PLC-全自動(dòng)洗衣機(jī)

1、實(shí)用文檔拗曲2尊況?電氣限制與PLC應(yīng)用?課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目：全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC限制學(xué)生姓名：趙金專業(yè):機(jī)械電子工程班級(jí):1301學(xué)號(hào):1310740106指導(dǎo)教師：張峰職稱教師完成時(shí)間：2021-5-25目錄一、 緒論 -1 -1.1、 全自動(dòng)洗衣機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀 -1 -1.2、 設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的意義 -1 -1.3、 全自動(dòng)洗衣機(jī)主要實(shí)現(xiàn)功能 -1 -二、 硬件電路的實(shí)現(xiàn) -2 -2.1主控電路設(shè)計(jì) -2 -2.1.1 PLC 簡(jiǎn)介 -2 -2.1.2 限制器I/O 口分配表 -4 -2.1.3 全自動(dòng)洗衣機(jī) PLC限制的硬件圖 -5 -2.2單相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)限制電路設(shè)計(jì) -5 -2.3

2、報(bào)警電路設(shè)計(jì) -7 -2.4 進(jìn)排水限制電路設(shè)計(jì) -8 -2.4.1 進(jìn)水閥閥門(mén)簡(jiǎn)介 -8 -2.4.2 進(jìn)水閥門(mén)限制電路設(shè)計(jì) -10 -2.4.3 排水閥門(mén)簡(jiǎn)介 -11 -2.4.4 排水閥門(mén)限制電路設(shè)計(jì) -12 -2.5 水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì) -13-三、軟件程序?qū)崿F(xiàn) -14 -3.1軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 -14-3.2全自動(dòng)洗衣機(jī)程序流程圖 -15 -3.3全自動(dòng)洗衣機(jī)功能梯形圖編程實(shí)現(xiàn) -17 -3.4系統(tǒng)調(diào)試 -21 -結(jié)束語(yǔ) 23參考文獻(xiàn) 24附錄 25指令表清單： 25一、緒論1.1、全自動(dòng)洗衣機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀目前洗衣機(jī)是一種耳熟能詳?shù)募矣秒娖?隨著科技的進(jìn)步和人們生活質(zhì)量的 提升,以及人們

3、對(duì)精神文明的高度追求, 那么全自動(dòng)洗衣機(jī)也揭開(kāi)了面紗, 現(xiàn)在 做的比擬好的,國(guó)內(nèi)有小天鵝、海爾、榮事達(dá)等等,國(guó)外有西門(mén)子,博世等等. 這些廠家所生產(chǎn)的全自動(dòng)洗衣機(jī)還是比擬好的, 但所謂物以稀為貴,所以相對(duì)來(lái) 說(shuō)價(jià)格還存在很大的異議.而人們追求的高質(zhì)量生活,也就對(duì)這些不是很過(guò)問(wèn)了, 只要買來(lái)好用就可以了,所以目前市場(chǎng)上還是有很大的開(kāi)展空間.1.2、設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的意義全自動(dòng)洗衣機(jī)以其固有的優(yōu)點(diǎn)還是贏得了很多的消費(fèi)者的信賴,應(yīng)用而生, 它將是現(xiàn)在到未來(lái)的星星產(chǎn)品,所以有必要開(kāi)發(fā)和改善現(xiàn)有的全自動(dòng)洗衣機(jī), 應(yīng) 用最先進(jìn)的科技技術(shù),投入最少的資金.而目前隨著 PLC價(jià)格下降,PLC的應(yīng) 用不斷普及,

4、同時(shí),PLC本身所具有的：可靠性高、抗干擾水平強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、 體積小、功耗低、便于維護(hù)等特點(diǎn)使得PLC成為工控領(lǐng)域的首選限制器,所以可 以應(yīng)用該產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā),從而到達(dá)洗衣機(jī)自動(dòng)化限制,更多的贏得消費(fèi)者的青睞.1.3、全自動(dòng)洗衣機(jī)主要實(shí)現(xiàn)功能本篇論文所設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能主要包括：自動(dòng)洗滌,自動(dòng)漂洗,自 動(dòng)脫水三個(gè)主要階段,同時(shí)可手控洗滌衣物.通過(guò)PLC具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：1按下啟動(dòng)按鈕及水位選擇開(kāi)關(guān),注水直到水 位開(kāi)關(guān)設(shè)定的水位,關(guān)閉進(jìn)水閥.2關(guān)閉進(jìn)水閥后延時(shí)2s,然后開(kāi)始洗滌.3 洗滌時(shí),洗衣機(jī)滾筒首先正轉(zhuǎn) 30s,停止2s,然后再反轉(zhuǎn)30s,停止2s4如 此循環(huán)5次,總共320s后開(kāi)始排水

