plc控制投币式全自动洗衣机.doc

plc控制投币式全自动洗衣机

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2

个人收集整理 勿做商业用途

扬州职业大学
毕业论文（设计）
论文分类号：
密 级：无

PLC 控制投币式全自动洗衣机

系 别：汽车与电气工程系
专 业：电气自动化
班 级:08电气（3）班
姓 名:赵爱洋
学 号：0802030335
指导教师:戴亦宗

完成时间： 2011年5月
摘 要
随着时代的发展,社会生活节奏的加快， 24 h不间断营业无人值守的自助经营模式因其自主、自助、便利的特性,正被越来越多的人所接受。洗衣服是一项耗时、耗力、耗神的工作,尤其是校园、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。现在提供的投币式洗衣机的控制系统较多的是采用单片机控制,其指令系统复杂，编程难度大,而且在设计控制系统硬件时，要有多种电路保护装置，如电流保护、电压保护、过载保护、过热保护及欠压保护等等，这样不但增加了硬件的复杂性,而且隐含较高的故障率,还无形地增加了维修成本费用［ 1 ］.而可编程序控制器（programmablelogical controller, PLC)是以微处理器为基础,把计算机技术、自动化技术和通信技术融为一体的,面向控制过程、面向用户，适应工业环境、操作方便、可靠性高的新一代通用工业自动装置[ 2 ]。具有编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等优点，尤其适合在温度过高、湿度过大、振动和冲击过强等下环境工作。因此，如果采用PLC 来设计其控制系统将有效克服单片机的这些不足。
本文选择西门子可编程控制器S7—200为核心部件，着重进行硬件接口设计，利用梯形图和语句表进行编程，实现了全自动洗衣机控制系统的自动化.

目 录
摘 要 2
第一章 前言 4
1。1课题背景 4
1.2 PLC控制投币式全自动洗衣机的研究意义 4
1.3 本文的主要工作 5
第二章可编程程序控制器（PLC） 6
2。1 PLC概述 6
2.1。1 PLC的发展历程 6
2。1。2 PLC的发展趋势 8
2。1.3 PLC的应用 9
2.2 PLC的硬件结构 10
2.3 PLC的工作原理 11
2.4 本章小结 12
第3章 系统硬件设计 13
3.1 投币式全自动洗衣机的工作原理 13
3.1。1 投币式全自动洗衣机的工作流程示意图如图3-1所示 13
3.1.2 控制要求 13
3.1.3 PLC选型 14
3。2 投币式全自动洗衣机的电路设计 14
3。2。1 投币式全自动洗衣机的硬件接线图如图3—2所示 14
3.2.2 PLC外围电路介绍 15
3。3 本章小结 19
第四章 控制程序设计 20
4.1控制程序的流程图 20
4.2 I/O资源分配表如表1所示 20
4.3控制程序的梯形图 21
4.4 本章小结 25
第5章 系统检测与调试 26
5。1检测与调试 26
5。2本章小结 27
结 论 28
致 谢 29
参考文献 30
附录１ S7—200PLC的CPU的I/O规范 31
附录２ S7-200PLC的CPU的输入规范 32
附录３ S7—200PLC的CPU的输出规范 33

