PLC全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計

1、摘 要中文摘要：該畢業(yè)設(shè)計介紹了可編程序控制器（PLC）和PLC控制系統(tǒng)的基本知識，包括PLC的定義、特點、分類、技術(shù)指標(biāo)、基本結(jié)構(gòu)、工作原理、硬件知識及PLC控制系統(tǒng)等相關(guān)知識。采用三菱公司的FX2N系列的PLC，設(shè)計了一個簡單的全自動洗衣機控制系統(tǒng)。全自動洗衣機通過了可編程序控制器來實現(xiàn)洗滌過程，省時省力。英文摘要：AbstractThe graduation design introduces the programmable logic controller( PLC) and PLC to control the basic knowledge of the system, incl

2、ude PLC definition ,characteristics, arrange ,the technique target, basic structure, the work principle, the hardware knowledge and control of PLC the system related knowledge. The design adopt the PLC of the series of FX2N of the San Ling company, design an in brief control system of full-automatic

3、 washing machine .The full-automatic washing machine passes the programmable logic controller to carry out the wash process, save time labor-saving.前言可編程控制器是以計算機為核心的通用自動控制裝置，它的功能強、可靠性極強、編程簡單、使用方便、體積小?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，它以微處理器為核心，用編寫的程序進(jìn)行邏輯控制、定時、記數(shù)和算術(shù)運算等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來控制機械設(shè)備或生產(chǎn)過程。 該設(shè)計采用三菱公司的F1系列可編程控

4、制器。F1系列有被已在國內(nèi)廣泛使用的FX系列代替的趨勢。我們在這里有必要詳細(xì)介紹三菱的FX系列可編程控制器的性能指標(biāo)，硬件組成和指令。 PLC的學(xué)習(xí)比一般編程學(xué)習(xí)困難在于，要完成一個控制系統(tǒng)不僅需要掌握一定的編程技術(shù)，更為重要的是要知道如何針對實際應(yīng)用的需要選擇合適的PLC型號，然后進(jìn)行資源配置，設(shè)計控制系統(tǒng)。 該設(shè)計為全自動洗衣機的PLC控制，主要介紹了全自動洗衣機的工作原理，控制系統(tǒng)的PLC的選型和資源的配置，控制系統(tǒng)程序設(shè)計與調(diào)試，控制系統(tǒng)PLC程序。最后，在該設(shè)計過程中給予極大鼓勵和幫助的老師、同學(xué)，在此表示衷心的感謝。由于在設(shè)計過程中存在許多不足，希望老師同學(xué)指正。目錄摘要 1目錄

5、3第一章 緒論4概論 4 PLC的定義41.2 PLC的特點4 高可靠性5 應(yīng)用靈活，使用方便5 面向控制過程的編程語言，容易掌握5 1.3 PLC的分類5 小型PLC5 中型PLC6 大型PLC6 1.4 PLC的主要技術(shù)指標(biāo)6 存儲器容量6 輸入/輸出點數(shù)6 掃描時間6 指令種類和數(shù)量6 內(nèi)部寄存的種類和數(shù)量7 1.4.6擴(kuò)展能力7 智能模塊的種類和數(shù)量7第二章 PLC的結(jié)構(gòu)82.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)888 2.4 PLC各組成部分介紹9 10第三章 PLC的工作原理11113.2 PLC的輸入/輸出的響應(yīng)時間12第四章 PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計原則和設(shè)計步驟144.1 設(shè)計原則144.2 設(shè)

6、計步驟14第五章 PLC的硬件知識165.1 PLC的模塊介紹165.2 FX2N PLC的硬件系統(tǒng)構(gòu)成18第六章 課程設(shè)計PLC全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計206.1 全自動洗衣機控制系統(tǒng)的設(shè)計要求206.2 全自動洗衣機控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置216.3 全自動洗衣機控制系統(tǒng)程序設(shè)計和調(diào)試226.4 全自動洗衣機控制PLC程序246.5 設(shè)計小結(jié)32第七章 參考文獻(xiàn)33第一章 緒論首先介紹一下可編程控制器（PLC）和PLC控制系統(tǒng)的基本知識，包括PLC的產(chǎn)生和發(fā)展、特點、技術(shù)指標(biāo)、基本結(jié)構(gòu)、工作原理及PLC控制系統(tǒng)等相關(guān)知識。 概述可編程控制器是在計算機技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的發(fā)

7、展基礎(chǔ)上開發(fā)起來的，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于控制的各個領(lǐng)域。它以微處理器為核心，用編寫的程序進(jìn)行邏輯控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來控制機械設(shè)備或生產(chǎn)過程。PLC的定義 PLC自問世以來，盡管時間不長，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，國際電工委員會（IEC）先后頒布了PLC標(biāo)準(zhǔn)的草案第一、二、三稿，并在1987年作了如下的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程控制器，用于其內(nèi)部存儲程序、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(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械或生產(chǎn)過程?？删幊?/p>

8、控制器及基有關(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充基其功能的原則設(shè)計的。”總之，可編程控制器是一臺專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計的計算機，它是將傳統(tǒng)的計算機技術(shù)、繼電器技術(shù)和通信技術(shù)相融合而發(fā)展起來的一種新型的控制裝置。在具體的國內(nèi)工業(yè)應(yīng)用中，由于它不是針對某一具體的工業(yè)應(yīng)用，因此它的硬件應(yīng)根據(jù)實際需要來進(jìn)行配置，其軟件則根據(jù)控制要求進(jìn)行編寫。12 PLC的特點PLC是傳統(tǒng)的繼電器技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，所以要工業(yè)控制方面，它具有繼電器或通用計算機所無法比擬的特點。高可靠性PLC的高可靠性主要表現(xiàn)在硬件和軟件兩個方面：（1）在硬件方面，由于采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源，并且對選用的器件

