PLC課程設(shè)計(jì)全——自動(dòng)洗衣機(jī)梯形圖

1、電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)題 目: 全自動(dòng)洗衣機(jī)梯形圖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院系名稱： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 09機(jī)械電子工程 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： xx 設(shè)計(jì)地點(diǎn)： xxx 設(shè)計(jì)時(shí)間： xxxx 摘 要隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，全自動(dòng)洗衣機(jī)已經(jīng)越來越普遍的應(yīng)用在人們生活當(dāng)中，其控制方式也是多種多樣，各有千秋。本文是基于三菱FX2N系列可編程控制器的全自動(dòng)洗衣機(jī)梯形圖控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，三菱FX2N系列可編程控制器指令豐富，編程容易，功能擴(kuò)展方便，修改靈活,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，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

2、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；步進(jìn)梯形圖；順序控制目錄1 引言11.1 系統(tǒng)背景描述11.2 系統(tǒng)控制要求22. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案32.1 系統(tǒng)功能描述32.2 方案的論證42.3確定控制方案53 硬件電路設(shè)計(jì)63.1 PLC選型63.2 水位傳感器的選擇63.3 接觸器的選擇73.4 繼電器的選擇73.5 進(jìn)水閥的選擇83.6 排水閥的選擇93.7 電動(dòng)機(jī)的選擇93.8 I/O點(diǎn)分配103.9 I/O接線圖114軟件設(shè)計(jì)124.1 控制方案124.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制程序流

3、程圖134.3全自動(dòng)洗衣機(jī)步進(jìn)梯形圖144.4 中間變量的記錄154.5 系統(tǒng)調(diào)試16設(shè)計(jì)心得17參 考 文 獻(xiàn)18附錄 指令表視圖19 1 引言1.1 系統(tǒng)背景描述從古到今，洗衣服都是一項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)，而在洗衣機(jī)出現(xiàn)以前，對(duì)于許多人而言，它并不像田園詩(shī)描繪的那樣充滿樂趣，手搓、棒擊、沖刷、甩打這些不斷重復(fù)的簡(jiǎn)單的體力勞動(dòng)，留給人的感受常常是：辛苦勞累。 1874年，“手洗時(shí)代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)有人發(fā)明了木制手搖洗衣機(jī)。發(fā)明者是美國(guó)人比爾布萊克斯。布萊克斯的洗衣機(jī)構(gòu)造極為簡(jiǎn)單，是在木筒里裝上6塊葉片，用手柄和齒輪傳動(dòng)，使衣服在筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到“凈衣”的目的。這套裝置的問世，讓那些為

4、提高生活效率而冥思苦想的人士大受啟發(fā)，洗衣機(jī)的改進(jìn)過程開始大大加快。 1880年，美國(guó)又出現(xiàn)了蒸汽洗衣機(jī)，蒸汽動(dòng)力開始取代人力。 之后，水力洗衣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。到1911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。電動(dòng)洗衣機(jī)幾經(jīng)完善，在1922年迎來一種嶄新的洗衣方式“攪拌式”。攪拌式洗衣機(jī)由美國(guó)瑪依塔格公司研制成功。這種洗衣機(jī)是在筒中心裝上一個(gè)立軸，在立軸下端裝有攪拌翼，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)立軸，進(jìn)行周期性的正反擺動(dòng)，使衣物和水流不斷翻滾，相互摩擦，以此滌蕩污垢。攪拌式洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，受到人們的普遍歡迎。不過10年之后，美國(guó)本德克斯航空公司

5、宣布，他們研制成功第一臺(tái)前裝式滾筒洗衣機(jī)，洗滌、漂洗、脫水在同一個(gè)滾筒內(nèi)完成。這意味著電動(dòng)洗衣機(jī)的型式躍上一個(gè)新臺(tái)階，朝自動(dòng)化又前進(jìn)了一大步！直至今日，滾筒式洗衣機(jī)在歐美國(guó)家仍得到廣泛應(yīng)用。 隨著工業(yè)化的加速，世界各國(guó)也加快了洗衣機(jī)研制的步伐。首先由英國(guó)研制并推出了一種噴流式洗衣機(jī)，它是靠筒體一側(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)波輪產(chǎn)生的強(qiáng)烈渦流，使衣物和洗滌液一起在筒內(nèi)不斷翻滾，洗凈衣物。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)。至此，波輪式、滾筒式、攪拌式在洗衣機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域三分天下的局面初步形成。 20世紀(jì)60年代以后，洗衣機(jī)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的消費(fèi)市場(chǎng)開始形成系列，家庭

