PLC課程設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)1

1、目 錄TOC o 1-9 h u HYPERLINK l _Toc704 一、題目部分 PAGEREF _Toc704 3 HYPERLINK l _Toc25739 1.1課題內(nèi)容 PAGEREF _Toc25739 3 HYPERLINK l _Toc12486 1.2設(shè)計(jì)目標(biāo)及參數(shù) PAGEREF _Toc12486 3 HYPERLINK l _Toc19060 二、總體思路 PAGEREF _Toc19060 4 HYPERLINK l _Toc18621 2.1全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求 PAGEREF _Toc18621 4 HYPERLINK l _Toc22679 2.2

2、全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置 PAGEREF _Toc22679 5 HYPERLINK l _Toc729 2.3全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的電氣控制 PAGEREF _Toc729 8 HYPERLINK l _Toc18647 三、電氣設(shè)計(jì)部分 PAGEREF _Toc18647 9 HYPERLINK l _Toc29185 3.1電器元件的選擇 PAGEREF _Toc29185 10 HYPERLINK l _Toc26819 四、PLC設(shè)計(jì)及調(diào)試部分 PAGEREF _Toc26819 16 HYPERLINK l _Toc17068 4.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

3、調(diào)試 PAGEREF _Toc17068 16 HYPERLINK l _Toc31637 4.2全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)PLC程序 PAGEREF _Toc31637 20 HYPERLINK l _Toc14686 4.3源程序 PAGEREF _Toc14686 22 HYPERLINK l _Toc20777 五、總結(jié) PAGEREF _Toc20777 30 HYPERLINK l _Toc13889 六、參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc13889 30基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制 摘要：隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和社會(huì)飛速發(fā)展，洗衣機(jī)成為人民日常生活息息相關(guān)的家用電器產(chǎn)品。洗衣機(jī)的全自動(dòng)化

4、、多功能化、智能化是其發(fā)展方向?；谌詣?dòng)洗衣機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，本次設(shè)計(jì)利用三菱公司生產(chǎn)的PLC控制全自動(dòng)洗衣機(jī)，與傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制系統(tǒng)相比較，洗衣機(jī)可靠性、節(jié)能性得到了提高。PLC控制不需要大量的活動(dòng)部件和電子元器件，它的接線也大大減少，與此同時(shí)系統(tǒng)維修簡(jiǎn)單、維修時(shí)間縮短。本文首先介紹了洗衣機(jī)的發(fā)展，然后重點(diǎn)介紹了洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)，對(duì)程序流程圖及編程軟件進(jìn)行了說(shuō)明，最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。本次設(shè)計(jì)采用步進(jìn)順控指令編程，根據(jù)工藝要求編程簡(jiǎn)單、可允許雙線圈使用，PLC采樣按鈕及限位開(kāi)關(guān)外部輸入信號(hào)的變化，執(zhí)行相應(yīng)的程序，然后輸出控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)及脫水處理。最后就本課題所做的工作進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)進(jìn)一步

5、的研究提出了自己的看法。本次設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)工藝要求有待改善，不可以單獨(dú)脫水及洗衣時(shí)間的設(shè)置；由于時(shí)間有限，沒(méi)做進(jìn)一步的改善。基于全自動(dòng)洗衣機(jī)在日常生活中廣泛運(yùn)用，本設(shè)計(jì)具有廣泛的推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞：全自動(dòng)洗衣機(jī)；PLC控制；步進(jìn)順控指令 一、題目部分根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和控制要求，設(shè)計(jì)一全自動(dòng)洗衣機(jī)，畫(huà)出其運(yùn)行框圖及梯形圖控制程序的編制，并畫(huà)出硬件接線圖。設(shè)計(jì)目標(biāo)及參數(shù)（1） 按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開(kāi)關(guān)，開(kāi)始進(jìn)水直到高（中、低）水位，關(guān)水（2）2秒后開(kāi)始洗滌（3）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒（4） 如此循環(huán)5次，總共320秒后開(kāi)始排水，排空后脫水30秒（5） 開(kāi)始清洗，重復(fù)（1

