《畢業(yè)設(shè)計plc可編程控制器在全自動洗衣機中的應(yīng)用》

1、PLC在全自動洗衣機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用摘 要自從全自動洗衣機誕生以來，其內(nèi)部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進。設(shè)計方法也開始多種多樣，從而使全自動洗衣機顯得更加智能化?？删幊炭刂破?PLC)以微處理器為核心，普遍采用依據(jù)繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣原理圖編制的梯形圖語言進行程序設(shè)計，編程容易，功能擴展方便，修改靈活,而且結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強。三菱FX2N系列可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴充設(shè)備，有豐富的特殊擴展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備更是符合全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求與特點。本文選擇三菱FX2N-24MR為核心部件，著重進行硬件接口設(shè)計，利用梯形圖和語句表進行編程，實現(xiàn)了全自動洗

2、衣機控制系統(tǒng)的自動化。關(guān)鍵詞：可編程控制器，電氣控制，全自動洗衣機控制THE DESIGN OF THE CONTROL SYSTEM OF AUTOMATIC WASHING MACHINE BASED ON PLCABSTRACTSince the inception of automatic washing machine, its internal control system on the circuit continuously be improved. Design began to diversity, so that even more intelligent automat

3、ic washing machines.Programmable Logic Controller (PLC) microprocessor core, commonly used control system based on electrical relay contactor prepared ladder diagram programming language, programming is easy, convenient features extend, modify and flexible, and simple, anti- interference ability. Si

4、emens PLC instruction rich can take a variety of output, input expending have rich special extension equipment, including analog input devices and communications equipment also complies fully automatic washing machine control system requirement and the character.This selection of Mitsubishi FX Serie

5、s F1 20MR core components, hardware interface design focuses on the use of ladder and the Statement List programming, to achieve the automatic control system for automatic washing machineKEY WORDS: Programmable Logic Controller， electric control，F(xiàn)ull-automatic washing machine control目 錄 TOC o 1-3 h

6、z u HYPERLINK l _Toc264145020 前 言 PAGEREF _Toc264145020 h 1 HYPERLINK l _Toc264145021 第1章 可編程程序控制器（PLC） PAGEREF _Toc264145021 h 3 HYPERLINK l _Toc264145022 1.1 PLC概述 PAGEREF _Toc264145022 h 3 HYPERLINK l _Toc264145023 的定義 PAGEREF _Toc264145023 h 3 HYPERLINK l _Toc264145024 的特點 PAGEREF _Toc264145024

7、h 3 HYPERLINK l _Toc264145025 的發(fā)展歷程 PAGEREF _Toc264145025 h 4 HYPERLINK l _Toc264145026 的發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc264145026 h 5 HYPERLINK l _Toc264145027 的應(yīng)用 PAGEREF _Toc264145027 h 7 HYPERLINK l _Toc264145028 1.2 PLC的硬件結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc264145028 h 8 HYPERLINK l _Toc264145029 1.3 PLC的工作原理 PAGEREF _Toc26414502

8、9 h 9 HYPERLINK l _Toc264145030 第2章 全自動洗衣機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理 PAGEREF _Toc264145030 h 11 HYPERLINK l _Toc264145031 2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc264145031 h 11 HYPERLINK l _Toc264145032 2.2 基本工作原理 PAGEREF _Toc264145032 h 11 HYPERLINK l _Toc264145033 第3章 全自動洗衣機系統(tǒng)硬件分析 PAGEREF _Toc264145033 h 13 HYPERLINK l _Toc264145

9、034 第4章 PLC機型選擇和控制要求 PAGEREF _Toc264145034 h 14 HYPERLINK l _Toc264145035 4.1 機型的選擇 PAGEREF _Toc264145035 h 14 HYPERLINK l _Toc264145036 4.2 I/O分配 PAGEREF _Toc264145036 h 14 HYPERLINK l _Toc264145037 4.3 全自動洗衣機的PLC控制系統(tǒng)的要求 PAGEREF _Toc264145037 h 15 HYPERLINK l _Toc264145038 第5章 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 PAGEREF

10、_Toc264145038 h 16 HYPERLINK l _Toc264145039 5.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計原則和設(shè)計步驟 PAGEREF _Toc264145039 h 16 HYPERLINK l _Toc264145040 設(shè)計原則 PAGEREF _Toc264145040 h 16 HYPERLINK l _Toc264145041 5.2 硬件結(jié)構(gòu)接線圖 PAGEREF _Toc264145041 h 18 HYPERLINK l _Toc264145042 5.3 設(shè)計分析 PAGEREF _Toc264145042 h 19 HYPERLINK l _Toc264145

