全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)控制

PAGEPAGE27XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目：全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)學(xué)院:專(zhuān)業(yè):學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)教師：完成日期:全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄TOＣ＼o"1－３"\h\z＼uHYＰＥＲLＩNK＼l"_Tｏc２916201６２＂摘要?PＡＧEREＦ＿Tｏc２9１６20１6２＼h４ＨYPEＲＬINK＼ｌ＂_Toc2916２0１63"第一章緒論?PＡＧＥＲEＦ＿Toｃ２9１6２01６3＼h5HＹPERLＩＮK\l"_Tｏc２916201６4”一、選題的背景意義?ＰAGＥREＦ＿Toc２91６2０1６4＼h5HYPERLＩＮK\l＂＿Toｃ29162０１65”二、洗衣機(jī)的發(fā)展歷史?ＰAＧEＲEF＿Ｔoc２916201６５\ｈ５HYＰＥRLＩNK\ｌ＂_Toc2916２０1６6”三、自動(dòng)控制的應(yīng)用領(lǐng)域 ＰAＧEREF_Toc2916２０166\h7HＹPEＲLINＫ\l”_Ｔｏｃ2916２0１6７”四、本次畢設(shè)主要研究的內(nèi)容 ＰAGＥRＥF_Toｃ２916２0１67＼ｈ７HYＰERLＩNK\l”＿Tｏc２916２０168"第二章系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)?PＡGERＥF＿Ｔｏｃ29１6２０１６8\ｈ8HＹＰERLINＫ＼l"_Tｏｃ２９１62０16９"一、洗衣機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介?PAＧＥRＥF_Toc291６201６9\ｈ８HYPERLＩNK＼ｌ"_Ｔoc29１６2０1７０”二、控制系統(tǒng)的組成?ＰAGＥREF_Toc29162017０\h8ＨＹPＥRLINＫ\l”_Tｏc2９１620171”第三章硬件的理論與設(shè)計(jì)?PAGERＥF_Ｔｏｃ2９1６20１71\h10ＨYＰＥRLＩNK\l＂_Ｔoc2９162０172”一、硬件設(shè)計(jì) ＰAGＥＲEF＿Ｔoc2916201７2\h１0HＹPERLＩNＫ＼l"_Ｔoc2916２０173＂二、可編程序控制器 PAGERＥF_Tｏc29162017３\h１1HYＰERＬIＮK(二)繼電器組的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)的功能?ＰAGＥＲEＦ_Ｔoc2９1６20１82\h17HYPＥRＬＩＮＫ\ｌ”_Ｔoc29162０183”四、變頻器?ＰAGERＥF_Tｏc29１6２０１83\h17ＨYＰＥRＬＩNK＼l＂＿Ｔｏｃ2９1６２0184"第四章程序設(shè)計(jì)?PＡGEREF_Toc２9１６２0１84\h20HＹＰERＬIＮK\l＂_Ｔｏc2916２018５”一、梯形圖程序設(shè)計(jì)?ＰＡGEＲEＦ_Toc２９162０１８5\h20HYPERLINK＼l"_Ｔoｃ291６2018６”(一）程序流程圖，如圖４。1?PＡＧERＥＦ_Toc2９162０18６\h2０HYＰＥＲLIＮK\l＂_Tｏc29１6201８7＂（二)梯形圖，如圖4.2?PAＧEREF_Toｃ2９16２01８7\h21HYPEＲLINK＼ｌ”_Toc2９1６20188”參考文獻(xiàn) ＰAGＥＲEF_Toc29１62０18８＼h２4HYPEＲLＩNK\l"_Toc2９162０1８9＂附錄一：全自動(dòng)洗衣機(jī)示意圖:?ＰＡGEＲEF＿Toc291６20189＼h25ＨYPERLINK\ｌ＂_Toc29162019０"附錄二：指令表程序?PAGEREF＿Toｃ291６2019０＼h2６摘要本文介紹了采用可編程控制器(PLＣ)作為核心控制部件的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng).文章介紹了洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)，對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上提出了基于PLＣ的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制方案，并對(duì)方案進(jìn)行了論證，根據(jù)洗衣機(jī)的工作原理,設(shè)計(jì)了流程及程序，對(duì)按鈕，繼電器，開(kāi)關(guān)，變頻器等其它一些輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過(guò)程的自動(dòng)化.由于洗滌，排水,脫水的時(shí)間均由ＰLＣ內(nèi)計(jì)數(shù)器控制，所以只要改變計(jì)數(shù)器參數(shù)就可以改變時(shí)間。具有智能化程度高、安全可靠、方便、靈活等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:PＬC；全自動(dòng)洗衣機(jī);變頻器；繼電器AｂｓtractＴｈisarticleｕsｅdprｏgｒammaｂlecontroｌlerPLCtoｒealｉｚethewaｓhｅpletelｙaｕtoｍａt(yī)iccｏntｒｏl,ｅxpｌaｉnｅdｔｈePLCcoｎｔrｏlｐｒinｃiplemｅthｏｄ，tｈｅcｈａｒａｃｔerｉsｔｉcandcｏntrｏllｅｄｔhewaｓhｅrtheｃharａcｔerisｔic.Ｔｈｅａrtｉｃｌedurｉnｇinｔｒｏduｃｔionwasｈｅrstｒucturｅ，carriｅｓoｎtheaｎalｙｓiｓtothecｏｍｐletelｙautｏｍａt(yī)icｗａshｅrcoｎｔrｏlｓｙｓｔeｍ，pｒｏpｏsediｎtｈiｓfouｎdaｔionbaｓｅdonthｅPＬCcｏmｐleｔｅlyauｔｏｍaticwaｓherconｔrｏlplａｎ，anｄhascarrieｄonｔｈepｒｏoｆｔotheｐlan,hasｃａrｒiｅdontheｄｅsiｇnaccｏｒｄingtｏtheｗaｓherprｉｎciｐleofwoｒktｏtｈeprｏcｅｄｕreａnｄthefloｗ,haｓｔheintｅllectualisｍdｅｇreehiｇh，sａferelｉabｌeandsooｎtｈｅcharacteriｓticｓ．