6、普及率迅速上升。此間洗衣機(jī)在日本的發(fā)展備受矚目。60年代的日本出現(xiàn)了帶干桶的雙桶洗衣機(jī)，人們稱之為“半自動(dòng)型洗衣機(jī)”。70年代，生產(chǎn)出波輪式套桶全自動(dòng)洗衣機(jī)。70年代后期，微電腦控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)橫空出世，讓人耳目一新。到80年代，“模糊控制”的應(yīng)用使得洗衣機(jī)操作更簡(jiǎn)便，功能更完備，洗衣程序更隨人意，外觀造型更為時(shí)尚進(jìn)入90年代，由于電機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機(jī)。此后，隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與提高，日本生產(chǎn)出了電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)式洗衣機(jī)，省去了齒輪傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)，引發(fā)了洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的巨大革命?，F(xiàn)在，全自動(dòng)洗衣機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了千家萬戶之中，極大的方便了人

7、們的日常生活，提高了人們的生活質(zhì)量，使人們從那繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來。 所謂全自動(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(huì)自動(dòng)完成,洗衣完成時(shí)由揚(yáng)聲器發(fā)出響聲。 本文是基于三菱FX2N系列PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)梯形圖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完善的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，以滿足控制要求，實(shí)現(xiàn)洗衣自動(dòng)化的控制。1.2 系統(tǒng)控制要求 （1）按下啟動(dòng)按鈕及水位選擇開關(guān)，注水直到高（中、 低）水位，關(guān)水（2）2s后開始洗滌（3）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30s，停2s，然后反轉(zhuǎn)30s，停2s（4）如此循環(huán)5次，總共320s后開始

8、排水，排空后脫水30s（5）開始清洗，重復(fù)（2）（5），清洗兩遍（6）清洗完成，報(bào)警3s并自動(dòng)停機(jī)（7）若按下停車按扭，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水（不計(jì)數(shù)） 輸入點(diǎn)： 輸出點(diǎn)： 啟動(dòng) x1 低水位檢測(cè) x11 啟動(dòng)洗衣機(jī) y1 停止 x 2 手動(dòng)排水 x 12 進(jìn)水閥 y2 高水位 x 3 手動(dòng)脫水 x 13 正轉(zhuǎn) y3 中水位 x 4 反轉(zhuǎn) y4 低水位 x 5 排水 y5 排空檢測(cè)x 6 脫水 y6 高水位檢測(cè) x7 報(bào)警 y7中水位檢測(cè) x 102. 若要求啟動(dòng)開關(guān)分為標(biāo)準(zhǔn)洗和輕柔洗，試改變有關(guān)輸入點(diǎn)，并在程序中加入輕柔洗功能（輕柔洗過程自定）3. I/O編址4.編程并調(diào)試2. 系統(tǒng)

9、設(shè)計(jì)方案2.1 系統(tǒng)功能描述 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：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

10、位開關(guān)分別用來測(cè)高低水位；啟動(dòng)按鈕用來啟動(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。 圖2-1 全自動(dòng)洗衣機(jī)示意圖 由控制要求可知，全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作流程圖如圖2-1所示。首先接通電源，用戶根據(jù)衣物的多少及大小進(jìn)行水位的選擇。再按下啟動(dòng)按鈕，開始進(jìn)水洗滌衣物。使用PLC控制時(shí)，輸入設(shè)備主要有啟動(dòng)按鈕，水位選擇按鈕（高水位選擇按鈕、中水位選擇按鈕、低水位選擇按鈕），水位開關(guān)（高水位開關(guān)、中水位開關(guān)、低水位開關(guān)），排水按鈕及脫水按鈕等。輸出設(shè)備主要有進(jìn)水電磁閥，洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器，洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器，排水電磁閥，脫水離合器及報(bào)警蜂鳴器等。2.2

