新改的陳宏強(qiáng)的基于歐姆龍的plc的全自動(dòng)洗衣機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、陜西國(guó)防學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 SHAANXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題 目 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制器設(shè)計(jì) 專 業(yè) 電氣自動(dòng)化 班 級(jí) 自控3093班 姓 名 陳宏強(qiáng) 學(xué) 號(hào) 32309325 指導(dǎo)教師 崔屹嶸 二一二年摘要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，家庭電器全自動(dòng)化成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。全自動(dòng)洗衣機(jī)的產(chǎn)生極大的方便了人們的生活。洗衣機(jī)是國(guó)內(nèi)家電業(yè)唯一不打價(jià)格戰(zhàn)的行業(yè)，經(jīng)過幾年的平穩(wěn)發(fā)展，國(guó)產(chǎn)洗衣機(jī)無論在質(zhì)量上還是功能上都和世界領(lǐng)先水平同步?？v觀洗衣機(jī)市場(chǎng)，高效節(jié)能、省水、省電、環(huán)保型洗衣機(jī)一直在市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位。 本文介

2、紹了采用可編程序控制器(PLC)作為核心控制部件的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。本文對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上提出了基于PLC控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制方案，并對(duì)方案進(jìn)行了論證，根據(jù)洗衣機(jī)的工作原理，分別對(duì)硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過程的自動(dòng)化。由于洗滌、脫水的時(shí)間均由PLC內(nèi)部的定時(shí)器控制，所以只要改變定時(shí)器參數(shù)就可以改變時(shí)間。具有智能化程度高、安全可靠、方便、靈活等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞 PLC 全自動(dòng)洗衣機(jī) 控制AbstractAlong with the social economy development and the science and technology lev

3、el enhancement, the family electric appliance entire automation becomes the inevitable development tendency. Entire automatic washer is enormous convenience people's life. The washer is the domestic electrical appliances industry does not only hit the profession which the price fights, passes th

4、rough several year steady development, the domestically produced washer regardless of in quality or in function all with world leading horizontal synchronization. Looks over the washer market, the highly effective energy conservation, the province water, the province electricity, the environmental p

5、rotection washer continuously occupy the dominant position in the market.This paper introduces the programmable logic controller (PLC) as the core part of the control automatic washing machine control system. In this paper the full-automatic washing machine control system is analyzed, and based on t

6、his, advances the full-automatic washing machine is based on PLC control plan, and the scheme are discussed, according to the working principle of washing machine respectively, the hardware and software of the design, realization in the washing laundry process automation. Because the washing, dehydr

7、ation time all by PLC internal timer control, so just change the timer parameters can change the time. With high intelligence, safe, reliable, convenient and flexible characters.Key word PLC entire automatic washer control目錄前言1第1章 緒論21.1 洗衣機(jī)的發(fā)展概況21.2 選題的背景意義21.3 PLC在洗衣機(jī)中的應(yīng)用3第2章 PLC的簡(jiǎn)介42.1 PLC的概述42.2

8、 PLC的組成42.3 PLC的工作方式52.4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域72.5 PLC未來的展望8第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)93.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介93.1.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理93.1.2 工藝工程分析93.1.3 系統(tǒng)的控制方案103.2 PLC的選型103.3 傳感器的選型與工作原理113.4 繼電器及接觸器的工作原理123.4.1 繼電器的工作原理143.4.2 接觸器的工作原理123.5 系統(tǒng)控制主電路133.6 I/O分配143.7 PLC的接線圖14第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)154.1 順序功能圖164.2 梯形圖194.3 語句表22結(jié)論26致謝27參考文獻(xiàn)28可編程控制器技術(shù)討論與未來發(fā)展3

9、3。31前言可編程序控制器（Programable Logic Controller, PLC）是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的進(jìn)步而又發(fā)展起來的一種技術(shù)。當(dāng)前，PLC已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金工業(yè)、化工、電力、交通、采礦、建材、輕工、環(huán)保、食品等各行各業(yè)。既可以用于舊設(shè)備的技術(shù)改造，又可以用于新產(chǎn)品的開發(fā)和機(jī)電一體化設(shè)計(jì)。早期的PLC大多作為繼電器控制的升級(jí)換代產(chǎn)品，主要實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的邏輯控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)也得到了很好的發(fā)展，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過早期PLC的邏輯控制，還具有過程控制、運(yùn)動(dòng)控制，更多的具有了強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信能力，使之

10、與CAD/CAM以及機(jī)器人技術(shù)一起被稱為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的三大支柱。PLC的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，當(dāng)然PLC在其他領(lǐng)域也得到了迅速的發(fā)展。在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，PLC已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，在我國(guó)有越來越多的行業(yè)領(lǐng)域開始應(yīng)用到PLC。PLC的應(yīng)用領(lǐng)域主要有數(shù)字量邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、閉環(huán)過程控制、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)等幾個(gè)方面。本設(shè)計(jì)是基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制，采用PLC控制有開發(fā)周期短，開發(fā)成本低，可以直接用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制等特點(diǎn)。PLC控制

