學(xué)生公寓多臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘 要根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理，利用可編程控制器plc實(shí)現(xiàn)控制，說明了plc控制的原理方法，特點(diǎn)及控制洗衣機(jī)的特色。通過本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)歐姆龍cj1m系列plc的特點(diǎn)有了深入的理解。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)利用了歐姆龍cj1m系列plc的特點(diǎn)，對(duì)按鈕，電磁閥，開關(guān)等其它一些輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過程的自動(dòng)化，并實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)控制。由于每遍的洗滌，排水，脫水的時(shí)間由plc內(nèi)計(jì)數(shù)器控制，所以只要改變計(jì)數(shù)器參數(shù)就可以改變時(shí)間?？梢园焉厦嬖O(shè)定的程序時(shí)間定下來，作為固定程序使用，也可以根據(jù)衣物的質(zhì)地，數(shù)量及臟污的程度來編程。只要稍作改變，就可以設(shè)計(jì)出諸如要多洗多甩的牛仔類衣物，輕洗輕甩的羊毛類

2、衣物以及通用的標(biāo)準(zhǔn)洗滌程序，充分表現(xiàn)現(xiàn)代家電用品的個(gè)性。關(guān)鍵詞：全自動(dòng)洗衣機(jī)；plc控制；cx-programmerabstractaccording to the work principle of the full-automatic washer, make use of the programmable logical controller plc realization control, explain the principle method of the plc control, the special features of the characteristics and th

3、e control washer.according to the design of this system, had the thorough comprehension to the characteristics of the omron cj1m series plc in europe.the full-automatic washer control system made use of the characteristics of the omron cj1m series plc in europe, to the button, the electromagnetism v

4、alve, switch etc. a little bit other importation/ output to order to carry on the control, carry out the washer to do laundry the automation of the process, and carried out many pedestals control.because each of rinse, drain, time that dehydrate from plc inside count the machine control, so as long

5、as the change count the machine parameter and can change time.can settle down procedure time that the top set, the conduct and actions fixs the procedure usage, also can according to the quality of the clothes, the degree of the quantity and dirt to weave the distance.as long as make the change slig

6、htly, can design such as the cowboy clothes that want to wash much to jilt much, the wool clothes and in general use standards that wash lightly to jilt lightlies wash away dirt the procedure, expressing the character of the modern electrical appliance well.key words: full-automatic washer ; plc con

7、trol; cx-programmer目 錄第1章 文獻(xiàn)綜述11.1 概述11.2 plc的發(fā)展過程及其特點(diǎn)11.3 plc的組成31.4 plc的分類51.5 plc的國內(nèi)外狀況61.6 歐姆龍cj系列plc7第2章 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)簡介和設(shè)計(jì)要求92.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的發(fā)展趨勢92.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)中的傳感器新技術(shù)102.3 plc在全自動(dòng)洗衣機(jī)中的應(yīng)用112.4 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求12第3章 全自動(dòng)洗衣機(jī)的plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)143.1 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟143.2 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)163.3 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)183.4 控制系統(tǒng)的安裝和調(diào)試22第4章 多臺(tái)全自

8、動(dòng)洗衣機(jī)plc控制系統(tǒng)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)234.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的plc選型和資源配置234.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試234.3 一臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)plc程序244.4 多臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)plc程序31第5章 結(jié)論35參考文獻(xiàn)36致 謝37附錄1 全自動(dòng)洗衣機(jī)正常運(yùn)行流程圖38附錄2 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)plc梯形圖程序39附錄3 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)plc助記符程序46第1章 文獻(xiàn)綜述1.1 概述可編程控制器是在計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上開發(fā)起來的，最初叫做可編程邏輯控制器（programmable logic controller）即plc

9、?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。他以微處理器為核心，用編寫的程序不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。美國電氣制造商協(xié)會(huì)經(jīng)過4年調(diào)查，于1980年將其正式命名為可編程控制器（programmable controller）,簡寫為pc。后來由于pc這個(gè)名稱常常被用來稱呼個(gè)人電腦（personal computer），為了區(qū)別，現(xiàn)在也把可編程控制器稱為plc。1.2 plc的發(fā)展過程及其特點(diǎn)1.2.1 plc的定義最初，可編程邏輯控制器主要用于順序控制，雖然采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，但是實(shí)際上只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算。隨著計(jì)算機(jī)技

10、術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯控制器的功能不斷擴(kuò)展和完善，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了邏輯控制，順序控制的范圍，具備了模擬量控制，過程控制以及遠(yuǎn)程通信等強(qiáng)大功能，所以美國電器制造商協(xié)會(huì)（nema）將其正式命名為可編程控制器（programmable controller），簡稱pc。但是為了和個(gè)人計(jì)算機(jī)（personal computer）的簡稱pc相區(qū)別，人們常常把可編程控制器人簡稱為plc。國際電工委員會(huì)（iec）于1987年對(duì)plc定義如下：plc是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，是帶有存儲(chǔ)器，可以編制程序的控制器。它能夠存儲(chǔ)和執(zhí)行指令，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)等操作，

11、并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程。plc及其有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一體，易于擴(kuò)展其功能的原則設(shè)計(jì)。事實(shí)上，plc就是以嵌入式cpu為核心，配以輸入，輸出等模塊，可以方便的用于工業(yè)控制領(lǐng)域的裝置。plc與機(jī)器人，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造一起稱為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱。1.2.2 plc的特點(diǎn)plc具有以下幾個(gè)顯著的特點(diǎn)：1. 可靠性好由于plc采用了輸入和輸出信號(hào)的光電隔離，濾波，電源的屏蔽，穩(wěn)壓和保護(hù)，故障診斷等技術(shù)，所以plc可以在工業(yè)控制現(xiàn)場的惡劣環(huán)境中可靠的工作。平均無故障時(shí)間可高達(dá)5萬-10萬小時(shí)以上。2. 功能完善plc種類多，模塊豐富和指令