Tothｅbｕttｏn,tｈerｅｌaｙ，ｔheswiｔｃh，thefｒequｅncｙcｈangesandｓoonoｔheｒsｏmeＩ/Oｓｐotcarriesonthecontroｌ，ｒｅａlｉzeｄtｈｅwashertowaｓｈclotｈｅｓtｈeprｏｃｅssａutｏmaｔｉon．Becａｕsｅspｒeaｄseverytimelaxatｉon，ｄｒainｉｎｇwａt(yī)er，dｅhyｄrａt(yī)edtiｍｅｂyＰLCincｏｕｎtercｏntrｏｌ，ｓolｏnｇasｔｈｅrｅｆoreｔhechａngｅcｏｕntｅｒpａｒaｍｅteｒmaychangetｈetimｅ.Keywｏｒd:ＰrogramｍａbｌeLｏgicＣoｎtrolｌer；Tｈeautomatｉｃprocesｓ；ｃｏnveｒtｅr;controlrelaｙ第一章緒論本章闡述了畢業(yè)論文選題的背景意義、洗衣機(jī)的發(fā)展歷史以及自動(dòng)化控制在工業(yè)生產(chǎn)和生活中所體現(xiàn)的應(yīng)用價(jià)值，包括目前的應(yīng)用范圍及發(fā)展的前景。一、選題的背景意義洗衣機(jī)是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的一種家電，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的家用電器。在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也十分廣泛,本課題在于自動(dòng)控制洗衣機(jī)的研究，自動(dòng)控制用洗衣機(jī)適用于賓館、飯店、醫(yī)院、學(xué)校、工廠等領(lǐng)域,滿足大容量的洗衣要求。水磨洗滌機(jī)可用于服裝廠水洗牛仔服及絲綢等衣物.但是傳統(tǒng)的基于半手動(dòng)的控制,已經(jīng)不能滿足人們對(duì)洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度的要求了.洗衣機(jī)需要更好地滿足人們的需求，必須借助于自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。而隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，用PLC作為控制器，就能很好地滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)對(duì)自動(dòng)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(chǎng)合的應(yīng)用而有所不同。自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展使得洗衣機(jī)由初始的半自動(dòng)式洗衣機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的全自動(dòng)洗衣機(jī)，又正在向智能化洗衣機(jī)方向發(fā)展.工業(yè)洗衣機(jī)主要特點(diǎn)：＝1\＊GB2⑴工業(yè)洗衣機(jī)采用臥室滾筒型，工業(yè)洗衣機(jī)的內(nèi)外筒均采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼板精制而成，平整光亮,耐腐蝕，對(duì)織物的磨損小且無(wú)損傷,機(jī)器使用壽命長(zhǎng)；=２\*ＧB2⑵工業(yè)洗衣機(jī)內(nèi)筒門(mén)蓋均裝有不銹鋼安全鎖緊機(jī)構(gòu)，外筒門(mén)蓋上設(shè)有電器互鎖裝置，運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠；=3＼＊GB2⑶工業(yè)洗衣機(jī)采用三角膠帶傳動(dòng),振動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、經(jīng)久耐用。=4\*ＧＢ2⑷工業(yè)洗衣機(jī)專(zhuān)業(yè)用于服裝廠，水洗廠，賓館,酒店，醫(yī)院,工礦企業(yè)等。二、洗衣機(jī)的發(fā)展歷史從古到今,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(lè)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(wèn)世，讓那些為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(guò)程開(kāi)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(kāi)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(wèn)世,標(biāo)志著人類(lèi)家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開(kāi)端。電動(dòng)洗衣機(jī)幾經(jīng)完善，在19２2年迎來(lái)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(guò)10年之后,美國(guó)本德克斯航空公司宣布，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(kāi)始形成系列，家庭普及率迅速上升。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(chēng)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。