11、具有實(shí)時(shí)性、信號(hào)處理時(shí)間短、速度快等優(yōu)點(diǎn)，更能滿足各個(gè)領(lǐng)域大、中、小型工業(yè)控制項(xiàng)目?？煽啃愿?、具有豐富的I/O卡件，其質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，性價(jià)比高，安裝簡(jiǎn)單，維修方便。PLC控制能在高粉塵、高噪聲、強(qiáng)電磁干擾和溫度變化劇烈的環(huán)境下正常工作，因?yàn)樗钦w模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能，所以在使用中，硬件相對(duì)簡(jiǎn)單，編程語言也相對(duì)簡(jiǎn)單，并且測(cè)試容易，維修方便，更可以提高控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性及控制系統(tǒng)的可靠性。本設(shè)計(jì)以操作簡(jiǎn)單、使用可靠、維護(hù)修理方便作為主要設(shè)計(jì)方向。第 1 章 緒論1.1 洗衣機(jī)的發(fā)展概況從古到今，洗衣服都是一項(xiàng)難于逃避的家務(wù)，而在洗衣機(jī)出現(xiàn)以前，它對(duì)許多人而言并不像

12、田園試描繪的那樣充滿樂趣，手搓，沖刷，甩打這些不斷重復(fù)的簡(jiǎn)單體力勞動(dòng)，留給人的感受常常是：辛苦勞累。1858年世界上第一臺(tái)洗衣機(jī)誕生，但這臺(tái)洗衣機(jī)使用費(fèi)力，且損傷衣服，因而沒被廣泛使用，但這卻標(biāo)志了用機(jī)器洗衣的開端。1874年,“手洗時(shí)代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)，美國(guó)人發(fā)明了木制手搖洗衣機(jī)。1880年，美國(guó)發(fā)明了蒸汽洗衣機(jī)，蒸汽動(dòng)力開始取代人力。蒸汽洗衣機(jī)之后，水力洗衣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。1910年，美國(guó)試制成功世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)，電動(dòng)洗衣機(jī)的問世，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開端。1922年，美國(guó)改造了洗衣機(jī)的洗滌結(jié)構(gòu)，把拖動(dòng)式改為攪拌式，使洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)固定下來，這也就是第一臺(tái)攪拌式

13、洗衣機(jī)的誕生。1932年，美國(guó)研制成功第一臺(tái)前裝式滾筒洗衣機(jī)。1955年，在引進(jìn)英國(guó)噴流式洗衣機(jī)的基礎(chǔ)之上，日本研制出獨(dú)具風(fēng)格、并流行至今的波輪式洗衣機(jī)。全自動(dòng)洗衣機(jī)從結(jié)構(gòu)上分有波輪式，攪拌式，滾筒式。目前,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上銷售的大都是波輪式和滾筒式，供應(yīng)最多的是波輪式洗衣機(jī)。波輪式洗衣機(jī)的特點(diǎn)是洗凈率高,但對(duì)衣服的磨損很大,隨著人們生活水平不斷地提高，絲綢,毛料,羊毛等大量走進(jìn)普通家庭,廠商又適時(shí)地推出了滾筒洗衣機(jī),它最大的優(yōu)點(diǎn)是磨損率小,但洗凈率比波輪式低,價(jià)格高。洗衣機(jī)產(chǎn)品可以分三類：普通型、半自動(dòng)型和全自動(dòng)型。普通型和半自動(dòng)型洗衣機(jī)，都需要人為參與操作，才能完成洗衣、甩干、排水全過程；而全自

14、動(dòng)洗衣機(jī)在整個(gè)洗滌、甩干、排水過程中，無需人為操作和監(jiān)控。國(guó)內(nèi)外洗衣機(jī)品牌有海爾、小天鵝、榮事達(dá)、松下、惠而浦水仙、LG熊貓、西門子、日立好用。1.2 選題的背景意義洗衣機(jī)是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊环N家電，已成為人們生活中不可缺少的家用電器。本課題主要著重于基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)，要求洗衣機(jī)能實(shí)現(xiàn)進(jìn)水、洗滌、排水、脫水、報(bào)警，所采用的控制方法操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、維護(hù)與維修方便。傳統(tǒng)的洗衣機(jī)采用繼電器控制的優(yōu)點(diǎn)是裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、抗干擾能力強(qiáng)。但是，這也是隨之帶來的一些問題，如絕大多數(shù)控制繼電器都是長(zhǎng)期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的，容易損壞，而且繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄?/p>

15、產(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重的后果。在全負(fù)荷運(yùn)載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時(shí)也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡(jiǎn)單的改動(dòng)，也需要花費(fèi)大量時(shí)間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。這種電路接線多，只適用于小型的控制電路。采用可編程序控制器（PLC）控制比繼電器控制好的多，我們采用PLC來控制。 （1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。（2） 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)

16、品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。（3） 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。（4） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造，PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。（5） 體積小，重量輕，能耗低，由于體積小，很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。1.3 PLC在洗衣機(jī)中的應(yīng)用以往以單片機(jī)為中心控制系統(tǒng)工作的全自動(dòng)洗衣機(jī)的指令系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，編寫洗滌、脫水程序