5、,水排空以后開(kāi)始脫水,脫水時(shí)間為30s5 第一次脫水完成后開(kāi)始自動(dòng)漂洗,重復(fù)25的步驟,一共清洗兩遍6 清洗完成后,洗衣機(jī)報(bào)警3s提示洗衣完成并且自動(dòng)停機(jī)7在自動(dòng)限制的過(guò)程 中假設(shè)按下停車按扭,可進(jìn)入手動(dòng)限制過(guò)程,可手動(dòng)排水不脫水和手動(dòng)脫水.二、硬件電路的實(shí)現(xiàn)本篇論文所設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)所包含的硬件電路主要有：主控電路設(shè)計(jì)、 單相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)限制電路設(shè)計(jì)、報(bào)警電路設(shè)計(jì)、進(jìn)排水限制電路設(shè)計(jì)、水位檢測(cè)限制電路設(shè)計(jì)等.2.1主控電路設(shè)計(jì)2.1.1 PLC 簡(jiǎn)介本文設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)所采用的限制器為三菱公司FX2n系列PLCFX2n-48MR-D可編程邏輯限制器Programmable Logic

6、Controller,PLC,它采用一類可編程的存儲(chǔ)器,用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序限制、定時(shí)、計(jì)數(shù) 與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出限制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程.可編程邏輯限制器實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)限制的計(jì)算機(jī),其硬件結(jié)構(gòu)根本上與微型計(jì)算機(jī)相同,根本構(gòu)成有：、電源可編程邏輯限制器的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用.如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的,因此,可編程邏輯限制器的制造商 對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視. 一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%范圍內(nèi),可以 不采取其它舉措而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去、中央處理單元(CPU)中央處理單

7、元(CPU)是可編程邏輯限制器的限制中樞.它根據(jù)可編程邏輯控 制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電 源、存儲(chǔ)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(yǔ)法錯(cuò)誤.當(dāng) 可編程邏輯限制器投入運(yùn)行時(shí),首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)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(chǔ)器中逐條讀取用戶程序, 經(jīng)過(guò)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)存放器內(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) 或輸出存放器內(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.為了進(jìn)一步提升可編程邏輯限制器的可

8、靠性,近年來(lái)對(duì)大型可編程邏輯限制 器還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng),或采用三 CPU的表決式系統(tǒng).這樣,即使某個(gè) CPU出現(xiàn)故障,整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行.、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器主要包括：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器.存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ) 器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器.存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器.、輸入輸出接口電路 .輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路,作用是可編程邏輯限制器與現(xiàn)場(chǎng)限制的接口界面的輸入通道. .輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)存放器、 選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成,作用 可編程邏輯限制器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的限制信號(hào).、功能模塊如計(jì)數(shù)、定時(shí)等功能模塊.、通信模塊主要用

9、于PLC與其她限制器之間的通信,如 SCI通信等.可編程邏輯限制器具有以下鮮明的特點(diǎn)：、系統(tǒng)構(gòu)成靈活,擴(kuò)展容易,以開(kāi)關(guān)量限制為其特長(zhǎng)；也能進(jìn)行連續(xù)過(guò)程的PID回路限制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的限制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的綜合自動(dòng)化.、使用方便,編程簡(jiǎn)單,采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言,而 無(wú)需計(jì)算機(jī)知識(shí),因此系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期短,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易.另外,可在線修改程序, 改變限制方案而不拆動(dòng)硬件.、能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境,抗干擾水平強(qiáng),可靠性強(qiáng),遠(yuǎn)高于其她各種機(jī) 型.正是由于以上特點(diǎn)PLC被廣泛應(yīng)用于個(gè)工程限制領(lǐng)域.FX2n-48MR-D型PLC屬于FX2n系列,具有48個(gè)I/O點(diǎn)數(shù)輸入24點(diǎn),