三、自動(dòng)控制的應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求做出迅速的反應(yīng),生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿足這一要求,生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，可編程控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLＣ（ProｇｒａmmａbleＬｏgｉcｃｏnｔrollｅｒ）正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以位處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置．PＬＣ的應(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(guò)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。在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，PＬC已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門(mén)，隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,在我國(guó)有越來(lái)越多的行業(yè)領(lǐng)域開(kāi)始應(yīng)用到ＰLC。PＬC的應(yīng)用領(lǐng)域主要有數(shù)字量邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、閉環(huán)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)等幾個(gè)方面.四、本次畢設(shè)主要研究的內(nèi)容本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是利用三菱公司FX2n系列的ＰLＣ進(jìn)行全自動(dòng)控制制作整個(gè)洗衣過(guò)程監(jiān)控界面，對(duì)電動(dòng)機(jī)及其他設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控.在實(shí)現(xiàn)以上全部功能的前提下,再對(duì)監(jiān)控界面的控制功能作進(jìn)一步研究，監(jiān)控界面的控制功能就是不在現(xiàn)場(chǎng)的情況下,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行控制.第二章系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)本段落將介紹所設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)整體結(jié)構(gòu)，給出控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的框圖,并附文字說(shuō)。介紹流程、工作方式及工作特點(diǎn)。一、洗衣機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介本次設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)是以工業(yè)使用為目的，在一些工業(yè)環(huán)境下，洗衣機(jī)的工作強(qiáng)度要比家用洗衣機(jī)大得多。要想在相對(duì)惡劣的條件下長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作,就需要洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定耐用，從而達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)收益。但是，對(duì)于控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，能達(dá)到如此的地步,就需要相當(dāng)?shù)募夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這樣來(lái)說(shuō),成本就將大幅度提高。作為工業(yè)用途的洗衣機(jī)，其過(guò)高的成本可以憑借其出色的性能所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)彌補(bǔ)。可編程序控制器是一種能夠適應(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。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(guò)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(lái)的成果越來(lái)越明顯。綜上，本次設(shè)計(jì)的工業(yè)用途洗衣機(jī)控制系統(tǒng)將由ＰLＣ可編程序控制器來(lái)作為主要組成部分。二、控制系統(tǒng)的組成本次設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)主要是以可編程序邏輯控制器所輸出的離散型指令為指令源.通過(guò)這些數(shù)字信號(hào)的輸出以及其他控制電路的受控行為來(lái)指揮供電電路給電動(dòng)機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)了對(duì)模擬洗衣機(jī)的控制.控制電路的組成主要包括：可編程序控制器、接觸器組和連接電路（變頻器）.其中，接觸器為主要執(zhí)行模塊,PLC所發(fā)出的數(shù)字指令控制接觸器線圈，而接觸器的開(kāi)合直接控制電源電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制。另外,變頻器只是作為演示時(shí)增強(qiáng)效果的連接裝置，在電路中控制洗滌時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)速,不作為必要裝置。圖２.１系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖在圖2。