11、 方案的論證（1）工業(yè)PC 對(duì)于一個(gè)任務(wù)不算小的系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說，工業(yè)PC是首選。它是專門考慮了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件差及各種干擾大而設(shè)計(jì)的，可以長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，可靠性和可維護(hù)性都可達(dá)到要求。另外，除了有多種模塊的主機(jī)系統(tǒng)板外看，還配備有多種接口板，如多路模擬量輸入/輸出板、開關(guān)量輸入輸出板、圖形板，以及擴(kuò)展用的RS-232C、RS-422、RS-485、總線接口板和EPROM編程板等?？傊?，可擴(kuò)充性不成問題。此外，模擬量輸入輸出、開關(guān)量輸入輸出的接口很多，并有大量的軟件支持，如匯編、高級(jí)語言和中文等。（2） 單片機(jī) 現(xiàn)今的單片機(jī)正向著提高工業(yè)環(huán)境下控制系統(tǒng)的可靠性和靈活方便地構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)界面的方向發(fā)展，

12、并且控制功能越來越豐富。在CPU芯片上，除嵌入RAM、ROM、和IO外，還有A/D、D/A、PWM、DMA、看門狗、串行接口和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等，另外還有顯示驅(qū)動(dòng)、鍵盤控制、比較器和函數(shù)發(fā)生器等，能構(gòu)成功能強(qiáng)大的應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)比專用處理器最適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。特別是它體積小，集成度高。性能穩(wěn)定，可靠性高，有較高的性價(jià)比。但由于單片機(jī)的指令系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，編寫洗滌、脫水程序相對(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)以及欠壓保護(hù)等等。這樣增加了硬件的復(fù)雜性，隱含較高的故障率，無形的增加了維修成本費(fèi)用。（3） PLC

13、PLC是一種能夠適應(yīng)多種工業(yè)環(huán)境的控制裝置，其穩(wěn)定的性能受到廣大工業(yè)生產(chǎn)者的好評(píng)。這種控制系統(tǒng)具有極高的可靠性和靈活性，而且編程簡(jiǎn)單，易用，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。在性能價(jià)格比不斷提高的同時(shí)，它所帶來的成果越來越明顯。在工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的PLC能克服單片機(jī)的缺點(diǎn)，它是整體模塊，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。因此在運(yùn)用中，硬件也相對(duì)簡(jiǎn)單，提高控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語言也相對(duì)簡(jiǎn)單。2.3確定控制方案 根據(jù)上述方案的論證，本次

14、設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)梯形圖控制系統(tǒng)將由PLC可編程序控制器來作為主要組成部分，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作過程控制。 PLC 即 Programmable logic Controller，可編程邏輯控制器，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)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC在硬件上又基本單元（包含中央處理器單元，存儲(chǔ)器，輸入輸出接口，內(nèi)部電源）,I/O口擴(kuò)展單元，及外部設(shè)備組成。其輸入接口電路通常有干接觸，直流輸入，交流輸入三種形式。

15、輸出形式有：繼電器輸出，晶體管輸出和晶閘管輸出。PLC采用循環(huán)掃描的的工作方式，其工作時(shí)的掃描過程包括5個(gè)階段：內(nèi)部處理，通信處理，輸入掃描，程序執(zhí)行，輸出處理。其中程序執(zhí)行過程又分為輸入采樣，程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)主要階段。 應(yīng)用PLC進(jìn)行控制，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。2編程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。3功能完善，靈活方便，4體積小，質(zhì)量輕，功耗低。3 硬件電路設(shè)計(jì)3.1 PLC選型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(chǎng)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(chǔ)器、I/O接口模板三部分。它是整體模塊

16、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(duì)簡(jiǎn)單點(diǎn)。通過對(duì)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-32MR，可以完全滿足其要求，F(xiàn)X2N-32MR有32個(gè)I/O，根據(jù)輸入，輸出口的總點(diǎn)數(shù)，考慮留有適當(dāng)余量，采用三菱FX2N-32MR型PLC，可滿足設(shè)計(jì)要求。3.2 水位傳感器的選擇水位傳感器就相當(dāng)于壓力開關(guān)，當(dāng)你設(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。水位開關(guān)的種類很多，考慮到各種因素，洗衣機(jī)中一般采用壓力式水位開關(guān)，它裝在洗滌缸的上部，它有一根下端開口的氣管通到缸底，進(jìn)水時(shí)管里的空氣被封閉在里面出不來，就形

