3-1全自動(dòng)洗衣機(jī)控制解析

全自動(dòng)洗衣機(jī)的PLC控制步進(jìn)指令及應(yīng)用之一任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析相關(guān)知識(shí)任務(wù)實(shí)施知識(shí)鏈接能力測(cè)試研討與練習(xí)主要內(nèi)容掌握PLC的狀態(tài)軟元件及應(yīng)用。掌握PLC的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進(jìn)順控指令的表達(dá)形式及對(duì)應(yīng)關(guān)系。掌握單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程。任務(wù)目標(biāo)任務(wù)分析設(shè)計(jì)一個(gè)用PLC控制的工業(yè)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)。其控制要求如下：?jiǎn)?dòng)時(shí)，首先進(jìn)水，到高水位時(shí)停止進(jìn)水，開(kāi)始洗滌。正轉(zhuǎn)洗滌15s，暫停3s后反轉(zhuǎn)洗滌15s，暫停3s后再正轉(zhuǎn)洗滌，如此反復(fù)30次。洗滌結(jié)束后，開(kāi)始排水，當(dāng)水位下降到低水位時(shí)，進(jìn)行脫水（同時(shí)排水），脫水時(shí)間為10s。這樣完成一次從進(jìn)水到脫水的大循環(huán)過(guò)程。經(jīng)過(guò)3次上述大循環(huán)后（第2、第3次為漂洗），進(jìn)行洗衣完成報(bào)警，報(bào)警10s后結(jié)束全過(guò)程，自動(dòng)停機(jī)。相關(guān)說(shuō)明波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安裝的。外桶固定，作為盛水用，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水（甩干）用。內(nèi)桶的四周有許多小孔，使內(nèi)、外涌的水流相通。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控制。進(jìn)水時(shí)，控制系統(tǒng)使進(jìn)水電磁閥打開(kāi)，將水注入外桶；排水時(shí)，控制系統(tǒng)使排水電磁閥打開(kāi)，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌和脫水由同一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)，通過(guò)電磁離合器來(lái)控制，將動(dòng)力傳遞給洗滌波輪或甩干桶（內(nèi)桶）。電磁離合器失電，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)洗滌波輪實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，進(jìn)行洗滌；電磁離合器得電，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶單向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行甩干（此時(shí)波輪不轉(zhuǎn)）。水位高低分別由高低水位開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢測(cè)。啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。流程圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖狀態(tài)繼電器步進(jìn)順控指令狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程方法編程注意事項(xiàng)相關(guān)知識(shí)流程圖是由一些圖框和流程線組成的，其中圖框表示各種操作的類型，圖框中的文字和符號(hào)表示操作的內(nèi)容，流程線表示操作的先后次序。流程圖有工藝流程圖、控制流程圖、系統(tǒng)流程圖及程序流程圖等多種類型。電機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)工作流程圖如左邊所示。流程圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖又稱狀態(tài)流程圖，它是一種用狀態(tài)繼電器來(lái)表示的順序功能圖，是FX2N系列PLC專門用于編制順序控制程序的一種編程方式。如何將流程圖轉(zhuǎn)化為狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖呢？一是將流程圖中的每一個(gè)工序（或階段）用PLC的一個(gè)狀態(tài)繼電器來(lái)替代；二是將流程圖中的每個(gè)階段要完成的工作（或動(dòng)作）用PLC的線圈指令或功能指令來(lái)替代；三是將流程圖中各個(gè)階段之間的轉(zhuǎn)移條件用PLC的觸點(diǎn)或電路塊來(lái)替代；四是流程圖中的箭頭方向就是PLC狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中的轉(zhuǎn)移方向。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖將整個(gè)控制過(guò)程按任務(wù)要求分解，其中的每一個(gè)工序都對(duì)應(yīng)一個(gè)狀態(tài)（即步），并分配狀態(tài)繼電器搞清楚每個(gè)狀態(tài)的功能、作用找出每個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件和方向根據(jù)控制要求或工藝要求，畫(huà)出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖設(shè)計(jì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的方法和步驟電動(dòng)機(jī)循環(huán)正反轉(zhuǎn)控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可以將復(fù)雜的控制任務(wù)或控制過(guò)程分解成若干個(gè)狀態(tài)。相對(duì)某一個(gè)具體的狀態(tài)來(lái)說(shuō)，控制任務(wù)簡(jiǎn)單了，給局部程序的編制帶來(lái)了方便。整體程序是局部程序的綜合，只要搞清楚各狀態(tài)需要完成的動(dòng)作、狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件和轉(zhuǎn)移的方向，就可以進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計(jì)。這種圖形很容易理解，可讀性很強(qiáng)，能清楚地反映全部控制的工藝過(guò)程。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的特點(diǎn)類別符號(hào)、點(diǎn)數(shù)用途初始狀態(tài)S0~S9，10點(diǎn)用于SFC的初始狀態(tài)返回狀態(tài)S10~S19，10點(diǎn)用于返回原點(diǎn)狀態(tài)一般狀態(tài)S20~S499，480點(diǎn)用于SFC的中間狀態(tài)掉電保持狀態(tài)S500~S899，400點(diǎn)用于保持停電前狀態(tài)信號(hào)報(bào)警狀態(tài)S900~S999，100點(diǎn)用作報(bào)警元件狀態(tài)繼電器步進(jìn)順控指令（STL/RET）狀態(tài)的三要素：驅(qū)動(dòng)負(fù)載、指定轉(zhuǎn)移方向和轉(zhuǎn)移條件。其中指定轉(zhuǎn)移方向和轉(zhuǎn)移條件是必不可少的，驅(qū)動(dòng)負(fù)載則要視具體情況，也可能不進(jìn)行實(shí)際負(fù)載的驅(qū)動(dòng)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程原則為：先進(jìn)行負(fù)載的驅(qū)動(dòng)處理，然后進(jìn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)移處理。狀態(tài)的轉(zhuǎn)移使用SET指令，不連續(xù)轉(zhuǎn)移用OUT指令。在狀態(tài)轉(zhuǎn)移程序中，所謂的“有電”或“開(kāi)啟”或“激活”可以理解為該段程序被掃描執(zhí)行；而“無(wú)電”或“關(guān)閉”或“未激活”則可以理解為該段程序被跳過(guò)，未能掃描執(zhí)行。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程方法與STL步進(jìn)觸點(diǎn)相連的觸點(diǎn)應(yīng)使用LD或LDI指令，步進(jìn)程序的最后一定要使用RET指令。初始狀態(tài)可由其他狀態(tài)驅(qū)動(dòng)，但初始狀態(tài)可用M8002或M8000進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。STL觸點(diǎn)可以直接驅(qū)動(dòng)或通過(guò)別的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)Y、M、S、T等元件的線圈和應(yīng)用指令。不同的STL觸點(diǎn)可以驅(qū)動(dòng)同一軟元件的線圈。在步的活動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移過(guò)程中，相鄰兩步的狀態(tài)繼電器會(huì)同時(shí)ON一個(gè)掃描周期，可能會(huì)引發(fā)瞬時(shí)的雙線圈問(wèn)題。