第一章 前言
1.1课题背景
投币式全自动洗衣机就是将洗衣的全过程（泡浸-洗涤—漂洗-脱水）预先设定好N个程序，洗衣时选择其中一个程序，打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成，洗衣完成时由蜂鸣器发出响声.
目前市场上出售的洗衣机大体分为三类。
发明最早的是前置式侧开门滚筒式洗衣机，这种洗衣机是欧洲发明的,擅长洗涤真丝、棉毛等面料，不缠绕无磨损，在洗涤时保证衣物不受损害,而且有良好的加温措施。但也有它不好的一面，由于不缠绕无磨损洗涤方式等因素，这种洗衣机洗涤时间长、洗净度差、用水用电量大，是其它洗衣机的几倍,尤其是采用了不锈钢内筒,产生的噪音较大.这种洗衣机适用于生活水平较高，穿着大体以真丝、纯毛、棉毛之类较高档的面料为主，而且更换衣服较勤的家庭.
发明最晚的洗衣机是亚洲人发明的波轮上开门洗衣机。市场上有多种品牌，如“小天鹅”、“海棠”、“荣事达”等，这种洗衣机的特点是洗涤时间短，用水量小，洗净度高,是滚筒式的很多倍，由于内筒是塑料材料制成,噪音小，而且上开盖，能使洗涤液反复利用，价格也比较经济。这种洗衣机适用于居住在绿化较差，空气尘埃量较大，平均每2至3天换一次衣服的家庭,主要以洗净度为主，服装面料以化纤、腈纶为主.
另外一种是美洲人发明的“搅拌式”洗衣机，由于美洲风沙比较大，人们主要穿着牛仔服装之类粗厚面料的服装，所以他们适用搅拌式洗衣机，这种洗衣机洗净度非常高，是波轮式洗衣机的十几倍，但由于洗净度和磨损率成正比，所以很损伤衣物，这种洗衣机市场上很少见。
1。2 ＰＬＣ控制投币式全自动洗衣机的研究意义
ＰＬＣ控制投币式全自动洗衣机的编程语言容易掌握，是电控人员熟悉的梯形语言，使用术语依然是＂继电器＂一类术语，大部分与继电器触头的连接相对应,使电控人员一目了然．ＰＬＣ控制使用简单,他的Ｉ／Ｏ已经做好，输入输出信号可直接连接，非方便，而输出口具有一定驱动能力，其输出触头容易达２２０Ｖ．２Ａ．ＰＬＣ是专门应用手工业现场自动控制装置，再系统软硬件上采用抗干扰措施．当工作程序需要改变时,只需改变ＰＬＣ的内部,惊醒重新编程而无需对外围进行重新改动．从这些方面突出了使用ＰＬＣ控制投币式洗衣机的优越性．
1.3 本文的主要工作
第一章，回顾洗衣机的历史，随着社会经济的发展，采用可编程程序控制器来代替中间继电器和过程控制的微型机,设计开发全自动洗衣机系统,才会满足稳定可靠的洗衣机控制系统需求。
第二章，叙述了可编程程序控制器的产生、发展、应用的历程，通过论述可编程程序控制器的各种优点、 卓越性能、结构、原理,有一个感性的总体认识。
第三、四章，结合投币式全自动洗衣机控制系统的要求，进行硬件、程序设计，从主要部件的选择、流程的分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。
第五章，通过对系统的调试和检测，再进行系统性梳理，将隐藏的不足之处加以修正和完善,确保系统能顺利运行.

