PLC在全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于plc的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓 名 學(xué) 號 年 級 專 業(yè) 系（院） 指導(dǎo)教師 the design of the control system of automatic washing machine based on plcbysupervisor: 摘 要自從全自動(dòng)洗衣機(jī)誕生以來，其內(nèi)部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進(jìn)。設(shè)計(jì)方法也開始多種多樣，從而使全自動(dòng)洗衣機(jī)顯得更加智能化。可編程控制器(plc)以微處理器為核心，普遍采用依據(jù)繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣原理圖編制的梯形圖語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，編程容易，功能擴(kuò)展方便，修改靈活,而且結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)。三菱fx2n系列可編

2、程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴(kuò)充設(shè)備，有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備更是符合全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求與特點(diǎn)。本文選擇三菱fx2n-24mr為核心部件，著重進(jìn)行硬件接口設(shè)計(jì)，利用梯形圖和語句表進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化。關(guān)鍵詞：plc；電氣控制；自動(dòng)化abstractsince the inception of automatic washing machine, its internal control system on the circuit continuously be improved. design began to diversi

3、ty, so that even more intelligent automatic washing machines.programmable logic controller (plc) microprocessor core, commonly used control system based on electrical relay contactor prepared ladder diagram programming language, programming is easy, convenient features extend, modify and flexible, a

4、nd simple, anti- interference ability. siemens plc instruction rich can take a variety of output, input expending have rich special extension equipment, including analog input devices and communications equipment also complies fully automatic washing machine control system requirement and the charac

5、ter.this selection of mitsubishi fx series f1 - 20mr core components, hardware interface design focuses on the use of ladder and the statement list programming, to achieve the automatic control system for automatic washing machinekeywords: programmable logic controller; electric control; automation

6、目 錄前 言1第1章 可編程程序控制器（plc）21.1 plc概述21.1.1 plc的發(fā)展歷程21.1.2 plc的發(fā)展趨勢31.1.3 plc的應(yīng)用41.2 plc的硬件結(jié)構(gòu)51.3 plc的工作原理6第2章 全自動(dòng)洗衣機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理82.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)82.2 基本工作原理8第3章 全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)硬件分析9第4章 plc機(jī)型選擇和控制要求104.1 機(jī)型的選擇104.2 i/o分布表104.3 全自動(dòng)洗衣機(jī)的plc控制系統(tǒng)的要求11第5章 plc控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)125.1 硬件結(jié)構(gòu)接線圖125.2 設(shè)計(jì)分析125.3 語句表125.3 梯形圖15第6章 plc控制系統(tǒng)工作

7、原理及調(diào)試過程19參考文獻(xiàn)20結(jié)束語21謝 辭22前 言全自動(dòng)洗衣機(jī)就是將洗衣的全過程(泡浸-洗滌-漂洗-脫水)預(yù)先設(shè)定好n個(gè)程序,洗衣時(shí)選擇其中一個(gè)程序,打開水龍頭和啟動(dòng)洗衣機(jī)開關(guān)后洗衣的全過程就會自動(dòng)完成,洗衣完成時(shí)由蜂鳴器發(fā)出響聲。目前市場上出售的全自動(dòng)洗衣機(jī)大體分為三類。發(fā)明最早的是前置式側(cè)開門滾筒式洗衣機(jī)，這種洗衣機(jī)是歐洲發(fā)明的，擅長洗滌真絲、棉毛等面料，不纏繞無磨損，在洗滌時(shí)保證衣物不受損害，而且有良好的加溫措施。但也有它不好的一面，由于不纏繞無磨損洗滌方式等因素，這種洗衣機(jī)洗滌時(shí)間長、洗凈度差、用水用電量大，是其它洗衣機(jī)的幾倍，尤其是采用了不銹鋼內(nèi)筒，產(chǎn)生的噪音較大。這種洗衣機(jī)適