11、043 5.4 語句表 PAGEREF _Toc264145043 h 19 HYPERLINK l _Toc264145044 5.5 梯形圖 PAGEREF _Toc264145044 h 23 HYPERLINK l _Toc264145045 第6章 操作說明及小結(jié) PAGEREF _Toc264145045 h 25 HYPERLINK l _Toc264145046 6.1 操作說明： PAGEREF _Toc264145046 h 25 HYPERLINK l _Toc264145047 6.2 設(shè)計小結(jié)： PAGEREF _Toc264145047 h 25 HYPERLINK

12、 l _Toc264145048 結(jié) 論 PAGEREF _Toc264145048 h 26 HYPERLINK l _Toc264145049 謝 辭 PAGEREF _Toc264145049 h 28 HYPERLINK l _Toc264145050 參考文獻 PAGEREF _Toc264145050 h 29 HYPERLINK l _Toc264145051 外文資料譯文 PAGEREF _Toc264145051 h 31前 言洗衣機是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊环N家電，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的家用電器，但是傳統(tǒng)的基于繼電器的控制，已經(jīng)不能滿足人們對洗衣機的自動化程度的要求了。

13、洗衣機需要更好地滿足人們的需求，必須借助于自動化技術(shù)的發(fā)展。自動化技術(shù)的飛速發(fā)展，使得洗衣機由最初的半自動式洗衣機發(fā)展到現(xiàn)在的全自動洗衣機，又正在向智能化洗衣機方向發(fā)展。無論是波輪式洗衣機也好，還是滾筒式洗衣機也好，都朝著智能化、水流方式多樣化、洗衣方式創(chuàng)新化、設(shè)計更趨人性化四大特征方向發(fā)展。傳統(tǒng)的電氣控制已經(jīng)不能滿足現(xiàn)狀的要求了。使智能化的控制取代了傳統(tǒng)的工業(yè)控制。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，用PLC來做為控制器，就能很好的滿足全自動洗衣機自動化的要求，并且控制方式靈活多樣，控制模式可以，根據(jù)不同場合的應(yīng)用而有所不同。將來的洗衣機主要朝高度智能化，節(jié)水節(jié)能化，大容量和微型化發(fā)展。第1章 可編程程序

14、控制器（PLC）1.1 PLC概述 PLC的定義可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作命令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則而設(shè)計。LC的特點PLC是綜合繼電器接觸器控制的優(yōu)點及計算機靈活、方便的優(yōu)點而設(shè)計制造和發(fā)展的，這就使PLC具有許多其他控制器所無法相比的特點。（1）可靠性高，抗干擾能力強（2）通用性強，使用方便（3）采用模塊化結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)組合

15、靈活方便（4）編程語言簡單、易學，便于掌握（5）系統(tǒng)設(shè)計周期短（6）對生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強（7）安裝簡單、調(diào)試方便、維護工作量小可編程序控制器（Programmable Logic Controller,縮寫PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置。可編程序控制器是隨著技術(shù)的進步與現(xiàn)代社會生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種.小批量生產(chǎn)的需要，生產(chǎn).發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置。PLC從1969年問世以來，雖然至今還不到40年，但由于其具有通用靈活的控制性能.簡單方便的使用性能，可以適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的可靠性，因此在工業(yè)自動化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用

16、。有人將它與數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)工業(yè)機械人技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)的四大支柱?？删幊绦蚩刂破髟谖覈陌l(fā)展與應(yīng)用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強大支柱。隨著全球一體化經(jīng)濟的發(fā)展，努力發(fā)展可編程序控制器在我國的大規(guī)模應(yīng)用，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器技術(shù)，應(yīng)該是廣大技術(shù)人員努力的方向。 PLC的發(fā)展歷程在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導地位，應(yīng)用廣泛。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點，特別是其接線復雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。早

17、期的可編程控制器僅有邏輯運算、定時、計數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller ）。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，20世紀70年代中期微處理器技術(shù)應(yīng)用到PLC中，使PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。20世紀80年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，16位和32位微處理器應(yīng)用于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強，同時可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等