第二章可编程程序控制器（PLC)
2。1 PLC概述
可编程序控制器(Programmabie 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序控制器技术，应该是广大技术人员努力的方向.
2.1.1 PLC的发展历程
在可编程控制器出现前，在工业电气控制领域中，继电器控制占主导地位,应用广泛。但是电器控制系统存在体积大、可靠性低、查找和排除故障困难等缺点,特别是其接线复杂、不易更改，对生产工艺变化的适应性差。
1968年美国通用汽车公司（G.M)为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器,它能做到尽可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。于是就设想将计算机功能强大、灵活、通用性好等优点与电器控制系统简单易懂、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置，而且这种装置采用面向控制过程、面向问题的“自然语言"进行编程,使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。
1969年美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司的这种要求，研制成功了世界上第一台可编程控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用，取得很好的效果.从此这项技术迅速发展起来。
早期的可编程控制器仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的继电器控制，通常称为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller ).随着微电子技术和计算机技术的发展,20世纪70年代中期微处理器技术应用到PLC中，使PLC不仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能.
20世纪80年代以后，随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展,16位和32位微处理器应用于PLC中,使PLC得到迅速发展。PLC不仅控制功能增强，同时可靠性提高，功耗、体积减小,成本降低，编程和故障检测更加灵活方便,而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能，使PLC真正成为具有逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理、联网通信等功能的名符其实的多功能控制器。
PLC的发展过程大致可以分为如下几个阶段：
1970—1980年：PLC的结构定型阶段.在这一阶段，由于PLC刚诞生,各种类型的顺序控制器不断出现（如逻辑电路型、1位机型、通用计算机型、单板机型等），但迅速被淘汰。最终以微处理器为核心的现有PLC结构形成,取得了市场的认可,得以迅速发展.推广.PLC的原理、结构、软件、硬件趋向统一与成熟,PLC的应用领域由最初的小范围、有选择使用、逐步向机床、生产线扩展。
1980—1990年:PLC的普及阶段。在这一阶段，PLC的生产规模日益扩大，价格不断下降，PLC被迅速普及。各PLC生产厂家产品的价格.品种开始系列化,并且形成了固定I/O点型、基本单元加扩展块型、模块化结构型这三种延续至今的基本结构模型.PLC的应用范围开始向顺序控制的全部领域扩展。比如三菱公司本阶段的主要产品有F.F1.F2小型PLC系列产品,K/A系列中、大型PLC产品等.
1990-2000年,PLC的高性能与小型化阶段。在这一阶段，随着微电子技术的进步，PLC的功能日益增强，PLC的CPU运算速度大幅度上升、位数不断增加,使得适用于各种特殊控制的功能模块不断被开发,PLC的应用范围由单一的顺序控制向现场控制拓展。此外，PLC的体积大幅度缩小，出现了各类微型化PLC。三菱公司本阶段的主要产品有FX小型PLC系列产品，AIS/A2US/Q2A系列中，大型PLC系列产品等.
2000年至今：PLC的高性能与网络化阶段。在本阶段,为了适应信息技术的发展与工厂自动化的需要,PLC的各种功能不断进步.一方面，PLC在继续提高CPU运算速度，位数的同时，开发了适用于过程控制，运动控制的特殊功能与模块，使PLC的应用范围开始涉及工业自动化的全部领域。与此同时，PLC的网络与通信功能得到迅速发展，PLC不仅可以连接传统的编程与通入/输出设备，还可以通过各种总线构成网络，为工厂自动化奠定了基础。三菱公司本阶段的主要产品有FX小型PLC系列产品（包括最新的FX3u系列产品)，Qn,QnPH系列中,大型PLC系列产品等。
2。1。2 PLC的发展趋势
从当前产品技术性能来看,PLC发展趋势仍然主要体现在体积的缩小与性能的提高两大方面.