同一定時(shí)器的線圈不可以在相鄰的步使用；避兔不能同時(shí)接通的兩個(gè)輸出同時(shí)動(dòng)作。編程注意事項(xiàng)并行流程或選擇流程中每一分支狀態(tài)的支路數(shù)不能超過(guò)8條，總的支路數(shù)不能超過(guò)16條。若為順序不連續(xù)轉(zhuǎn)移（即跳轉(zhuǎn)），不能使用SET指令進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移，應(yīng)改用OUT指令進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。STL觸點(diǎn)右邊不能緊跟著使用入棧（MPS）指令。STL指令不能與MC、MCR指令一起使用。在FOR、NEXT結(jié)構(gòu)中、子程序和中斷程序中，不能有STL程序塊，但STL程序塊中可允許使用最多4級(jí)嵌套的FOR、NEXT指令。需要在停電恢復(fù)后繼續(xù)維持停電前的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，可使用S500～S899停電保持狀態(tài)繼電器。編程注意事項(xiàng)（續(xù)）輸入輸出輸入元件作用輸入繼電器輸出元件作用輸出繼電器SB1啟動(dòng)按鈕X0KA1進(jìn)水電磁閥Y0SQ1高水位開(kāi)關(guān)X1KM1電機(jī)正轉(zhuǎn)控制Y1SQ2低水位開(kāi)關(guān)X2KM2電機(jī)反轉(zhuǎn)控制Y2KA2排水電磁閥控制Y3KA3脫水電磁離合器控制Y4KA4報(bào)警蜂鳴器控制Y5任務(wù)實(shí)施——I/O分配任務(wù)實(shí)施——硬件接線任務(wù)實(shí)施——梯形圖編程任務(wù)實(shí)施——狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程任務(wù)實(shí)施——狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程輸入程序。靜態(tài)調(diào)試。動(dòng)態(tài)調(diào)試。其他測(cè)試。調(diào)試所謂單流程就是指狀態(tài)轉(zhuǎn)移只可能有一種順序，沒(méi)有其他可能。由單流程構(gòu)成的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖就叫作單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖?，F(xiàn)實(shí)當(dāng)中并非所有的順序控制都為一種順序，含有多種順序（或路徑）的叫分支流程。知識(shí)鏈接--單流程（1）根據(jù)控制要求，列出PLC的I/O分配表，畫(huà)出I/O接線圖；（2）將整個(gè)工作過(guò)程按工作步序進(jìn)行分解，每個(gè)工作步序?qū)?yīng)一個(gè)狀態(tài)，將其分為若干個(gè)狀態(tài)；（3）理解每個(gè)狀態(tài)的功能和作用，即設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)程序；（4）找出每個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向；（5）根據(jù)以上分析，畫(huà)出控制系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖；（6）根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖寫出指令表。知識(shí)鏈接--單流程編程方案與步驟控制要求為：三盞彩燈HL1、HL2、HL3，按下起動(dòng)按鈕后HL1亮，1s后HL1滅HL2亮，1s后HL2滅HL3亮，1s后HL3滅，1s后HL1、HL2、HL3全亮，1s后HL1、HL2、HL3全滅，1s后HL1、HL2、HL3全亮，1s后HL1、HL2、HL3全滅，1s后，HL1亮……如此循環(huán)；隨時(shí)按停止按鈕停止系統(tǒng)運(yùn)行。單流程編程實(shí)例之一任務(wù)實(shí)施——I/O分配任務(wù)實(shí)施——程序設(shè)計(jì)控制要求為：具有手動(dòng)和自動(dòng)控制功能，手動(dòng)時(shí)，各動(dòng)作能分別操作；自動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕后，從原點(diǎn)開(kāi)始按圖3－13所示的流程運(yùn)行一周回到原點(diǎn)；圖中SQ1～SQ4為行車進(jìn)退限位開(kāi)關(guān)，SQ5、SQ6為吊鉤上、下限位開(kāi)關(guān)。