毕业设计(论文)-基于MCGS及PLC的全自动洗衣机系统设计.doc
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1、西安航空职业技术学院西安航空职业技术学院 毕毕 业业 设设 计(论计(论 文)文) 论文题目论文题目: 基于基于 MCGSMCGS 及及 PLCPLC 的全自动洗衣机系统设计的全自动洗衣机系统设计 所属系部:所属系部: 自动化工程系自动化工程系 指导教师指导教师: 职职 称称: 讲讲 师师 学生姓名:学生姓名: 学学 号号: : 086033-11086033-11 专专 业:业: 电气自动化技术电气自动化技术 西安航空职业技术学院制西安航空职业技术学院制 西安航空职业技术学院西安航空职业技术学院 毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)任务书 题目:基于题目:基于 MCGSMCGS 及及 PL
2、CPLC 的全自动洗衣机系统设计的全自动洗衣机系统设计 任务与要求:任务与要求: 全自动洗衣机功能的组态实现; 编写完整的脚本控制程序; 写出动画连接表达式; 编写 PLC 控制程序; 与 PLC 通信的实现。 时间:时间:2011 年 2 月 23 日 至 2011 年 4 月 30 日 共 8 周 所属系部:自动化工程系所属系部:自动化工程系 学生姓名:学生姓名: 学学 号:号:086033-11086033-11 专业:专业: 电气自动化技术电气自动化技术 指导单位或教研室:指导单位或教研室: 电气自动化教研室电气自动化教研室 指导教师:指导教师: 职职 称:称: 讲讲 师师 西安航空职
3、业技术学院制西安航空职业技术学院制 毕业设计毕业设计(论论文文)进进度度计计划表划表 日日 期期工工 作作 内内 容容执执 行行 情情 况况 指导教师指导教师 签签 字字 2011.2.23-2011.2.25 分析课题 2011.2.26-2011.3.1 对设计的总体规划,请教知 道老师 2011.3.2-2011.3.18 组态设计画面并调试,出现 问题与老师沟通 2011.3.19-2011.4.1 编写 PLC 控制程序并调试。 与老师讨论确定程序 2011.4.2-2011.4.15 在老师指导下,规范格式, 撰写论文 2011.4.16-2011.4.30 修改论文并上交 教师对
4、进度计划实施教师对进度计划实施 情况总评情况总评 签名 年 月 日 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 1 摘摘 要要 随着社会经济的发展和科学技术水平的提高,家庭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。洗衣机是国 内家电业唯一不打价格战的行业,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和世界领先水平同步。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。 尽管洗衣机有了很大发展,但消费者的需求不断提高。为使洗对衣机的 操作更方便、更人性化,本论文就怎样利用 MCGS 来仿真并通过 PLC 控制全自 动洗衣机进行了调查
5、,对其中软件设计、硬件设计等问题进行了分析和研究, 实现了全自动洗衣机的正常运行和强制性停止功能。 关键词关键词: PLC ; 全自动洗衣机 ; 控制 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 2 AbstractAbstract Along with the social economy development and the science and technology level enhancement, the family electric appliance entire automation becomes the inevitable development tendency. En
6、tire automatic washer production enormous convenience peoples life. The washer is the domestic electrical appliances industry does not only hit the profession which the price fights, passes through several year steady development, the domestically produced washer regardless of in quality or in funct
7、ion all with world leading horizontal synchronization. Looks over the washer market, the highly effective energy conservation, the province water, the province electricity, the environmental protection washer continuously occupy the dominant position in the market. In spite of the washing machine ha
8、s been developed, consumers demand constant increase. for washing to the operation of more convenient and humanized, this paper is how to use mcgs for simulation and plc control automatic washing machine, a survey to which the design of software, hardware design issue analysis and research, the auto
9、matic washing machine of the normal operation and forced to stop function KeyKey word:word: PLC ; entire automatic washer ; control 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 3 目录目录 1 1 绪论绪论.4 2 2 全自动洗衣机的工作原理及控制要求全自动洗衣机的工作原理及控制要求5 2.12.1 整体系统介绍及原理整体系统介绍及原理 5 5 2.22.2 全自动洗衣机的全自动洗衣机的控控制要求制要求5 5 2 2. .2 2. .1 1 正正常常运运行行5 2 2.