9、進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，加上合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，最后加固、簡化安裝，因此PLC具有很強硬的抗振動沖擊性能；無觸點的半導(dǎo)體電路來完成大量的開關(guān)動作，就不會出現(xiàn)繼電器系統(tǒng)中的器件老化、脫焊、觸點電弧等問題；所有的輸入/輸出接口都采用光電隔離措施，使外部電路和PLC內(nèi)部電路能有效的進(jìn)行隔離；PLC模塊式的結(jié)構(gòu)，可以在其中一個模塊出現(xiàn)故障時迅速地判斷出故障的模塊并進(jìn)行更換，這樣就能盡量的縮短系統(tǒng)的維修時間。 （2） 在軟件方面，PLC的監(jiān)控定時器可用于監(jiān)視執(zhí)行用戶程序的專用運行處理器的延遲，保證在程序出現(xiàn)錯誤和程序調(diào)試時，避免因程序錯誤而出現(xiàn)死循環(huán)；當(dāng)CPU、電池、I/O口、通信等出現(xiàn)異常時，PLC的自診斷功能可

10、以檢測到這些錯誤，并采取相應(yīng)的措施，以防止故障擴(kuò)大；停電時，后電池和正常工作時一樣，進(jìn)行對用戶程序及動態(tài)數(shù)據(jù)的保護(hù)，確保信息不丟失。應(yīng)用靈活、使用方便模塊化的PLC設(shè)計，使用戶能根據(jù)自己系統(tǒng)的大小、工藝流程和控制要求等來選擇自己所需要的PLC模塊并進(jìn)行資源配置和PLC編程。這樣，控制系統(tǒng)就不需要大量的硬件裝置，用戶只需根據(jù)控制需要設(shè)計PLC的硬件配置和I/O的外部接線即可。面向控制過程的編程語言，容易掌握PLC的編程語言采用繼電器控制電路的梯形圖語言，清晰直觀。雖然PLC是以微處理器為核心的控制裝置，但是它不需要用戶有很強的程序設(shè)計能力，只在用戶具備一定的計算機軟、硬件知識和電器控制方面的知識

11、即可。13 PLC的分類 小型PLC連接開關(guān)量I/O模塊、模擬量I/O模塊以及其它各種特殊功能模塊，能執(zhí)行包括邏輯運算、計時、計數(shù)、算術(shù)運算、數(shù) 輸入/輸出點數(shù)在128點以下的PLC稱為小型PLC。其特點是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，它可以據(jù)處理和傳送、通信聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。中型PLC輸入/輸出點數(shù)在128-512點之間的PLC稱為中型PLC。它除了具有小型機所能實現(xiàn)在功能外，還具有強在的網(wǎng)絡(luò)通信功能、更豐富的指令系統(tǒng)、更大的內(nèi)存容量和更快的掃描速度。大型PLC輸入/輸出點數(shù)大于512的PLC稱為大型PLC。它具有強大的軟件硬件功能、自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能，它可以構(gòu)成三級通信網(wǎng)，實現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自

12、動化。另外大型PLC還可以采用三CPU構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機器具有更高的可靠性。14 PLC的主要技術(shù)指標(biāo)存儲器容量存儲器用來存儲程序和系統(tǒng)參數(shù)等，其容量是由用戶程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器組成的。程序存儲器容量大小決定了用戶所能編寫程序的長度。一般中小型PLC的存儲器容量在16KB以下，大型的PLC可達(dá)到2MB左右。輸入/輸出點數(shù)輸入/輸出點數(shù)是指根據(jù)工業(yè)系統(tǒng)控制要求所得到的對應(yīng)于PLC的輸入/輸出端的個數(shù)。I/O點數(shù)越多，說明需要控制的器件和設(shè)備就越多。掃描時間掃描時間是指CPU內(nèi)部根據(jù)用戶程序，按邏輯順序，從開始到結(jié)束掃描一次所需的時間。PLC用戶手冊一般給出執(zhí)行指令所用的時間。指令種類和數(shù)量指

13、令的種類和數(shù)量決定了用戶編制程序的方式和PLC的處理能力和控制能力。內(nèi)部寄存的種類和數(shù)量內(nèi)部寄存器主要包括定時器、計數(shù)器、中間繼電器、數(shù)據(jù)寄存器和特殊寄存器等。它們主要用來完成計時、技術(shù)、中間數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)存儲還有其他一些功能。種類和數(shù)量越多，PLC的功能就越強大。擴(kuò)展能力PLC擴(kuò)展能力是指PLC是否能具有I/O點數(shù)擴(kuò)展、功能擴(kuò)展、聯(lián)網(wǎng)等一些功能。智能模塊的種類和數(shù)量智能模塊是指能完成模擬量控制、遠(yuǎn)程控制以及通信等功能模塊。智能模塊種類和數(shù)量越多，說明PLC功能越強大。第二章 PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理2.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC實質(zhì)是一種用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同。