①体积小型化。电子产品体积的小型化是微电子技术发展的必然结果.现代PLC无论从内部元件组成还是硬件、软件结构都已经与早期的PLC有了很大的不同，PLC体积被大幅度缩小。
②性能的提高.PLC的性能主要包括CPU性能与I/O性能两大方面。
可编程序控制器在我国的发展状况如下：
（1） 我国可编程序控制器的发展与国际上的发展有所不同，国际上可编程序控制器的发展是从研制、开发、生产到应用，而我国则是从成套设备引进、可编程序控制器引进应用、消化移植、合资生产到广泛应用。大致可划分为下述三个阶段：
①可编程序控制器的初级认识阶段(70 年代后期到 80 年代初期）国际上可编程序控制器的发展，首先引起了国内工程技术界的极大兴趣，所以我国对可编程序控制器的认识始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套设备引进中,当时的上海宝钢一期工程中有多项工程引进了十几种机型约 200 多台可编程序控制器.这些可编程序控制器用于原料码头到高炉、轧钢、钢管等整个钢铁冶炼以及加工生产线上，取代了传统的继电器逻辑系统，并部分取代了模拟量控制和小型 DDC 系统。继宝钢一期工程后,国内许多厂家陆续引进的设备和生产线大都配备了可编程序控制器，其应用范围包括电站、石油化工、汽车制造、港口和码头等各领域。正是在成套设备引进过程中，我们打开了眼界，了解认识了可编程序控制器，这也促进了可编程序控制器在我国的发展.
②可编程序控制器的引进应用和消化移植阶段（80 年代初期到90年代初期）80年代初期开始，随着我国改革开放的不断深入，在成套设备引进的同时，国外原装的可编程序控制器开始涌入国内市场。许多部门和单位相继引进可编程序控制器并自己设计组成控制系统，其应用范围也扩大到建材、轻工、煤炭、水处理、食品、制药、造纸、橡胶和精细化工等工业领域。
③ 可编程序控制器的广泛发展阶段（90 年代初期到现在） 进入90年代，我国的可编程序控制器进入了广泛发展阶段，主要表现在以下几个方面：
(2) 政府重视
可编程序控制器的发展得到了政府的高度重视，在当时机械电子工业部的领导下，于 1991 年成立了可编程序控制器行业协会。可编程序控制器行业协会在政府和企事业之间起到了桥梁作用，沟通了情况，为做出决策提供了依据。同时可编程序控制器的标准化工作也受到了有关部门的重视,于 1993 年成立了可编程序控制器标准化技术委员会，为我国可编程序控制器的进一步发展打下了基础。
2.1。3 PLC的应用
1 PLC的应用领域
PLC的初期由于其价格高于继电器控制装置，使得其应用受到限制。但最近十多年来，PLC的应用面越来越广，其主要原因是：一方面由于微处理器芯片几有关元件的价格大大下降,使得PLC的成本下降；另一方面PLC的功能大大增强，它也能解决复杂的计算和通信问题。目前PLC在国内外已广泛应用于钢铁、采矿、水泥、石油、化工、电力、机械制造、汽车、装卸、造纸、纺织、环保和娱乐等行业.PLC的应用范围通常可分成以下5种类型：
(1）顺序控制 这是PLC应用最广泛的领域，也是最适合PLC使用的领域。它用来取代传统的 继电器顺序控制.PLC应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。例如:注塑机械、印刷机械、、包装机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。
(2）运动控制 PLC制造商目前已提供了拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，在多数情况下，PLC把描述目标位置的数据送给模块，其输出移动一轴或数据到目标位置。每个轴移动时，位置控制模块保持适当的位置和加速度，确保运动平滑。
（3）过程控制 PLC还能控制大量的过程参数，例如：温度、流量、压力、液位和速度.PID模块提供了使PLC具有闭环控制的功能，即一个具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。当过程控制中某个变量出现偏差时，PID控制算法会计算出正确的输出，把变量保持在设定植上。
（4）数据处理 在机械加工中,PLC作为主要的控制和管理系统用于CNC和NC系统中，可以完成大量的数据处理工作。
（5）通信网络 PLC的通信包括主机与远程I/O之间的通信、多台PLC之间的通信、PLC和其他智能控制设备（如计算机、变频器、数控装置）之间的通信。PLC与其他智能控制设备一起，可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统.
2 PLC在我国的应用
 虽然我国在PLC生产方面比较弱，但在PLC应用方面，我国是很活跃的,近年来每年约新投入10万台套PLC产品，年销售额30多亿人民币,应用的行业也很广.
  在我国，一般按I/O点数将PLC分为以下级别（但不绝对，国外分类有些区别）：
微型：32 I/O
小型：256 I/O
中型：1024 I/O
大型:4096 I/O
巨型：8192 I/O