6、）（4），清洗兩遍（6） 清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)（7） 若按下停車(chē)按扭，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水（不計(jì)數(shù)）（8） 若重量超重，報(bào)警。循環(huán)時(shí)間超過(guò)，報(bào)警。1.3 課題要求 1. 根據(jù)課題的控制要求完成設(shè)計(jì) 2. 對(duì)傳感器選型并列出選型依據(jù) 3寫(xiě)出程序流程圖及代碼 4. 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)二、總體思路2.1.1 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、脫水4個(gè)過(guò)程組成。在半自動(dòng)洗衣機(jī)中，這4個(gè)過(guò)程分別用相應(yīng)的按鈕開(kāi)關(guān)來(lái)控制。全自動(dòng)洗衣機(jī)中，這4個(gè)過(guò)程可做到全自動(dòng)依次運(yùn)行，直至洗衣結(jié)束。全自洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一心安放的，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水用

7、。內(nèi)桶的周?chē)性S多小孔，使內(nèi)桶和外桶的水流相通，洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來(lái)執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)通過(guò)控制系統(tǒng)將進(jìn)水電磁閥打開(kāi)，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)將排水電磁閥打開(kāi)，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤(pán)的正、反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、中、低水位控制開(kāi)關(guān)分別用來(lái)檢測(cè)高、中、低水位。啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作，停止按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。開(kāi)始進(jìn)水洗衣排水脫水結(jié)束圖2.1 普通洗衣機(jī)的工作流程示意圖全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求是能實(shí)

8、現(xiàn)“正常運(yùn)行”和“強(qiáng)制運(yùn)行”兩種控制方式。“正常運(yùn)行”方式具體控制要求如下：（1）將水位通過(guò)水位選擇開(kāi)關(guān)設(shè)在合適的位置（高、中、低），按下“啟動(dòng)”按鈕，開(kāi)始進(jìn)水，達(dá)到設(shè)定的水位（高、中、低）后，停止進(jìn)水。（2）進(jìn)水停止2s后開(kāi)始洗衣。（3）洗衣時(shí)，正轉(zhuǎn)30s，停2s，然后反轉(zhuǎn)30s，停2s。（4）如此循環(huán)共5次，總共320s后開(kāi)始排水，排空后脫水30s。（5）然后再進(jìn)水，重復(fù)（1）（4）步，如此循環(huán)共2次。（6）洗衣過(guò)程完成，報(bào)警3s并自動(dòng)停機(jī)?！皬?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(guò)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。（2）可用手動(dòng)排

9、水開(kāi)關(guān)和手動(dòng)脫水開(kāi)關(guān)進(jìn)行手動(dòng)排水和脫水?！咀ⅰ俊罢＿\(yùn)行”和“強(qiáng)制停止”兩種模式的運(yùn)行是一樣的。圖2.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)圖全自動(dòng)洗衣機(jī)控制采用三菱公司的FX2N系列整體式PLC。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，全自動(dòng)洗衣機(jī)共有12個(gè)輸入點(diǎn)，6個(gè)輸出點(diǎn)，故選擇PLC的型號(hào)為FX2N-32MR001，如下圖2.3所示。圖2.3 FX2N-32MR001 開(kāi)關(guān)量輸入模塊是用來(lái)接收現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的開(kāi)關(guān)信號(hào)，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部接受的低電壓信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)、外信號(hào)的電氣隔離。選擇時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：1）輸入信號(hào)的類(lèi)型及電壓等級(jí)2）輸入接線方式3）注意同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)量4）輸入門(mén)檻電平開(kāi)關(guān)量輸出模塊是將P

10、LC內(nèi)部低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)外部輸出設(shè)備的開(kāi)關(guān)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)外信號(hào)的電氣隔離。選擇時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：1）輸出方式2）輸出接線方式3）驅(qū)動(dòng)能力4）注意同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量5)輸出的最大電流與負(fù)載類(lèi)型、環(huán)境溫度等因素有關(guān)由于CPU模塊有16點(diǎn)數(shù)字量輸入，有16點(diǎn)數(shù)字量的輸出，所以不再需要輸入、輸出模塊。采用I/O分配采用自動(dòng)分配方式，模塊上的輸入端子對(duì)應(yīng)的輸入地址是X000X017，輸出端子對(duì)應(yīng)的輸出地址是Y000Y017。FX2N系列PLC硬件組成與其他類(lèi)型PLC基本相同，主體由三部分組成，主要包括中央處理器CPU、存儲(chǔ)系統(tǒng)和輸入、輸出接口。PLC的基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。系統(tǒng)電源