18、功能，使PLC真正成為具有邏輯控制、過程控制、運動控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實的多功能控制器。PLC的發(fā)展過程大致可以分為如下幾個階段：19701980年：PLC的結(jié)構(gòu)定型階段。在這一階段，由于PLC剛誕生，各種類型的順序控制器不斷出現(xiàn)（如邏輯電路型、1位機型、通用計算機型、單板機型等），但迅速被淘汰。最終以微處理器為核心的現(xiàn)有PLC結(jié)構(gòu)形成，取得了市場的認可，得以迅速發(fā)展.推廣。PLC的原理、結(jié)構(gòu)、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機床、生產(chǎn)線擴展。19801990年：PLC的普及階段。在這一階段，PLC的生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，價格不斷下降，

19、PLC被迅速普及。各PLC生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的價格.品種開始系列化，并且形成了固定I/O點型、基本單元加擴展塊型、模塊化結(jié)構(gòu)型這三種延續(xù)至今的基本結(jié)構(gòu)模型。PLC的應(yīng)用范圍開始向順序控制的全部領(lǐng)域擴展。比如三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有F.F1.F2小型PLC系列產(chǎn)品,K/A系列中、大型PLC產(chǎn)品等。19902000年，PLC的高性能與小型化階段。在這一階段，隨著微電子技術(shù)的進步，PLC的功能日益增強，PLC的CPU運算速度大幅度上升、位數(shù)不斷增加，使得適用于各種特殊控制的功能模塊不斷被開發(fā)，PLC的應(yīng)用范圍由單一的順序控制向現(xiàn)場控制拓展。此外，PLC的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化PLC。三菱公司本

20、階段的主要產(chǎn)品有FX小型PLC系列產(chǎn)品，AIS/A2US/Q2A系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。2000年至今：PLC的高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段。在本階段，為了適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展與工廠自動化的需要，PLC的各種功能不斷進步。一方面，PLC在繼續(xù)提高CPU運算速度，位數(shù)的同時，開發(fā)了適用于過程控制，運動控制的特殊功能與模塊，使PLC的應(yīng)用范圍開始涉及工業(yè)自動化的全部領(lǐng)域。與此同時，PLC的網(wǎng)絡(luò)與通信功能得到迅速發(fā)展，PLC不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入/輸出設(shè)備，還可以通過各種總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，為工廠自動化奠定了基礎(chǔ)。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有FX小型PLC系列產(chǎn)品（包括最新的FX3u系列產(chǎn)品），Qn，QnP

21、H系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。 PLC的發(fā)展趨勢從當前產(chǎn)品技術(shù)性能來看，PLC發(fā)展趨勢仍然主要體現(xiàn)在體積的縮小與性能的提高兩大方面。體積小型化。電子產(chǎn)品體積的小型化是微電子技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果?，F(xiàn)代PLC無論從內(nèi)部元件組成還是硬件、軟件結(jié)構(gòu)都已經(jīng)與早期的PLC有了很大的不同，PLC體積被大幅度縮小。性能的提高。PLC的性能主要包括CPU性能與I/O性能兩大方面，可編程序控制器在我國的發(fā)展狀況如下： (1) 我國可編程序控制器的發(fā)展與國際上的發(fā)展有所不同，國際上可編程序控制器的發(fā)展是從研制、開發(fā)、生產(chǎn)到應(yīng)用，而我國則是從成套設(shè)備引進、可編程序控制器引進應(yīng)用、消化移植、合資生產(chǎn)到廣泛應(yīng)用。大致可劃

22、分為下述三個階段：可編程序控制器的初級認識階段（70年代后期到80年代初期）國際上可編程序控制器的發(fā)展，首先引起了國內(nèi)工程技術(shù)界的極大興趣，所以我國對可編程序控制器的認識始于70年代后期到80年代初期的成套設(shè)備引進中，當時的上海寶鋼一期工程中有多項工程引進了十幾種機型約200多臺可編程序控制器。這些可編程序控制器用于原料碼頭到高爐、軋鋼、鋼管等整個鋼鐵冶煉以及加工生產(chǎn)線上，取代了傳統(tǒng)的繼電器邏輯系統(tǒng)，并部分取代了模擬量控制和小型DDC 系統(tǒng)。繼寶鋼一期工程后，國內(nèi)許多廠家陸續(xù)引進的設(shè)備和生產(chǎn)線大都配備了可編程序控制器，其應(yīng)用范圍包括電站、石油化工、汽車制造、港口和碼頭等各領(lǐng)域。正是在成套設(shè)備引