 在我国应用的PLC系统中,I/O64点以下PLC销售额占整个PLC的47％，64点～256点的占31％,合计占整个PLC销售额的78％。

2。2 PLC的硬件结构
PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构基本上与微型计算机从结构上分,PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体.模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置.其结构如图2—1所示。
中央处理单元（CPU）是PLC 的控制中枢，它按照PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据、检查电源、存储器I/O以及警戒定时器的状态；并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后,按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O 映象区或数据寄存器内，等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行直到停止运行。

图2-1 PLC的结构图

2.3 PLC的工作原理
PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式,即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。
考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小于100ms,因此，PLC采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式—--扫描技术。这样在对于I/O响应要求不高的场合,PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了.
当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
1输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入.
2用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
3输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设.
PLC的扫描工作过程如图2-2、图2-3所示

用
户
输
出
设
备

输
入
端
子

输
入
锁
存
器
输
入
映
象
寄
存
器
输
出
映
象
寄
存
器
输
出
锁
存
器
输
出
端
子

程序
执行
用
户
输
入
设
备
写
读
读

图2-2 PLC的扫描工作过程图

输入刷新
程序执行
输出刷新
一个扫描周期
输入刷新

图2-3 PLC的扫描周期图
2。4 本章小结
本章介绍的是PLC的产生、发展及应用，通过这些基础知识，更好地理解PLC的控制，基于PLC在全自动洗衣机控制系统上应用这一范畴，使下一步PLC的程序设计开发和实际需要有机地融合在一起。

第3章 系统硬件设计
3。1 投币式全自动洗衣机的工作原理
3。1。1 投币式全自动洗衣机的工作流程示意图如图3—1所示
开始

进水

洗衣

排水

脱水

结束
图3-1 全自动洗衣机工作流程图
洗衣机的工作流程由进水、洗衣、排水和脱水4个过程组成.全自动洗衣机中，这4个过程可做到全自动依次运行，直至洗衣结束。
3。1.2 控制要求
投币式全自动洗衣机的控制要求描述如下:
a) 通电状态,放入待洗衣服和洗衣粉并盖上洗衣机盖子，洗涤过程不能打开，否则停机。
b) 工作水位根据衣量手动设置为高、低两种并有相应指示灯指示.
c） 根据洗涤衣物种类选择相关的洗涤方式,通过投币器投入所需要的1元硬币数（限用1元币) .
d) 当投币总值为1元时,进行单独脱水工作方式,单脱水指示灯亮;当投币总值为2元时，进行漂洗工作方式，漂洗指示灯亮;当投币总值为3元时，进行弱洗工作方式，弱洗指示灯亮;当投币总值为4 元及以上（若多投不找余)时，进行强洗工作方式，强洗指示灯亮。
e) 洗涤时，电机正转30 s，停2 s，然后反转30 s,停2s,如此循环弱洗20次，强洗25次,排空后高速脱水30 s.
f） 开始漂洗,重复5) ,漂洗两遍。完成后,蜂鸣器报警5 s,提示洗涤结束。
g） 当打开机盖取出衣服时，复位进入新一轮洗涤准备。
3.1。3 PLC选型
根据控制要求,系统的输入量有：检测机盖合上的压力开关KP， 1元投币光电开关ST1[ 4 ］ ,零、低、高水位检测传感器ST2～ST4 (传感器遇水就通: ON；离水就断： OFF） ［5 ］ ,水位选择按钮SB (SB按下为高水位，否则为低水位) 。系统的输出信有:高、低水位选定指示灯HL0， HL1，强洗、弱洗、漂洗、单脱水工作方式指示灯HL2～HL5,蜂鸣器驱动HA，进、排水电磁阀YV1, YV2，电机正、反转接触器KM1, KM2及高速脱水电磁离合器YC。共需实际输人点数6个,输出点数12个。本系统选用西门子公司的S7 - 200 CPU226型PLC，其输入点数为24. 输出点数为16点[6 ]。本系统PLC的1 /O资源配置表如表l所示。