11、有些在CPU模塊內(nèi)，也有單獨(dú)作為一個(gè)單元的，編程器一般看作PLC的外設(shè)。PLC內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)以及各種傳感器檢測(cè)信號(hào)作為PLC的輸入變量，它們經(jīng)PLC的輸入端子進(jìn)入PLC的輸入存儲(chǔ)器，收集和暫存被控對(duì)象實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)；經(jīng)PLC內(nèi)部運(yùn)算與處理后，按被控對(duì)象實(shí)際動(dòng)作要求產(chǎn)生輸出結(jié)果；輸出結(jié)果送到輸出端子作為輸出變量，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。PLC的各部分協(xié)調(diào)一致地實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制。（1）中央處理器CPUCPU的主要作用是解釋并執(zhí)行用戶(hù)及系統(tǒng)程序，通過(guò)運(yùn)行用戶(hù)及系統(tǒng)程序完成所有控制、處理、通信以及所賦予的其它功能，控制整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地工作。常用的

12、CPU主要有通用微處理器、單片機(jī)和雙極型位片機(jī)。（2）存儲(chǔ)器模塊隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM用于存儲(chǔ)PLC內(nèi)部的輸入、輸出信息，并存儲(chǔ)內(nèi)部繼電器（軟繼電器）、移位寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、定時(shí)器計(jì)數(shù)器以及累加器等的工作狀態(tài)，還可存儲(chǔ)用戶(hù)正在調(diào)試和修改的程序以及各種暫存的數(shù)據(jù)、中間變量等。只讀存儲(chǔ)器ROM用于存儲(chǔ)系統(tǒng)程序?？刹脸删幊绦虻闹蛔x存儲(chǔ)器EPROM主要用來(lái)存放PLC的操作系統(tǒng)和監(jiān)控程序，如果用戶(hù)程序已完全調(diào)試好，也可將程序固化在EPROM中。（3）輸入輸出模塊可編程序控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它的控制對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，與DCS相似，它與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的聯(lián)系也是通過(guò)輸入輸出接口模塊(I/O)實(shí)現(xiàn)

13、的。I/O模塊是可編程序控制器與生產(chǎn)過(guò)程相聯(lián)系的橋梁。PLC連接的過(guò)程變量按信號(hào)類(lèi)型劃分可分為開(kāi)關(guān)量（即數(shù)字量）、模擬量和脈沖量等，相應(yīng)輸入輸出模塊可分為開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和脈沖量輸入模塊等。（4）編程器編程器是PLC必不可少的重要外部設(shè)備。編程器將用戶(hù)所希望的功能通過(guò)編程語(yǔ)言送到PLC的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中。編程器不僅能對(duì)程序進(jìn)行寫(xiě)入、讀出、修改，還能對(duì)PLC的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也是用戶(hù)與PLC之間進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的界面。隨著PLC的功能不斷增強(qiáng)，編程語(yǔ)言多樣化，編程已經(jīng)可以在計(jì)算機(jī)上完成。CPU模塊采用三菱的FX2N32MR001（AC/DC/繼電器

14、）模塊，它控制著整個(gè)系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地進(jìn)行。同時(shí)由于該模塊采用交流220V供電，并且自帶16個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和16個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，完全能滿(mǎn)足全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求，所以不再需要另外的電源模塊、數(shù)字量輸入和輸出模塊。全自動(dòng)洗衣機(jī)在工作過(guò)程中，需要靠電動(dòng)機(jī)完成洗衣、清洗、脫水，在此過(guò)程中，還需要實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，電氣部分要在PLC程序控制下自動(dòng)完成。電氣控制部分主要由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)在快速轉(zhuǎn)換過(guò)程中，電勢(shì)能能夠快速轉(zhuǎn)換，但是電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)和電勢(shì)不是同步轉(zhuǎn)換的，因此再設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮電機(jī)有一個(gè)暫停的過(guò)程，以便電機(jī)可靠地轉(zhuǎn)換電勢(shì)方向下，否則直接影響洗衣機(jī)的洗滌和脫水程序。電機(jī)在正