10、輸出 24點(diǎn)的根本單元,繼電器輸出型,使用24V電源.2.1.2限制器I/O 口分配表表2.1限制器I/O 口分配表輸入輸出停止X000啟動(dòng)洗衣機(jī)丫000啟動(dòng)X001進(jìn)水閥丫001高水位X002正轉(zhuǎn)丫002中水位X003反轉(zhuǎn)丫003低水位X004排水Y004排空檢測(cè)X005脫水Y005高水位檢測(cè)X006報(bào)警Y006中水位檢測(cè)X007低水位檢測(cè)X010手動(dòng)排水X011手動(dòng)脫水X0122.1.3全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC限制的硬件圖停止S】“啟動(dòng)七刃 簡(jiǎn)水位S3 汙水魚(yú),常 低水位/ S5彳 IQk Ci非空檢jgL唁S6 簡(jiǎn)水位諮匕摯氐水位尊測(cè)g驢.尹動(dòng)排 S10 苗贅脫杰V S11X000Y000Vf

11、wTilVAAlX002V002X003¥003XOMY004PLCX005Y005X006Y006X(>07X010X011X012COMCOMVI35<51112PLC啟動(dòng)洗衣機(jī)2019電機(jī)正轉(zhuǎn)限制塊16進(jìn)水閥限制塊電機(jī)反轉(zhuǎn)限制塊排水限制塊15脫水限制塊扌艮警限制塊圖2.1全自動(dòng)洗衣機(jī) PLC限制的硬件圖如圖2.1所示,按鍵S1-S11分別為不同信號(hào)信號(hào)輸入,CO為公共接地端,Y000-Y006分別為不同限制信號(hào)輸出端,輸出限制信號(hào)限制執(zhí)行電路的工作狀 態(tài)O2.2單相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)限制電路設(shè)計(jì)單相異步電動(dòng)機(jī)主要用于為洗衣機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力,電機(jī)驅(qū)動(dòng)限制電路用于限制電

12、機(jī)的啟停,正反轉(zhuǎn)等,保證全自動(dòng)洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能正常運(yùn)行.根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能設(shè)計(jì)出的單相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)限制電路如下：Q啟動(dòng)繞組圖2.2單相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖如圖2.2所示,KQ為刀開(kāi)關(guān),相當(dāng)于洗衣機(jī)的插頭,FU1為熔斷器,可以保 護(hù)電機(jī)不至于因工作異常導(dǎo)致電流過(guò)大而使電機(jī)燒毀. KM1 KM2分別為繼電器 的動(dòng)合觸點(diǎn),分別限制電機(jī)的正反轉(zhuǎn).電路的工作原理為：當(dāng)KM1接通時(shí),電容器串聯(lián)在啟動(dòng)繞組繞組上,貝U電流I相位約90°,設(shè)此時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn),當(dāng)KM1斷開(kāi),KM2接通時(shí),電容器從啟動(dòng)繞 組切斷到工作繞組中,那么電流I工作繞組超前啟動(dòng)繞組相位約 90°,從而實(shí)現(xiàn) 了電動(dòng)機(jī)的

13、反轉(zhuǎn),在該電路中實(shí)質(zhì)上是主、副繞組相互交換來(lái)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的,因 此這種單相異步電動(dòng)機(jī)的工作繞組和啟動(dòng)繞組必須是可以互換的.所以它的工作 繞組、啟動(dòng)繞組的線圈匝數(shù)線徑,所占槽位數(shù)都是應(yīng)該完全相同的+24V|芒嚴(yán)啟動(dòng)限制信號(hào)YOOO占正轉(zhuǎn)限制信號(hào)Y002歲一反轉(zhuǎn)限制信號(hào)丫003再一S05073HaKM2KM1KM1covf圖2.3單相異步電動(dòng)機(jī)限制電路如圖2.3所示,限制電路工作電壓與 PLC電源相同,其中R4為限流電阻, NPN型三極管PE8050在電路中用作開(kāi)關(guān)管的功能,PE8050其耐壓值為30V,額 定電流為1.5A,所以可在此電路中平安使用.此限制電路的工作必須在啟動(dòng)信 號(hào)為1的條件下,當(dāng)