１中可以看出,對(duì)供電電路的控制是本次設(shè)計(jì)的最終目的,也就是說(shuō)，接觸器的開(kāi)合為控制電路的主要?jiǎng)幼鳌ＤM洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)是滿足工業(yè)３80V三相電源的交流異步電動(dòng)機(jī)，要想改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向只需調(diào)換其中的任意兩相。這就是接觸器組的主要功能。第三章硬件的理論與設(shè)計(jì)本章將給出本次設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)電路原理圖和各個(gè)主要器件的具體介紹和說(shuō)明。原理圖中包括了供電回路圖和控制回路圖.元器件除PLＣ以外還包括了繼電器組和變頻器等.一、硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)的整體思路就是通過(guò)ＰLC輸出的數(shù)字信號(hào)控制接觸器組,達(dá)到控制電路的目的。如圖３.１:變頻器交流電源圖3.1圖中“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)"、“脫水”為控制電動(dòng)機(jī)電源方向的三個(gè)接觸器組，它們的線圈分別與PLＣ的輸出端Y2．Y3．Y４相連，受控于ＰＬC的輸出信號(hào)。其中正轉(zhuǎn)組和反轉(zhuǎn)組是通過(guò)變頻器的限制后接入電動(dòng)機(jī)的，因此，改變變頻器參數(shù)就可以改變洗滌和漂洗時(shí)的速度.而脫水接觸器組直接與電源和電動(dòng)機(jī)相連，這樣，當(dāng)洗衣機(jī)處于脫水狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)按額定轉(zhuǎn)速工作。所以，在演示時(shí)轉(zhuǎn)速會(huì)和洗滌漂洗有所區(qū)別.二、可編程序控制器（一）可編程控制器的基本概念與基本結(jié)構(gòu)隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)擴(kuò)展到了幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域.⑴可編程控制器的基本概念國(guó)際電工委員會(huì)對(duì)PLＣ作了如下定義:可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出,控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備,都應(yīng)按以于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。⑵可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)ＰLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程裝置組成,如圖1—１所示。ＰLC的特殊功能模塊用來(lái)完成某些特殊的任務(wù)。CPU模塊輸入模塊輸出模塊輸出CPU模塊輸入模塊輸出模塊輸出電源電源開(kāi)關(guān)可編程控制器=1＼＊GＢ2⑴CPU模塊CＰU模塊主要由微處理器（CPU芯片)和存儲(chǔ)器組成。在PLＣ控制系統(tǒng)中，ＣPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟,它不斷地采集輸入信號(hào),執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲(chǔ)器用來(lái)儲(chǔ)存程序和數(shù)據(jù).=2\＊GＢ2⑵Ｉ/Ｏ模塊輸入（Iｎpｕｔ）模塊和輸出（Oｕtpuｔ）模塊簡(jiǎn)稱(chēng)Ｉ/O模塊它們是聯(lián)系系統(tǒng)外部設(shè)備和CPU模塊的橋梁。＝3\＊GB2⑶編程器編程器用來(lái)生成用戶程序，并用它進(jìn)行編輯、檢查、修改和監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序。一般用于小型機(jī)或用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù).使用編程軟件可以在計(jì)算機(jī)上直接生成梯形圖或指令表程序，并且可以實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言之間的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后通過(guò)ＰＣ/PPＩ電纜可以下載到PLC中去,也可以將ＰLC當(dāng)中的程序上傳到計(jì)算機(jī)當(dāng)中來(lái)。=４\＊GＢ2⑷電源ＰLC一般使用AC２20V電源或ＤＣ24V電源.內(nèi)部的開(kāi)關(guān)電源為各種模塊提供不同電壓等級(jí)的直流電源.(二)可編程控制器的基本特點(diǎn)可編程控制器具有編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)大、性價(jià)比高、硬件配套齊全，用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少、維護(hù)工作量小、維護(hù)方便、體積小、能耗低等特點(diǎn)。(三)三菱FX2n系列PLCFX2n系列是FX系列PLC家族中最先進(jìn)的系列。由于FX2n系列具備如下特點(diǎn):最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊,它可以為你的工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。為大量實(shí)際應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的特殊功能,開(kāi)發(fā)了各個(gè)范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要-－—－模擬I/O,高速計(jì)數(shù)器。