14、根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC的基本結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式結(jié)構(gòu)兩類。整體式結(jié)構(gòu)的PLC整體式結(jié)構(gòu)的PLC由中央處理器（CPU）、存儲器、I/O單元、電源電路和通信端口等組成，并將這些組裝在一起?；窘Y(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示。電源中央處理器系統(tǒng)總線輸入/輸出單元存儲器編程器 圖2-1 整體式結(jié)構(gòu)模塊式結(jié)構(gòu)的PLC模塊式結(jié)構(gòu)的PLC是將中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出單元、電源電路和通信端口等分別做成相應(yīng)的模塊，應(yīng)用時將這些模塊根據(jù)要求插在機架上，各模塊間通過機架上的總線想到聯(lián)系?；窘Y(jié)構(gòu)框圖如2-2所示編程器其他PLC或上位機現(xiàn)場設(shè)備電源模塊CPU模塊通信模塊輸入模塊輸出模塊殊功功能模塊 機

15、架圖2-2 模塊式結(jié)構(gòu)2.4 PLC各組成部分介紹 （1）中央處理器中央處理器（CPU）是PLC的核心部分，相當(dāng)于PLC的“大腦”。它通過系統(tǒng)總線與用戶存儲器、輸入/輸出（I/O）、通信端口等單元相連。通過制造廠家預(yù)制在系統(tǒng)存儲器內(nèi)部的系統(tǒng)程序完成各項任務(wù)。其主要功能是由編程器寫入控制程序和數(shù)據(jù)到存儲器、檢驗用戶程序、從存儲器上讀取和執(zhí)行程序，還可以進(jìn)行PLC內(nèi)部故障的診斷等。（2）存儲器根據(jù)存儲器存儲內(nèi)容的不同，我們把存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。系統(tǒng)程序存儲器：用來存入軟件的存儲器。系統(tǒng)程序相當(dāng)于計算機操作系統(tǒng)，是PLC廠家根據(jù)選用的CPU的指令系統(tǒng)編寫的，并固化到

16、ROM里，用戶不能修改其內(nèi)容。用戶程序存儲器：用來存放用戶根據(jù)控制要求編制的程序。不同類型的PLC，其存儲容量也不一樣。數(shù)據(jù)存儲器：用以存放PLC運行中的各種數(shù)據(jù)的存儲器。因為運行中數(shù)據(jù)不斷變化，所以這種存儲器必須可讀寫。（3）輸入/輸出單元輸入/輸出單元是PLC與外部設(shè)備連接的紐帶。輸入單元接收現(xiàn)場設(shè)備向PLC提供的開關(guān)量信號，經(jīng)過處理后，變成CPU能夠識別的信號。輸出單元將CPU的信號經(jīng)處理后來控制外部設(shè)備的。（4）電源部分不同型號的PLC有不同的供電方式，所以PLC電源的輸入電壓既有12V和24V直流，又有110V和220V交流。（5）編程器幾乎每個PLC廠家都有自己的編程器，用戶通過編

17、程器來編寫控制程序，并通過編程器接口將自己的控制程序輸入到PLC。它還可以在線檢測程序的運行情況。在出現(xiàn)故障時，通過編程器可能很方便的找出錯誤。（6）特殊功能單元主要包括模擬量輸入/輸出單元、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信模塊、高速計數(shù)模塊、中斷輸入模塊和PID調(diào)解模塊等。隨著PLC的進(jìn)一步發(fā)展，特殊功能單元的應(yīng)用也越來越多?；局噶?.5.1 LD/LDI指令：LD和LDI指令是連接在母線連接的觸點.表示操作開始.LD是常開觸點,LDI是常閉觸點.2.5.2 AND/ANI指令：AND和ANI指令是串聯(lián)連接的觸點,AND是常開觸點, ANI是常閉觸點.2.5.3 OR/ORI指令：OR和ORI指令是并

18、聯(lián)連接的觸點,執(zhí)行邏輯 “或” 的功能.OR是常開觸點,ORI是常閉觸點.2.5.4 OUT指令：OUT指令執(zhí)行邏輯輸出的功能,條件成立時為ON,條件不成立時為OFF.2.5.5 ANB/ORB指令：ANB完成支路間的串聯(lián)的功能,用于執(zhí)行支路之間 “于”操作；ORB完成支路間的并聯(lián)的功能,用于執(zhí)行支路之間 “或”操作.2.5.6 比較指令： CMP（Compare）的功能指令編號為FNC10，16位運算占7個程序步，32位運算占13個程序步.2.5.7傳送指令：MOV的功能號為FNC12,它是將源操作數(shù)的內(nèi)容傳送目標(biāo)操作數(shù).2.5.8四則邏輯運算指令 (1)二進(jìn)制加法指令A(yù)DDADD的功能號為

19、FNC20,它是將源操作數(shù)S1和S2中的16位二進(jìn)制數(shù)相加,然后運算結(jié)果傳送到指定的目標(biāo)操作數(shù)中.(2) 二進(jìn)制減指令SUBSUB的功能號為FNC21.它是將源操作數(shù)S1和S2中的16位二進(jìn)制數(shù)相減,然后運算結(jié)果傳送到指定的目標(biāo)操作數(shù)中.(3) 二進(jìn)制乘法指令MULMUL的功能號為FNC22.它是將源操作數(shù)S1和S2中的16位二進(jìn)制數(shù)相乘,然后運算結(jié)果傳送到指定的目標(biāo)操作數(shù)為首地址的軟元件中.(4) 二進(jìn)制除法指令DIVDIV的功能號為FNC22.它是將源操作數(shù)S1和S2中的16位二進(jìn)制數(shù)相除,然后運算結(jié)果傳送到指定的目標(biāo)操作數(shù)D中,余數(shù)傳送到D+1中.第三章PLC的工作原理PLC的工作原理與