23、進過程中，我們打開了眼界，了解認識了可編程序控制器，這也促進了可編程序控制器在我國的發(fā)展?？删幊绦蚩刂破鞯囊M應(yīng)用和消化移植階段（80年代初期到90年代初期）80年代初期開始，隨著我國改革開放的不斷深入，在成套設(shè)備引進的同時，國外原裝的可編程序控制器開始涌入國內(nèi)市場。許多部門和單位相繼引進可編程序控制器并自己設(shè)計組成控制系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍也擴大到建材、輕工、煤炭、水處理、食品、制藥、造紙、橡膠和精細化工等工業(yè)領(lǐng)域。可編程序控制器的廣泛發(fā)展階段（90年代初期到現(xiàn)在） 進入90年代，我國的可編程序控制器進入了廣泛發(fā)展階段，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(2) 政府重視可編程序控制器的發(fā)展得到了政府的高度重

24、視，在當時機械電子工業(yè)部的領(lǐng)導下，于1991年成立了可編程序控制器行業(yè)協(xié)會。可編程序控制器行業(yè)協(xié)會在政府和企事業(yè)之間起到了橋梁作用，溝通了情況，為做出決策提供了依據(jù)。同時可編程序控制器的標準化工作也受到了有關(guān)部門的重視，于1993年成立了可編程序控制器標準化技術(shù)委員會，為我國可編程序控制器的進一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。 PLC的應(yīng)用PLC的應(yīng)用領(lǐng)域：PLC的初期由于其價格高于繼電器控制裝置，使得其應(yīng)用受到限制。但最近十多年來，PLC的應(yīng)用面越來越廣，其主要原因是：一方面由于微處理器芯片幾有關(guān)元件的價格大大下降，使得PLC的成本下降；另一方面PLC的功能大大增強，它也能解決復雜的計算和通信問題。目前P

25、LC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。PLC的應(yīng)用范圍通常可分成以下5種類型：順序控制：這是PLC應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，也是最適合PLC使用的領(lǐng)域。它用來取代傳統(tǒng)的 繼電器順序控制。PLC應(yīng)用于單機控制、多機群控、生產(chǎn)自動線控制等。例如：注塑機械、印刷機械、包裝機械、切紙機械、組合機床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。運動控制：PLC制造商目前已提供了拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，在多數(shù)情況下，PLC把描述目標位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動一軸或數(shù)據(jù)到目標位置。每個軸移動時，位置控制模塊保持適當?shù)?/p>

26、位置和加速度，確保運動平滑。過程控制：PLC還能控制大量的過程參數(shù)，例如：溫度、流量、壓力、液位和速度。PID模塊提供了使PLC具有閉環(huán)控制的功能，即一個具有PID控制能力的PLC可用于過程控制。當過程控制中某個變量出現(xiàn)偏差時，PID控制算法會計算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定植上。數(shù)據(jù)處理：在機械加工中，PLC作為主要的控制和管理系統(tǒng)用于CNC和NC系統(tǒng)中，可以完成大量的數(shù)據(jù)處理工作。通信網(wǎng)絡(luò)：PLC的通信包括主機與遠程I/O之間的通信、多臺PLC之間的通信、PLC和其他智能控制設(shè)備（如計算機、變頻器、數(shù)控裝置）之間的通信。PLC與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式

27、控制系統(tǒng)。1.2 PLC的硬件結(jié)構(gòu)PLC 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。編程器輸出電路輸入電路中央處理單元（CPU）電源系統(tǒng)程序儲存器系統(tǒng)程序儲存器1-1 PLC的結(jié)構(gòu)圖中央處理單元(CPU)是PLC 的控制中樞，它按照PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)、檢查電源、存

28、儲器I/O以及警戒定時器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC 投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(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器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(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)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行直到停止運行。1.3 PLC的工作原理PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(包括其常開或常閉觸點)不會立即動作，必須等掃描到

29、該觸點時才會動作?？紤]到繼電器控制裝置各類觸點的動作時間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶程序的時間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計算機的運行方式掃描技術(shù)。這樣在對于I/O響應(yīng)要求不高的場合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。(1)輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣

30、結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。(2)用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是

31、否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。(3)輸出刷新階段當掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。第2章 全自動洗衣機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)全自動洗衣機的由內(nèi)外桶、進水口、啟動和停止按鈕、控制器、進水按鈕、水位開關(guān)、排水口和洗條電機組成。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：圖2-1 全自動洗衣機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2 基本工作原理全自動洗衣機的進水和