17、成比外界稍高的壓力。水位越高壓力越高，這樣根據(jù)壓力就可間接測(cè)知水位，從而控制閥門。而壓力的測(cè)量仍然用彈性元件，靠元件的變形帶動(dòng)觸點(diǎn)完成通斷動(dòng)作。這種測(cè)液位的方法叫做“靜壓法”，在工業(yè)中用的不少。在該系統(tǒng)中，選擇海爾洗衣機(jī)水位開關(guān),淘寶價(jià)為15元。壓力式開關(guān)型號(hào)：XQB50-LDC 6V 10mA 圖3-1 洗衣機(jī)水位開關(guān)3.3 接觸器的選擇接觸器是一種能頻繁地接通和斷開遠(yuǎn)距離用電設(shè)備主回路及其他大容量用電回路的自動(dòng)控制電器。它分為直流和交流兩類。，它的控制對(duì)象主要是電動(dòng)機(jī)，電爐，電燈，電焊機(jī)，電容器等。選用接觸器時(shí)，交流負(fù)載選用交流接觸器，直流負(fù)載選擇直流接觸器。如果控制系統(tǒng)中主要是交流電動(dòng)機(jī)

18、，而直流電動(dòng)機(jī)或直流負(fù)載的容量比較小時(shí)，也可選用交流接觸器進(jìn)行控制，但觸頭的額定電流應(yīng)選大些。接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定電壓。接觸器主觸頭的額定電流應(yīng)等于或稍大于實(shí)際負(fù)載電流。一般從人身和設(shè)備安全角度考慮，接觸器吸引線圈的電壓可以選擇低一些，但當(dāng)控制電路比較簡(jiǎn)單，用電不多時(shí)，為節(jié)省變壓器，則選用220V，380V。本系統(tǒng)中選用額定電壓為220V50Hz額定電流為10A的交流接觸器。型號(hào)為L(zhǎng)S低壓接觸器 （GMC-9）3.4 繼電器的選擇繼電器是一類通過監(jiān)測(cè)各種電量或非電量信號(hào)，接通或斷開小電流控制電路的電器。本系統(tǒng)中選用線圈電壓為24V的中間繼電器來控制220V交流點(diǎn)。參數(shù)：額

19、定電壓為220V，額定電流選擇3A。線圈電壓為24V3.5 進(jìn)水閥的選擇進(jìn)水閥用來控制進(jìn)水，進(jìn)水時(shí)先選擇水位檔位，到達(dá)設(shè)定水位，相應(yīng)的水位開關(guān)閉合，由程序控制進(jìn)水閥閉合，從而開始洗衣工作過程。從經(jīng)濟(jì)角度考慮選用通用進(jìn)水電磁閥（FCD-270B），品牌：星光 產(chǎn)品型號(hào)：FCD-270B 適用范圍：洗衣機(jī)用等家用電器 產(chǎn)品別名：通用水閥 連接形式：螺紋 公稱通徑：G34C16（mm） 適用介質(zhì)：水、氣、油 壓力范圍：0.02-1.0（Mpa） 適用溫度：0-100（） 圖3-2通用進(jìn)水電磁閥主體材料：塑膠 價(jià)格：15元一只 特點(diǎn)：性能穩(wěn)定、堅(jiān)固耐用、安全可靠、靈敏度高、質(zhì)量保證、外形美觀。 主要技