20、繼電器構(gòu)成的控制裝置一樣，但是工作方式不太一樣。繼電器控制是并行運行方式，即如果輸出線圈通電或斷電，該線圈的觸點立即動作。而PLC則不同，它采用循環(huán)掃描技術(shù)，只有該線圈通電或斷電，并且必須當(dāng)程序掃描到該線圈時，該線圈觸點才會動作。也可以說繼電器控制裝置是根據(jù)輸入和邏輯控制結(jié)構(gòu)就可以直接得到輸出，而PLC控制則需要輸入傳送、執(zhí)行程序指令、輸出3個階段才能完成控制過程。循環(huán)掃描技術(shù)PLC采用循環(huán)掃描技術(shù)可以分為3個階段，輸入階段（將外部輸入信號的狀態(tài)傳送到PLC）、執(zhí)行程序階段和輸出階段（將輸出信號傳送到外部設(shè)備）。掃描過程如下圖所示。輸入階段程序執(zhí)行階段程序執(zhí)行階段輸出階段程序執(zhí)行階段輸出階段輸

21、入階段 一個掃描周期輸入階段在這個階段中，PLC讀取輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并把它們存入相應(yīng)的輸入存儲單元。執(zhí)行程序階段在這個階段中，PLC按照由上到下的次序逐步執(zhí)行程序指令。從相應(yīng)的輸入存儲單元讀入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后根據(jù)程序內(nèi)部繼電器、定時器、計數(shù)器數(shù)據(jù)存儲器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運算，得到運算結(jié)果，并將這些結(jié)果存入相應(yīng)的輸出存儲器單元。這一階段執(zhí)行完后，進(jìn)入輸出階段。在這個程序執(zhí)行中，輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)保持不變。輸出階段在這個階段中，PLC將相應(yīng)的輸出存儲單元的運算結(jié)果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊向外部設(shè)備傳送輸出信號，開始控制外部設(shè)備。PLC的輸入/輸出響應(yīng)時間I/O響應(yīng)時間是指某

22、一輸入信號從變化開始到系統(tǒng)相關(guān)輸出端信號的改變所需要的時間因為PLC的循環(huán)掃描工作方式，所以收到輸入信號的時刻不同，響應(yīng)時間的長短也不同。下面就給出了最短和最長響應(yīng)時間。最短響應(yīng)時間：一個掃描周期剛結(jié)束就收到輸入信號，即收到這個輸入信號與開始下一個掃描周期同時，這樣的響應(yīng)時間最短?？紤]到輸入電路和輸出電路的延時，所以最短響應(yīng)時間應(yīng)大于一個掃描周期。最短響應(yīng)時間如下圖所示。程序執(zhí)行階段輸入階段輸入階段程序執(zhí)行階段輸出階段輸出階段程序執(zhí)行階段輸入輸出 一個掃描周期| 最短響應(yīng)時間 |最長響應(yīng)時間：在一個掃描更完成輸入讀取后才接到輸入信號，這樣這個輸入信號在該掃描周期將不會發(fā)生變化，要等到下個掃描周

23、期才能得到響應(yīng)。這時響應(yīng)時間最長如下圖所示。程序執(zhí)行階段輸入階段輸出階段程序執(zhí)行階段輸入階段輸出階段程序執(zhí)行階段輸入階段輸出階段程序執(zhí)行階段 一個掃描周期輸入輸出 |最 長 響 應(yīng) 時 間| 第四章PLC控制系統(tǒng)設(shè)計原則和設(shè)計步驟設(shè)計原則PLC控制系統(tǒng)是為工藝流程服務(wù)的，所以它首先要能很好的實現(xiàn)工藝提出的控制要求。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：（1） 根據(jù)工藝流程進(jìn)行設(shè)計，力求設(shè)計出來的控制系統(tǒng)能最大限度滿足控制要求。（2） 在滿足控制要求的前題下，盡量減少PLC系統(tǒng)硬件費用。（3） 考慮到以后控制要求的變化，所以控制系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)考慮到PLC的可擴(kuò)展性。（4） 控制系統(tǒng)使用和維護(hù)方便、安

24、全可靠。設(shè)計步驟一般PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟如圖1-3所示，具體操作如下：（1）控制要求分析 在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)之前，必須對工藝流程進(jìn)行細(xì)致的分析，詳細(xì)了解控制對象和控制要求，這樣才能真正明白自己要完成的任務(wù)，設(shè)計出令人滿意的控制系統(tǒng)。 （2）確定I/O設(shè)備 根據(jù)控制要求選擇合理的輸入設(shè)備（控制按鈕、開關(guān)、傳感器等）和輸出設(shè)備（接觸器、繼電器等）。并根據(jù)選用的輸入/輸出設(shè)備的類型和數(shù)量，確定PLC的I/O點數(shù)。 （3）選擇合適的PLC 確定PLC的點數(shù)后，就根據(jù)I/O點數(shù)、控制要求等來進(jìn)行PLC的選擇。選擇包括機型、存儲器容量、輸入/輸出模塊、電源模塊和智能模塊等。（4）PLC程序設(shè)計本階段