14、正轉(zhuǎn)限制信號(hào)為1,反轉(zhuǎn)限制信號(hào)為0時(shí),繼電器KM1線圈 得電,驅(qū)動(dòng)電路中繼電器KM1常開(kāi)觸點(diǎn)KM1閉合,電機(jī)正轉(zhuǎn).當(dāng)正轉(zhuǎn)限制信號(hào)為 0,反轉(zhuǎn)限制信號(hào)為1時(shí),KM1線圈失電,動(dòng)合觸點(diǎn)KM1斷開(kāi),繼電器KM2線圈 得電,驅(qū)動(dòng)電路中,繼電器 KM2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,電機(jī)反轉(zhuǎn).啟動(dòng)信號(hào)為 0時(shí), 整個(gè)限制電路失電,繼電器 KM1 KM2線圈失電,動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi),電機(jī)停止,洗 衣機(jī)停止工作.2.3報(bào)警電路設(shè)計(jì)報(bào)警電路工作于洗衣機(jī)完成洗衣后,自動(dòng)報(bào)警3s,告知洗衣完成.然后自動(dòng)停機(jī)R61KCOM圖2.4報(bào)警電路電路圖如圖2.4所示,當(dāng)報(bào)警限制信號(hào)為1時(shí),蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警2.4進(jìn)排水限制電路設(shè)計(jì)2.4.1進(jìn)水閥閥

15、門(mén)簡(jiǎn)介本文所選擇的進(jìn)水電磁閥為海鷹 FCD3-4型單頭進(jìn)水電磁閥.其限制簡(jiǎn)單,使用方便,體積小,價(jià)格低,性能優(yōu)良.圖2.5單頭進(jìn)水電磁閥由圖2.5可知,該電磁閥的額定工作電壓為 220V,額定工作電流26mA1ft11 d IN 171.進(jìn)水接頭套；2線膠墊固；玉休；4.標(biāo)膠閥門(mén)；5關(guān)門(mén)接盤(pán)；6.橡膠培 頭；了.動(dòng)鐵芯；呂.復(fù)位弾簧；9線圈接頭片；io世簡(jiǎn)；n.議裝定鐵芯；12.賤圈框袈；1王電磁線囲；14.磁路彎板;15.導(dǎo)磁板;15.過(guò)濾網(wǎng)圖2.6海鷹FCD3-4型單頭進(jìn)水電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖進(jìn)水閥的結(jié)構(gòu)圖如圖2.6所示,未通電時(shí),電磁線圈13無(wú)電流通過(guò),動(dòng)鐵 芯7的橡膠堵頭6在復(fù)位彈簧8作用

16、下,將閥門(mén)接盤(pán)5的中央孔D封閉.此時(shí)注 入水經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)16流入進(jìn)水腔B內(nèi),再經(jīng)由閥門(mén)接盤(pán)5的平面孔A流八平衡腔E 內(nèi),平衡腔E內(nèi)的注入水不能外泄.由于注入的自來(lái)水有一定的水壓,而橡膠皮 閥門(mén)4平衡腔E側(cè)的受壓面積大于其進(jìn)水腔 B的受壓面積,使作用于橡膠閥門(mén)4 的E側(cè)壓大于B側(cè)壓力.因此橡膠閥門(mén)4在E側(cè)壓力的作用下緊緊地壓在閥體 3 出水通道C右端的閥座上,將出水通道C封閉,注入水不能流入C內(nèi),進(jìn)水閥呈 關(guān)閉狀態(tài).接通電源后,電磁線圈13有交流電流流過(guò),產(chǎn)生的磁力吸引鐵芯 7和橡膠 堵頭6向右移動(dòng),閥門(mén)接盤(pán)5的中央孔D被翻開(kāi),平衡腔內(nèi)的注入水從中央孔 D 流出.中央孔D的面積大于平衡孔A的面積.E

17、腔內(nèi)的注入水從中央孔D流出的 流量遠(yuǎn)大于平衡孔A流入的流量,使E腔內(nèi)水的壓力很快下降,橡膠閥門(mén) 4在B 側(cè)壓力大于E側(cè)壓力的作用下向右鼓起,進(jìn)水閥呈開(kāi)啟狀態(tài),注入水從進(jìn)水閥過(guò) 濾網(wǎng),經(jīng)進(jìn)水腔B和出水通道C流入盛水桶內(nèi),實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)水.到達(dá)設(shè)定水 位后,水位監(jiān)測(cè)元件向微處理器輸入水位監(jiān)測(cè)信號(hào),程控器對(duì)進(jìn)水閥停止供電. 進(jìn)水閥閉合,停止進(jìn)水,與此同時(shí),電動(dòng)機(jī)得到指令運(yùn)行而進(jìn)入洗滌程序.2.4.2進(jìn)水閥門(mén)限制電路設(shè)計(jì)逍水閥限制信號(hào)空皿11KLK|8050COM圖2.7進(jìn)水閥門(mén)限制電路如圖2.7所示,當(dāng)進(jìn)水閥限制信號(hào)為1時(shí),繼電器KM4線圈得電,繼電器動(dòng) 合觸點(diǎn)閉合,進(jìn)水電磁閥工作,當(dāng)進(jìn)水電磁閥限制