8、用于生活水平較高，穿著大體以真絲、純毛、棉毛之類較高檔的面料為主，而且更換衣服較勤的家庭。發(fā)明最晚的洗衣機(jī)是亞洲人發(fā)明的波輪上開門洗衣機(jī)。市場上有多種品牌，如“小天鵝”、“海棠”、“榮事達(dá)”等，這種洗衣機(jī)的特點(diǎn)是洗滌時(shí)間短，用水量小，洗凈度高，是滾筒式的很多倍，由于內(nèi)筒是塑料材料制成，噪音小，而且上開蓋，能使洗滌液反復(fù)利用，價(jià)格也比較經(jīng)濟(jì)。這種洗衣機(jī)適用于居住在綠化較差，空氣塵埃量較大，平均每2至3天換一次衣服的家庭，主要以洗凈度為主，服裝面料以化纖、腈綸為主。另外一種是美洲人發(fā)明的“攪拌式”洗衣機(jī)，由于美洲風(fēng)沙比較大，人們主要穿著牛仔服裝之類粗厚面料的服裝，所以他們適用攪拌式洗衣機(jī)，這種洗衣

9、機(jī)洗凈度非常高，是波輪式洗衣機(jī)的十幾倍，但由于洗凈度和磨損率成正比，所以很損傷衣物，這種洗衣機(jī)市場上很少見。plc控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的編程語言容易掌握，是電控人員熟悉的梯形語言，實(shí)用術(shù)語依然是“繼電器”一類術(shù)語，大部分與繼電器觸頭的鏈接相對應(yīng)，使電控人員一目了然。plc控制使用簡單，他的i/o已經(jīng)做好，輸入輸出信號可直接鏈接，非常方便，而輸出口具有一定的驅(qū)動(dòng)能力，起輸出出頭容易達(dá)220v.2a。plc是專門應(yīng)用手工業(yè)現(xiàn)場自動(dòng)控制裝置，在系統(tǒng)硬件上采用抗干擾措施。當(dāng)工作程序需要改變時(shí)，只需改變plc的內(nèi)部，重新編程而無需對外圍進(jìn)行重新改動(dòng)。從這些方面突出了使用plc控制全自動(dòng)洗衣機(jī)的優(yōu)越性。第1章

10、 可編程程序控制器（plc）1.1 plc概述可編程序控制器（programmabie logic controller,縮寫plc）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動(dòng)控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置?？删幊绦蚩刂破魇请S著技術(shù)的進(jìn)步與現(xiàn)代社會生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種.小批量生產(chǎn)的需要，生產(chǎn).發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置。plc從1969年問世以來，雖然至今還不到40年，但由于其具有通用靈活的控制性能.簡單方便的使用性能，可以適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的可靠性，因此在工業(yè)自動(dòng)化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。有人將它與數(shù)控技術(shù)、cad/cam技術(shù)工業(yè)機(jī)械人技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的四

11、大支柱?？删幊绦蚩刂破髟谖覈陌l(fā)展與應(yīng)用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。隨著全球一體化經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，努力發(fā)展可編程序控制器在我國的大規(guī)模應(yīng)用，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器技術(shù)，應(yīng)該是廣大技術(shù)人員努力的方向。1.1.1 plc的發(fā)展歷程在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導(dǎo)地位，應(yīng)用廣泛。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點(diǎn)，特別是其接線復(fù)雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。早期的可編程控制器僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)

12、的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（programmable logic controller ）。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)70年代中期微處理器技術(shù)應(yīng)用到plc中，使plc不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。20世紀(jì)80年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，16位和32位微處理器應(yīng)用于plc中，使plc得到迅速發(fā)展。plc不僅控制功能增強(qiáng)，同時(shí)可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使plc真正成為具有邏輯控制、過程控制、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通

13、信等功能的名符其實(shí)的多功能控制器。plc的發(fā)展過程大致可以分為如下幾個(gè)階段：19701980年：plc的結(jié)構(gòu)定型階段。在這一階段，由于plc剛誕生，各種類型的順序控制器不斷出現(xiàn)（如邏輯電路型、1位機(jī)型、通用計(jì)算機(jī)型、單板機(jī)型等），但迅速被淘汰。最終以微處理器為核心的現(xiàn)有plc結(jié)構(gòu)形成，取得了市場的認(rèn)可，得以迅速發(fā)展.推廣。plc的原理、結(jié)構(gòu)、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟，plc的應(yīng)用領(lǐng)域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機(jī)床、生產(chǎn)線擴(kuò)展。19801990年：plc的普及階段。在這一階段，plc的生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，價(jià)格不斷下降，plc被迅速普及。各plc生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的價(jià)格.品種開始系列化，并且形成了