17、也相對(duì)復(fù)雜；其次，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)及欠壓保護(hù)等等，這樣不但增加了硬件的復(fù)雜性，而且隱含較高的故障錄，還無形地增加了維修的成本費(fèi)用。如果在全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)中采用PLC來控制將能克服單片機(jī)的這些缺點(diǎn)。因?yàn)樗钦w模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。所以在使用中，硬件相對(duì)簡(jiǎn)單，編程語言也相對(duì)簡(jiǎn)單，并且測(cè)試容易，維修方便，更可以提高控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)靈活性及控制系統(tǒng)的可靠性。第2章 PLC的簡(jiǎn)介2.1 PLC的概述可編程序控制器（PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程

18、的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字和模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程可編程序控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。2.2 PLC的組成PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、編程器和電源等部分組成，如圖2-1所示。 圖2-1 PLC的組成圖1、中央處理單元（CPU）CPU作為整個(gè)PLC的核心，起著總指揮的作用。CPU一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個(gè)集成電路的芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入輸出接口電路連接

19、。CPU的功能有以下一些：從存儲(chǔ)器中讀取指令，執(zhí)行指令，取下一條指令，處理中斷。2、輸入輸出模塊（I/O模塊）I/O模塊實(shí)際上是PLC與被控對(duì)象間傳遞輸入輸出信號(hào)的接口部件。I/O模塊有良好的電隔離和濾波作用。接到PLC輸入接口的輸入器件是各種開關(guān)、按鈕、傳感器等。PLC的各輸出控制器件往往是電磁閥、接觸器、繼電器，而繼電器有交流和直流型，高電壓型和低電壓型，電壓型和電流型。 3、編程器編程器用來生成用戶程序，并用它進(jìn)行編輯、檢查、修改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。它的體積小，價(jià)格便宜，一般用來給小型PLC編程，

20、或者用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)。使用編程軟件可以在計(jì)算機(jī)的屏幕上直接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實(shí)現(xiàn)不同編程語言的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后下載到PLC，也可以將PLC中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送。4、電源PLC一般使用220V交流電源或24V直流電源。內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供DC5V，±12V，±24V等直流點(diǎn)與昂。小型PLC一般都可以為輸入電路和外部的電子傳感器（如接近開關(guān)）提供24V直流電源，驅(qū)動(dòng)PLC負(fù)載的直流電源一般由用戶提供。5、編程器編程器是PLC的最重要外圍設(shè)備。利用編程器將用戶程序送入PL

21、C的存儲(chǔ)器，還可以用編程器檢查程序，修改程序，監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。除此以外，在個(gè)人計(jì)算機(jī)上添加適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖纯捎脗€(gè)人計(jì)算機(jī)對(duì)PLC編程。利用微機(jī)作為編程器，可以直接編制并顯示梯形圖。2.3 PLC的工作方式 PLC雖然以微處理器為核心，具有微型計(jì)算機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微型計(jì)算機(jī)有很大的不同，微型計(jì)算機(jī)一般采用等待命令或中斷的工作方式，如常見的鍵盤掃描方式或I/O掃描方式，當(dāng)有鍵按下或I/O動(dòng)作，則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序或中斷服務(wù)程序，無鍵按下，則繼續(xù)掃描等待。PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，即順序掃描，不斷循環(huán)這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下進(jìn)行的。當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用

22、戶按控制要求編寫好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按序號(hào)作周期性的程序循環(huán)掃描，程序從第一條指令開始，逐條順序執(zhí)行用戶的程序直到程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，再開始下一次掃描；如此周而復(fù)始。實(shí)際上，PLC掃描工作除了執(zhí)行用戶程序外，還要完成其他工作，整個(gè)工作過程分為自診斷、通訊服務(wù)、輸入處理、輸出處理、程序執(zhí)行五個(gè)階段。如圖2-2所示。 圖2-2 PLC循環(huán)掃描示意圖1、 自診斷 每次掃描用戶程序之前，都先執(zhí)行故障自診斷程序。自診斷內(nèi)容包括I/O部分、存儲(chǔ)器、CPU等，并通過CPU設(shè)置定時(shí)器來監(jiān)視每次掃描是否超過規(guī)定的時(shí)間，如果發(fā)現(xiàn)異常，則停機(jī)并顯示出錯(cuò)。若自診斷正常，則繼續(xù)向下掃描。 2、 通

23、訊服務(wù) PLC檢查是否有與編程器、計(jì)算機(jī)等的通訊要求，若有則進(jìn)行相應(yīng)處理。 3、 輸入處理 PLC在輸入刷新階段，首先以掃描方式按順序從輸入縮存器中寫入所有輸入端子的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并將其存入內(nèi)存中為其專門開辟的暫存區(qū)輸入狀態(tài)映像區(qū)中，這一過程稱為輸入采樣，或是如刷新，隨后關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段，即使輸入端有變化，輸入映像區(qū)的內(nèi)容也不會(huì)改變。變化的輸入信號(hào)的狀態(tài)只能在下一個(gè)掃描周期的輸入刷新階段被讀入。 4、 輸出處理 同輸入狀態(tài)映像區(qū)一樣，PLC內(nèi)存中也有一塊專門的區(qū)域稱為輸出狀態(tài)映像區(qū)。當(dāng)程序的所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)映像區(qū)中所有輸出繼電器的狀態(tài)就在CPU的控制下被一次集中送至輸出鎖