12、功能強(qiáng)大，使目前的plc幾乎可以完成所有的工控制任務(wù)。3. 編程簡單類似繼電氣控制系統(tǒng)圖的梯形圖語言易學(xué)易懂，非常容易被技術(shù)人員掌握。4. 在線編程在工業(yè)現(xiàn)場，可以使用手持編程器或筆記本電腦對(duì)plc進(jìn)行編程。當(dāng)plc聯(lián)網(wǎng)后，可以在網(wǎng)絡(luò)的任一位置對(duì)plc編程。5. 安裝容易由于采用模塊化的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場安裝非常簡單。6. 體積小，重量輕，功耗低在現(xiàn)代集成電路技術(shù)的支持下，plc體積越來越小，重量也越來越輕，且功耗也越來越低。7. 價(jià)格越來越便宜在生產(chǎn)廠家增多，集成電路技術(shù)進(jìn)步等因素的影響下，plc的價(jià)格越來越低。1.2.3 plc的用途plc的用途主要有以下幾方面：1. 取代繼電器控制在燈光照明，機(jī)

13、床電控，食品加工，印刷機(jī)械，電梯，自動(dòng)化倉庫，生產(chǎn)流水線等方面進(jìn)行邏輯控制。2. 過程控制對(duì)溫度，壓力，流量，無謂高度等連續(xù)變化的物理量進(jìn)行控制。3. 位置，速度控制在機(jī)器人，機(jī)床，電機(jī)調(diào)速等領(lǐng)域進(jìn)行位置，速度控制。4. 數(shù)據(jù)監(jiān)控在電力，自來水處理，化工，煉油，軋鋼等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測和控制。5. 組成分散控制系統(tǒng)把plc作為下位機(jī)，與上位機(jī)的計(jì)算機(jī)共同組成分散控制系統(tǒng)?？梢哉fplc幾乎應(yīng)用到了工業(yè)控制的每一個(gè)領(lǐng)域，小到家庭的燈光照明，大到冶金，石化企業(yè)的生產(chǎn)過程都有plc的應(yīng)用。1.2.4 plc的發(fā)展plc現(xiàn)在發(fā)展很快，發(fā)展方向主要有以下幾個(gè)方面。1. 小型，微型化plc的一個(gè)發(fā)展方向

14、是越來越小，一些plc只有手掌大小，使用起來靈活方便。2. 大型，超大型化plc的另一個(gè)發(fā)展方向是大型和超大型，這些plc具有上萬個(gè)輸入輸出量，用于石化，冶金，汽車制造等領(lǐng)域。3. 智能化plc中的輸入輸出單元越來越智能化，這些單元具有模糊控制，pid控制，位置控制，溫度控制，遠(yuǎn)程通信等功能，并根據(jù)生產(chǎn)需求，正在不斷推出新的智能單元。4. cpu能力更強(qiáng)選用時(shí)鐘更快，功能更強(qiáng)的cpu是plc的發(fā)展趨勢。5. 支持更多的工業(yè)總線支持多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，使聯(lián)網(wǎng)更加容易和簡單，更易于組成工程控制網(wǎng)。6. 編程軟件標(biāo)準(zhǔn)化采用國際標(biāo)準(zhǔn)化的iec1131-3編程語言，可以大大縮短開發(fā)周期。7. 人機(jī)交流功能

15、增強(qiáng)在為plc配置了操作面板，觸摸屏等人機(jī)對(duì)話手段后，其應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)展，應(yīng)用更加方便。8. 數(shù)據(jù)處理能力大大增強(qiáng)plc于個(gè)人計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合后，使得plc的數(shù)據(jù)處理，存儲(chǔ)功能大大增強(qiáng)1。1.3 plc的組成從結(jié)構(gòu)上分，plc分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式plc包括cpu板、i/o板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式plc包括cpu模塊、i/o模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。1. cpu的構(gòu)成cpu是plc的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套plc至少有一個(gè)cpu，它按plc的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，

16、用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和plc內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。cpu主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，cpu單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是plc不可缺少的組成單元。在使用者看來，不必要詳細(xì)分析cpu的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。cpu的控制器控制cpu工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)

17、控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。cpu速度和內(nèi)存容量是plc的重要參數(shù)，它們決定著plc的工作速度，i/o數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。2. i/o模塊plc與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（i/o）完成的。i/o模塊集成了plc的i/o電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入plc系統(tǒng)，輸出模塊相反。i/o分為開關(guān)量輸入（di），開關(guān)量輸出（do），模擬量輸入（ai），模擬量輸出（ao）等模塊。開關(guān)量是指只有開和關(guān)（或1和0）兩種狀態(tài)的信

18、號(hào)，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的i/o分類如下：開關(guān)量：按電壓水平分，有220vac、110vac、24vdc，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（4-20ma,0-20ma）、電壓型（0-10v,0-5v,-10-10v）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用i/o外，還有特殊i/o模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按i/o點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，i/o模塊可多可少，但其最大數(shù)受cpu所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。3. 電源模塊plc電源用于為plc各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電

19、路提供24v的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220vac或110vac），直流電源（常用的為24vac）。4. 底板或機(jī)架大多數(shù)模塊式plc使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使cpu能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。5. plc系統(tǒng)的其它設(shè)備(1) 編程設(shè)備：編程器是plc開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控plc及plc所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。小編程器plc一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。(2) 人機(jī)界面：最簡單的人機(jī)界面是指示

20、燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。(3) 輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，如eprom、eeprom寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。6. plc的通信聯(lián)網(wǎng)依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出“網(wǎng)絡(luò)就是控制器”的觀點(diǎn)說法。plc具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使plc與plc 之間、plc與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)plc具有rs-232接口，還有一些內(nèi)

21、置有支持各自通信協(xié)議的接口2。1.4 plc的分類plc的分類沒有一個(gè)嚴(yán)格的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，而是按照結(jié)構(gòu)形式，控制規(guī)模實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行大致的分類。1. 按結(jié)構(gòu)分類plc按照其硬件的結(jié)構(gòu)形式可分為整體式和組合式。2. 按控制規(guī)模分類plc的控制規(guī)模主要是指開關(guān)量的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)及模擬量的輸入/輸出路數(shù)。但主要以開關(guān)量的點(diǎn)數(shù)計(jì)數(shù)，模擬量的路數(shù)可以折算成開關(guān)量的點(diǎn)數(shù)。按照此項(xiàng)進(jìn)行分類主要包括小型，中型和大型，下面進(jìn)行詳細(xì)介紹。(1) 小型plc輸入/輸出點(diǎn)數(shù)在128點(diǎn)以下的plc稱為小型plc。其特點(diǎn)是體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，它可以連接開關(guān)量i/o模塊，模擬量i/o模塊以及其他各種特殊功能模塊，能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算