14、固定i/o點(diǎn)型、基本單元加擴(kuò)展塊型、模塊化結(jié)構(gòu)型這三種延續(xù)至今的基本結(jié)構(gòu)模型。plc的應(yīng)用范圍開始向順序控制的全部領(lǐng)域擴(kuò)展。比如三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有f.f1.f2小型plc系列產(chǎn)品,k/a系列中、大型plc產(chǎn)品等。19902000年，plc的高性能與小型化階段。在這一階段，隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步，plc的功能日益增強(qiáng)，plc的cpu運(yùn)算速度大幅度上升、位數(shù)不斷增加，使得適用于各種特殊控制的功能模塊不斷被開發(fā)，plc的應(yīng)用范圍由單一的順序控制向現(xiàn)場控制拓展。此外，plc的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化plc。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有fx小型plc系列產(chǎn)品，ais/a2us/q2a系列中，

15、大型plc系列產(chǎn)品等。2000年至今：plc的高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段。在本階段，為了適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展與工廠自動(dòng)化的需要，plc的各種功能不斷進(jìn)步。一方面，plc在繼續(xù)提高cpu運(yùn)算速度，位數(shù)的同時(shí)，開發(fā)了適用于過程控制，運(yùn)動(dòng)控制的特殊功能與模塊，使plc的應(yīng)用范圍開始涉及工業(yè)自動(dòng)化的全部領(lǐng)域。與此同時(shí)，plc的網(wǎng)絡(luò)與通信功能得到迅速發(fā)展，plc不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入/輸出設(shè)備，還可以通過各種總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，為工廠自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有fx小型plc系列產(chǎn)品（包括最新的fx3u系列產(chǎn)品），qn,qnph系列中，大型plc系列產(chǎn)品等。1.1.2 plc的發(fā)展趨勢從當(dāng)前產(chǎn)品技

16、術(shù)性能來看，plc發(fā)展趨勢仍然主要體現(xiàn)在體積的縮小與性能的提高兩大方面。體積小型化。電子產(chǎn)品體積的小型化是微電子技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果?，F(xiàn)代plc無論從內(nèi)部元件組成還是硬件、軟件結(jié)構(gòu)都已經(jīng)與早期的plc有了很大的不同，plc體積被大幅度縮小。性能的提高。plc的性能主要包括cpu性能與i/o性能兩大方面?？删幊绦蚩刂破髟谖覈陌l(fā)展?fàn)顩r如下： (1) 我國可編程序控制器的發(fā)展與國際上的發(fā)展有所不同，國際上可編程序控制器的發(fā)展是從研制、開發(fā)、生產(chǎn)到應(yīng)用，而我國則是從成套設(shè)備引進(jìn)、可編程序控制器引進(jìn)應(yīng)用、消化移植、合資生產(chǎn)到廣泛應(yīng)用。大致可劃分為下述三個(gè)階段： 可編程序控制器的初級認(rèn)識階段（70 年代后

17、期到 80 年代初期）國際上可編程序控制器的發(fā)展，首先引起了國內(nèi)工程技術(shù)界的極大興趣，所以我國對可編程序控制器的認(rèn)識始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套設(shè)備引進(jìn)中，當(dāng)時(shí)的上海寶鋼一期工程中有多項(xiàng)工程引進(jìn)了十幾種機(jī)型約 200 多臺可編程序控制器。這些可編程序控制器用于原料碼頭到高爐、軋鋼、鋼管等整個(gè)鋼鐵冶煉以及加工生產(chǎn)線上，取代了傳統(tǒng)的繼電器邏輯系統(tǒng)，并部分取代了模擬量控制和小型 ddc 系統(tǒng)。繼寶鋼一期工程后，國內(nèi)許多廠家陸續(xù)引進(jìn)的設(shè)備和生產(chǎn)線大都配備了可編程序控制器，其應(yīng)用范圍包括電站、石油化工、汽車制造、港口和碼頭等各領(lǐng)域。正是在成套設(shè)備引進(jìn)過程中，我們打開了眼界，了解認(rèn)識了可編