24、存器中，并通過一定的輸出方式輸出，推動(dòng)外部的相應(yīng)執(zhí)行器件工作，這就是PLC輸出刷新階段。 5、 程序執(zhí)行 PLC在程序執(zhí)行階段，按用戶程序順序掃描執(zhí)行每條指令。從輸入狀態(tài)映像區(qū)讀出輸入信號(hào)的狀態(tài)，經(jīng)過相應(yīng)的運(yùn)算處理等，將結(jié)果寫入輸出狀態(tài)映像區(qū)。通常將自診斷和通訊服務(wù)合稱為監(jiān)視服務(wù)。輸入刷新和輸出刷新稱為I/O刷新。可以看出，PLC在一個(gè)掃描周期內(nèi)，對(duì)輸入狀態(tài)的掃描只是在輸入采樣階段進(jìn)行，對(duì)輸出賦的值也只有在輸出刷新階段才能被送出，而在程序執(zhí)行階段輸入、輸出會(huì)被封鎖。這種方式稱作集中采樣、集中輸出。 2.4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造

25、、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類：1開關(guān)量邏輯控制取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2工業(yè)過程控制在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量（即模擬量），PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。3運(yùn)動(dòng)控制PLC可以用于圓周運(yùn)

26、動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，如可驅(qū)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，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。4數(shù)據(jù)處理PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。5通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。2.5 PLC未來的展望21世紀(jì)，PLC會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的更新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的

27、設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富，規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完善的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其他工業(yè)控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的

28、發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介3.1.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理洗衣機(jī)的洗滌過程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機(jī)械作用和洗滌劑的潤(rùn)濕、分散作用下，將污垢拉入水中來實(shí)現(xiàn)洗凈的目的。首先充滿于波輪葉片間的洗滌液，在離心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。在波輪中心處，因甩出液體而形成低壓區(qū)，又使得洗滌液流回波輪附近。這樣，在波輪附近形成了以波輪軸線為中心的渦流。衣物在渦流的作用下，作螺旋式回轉(zhuǎn)，吸入中心后又被甩向桶壁，與桶壁發(fā)生摩擦。又由于波輪中心是低壓區(qū)，衣物易被吸在波輪附

29、近，不斷地與波輪發(fā)生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脫離衣物。其次，當(dāng)衣物被放進(jìn)洗滌液之后，由于慣性作用運(yùn)動(dòng)緩慢，在水流與衣物之間存在著速度差，使得兩者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，水流與衣物便發(fā)生相對(duì)摩擦，這種水流沖刷力同樣有助于污垢離開衣物。再次由于洗衣涌形狀的不規(guī)則，當(dāng)旋轉(zhuǎn)著的水流碰到桶壁后，其速度和方向都發(fā)生了改變，形成湍流。在湍流的作用下，衣物做無規(guī)則地運(yùn)動(dòng)并翻滾，其纖維不斷被彎曲、絞紐扣拉長(zhǎng)，衣物相互相摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高衣物的洗凈的均勻性。全自動(dòng)洗衣機(jī)是通過水位開關(guān)與電磁進(jìn)水閥配合來控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷：從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。電磁進(jìn)水閥起著通、斷水源的作用。當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，移

30、動(dòng)鐵芯在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片上，并將膜片的中心小孔堵塞，這樣閥門關(guān)閉，水流不通。當(dāng)電磁線圈通電后，移動(dòng)鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔打開，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔的流通能力，膜片上方壓強(qiáng)迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導(dǎo)通。3.1.2 工藝工程分析通常地，人們采用洗衣機(jī)來洗衣服需要經(jīng)歷洗衣、清洗、排水、脫水等四個(gè)環(huán)節(jié)。在全自動(dòng)洗衣機(jī)中，這樣的一個(gè)過程完全由PLC來完成。當(dāng)人們將衣服和洗衣液放進(jìn)洗衣機(jī)，按下啟動(dòng)按鈕后，洗衣機(jī)就會(huì)自動(dòng)完成洗衣服的整個(gè)過程。并且，全自動(dòng)洗衣機(jī)需要其控制系

31、統(tǒng)足夠可靠，以避免洗衣機(jī)輕易出現(xiàn)故障。全自動(dòng)洗衣機(jī)中，PLC主要完成以下的功能：1、 檢測(cè)功能（1） 檢測(cè)進(jìn)水是否到了需要的水位，即進(jìn)水是否完成。（2） 檢測(cè)排水是否完成。2、 控制功能（1） 控制進(jìn)水、洗衣、排水、脫水等洗衣機(jī)的動(dòng)作。（2） 控制洗衣、清洗、脫水、蜂鳴等的時(shí)間長(zhǎng)短。（3） 控制洗衣、清洗的次數(shù)。（4） 控制在洗衣機(jī)完成一個(gè)動(dòng)作到下一個(gè)動(dòng)作的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換。（5） 控制完成洗衣時(shí)的信號(hào)提示。3.1.3 系統(tǒng)的控制方案PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動(dòng)。（1） 按下啟動(dòng)按鈕。（2） 開始進(jìn)水，水滿（即水達(dá)到高水位）時(shí)停止進(jìn)水。（3） 停止進(jìn)水2s后開始洗滌。（4） 洗滌時(shí)，正