22、，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)，算術(shù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)處理和傳送，通信聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。(2) 中型plc輸入/輸出點(diǎn)數(shù)在128-512點(diǎn)之間的plc稱為中型plc。它除了具有小型機(jī)所能實(shí)現(xiàn)的功能外，還具有更強(qiáng)大的通信聯(lián)網(wǎng)功能，更豐富的指令系統(tǒng)，更大的內(nèi)存容量和更快的掃描速度。(3) 大型plc輸入/輸出點(diǎn)數(shù)在512點(diǎn)以上的plc成為大型plc。它具有極強(qiáng)的軟件和硬件功能，自診斷功能，通信聯(lián)網(wǎng)功能，它可以構(gòu)成三級(jí)通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。另外大型plc還可以采用三cpu構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機(jī)器具有更高的可靠性3。1.5 plc的國內(nèi)外狀況目前，全世界的plc生產(chǎn)廠家約有200家，生產(chǎn)300多個(gè)品種。主要集中在美

23、國，德國，日本等多家公司。其中德國和美國是以大型plc而聞名，而日本則主要生產(chǎn)小型plc。下面就分別介紹這3個(gè)國家的plc產(chǎn)品以及我國無錫生產(chǎn)的華光plc。1. 美國的plc美國的plc廠家很多，現(xiàn)已超過百家。其中以a-b（allen-bradley）公司，美國通用（ge）公司生產(chǎn)的plc最具有代表性。a-b公司是美國的可編程控制器制造商，同時(shí)也是世界上最大的plc制造商之一。該公司產(chǎn)品規(guī)格齊全，所提供的特殊模塊和智能模塊品種豐富。而且還有豐富的指令集和強(qiáng)大的軟件功能。其主要代表機(jī)型有：slc-500系列，plc-5系列，plc-5/250系列，還有早期的plc-3和plc-2系列等。ge公司

24、是世界上最早研制和生產(chǎn)plc產(chǎn)品的主要廠商之一。其主要產(chǎn)品有小型機(jī)ge-1，ge-1/j，ge-1p等，中型機(jī)ge-iii，還有大型機(jī)ge-v等。2. 德國的plc德國的plc主要以西門子（siemens）為代表，它也是世界上較早研制和生產(chǎn)plc的主要廠商之一。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床，機(jī)械，電力設(shè)施，民用設(shè)施和環(huán)境保護(hù)設(shè)備等。如沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)等。其主要產(chǎn)品包括西門子s7-200，s7-400系列plc。3. 日本的plc日本

25、的plc一高性價(jià)比的小型機(jī)著稱。其主要代表廠家為歐姆龍（omron），三菱等廠家。歐姆龍公司已經(jīng)有50多年的歷史，該公司以良好的性價(jià)比占據(jù)了我國plc市場的較大份額。它的plc指令系統(tǒng)功能強(qiáng)大，能夠處理復(fù)雜的控制要求；具有品種齊全的通信模塊，在cpu本體上備有標(biāo)準(zhǔn)上位接口，可配備6種通信模塊；將pc卡使用在可編程控制器中，可以臨時(shí)存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行情況和各種生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，并能夠十分方便的與以太網(wǎng)連接。主要產(chǎn)品有微型的c20p和c20，小型的c120和c200h，中型的c500和c1000h，大型的c2000h。三菱公司也是日本生產(chǎn)plc產(chǎn)品的主要廠家之一，很早就進(jìn)入了中國市場。它具有固定靈活的系統(tǒng)配

26、置，豐富的產(chǎn)品，無需維護(hù)的程序存儲(chǔ)器，編程簡單，共同的外部設(shè)備等特點(diǎn)。其主要產(chǎn)品有小型的f，f1，f2系列，還有fx0，fx2系列和a系列等。4. 無錫華光plc華光電子工業(yè)有限公司是中日合資企業(yè)，成立于1989年4月。是生產(chǎn)開發(fā)銷售可編程序控制器（plc），觸摸式工業(yè)圖形顯示器，接近開關(guān)，電子計(jì)數(shù)器，旋轉(zhuǎn)編碼器等電子控制產(chǎn)品的專業(yè)企業(yè)。它也生產(chǎn)多種型號(hào)與規(guī)格的plc，如su，sg等，發(fā)展也很快，并在價(jià)格上很有優(yōu)勢1。1.6 歐姆龍cj系列plccj系列pc是體積很小的可編程序控制器，以高速和先進(jìn)功能為特色，具有與cs系列pc同樣的結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)如下：(1) cj系列具有高速、高能力和更多的微型

27、pc的功能。(2) 僅為cs系列pc的體積的30%35%。(3) 當(dāng)在機(jī)械內(nèi)安裝空間受限制時(shí)（例如，上下線槽管道間的有限空間），cj 系列pc可與電源和其它部件一起安裝在din導(dǎo)軌上。(4) 由于指令執(zhí)行更快（對(duì)cj1或cj1-h cpu單元，基本指令：最小0.02或0.08s，專用指令：0.06或0.12 s，和浮點(diǎn)指令：最小8.0或10.2 s）和系統(tǒng)管理、i/o刷新和外部服務(wù)的更快處理，循環(huán)時(shí)間得到大大減少。(5) 具有高達(dá)120 k步的程序容量，256 k字的dm存儲(chǔ)器和2,560點(diǎn)i/o，有足夠的容量用于附加值程序，包括機(jī)械接口、通信、數(shù)據(jù)處理等。(6) 對(duì)于編程和內(nèi)部設(shè)定（pc設(shè)置

28、）與cs系列cpu單元幾乎100%兼容。(7) 同為cj系列pc不需要底板，所以使需要較小空間的靈活系統(tǒng)配置成為可能。(8) 將i/o控制單元連接到cpu機(jī)架和i/o接口單元連接到擴(kuò)展機(jī)架，就可連接多達(dá)3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架。cpu機(jī)架可安裝多達(dá)10個(gè)單元，由于3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架中的每一個(gè)都可以，所以使總數(shù)多達(dá)40個(gè)單元。(9) cx-programmer可用來分配i/o表中不用的字，用于傳到cpu單元。這使得能保存未分配的字，供以后使用或使系統(tǒng)能標(biāo)準(zhǔn)化/模塊化。(10) 當(dāng)程序被劃分到任務(wù)以各別處理功能，控制系統(tǒng)或過程，幾個(gè)編程員就可同時(shí)開發(fā)這些各別任務(wù)?？梢杂卸噙_(dá)32個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（循環(huán)執(zhí)行的）任務(wù)和256個(gè)中斷