25、就是根據(jù)控制對象和控制要求對PLC進(jìn)行編程。首先把工藝流程分為若干階段，確定每一階段的輸入信號和輸出要控制的設(shè)備，還有不同階段之間的關(guān)系，然后畫出程序流程圖，最后再進(jìn)行程序編制。（5） I/O點數(shù)分配點數(shù)分配就是PLC的I/O端子和輸入/輸出設(shè)備的對應(yīng)關(guān)系，畫出I/O接線原理圖。 （6）模擬調(diào)試 程序編制好后，可以用按鈕和開關(guān)模擬數(shù)字量，電壓源和電流源代替模擬量，進(jìn)行模擬調(diào)試，使控制程序基本滿足控制要求。 （7）現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試就是將PLC與現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。在這一步中可以發(fā)現(xiàn)程序存在的實際問題，然后經(jīng)過修正后使其滿足控制要求。 （8）整理技術(shù)文件 這一步主要包括整理與設(shè)計有關(guān)的文檔，

26、包括設(shè)計說明書、I/O接線原理圖、程序清單和使用說明書等。開始設(shè)計控制要求分析確定I/O設(shè)備選擇合適的PLCI/O點數(shù)分配PLC程序設(shè)計模擬調(diào)試現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試整理技術(shù)文件設(shè)計結(jié)束 圖4-1 設(shè)計步驟示意圖第五章 PLC的硬件知識本章主要介紹PLC的各種硬件模塊，以及PLC硬件系統(tǒng)配置的相關(guān)知識。通過本章的介紹，可以了解PLC的硬件知識，并知道如何在實際中應(yīng)用這些模塊。由于本次畢業(yè)設(shè)計應(yīng)用的是三菱系統(tǒng)，因此，只介紹三菱FX2N的相關(guān)知識。51 PLC的模塊介紹5.1.1 CPU模塊CPU模塊是PLC控制系統(tǒng)的核心，它控制著整個PLC控制系統(tǒng)的有序運行。PLC控制系統(tǒng)中，PLC程序的輸入和執(zhí)行、PL

27、C之間或PLC與上機之間的通信、接收現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都離不開該模塊。CPU模塊還可以進(jìn)行自我診斷，即當(dāng)電源、存儲器、輸入/輸出端子、通信等出故障時，它可以給出相應(yīng)的指示或做出相應(yīng)的動作。 圖5-1 三菱FX2N CPU的模塊面板示意圖三菱FX2N包括多種型號的CPU，它們的主要性能指標(biāo)除了在外形尺寸和本機自帶I/O點數(shù)有些不同外，其它性能基本相同，如表5-1所示。表5-1 三菱FX2N CPU主要性能指標(biāo)項目性能指標(biāo)程序存儲器容量8000步內(nèi)置，使用附加存儲器盒可擴(kuò)展到16000步I/O點數(shù)256點內(nèi)部繼電器3072點定時器256點一般計數(shù)器235點指令數(shù)目基本順序指令：27種步進(jìn)梯形指令

28、：2種應(yīng)用指令：28種指令處理速度PLC的方式開關(guān)有兩種，一各是RUN/STOP開關(guān)，它只有RUN和STOP兩種方式，示意圖如圖5-2所示。三菱FX2NCPU的方式切換開關(guān)屬于這一種。 圖5-2 RUN/STOP開關(guān)（1） RUN方式將CPU面板上的鑰匙開關(guān)轉(zhuǎn)到RUN位置，則強制性地實行RUN，進(jìn)行I/O掃描并將程序的執(zhí)行結(jié)果輸出。如果程序上有錯誤，則不實行RUN。在該方式，通過編程器或通信上的程序指令無效。（2） STOP方式將CPU面板上的鑰匙開關(guān)轉(zhuǎn)到STOP位置，則強制性地進(jìn)入STOP方式，全部OFF。在該方式時，通過編程器或通信的程序指令無效。 CPU模塊面板有一些指示燈,其作用分別如

29、下：PWR PLC電源指示RUN PLC運行指示BATT 電池電量不足時燈亮COMM PLC之間通信、與上位機之間通信，以及與編程器通信時燈亮I/O I/O模塊發(fā)生異常時燈亮ERROR CPU出錯時燈亮不同的可編程控制器CPU模塊的指示燈的數(shù)量不同，指示功能也不同，以上只是對一些常用的指示燈做簡單的介紹。存儲器用來存放程序、工作狀態(tài)數(shù)據(jù)等。存儲器種類通常有RAM、EPROM和EPROM，其中EPROM最為常用。三種類型的存儲器的特點分別如下：RAM 可以讀寫，PLC斷電后，需要用專用電池保持RAM中的信息EPROM 采用EPROM，程序需要用寫入器寫入EPROM 和RAM一樣，可以讀寫兩用，并

30、且PLC斷電后不需要電池也可以保持存儲器內(nèi)的信息。三菱公司FX2N存儲器如表5-3所示： 表5-3 三菱公司FX2N存儲器產(chǎn)品型號容量存儲器類型FX-RAM-8可擴(kuò)展到16000步RAMFX- EPROM-4可擴(kuò)展到4000步EPROMFX- EPROM-8可擴(kuò)展到8000步EPROMFX- EPROM-16可擴(kuò)展到16000步EPROMFX-EPROM-4可擴(kuò)展到16000步EPROM5.2 FX2N PLC的硬件系統(tǒng)構(gòu)成5.2.1 FX2N PLC的硬件系統(tǒng)構(gòu)成FX2N是模塊化的PLC，它主要由CPU模塊、特殊適配器、擴(kuò)展I/O模塊和特殊功能擴(kuò)展模塊構(gòu)成。（1）CPU模塊該模塊主要包括CP