32、轉(zhuǎn)10s，停2s，反轉(zhuǎn)10s，再停2s。（5） 如此循環(huán)30次，30次滿后開始排水，排空（即水位下降到低水位）后，開始脫水。（6） 重復(fù)（2）（4）的步驟，直到完成3次循環(huán)。（7） 3次循環(huán)完成后，則進(jìn)行2s蜂鳴。（8） 蜂鳴完成后洗滌過程全部結(jié)束，自動(dòng)停機(jī)。3.2 PLC的選型系統(tǒng)設(shè)計(jì)的水平將直接影響控制系統(tǒng)的性能、設(shè)備的可靠性。這其中PLC的選型至關(guān)重要，如何根據(jù)不同的控制要求選擇合適的PLC，設(shè)計(jì)出運(yùn)行平穩(wěn)、動(dòng)作可靠、安全實(shí)用、調(diào)試方便、易于維護(hù)的控制系統(tǒng)呢？在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)該確定系統(tǒng)方案，下一步工作就是PLC的設(shè)計(jì)選型。選擇PLC有如下幾方面的內(nèi)容：1、輸入/輸出（I/O）點(diǎn)

33、的估算：PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)是PLC的基本參數(shù)之一。I/O點(diǎn)數(shù)的確定以控制所需的所輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的總和為依據(jù)。在一般情況下，PLC的I/O點(diǎn)數(shù)應(yīng)當(dāng)有適當(dāng)?shù)挠嗔俊?、PLC的存儲(chǔ)器容量的估算：存儲(chǔ)器容量是指可編程序控制器本身能提供的存儲(chǔ)單元大小，各種PLC的存儲(chǔ)器容量大小可以從該P(yáng)LC的基本參數(shù)中找到。程序容量是存儲(chǔ)器中用戶程序所使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此存儲(chǔ)容量應(yīng)大于程序容量。3、PLC通訊功能的選擇：現(xiàn)在PLC的通訊功能越來越強(qiáng)大，很多PLC都支持多種通訊協(xié)議（有些需要配備相應(yīng)的通訊模塊），選擇時(shí)要根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的通訊方式。PLC系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)主要形式由以下幾種形式：（1）PC為主站，

34、多臺(tái)型號(hào)PLC為從站，組成簡(jiǎn)易PLC網(wǎng)絡(luò)；（2）1臺(tái)PLC為主站，其他同型號(hào)PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò)；（3）PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；（4）專用PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡(luò)）。4、PLC機(jī)型的選擇：PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類。整體性PLC的I/O點(diǎn)數(shù)較少且相對(duì)固定，因此用戶選擇的余地較小，通常用于小型的控制系統(tǒng)。模塊型PLC提供多種I/O模塊可以在PLC基板上插接，方便用戶根據(jù)需要合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)。因此，模塊型PLC的配置比較靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。3.3 傳感器的選型與工作原理傳感器按原理分類可分為兩大

35、類型：壓力傳感器和應(yīng)變傳感器。按被測(cè)量分類主要可分為四大類型：震動(dòng)、沖擊傳感器類、壓力傳感器類、力傳感器及特性傳感器類。根據(jù)本系統(tǒng)的需求，我們選用壓力傳感器。壓力傳感器又有很多種型號(hào)，每種型號(hào)都有自己特別適用的某些用途，我們必須根據(jù)使用要求選擇最適合的壓力傳感器。通常，選擇壓力傳感器最主要的權(quán)衡因素是重量、頻率響應(yīng)和靈敏度。本系統(tǒng)選用的是LC01系列內(nèi)裝IC壓電加速度傳感器，它具有1、低阻抗輸出，抗干擾能力強(qiáng)，可以進(jìn)行長(zhǎng)電纜傳輸而不致引起噪音增加；2、可直接與內(nèi)置恒流源的數(shù)據(jù)采集器連接；3、可以使用通用同軸電纜或絲線；4、性能價(jià)格比高，多點(diǎn)測(cè)量，總的系統(tǒng)價(jià)格較低；5、安裝方便，使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