10、.2 2. .2 2 强强制制停停止止6 3 3 全自动洗衣机的全自动洗衣机的 MCGSMCGS 组态软件控制组态软件控制.7 3.13.1 MCGSMCGS 组态软件概述组态软件概述 7 7 3.1.13.1.1 认识认识 MCGSMCGS 组态软件组态软件.7 3.1.23.1.2 MCGSMCGS 组态软件的系统构成组态软件的系统构成7 3.23.2 全自动洗衣机工程及动画设计全自动洗衣机工程及动画设计9 9 3.2.13.2.1 建立工程建立工程.9 3.2.23.2.2 画面设计及动画连接画面设计及动画连接.10 3.33.3 全自动洗衣机的数据处理及相关曲线全自动洗衣机的数据处理及
11、相关曲线1616 3.3.13.3.1 报警显示与数据报警显示与数据.16 3.3.23.3.2 历史报表与实时报表历史报表与实时报表.21 3.43.4 编写控制流程编写控制流程 2828 3.4.13.4.1 新增策略新增策略.28 3.4.23.4.2 编辑脚本程序编辑脚本程序.29 4 4 全自动洗衣机控制系统全自动洗衣机控制系统 PLCPLC 程序设计程序设计31 4.14.1 全自动洗衣机控制系统的全自动洗衣机控制系统的 PLCPLC 选型和资源配置选型和资源配置 3131 4.1.14.1.1 CPUCPU 功能与结构的选择功能与结构的选择31 4.1.24.1.2 通讯方式通讯
12、方式32 4.24.2 全自动洗衣机全自动洗衣机 PLCPLC 的硬件系统的硬件系统3232 4.2.14.2.1 全自动洗衣机的硬件介绍全自动洗衣机的硬件介绍.32 4.2.24.2.2 硬件接线图硬件接线图.33 4.34.3 全自动洗衣机的全自动洗衣机的 PLCPLC 的软件系统的软件系统3434 4.3.14.3.1 控制系统程序流程图控制系统程序流程图34 4.3.24.3.2 I/OI/O 地址分配表地址分配表36 4.3.34.3.3 全自动洗衣机的全自动洗衣机的 PLCPLC 程序程序.37 5 MCGSMCGS 与与 PLCPLC 的连接与调试的连接与调试.41 5.15.1
13、 概述概述 4141 5.25.2 西门子西门子 S7-200S7-200 在线连接与调试在线连接与调试4242 结束语结束语46 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 4 谢辞谢辞47 参考文献参考文献48 1 1 绪论绪论 现代科学技术的飞速发展,改变了世界,也改变了人类的生活。作为新世纪 的大学生,应该站在时代发展的前列掌握现代科学技术知识调整自己的知识结构 和能力结构,以适应社会发展的要求.新世纪需要具有丰富的现代科学知识,能够 独立解决面临的任务,充满活力,有创新意识的新型人才。 洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电,已经成为人们生活中不可缺少 的家用电器。在工业生产中的应用也十分广泛
14、,本课题在于自动控制洗衣机的 研究,自动控制用洗衣机适用于洗涤棉、毛、化纤、丝绸等衣物织品。水磨洗 涤机可用于服装厂水洗牛仔服及丝绸等衣物。自动控制用洗衣机适用于宾馆、 饭店、医院、学校、工厂等领域,满足大容量的洗衣要求。但是传统的基于半 手动的控制,已经不能满足人们对洗衣机的自动化程度的要求了。洗衣机需要 更好地满足人们的需求,必须借助于自动化技术的发展。而随着 PLC 技术的发 展,用 PLC 作为控制器,就能很好地满足全自动洗衣机对自动化的要求,并且 控制方式灵活多样,控制模式可以根据不同场合的应用而有所不同。自动化技 术的飞速发展使得洗衣机由初始的半自动式洗衣机发展到现在的全自动洗衣机
15、, 又正在向智能化洗衣机方向发展。 洗衣机是国内家电业唯一不打价格战的行业,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和世界领先水平同步。纵观省会的洗衣机市 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。 本次毕业设计是利用欧姆龙 C 系列 P 型机 PLC 对洗衣机进行全自动控制, 掌握 STEP7-Micro/KINGVIEW 组态王的组态理论和组态方法,制作整个洗衣过 程监控界面,对电动机及其他设备进行实时监控。在实现以上全部功能的前提 下,再对监控界面的控制功能作进一步研究,监控界面的控制功能就是不在现 场的情况下,对现场的设备进行控制。 最后,在该设计过
16、程中给予极大鼓励和帮助的老师、同学,在此表示衷心 的感谢。由于在设计过程中存在许多不足,希望老师指正。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 5 2 2 全自动洗衣机的工作原理及控制要求全自动洗衣机的工作原理及控制要求 2.12.1 整体系统介绍及原理整体系统介绍及原理 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。全自动洗衣机中,这四个 过程可做到全自动依次运行,直至洗衣结束。洗衣机的工作流程示意图见图 2- 1。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 6 图图 2-12-1 洗洗衣衣机机的的工工作作流流程程示示意意图图 自动洗衣
17、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 机内高低水位,电磁进水阀起着通断水源的作用。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。 2.22.2 全自动洗衣机的控制要求全自动洗衣机的控制要求 全自动洗衣机控制系统的要求是能实现“正常运行”和“强制停止”两种 控制方式。 2 2. .2 2. .1 1 正正常常运运行行 “正常运行 ”方式具体控制要求如下: (1)按下启动按扭; (2)开始进水直到水满(即水位达到高水位)时停止进水进水停止2