31、U、電源和I/O點三部分。CPU主要負(fù)責(zé)程序的運行等工作；模塊的電源不僅向CPU供電，還要滿足與CPU模塊相連的其他模塊的用電需求；該模塊本身自帶一定數(shù)量的開關(guān)量I/O點，如果能夠滿足控制要求，則可以不再需要開關(guān)量模塊。（2）特殊適配器特殊適配器用來將FX系列的擴(kuò)展設(shè)備連接到FX2N系列上的PLC上。（3）擴(kuò)展模塊由于CPU模塊本身的I/O點非常有限、而且先模擬量I/O點，所以有時需要數(shù)字量I/O模塊、模擬量I/O模塊等一些特殊功能模塊。5.2.2 FX2N PLC的硬件系統(tǒng)配置FX2N PLC不需要專用的基架，可以直接安裝在導(dǎo)軌上。模塊之間通過專用的擴(kuò)展電纜進(jìn)行連接。硬件系統(tǒng)配置方式如圖5-

32、4所示。 圖5-4 FX2N硬件系統(tǒng)配置圖第六章課題設(shè)計 PLC全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計6.1全自動洗衣機控制系統(tǒng)的控制要求6全自動洗衣機的工作原理 普通洗衣機的工作流程示意圖如圖6-1所示 開始進(jìn)水 洗衣排水 脫水結(jié)束 圖6-1 普通洗衣機工作流程圖洗衣機的工作流程由進(jìn)水、洗衣、排水和脫水4個過程組成。在半自動洗衣機中，著四個過程分別用相應(yīng)的按鈕開關(guān)來控制。全自動洗衣機中，這4個過程可做到全自動依次運行，直至洗衣結(jié)束。自動洗衣機的進(jìn)水、洗衣、排水和脫水是通過水位開關(guān)、電磁進(jìn)水閥和電磁排水閥配合進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)自動控制的。水位開關(guān)用來控制進(jìn)水到洗衣機內(nèi)高、中、低水位；電磁進(jìn)水閥起著通/斷水源

33、的作用。進(jìn)水時，電磁進(jìn)水閥打開，將水注入；排水時，電磁排水閥打開，將水排出；洗衣時，洗滌電動機啟動；脫水時，脫水桶啟動。6設(shè)備控制要求全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求是能實現(xiàn)“正常運行”和“強制停止”兩種控制方式。1.正常運行“正常運行”方式具體控制要求如下：（1）將水位通過水位選擇開關(guān)設(shè)在合適的位置（高、中、低），按下“啟動”按扭，開始進(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后開始洗衣；（3）洗衣時，正轉(zhuǎn)20s，停2s，然后反轉(zhuǎn)20s，停2s；（4）如此循環(huán)共5次，總共220s后開始排水，排空后脫水30s；（5）然后再進(jìn)水，重復(fù)（1）（4）步，如此循環(huán)共三次；（6）洗衣過

34、程完成，報警3s并自動停機。2.強制停止“強制停止”方式具體控制要求如下：（1）若按下“停止”按扭，洗衣過程停止，即洗滌電機和脫水桶轉(zhuǎn)、進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥全部閉合；（2）可用手動排水開關(guān)和手動脫水開關(guān)進(jìn)行手動排水和脫水。全自動洗衣機控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置控制系統(tǒng)構(gòu)成圖展開系統(tǒng)圖如圖6-2所 圖6-2全自動洗衣機控制系統(tǒng)圖2.PLC框架配置圖全自動洗衣機控制采用三菱公司FX2N系列PLC。PLC框架配置如圖6-3所示。 3.I/O地址分配由于CPU模塊有16點數(shù)字量輸入，有16點數(shù)字量輸出，所以不再需要輸入/輸出模塊。采用I/O 分配采用自動分配方式，模塊上的輸入端子對應(yīng)的輸入地址是

35、X0X15，輸出端子對應(yīng)的輸出地址是Y0Y11。 CPU模塊采用三菱公司的FX2N-32MR-001模塊，它控制著整個系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地運行。同時由于該模塊采用交流220V供電，并且自帶16個數(shù)字量輸入點和16個數(shù)字量輸出點，完全能滿足全自動洗衣機控制系統(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。6.3 全自動洗衣機控制系統(tǒng)程序設(shè)計和調(diào)試 編程軟件 編程軟件采用三菱公司為其生產(chǎn)的PLC而設(shè)計的編程軟件GX-Developer。 程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置 （1）正常運行流程圖正常運行流程圖如圖6-4所示。 圖6-4 正常運行流程圖（2）強制停止流程圖強制停止流程圖如圖

36、6-5所示。 圖6-5 強制停止流程圖3.程序的下載、安裝和調(diào)試將各個輸入/輸出端子和實際控制系統(tǒng)中的按扭、所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。全自動洗衣機程序是有GX-Developer軟件的指令完成，正常工作時程序存放在存儲卡中，若要修改程序，先將PLC設(shè)定在STOP狀態(tài)下，運行GX-Developer編程軟件，打開全自動洗衣機程序，即可在線調(diào)試，也可用編程器進(jìn)行調(diào)試。全自動洗衣機控制系統(tǒng)PLC程序系統(tǒng)資源分配 這個控制系統(tǒng)的輸入有啟動按扭、停止按扭、水位選擇開關(guān)（高水位、中水位、低水位）、手動排水開關(guān)、自動排水開關(guān)、高水位浮球開關(guān)、低水位浮球開關(guān)、水排空浮球開關(guān)共11個輸入點。具體的輸