18、信號(hào)為0時(shí),繼電器線圈失電, 動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi),進(jìn)水閥自動(dòng)關(guān)閉,停止進(jìn)水.2.4.3排水閥門(mén)簡(jiǎn)介本文設(shè)計(jì)所使用的排水閥為外排水式排水閥,外排水式即將排水閥設(shè)在洗衣桶之外.外排水式排水閥主要由牽引機(jī)構(gòu)與閥門(mén)兩局部構(gòu)成.圖2.8排水閥牽引機(jī)構(gòu)洗滌時(shí),電磁閥不得電,銜鐵處在被拉出位置,排水閥關(guān)閉不流水 ,當(dāng) 有放水或兼有甩干程序時(shí),電磁閥端子上得電,瞬間產(chǎn)生巨大的磁力,使銜鐵能 很快被吸入,并將排水閥門(mén)翻開(kāi),開(kāi)始排水.排水閥限制信號(hào)竺8050排水鵰詔鸚蠶勰醬圖2.9排水閥門(mén)機(jī)械結(jié)構(gòu)外排水閥安裝于排水管的閥座上,排水管接在洗衣桶出水口上.排水閥的開(kāi) 啟和關(guān)閉由排水拉帶限制.在排水拉帶放松時(shí),橡膠閥在排水閥

19、彈簧力的作用下 壓緊在閥座上,依靠橡膠閥口的彈性變形起到封閉作用.當(dāng)排水拉帶被拉起時(shí), 排水拉帶克服彈簧力,將橡膠閥拉起,水即從橡膠閥與閥座間的開(kāi)口流出.橡膠 閥另一端由排水閥蓋壓緊在閥座上而不能漏水.2.4.4排水閥門(mén)限制電路設(shè)計(jì)KM5COM圖2.10排水閥門(mén)限制電路排水閥限制電路工作原理與圖2.7進(jìn)水閥門(mén)限制電路原理相同,在此不再贅 述.2.5水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì)圖2.11水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì)如圖2.11所示,水位檢測(cè)電路的工作原理是通過(guò)桶內(nèi)三個(gè)水位感應(yīng)電極感 應(yīng)水位,當(dāng)水位到達(dá)低水位感應(yīng)電極時(shí), 低水位所接開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通,低水位輸出信 號(hào)端輸出低電平,PLC捕捉電平后執(zhí)行相關(guān)程序,高水位與低水位工作

20、原理相同.通過(guò)各模塊電路的組合調(diào)試,由PLC限制的全制動(dòng)洗衣機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)基 本完成三、軟件程序?qū)崿F(xiàn)根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能要求,軟件設(shè)計(jì)主要完成以下功能：1按下啟動(dòng)按鈕及水位選擇開(kāi)關(guān)后,洗衣機(jī)啟動(dòng),并且開(kāi)始注水,直到水位 上升到開(kāi)關(guān)設(shè)定的水位,關(guān)閉進(jìn)水閥.2關(guān)閉進(jìn)水閥后延時(shí)2s,然后自動(dòng)開(kāi)始洗滌.3 洗滌時(shí),洗衣機(jī)滾筒首先正轉(zhuǎn) 30s,停止2s,然后再反轉(zhuǎn)30s,停止2s.4如此循環(huán)5次,總共320s后開(kāi)始排水,水排空以后開(kāi)始脫水,脫水時(shí)間為 30s.5 第一次脫水完成后開(kāi)始自動(dòng)漂洗,重復(fù)25的步驟,一共清洗兩 遍.6清洗完成后,洗衣機(jī)報(bào)警3s提示洗衣完成并且自動(dòng)停機(jī).7在自動(dòng)限制的過(guò)程中假

21、設(shè)按下停車按扭,可進(jìn)入手動(dòng)限制過(guò)程,手動(dòng)限制主 要包括可手動(dòng)排水不脫水和手動(dòng)脫水.3.1軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)所使用的編程環(huán)境為三菱公司開(kāi)發(fā)的PLC編程軟件GX Developer8.52.該軟件適用于 Q QnU QS QnA AnS AnA FX等全系列可編 程限制器.支持梯形圖、指令表、SFC ST及FB Label語(yǔ)言程序設(shè)計(jì),網(wǎng)絡(luò) 參數(shù)設(shè)定,可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試,具有異地讀寫(xiě)PLC程序功能.使用簡(jiǎn)單,操作方便,是PLC編程人員比擬親賴的開(kāi)發(fā)環(huán)境之一.MELSOFTMITSUBISHIIntegrated FA SoftwareGX Developer Versiori 8