18、程序控制器，這也促進(jìn)了可編程序控制器在我國的發(fā)展?？删幊绦蚩刂破鞯囊M(jìn)應(yīng)用和消化移植階段（80 年代初期到90年代初期）80年代初期開始，隨著我國改革開放的不斷深入，在成套設(shè)備引進(jìn)的同時(shí)，國外原裝的可編程序控制器開始涌入國內(nèi)市場。許多部門和單位相繼引進(jìn)可編程序控制器并自己設(shè)計(jì)組成控制系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍也擴(kuò)大到建材、輕工、煤炭、水處理、食品、制藥、造紙、橡膠和精細(xì)化工等工業(yè)領(lǐng)域。 可編程序控制器的廣泛發(fā)展階段（90 年代初期到現(xiàn)在） 進(jìn)入90年代，我國的可編程序控制器進(jìn)入了廣泛發(fā)展階段，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(2) 政府重視可編程序控制器的發(fā)展得到了政府的高度重視，在當(dāng)時(shí)機(jī)械電子工業(yè)部的領(lǐng)導(dǎo)下，

19、于 1991 年成立了可編程序控制器行業(yè)協(xié)會。可編程序控制器行業(yè)協(xié)會在政府和企事業(yè)之間起到了橋梁作用，溝通了情況，為做出決策提供了依據(jù)。同時(shí)可編程序控制器的標(biāo)準(zhǔn)化工作也受到了有關(guān)部門的重視，于 1993 年成立了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，為我國可編程序控制器的進(jìn)一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。1.1.3 plc的應(yīng)用1. plc的應(yīng)用領(lǐng)域plc的初期由于其價(jià)格高于繼電器控制裝置，使得其應(yīng)用受到限制。但最近十多年來，plc的應(yīng)用面越來越廣，其主要原因是：一方面由于微處理器芯片幾有關(guān)元件的價(jià)格大大下降，使得plc的成本下降；另一方面plc的功能大大增強(qiáng)，它也能解決復(fù)雜的計(jì)算和通信問題。目前plc在國內(nèi)外

20、已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。plc的應(yīng)用范圍通常可分成以下5種類型：（1）順序控制 這是plc應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，也是最適合plc使用的領(lǐng)域。它用來取代傳統(tǒng)的 繼電器順序控制。plc應(yīng)用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等。例如：注塑機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。（2）運(yùn)動(dòng)控制 plc制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，在多數(shù)情況下，plc把描述目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動(dòng)一軸或數(shù)據(jù)到目標(biāo)位置。每個(gè)軸移動(dòng)時(shí)，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)?/p>

21、位置和加速度，確保運(yùn)動(dòng)平滑。（3）過程控制 plc還能控制大量的過程參數(shù)，例如：溫度、流量、壓力、液位和速度。pid模塊提供了使plc具有閉環(huán)控制的功能，即一個(gè)具有pid控制能力的plc可用于過程控制。當(dāng)過程控制中某個(gè)變量出現(xiàn)偏差時(shí)，pid控制算法會計(jì)算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定植上。（4）數(shù)據(jù)處理 在機(jī)械加工中，plc作為主要的控制和管理系統(tǒng)用于cnc和nc系統(tǒng)中，可以完成大量的數(shù)據(jù)處理工作。（5）通信網(wǎng)絡(luò) plc的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程i/o之間的通信、多臺plc之間的通信、plc和其他智能控制設(shè)備（如計(jì)算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置）之間的通信。plc與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、

22、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。1.2 plc的硬件結(jié)構(gòu)plc 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)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。其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。中央處理單元(cpu)是plc 的控制中樞，它按照plc 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存儲器i/o以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。當(dāng)plc 投入運(yùn)行

23、時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入i/o 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入i/o 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將i/o 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行直到停止運(yùn)行。編程器輸出電路輸入電路中央處理單元（cpu）電源系統(tǒng)程序儲存器系統(tǒng)程序儲存器1-1 plc的結(jié)構(gòu)圖1.3 plc的工作原理plc的cpu則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))不會立即

24、動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會動(dòng)作?？紤]到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms以上，而plc掃描用戶程序的時(shí)間一般均小于100ms，因此，plc采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式-掃描技術(shù)。這樣在對于i/o響應(yīng)要求不高的場合，plc與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。當(dāng)plc投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，plc的cpu以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。1.輸入采樣階段在輸入采樣階段，plc以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入i/o映象區(qū)中的相應(yīng)

25、得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，i/o映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。2.用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，plc總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)ram存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在i/o映象區(qū)中對應(yīng)位的