37、入分配如表6-6所示。表6-6輸入地址對應(yīng)的外圍設(shè)備X000啟動按扭X001停止按扭X002水位選擇開關(guān)（高水位）X003水位選擇開關(guān)（中水位）X004水位選擇開關(guān)（低水位）X005手動排水開關(guān)X006自動排水開關(guān)X007高水位浮球開關(guān)X010中水位浮球開關(guān)X011低水位浮球開關(guān)X012水排空浮球開關(guān)輸入地址分配這個控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、洗滌電動機、脫水桶、報警器共5個設(shè)備。但是由于洗滌電動機有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個狀態(tài)，分別都應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點應(yīng)該有6個。具體的輸出分配如表6-7所示。表6-2輸出地址對應(yīng)的外圍設(shè)備Y000進(jìn)水電磁閥Y001排水電磁閥Y

38、002洗滌電機正轉(zhuǎn)繼電器Y003洗滌電機反轉(zhuǎn)繼電器Y004脫水桶Y005報警器輸出地址分配 在本程序中，M0是按下啟動按扭的輔助繼電器；M1是判斷洗衣機水位是否和設(shè)定水位不一致的輔助器；M2是判斷洗衣機水位是否和設(shè)定水位一致的輔助器；M3是停止自動洗衣機的輔助繼電器。它的助記符程序為：輔助繼電器的梯形圖如圖6-8 2.進(jìn)水在正常情況下，按下啟動按扭或者脫水完畢，而且洗衣大循環(huán)未到3次時，開始進(jìn)水，當(dāng)水位到設(shè)定水位后停止進(jìn)水，等待2s后進(jìn)入洗衣過程。在強制停止情況下，當(dāng)停止按扭按下時立即停止進(jìn)水。它的助記符程序為：進(jìn)水的梯形圖如圖6-93.洗衣進(jìn)水到設(shè)定水位2s后，開始洗衣，先正轉(zhuǎn)20s，然后再

39、反轉(zhuǎn)20s，這樣循環(huán)5次后進(jìn)入排水過程。它的助記符程序為：洗衣的梯形圖如圖6-104.排水洗衣過程完畢后，進(jìn)入排水過程。水排空后停止排水。它的助記符程序為：排水的梯形圖如圖6-11 5.脫水水排空后，開始脫水，脫水30s后停止脫水。因為判斷水排空是否在排水完畢后，所以要用到排水完畢輔助繼電器。它的助記符程序為：脫水的梯形圖如圖6-12洗衣大循環(huán)3次后，開始洗完報警過程，3s后停止報警，這樣整個洗衣過程結(jié)束。它的助記符程序為：洗完報警的梯形圖如圖6-136.5 設(shè)計小結(jié)通過該系統(tǒng)的設(shè)計，對三菱FX系列的特點有了更深的理解，全自動洗衣機控制系統(tǒng)利用了三菱FX系列PLC的特點，對按扭、電磁閥、開關(guān)等

40、其他一些輸入/輸出點進(jìn)行控制，實現(xiàn)了洗衣機洗衣過程的自動化。第七章 參考文獻(xiàn) 1、廖常初、可編程控制器應(yīng)用技術(shù)（第三版）、重慶：重慶大學(xué)出版社、1998 2、廖常初、PLC梯形圖程序的設(shè)計方法與技巧、電工技術(shù)、1998-1999 3、廖常初 周林、PLC的功能指令、電工技術(shù)、1999-2000- 歡迎下載資料，下面是附帶送個人簡歷資料用不了的話可以自己編輯刪除，謝謝！下面黃顏色背景資料下載后可以編輯刪除X X X 個 人 簡 歷個人資料姓 名：xxxx婚姻狀況：未婚照片出 生：1987-06-24政治面貌:團(tuán)員性 別：男民 族：漢學(xué) 位：本科移動 ：專 業(yè)：英語電子郵件：地 址： 教育背景吉林

41、工程技術(shù)師范學(xué)院-外國語言文學(xué)系主修課程本科階段主修大學(xué)英語精讀，大學(xué)英語泛讀，英語口語，英語聽力，英語寫作，英語口譯，翻譯學(xué)，詞匯學(xué)，語法學(xué)，英美概況，英國文學(xué)，美國文學(xué)，語言學(xué)，日語，中外名勝。特長及興趣愛好除了有專業(yè)的英語方面知識外，我在校生活部工作一年, 在系宣傳部和秘書處各工作一年。為全面發(fā)展，大三上學(xué)期，我加入系文學(xué)社，參于了我系心韻雜志的創(chuàng)刊和編輯工作。在這些活動中鍛煉了我的領(lǐng)導(dǎo)和團(tuán)隊協(xié)作能力，學(xué)會了更好的與人相處，這些在我以后的工作中一定會有很大的幫助。計算機能力能熟悉使用Office工具以及Photoshop、Flash等軟件。獲國家計算機二級等級資格證書。外語水平通過英語專

42、業(yè)四級考試，能熟練進(jìn)行聽說讀寫譯。獎勵情況：2007-2008 優(yōu)秀學(xué)生會干部 200807 師生合唱比賽一等獎普通話水平測試等級證書英語專業(yè)四級證書自我評價X X X 個 人 簡 歷個人資料姓 名： 婚姻狀況：未婚出 生： 政治面貌：團(tuán)員性 別： 民 族：漢學(xué) 位： 移動 ：專 業(yè)： 電子郵件：地 址：教育背景2006.9-2010.6吉林工程技術(shù)師范學(xué)院-外國語言文學(xué)系主修課程大學(xué)英語精讀，大學(xué)英語泛讀，英語口語，英語聽力，英語寫作，英語口譯，翻譯學(xué)，詞匯學(xué)，語法學(xué)，英美概況，英國文學(xué)，美國文學(xué)，語言學(xué)，日語，中外名勝。能力及特長這要寫你明你有什么樣的能力及經(jīng)驗，最重要就是告訴用人單位，你