22、PLCifttf* 護(hù)工 nCOPYR1GHT*2«5 MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION ALL RlGhfTS REPAVED圖 3.1 GX Developer8.52 啟動(dòng)畫(huà)面圖 3.2 GX Developer8.52 工作界面3.2全自動(dòng)洗衣機(jī)程序流程圖圖3.3全自動(dòng)洗衣機(jī)程序流程圖3.3全自動(dòng)洗衣機(jī)功能梯形圖編程實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)所采用的編程方法主要為采用步進(jìn)梯形指令構(gòu)成步進(jìn)梯形圖.步進(jìn)梯形指令簡(jiǎn)稱步進(jìn)指令.三菱FX系列PLC有兩條步進(jìn)指令：STL和RET STL是步 進(jìn)開(kāi)始指令,RET是步進(jìn)結(jié)束之令.利用這兩條指令就可以很方便地對(duì)順序限制 系統(tǒng)的功

23、能圖進(jìn)行編程.下面根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)所需要實(shí)現(xiàn)的功能對(duì)梯形圖進(jìn)行分析.SET SOX002S012HIpHI- |X013特殊輔助繼電器M8002為初始化脈沖,僅在運(yùn)行開(kāi)始瞬間接通.此條指令作 用為在系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)激活初始狀態(tài) S0oY005X002為停止開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入端子,X012與X013分別為手動(dòng)排水與手動(dòng)脫水控 制開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入端子,丫005 Y006分別表示排水與脫水限制信號(hào)輸出端子.此 段梯形圖完成的功能為：在停車開(kāi)關(guān)按下后根據(jù)X012、X013狀態(tài)分別實(shí)現(xiàn)手動(dòng)-.0XOfll排水與脫水.STLsoRSTClsetS20X001為啟動(dòng)信號(hào)輸入端子,此段梯形圖完成狀態(tài) S0對(duì)應(yīng)功能,即：在

24、無(wú)停 止信號(hào)的前提下,清零計(jì)數(shù)器 C1計(jì)數(shù)器C1功能將在后面程序中具體說(shuō)明, 同時(shí)如果啟動(dòng)開(kāi)關(guān)按下,激活狀態(tài) S20.17STLS20X0Q2X003X007-HIIFX004X010X005X011Y002SETS21set321rstco1此段梯形圖為狀態(tài)S20所對(duì)應(yīng)的功能,X003 X004 X005分別為高、低、中 三個(gè)水位選擇開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入端子,X007、X010 X011分別為高、中、低三種水 位檢測(cè)狀態(tài)的信號(hào)輸入端子,丫002為進(jìn)水限制信號(hào)輸出端子.此段梯形圖功能 為：清零計(jì)數(shù)器C0計(jì)數(shù)器C0功能將在后面程序中具體說(shuō)明,翻開(kāi)進(jìn)水閥,開(kāi) 始進(jìn)水,同時(shí)根據(jù)設(shè)定的水位,檢測(cè)水位是否到達(dá)設(shè)

25、定水位,如果到達(dá)那么激活狀 態(tài) S21.37STLS21K20-0>SETS22此段梯形圖為狀態(tài)S21所對(duì)應(yīng)的功能,主要完成關(guān)閉進(jìn)水閥后延時(shí)2s的功能.延時(shí)時(shí)間到后激活狀態(tài) S22.定時(shí)器T0定時(shí)時(shí)間為2s.45XD02IISTLS22TOOLJY003)K300n)SETS23此段梯形圖為狀態(tài)S22所對(duì)應(yīng)的功能,狀態(tài)S22主要完成啟動(dòng)洗衣機(jī)滾桶,正轉(zhuǎn)30s,時(shí)間到達(dá)后,激活狀態(tài)S23o Y001為啟動(dòng)信號(hào)輸出端子,Y003為洗衣機(jī)滾筒正轉(zhuǎn)限制信號(hào)輸出端子,定時(shí)器 T1定時(shí)時(shí)間為30so'X002關(guān)一T：STLS23K20T2)SETS2463S4X002T3nSTL S24&#