26、狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。3.輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，plc就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，cpu按照i/o映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。plc的掃描工作過程如圖1-2、圖1-3所示 用戶輸出設(shè)備輸入端子輸入鎖存器輸入映象寄存器輸出映象寄存器輸出鎖存器輸出端子程序執(zhí)行用戶輸入設(shè)備寫讀讀 圖1-2 plc的掃描工作過程圖輸入刷新 程序執(zhí)行輸出刷新一個(gè)掃描周期輸入刷新 圖1-3 plc的掃描周期圖第2章 全自動(dòng)洗衣機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)全自動(dòng)洗衣機(jī)的由內(nèi)外桶、進(jìn)水口、啟動(dòng)和停止按鈕、控制器、進(jìn)水按

27、鈕、水位開關(guān)、排水口和洗條電機(jī)組成。洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安放的，外桶固定，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩干）用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)、外桶的水流相通。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下：圖2-1 全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2 基本工作原理全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別有進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過電控系統(tǒng)把進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注人外桶，排水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水又外桶排到機(jī)外。洗衣機(jī)正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)由洗滌電機(jī)驅(qū)動(dòng)波輪正反來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干；高低水位開關(guān)分別用來測高低水位；啟動(dòng)按鈕用來啟

28、動(dòng)洗衣機(jī)工作；停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)緊急工況下手動(dòng)停止進(jìn)水排水脫水及報(bào)警；排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。第3章 全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)硬件分析全自動(dòng)洗衣機(jī)的過程包括啟動(dòng)、進(jìn)水、洗滌、排水和脫水等功能。在實(shí)現(xiàn)控制過程中，各種采樣信息都是通過控制中心進(jìn)行各種判斷、比較和選擇，再經(jīng)信息線路反饋給洗衣機(jī)各控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，決定洗衣機(jī)的工作狀態(tài)。如圖4-1所示，由plc控制洗衣機(jī)各種動(dòng)作典型控制圖。n排水程序開始n到低水位進(jìn)水n脫水20s到高水位y到大循環(huán)次數(shù)3次正轉(zhuǎn)洗30s暫停5sn報(bào)警15s停機(jī)反轉(zhuǎn)洗30sy結(jié)束暫停5s到小循環(huán)次數(shù)5次y圖3-1 控制流程圖由上圖可知，plc在系統(tǒng)中是處中心位置，水位開關(guān)是plc的輸入

29、信號控制開關(guān)，進(jìn)水閥、排水閥和電機(jī)是洗衣機(jī)各種動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中進(jìn)水閥和排水閥由plc給定信號來決定其工作狀態(tài);電機(jī)的工作狀態(tài)也由控制中心plc給定信號來決定的，而電機(jī)的正反轉(zhuǎn)狀態(tài)直接決定了洗衣機(jī)的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。另外由于洗衣機(jī)工作過程是順序過程，所以利用plc機(jī)的控制系統(tǒng)是可行的。第4章 plc機(jī)型選擇和控制要求plc是一種用作數(shù)字控制的專用電子計(jì)算機(jī)，它根據(jù)用戶給的指令，通過輸入接口現(xiàn)場采樣信息執(zhí)行邏輯或數(shù)值運(yùn)算，再通過輸出接口去控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。它和單片機(jī)一樣，主要有cpu、存儲器、i/o接口模板三部分。fx2n-24mr在cpu單元上設(shè)有硬件電路處理高速數(shù)字量i/o口，它是整

30、體模塊形式，因此由它作為洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，在硬件設(shè)計(jì)上就相對簡單點(diǎn)。通過對結(jié)構(gòu)圖的分析，可知全自動(dòng)洗衣機(jī)的i/o點(diǎn)不多，選擇fx2n-24mr，可以完全滿足其要求。4.1 機(jī)型的選擇plc是一種用作數(shù)字控制的專用電子計(jì)算機(jī)，它根據(jù)用戶給的指令，通過輸入接口現(xiàn)場采樣信息執(zhí)行邏輯或數(shù)值運(yùn)算，再通過輸出接口去控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。它主要由cpu、存儲器、i/o接口模板三部分。它是整體模塊形式，由它作為洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，在硬件設(shè)計(jì)上就相對簡單點(diǎn)。通過對結(jié)構(gòu)圖的分析，可知全自動(dòng)洗衣機(jī)的i/o點(diǎn)不多，選擇抵擋的三菱fx2n系列fx2n-24mr，可以完全滿足其要求，fx2n-24mr有20個(gè)i/o，根據(jù)輸入，