15、反轉(zhuǎn)自動(dòng)切換時(shí)要能保證高效、安全。全自動(dòng)洗衣機(jī)通過(guò)排空檢測(cè)開(kāi)關(guān)（SQ1）、高水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)（SQ2）、中水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)（SQ3）、低水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)（SQ4）來(lái)檢測(cè)水位高度的位置（檢測(cè)開(kāi)關(guān)遇水就通：ON，離水就斷：OFF）。水位選擇有一個(gè)選擇按鈕來(lái)完成，水位浮球開(kāi)關(guān)用來(lái)采樣水位信息，由于水位浮球開(kāi)關(guān)是機(jī)械式的，通過(guò)通斷信號(hào)輸入PLC，由PLC 來(lái)控制進(jìn)水閥和排水閥動(dòng)作。三、電氣設(shè)計(jì)部分如下圖3.1為全自動(dòng)洗衣機(jī)的PLC控制系統(tǒng)電路圖。通過(guò)PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，并且實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)按預(yù)先設(shè)置的程序自動(dòng)執(zhí)行，完成洗衣。當(dāng)需要手動(dòng)排水與脫水時(shí)，可強(qiáng)制止自動(dòng)程序的運(yùn)行，跳出自動(dòng)切換到手動(dòng)操作。為防止全自動(dòng)洗衣

16、機(jī)在工作過(guò)程中，電路發(fā)生短路，損壞電動(dòng)機(jī)和電路中的各種電氣設(shè)備，因此在主電路中安裝了熔斷器，當(dāng)電路出現(xiàn)短路故障時(shí)，能迅速、可靠的斷開(kāi)電源。全自動(dòng)洗衣的電機(jī)容量較小，主電路中的熔斷器可同時(shí)作為控制電路的短路保護(hù)，所以在主電路中使用熔斷器就足夠了。PLC部分和開(kāi)關(guān)電源那的熔斷器也是為了防止電路過(guò)電流，保護(hù)電路和電路中的電器元件。全自動(dòng)洗衣機(jī)在無(wú)人問(wèn)津的情況下可能長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，為防止電機(jī)繞組的溫升超過(guò)額定值而損壞，采用熱繼電器作為保護(hù)元件，與熔斷器搭配使用，可靠地保護(hù)電動(dòng)機(jī)。 人機(jī)接口部分的按鈕等都選擇低壓電器元件，保護(hù)操作者的安全。3.1 洗衣機(jī)的PLC控制電路根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求和實(shí)際生活情況，選擇如

17、下表3.1中所示規(guī)格電動(dòng)機(jī)：圖3.2 科圣牌電動(dòng)機(jī)表3.1 電動(dòng)機(jī)規(guī)格品牌型號(hào)電壓(V)頻率（Hz）功率（W）轉(zhuǎn)速（r/min）額定轉(zhuǎn)矩(N .m)科圣YS104-18038050180135028交流接觸器的選擇主要考慮主觸點(diǎn)的額度電流、額定電壓、線圈電壓等。主觸點(diǎn)的額定電流In可根據(jù)下面的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行選擇： 式中為接觸器主觸點(diǎn)額定電流；K為比例系數(shù)，一般取11.4；為被控電動(dòng)機(jī)額定功率；為被控電動(dòng)機(jī)額定線電壓。并且，交流接觸器主觸點(diǎn)額定電壓一般按高于電路額定電壓來(lái)確定。所以，取K=1 圖3.3 交流接觸器其主要技術(shù)參數(shù)為：額定絕緣電壓220V； 額定發(fā)熱電流6A。根據(jù)電動(dòng)機(jī)頻繁換向啟動(dòng)的工

18、作情況，按下式選?。核?， 圖3.4 熱繼電器其主要技術(shù)參數(shù)為：脫扣等級(jí)10A； 整定電流范圍1-1.6A； 配合施奈德D06D38的交流繼電器使用。根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)要求，為保證安全，外部電器（包括電磁閥、蜂鳴器等）使用低電壓直流電，為此選擇了如下表3.2所示規(guī)格的開(kāi)關(guān)電源，將交流電轉(zhuǎn)換為要求的直流電。圖3.5 開(kāi)關(guān)電源表3.2 開(kāi)關(guān)電源規(guī)格品牌型號(hào)輸出電壓（V）輸出電流（A）效率哈克特HTSP-320F-24240-1387%根據(jù)設(shè)計(jì)要求，全自動(dòng)洗衣機(jī)需要對(duì)超重與否進(jìn)行檢測(cè)，為此選擇如圖3.6所示的壓力開(kāi)關(guān)，具體規(guī)格如下表3.3所示，用于檢測(cè)超重與否。圖3.6 壓力開(kāi)關(guān)表3.3 壓力開(kāi)