20、術(shù)指標(biāo)： 1、使用環(huán)境海拔高度不超過2500米； 2、工作介質(zhì)溫度060（丁腈橡膠）；0100（硅橡膠）； 3、適用介質(zhì)：水、氣、油。 進(jìn)水電磁閥（單通）的名稱意義如：FCD-270B （1）其中F是表示閥門的漢語拼音縮寫的意義 （2）C表示進(jìn)出水口的相對(duì)角度（進(jìn)出水的相對(duì)角度只有兩種：即垂直用C表示、平行用P表示） （3）D表示出水口的數(shù)量（出水口的數(shù)量只有三種表示即單通用D表示、雙通用S表示、多于兩個(gè)出水口的用數(shù)字表示3、4等） （4）270表示進(jìn)水口與引出端子的相對(duì)角度（進(jìn)水口與引出端的相對(duì)角度只有四個(gè)角度0、90、180、270度） （5）B是生產(chǎn)工廠的內(nèi)部編號(hào)3.6 排水閥的選擇 排

21、水閥用來控制排水，洗衣機(jī)按工作順序洗完衣服后，由程序自動(dòng)啟動(dòng)排水閥開始排水，當(dāng)排空后，排空檢測(cè)開關(guān)閉合，啟動(dòng)脫水電磁離合器，開始脫水，脫水過程中，保持排水。本系統(tǒng)選擇海爾全自動(dòng)洗衣機(jī)排水閥，型號(hào)為 XQB50-L3.7 電動(dòng)機(jī)的選擇在全自動(dòng)洗衣機(jī)中，應(yīng)用比較廣泛的是單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)，單相電容異步電動(dòng)機(jī)（單速）的繞組是由兩個(gè)在空間上相差九0度電角度的主相繞組和副相繞組組成，轉(zhuǎn)子是鼠籠繞組，由電容分相運(yùn)行。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低且具有較好的啟動(dòng)和運(yùn)行性能、控制簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是效率低、調(diào)速性差、無法適應(yīng)高檔洗衣機(jī)的需要。洗衣機(jī)用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電機(jī)按功能分為：專用于洗滌的洗滌電機(jī)、單用于脫水的脫水電

22、機(jī)和用于全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗滌-脫水電機(jī)。由于不同的用途，還分為雙向運(yùn)行及單向運(yùn)行電機(jī)。洗滌衣物時(shí)為提高洗滌效果及防止衣物纏繞，要求波輪雙向運(yùn)轉(zhuǎn)工作，故而用于洗滌的洗滌電機(jī)和洗滌-脫水電機(jī)都是雙向運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)，其主、副繞組是一樣的（也有為特別要求而作微調(diào)的）。而脫水電機(jī)是單向運(yùn)行電機(jī)，因主、副繞組為取得運(yùn)行時(shí)的圓形磁場(chǎng)而不一致，也就不能雙向工作。 在本系統(tǒng)中選用YC系列微型單相電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，YC系列微型單相電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)廣泛用作空氣壓縮機(jī)、水泵、冰箱、洗衣機(jī)、醫(yī)療器械等機(jī)械的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。本系列按照YC系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并吸取國(guó)際上同類產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行派生設(shè)計(jì)制造，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行安全可靠、維修方便及

23、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)異等特點(diǎn)。 YC系列微型單相電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)為全封閉型結(jié)構(gòu)，能防止灰砂及其它飛揚(yáng)雜物侵入電機(jī)內(nèi)部。電動(dòng)機(jī)冷卻方式為IC0141（即全封閉電機(jī)，機(jī)殼有冷卻筋，帶有外風(fēng)扇冷卻）。定子機(jī)座及端蓋的結(jié)構(gòu)材料為鑄鐵。電動(dòng)機(jī)均有接線盒，設(shè)在電機(jī)右側(cè)（從軸伸端看）。起動(dòng)裝置為離心開關(guān)。本系列電動(dòng)機(jī)全部采用E級(jí)絕緣材料，具有良好的絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度。電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及安裝形式可制成下列四種基本形式： B3型機(jī)座有底腳，端蓋上無凸緣； B34型機(jī)座有底腳，端蓋上有凸緣，軸伸在凸緣端；（小法蘭型式） B14、B5型機(jī)座無底腳，端蓋上有凸緣，軸伸在凸緣端。（B14型為小法蘭型式；B5型為大法蘭型式。）型