29、任務(wù)。有兩種中斷：電源斷開中斷和定時(shí)中斷。在生成一新程序時(shí)，可將各標(biāo)準(zhǔn)程序組合成各任務(wù)以生成一完整的新程序。(11) 可在編程中使用與i/o端子分配無關(guān)的任意符號(hào)（命名多達(dá)32個(gè)字符）。用符號(hào)生成的標(biāo)準(zhǔn)程序更通用、更易于在不同程序中作為任務(wù)再次使用。(12) 通過將程序分為系統(tǒng)管理的任務(wù)和控制和執(zhí)行使用的任務(wù)，僅需要執(zhí)行控制任務(wù)，因此可改進(jìn)系統(tǒng)的響應(yīng)性能。(13) 用協(xié)議宏功能，信息就可以被傳送到標(biāo)準(zhǔn)串行設(shè)備和從其傳出（根據(jù)預(yù)置參數(shù)設(shè)定）。協(xié)議宏功能支持處理選項(xiàng)，如再試、超時(shí)監(jiān)控和錯(cuò)誤檢查。在通信幀中可以包含讀和寫數(shù)據(jù)到cpu單元的符號(hào)，所以數(shù)據(jù)可以很方便地與cpu單元交換4。第2章 全自動(dòng)洗

30、衣機(jī)控制系統(tǒng)簡介和設(shè)計(jì)要求2.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的發(fā)展趨勢洗衣機(jī)無論在質(zhì)量、技術(shù)、功能還是在外觀上面，誰能接近于為人們的生活服務(wù)這一主題，誰就能得到長足的進(jìn)步和發(fā)展。從最初的單桶洗衣機(jī)到雙桶、套桶洗衣機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)，再到智能全模糊控制洗衣機(jī)?？傊?，每一次技術(shù)的進(jìn)步都極大地推動(dòng)了洗衣機(jī)自動(dòng)化程度的提高。 今后一段時(shí)間，以下幾種洗衣機(jī)將是市場和消費(fèi)者的最愛。1. 品種多樣化波輪式、滾筒式和仿生搓洗式洗衣機(jī)滿足了不同偏好的消費(fèi)者的需求。 2. 節(jié)能和健康化現(xiàn)在的消費(fèi)者在節(jié)能方面對(duì)家電提出了更高的要求，對(duì)于健康型洗衣機(jī)更是人們趨之若騖的首選。 3. 大容量和微型化大容量洗衣機(jī)滿足了人們洗大件衣物的需求

31、。同時(shí)，微型化洗衣機(jī)也備受青睞，如市場上出現(xiàn)的1.5公斤、2.5公斤不等的海爾小小神童洗衣機(jī)，可以滿足少量衣物即時(shí)洗的需要。 4. 組合化榮事達(dá)集團(tuán)最近推出的子母分洗式洗衣機(jī)，正好迎合了這部分消費(fèi)者的需求，它的大桶容量為5.5公斤，小桶容量為2.5公升，兩桶并列，縮小了較大一部分空間，而且具有人工智能模糊控制功能。滿足了不同衣物分開洗、大量衣物同時(shí)洗、小件衣物即時(shí)洗的需求，開創(chuàng)了健康洗滌新概念，深受消費(fèi)者的喜愛，組合化的另一個(gè)體現(xiàn)就是把洗滌、漂洗、脫水和烘干功能集于一身。 在今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)，家用電動(dòng)洗衣機(jī)的產(chǎn)品性能質(zhì)量將是企業(yè)競爭的焦點(diǎn)，開發(fā)新型的產(chǎn)品是競爭獲勝的主要手段。今后，電動(dòng)洗衣機(jī)將朝

32、著多功能、節(jié)電、節(jié)水方向發(fā)展。多功能主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、去污能力的多樣化。如去除蛋白質(zhì)、皮脂、血漬、奶漬、咖啡、果汁的能力。2、洗滌容量的多樣化。洗滌容量可以從0.5kg到13kg。3、控制方式的多樣化。如機(jī)械定時(shí)器、電動(dòng)程控器、電子程控器、模糊電腦控制。4、外觀造型多樣化。為適應(yīng)不同消費(fèi)層次的需求，洗衣機(jī)的外觀形狀及顏色將是各種各樣的。 節(jié)電、節(jié)水是今后電動(dòng)洗衣機(jī)發(fā)展的主流。目前，我國正在修訂的國標(biāo)gb4288已將用電量、用水量指標(biāo)列入了其考核的主要指標(biāo)。另外，為了引導(dǎo)消費(fèi)和指導(dǎo)洗衣機(jī)制造企業(yè)的設(shè)計(jì)和制造，新國標(biāo)gb4288將洗凈比、用電量、用水量、噪聲、含水率、壽命這6個(gè)主要性能指

33、標(biāo)進(jìn)行分等級(jí)考核，即以上6個(gè)指標(biāo)分別分為a、b、c、d4個(gè)級(jí)別。消費(fèi)者可根據(jù)自己的需要選擇不同級(jí)別的產(chǎn)品5。 2.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)中的傳感器新技術(shù)近年來家電市場上的智能型模糊控制全自動(dòng)洗衣機(jī)越來越受到消費(fèi)者的青睞。這種洗衣機(jī)以人們洗衣操作的經(jīng)驗(yàn)作為模糊控制的規(guī)則，采用多種傳感器把水溫，布質(zhì)，布量，洗凈度等洗衣狀態(tài)信息檢測出來，并將這些信息送到單片機(jī)中，單片機(jī)應(yīng)用模糊控制程序?qū)λ鶛z測到的信息進(jìn)行分析，以確定其最佳的洗滌時(shí)間，水流強(qiáng)度，漂洗方式，脫水時(shí)間以及注水水位等參數(shù)，對(duì)洗衣機(jī)全過程進(jìn)行自動(dòng)控制，最大限度的模擬人工操作，達(dá)到最佳的洗滌效果。以下對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的幾種主要傳感器作一介紹。1. 衣量