32、排水分別有進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進水時，通過電控系統(tǒng)把進水閥打開，經(jīng)進水管將水注人外桶，排水時，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水又外桶排到機外。洗衣機正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)由洗滌電機驅(qū)動波輪正反來實現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進行甩干；高低水位開關(guān)分別用來測高低水位；啟動按鈕用來啟動洗衣機工作；停止按鈕用來實現(xiàn)緊急工況下手動停止進水排水脫水及報警；排水按鈕用來實現(xiàn)手動排水。開始進水 洗衣排水 脫水結(jié)束普通洗衣機工作流程圖 2-2進水閥 水位開關(guān)PLC電機正反轉(zhuǎn)排水閥PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制圖 2-3第3章 全自動洗衣機系統(tǒng)硬件分析全自動洗衣機的過程包括啟

33、動、進水、洗滌、排水和脫水等功能。在實現(xiàn)控制過程中，各種采樣信息都是通過控制中心進行各種判斷、比較和選擇，再經(jīng)信息線路反饋給洗衣機各控制執(zhí)行機構(gòu)，決定洗衣機的工作狀態(tài)。如圖3-1所示，由PLC控制洗衣機各種動作典型控制圖。排水程序開始到低水位進水脫水15s到高水位Y正轉(zhuǎn)洗30s到大循環(huán)次數(shù)3次暫停3s報警10sN反轉(zhuǎn)洗30s停機Y結(jié)束暫停3s到小循環(huán)5次Y 圖3-1 控制流程圖由上圖可知，PLC在系統(tǒng)中是處中心位置，水位開關(guān)是PLC的輸入信號控制開關(guān)，進水閥、排水閥和電機是洗衣機各種動作的執(zhí)行機構(gòu)。其中進排水閥由PLC給定信號來決定其工作狀態(tài);電機的工作狀態(tài)也由PLC給定信號來決定的，而電機的

34、正反轉(zhuǎn)狀態(tài)直接決定了洗衣機的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。另外由于洗衣機工作過程是順序過程，所以用PLC機的控制系統(tǒng)是可行的。第4章 PLC機型選擇和控制要求PLC是一種用作數(shù)字控制的專用電子計算機，它根據(jù)用戶給的指令，通過輸入接口現(xiàn)場采樣信息執(zhí)行邏輯或數(shù)值運算，再通過輸出接口去控制各種執(zhí)行機構(gòu)動作。它和單片機一樣，主要有CPU、存儲器、I/O接口模板三部分。FX2N-24MR在CPU單元上設(shè)有硬件電路處理高速數(shù)字量I/O口，它是整體模塊形式，因此由它作為洗衣機控制系統(tǒng)，在硬件設(shè)計上就相對簡單點。通過對結(jié)構(gòu)圖的分析，可知全自動洗衣機的I/O點不多，選擇FX2N-24MR，可以完全滿足其要求。4.1 機型

35、的選擇PLC是一種用作數(shù)字控制的專用電子計算機，它根據(jù)用戶給的指令，通過輸入接口現(xiàn)場采樣信息執(zhí)行邏輯或數(shù)值運算，再通過輸出接口去控制各種執(zhí)行機構(gòu)動作。它主要由CPU、存儲器、I/O接口模板三部分。它是整體模塊形式，由它作為洗衣機控制系統(tǒng)，在硬件設(shè)計上就相對簡單點。通過對結(jié)構(gòu)圖的分析，可知全自動洗衣機的I/O點不多，選擇抵擋的三菱FX2N系列FX2N24MR，可以完全滿足其要求，F(xiàn)X2N24MR有20個I/O，根據(jù)輸入，輸出口的總點數(shù)，考慮留有適當余量，采用三菱FX2N-2MR型PLC，可滿足設(shè)計要求。4.2 I/O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

36、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X0X15，輸出端子對應(yīng)的輸出地址是Y0Y11。表4-1 I/O分布表輸入繼電器輸出繼電器功能作用名稱地址功能作用名稱地址啟動SB1X0進水電磁閥YV1Y0停止SB2X1電機正轉(zhuǎn)接觸器KM1Y1排水SB3X2電機反轉(zhuǎn)接觸器KM2Y2高水位SL1X3排水電磁閥YV2Y3低水位SL2X4進水電磁閥YC1Y4報警蜂鳴器KM3Y54.3 全自動洗衣機的PLC控制系統(tǒng)的要求1、按下啟動按扭后，洗衣機開始進水，水滿時（即水位到達高水位，高水位開關(guān)由ON變?yōu)镺FF），洗衣機停止進水。2、關(guān)水后停2秒開始洗滌。3、洗滌時，正轉(zhuǎn)30秒暫停，