定位控制達(dá)到16軸，脈沖串輸出或?yàn)镴和K型熱電偶或Pt傳感器開(kāi)發(fā)了溫度模塊。對(duì)每一個(gè)ＦＸ2ｎ主單元可配置總計(jì)達(dá)８?jìng)€(gè)特殊功能模塊。內(nèi)置式HＹＰERLINＫ”htｔp：／／ｂ/view/2387３16.ｈtm＂＼t"＿ｂｌank"２4V直流電源２4V、400mA直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其它元件。快速斷開(kāi)端子塊因?yàn)椴捎昧藘?yōu)良的可維護(hù)性快速斷開(kāi)端子塊,即使接著電纜也可以更換單元。時(shí)鐘功能和小時(shí)表功能在所有的ＦX２ＮPLC中都有實(shí)時(shí)時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)間設(shè)置和比較指令易于操作。小時(shí)表功能對(duì)過(guò)程跟蹤和機(jī)器維護(hù)提供了有價(jià)值的信息。具有持續(xù)掃描功能為應(yīng)用所需求的持續(xù)掃描時(shí)間定義操作周期。輸入濾波器調(diào)節(jié)功能可以用輸入濾波器平整輸入信號(hào)(在基本單元中x00０到x０17)。（四）可編程序控制器I/O分配表,如表３。１輸入輸出功能元件Pｌｃ地址功能元件Pｌｃ地址電源按鈕SＢ１X0進(jìn)水電磁閥YＶ１Ｙ0啟動(dòng)按鈕SB２Ｘ1排水電磁閥YV2Y１停止按鈕SＢ３Ｘ2洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器ＫM1Y２排水按鈕ＳB4X3洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器KＭ2Y３水位選擇按鈕高水位ＳＢ５X４脫水電磁離合器YCY4中水位SＢ６Ｘ5報(bào)警蜂鳴器HAY５低水位SB7X6電源指示HL1Y6水位開(kāi)關(guān)ＳQ１X7水位指示ＨL2Y7SＱ２X10HＬ３Y１0ＳＱ3X11HL4Y1１（五)PLＣ接線圖，如圖3．２Plc控制全自動(dòng)洗衣機(jī)輸入/輸出接線圖：圖3。2洗衣機(jī)ＰLC接線圖（五）開(kāi)關(guān)量I／O模塊的選擇⑴開(kāi)關(guān)量輸入模塊的選擇開(kāi)關(guān)量輸入模塊是用來(lái)接收現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的開(kāi)關(guān)信號(hào)，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部接受的低電壓信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)PLＣ內(nèi)、外信號(hào)的電氣隔離。開(kāi)關(guān)量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流/直流輸入三種類(lèi)型。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)和周?chē)h(huán)境因素等。直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短，還可以直接與接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等電子輸入設(shè)備連接;交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。開(kāi)關(guān)量輸入模塊的輸入信號(hào)的電壓等級(jí)有：直流5V、１2V、２４V、4８V、6０Ｖ等;交流１10V、2２0V等。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來(lái)考慮。一般5V、1２V、24Ｖ用于傳輸距離較近場(chǎng)合,如5Ｖ輸入模塊最遠(yuǎn)不得超過(guò)10米。距離較遠(yuǎn)的應(yīng)選用輸入電壓等級(jí)較高的模塊。開(kāi)關(guān)量輸入模塊主要有匯點(diǎn)式和分組式兩種接線方式，即匯點(diǎn)式和分組式.匯點(diǎn)式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊所有輸入點(diǎn)共用一個(gè)公共端（CＯM)；而分組式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊是將輸入點(diǎn)分成若干組，每一組（幾個(gè)輸入點(diǎn)）有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的.分組式的開(kāi)關(guān)量輸入模塊價(jià)格較匯點(diǎn)式的高,如果輸入信號(hào)之間不需要分隔，一般選用匯點(diǎn)式的。對(duì)于選用高密度的輸入模塊（如32點(diǎn)、4８點(diǎn)等),應(yīng)考慮該模塊同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)一般不要超過(guò)輸入點(diǎn)數(shù)的60%。為了提高系統(tǒng)的可靠性,必須考慮輸入門(mén)檻電平的大小。門(mén)檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn),具體可參閱PＬC說(shuō)明書(shū)。⑵開(kāi)關(guān)量輸出模塊的選擇開(kāi)關(guān)量輸出模塊是將PLC內(nèi)部低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)外部輸出設(shè)備的開(kāi)關(guān)信號(hào),并實(shí)現(xiàn)PLC內(nèi)外信號(hào)的電氣隔離。開(kāi)關(guān)量輸出模塊有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式。