34、傳感器衣量傳感器又稱衣物負(fù)載傳感器，它是用來檢測洗衣時(shí)衣物量多少的。當(dāng)洗滌桶內(nèi)注入一定量的清水后將衣物放入桶內(nèi)，這是讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)一段需通電運(yùn)轉(zhuǎn)的方式工作一分鐘左右，利用電機(jī)繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，經(jīng)光電隔離及比較整型，產(chǎn)生脈沖信號(hào)，這種矩形脈沖數(shù)目與電機(jī)慣性轉(zhuǎn)過的角度成比例。若衣物多，則電機(jī)受到的阻力大，電機(jī)慣性轉(zhuǎn)過的角度就小，相應(yīng)地，傳感器產(chǎn)生的脈沖就少，這樣就間接的“測量”出了衣物量的多少，下一步需要做的就是，根據(jù)衣物量來設(shè)定水位。2. 衣質(zhì)傳感器衣質(zhì)傳感器又叫布質(zhì)傳感器，它是為檢測衣物的質(zhì)地而設(shè)置的。根據(jù)衣物纖維中棉纖維，化學(xué)纖維所占比例的大小，衣物的布質(zhì)分為“柔軟棉”，“較硬棉”，“棉于

35、化纖”，以及“化纖”四個(gè)檔。衣質(zhì)傳感器各衣量傳感器是同一個(gè)裝置，只是檢測的方法不同。在進(jìn)行衣質(zhì)檢測時(shí)，首先是洗滌桶內(nèi)的水位比設(shè)定水位低一個(gè)檔級(jí)，然后仍按照側(cè)衣物量的方法，讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)以通斷電的方式工作一段時(shí)間。檢測每次斷電期間衣量傳感器發(fā)出的脈沖數(shù)并求其平均值。用測衣量時(shí)得到的脈沖數(shù)減去測衣質(zhì)時(shí)得到的脈沖數(shù)，兩者之差即可以判別衣質(zhì)。若桶內(nèi)的衣物面纖維所占比例大，脈沖數(shù)差就大；若化學(xué)纖維所占比例大，脈沖數(shù)差就小。3. 水位傳感器用單片機(jī)控制電子式水位傳感器可以自動(dòng)準(zhǔn)確的控制水位。洗滌桶內(nèi)的水位不同，對(duì)桶底的壓力也就不同，將這種壓力轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z隔膜的形變，使固定在隔膜上的磁芯片發(fā)生位移，磁芯的移動(dòng)使得

36、電感線圈的電感量發(fā)生改變，從而使lc振蕩電路的振蕩頻率也產(chǎn)生變化。對(duì)于不同的水位，lc電路都有對(duì)應(yīng)的頻率脈沖信號(hào)輸出，將這個(gè)信號(hào)輸入單片機(jī)接口，當(dāng)水位傳感器輸出的脈沖信號(hào)與選定儲(chǔ)存在單片機(jī)中頻率相同時(shí)，單片機(jī)判定已達(dá)到了要求的水位，停止注水，開始執(zhí)行洗滌程序。4. 水溫傳感器適當(dāng)?shù)南匆聹囟扔欣谖酃傅幕罨梢蕴岣呦礈煨Ч?。水溫傳感器裝在洗滌桶的下部，以熱敏電阻為檢測原件。測定打開洗衣機(jī)開關(guān)使得溫度為環(huán)境溫度，注水結(jié)束時(shí)的溫度為水溫，將所測溫度信號(hào)輸入給單片機(jī)，為模糊推論提供信息。5. 光傳感器光傳感器即洗凈程度傳感器。人工洗衣時(shí)可以隨時(shí)用眼睛檢查衣物是否洗凈，但在洗滌桶內(nèi)的衣物不斷地進(jìn)行翻滾

37、運(yùn)行，無法直接檢測衣物的洗凈程度。全自動(dòng)洗衣機(jī)通過采用光傳感器檢測洗滌液的透光率，從而檢測了洗凈程度。在洗衣機(jī)排水管兩側(cè)分別安裝紅外發(fā)光管和光電接受管。洗滌時(shí)，排水管中充滿清水，光電接收管受光導(dǎo)通，以此時(shí)光敏三極管輸出電壓為設(shè)定值。洗滌開始后，衣物上的污垢不斷的擴(kuò)散到洗滌液中，洗滌液逐漸變渾濁，致使透光率降低，相應(yīng)地，光敏三極管的輸出電壓也隨之下降。經(jīng)過一段時(shí)間后，該輸出電壓趨于穩(wěn)定值，洗滌過程結(jié)束，然后進(jìn)入漂洗階段6。2.3 plc在全自動(dòng)洗衣機(jī)中的應(yīng)用在全自動(dòng)洗衣機(jī)中，洗衣機(jī)洗滌，脫水程序是有以單片機(jī)為中心控制系統(tǒng)工作的。首先由于單片機(jī)的指令系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，編寫洗滌，脫水程序相對(duì)復(fù)雜；其次，

38、在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件時(shí)，要有多種電路保護(hù)裝置，如電流保護(hù)，電壓保護(hù)，過載保護(hù)，過熱保護(hù)以及欠壓保護(hù)等等。這樣增加了硬件的復(fù)雜性，因含較高的故障率，無形的增加了維修成本費(fèi)用。在工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛運(yùn)用的plc能克服單片機(jī)的缺點(diǎn)，它是整體模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路，檢測電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運(yùn)行中，硬件也相對(duì)簡單，提高控制系統(tǒng)的可靠性，另外它在編程語言也相對(duì)簡單。plc控制洗衣機(jī)洗滌程序有獨(dú)特之處。首先，它是一個(gè)順序控制系統(tǒng)程序；其次，洗滌，排水，脫水時(shí)間是由plc內(nèi)的計(jì)數(shù)器和定時(shí)器中參數(shù)控制的，只要改變它的參數(shù)大小就可改變整個(gè)程序時(shí)間長短；第三，通過改變plc的型號(hào)，可以根據(jù)衣物的質(zhì)地，數(shù)

39、量及臟污程度來實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)洗，強(qiáng)洗，快洗的多功能；第四，通過修改洗滌程序可實(shí)現(xiàn)進(jìn)水洗滌，漂洗，排水，脫水的順序控制，也可實(shí)現(xiàn)或洗滌，或漂洗，或脫水等單體控制；第五，在設(shè)計(jì)過程中，可以方便的加入相應(yīng)的配套裝置，如指示燈，蜂鳴器。通過以上分析，說明可知全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)是有多種性的，各種最優(yōu)控制系統(tǒng)均可運(yùn)用，但是必須考慮它的結(jié)構(gòu)和成本7。2.4 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求2.4.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理洗衣機(jī)的工作流程由進(jìn)水，洗衣，排水和脫水4個(gè)過程組成。在半自動(dòng)洗衣機(jī)中，這4個(gè)過程分別用相應(yīng)的按鈕開關(guān)來控制。全自動(dòng)洗衣機(jī)中，這4個(gè)過程可做到全自動(dòng)依次進(jìn)行，直至洗衣結(jié)束。自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水，洗