37、停3秒，然后反轉(zhuǎn)30秒暫停，停3秒。4、若正、反洗滌未洗滿5次，則返回從正洗開始的動作；若洗滿5次，則開始排水。5、水位下降至低水位時開始脫水并繼續(xù)排水，脫水15秒即完成一次從進水到脫水的大循環(huán)過程。此時若未完成3次大循環(huán)，則返回從進水開始的全部動作，進行下一次大循環(huán)；若完成了3次大循環(huán)，則進行洗完報警。6、報警10秒后結(jié)束全部過程并自動停機。7、此外按排水按鈕可實現(xiàn)手動排水；按停車按扭可停止進水、排水、脫水及報警。第5章 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計5.1 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)

38、遵循以下原則：1.根據(jù)工藝流程進行設(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的可擴展性。4.控制系統(tǒng)使用和維護方便、安全可靠。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，必須對工藝流程進行細致的分析，詳細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

39、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)計本階段就是根據(jù)控制對象和控制要求對PLC進行編程。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，進行

40、模擬調(diào)試，使控制程序基本滿足控制要求。具體設(shè)計順序步驟如下圖所展示：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)試整理技術(shù)文件結(jié)束圖5-1：設(shè)計步驟順序圖5.2 硬件結(jié)構(gòu)接線圖5-2 主接線圖5.3 設(shè)計分析根據(jù)前面的編號表盒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖以及全自動洗衣機的PLC控制系統(tǒng)程序工藝流程圖可知，實現(xiàn)自動控制藥設(shè)置6個計時器和2個計數(shù)器T0進水候暫停時間2s T1正轉(zhuǎn)洗滌計時間30sT2正洗暫停計時間3s T3反轉(zhuǎn)洗滌計時間30sT4反洗暫停計時間3s T5脫水計時15sT6洗完報警計時間10sC0正反轉(zhuǎn)洗滌5次 C1大循環(huán)3次類別器件號設(shè)定值作用定時器T02S進

41、水候暫停時間T130s正轉(zhuǎn)洗滌計時T23s正洗暫停計時T330s反轉(zhuǎn)洗滌計時T43s反洗暫停計時T515s脫水計時T610s洗完報警計時計數(shù)器C05次正、反洗循環(huán)計數(shù)C13次脫水（大循環(huán)）計數(shù)5.4 語句表 0 LD M8002 1 SET S0 3 LD S0 4 MPS 5 AND X001 6 RST S20 8 ZRST S23 S24 13 MPP 14 AND X000 15 SET S20 17 LD S20 18 OUT Y000 19 MPS 20 LD X003 21 OR M0 22 ANB 23 ANI T0 24 OUT T0 K20 27 OUT M0 28 MRD

42、 29 AND X002 30 AND TO 31 MPP 32 AND TO 33 SET S21 35 LD S21 36 MPS 37 LDP X005 39 OR M1 40 ANB 41 ANI T1 42 OUT Y001 43 OUT M1 44 MRD 45 ANI M2 46 OUT T1 K300 49 MRD 50 LD T1 51 OR M2 52 ANB 53 ANI T2 54 OUT T2 K30 57 OUT M2 58 MPP 59 AND T2 60 SET S22 62 LD S22 63 MPS 64 LDP X006 66 OR M3 67 ANB 6

43、8 ANI T3 69 OUT Y002 70 OUT M3 71 MRD 72 ANI M4 73 OUT T3 K300 76 MRD 77 AND X002 78 OUT Y003 79 MRD 80 LD T3 81 OR M4 82 ANB 83 ANI T4 84 OUT T4 K30 87 OUT M4 88 MPP 89 AND T4 90 OUT C100 K5 93 MPS 94 AND C100 95 OUT Y003 96 AND X004 97 SET S23 99 RST C100101 MPP 102 ANI C100103 SET S21105 LD S2310

44、6 OUT Y004107 OUT Y003108 OUT T5 K150 111 MPS112 AND T5113 OUT C101 K3116 MRD 117 AND C101118 SET S24120 RST C101122 MPP123 ANI C101124 SET S20126 LD S24127 OUT Y005128 OUT T6 K100131 AND T6 132 ZRST S0 S24137 END 5.5 梯形圖工步介紹： s0 初始化 s20洗衣機進水 s21電動機正轉(zhuǎn) s22電動機反轉(zhuǎn) s23洗衣機脫水 s24報警第6章 操作說明及小結(jié)6.1 操作說明：按下啟動按