19、關(guān)的規(guī)格型號(hào)設(shè)定壓力范圍(KG)最大允許壓力(KG)最大允許電流(A)最大允許電壓(V)美國(guó)CCS壓力開(kāi)關(guān)604G315250根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將壓力設(shè)為20Kg。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇Daehansensor 品牌的DP-100S 水位浮球開(kāi)關(guān)。圖3.7 水位浮球開(kāi)關(guān)主要技術(shù)參數(shù)：供電電壓: DC12 30V 適用范圍 :壓力范圍 ：0-5 bar適用溫度：0-50圖3.8 水位浮球開(kāi)關(guān)安裝示意圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選擇如下圖所示的電磁閥，規(guī)格如下表所示。 圖3.9 電磁閥 圖3.10 示意圖表3.4 電磁閥規(guī)格品牌型號(hào)流量（）壓力范圍（bar）供電電壓德國(guó)CO-AXMK100-4024V DC根據(jù)設(shè)計(jì)要

20、求，選擇如下圖3.11所示的蜂鳴器，表3.5所示規(guī)格的壓電式蜂鳴器。圖3.11 蜂鳴器表3.5 壓電式蜂鳴器的規(guī)格類(lèi)型型號(hào)額定電壓Ue(V)響度dB/10cm光亮度cd/ 額定電流（mA）壓電式 HYPERLINK :/ ycl37 /price/356-1.aspx t _blank 蜂鳴器NFM1-22/LCAC/DC127085 20 根據(jù)單臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)頻繁變換轉(zhuǎn)向，運(yùn)用： 其中 所以 故選用CHOKUN品牌的RT16-20型號(hào)熔斷器。圖3.12 熔斷器表3.6 熔斷器主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定電壓（V）額定電流（A）額定分段能力（KA）熔斷體額定耗散功率（W）底座熔斷體500V690VCOS

21、RT16-0050016021205012【注】由于電機(jī)部分、PLC部分、開(kāi)關(guān)電源部分的額定電流都小于2A，所以都選擇額定電流為2A的熔斷體。全自動(dòng)洗衣機(jī)的人機(jī)接口中有按鈕，方便操作時(shí)也要保證安全，為此選擇了施奈德品牌的低壓凸頭按鈕，并且?guī)в兄甘緹鬖ED，供電電壓為直流電24V。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇如下表3.6所示的開(kāi)關(guān)和相應(yīng)的數(shù)量。表3.6 按鈕規(guī)格按鈕類(lèi)別完整型號(hào)模塊型號(hào)(按鈕頭+觸點(diǎn)基座)備注啟動(dòng)按鈕XB2-BW13B1CZB2BW13C+ZB2BWB31C綠燈、常開(kāi)停止按鈕XB2-BW14B2CZB2BW14C+ZB2BWB42C紅燈、常閉高水位按鈕XB2-BW14B1CZB2BW14C+

22、ZB2BWB41C紅燈、常開(kāi)中水位按鈕XB2-BW16B1CZB2BW16C+ZB2BWB61C藍(lán)燈、常開(kāi)低水位按鈕XB2-BW15B1CZB2BW15C+ZB2BWB51C黃燈、常開(kāi)手動(dòng)排水XB2-BW15B1CZB2BW15C+ZB2BWB51C黃燈、常開(kāi)手動(dòng)脫水XB2-BW16B1CZB2BW16C+ZB2BWB61C藍(lán)燈、常開(kāi)四、PLC設(shè)計(jì)及調(diào)試部分4.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)調(diào)試編程軟件采用三菱公司為其生產(chǎn)的PLC而設(shè)計(jì)的編程軟件GX Developer。4.1.2程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置（1）正常運(yùn)行流程圖正常運(yùn)行流程圖如圖4.1所示。設(shè)定水位按啟動(dòng)按鈕進(jìn)水水位到設(shè)定水