31、輸出口的總點(diǎn)數(shù)，考慮留有適當(dāng)余量，采用三菱fx2n-2mr型plc，可滿足設(shè)計(jì)要求。4.2 i/o分布表表4-1 i/o分布表輸入繼電器輸出繼電器功能作用名稱地址功能作用名稱地址啟動(dòng)sa1x0正洗km1y0高水位shx1反洗km2y1低水位slx2排水yc1y2手動(dòng)正洗sb1x3進(jìn)水電磁閥yv1y3手動(dòng)反洗sb2x4排水電磁閥yv2y4手動(dòng)脫水sb3x5報(bào)警控制km3y5手動(dòng)進(jìn)水sb4x6手動(dòng)排水sb5x7手動(dòng)/自動(dòng)sa2x104.3 全自動(dòng)洗衣機(jī)的plc控制系統(tǒng)的要求1、按下啟動(dòng)按扭后，洗衣機(jī)開始進(jìn)水，水滿時(shí)（即水位到達(dá)高水位，高水位開關(guān)由on變?yōu)閛ff），洗衣機(jī)停止進(jìn)水。2、關(guān)水后開始洗滌

32、。3、洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒暫停，停5秒，然后反轉(zhuǎn)30秒暫停，停5秒。4、若正、反洗滌未洗滿5次，則返回從正洗開始的動(dòng)作；若洗滿5次，則開始排水。5、水位下降至低水位時(shí)開始脫水并繼續(xù)排水，脫水20秒即完成一次從進(jìn)水到脫水的大循環(huán)過程。此時(shí)若未完成3次大循環(huán)，則返回從進(jìn)水開始的全部動(dòng)作，進(jìn)行下一次大循環(huán)；若完成了3次大循環(huán)，則進(jìn)行洗完報(bào)警。6、報(bào)警15秒后結(jié)束全部過程并自動(dòng)停機(jī)。7、應(yīng)當(dāng)具有各個(gè)環(huán)節(jié)的手動(dòng)控制功能，如手動(dòng)排水、手動(dòng)洗滌等。第5章 plc控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)5.1 硬件結(jié)構(gòu)接線圖 圖5-1 硬件接線圖5.2 設(shè)計(jì)分析根據(jù)前面的編號表盒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖以及全自動(dòng)洗衣機(jī)的plc控制系統(tǒng)程序工藝流程

33、圖可知，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制藥設(shè)置6個(gè)計(jì)時(shí)器和2個(gè)計(jì)數(shù)器t0正轉(zhuǎn)洗滌30s t1暫停5st2反轉(zhuǎn)洗滌30s t3暫停5st4脫水20s t5報(bào)警15sc0正反轉(zhuǎn)洗滌5次 c1大循環(huán)3次5.3 語句表5.3 梯形圖第6章 plc控制系統(tǒng)工作原理及調(diào)試過程（1）整個(gè)程序分自動(dòng)控制與手動(dòng)控制兩大部分，sa2是自動(dòng)/手動(dòng)的控制開關(guān)。（2）自動(dòng)控制過程：將開關(guān)sa2搬至“自動(dòng)”運(yùn)動(dòng)方式，x10常開閉合，常閉斷開，程序跳至p0處，利用plc初始化脈沖m8002，使程序進(jìn)入初始狀態(tài)s0。此時(shí)，按下啟動(dòng)開關(guān)sa1，x0常開閉合，s20被置位，而s0自動(dòng)復(fù)位，s20被置位后，m8得電吸合，m8常開觸點(diǎn)閉合，y3得電工作