24、號(hào)： YC632-2 效率% :60 功率W： 180 轉(zhuǎn)速r/min： 2800 電流A： 1.95 功率因數(shù)cos : 0.7電壓V： 220 起動(dòng)電流A: 12頻率Hz： 50 起動(dòng)轉(zhuǎn)距/額定轉(zhuǎn)距 :2.83.8 I/O點(diǎn)分配I/O地址信號(hào)名稱功能說明備注X001啟動(dòng)按鈕開啟洗衣機(jī)運(yùn)行常開X002停止按鈕關(guān)閉洗衣機(jī)運(yùn)行常開X003高水位開關(guān)選擇高水位常開X004中水位開關(guān)選擇中水位常開X005低水位開關(guān)選擇底水位常開X006排空檢測(cè)開關(guān)排空時(shí)接通常開X007高水位檢測(cè)開關(guān)高水位時(shí)有信號(hào)常開X010中水位檢測(cè)開關(guān)中水位時(shí)有信號(hào)常開X011低水位檢測(cè)開關(guān)低水位時(shí)有信號(hào)常開X012手動(dòng)拍水選擇

25、手動(dòng)排水常開X013手動(dòng)脫水選擇手動(dòng)脫水常開Y001啟動(dòng)洗衣機(jī)開啟洗衣機(jī)通有效Y002進(jìn)水閥開啟進(jìn)水閥通有效Y003電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)線圈電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)通有效Y004電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)線圈電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)通有效Y005排水閥開啟排水通有效Y006脫水電磁離合器開啟脫水通有效Y007報(bào)警啟動(dòng)報(bào)警通有效表3-1 I/O地址分配表3.9 I/O接線圖圖3-3 I/O外部接線圖說明： 啟動(dòng)按鈕：SB1 高水位檢測(cè)開關(guān)：SQ2 脫水電磁閥：YC 停車按鈕：SB2 中水位檢測(cè)開關(guān)：SQ3 報(bào)警揚(yáng)聲器：SPK高水位檔：K1 低水位檢測(cè)開關(guān)：SQ4中水位檔：K2 啟動(dòng)洗衣機(jī)：Y1 低水位檔：K3 進(jìn)水電磁閥：YV1手動(dòng)排水：K4 排水

26、電磁閥：YV2手動(dòng)脫水：K5 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)：KM1排空檢測(cè)開關(guān)：SQ1 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)：KM24 軟件設(shè)計(jì)4.1 控制方案在工業(yè)控制領(lǐng)域，許多的控制過程都可用順序控制的方式來實(shí)現(xiàn)，使用步進(jìn)指令實(shí)現(xiàn)順序控制既方便又便于閱讀修改，所以在全自動(dòng)洗衣機(jī)的梯形圖控制中，采用步進(jìn)順序指令來實(shí)現(xiàn)控制。利用狀態(tài)寄存器S0-S499中的一部分來編寫步進(jìn)梯形圖進(jìn)行控制。PLC順序控制編程的主要依據(jù)是狀態(tài)流程圖，運(yùn)用STL和RET步進(jìn)指令進(jìn)行編程。利用SET置位指令將某狀態(tài)的狀態(tài)繼電器元件置位后，該狀態(tài)的步進(jìn)點(diǎn)閉合，這時(shí)順序控制進(jìn)入該狀態(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)移至下一狀態(tài)的條件滿足時(shí)，利用SET置位指令又將下一狀態(tài)的狀態(tài)寄存器置位，這時(shí)

27、順序控制進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)，而上一個(gè)狀態(tài)寄存器自動(dòng)復(fù)位。順序控制的編程步驟如下：1. 列出PLC輸入輸出點(diǎn)分配表。1. 根據(jù)系統(tǒng)控制要求畫出順序控制的狀態(tài)流程圖。2. 根據(jù)狀態(tài)流程圖編寫出相應(yīng)的梯形圖。3. 寫出對(duì)應(yīng)的指令語序表。5. 調(diào)試程序。4.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制程序流程圖 圖4-1 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制流程圖 4.3全自動(dòng)洗衣機(jī)步進(jìn)梯形圖4.4 中間變量的記錄 程序中共用到7個(gè)計(jì)時(shí)器，2個(gè)計(jì)數(shù)器。T0為關(guān)閉進(jìn)水時(shí)暫停2s計(jì)時(shí)器，T1為正轉(zhuǎn)30s計(jì)時(shí)器，T2為正轉(zhuǎn)30后暫停2s計(jì)時(shí)器，T3為反轉(zhuǎn)30s計(jì)時(shí)器，T4反轉(zhuǎn)后暫停2a計(jì)時(shí)器，T5為脫水30s計(jì)時(shí)器，T6為報(bào)警3a計(jì)時(shí)器。C0為正反洗滌5