3。2 投币式全自动洗衣机的电路设计
3。2。1 投币式全自动洗衣机的硬件接线图如图3—2所示

图3—2 全自动洗衣机硬件接线图
3。2。2 PLC外围电路介绍
1.压力开关
压力开关采用高精度、高稳定性能的压力传感器和变送电路，再经专用 CPU 模块化信号处理技术，实现对介质压力信号的检测、显示、报警和控制信号输出。压力开关可以广泛用于石油、化工、冶金、电力、供水等领域中对各种气体、液体的表压、绝压的测量控制，是工业现场理想的智能化测控仪表。
压力开关的特点
压力开关主要类别包括常开式和常闭式。主要特点是：
　　1、采用英制管螺纹快速接头或铜管焊接式安装结构，安装灵活，使用方便，无需特殊的安装固定。
　　2、插片式导线式连接方可供用户任意选定.
　　3、密封式不锈钢感应器安全可靠。
4、压力范围内可根据用户任意选定的压力值进行制造.
压力开关的工作原理
压力开关的工作原理：是当系统内压力高于或低于额定的安全压力时，感应器内碟片瞬时发生移动，通过连接导杆推动开关接头接通或断开，当压力降至或升额定的恢复值时，碟片瞬复位,开关自动复位,或者简单的说是当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端产生位移，直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态，达到控制被测压力的目的.压力开关采用的弹性元件有单圈弹簧管、膜片、膜盒及波纹管等.
2。光电开关及光电开关式投币器
光电开关
光电开关（光电传感器)是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。安防系统中常见的光电开关烟雾报警器，工业中经常用它来记数机械臂的运动次数。
光电开关工作原理
如图所示是反射式光电开关的工作原理框图。图中，由振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后，由发光管GL辐射出光脉冲。当被测物体进入受光器作用范围时，被反射回来的光脉冲进入光敏三极管DU。并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号，再经放大器放大和同步选通整形，然后用数字积分

光电开关
或RC积分方式排除干扰，最后经延时（或不延时）触发驱动器输出光电开关控制信号。
光电开关一般都具有良好的回差特性，因而即使被检测物在小范围内晃动也不会影响驱动器的输出状态,从而可使其保持在稳定工作区。同时，自诊断系统还可以显示受光状态和稳定工作区,以随时监视光电开关的工作。
光电开关式投币器
光电开关式投币器是一种通过检测硬币中含铁量的大小来达到区分真假币目的的电子测量仪器并将真币的个数通过光电开关转换成脉冲信号数送出。它具有结构简单安全性高,抗破坏和干扰等特点。
功能说明：
投币器主要功能包括四个部分：一是用于产生高频方波的振荡电路，二是用于控制真假币流向的电磁闸门,三是用于检测硬币投入过程的各个位置的光电传感器,最后就是控制所有检测和控制的电路的集中控制单元。
　　方波振荡电路：
　　这个功能模块最重要的是产生高频信号的线圈,当没有任何铁质物品进入线圈时，这个高频方波振荡电路输出的频率是很稳定的，一致的高频信号,当有铁质物品进入时,这个线圈的电感值变化，从而引起振荡电路输出的高频信号频率变化，只要通过检测这些变化值，便可以区分出真假币.
　　电磁闸门：
　　电磁闸门是一个简单的直流继电器控制闸门,它的作用就是当检测到硬币为真时，吸合电磁继电器，使真币进入，否则让硬币退出。
　　光电传感器：
　　它有若干个光敏二极管组成，用于检测硬币是否按设定的流程投入,或是检测投币器有无堵币现象等,这是为了防止投币器遭到其他物品的破坏而使硬币不能正常投入或是盗币。
　　集中控制单元：
　　主要是指控制整个投币器的检测和输出控制部分，它有一个微处理器构成，通过检测光敏二极管的信号来判断硬币的投入与否，检测高频振荡电路输出的高频信号来判断硬币的真假，最后控制电磁闸门来控制真假币的流入方向。
3。水位检测器
水位传感器就相当于压力开关。当你设定好一个压力值以后,注水后产生水压，达到压力值后就自动通电,达到了开关的作用洗衣机水位开关分为电子式（可调电阻式)和开关式两种,它们都是通过水位上升时所产生的空气压力通过管道传递到传感器使电阻发生变化或内部开关接通来使电脑产生动作的，它损坏后都会产生注水不准,长注水不动作（运转)，排完水后不甩干（此情况比较少见，原因是传感器不复位)。检修时应注意检查管道是否破裂,两端密封是否良好,传感器是否漏气,检查传感器时可用嘴从空气入口处吹入空气同时用表测量传感器两端阻值是否发生变化或开关是否接通，开关式传感器上面的螺钉是用来调整水位注入高低用的，水位不准时可调整.