36、本系統(tǒng)中洗衣機(jī)的水位傳感器相當(dāng)于壓力開關(guān)。當(dāng)設(shè)定好一個(gè)壓力值以后，注水后產(chǎn)生水壓，達(dá)到壓力值后就自動(dòng)通電，起到了開關(guān)的作用，洗衣機(jī)水位開關(guān)分為電子式（可調(diào)電阻式）和開關(guān)式兩種，它們都是通過水位上升時(shí)產(chǎn)生的空氣壓力通過管道傳遞到傳感器使電阻發(fā)生變化或者內(nèi)部開關(guān)接通來使用電腦產(chǎn)生動(dòng)作的，它損壞后都會(huì)產(chǎn)生注水不準(zhǔn)，長(zhǎng)注不動(dòng)作（運(yùn)轉(zhuǎn)），排完水后不甩干等情況。3.4 繼電器及接觸器的工作原理3.4.1 繼電器的工作原理繼電器是一種當(dāng)輸入的物理量達(dá)到規(guī)定值時(shí)，其電氣輸出電路被接通或者阻斷的一種自動(dòng)電器。它廣泛用于生產(chǎn)過程自動(dòng)化裝置，電力系統(tǒng)保護(hù)裝置，各類運(yùn)動(dòng)、遙控和通信裝置，是現(xiàn)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的電

37、器元件之一。繼電器一般由輸入感測(cè)機(jī)構(gòu)和輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成。前者用于反映輸入量的變化，后者完成觸電分合動(dòng)作（對(duì)有觸電的繼電器）或半導(dǎo)體元件的通斷（對(duì)無觸電繼電器）。繼電器具有跳躍的輸入輸出特性，當(dāng)繼電器接受一個(gè)輸入信號(hào)X時(shí)，只有它達(dá)到動(dòng)作值Xd，繼電器才動(dòng)作，輸出從零躍至Ymax。輸入信號(hào)繼續(xù)增大，輸出信號(hào)仍為Ymax不變。繼電器動(dòng)作之后，如果減少輸入信號(hào)，則繼電器只在輸入減少到Xf時(shí)才動(dòng)作，返回起始位置，輸出信號(hào)躍回零。這一特性稱為繼電特性。這里，使繼電器開始動(dòng)作的輸入量值（動(dòng)作值）、繼電器由一種狀態(tài)變至另一種狀態(tài)的時(shí)間（動(dòng)作時(shí)間）是繼電器的主要技術(shù)參數(shù)。它們表征繼電器工作過程的性能，又是

38、選用繼電器的依據(jù)。繼電器有很多種類。如電氣量繼電器，非電氣量繼電器；保護(hù)繼電器，控制繼電器；有觸電繼電器，無觸點(diǎn)繼電器等等。常用的按工作原理分類的繼電器有電磁繼電器、極化繼電器、舌簧繼電器、熱繼電器和時(shí)間繼電器等。20世紀(jì)后，繼電器有很大發(fā)展，先后出現(xiàn)磁性無觸點(diǎn)繼電器、半導(dǎo)體無觸點(diǎn)繼電器、專用集成電路式電子時(shí)間繼電器、固態(tài)繼電器、印刷電路板安裝式繼電器，以及代微機(jī)處理器的保護(hù)繼電器和智能化繼電器。3.4.2 接觸器的工作原理接觸器(Contactor)是指能頻繁關(guān)合、承載和開斷正常電流及規(guī)定的過載電流的開斷和關(guān)合的裝置。在電工學(xué)上，因?yàn)榭煽焖偾袛嘟涣髋c直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制(某些

39、型號(hào)可達(dá)800安培)電路的裝置，所以經(jīng)常運(yùn)用于電動(dòng)機(jī)做為控制對(duì)象也可用作控制工廠設(shè)備電熱器工作母機(jī)和各樣電力機(jī)組等電力負(fù)載，接觸器不僅能接通和切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護(hù)作用。接觸器控制容量大，適用于頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制。是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要元件之一。接觸器是指工業(yè)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通電后，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作：常閉觸頭斷開；常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在

40、釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)原：常閉觸頭閉合；常開觸頭斷開。3.5 系統(tǒng)控制主電路本次設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)主要是以可編程序邏輯控制器所輸出的離散指令為指令元，通過這些數(shù)字信號(hào)的輸出以及其他控制電路的受控行為來指揮供電電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)的控制?？刂齐娐返慕M成主要包括：可編程序控制器、繼電器組。其中，繼電器為主要執(zhí)行模塊，PLC所發(fā)出的數(shù)字指令控制繼電器線圈，而繼電器的開合直接控制電機(jī)的電源電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制。洗衣機(jī)PLC控制主電路圖如圖3-1所示圖3-1 PLC控制主電路圖主電路由隔離開關(guān)QS、主電路熔斷器FU1、交流接觸器KM1、KM2的主觸頭、熱繼電器FR的熱敏元件和三相異步電動(dòng)機(jī)M構(gòu)成。

41、其中，隔離開關(guān)將電氣設(shè)備和電源隔開或接通，由于有明顯的斷開點(diǎn)，比較容易判斷電路是否已經(jīng)切斷電源。如檢修時(shí)就常用隔離開關(guān)把電源斷開，檢修好后再接通，以保證工作上的安全。斷路器FU1實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的短路保護(hù)，當(dāng)電路出現(xiàn)短路時(shí)能盡快地切斷電路，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。熱繼電器FR的熱敏元件在電機(jī)過載時(shí)會(huì)發(fā)生形變，通過斷開輔助常閉觸頭將主電路斷開，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的過載保護(hù)。接觸器的主觸頭KM1和KM2實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，PLC控制接觸器KM1、KM2的線圈通斷電，進(jìn)而控制接觸器的主觸頭通斷，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)洗衣過程。3.6 I/O分配CPM1A系列PLC是歐姆龍公司生產(chǎn)的小型整體式可編程序控制器，它