26、39;001 5Y004DK30013)SETS25此段梯形圖為狀態(tài)S23所對(duì)應(yīng)的功能,主要完成洗衣機(jī)洗滌時(shí),滾筒正轉(zhuǎn)30s 完成后的停止轉(zhuǎn)動(dòng)2s的功能.定時(shí)器T2定時(shí)時(shí)間為2s.73X002此段梯形圖為狀態(tài)S24所對(duì)應(yīng)的功能,狀態(tài) S24主要完成洗衣機(jī)滾筒反轉(zhuǎn) 30s,時(shí)間到后,激活狀態(tài)S25的功能.丫004為洗衣機(jī)滾筒反轉(zhuǎn)限制信號(hào)輸出端 子,定時(shí)器T3定時(shí)時(shí)間為30s.STLS.25K20T4)C0SETS26SETS22此段梯形圖為狀態(tài)S25所對(duì)應(yīng)的功能,完成的主要功能為：洗衣機(jī)滾筒停轉(zhuǎn)2s,同時(shí)判斷洗滌過(guò)程是否已經(jīng)進(jìn)行了 5次循環(huán)了,如果沒(méi)有,激活狀態(tài) S22, 繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行從狀態(tài)S2

27、0到狀態(tài)S25的程序,如果洗滌已經(jīng)完成了 5次循環(huán)過(guò)程 了,激活狀態(tài)S26o定時(shí)器T4定時(shí)時(shí)間為2s,C0計(jì)數(shù)器用于記錄洗滌循環(huán)次數(shù), 每完成一次洗滌過(guò)程計(jì)數(shù)器 C0加1設(shè)定值為5o90XQ02 siSTLS26Y0Q5jSET527此段梯形圖為狀態(tài)S26所對(duì)應(yīng)的功能,該主要功能為：在完成5次洗滌之后, 自動(dòng)排水,排完水后激活狀態(tài) S27.丫005為排水限制信號(hào)輸出端子,X006為檢 測(cè)排空信號(hào)輸入端子.96XOO2 軒STL S27YOGI)YOUG )K300T53K3ciDSETS2SSETSJO此段梯形圖為狀態(tài)S27所對(duì)應(yīng)的功能,狀態(tài)S27主要完成排完水后對(duì)衣物進(jìn) 行脫水30s,同時(shí)判

28、斷是否對(duì)衣物已經(jīng)清洗了兩遍,如果未到達(dá)兩遍,那么再次激 活狀態(tài)S20,重復(fù)狀態(tài)S20到S27的程序,如果清洗次數(shù)到達(dá)兩遍后,激活狀態(tài) S2& Y006為脫水限制信號(hào)輸出端子,定時(shí)器T5的定時(shí)時(shí)間為脫水時(shí)間30s.計(jì) 數(shù)器C1記錄清洗次數(shù),設(shè)定值為3,由于第一次計(jì)數(shù)器加1并不是清洗過(guò)程, 所以要完成兩次清洗,計(jì)數(shù)器C1的設(shè)定值應(yīng)設(shè)為3.115X002ipf-(S71S28(Y007)K30<T6)T6124SOEND此段梯形圖為狀態(tài)S28所對(duì)應(yīng)的功能,此狀態(tài)對(duì)應(yīng)的功能為：在完成上述所 有洗滌過(guò)程后自動(dòng)報(bào)警3s,然后回到初始狀態(tài).丫007為報(bào)警限制信號(hào)輸出端子, 定時(shí)器T6定時(shí)時(shí)間為

29、報(bào)警時(shí)間3s.以上所有狀態(tài)工作的條件都是在停止開(kāi)關(guān)未接通的情況下.只要停止開(kāi)關(guān)-接通,那么結(jié)束自動(dòng)限制過(guò)程,進(jìn)入手動(dòng)限制階段,手動(dòng)限制主要包括可手動(dòng)排水 不脫水和手動(dòng)脫水,根據(jù)手動(dòng)輸入信號(hào)決定所完成的限制功能.3.4系統(tǒng)調(diào)試連接好PLC翻開(kāi)軟件,選定適宜的通信端口.首先用軟件遠(yuǎn)程使PLC停止工作,RUN燈熄滅.然后把編好的程序?qū)懭?PLC再用軟件啟動(dòng)PLC發(fā)現(xiàn)PLC 的RUN旨示燈亮,程序運(yùn)行時(shí),按下啟動(dòng)按鈕 X001,置位狀態(tài)存放器S20,限制 進(jìn)水閥開(kāi)始進(jìn)水.由外部跟定液位信號(hào),比方選定高水位洗滌,那么閉合 X003,過(guò) 一會(huì)兒再閉合X007,相當(dāng)于已到達(dá)高水位,從而置位 S21, S20