40、衣，排水和脫水是通過水位傳感器，電磁進(jìn)水閥和電磁排水閥配合進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。水位傳感器用來控制進(jìn)水到洗衣機(jī)內(nèi)高，中，低水位；電磁進(jìn)水閥起著通/斷水源的作用。進(jìn)水時(shí)，電磁進(jìn)水閥打開，將水注入；排水時(shí)，電磁排水閥打開，將水排出；洗衣時(shí)，洗滌電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；脫水時(shí)，脫水桶啟動(dòng)。其示意圖如圖2.1所示。 圖2.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)示意圖2.4.2 設(shè)備控制要求全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求是能實(shí)現(xiàn)“正常運(yùn)行”和“強(qiáng)制停止”兩種控制方式。1. 正常運(yùn)行“正常運(yùn)行”方式具體控制要求如下：(1) 將水位通過水位選擇開關(guān)設(shè)在合適的位置（高，中，低），按下“啟動(dòng)”按鈕，開始進(jìn)水，達(dá)到設(shè)定的水位（高，中，低）后，

41、停止進(jìn)水，進(jìn)行洗滌正轉(zhuǎn)；(2) 洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)15s,停3s,然后反轉(zhuǎn)15s,停3s；(3) 若正，反洗未滿3次，則返回從正洗開始的動(dòng)作，滿3次時(shí)，則開始排水；(4) 排空后脫水10s；(5) 然后再進(jìn)水，開始漂洗，重復(fù)(1)-(4)步，如此循環(huán)共3次；(6) 洗衣過程完成，報(bào)警10s后結(jié)束全部過程，自動(dòng)停機(jī)。2. 強(qiáng)制停止“強(qiáng)制停止”方式具體控制要求如下：(1) 若按下“停止”按鈕，洗衣過程停止，即洗滌電機(jī)和脫水桶停止轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥全部閉合，報(bào)警解除；(2) 可用手動(dòng)排水按鈕實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水8。第3章 全自動(dòng)洗衣機(jī)的plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟3.1.1 系統(tǒng)

42、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容(1) 根據(jù)工藝流程，分析被控對(duì)象和控制要求，確定控制系統(tǒng)所需要實(shí)現(xiàn)的功能和控制指標(biāo)；(2) 被控對(duì)象確定后，需要進(jìn)一步確定哪些需要用plc控制，那些只能手動(dòng)控制。據(jù)此確定i/o點(diǎn)數(shù)；(3) 根據(jù)控制要求和被控對(duì)象的特點(diǎn)，選擇合適的plc；(4) 分配plc的i/o點(diǎn)，編制plc的i/o分配表或者i/o端子接線圖；(5) 編寫程序，同時(shí)進(jìn)行plc控制柜等硬件的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工；(6) 程序完成后，可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行離線模擬調(diào)試；(7) 離線模擬調(diào)試和現(xiàn)場施工完成后，進(jìn)行現(xiàn)場聯(lián)機(jī)調(diào)試；(8) 聯(lián)機(jī)調(diào)試通過后，編寫設(shè)計(jì)說明書和使用說明書。3.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基

43、本步驟如圖3.1所示。1. 分析工藝流程和控制要求(1) 分析工藝流程及工作特點(diǎn)，確定被控對(duì)象，包括需要plc控制的機(jī)械設(shè)備，電氣設(shè)備，生產(chǎn)線等。(2) 確定被控對(duì)象后，根據(jù)被控對(duì)象機(jī)，電之間的配合，確定plc控制系統(tǒng)的控制要求。包括控制的基本方式，所需要完成的功能，必要的保護(hù)和報(bào)警等。2. 確定輸入/輸出設(shè)備根據(jù)控制要求，確定plc控制系統(tǒng)所需的用戶輸入設(shè)備（包括按鈕，轉(zhuǎn)換開關(guān)，行程開關(guān)，限位開關(guān)和傳感器等）和輸出設(shè)備（接觸器，繼電器，電磁閥，報(bào)警指示燈等）。并且根據(jù)這些輸入/輸出設(shè)備確定系統(tǒng)的i/o點(diǎn)數(shù)。3. 選擇合適的plcplc類型的選擇主要從下面幾個(gè)方面考慮：(1) plc機(jī)型和容量

44、的選擇；(2) 開關(guān)輸入量的點(diǎn)數(shù)以及輸入電壓；分析工藝流程和控制要求確定輸入/輸出設(shè)備選擇合適的plci/o點(diǎn)分配程序設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)硬件現(xiàn)場施工離線模擬調(diào)試分析工藝流程和控制要求確定輸入/輸出設(shè)備選擇合適的plci/o點(diǎn)分配程序設(shè)計(jì)離線模擬調(diào)試修改程序模擬調(diào)試正常硬件設(shè)計(jì)硬件現(xiàn)場施工修改程序修改程序離線模擬調(diào)試開硬件改動(dòng)現(xiàn)場調(diào)試修改程序模擬調(diào)試正?，F(xiàn)場調(diào)試正常整理技術(shù)文件結(jié)束開始否是否否是圖3.1 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟(3) 開關(guān)輸出量的點(diǎn)數(shù)以及輸出功率；(4) 模擬量輸入/輸出的點(diǎn)數(shù)；(5) 系統(tǒng)的特殊要求，如遠(yuǎn)程i/o，通信網(wǎng)絡(luò)等。4. i/o點(diǎn)分配分配plc的輸入/輸出點(diǎn)，畫出pl

45、c的i/o端子與輸入/輸出設(shè)備的連接圖或分配表。在連接圖或分配表中，必須指定每個(gè)i/o對(duì)應(yīng)的模塊編號(hào)，端子編號(hào)，i/o地址，對(duì)應(yīng)的輸入/輸出設(shè)備等。5. 設(shè)計(jì)軟件及硬件此步驟是進(jìn)行plc程序設(shè)計(jì)和plc控制柜等硬件的設(shè)計(jì)及現(xiàn)場施工。程序與硬件設(shè)計(jì)施工可同時(shí)進(jìn)行。(1) plc程序設(shè)計(jì)的一般步驟 根據(jù)工藝流程和控制要求，畫出系統(tǒng)的功能圖或流程圖； 根據(jù)i/o分配表或i/o端子接線圖，將功能圖和流程圖轉(zhuǎn)化成梯形圖，即plc編程。(2) 硬件設(shè)計(jì)及現(xiàn)場施工的一般步驟 設(shè)計(jì)控制柜布置圖，操作面板布置圖和接線端子圖等； 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)各部分的電氣圖； 根據(jù)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場接線。6. 離線模擬調(diào)試(1) 程序編