45、鈕，X0為ON，進入工步S20，y0為ON，打開進水電磁閥。當水位到達高水位時，X3為ON，M0自鎖，同時斷開進水電磁閥，同時T0為ON，記時2秒。進入工步2，電動機正轉(zhuǎn)，開始接通Y1（正向洗滌），并啟動定時器T1。30s后，T1觸點動作，使Y1為OFF，停止正向洗滌，并啟動定時器T2。經(jīng)過3s的暫停，T2觸點為ON，進入工步S22.電動機反轉(zhuǎn)，開始反向洗滌，并啟動定時器T3。反洗30s后，T3觸點動作，使Y2(反轉(zhuǎn)洗滌)為OFF，停止反向洗滌，并啟動定時器T4。經(jīng)過3s的定時，T4動作，使計數(shù)器C100計一次時，同時判段記數(shù)次數(shù)若為5，并且X4（底水位）接通則進2工步S23, 同時復位C10

46、0.若不為5則進入工步S21重新進行從正向洗滌開始到反向洗滌結(jié)束的小循環(huán)只到 C100是5為止。當C100滿5且進入工步S23（脫水）后，邊排水邊脫水同時 T5記時15秒，15秒后C101通記數(shù)一次若C101不為3則進入工步s20開始大循環(huán)，若C101是3則進入工步S24,開始報警接通Y5（報警）同時T6記時10秒后T6觸點通，復位S20S24,程序結(jié)束。6.2 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)等其他一些輸入/輸出點進行控制，實現(xiàn)了洗衣機洗衣過程的自動化。結(jié) 論全自動洗衣機控制系統(tǒng)的設(shè)計,我

47、覺得這個課題是很容易的。當真正做起來的時候，還是覺得有點困難的，有些東西以前學了，但現(xiàn)在用起來可能又有點疑問。就如畫電氣原理圖，整體的構(gòu)造腦海里都有一個整體的概念。而你要畫出來的話，你可能會遇到細節(jié)上的問題，比如說按鈕開關(guān)的方向是怎樣，以及怎么劃分區(qū)域等。遇到這些問題的時候都能讓你主動去翻書，復習這些陌生的知識。我認為這是一種最好的學習方法通過實踐去檢驗自己的知識。這個只有你自己投入進去你才能發(fā)現(xiàn)自己知識點的欠缺。做為一名機電專業(yè)的學生對電氣原理圖的了解更應(yīng)該有深刻的認識，知道它的重要性。要能看的懂，給你一張電氣原理圖，你要能夠?qū)懗鎏菪螆D。查找資料也是一件繁瑣的事情，雖說網(wǎng)上有資料但要找到一些

48、真正有用的資料也不是一件容易的事，需要耐心查找。在程序設(shè)計過程中，我對以前的編程方法做了歸納，之前我習慣用功能流程寫程序，遇到難點的時候習慣翻書，對照例子提取點精華。現(xiàn)在能靈活運用經(jīng)驗設(shè)計法、電氣原理圖設(shè)計法、順序控制設(shè)計法。特別多順序控制設(shè)計有了一定的了解。這里面最經(jīng)典我認為是單序列的編程方法、選擇序列的編程方法和并行序列的編程方法這個三個是很值得研究的，也是一種格式。只要你能熟悉掌握，靈活應(yīng)用的話，那么編程對你來說將變的非常容易。一個流程圖無論多么復雜，都可以拆分上面的形式，然后就可以利用上面的方法編程了。當然對于簡單的流程也可以用順序設(shè)計。這種方法也是一種固定的格式，只要按照它的格式就可

49、以寫出正確的程序，它的優(yōu)點可以說易懂，條理清晰。但結(jié)構(gòu)多。對于活動步多的設(shè)計我想用這個設(shè)計比較煩瑣。更加體會到PLC的可靠性高，抗干擾能力強，.通用性強，控制程序可變，使用方便等優(yōu)點。更加熟悉了三菱FX系列編程軟件使用方法與各種基本指令。這次的課程設(shè)計使我把可編程控制器的理論知識用在實踐中，實現(xiàn)了理論和實踐相結(jié)合，從中更懂得理論是實踐的基礎(chǔ)，實踐又能檢驗理論的正確性，讓我受益非淺，對我以后工作中遇到問題或者繼續(xù)學習將會產(chǎn)生巨大的幫助和影響。謝 辭經(jīng)過很長一段時間的準備，包括利用各種途徑查資料、整理材料，寫作論文，今天終于可以順利的完成論文最后的謝辭了，這篇謝辭的的完成，表示可以進行畢業(yè)答辯了，