4。进、排水电磁阀
电磁阀是用电磁控制的工业设备，用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数.电磁阀是用电磁的效应进行控制，主要的控制方式由继电器控制。这样,电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用,最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。文档为个人收集整理,来源于网络文档为个人收集整理,来源于网络
电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔都通向不同

电磁阀
的油管,腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来挡住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆,活塞杆带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
5.电磁离合器
电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。电磁离合器可分为:干式单片电磁离合器，干式多片电磁离合器,湿式多片电磁离合器，磁粉离合器，转差式电磁离合器等。电磁离合器工作方式又可分为:通电结合和断电结合。

电磁离合器
电磁离合器的特点
1、高速响应：因为是干式类所以扭力的传达很快，可以达到便捷的动作。
2、耐久性强:散热情况良好，而且使用了高级的材料，即使是高频率，高能量的使用，也十分耐用。
3、组装维护容易：属于滚珠轴承内藏的磁场线圈静止形，所以不需要将中蕊取出也不必利用碳刷,使用简单。
4、动作确实:使用板状弹片，虽有强烈震动亦不会产生松动，耐久性佳。
3.3 本章小结
本章介绍S7-200系列PLC投币式全自动洗衣机控制系统的应用设计，关键是系统总体设计。重点要掌握PLC系统设计的基本原则和设计的一般流程,要有一个整体的概念。在满足控制要求、环境要求和性价比等条件下,合理选择PLC的机型和硬件配置，正确地进行估算，合理选择输入/输出模块，完成PLC的硬件设计。

第四章 控制程序设计
4.1控制程序的流程图
主要设计思路：通电复位之后进行投币,对投币脉冲进行累加并存入到数据寄存器MB1中。当投币间隔超过去15 s视为投币结束,进行判断选择不同工作方式。程序的关键是正确设置不同工作方式之间的转换条件。根据以上思路设计出系统工作流程图(图1) .

4。2 I/O资源分配表如表1所示

4。3控制程序的梯形图
控制程序的编制可以通过在PC机上用STEP72Micro /W IN32软件创建、测试、仿真和修改PLC控制程序,然后通过专用电缆将程序下载到PLC中。程序梯形图如图2所示.