43、會做什么？計算機能力能熟悉使用Office工具以及Photoshop、Flash等軟件。獲國家計算機二級等級資格證書。外語水平通過英語專業(yè)四級考試，能熟練進(jìn)行聽說讀寫譯。獎勵情況2007-2008 優(yōu)秀學(xué)生會干部 200807 師生合唱比賽一等獎普通話水平測試等級證書英語專業(yè)四級證書實習(xí)經(jīng)驗（或?qū)嵺`經(jīng)驗或兼職經(jīng)驗）這里寫上你的實習(xí)經(jīng)驗或?qū)嵺`經(jīng)驗或兼職經(jīng)驗等信息吧，標(biāo)題自己起一個貼切的。自我評價本人性格開朗、穩(wěn)重、有活力，待人熱情、真誠。工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，積極主動，能吃苦耐勞。有較強的組織能力、實際動手能力和團(tuán)體協(xié)作精神，能迅速的適應(yīng)各種環(huán)境，并融入其中。我不是最優(yōu)秀的，但我是最用功的；我不是太顯眼

44、，但我很踏實；希望我的努力可以讓您滿意。這里不要照抄哦，不會寫自我評價的朋友，你可以訪問 這里有很多自我評價范文可以參考。（按住鍵盤的CTRL鍵，再用鼠標(biāo)點鏈接就可以直接打開網(wǎng)站，不用復(fù)制到瀏覽器的。）本人性格熱情開朗、待人真誠，善于溝通，應(yīng)變能力較強。懂得珍惜擁有的一切。B內(nèi)張型鼓式制動器C濕式多片制動器D浮鉗盤式制動器289.零配件市場上的主要價格形式（ABC）A廠家指導(dǎo)價B市場零售價C配件廠價格290.油漆出險桔皮皺，即表面不光滑，可能的原因（ D ）A涂裝間通風(fēng)國強B稀釋劑干燥速度過快C稀釋劑干燥速度過快慢D一次噴涂過厚291.汽車的動力性能包括（ACD）A最高車速B平均車速C加速時間

45、D能爬上的最大坡度292.車險定損核價運作規(guī)范規(guī)定事故車輛修復(fù)費用包括（ABCD）A事故損失部分維修工時B事故損失部分需更換的配件費C殘值D稅費293.車輛全損或推定全損案件， 在確定損失前，應(yīng)該了解（ABD）汽車信息A了解車輛購置時間、價格B取得車輛的購置發(fā)票或其他證明C了解車輛的購置渠道D了解車輛的所有人294.機動車電器故障引起火災(zāi)的主要原因有（BC）A電瓶故障B線路故障C電器元件故障D日光聚集295. 車險定損核價運作規(guī)范規(guī)定對殘值處理的原則（AB）BA所有殘值歸被保險人所有，保險人在維修費中扣除B事故車輛更換的配件由保險人收回后不計入殘值之內(nèi)C所有配件必須折舊賣給被保險人D所有配件必

46、須折舊賣給維修廠或廢品收購站296.從火災(zāi)原因調(diào)查的角度，汽車火災(zāi)的原因分（ABCD）A機械故障類（如發(fā)動機過熱）B電器類（線路老化短路）C人為類（縱火）D交通事故類（碰撞、傾覆、貨物引起）297.對汽車整車進(jìn)行測量非常重要的平面（D）?A基本面B中心面C零平面D下平面298.機械配件的基本維修原則（ABCD）A超過配合尺寸，通過加工也無法得到裝配技術(shù)要求B變形通過矯正無法保證使用性能和安全技術(shù)要求C斷裂無法焊接或焊接后無法保證使用性能和安全技術(shù)要求D轉(zhuǎn)向等涉及到安全的所有發(fā)生變形的配件299.被保險人可依據(jù)哪些有效證明作為領(lǐng)取賠款的憑證（A）ACA居民身份證B有效駕駛本C戶口薄300.駕駛員

47、未取得駕駛資格包括哪些情況（ABCD）ABCA無駕駛證B駕駛車輛與準(zhǔn)駕車型不符C公安交關(guān)部門規(guī)定的其他屬于非有效駕駛的情況D駕駛證丟失301.車險網(wǎng)上理賠系統(tǒng)錄入的要求有哪些（ABCDE）A查勘時間照片最佳大小為60-80kB掃描儀設(shè)置方檔最佳大小100-150kC索賠申請書應(yīng)當(dāng)由當(dāng)事駕駛員在第一時間親筆填寫D車損照片的拍攝必須符合車險定損核價運作規(guī)范的相關(guān)規(guī)定E駕駛證，行駛證應(yīng)盡量在查勘環(huán)節(jié)第一時間采取原件拍攝 判斷題 1. 185/65R14，其中R代表Radial：表達(dá)輪胎紋絡(luò)為放射狀的又稱“子午線”() 2. 檢查安全氣囊系統(tǒng)故障時，必須先拆下蓄電池負(fù)極，再使用儀器讀出故障代碼。() 3. 路面附著性能越