30、自動(dòng)復(fù)位,關(guān)閉 進(jìn)水,同時(shí)啟動(dòng)T0計(jì)時(shí)器暫停2s.計(jì)時(shí)完畢,T0常開(kāi)點(diǎn)閉合,置位S22,洗衣 機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn),并開(kāi)啟T1計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)30s.計(jì)時(shí)完畢,T1常開(kāi)點(diǎn)閉合,置位S23, 開(kāi)啟暫停2s的T2計(jì)時(shí)器.計(jì)時(shí)完畢,T2常開(kāi)點(diǎn)閉合,置位S24,限制電動(dòng)機(jī)反 轉(zhuǎn),同時(shí)開(kāi)啟T3計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)30s.計(jì)時(shí)完畢,T3常開(kāi)點(diǎn)閉合,從而置位S25, 開(kāi)啟暫停2s計(jì)時(shí)器T4.計(jì)時(shí)到時(shí),并啟動(dòng)計(jì)時(shí)器C0,計(jì)數(shù)一次,同時(shí)返回S22, 直到計(jì)數(shù)器計(jì)到5次時(shí),即正反轉(zhuǎn)320s后,置位S26,開(kāi)始排水.當(dāng)排空后,X011 有信號(hào),從而置位S27,啟動(dòng)脫水,并保持排水,同時(shí)開(kāi)啟 T5計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)30s. 計(jì)時(shí)到時(shí),T5常開(kāi)點(diǎn)閉合,

31、C1計(jì)數(shù)一次,同時(shí)返回S20,直到C1計(jì)時(shí)3次時(shí), 即反復(fù)洗滌兩次后,C1常開(kāi)點(diǎn)閉合,置位S28,開(kāi)啟報(bào)警電路,揚(yáng)聲器發(fā)出響聲 提示洗衣完成,同時(shí)啟動(dòng)T6計(jì)時(shí)器,限制報(bào)警聲3s后停止,之后返回到S0,程 序停止.在每一步順序運(yùn)行時(shí),上一步的狀態(tài)存放器均自動(dòng)復(fù)位.在程序運(yùn)行中,閉合 X2,各狀態(tài)存放器均無(wú)信號(hào),通過(guò)選擇手動(dòng)排水和手 動(dòng)脫水檔位,可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水和手動(dòng)脫水功能.假設(shè)要實(shí)現(xiàn)輕柔洗功能,需添加 X000作為輕柔洗檔位,把X001設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)洗檔位,輕柔洗的過(guò)程可以通過(guò)一些計(jì) 時(shí)器把正反轉(zhuǎn)的時(shí)間設(shè)定的小一些.編程和上述根本類似.結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)將近一周的全自動(dòng)洗衣機(jī) PLC課程設(shè)計(jì),讓我們收獲頗豐,

32、不僅熟悉了 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作過(guò)程,同時(shí)了解到了其內(nèi)部硬件電路的構(gòu)成、 每局部電路的 設(shè)計(jì)等,還學(xué)會(huì)了 PLC軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的使用、各種編程指令的應(yīng)用等.此次軟件 編程使用的主要為步進(jìn)指令.步進(jìn)指令簡(jiǎn)單,直觀,易于閱讀,使用它來(lái)限制洗 衣機(jī)的工作過(guò)程,很是方便.通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)的鍛煉,讓我們加深了對(duì)PLC的熟悉和理解,也知道了 PLC 應(yīng)用于工業(yè)限制的優(yōu)點(diǎn)所在,更重要的是讓我們看到了自己知識(shí)的匱乏, 也堅(jiān)決 了以后要不斷的學(xué)習(xí),不斷的向身邊的人虛心請(qǐng)教,同時(shí)要借助于圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò) 來(lái)擴(kuò)充自己的知識(shí)面的決心.也只有這樣,在以后的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中,自己才能有立 足之地,才能有所作為.參考文獻(xiàn)1 董愛(ài)華可編程限制器原理及應(yīng)用北京：中國(guó)電力出版社,20212 謝文輝,張志芳.PLC應(yīng)用技術(shù)易讀通.北京：中國(guó)電力出版社,20213 常曉玲.電氣限制系統(tǒng)與可編程限制器.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2021.24 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,2006.3 夏路易,石宗義電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程北京：北京希望電子出版 社,