用步進(jìn)指令設(shè)計(jì)一個(gè)電鍍槽生產(chǎn)線的控制程序XO：自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換，X1：右限位，X2：第二槽限位，X3：第三槽限位，X4：左限位；X5：上限位，X6：下限位，X7：停止，X10：自動(dòng)位起動(dòng)，Xll：手動(dòng)向上，X12：手動(dòng)向下，X13：手動(dòng)向右，X14：手動(dòng)向左，YO：吊鉤上，Y1：吊鉤下，Y2：行車右行，Y3：行車左行，Y4：原點(diǎn)指示。I/O分配外部接線圖系統(tǒng)程序控制要求如下：手動(dòng)操作時(shí)，每個(gè)動(dòng)作均能單獨(dú)操作，用于將機(jī)械手復(fù)位至原點(diǎn)位置；連續(xù)運(yùn)行時(shí)，在原點(diǎn)位置按起動(dòng)按鈕，機(jī)械手按圖3-16所示連續(xù)工作一個(gè)周期。一個(gè)周期的工作過(guò)程如下：原點(diǎn)→下降→夾緊（T）→上升→右移→下降→放松（T）→上升→左移到原點(diǎn)，時(shí)間T由教師現(xiàn)場(chǎng)規(guī)定。能力測(cè)試——機(jī)械手的控制系統(tǒng)X0：自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換，X1：停止，X2：自動(dòng)起動(dòng)，X3：上限位，X4：下限位，X5：左限位，X6：右限位，X7：手動(dòng)向上，X10：手動(dòng)向下，X11：手動(dòng)左移，X12：手動(dòng)向右，X13：手動(dòng)夾緊/放松；Y0：夾緊／放松，Y1：上升，Y2：下降，Y3：左移，Y4：右移，Y5：原點(diǎn)指示。系統(tǒng)I/O分配如下：機(jī)械手動(dòng)作示意圖設(shè)計(jì)程序（40分）根據(jù)系統(tǒng)控制要求及PLC的I/O分配，試設(shè)計(jì)其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。設(shè)計(jì)接線圖（20分）

根據(jù)系統(tǒng)控制要求，設(shè)計(jì)其系統(tǒng)接線圖。系統(tǒng)調(diào)試（40分）輸入程序、靜態(tài)調(diào)試、動(dòng)態(tài)調(diào)試、其它測(cè)試。調(diào)試啟動(dòng)按鈕S01用來(lái)開(kāi)啟運(yùn)料小車，停止按鈕S02用來(lái)手動(dòng)停止運(yùn)料小車。按S01小車從原點(diǎn)啟動(dòng)，KM1接觸器吸合使小車向前運(yùn)行直到碰SQ2開(kāi)關(guān)停，KM2接觸器吸合使甲料斗裝料5s，然后小車?yán)^續(xù)向前運(yùn)行直到碰SQ3開(kāi)關(guān)停，此時(shí)KM3接觸器吸合使乙料斗裝料3s，隨后KM4接觸器吸合，小車返回原點(diǎn)直到碰SQ1開(kāi)關(guān)停止，KM5接觸器吸合使小車卸料5s后完成一次循環(huán)。配料小車的PLC控制PLC控制運(yùn)料小車示意圖要求小車連續(xù)循環(huán)與單次循環(huán)可按S07自鎖按鈕進(jìn)行選擇，當(dāng)S07為“0”時(shí)小車連續(xù)循環(huán)，當(dāng)S07為“1”時(shí)小車單次循環(huán)；根據(jù)要求畫(huà)其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。配料小車（1）的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖見(jiàn)右圖。SQ7小車連續(xù)循環(huán)，按停止按鈕S02小車完成當(dāng)前運(yùn)行環(huán)節(jié)后，立即返回原點(diǎn)，直到碰到SQ1開(kāi)關(guān)停止；再按啟動(dòng)按鈕S01小車重新運(yùn)行；根據(jù)要求畫(huà)其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。配料小車（2）的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖見(jiàn)圖要求連續(xù)做3次循環(huán)后自動(dòng)停止，中途按停止按鈕S02則小車完成一次循環(huán)后才能停止；根據(jù)要求畫(huà)出其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。配料小車（3）的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖見(jiàn)右圖。啟動(dòng)按鈕S01用來(lái)開(kāi)啟運(yùn)料小車，停止按鈕S02用來(lái)手動(dòng)停止運(yùn)料小車。按S01小車從原點(diǎn)啟動(dòng)，KM1接觸器吸合使小車向前運(yùn)行直到碰SQ2開(kāi)關(guān)停，KM2接觸器吸合使甲料斗裝料5s，隨后KM4接觸器吸