50、這也為三年的學習生涯以及大學生活劃下完美的句點。論文的完成，不僅在于最后一段時間的搜集和整理，更主要是在三年中學習知識的積累，所以我在此首先要重點感謝三年來教授我們每門課程的老師們，正因為他們嚴謹?shù)淖黠L和樸實的教學，才能最終讓我們走向碩果的終點。在此特別感謝我們組的指導老師孫老師，他在我們做畢業(yè)論文期間做出了很大的努力，爭取讓組里的每一位同學精益求精的完成論文，提高答辯質(zhì)量，這是論文可以順利完成的最重要的原因。同學們的關(guān)心和幫助是我的動力，在我知識的缺憾點上給予我很大的幫助，使得論文從剛開始的暇跡斑斑到越來越完善、越來越有內(nèi)容，最終幫助我完整的寫完了整個論文。在論文的寫作過程中雖然挫折居多，但

51、是在修補的過程中，我不僅學到了以前自己不足之處的知識，更加體會到了一種學習所要具有的良好習慣和良好態(tài)度，一絲不茍和毅力是學習的關(guān)鍵，也是將來走向人生道路做任何事成功的關(guān)鍵，所以我可以體會到的是做論文不僅僅是做，更是一次對自己人生態(tài)度的感悟，這些感悟包括在學習中要學會與人合作的態(tài)度，能聽取別人意見，能及時弄懂自己所不懂得知識，能夠有勇氣干好每一件事等等。對于在學習和生活中幫助我和鼓勵我的老師和同學們，我再次表示衷心的感謝，你們對于我的幫助使我在心中無以言表。參考文獻1俞國亮.PLC原理與應(yīng)用（三菱FX系列）.北京：清華大學出版社2高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計實例.北京：人民郵電出版社，20

52、04.73謝克明、夏路易.可編程控制器原理與程序設(shè)計.北京：電子工業(yè)出版社，4張興國.可編程控制器技術(shù)及應(yīng)用.北京：中國電力出版社，20065賀哲榮、石帥軍.流行PLC實用程序及設(shè)計（三菱FX2系列）.西安：西安電子科技大學出版社，2006.36宋德玉.可編程序控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù).北京：冶金工業(yè)出版社，20017方承遠、張振國.工廠電氣控制技術(shù)（第三版）.北京：機械工業(yè)出版社，2006.78陳在平，趙相賓.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)與應(yīng)用技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，20039陳立定等.電氣控制與可編程序控制器的原理及應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社，200410王兆義.可編程控制器教程M.北京

53、：機械工業(yè)出版社，200511郁漢琪.電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)M.南京：東南大學出版社，200412郭宗仁、吳亦鋒、郭永.可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)M.北京：人民郵電出版社，200313顧戰(zhàn)松、陳鐵年.可編程控制器原理及應(yīng)用M.北京：國防工業(yè)出版社，200314 周美蘭周封王岳寧主編PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計（科學出版社）15Stephen, Philip Tu. Programmable Logic Controller (PLC) Tutorial, 200516 David G. Johnson. Programmable Controllers for Factor

54、y Automation New York and Basel Marcel Decker Inc，1987.附錄總接線圖外文資料譯文PLC technique discussion and future developmentAlong with the development of the ages, the technique that is nowadays is also gradually perfect, the competition plays more strong; the operation that list depends the artificial has al

55、ready cant satisfied with the current manufacturing industry foreground, also cant guarantee the request of the higher quantity and high new the image of the technique business enterprise.The people see in produce practice, automate brought the tremendous convenience and the product quantities for p

56、eople up of assurance, also eased the personnels labor strength, reduce the establishment on the personnel. The target control of the hard realization in many complicated production lines, whole and excellent turn, the best decision etc., well-trained operation work, technical personnel or expert, g

57、overnor but can judge and operate easily, can acquire the satisfied result. The research target of the artificial intelligence makes use of the calculator exactly to carry out, imitate these intelligences behavior, moderating the work through persons brain and calculators, with the mode that persons

58、 machine combine, for resolve the very complicated problem to look for the best pathPLC language is not we imagine of edit collected materials the language or language of Cs to carry on weaving the distance, but the trapezoid diagram that the adoption is original after the electric appliances to con

59、trol, make the electrical engineering teacher while weaving to write the procedure very easy comprehended the PLC language, and a lot of non- electricity professional also very quickly know and go deep into to the PLC.Is PLC one of the advantage above and only, this is also one part that the people

60、comprehend more and easily, in a lot of equipments, the people have already no longer hoped to see too many control buttons, they damage not only and easily and produce the artificial error easiest, small is not a main error perhaps you can still accept; But lead even is a fatal error greatly is wha