23、位停止進(jìn)水計(jì)時(shí)2s正轉(zhuǎn)洗衣計(jì)時(shí)30s反轉(zhuǎn)洗衣計(jì)時(shí)30s洗衣5次開(kāi)始NYNNYYYYYNNNN停止洗衣計(jì)時(shí)2sN停止洗衣計(jì)時(shí)2sN停止進(jìn)水停止按鈕閉合超重水是否排完脫水計(jì)時(shí)30s洗衣過(guò)程運(yùn)行3次洗完報(bào)警計(jì)時(shí)3s結(jié)束超重報(bào)警YYYNNNN排水YY (2)強(qiáng)制運(yùn)行流程圖強(qiáng)制運(yùn)行流程圖如圖4.2所示。開(kāi)始正常運(yùn)行按停止按鈕洗滌電機(jī)和脫水桶停止轉(zhuǎn)動(dòng)、進(jìn)水和排水電磁閥閉合排水打開(kāi)手動(dòng)排水開(kāi)關(guān)打開(kāi)手動(dòng)脫水開(kāi)關(guān)脫水結(jié)束YYYNNN圖4.2 強(qiáng)制運(yùn)行流程圖這個(gè)程序有自動(dòng)方式和手動(dòng)方式兩種。在自動(dòng)方式下，PLC將運(yùn)行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)（適用于機(jī)械一切都正常工作的情況下）。在手動(dòng)方式下是在緊急停止情況下，可以手

24、動(dòng)排水和脫水。3.程序的下載、安裝和調(diào)試將各個(gè)輸入輸出端子和實(shí)際控制系統(tǒng)中的按鈕。所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。全自動(dòng)洗衣機(jī)程序是由GX Developer軟件的指令完成，正常工作是程序存放在存儲(chǔ)卡中，若要修改程序，先將PLC設(shè)定在STOP狀態(tài)下，運(yùn)行GX Developer編程軟件，打開(kāi)全自動(dòng)洗衣機(jī)程序，即可在線調(diào)試，也可用編程器進(jìn)行調(diào)試。這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、水位選擇開(kāi)關(guān)（高水位、中水位、低水位）、手動(dòng)排水、自動(dòng)排水開(kāi)關(guān)、高水位浮球開(kāi)關(guān)、中水位浮球開(kāi)關(guān)，低水位浮球開(kāi)關(guān)、水排空浮球開(kāi)關(guān)、壓力開(kāi)關(guān)共12個(gè)。具體的輸入地址分配如表4.1所示。表4.1 輸入地址分配輸入地

25、址對(duì)應(yīng)的元器件對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備X001SB1啟動(dòng)按鈕X002SB2停止按鈕X003SB3高水位選擇開(kāi)關(guān)X004SB4中水位選擇開(kāi)關(guān)X005SB5低水位選擇開(kāi)關(guān)X006SQ1水排空檢測(cè)開(kāi)關(guān)X007SQ2高水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)X010SQ3中水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)X011SQ4低水位檢測(cè)開(kāi)關(guān)X012SB6手動(dòng)排水X013SB7手動(dòng)脫水X014SP1壓力開(kāi)關(guān)這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、洗滌電動(dòng)機(jī)、脫水桶、報(bào)警器共五個(gè)設(shè)備。但是由于洗滌電動(dòng)機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)狀態(tài)，分別都應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點(diǎn)有六個(gè)。具體的輸出地址分配如表4.2所示。表4.2 輸出地址分配輸出地址對(duì)應(yīng)的元器件對(duì)應(yīng)的

26、外部設(shè)備Y001YA1啟動(dòng)洗衣機(jī)Y002YA2進(jìn)水電磁閥Y003KM1洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器及脫水Y004KM2洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器Y005YA3排水電磁閥Y006YH報(bào)警器全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)中的工作時(shí)間和循環(huán)次數(shù)需要定時(shí)器和計(jì)數(shù)器來(lái)控制。具體定時(shí)器和計(jì)數(shù)器分配如表4.3所示。表4.3 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器分配類(lèi)別元器件號(hào)設(shè)定值作用定時(shí)器T02s進(jìn)水后暫停時(shí)間T130s正轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時(shí)T22s正轉(zhuǎn)暫停計(jì)時(shí)T330s反轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時(shí)T42s反轉(zhuǎn)暫停計(jì)時(shí)T530s脫水計(jì)時(shí)T63s洗完報(bào)警計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器C05次正反洗循環(huán)計(jì)數(shù)C13次大循環(huán)計(jì)數(shù)4.PLC I/0硬件接線圖根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的輸入、輸出地址分配和