程序解释:
第1， 2逻辑行：接通电源或上次洗衣完成使内部寄存器M0。 0闭合一个扫描周期,对投币计数存储器MB1复位.
第3～5逻辑行:当顾客顾客投入1元硬币后，光电开关I0。 1 (ST1）产生累加脉冲，MB1增1,并对投币间隔进行定时.
第6逻辑行：当投币间隔超过15 s,视为投币结束，对投币值进行判断.若为1 元， 单脱水工作方式指示灯Q015接通;若为2元,单漂洗工作方式指示灯Q014接通；若为3元,弱工作方式指示灯Q013接通；若为4元及以上，强洗工作方式指示灯Q012接通。
第7～8逻辑行:对水位选择进行判别，当按钮I0. 5（ SB)按下为高水位，高水位指示灯Q0. 0接通，否则，低水位指示灯Q0. 1接通。
第9逻辑行：若为弱洗Q0. 3或强洗Q0. 2或单漂洗Q0。 4且经过首次脱水完成T41，并且漂洗次数未达（C2常闭触点
接通)则进水阀Q1。 0接通,开始进水,达设定水位停止.
第10～16逻辑行:电机正转30 s,停止2 s；再反转30s,停止2 s。进行洗涤循环操作，并分别在14逻辑行进行弱洗15次计数，在15逻辑行进行强洗20次计数。达设定次数完成洗涤M0. 5接通。
第17～18逻辑行：当洗涤完成M0. 5或单脱水Q0。 5或单漂洗Q0. 4任一接通开始排水,排水电磁阀Q1。 1 接通,开始排水。当零水位检测开关失电（说明无水，水已排空)且Q1. 1接通开始脱水,脱水电磁阀Q1。 4接通30s，进行脱水。
第19逻辑行:当脱水时间到T41常开触点闭合,且非单脱水方式Q0。 5常闭触点断开，开始漂洗2遍（重复执行第6～19逻辑行）。
第20逻辑行：当漂洗次数达到C2常开闭合或单脱水Q0. 5接通且脱水时间达T41闭合,蜂鸣器Q0. 6接通,报警5 s提示全部程序完成并返回。当打开盖子取衣时，I010断开使相关信号复位,为新的一轮洗衣做准备。
4。4 本章小结
本章介绍S7-200系列PLC投币式全自动洗衣机控制程序的设计。通过这次控制程序的设计，了解到一个控制程序的设计要建立在相应的系统设计之上，要结合系统的实际要求来编写程序,这样写出的程序才具有实际意义。同时让我意识到只有将软件与硬件知识相结合，软硬兼施，才能具备一个工程师的综合素质。
第5章 系统检测与调试
5.1检测与调试
大体思路流程如下：
1、 硬件调试：硬件调试是利用开发系统、基本测试仪器等，对用户系统硬件中存在的故障.硬件调试可分为静态调试与动态调试两步进行。
①静态调试
静态调试是在用户系统未工作时的一种硬件检测.
第一步：目测。检查外部的各种元件或者是电路是否有断点。
第二步：用万用表测试.先用万用表复核目测中有疑问的连接点，再检测各种电源线与地线之间是否有短路现象。
第三步：加电检测.给plc加电，检测所有的端口和外部器件的电源端是否符合要求的值
第四步:是联机检查。因为只有用可编程控制器开发系统才能完成对用户系统的调试.
②动态调试
动态调试是在用户系统工作的情况下发现和排除用户系统硬件中存在的器件内部故障、器件连接逻辑错误等的一种硬件检查。动态调试的一般方法是由近及远、由分到合。
由分到合是指首先按逻辑功能将用户系统硬件电路分为若干块，当调试电路时,与该元件无关的 器件全部从用户系统中去掉，这样可以将故障范围限定在某个局部的电路上。当各块电路无故障后，将各电路逐块加入系统中，在对各块电路功能及各电路间可能存在的相互联系进行调试。由分到合的调试既告完成。
由近及远是将信号流经的各器件按照距离可编程控制器的逻辑距离进行由近及远的分层，然后分层调试.调试时，仍采用去掉无关元件的方法，逐层调试下去,就会定位故障元件了。
2、软件调试： 软件调试是通过对拥护程序的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程.程序后，编辑，查看程序是否有逻辑的错误。如果出现故障，应返回编程环境，检查梯形图的错误并修改程序再进行调试，如此反复直到调试成功.

5.2本章小结
系统的检测与调试是一个很枯燥无味的过程，要求一步一脚印地严谨细致进行,才能将想当然而引致错误的地方找出来并改正。

结 论
投币式全自动洗衣机控制系统的设计,一开始我觉得这个课题是很容易的。因为都是我们平常能看到的东西,当真正做起来的时候，还是觉得有很多的困难，有些东西以前学了，但现在又有的忘了。就如画电气原理图，整体的构造脑海里都有一