28、次計(jì)數(shù)器，共320s，C1為反復(fù)進(jìn)水脫水3次計(jì)數(shù)器。 程序運(yùn)行時(shí)，PLC由STOP狀態(tài)變?yōu)镽UN狀態(tài)，M8002有信號(hào)，從而置位S0，復(fù)位計(jì)數(shù)器C1。閉合啟動(dòng)按鈕，置位S20，復(fù)位C0，并且系統(tǒng)控制進(jìn)水閥開始進(jìn)水，進(jìn)水完畢后，計(jì)時(shí)器T0開始計(jì)時(shí)，從0遞增到20，之后正轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)器T1開始計(jì)時(shí)，由0遞增到300。正轉(zhuǎn)30s后，T2計(jì)時(shí)器工作，從0到20，暫停2s。接著反轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)器T3工作，也是從0到300，之后T4計(jì)時(shí)器啟動(dòng)，從0到20變化。T4計(jì)時(shí)完畢，計(jì)數(shù)器C0開始計(jì)數(shù)一次，此后回到S22，T1計(jì)時(shí)器重新開始計(jì)時(shí)，依次到T4,當(dāng)C0計(jì)數(shù)5次到時(shí)，排水。排空后，T5計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，從0到300，開始脫水

29、30s。脫水完畢，C1開始計(jì)數(shù)一次，之后程序返回到S20狀態(tài)寄存器。重新開始進(jìn)水洗滌排水過程，直到反復(fù)三次后，即C1計(jì)數(shù)三次時(shí)，T6計(jì)時(shí)器啟動(dòng)，從0到30，報(bào)警3s。4.5 系統(tǒng)調(diào)試 連接好PLC，打開軟件，選定合適的通信端口。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)懭隤LC，再用軟件啟動(dòng)PLC，發(fā)現(xiàn)PLC的RUN指示燈亮，程序運(yùn)行時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕X1，置位狀態(tài)寄存器S20，控制進(jìn)水閥開始進(jìn)水。由外部跟定液位信號(hào)，比如選定高水位洗滌，則閉合X3,過一會(huì)兒再閉合X7，相當(dāng)于已達(dá)到高水位，從而置位S21，S20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

30、開點(diǎn)閉合，置位S22，洗衣機(jī)開始正轉(zhuǎn)，并開啟T1計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)30s。計(jì)時(shí)完畢，T1常開點(diǎn)閉合，置位S23，開啟暫停2s的T2計(jì)時(shí)器。計(jì)時(shí)完畢，T2常開點(diǎn)閉合，置位S24，控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，同時(shí)開啟T3計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)30s。計(jì)時(shí)完畢，T3常開點(diǎn)閉合，從而置位S25，開啟暫停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，開始排水.當(dāng)排空后，X11有信號(hào)，從而置位S27,啟動(dòng)脫水，并保持排水，同時(shí)開啟T5計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)30s。計(jì)時(shí)到時(shí)，T5常開點(diǎn)閉合，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)洗滌三次后，C1常開點(diǎn)閉合，置位S28，開啟報(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，控制報(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)寄存器均自動(dòng)復(fù)位。在程序運(yùn)行中，閉合X2，各狀態(tài)寄存器均無信號(hào)，通過選擇手動(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。若要實(shí)現(xiàn)輕柔洗功能，需添加X0作為輕柔洗檔位，把X1設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)洗檔位，輕柔洗的過程可以通過一些計(jì)時(shí)器把正反轉(zhuǎn)的時(shí)間設(shè)定的小一些。編程和上述基本類似。設(shè)計(jì)心得經(jīng)過將近一周的全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC課程設(shè)計(jì)，讓我收獲頗豐，不僅熟悉了全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作過程，還學(xué)會(huì)了使用步進(jìn)指令。步進(jìn)指令簡(jiǎn)單，