即可启动洗衣机进行正常工作。
除了以上这些突出的特点外，自助洗衣机还有经济实惠、节约用时、节约用水的优点。
自助洗衣机的适用范围
1）在校园投放自助洗涤设备，解决学生洗衣问题，提升学校形象，校园市场需求庞大，收益可观。
2）在大型企业的员工宿舍投放可以解决员工洗衣难题，体现人性化管理模式。
3）自助洗衣机是中小型投资者的理想投资工具，通过投资自助式洗衣房，获取丰厚回报。
4）酒店旅馆可设置自助洗衣房，提升酒店服务，提高入住率。
1.3 洗衣机控制系统研究
为了适应如今先进的自动化时代，传统的洗衣机控制系统已经远远不能满足现在的需求，单片机控制系统和PLC控制系统因为其突出的优点，成为了目前全自动洗衣机使用最广泛的控制系统。
1.单片机控制
单片机又称微控制器，或称嵌入式控制器。单片机用大量继电器布线逻辑实现顺序控制用程序实现各种复杂控制，功能非常强。控制功能强、适应性好、开发方便、体积小、价格适中的优点使其在家用电器上得到广泛的应用。但是系统的抗干扰能力相对较差，无法适应电磁干扰、粉尘恶劣的环境，很难保证系统的可靠性和稳定性。由于单片机系统的这些特点非常适合满足家用洗衣机的要求，所以市场上家用洗衣机多使用单片机作为控制系统。
2.PLC控制
PLC是采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。它的稳定性很高，耗电少，抗干扰性强，运行速度快，寿命长，环境适应能力强，但是其价格相比单片机较高。PLC同样非常适合作为洗衣机的控制系统，并且比起单片机由于它的优秀环境适应能力，更加适合在自助洗衣机上运用。
1.绪论 1
1.1 自助洗衣机的发展史及其意义 1
1.2 自助洗衣机的发展状况 1
1.3 洗衣机控制系统研究 2
1.4 本课题研究的主要内容 3
2.自助洗衣机系统硬件电路设计 4
2.1 系统整体设计方案 4
2.2 控制系统工作原理 4
2.3 系统主电路设计 5
2.4 系统外部仿真电路设计 5
2.5 变频器的选型及参数设置 7
2.5.1 变频器的简介 7
2.5.2 变频器的选型 7
2.5.3 变频器的参数设置 7
2.6 PLC的选型及功能分配 8
2.6.1 PLC的介绍 8
2.6.2 PLC的选型 9
2.6.3 PLC输入输出量分配表 10
2.7 数码管显示模块 10
3.下位机PLC软件设计 12
3.1 Step7 V5.5编程软件 12
3.2 PLC控制程序编写 13
3.2.1 投币控制系统 14
3.2.2 洗衣控制系统 15
4.上位机软件设计 24
4.1 WinCC软件简介 24
4.2 人机界面（HMI）设计 24
4.2.1 新建工程 24
4.2.2 组态界面的设计 25
4.3 建立变量 26
4.4 变量的连接与画面的组态 28
5.系统调试与运行监控 35
5.1 系统调试 35
5.2 运行监控 35
6.结语 38
参考文献 39
附录 40
致谢 56
1.绪论
1.1 自助洗衣机的发展史及其意义
1858年，一个叫汉密尔顿史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机，该洗衣机的主件是一只圆桶，桶内装有一根带有桨状叶子的直轴，轴是通过摇动和它相连的曲柄转动的。1874年，在美国人比尔布莱克斯发明了木制手摇洗衣机之后，“手
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
洗时代”受到了前所未有的挑战。布莱克斯的洗衣机构造极为简单，用手柄和齿轮传动装载木桶里的6块叶片，使衣服在筒内翻转，从而达到“洗衣”的目的。1880年，美国又出现了蒸气洗衣机，蒸气动力开始取代人力。经历了上百年的发展改进，现代蒸汽洗衣机较早期有了无与伦与的提高，但原理是相同的。1910年，世界上第一台电动洗衣机在美国芝加哥由费希尔试制成功。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。1932年，美国本德克斯航空公司宣布，他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。第一台自动洗衣机于1937年问世。这是一种“前置”式自动洗衣机。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。60年代的日本出现了带干桶的双桶洗衣机，人们称之为“半自动型洗衣机”。70年代，生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期，以电脑（实际上微处理器）控制的全自动洗衣机在日本问世，开创了洗衣机发展史的新阶段。90年代，由于电机调速技术的提高，洗衣机实现了宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。洗衣机这种快速的发展不仅为人类生活提供了便利，这也是人类智慧的一种杰出体现。
1.2 自助洗衣机的发展状况
随着科技的发展，人民生活节奏的加快，自助洗衣机应运而生。在欧美日韩，自助洗衣机随处可见，在我国的大学宿舍、出租房等地方，有的也安装了这种机器。自助洗衣机分为投币和刷卡两大类，可在无人看守的状况下，全天提供洗衣服务，尤其是校园、医院、军营、工厂等洗涤条件有限、人口集中居住场所，自助投币式洗衣机具有非常广阔的应用前景。在未来的社会中，自助洗衣机将会扮演一个无法替代的重要角色。
自助洗衣机的突出特点：
1）体积小和普通家庭式洗衣机一样，安装容易。
2）控制面板为全封闭面板，洗衣卡通过电磁波与读卡模块交换数据。
3）拥有低故障率和采用非接触控制技术，具有防尘、防水、防磁、防静电的功能，在潮湿、多尘的使用环境中同样能保持良好的读写性能。
4）操作简单，在使用时按下电源开关后无须进行任何选择，只需在感应区内放上洗衣卡或者投币，即可启动洗衣机进行正常工作。
除了以上这些突出的特点外，自助洗衣机还有经济实惠、节约用时、节约用水的优点。
自助洗衣机的适用范围
1）在校园投放自助洗涤设备，解决学生洗衣问题，提升学校形象，校园市场需求庞大，收益可观。
2）在大型企业的员工宿舍投放可以解决员工洗衣难题，体现人性化管理模式。
3）自助洗衣机是中小型投资者的理想投资工具，通过投资自助式洗衣房，获取丰厚回报。
4）酒店旅馆可设置自助洗衣房，提升酒店服务，提高入住率。
1.3 洗衣机控制系统研究
为了适应如今先进的自动化时代，传统的洗衣机控制系统已经远远不能满足现在的需求，单片机控制系统和PLC控制系统因为其突出的优点，成为了目前全自动洗衣机使用最广泛的控制系统。
1.单片机控制
单片机又称微控制器，或称嵌入式控制器。单片机用大量继电器布线逻辑实现顺序控制用程序实现各种复杂控制，功能非常强。控制功能强、适应性好、开发方便、体积小、价格适中的优点使其在家用电器上得到广泛的应用。但是系统的抗干扰能力相对较差，无法适应电磁干扰、粉尘恶劣的环境，很难保证系统的可靠性和稳定性。由于单片机系统的这些特点非常适合满足家用洗衣机的要求，所以市场上家用洗衣机多使用单片机作为控制系统。
2.PLC控制
PLC是采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。它的稳定性很高，耗电少，抗干扰性强，运行速度快，寿命长，环境适应能力强，但是其价格相比单片机较高。PLC同样非常适合作为洗衣机的控制系统，并且比起单片机由于它的优秀环境适应能力，更加适合在自助洗衣机上运用。
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