34、。洗衣機(jī)開始進(jìn)水。當(dāng)進(jìn)水至高水位時(shí)，高水位開關(guān)sh接通，x1閉合，狀態(tài)s21被置位，s20復(fù)位，停止進(jìn)水，此時(shí)m5得電吸和，使y0工作，洗衣機(jī)開始正轉(zhuǎn)洗滌，30秒后正轉(zhuǎn)洗滌停止，狀態(tài)s22置位，而s21復(fù)位，暫停5秒后狀態(tài)進(jìn)入s23，m6得電吸合，y1工作，洗衣機(jī)開始反轉(zhuǎn)洗滌，30秒后反轉(zhuǎn)洗滌停止，狀態(tài)s24置位，s23復(fù)位，暫停5秒后計(jì)數(shù)器c0開始計(jì)數(shù)，把正洗、反洗各一次計(jì)為一次洗滌小循環(huán)過程，當(dāng)小循環(huán)未達(dá)到5次時(shí)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移至s25，m9得電吸合，y4工作，洗衣機(jī)開始排水，當(dāng)排至低水位時(shí)，低水位開關(guān)sl接通，x2閉合，使?fàn)顟B(tài)s26置位，m7得電吸合，y2工作，洗衣機(jī)開始脫水，但此時(shí)y4繼續(xù)在

35、工作，排水并沒有停止，當(dāng)排水20秒后，m9復(fù)位，y4停止工作，排水停止。此時(shí)計(jì)數(shù)器c1開始計(jì)數(shù)。把洗衣機(jī)從進(jìn)水洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、排水、脫水計(jì)為一次大循環(huán)過程，當(dāng)大循環(huán)次數(shù)未滿3次時(shí)，程序狀態(tài)被轉(zhuǎn)移至s20，重新進(jìn)入洗滌過程的大循環(huán)，當(dāng)大循環(huán)次數(shù)滿3次時(shí)，狀態(tài)繼續(xù)轉(zhuǎn)移至s27，y5得電工作，接通報(bào)警器，15秒后報(bào)警器停止，程序狀態(tài)被轉(zhuǎn)移至初始狀態(tài)s0（3）手動(dòng)控制過程：將開關(guān)sa2搬至“手動(dòng)”運(yùn)行方式。x10常開斷開，常閉閉合，利用主控指令，通過點(diǎn)動(dòng)控制按鈕sb1-sb5完成洗滌過程的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、進(jìn)水、排水、脫水等手動(dòng)控制。（4）輔助繼電器m10是起自動(dòng)與手動(dòng)的互鎖作用。參考文獻(xiàn)1俞國亮.plc原

36、理與應(yīng)用（三菱fx系列）.北京：清華大學(xué)出版社，2005.6（2007年6月重印）。2高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例.北京：人民郵電出版社，2004.73謝克明、夏路易.可編程控制器原理與程序設(shè)計(jì).北京：電子工業(yè)出版社，4張興國.可編程控制器技術(shù)及應(yīng)用.北京：中國電力出版社，20065賀哲榮、石帥軍.流行plc實(shí)用程序及設(shè)計(jì)（三菱fx2系列）.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.36宋德玉.可編程序控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù).北京：冶金工業(yè)出版社，20017方承遠(yuǎn)、張振國.工廠電氣控制技術(shù)（第三版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.78陳在平，趙相賓.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)與應(yīng)用

37、技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20039陳立定等.電氣控制與可編程序控制器的原理及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200410王兆義.可編程控制器教程m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200511郁漢琪.電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)m.南京：東南大學(xué)出版社，200412郭宗仁、吳亦鋒、郭永.可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)m.北京：人民郵電出版社，200313顧戰(zhàn)松、陳鐵年.可編程控制器原理及應(yīng)用m.北京：國防工業(yè)出版社，200314鐘肇新、范建東.可編程控制器原理及應(yīng)用.廣州：華南理工大學(xué)出版社，200315廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用.重慶：重慶大學(xué)出版社，200116davi

38、d g. johnson. programmable controllers for factory automattion new york and basel marcel dekker inc,1987.17stephen,philip tu. programmable logic controller (plc) tutorial,200518angie sage. bloomsbury publishing plc,new edition edition ,2007結(jié)束語全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),我覺得這個(gè)課題是很容易的。當(dāng)真正做起來的時(shí)候，還是覺得有點(diǎn)困難的，有些東西以前學(xué)了，但現(xiàn)在用起來可能又有點(diǎn)疑問。就如畫電氣原理圖，整體的構(gòu)造腦海里都有一個(gè)整體的概念。而你要畫出來的話，你可能會遇到細(xì)節(jié)上的問題，比如說按鈕開關(guān)的方向是怎樣，以及怎么劃分區(qū)域等。遇到這些問題的時(shí)候都能讓你主動(dòng)去翻書，復(fù)習(xí)這些陌生