18、s后开 始洗衣; (3)洗衣时,正转30s,停2s,然后反转30s,停2s; (4)如此循环共5次,总共320s后开始排水, 水位下降到低水位时开始脱水 30s; (5)然后再进水,重复( 2)(4)步,如此循环共2次; (6)洗衣过程完成,报警 3s并自动停机。 2 2. .2 2. .2 2 强强制制停停止止 “强制停止 ”方式具体控制要求如下: (1)若按下 “停止”按扭,洗衣过程停止,即洗涤电机和脱水桶转、进水电磁 阀和排水电磁阀全部闭合; (2)可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水并报警。 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 7 3 3 全自动洗衣机的全自动洗衣机的 MC
19、GSMCGS 组态软件控制组态软件控制 3.13.1 MCGSMCGS 组态软件概述组态软件概述 3.1.13.1.1 认识认识 MCGSMCGS 组态软件组态软件 MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于 Windows 平 台的,用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统,可运行于 Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000 等操作系统。 MCGS 为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台,能够完成 现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显 示、趋势曲线和报表输出以及企业监
20、控网络等功能。 使用 MCGS,用户无须具备计算机编程的知识,就可以在短时间内轻而易 举地完成一个运行稳定,功能全面,维护量小并且具备专业水准的计算机监 控系统的开发工作。 MCGS 具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特 点,已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械 制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域,经过各种现场 的长期实际运行,系统稳定可靠。 3.1.23.1.2 MCGSMCGS 组态软件的系统构成组态软件的系统构成 西安航空职业技术学院 毕业设计论文 8 (1) MCGS 组态软件的整体结构组态软件的整体结构 MCGS
21、 5.1 软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。如图 3-1。 图图 3-13-1 MCGSMCGS 的组成的组成 MCGS 组态软件(以下简称 MCGS)由“MCGSMCGS 组态环境组态环境”和“MCGSMCGS 运行环境运行环境” 两个系统组成。两部分互相独立,又紧密相关。 MCGSMCGS 组态环境组态环境是生成用户应用系统的工作环境,由可执行程序 McgsSet.exe 支持,其存放于 MCGS 目录的 Program 子目录中。用户在 MCGS 组 态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部 组态工作后,生成扩展名为.mcg 的工程文件,又称为组态结果数
22、据库,其与 MCGS 运行环境一起,构成了用户应用系统,统称为“工程” 。 MCGSMCGS 运行环境运行环境是用户应用系统的运行环境,由可执行程序 McgsRun.exe 支 持,其存放于 MCGS 目录的 Program 子目录中。在运行环境中完成对工程的控制 工作。 (2)MCGS 组态软件五大组成部分组态软件五大组成部分 MCGS 组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据 库和运行策略五部分构成,每一部分分别进行组态操作,完成不同的工作,具 有不同的特性。如图 3-2。 主控窗口主控窗口:是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一个设备窗 口和多个用户窗口,负责
23、调度和管理这些窗口的打开或关闭。主要的组态操作 包括:定义工程的名称,编制工程菜单,设计封面图形,确定自动启动的窗口, 设定动画刷新周期,指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。 设备窗口:设备窗口:是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口内配置数据采集 与控制输出设备,注册设备驱动程序,定义连接与驱动设备用的数据变量。 用户窗口:用户窗口:本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面,诸如:生成各种 动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。 实时数据库:实时数据库:是工程各个部分的数据交换与处理中心,它将MCGS工程的各 个部分连接成有机的整体。 运行策略:运行策略:本窗口主要完成工程运行流程的控制
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- 毕业设计 论文 基于 MCGS PLC 全自动 洗衣机 系统 设计
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