42、的性能價(jià)格比很高，在小規(guī)?？刂浦幸勋@廣泛應(yīng)用。CPM1A系列PLC中又有很多種型號(hào)的PLC。此全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)中共有4個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)，共需要10點(diǎn)I/O，根據(jù)點(diǎn)數(shù)及程序容量，選擇了CPM1A-20CDR-A作為其主機(jī)。I/O分配：輸入：?jiǎn)?dòng)按鈕 00000 SB1 停止按鈕 00001 SB2 高水位按鈕 00002 SB3 低水位按鈕 00003 SB4 輸出：進(jìn)水電磁閥 01000 YA1 電機(jī)正傳接觸器 01001 KM1 電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器 01002 KM2 排水電磁閥 01003 YA2 脫水離合器 01004 KM3 蜂鳴器 01005 KM43.7 PLC的接線圖PLC的接線

43、圖如圖3-2所示。圖3-2 PLC外部接線圖接線圖說明如下：輸入端口：?jiǎn)?dòng)按鈕SB1接至PLC主機(jī)的輸入端口00000，停止按鈕SB2接至PLC主機(jī)的輸入端口00001，高水位按鈕SB3接至PLC主機(jī)的輸入端口00002，低水位按鈕接至PLC主機(jī)的輸入端口00003。輸出端口：進(jìn)水電磁閥YA1接至PLC主機(jī)的輸出端口01000，正轉(zhuǎn)接觸器KM1接至PLC主機(jī)的輸出端口01001，反轉(zhuǎn)接觸器KM2接至PLC主機(jī)的輸出端口01002，排水電磁閥YA2接至PLC主機(jī)的輸出端口01003，脫水離合器KM3接至PLC主機(jī)的輸出端口01004，蜂鳴器KM4接至PLC主機(jī)的輸出端口01005。第4章 系統(tǒng)軟

44、件設(shè)計(jì)很多工業(yè)過程是順序進(jìn)行的，設(shè)計(jì)順序控制系統(tǒng)的梯形圖有一套固定的方法和步驟可以遵循。這種系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)方法與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法相比有很多優(yōu)點(diǎn)：它簡(jiǎn)單易學(xué)，設(shè)計(jì)周期短；規(guī)律性很強(qiáng)，克服了經(jīng)驗(yàn)法的試探性和隨意性；設(shè)計(jì)出來的程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性好。順序控制設(shè)計(jì)方法作為梯形圖設(shè)計(jì)的主要方法，已廣泛應(yīng)用于PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，稱為解決實(shí)際問題的一種有效方法。所以本論文也采用梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)方法。4.1 順序功能圖順序功能圖又叫做狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、狀態(tài)圖或流程圖，是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特性的一種圖形，利用它可以方便的設(shè)計(jì)出順序控制的梯形圖。順序功能圖由步、轉(zhuǎn)換條件、有向連線、動(dòng)作來組成。步用矩形框表

45、示，框內(nèi)的數(shù)字表示步的編號(hào)。動(dòng)作用矩形框表示，框內(nèi)的文字表示動(dòng)作的內(nèi)容，該矩形框應(yīng)與相應(yīng)步的矩形框相連。步與步之間用有向連線連接，箭頭表示轉(zhuǎn)換的方向（一般轉(zhuǎn)換方向?yàn)樽陨隙拢诓恢乱鸹煜那闆r下可以省略箭頭）。步與步之間用轉(zhuǎn)換條件隔開，轉(zhuǎn)換條件用與有向連線垂直的短劃線表示，并在短劃線旁邊用文字、表達(dá)式或符號(hào)說明。當(dāng)轉(zhuǎn)換條件滿足時(shí)，上一步的活動(dòng)結(jié)束，下一步的活動(dòng)開始。當(dāng)系統(tǒng)正處于某一步所在的階段，進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作時(shí)，叫做該步處于活動(dòng)狀態(tài)，稱為活動(dòng)步。根據(jù)系統(tǒng)要求，基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)的順序功能圖a如圖4-1所示。圖4-1 順序功能圖a順序功能圖a中可以看出，整個(gè)工作過程分為13步。其中，初始

46、步是等待，沒有動(dòng)作，等待按啟動(dòng)按鈕；初始步到第二步的轉(zhuǎn)換條件是SB1被按下，當(dāng)SB1被按下后，進(jìn)水閥啟動(dòng)開始進(jìn)水，當(dāng)高水位到達(dá)一定的高度時(shí)，洗衣機(jī)停2s，然后正轉(zhuǎn)10s，停2s，再反轉(zhuǎn)10s，停2s，如此循環(huán)30次，30次滿后排水閥啟動(dòng)，開始排水，當(dāng)水排空時(shí)，進(jìn)行20s脫水處理。脫水完成后從第二步，進(jìn)水閥啟動(dòng)，進(jìn)水開始循環(huán)，循環(huán)3次，上次滿后蜂鳴2s，然后停機(jī)。根據(jù)順序功能圖a，可以得出順序功能圖b如圖4-2所示。4-2 順序功能圖b4.2 梯形圖在利用順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，一般用輔助繼電器表示步，各步順序接通和斷開。功能表中的步可用典型的起保停電路控制。如圖4-3所示，如果Si的前級(jí)Si-

