基于S7-200PLC 和MCGS 的自動(dòng)洗衣機(jī)模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試*

楊青峰

（山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院電氣學(xué)院，山東 淄博 256414）

PLC被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自動(dòng)控制裝置中，TPC7062K觸摸屏功能強(qiáng)大，運(yùn)行可靠，是常用的一款人機(jī)界面交互系統(tǒng)，結(jié)合MCGS，采集現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)，依靠顯示動(dòng)畫、處理報(bào)警、控制流程、輸出報(bào)表等解決工程實(shí)際，廣泛應(yīng)用于工控領(lǐng)域。本文利用S7-200 PLC 編程控制，使用TPC7062K 觸摸屏，實(shí)時(shí)模擬自動(dòng)洗衣機(jī)的工作控制過程[1]。

1 自動(dòng)洗衣機(jī)模擬控制中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1 硬件規(guī)劃與軟件設(shè)計(jì)

自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水閥和排水閥執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)由PLC控制進(jìn)水閥打開，注水。排水時(shí)控制排水閥打開，排水。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。脫水時(shí)離合器合上后由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正反轉(zhuǎn)甩干[2]。

1）總體控制要求。洗衣機(jī)按如下順序工作：1 次洗滌→2 次漂洗→脫水→報(bào)警，數(shù)碼顯示洗滌和漂洗次數(shù)。

2）洗滌：進(jìn)水→正轉(zhuǎn)3 s→反轉(zhuǎn)3 s，循環(huán)10次→排水、甩干4 s。

3）漂洗：進(jìn)水→正轉(zhuǎn)3 s →反轉(zhuǎn)3 s，循環(huán)8 次→排水、甩干4 s。

4）報(bào)警：燈亮5 s。

5）進(jìn)水：進(jìn)水閥打開后水面升高→先SL2 閉合→后SL1閉合→進(jìn)水閥關(guān)閉。

6）排水：打開排水閥后水面下降→先SL1 斷開→后SL2斷開→4S后排水停止；按排水按鈕可強(qiáng)排。

7）脫水：脫水4S后報(bào)警。

1.2 I/O 地址分配

1.3 PLC程序編程與分析

如圖1 所示，主程序：啟動(dòng)后I0.0 通，M10.0 置1，調(diào)用洗滌子程序SBR-0，Q0.4排水閥關(guān)閉時(shí)Q0.0置1進(jìn)行注水。同時(shí)利用Q0.4 下降沿計(jì)數(shù)器C3 計(jì)數(shù)，共計(jì)3 次。當(dāng)計(jì)數(shù)器C3 等于1 和2 時(shí)共兩次調(diào)用漂洗子程序SBR-1，當(dāng)計(jì)數(shù)器C3等于3時(shí)，停止注水，同時(shí)啟用定時(shí)器T41，定時(shí)5 s。T41在0～5 s期間排水，T41定時(shí)時(shí)間到觸摸屏和報(bào)警器同時(shí)報(bào)警。

圖1 主程序以及I/O 點(diǎn)分配

如圖2 所示，洗滌子程序SBR-0：當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)I0.0 時(shí)注水，當(dāng)水位高于上線水位I0.3 停止注水，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器T37，定時(shí)6.6 s。正反轉(zhuǎn)各3 s，T37定時(shí)時(shí)間到，計(jì)數(shù)器C0計(jì)數(shù)一次，共計(jì)10 次正反轉(zhuǎn)洗滌。當(dāng)C0 計(jì)數(shù)10 次時(shí)，T37停止工作，同時(shí)Q0.1得電，開始排水。當(dāng)排水到下限水位，I0.4 由導(dǎo)通到斷開，啟動(dòng)定時(shí)器T38，定時(shí)4 s，Q0.4 甩干電機(jī)工作，4 s 時(shí)間到停止甩干。同時(shí)M10.0 清零，關(guān)閉SBR-0，返回主程序，開始再次注水[3]。

圖2 洗滌子程序SBR-0

如圖3 所示，漂洗子程序SBR-1：注水到水位上線，停止注水，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器T39，正反轉(zhuǎn)各3 s，漂洗，T39 作為計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器C1 共計(jì)數(shù)8 次。計(jì)數(shù)滿8 次，定時(shí)器T39停止定時(shí)，Q0.1得電開始排水，排水時(shí)間4 s，排水到水位下線啟動(dòng)定時(shí)器T40，T40定時(shí)的0～4 s期間Q0.4得電甩干，4 s 時(shí)間到，T40 停止定時(shí)，甩干結(jié)束，返回主程序。至此，程序完成1次洗滌，2次漂洗、甩干，最后洗滌結(jié)束報(bào)警的工作。

圖3 漂洗子程序SBR-1

2 基于MCGS 組態(tài)軟件的監(jiān)控程序設(shè)計(jì)

觸摸屏由主控窗口、用戶窗口、設(shè)備窗口、運(yùn)行策略、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫構(gòu)成，核心是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，各部件向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫輸入輸出數(shù)據(jù)，完成各自控制。對設(shè)備窗口、用戶窗口、運(yùn)行策略每一部分別組態(tài)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控[4]。

2.1 設(shè)備窗口設(shè)計(jì)

選擇通用串口父設(shè)備以及觸摸屏通訊的可編程，本文選擇S7-200系列編程口與觸摸屏通訊。

2.2 用戶窗口設(shè)計(jì)

需要窗口0，窗口可隨時(shí)增加。窗口0 中設(shè)計(jì)啟動(dòng)、停止、電機(jī)狀態(tài)指示燈、返回按鈕。按啟動(dòng)開始全自動(dòng)洗衣，通過進(jìn)行組態(tài)各組件，實(shí)時(shí)監(jiān)控。過程結(jié)束后指示燈報(bào)警。

3 結(jié)語

本文主要介紹了利用主程序和子程序設(shè)計(jì)自動(dòng)洗衣機(jī)的控制方法，實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)具體要求隨時(shí)改變程序編程內(nèi)容，程序簡潔明了，安全可靠。整個(gè)系統(tǒng)硬件規(guī)劃與軟件設(shè)計(jì)，通過調(diào)試符合模擬控制的要求，程序設(shè)計(jì)中特別需要注意主程序的調(diào)用和子程序的返回以及比較指令的應(yīng)用，還要注意定時(shí)器和中間繼電器的使用方法與技巧。