27、定時(shí)器、計(jì)時(shí)器分配以及所選PLC型號(hào)，PLC I/O硬件接線圖如下圖4.1所示。圖4.1 I/O硬件接線圖在本程序中，M0是按下啟動(dòng)按鈕的輔助繼電器；M1是判斷洗衣機(jī)水位是否和設(shè)定水位不一致的輔助繼電器；M2是判斷洗衣機(jī)是否和設(shè)定水位一致的輔助繼電器；M3是停止自動(dòng)洗衣機(jī)的輔助繼電器，它的助記符如下。/按下啟動(dòng)按鈕，開(kāi)始洗衣/LD X001OR M0ANI X002OUT M0/洗衣機(jī)水位與設(shè)定水位不一致輔助繼電器/LD X003ANI X007LD X004ANI X010ORBLD X005ANI X011ORBOUT M1/洗衣機(jī)水位與設(shè)定水位相一致輔助繼電器/LD X003AND X0

28、07LD X004AND X010ORBLD X005AND X011ORBOUT M2/停止自動(dòng)洗衣輔助繼電器/LD X002OR M3ANI X001OUT M3在正常情況下，按下啟動(dòng)按鈕或者脫水完畢，而且洗衣大循環(huán)未到三次時(shí)，開(kāi)始進(jìn)水，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定水位后停止進(jìn)水，等待2s后進(jìn)入洗衣程序。在強(qiáng)制停止情況下，當(dāng)停止按鈕按下時(shí)立即停止進(jìn)水。它的助記符程序?yàn)椋?進(jìn)水到設(shè)定的水位，超重后報(bào)警，進(jìn)水閥關(guān)閉，自動(dòng)洗衣終止/LD M0LD T5ANI C1ORBOR Y002AND M1ANI X002ANI X014OUT Y002LD X014OUT Y006LD Y006RST M0/進(jìn)水到設(shè)定

29、的水位后等待2s/LD M2ANI Y005ANI Y001ANI Y004OUT T0 K20進(jìn)水到設(shè)定水位2s后，開(kāi)始洗衣，先正轉(zhuǎn)30s，停止2s然后再反轉(zhuǎn)30s，停止2s這樣循環(huán)5次后進(jìn)入排水過(guò)程。/洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)30s/LD T0LDI C0AND T4ORBOR Y001ANI T1OUT Y001OUT T1 K300/洗滌電動(dòng)機(jī)停2s/LD T1OUT T2 K20/洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)30s/LD T2OR Y004ANI T2OUT Y004OUT T3 K300/洗滌電動(dòng)機(jī)停2s/LD T3OUT T4 K20洗衣過(guò)程完畢后，進(jìn)入排水過(guò)程。水排空后停止排水。它的助記符程序?yàn)椋?洗

30、衣小循環(huán)5次/LD Y004OUT C0 K5LD C0OUT Y005/排水，直至水排空/LD C0OR Y005ANI X002ANI X006LD M3AND X012ORBOUT Y005水排空后，開(kāi)始脫水，脫水30s后停止脫水。因?yàn)榕袛嗨趴帐欠裨谂潘戤吅?，所以要用到水排完畢輔助繼電器。它的助記符程序如下：/排水完畢輔助繼電器/LD Y005OR M4ANI Y003OUT M4/脫水30s/LD X006AND M4OR Y003ANI T3ANI X002OR X013OUT Y003OUT T5 K300洗衣大循環(huán)3次后，開(kāi)始洗完報(bào)警過(guò)程，3s后停止報(bào)警，這樣整個(gè)洗衣過(guò)程結(jié)束。它的助記符程序?yàn)椋?洗衣大循環(huán)3次/LD Y003OUT C1 K3LD C1OUT Y006/報(bào)警3s/LD Y006ANI T6ANI X002OUT Y006OUT Y006OUT T6 K30END4.4 程序梯形圖五、總結(jié) 該系統(tǒng)采用