47、1是活動(dòng)的（Si-1=1）并且它們之間的轉(zhuǎn)換條件Ci成立（Ci=1），步Si應(yīng)變?yōu)榛顒?dòng)的。所以步Si的啟動(dòng)電路由Si-1和Ci的常開觸點(diǎn)串聯(lián)而成。Ci一般是短信號(hào)，所以Si的常開觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自鎖。當(dāng)后續(xù)步Si+1變?yōu)榛顒?dòng)步時(shí)，Si應(yīng)斷開。將Si+1的常閉觸點(diǎn)與Si的線圈串聯(lián)。圖4-3 步的基本電路根據(jù)順序功能圖得出梯形圖，如圖4-4所示。圖4-4 梯形圖4.3 語句表語句表是一種匯編語言類似的助記符編程表達(dá)式。在許多小型的PLC的編程器中沒有CRT屏幕顯示，或沒有較大的液晶屏幕顯示，就用一系列PLC操作命令組成的語句表將梯形圖控制邏輯描述出來，并通過編程器輸入到機(jī)器中去。語句表是用戶程序的基礎(chǔ)單元

48、，每個(gè)控制功能由一條或多條語句組成的用戶程序來完成。每條語句是規(guī)定CPU如何動(dòng)作的指令，它的作用和微機(jī)的指令一樣，PLC的語句也由操作碼和操作數(shù)組成，故其表達(dá)式也和微機(jī)指令類似。根據(jù)梯形圖，可得如下語句表：LD 25315OR 20000AND NOT 20001AND NOT 20012AND NOT 00002OUT 20000LD 20000AND 00000LD 20010AND CNT007OR LDOR 20001AND NOT 20002OUT 20001LD 20001AND 00002OR 20002AND NOT 20003OUT 20002TIM 000#0020LD 2

49、0002AND TIM000LD 20007AND NOT CNT005OR LDOR 20003AND NOT 20004OUT 20003TIM 001#0100LD 20003AND TIM001OR 20004AND NOT 20005OUT 20004TIM 002#0020LD 20004AND TIM002OR 20005AND NOT 20006OUT 20005TIM 003#0100LD 20005AND TIM003OR 20006AND NOT 20007OUT 20006TIM 004#0020LD 20006AND TIM004OR 20007AND NOT 200

50、08AND NOT 20003OUT 20007CNT 005#0030LD 20007AND CNT005OR 20008AND NOT 20009OUT 20008LD 20008AND 00003OR 20009AND NOT 20010OUT 20009TIM 006#0200LD 20009AND TIM006OR 20010AND NOT 20011AND NOT 20001OUT 20010CNT 007#00003LD 20010AND CNT007OR 20011AND NOT 20012OUT 20011TIM 008#0020LD 20011AND TIM008OR 20

51、012OUT 20012LD 20001OUT 01000LD 20003OUT 01001LD 20005OUT 01002LD 20008OUT 01003LD 20009OUT 01004LD 20011OUT 01005結(jié)論基于PLC設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)，剛開始我覺得這個(gè)課題很容易，但是當(dāng)我真正開始做的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)還是有很多困難，有些東西以前學(xué)過，但是現(xiàn)在用起來又不熟悉了，有很多疑問。就拿畫梯形圖來說，整體的構(gòu)造腦海里都有一個(gè)整體的概念，但是真正畫出來還是遇到了很多細(xì)節(jié)上的問題，比如說如何在軟件中如何畫出定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的書寫格式是什么樣的等等。遇到這些問題的時(shí)候我都會(huì)上網(wǎng)去

52、查、翻書，或者是問問其他同學(xué)，復(fù)習(xí)這些知識(shí)。我認(rèn)為這是一種最好的學(xué)習(xí)方法通過實(shí)踐去檢驗(yàn)自己的知識(shí)，這也讓我發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足和知識(shí)點(diǎn)的欠缺。作為一名電氣工程及其自動(dòng)化的學(xué)生，我覺得我們應(yīng)該對(duì)AutoCAD、Visio、CX-Programmer等制圖軟件有深刻的認(rèn)識(shí)，能熟練的應(yīng)用他們來畫出我們所需要的圖形。查找資料也是一件很繁瑣的事情，雖然說很多資料網(wǎng)上都有，但是能找到有用的資料也是一件不容易的事情，需要耐心的查找。PLC控制系統(tǒng)由信號(hào)輸入元件、輸出元件和PLC構(gòu)成。信號(hào)輸入元件接在PLC的輸入端，向PLC輸入指令信號(hào)和被控對(duì)象的狀態(tài)信號(hào)。輸出執(zhí)行元件接在PLC的輸出端，控制被控對(duì)象的工作。PLC通過執(zhí)行軟件程序來完成控制功能。所以，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件電路設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)兩項(xiàng)主要任務(wù)。P