46、寫完成后，將程序輸入plc。如果用編程器輸入，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換位助記符，然后輸入。(2) 程序輸入plc后，用按鈕和開關(guān)模擬數(shù)字量，電壓源和電流源代替模擬量，進(jìn)行模擬調(diào)試，使控制程序基本滿足控制要求。7. 現(xiàn)場調(diào)試離線模擬調(diào)試和控制柜等硬件施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的現(xiàn)場聯(lián)機(jī)調(diào)試。現(xiàn)場調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過的程序結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。通過現(xiàn)場調(diào)試，可以發(fā)現(xiàn)在模擬調(diào)試中無法發(fā)現(xiàn)的實(shí)際問題，然后逐一排除這些問題，直至調(diào)試成功。8. 整理技術(shù)文件技術(shù)文件主要包括技術(shù)說明書，使用說明書，電氣原理圖，接線端子圖，plc梯形圖和電器布置圖等9。3.2 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.2.1 plc機(jī)型的選

47、擇1. 機(jī)型選擇的基本原則目前，隨著plc的普及，plc的種類和數(shù)量越來越多，功能也越來越豐富。這就要求用戶在選擇plc時(shí)，不要盲目的追求功能強(qiáng)大，而是在滿足控制系統(tǒng)功能需要的前提下，選擇最可靠，最穩(wěn)定，使用維護(hù)最方便以及性價(jià)比最優(yōu)的機(jī)型。2. 結(jié)構(gòu)形式的選擇在工藝流程相對(duì)固定，維修量較小，環(huán)境條件較好的小型控制系統(tǒng)中，一般選用整體式結(jié)構(gòu)的plc；在工藝流程較復(fù)雜，相對(duì)變動(dòng)較大，維修量較大，環(huán)境條件較差的控制系統(tǒng)中，一般選用模塊式結(jié)構(gòu)的plc。3. 系統(tǒng)可靠性的要求對(duì)于簡單的控制系統(tǒng)，選用一般的機(jī)型就能滿足其可靠性要求；對(duì)于控制要求較高的系統(tǒng)（比如實(shí)現(xiàn)pid運(yùn)算，閉環(huán)控制等控制系統(tǒng)），應(yīng)選用中

48、檔機(jī)或高檔機(jī)，并考慮是否采用冗余控制系統(tǒng)。4. 機(jī)型統(tǒng)一對(duì)于一個(gè)企業(yè)來說，應(yīng)做到機(jī)型統(tǒng)一。這樣，同一機(jī)型的plc模塊互為備用，便于備件的采購和管理；同時(shí)由于其機(jī)型統(tǒng)一，資源可以共享，便于相互通信集中管理。 3.2.2 輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的選擇在i/o點(diǎn)數(shù)選擇時(shí)，首先要弄清楚控制系統(tǒng)的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，然后再留有一定數(shù)量的備用i/o點(diǎn)（大約為輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的15%-20%）?？刂葡到y(tǒng)i/o點(diǎn)數(shù)加上備用的i/o點(diǎn)數(shù)就是所需i/o的總點(diǎn)數(shù)。3.2.3 存儲(chǔ)器類型及存儲(chǔ)容量的選擇1. 存儲(chǔ)器類型的選擇plc系統(tǒng)所用的存儲(chǔ)器種類通常有3種，即ram，eprom，和e2prom，其中e2prom最為常用。2.

49、存儲(chǔ)容量的選擇plc的存儲(chǔ)量隨著機(jī)型的大小變化，一般小型機(jī)的最大存儲(chǔ)容量低于6kb，中型機(jī)的最大存儲(chǔ)容量可達(dá)64kb，大型機(jī)的最大存儲(chǔ)容量可達(dá)到上兆字節(jié)。用戶存儲(chǔ)容量只能作粗略的估算，一般用戶存儲(chǔ)容量=開關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)10+開關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù)5+模擬量輸入/輸出點(diǎn)數(shù)100字節(jié)。為了使用方便，一般應(yīng)留有估算容量的30%-50%的裕量。對(duì)于經(jīng)驗(yàn)缺乏者，留有的裕量應(yīng)更大些。3.2.4 plc編程方式的選擇plc的編程方式有兩種：指令編程器和編程軟件。指令編程器主要用于小型plc，其控制規(guī)模小，編程簡單：對(duì)于中型和大型plc，主要用于編程軟件進(jìn)行編程?，F(xiàn)在，隨著筆記本電腦的普及和應(yīng)用，編程軟件應(yīng)用的場合越來

50、越廣。3.2.5 plc環(huán)境因素的考慮雖然大部分的plc都能在相對(duì)惡劣的環(huán)境條件中可靠的工作，但是不同的plc都有自己的環(huán)境性能指標(biāo)，用戶在選用時(shí)，應(yīng)對(duì)環(huán)境因素予以充分的考慮。3.3 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.3.1 cx-programmer編程軟件介紹plc編程軟件cx-p是歐姆龍公司開發(fā)的新編程軟件。該軟件具有如下特點(diǎn)。(1) 統(tǒng)一的windows開發(fā)易于操作。使用windows環(huán)境下的各種工具可同時(shí)在不同程序之間剪切或粘貼程序語句或其它數(shù)據(jù)。使用統(tǒng)一的windows工具能夠毫不費(fèi)力的開始設(shè)計(jì)和開發(fā)工作。(2) 符號(hào)化編程功能使編程標(biāo)準(zhǔn)化。符號(hào)編程功能使在編程時(shí)使用i/o名稱而不必考慮其位和

51、地址的分配成為可能。帶i/o名稱的程序只需在cx-programmer軟件上移動(dòng)就可用于其他的系統(tǒng)。(3) 用索引寄存器和數(shù)據(jù)處理指令使信息處理更好。循環(huán)運(yùn)行，（for-next）索引寄存器，數(shù)據(jù)寄存器，文本串指令（如：len$,left$,mid$）,記錄處理和表數(shù)據(jù)操作以及其眾多的指令使人們處理和掌握工廠自動(dòng)化信息更有效率。(4) 從同一個(gè)host link連接點(diǎn)可調(diào)試cpu單元和特殊i/o單元。只需將個(gè)人計(jì)算機(jī)與cpu單元，串行通信單元或串行通信板相連，就可以使用windows工具（cx-programmer軟件，cx協(xié)議等）提升整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平和減少開發(fā)時(shí)間。(5) 結(jié)構(gòu)化編程極大的

52、提高了設(shè)計(jì)效率。以前的程序只能是一個(gè)單一的長程序，而cs1系列plc提供了單獨(dú)控制的任務(wù)程序。單獨(dú)的程序（任務(wù)）使得不止一個(gè)編程者能在同一時(shí)間開發(fā)和調(diào)試程序以適應(yīng)不同的處理。(6) 強(qiáng)大的監(jiān)控和調(diào)試功能使程序開發(fā)更為簡單。a. 用windows gui接口的簡單操作：工程數(shù)據(jù)用易于理解的樹狀目錄顯示。 b. 在梯形圖內(nèi)的狀態(tài)類中，以助記符形式輸入指令需要的時(shí)候轉(zhuǎn)換成梯形圖。c. 預(yù)覽，細(xì)覽，屏幕分割（4屏，2屏）和滾動(dòng)條：用戶可使用這些和其它的功能顯示和監(jiān)控同一程序中的多個(gè)位置。d. 輸入i/o位和指令更為簡單：能直接輸入指令或使用符號(hào)。能預(yù)搜索符號(hào)，文本串和輸入的指令。可顯示存儲(chǔ)區(qū)的操作數(shù)或

53、輸入范圍。e. 交互參考彈出框：將鼠標(biāo)置于某一地址彈出框，會(huì)告知在同一程序中使用統(tǒng)一地址的其他指令。f. 觀察窗：當(dāng)前值得數(shù)據(jù)形式的地址可被監(jiān)控，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)上的plc上的存儲(chǔ)地址已可被監(jiān)控。g. 輸出窗：一個(gè)輸出窗可顯示程序檢查的結(jié)果。搜索結(jié)果及其它有用的信息，也能直接跳轉(zhuǎn)到任何出錯(cuò)的地方并顯示。h. 純32位軟件，支持歐姆龍公司全系列plc。3.3.2 軟件設(shè)計(jì)的基本方法1. 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法就是根據(jù)工藝流程和控制要求，運(yùn)用自己的或者別人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這種方法沒有規(guī)律可循，具有很大的局限性和隨意性，得到的結(jié)果不是唯一的，設(shè)計(jì)時(shí)間和質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。對(duì)簡單的控制系統(tǒng)來說，采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)

54、計(jì)法進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)比較有效的，可以快速的完成軟件的設(shè)計(jì)。但是對(duì)于比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，則很少采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。2. 功能圖設(shè)計(jì)法(1) 概述功能圖法就是把控制系統(tǒng)按順序分成若干個(gè)時(shí)間段，再?zèng)]個(gè)時(shí)間段里可以有一個(gè)輸出，也可有多個(gè)輸出，但他們各自狀態(tài)不變。一旦一個(gè)有變化，系統(tǒng)即轉(zhuǎn)入下一個(gè)狀態(tài)。這種方法能夠更清楚更清晰的表示出控制系統(tǒng)的邏輯關(guān)系，從而大大提高編程的效率。(2) 畫功能圖的基本步驟 分析工藝流程和控制要求； 按工藝流程和控制要求將控制系統(tǒng)分成若干時(shí)間段，每一時(shí)間段表示一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)； 確定時(shí)間段與時(shí)間段之間轉(zhuǎn)移條件及其關(guān)系； 確定初始狀態(tài)； 解決循環(huán)及正常停車問題； 急停信號(hào)的處理。(3) 功能

55、圖轉(zhuǎn)換成梯形圖的基本步驟 對(duì)輸入/輸出地址進(jìn)行分配； 出第一個(gè)時(shí)間段外，其余每一個(gè)時(shí)間段用一個(gè)中間繼電器來表示時(shí)間段的狀態(tài)； 確定開始每一個(gè)時(shí)間段的條件所對(duì)應(yīng)的輸入/輸出地址； 如果循環(huán)運(yùn)行，則最后一個(gè)時(shí)間段運(yùn)行完作為開始運(yùn)行第一個(gè)時(shí)間段的條件； 急停信號(hào)作為每一個(gè)時(shí)間段的停止信號(hào)。3. 邏輯流程圖法邏輯流程圖法就是根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝流程，首先畫出系統(tǒng)的邏輯框圖，然后根據(jù)邏輯框圖進(jìn)行plc程序的設(shè)計(jì)。這種方法類似于高級(jí)語言的編程方法，即“先畫程序流程圖，然后再編程”。這種方法的詳細(xì)的描述了控制系統(tǒng)的控制過程，便于設(shè)計(jì)，調(diào)試和維護(hù)程序。是設(shè)計(jì)plc程序的有力工具9。3.3.3 軟件設(shè)計(jì)的基本步驟

56、軟件設(shè)計(jì)的基本步驟如圖3.2所示。1. 分析工藝流程和控制要求這一步首先要對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行深入的了解，這樣才能真正了解各種控制設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)；然后詳細(xì)的了解每個(gè)被控設(shè)備的特性，這樣才能選擇合適的plc類型；另外，如果系統(tǒng)比較復(fù)雜，可以把該系統(tǒng)劃分為若干個(gè)小系統(tǒng)，這樣有利于編程。總之，在軟件設(shè)計(jì)之前，對(duì)控制系統(tǒng)和被控對(duì)象了解的越細(xì)致，編寫出的程序也就越好。2. 繪制功能圖（邏輯流程圖）詳細(xì)的分析完工藝流程和控制要求后，就要根據(jù)工藝的總體要求和控制系統(tǒng)的具體情況，畫出控制系統(tǒng)的功能圖。功能圖反映了某一過程的結(jié)果是什么，這一過程又應(yīng)該導(dǎo)致哪些動(dòng)作。功能圖是編程的主要依據(jù)，要盡可能的詳細(xì)。3. 編寫程序有了詳盡的功能圖后，就可以根據(jù)功能圖開始逐條的編寫程序。編寫程序時(shí)，首先要保證程序準(zhǔn)確，可靠，然后還要考慮程序簡潔，易懂，易于閱讀和修改。4. 模擬調(diào)試程序完成后，可以對(duì)程序進(jìn)行模擬調(diào)試。模擬調(diào)試