繼電器輸出的價(jià)格便宜，既可以用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，又可用于直流負(fù)載,而且適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降小，同時(shí)承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)，但其屬于有觸點(diǎn)元件,動(dòng)作速度較慢(驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí),觸點(diǎn)動(dòng)作頻率不得超過(guò)1HZ）、壽命較短、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場(chǎng)合.對(duì)于頻繁通斷的負(fù)載，應(yīng)該選用晶閘管輸出或晶體管輸出,它們屬于無(wú)觸點(diǎn)元件.但晶閘管輸出只能用于交流負(fù)載,而晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。開(kāi)關(guān)量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式。分組式輸出是幾個(gè)輸出點(diǎn)為一組，一組有一個(gè)公共端,各組之間是分隔的,可分別用于驅(qū)動(dòng)不同電源的外部輸出設(shè)備；分隔式輸出是每一個(gè)輸出點(diǎn)就有一個(gè)公共端，各輸出點(diǎn)之間相互隔離。選擇時(shí)主要根據(jù)PLC輸出設(shè)備的電源類(lèi)型和電壓等級(jí)的多少而定。一般整體式PLＣ既有分組式輸出，也有分隔式輸出。開(kāi)關(guān)量輸出模塊的輸出電流（驅(qū)動(dòng)能力）必須大于PLC外接輸出設(shè)備的額定電流.用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際輸出設(shè)備的電流大小來(lái)選擇輸出模塊的輸出電流。如果實(shí)際輸出設(shè)備的電流較大，輸出模塊無(wú)法直接驅(qū)動(dòng),可增加中間放大環(huán)節(jié)。選擇開(kāi)關(guān)量輸出模塊時(shí),還應(yīng)考慮能同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量.同時(shí)接通輸出設(shè)備的累計(jì)電流值必須小于公共端所允許通過(guò)的電流值，如一個(gè)220V/2Ａ的８點(diǎn)輸出模塊,每個(gè)輸出點(diǎn)可承受２Ａ的電流，但輸出公共端允許通過(guò)的電流并不是16Ａ(8×2A），通常要比此值小得多。一般來(lái)講,同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不要超出同一公共端輸出點(diǎn)數(shù)的6０％。開(kāi)關(guān)量輸出模塊的技術(shù)指標(biāo),它與不同的負(fù)載類(lèi)型密切相關(guān)，特別是輸出的最大電流。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會(huì)降低，在實(shí)際使用中也應(yīng)注意。三、繼電器（一）繼電器簡(jiǎn)介繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱(chēng)輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中,它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”.故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓,線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流,從而產(chǎn)生電磁效應(yīng),銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯,從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn))吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)(常閉觸點(diǎn)）吸合.這樣吸合、釋放,從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn),可以這樣來(lái)區(qū)分:繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn),稱(chēng)為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為“常閉觸點(diǎn)”.(二)繼電器組的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)的功能在本次設(shè)計(jì)中,對(duì)繼電器的使用較為突出,原理是利用可編程序控制器的24Ｖ直流信號(hào)來(lái)控制繼電器線圈,實(shí)現(xiàn)由可控制的按預(yù)定程序?qū)ǎP(guān)斷的3８0V三相電源給電動(dòng)機(jī)供電。本次使用的繼電器模塊由三組三聯(lián)裝共九個(gè)繼電器組成,每組繼電器完成一個(gè)功能.可分為：正轉(zhuǎn)控制組，反轉(zhuǎn)控制組及脫水控制組。控制線圈與PLC的輸出口相連,電動(dòng)機(jī)高壓電源通過(guò)變頻器以后與繼電器“常開(kāi)引腳”相連,公共端接地。它們的開(kāi)合直接由可編程序控制器輸出的離散信號(hào)控制。即當(dāng)洗衣機(jī)處在洗滌過(guò)程要求正轉(zhuǎn)時(shí)，正轉(zhuǎn)控制組閉和，反轉(zhuǎn)及脫水控制組斷開(kāi)，三相電源按照原始順序接入，電源由變頻器控制頻率后給電動(dòng)機(jī)供電,此時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值；當(dāng)洗衣機(jī)處在洗滌過(guò)程要求反轉(zhuǎn)時(shí)，反轉(zhuǎn)控制組閉和，正轉(zhuǎn)及脫水控制組斷開(kāi),此時(shí),三相電源中的兩相已被繼電器互換相接，由于三相異步電動(dòng)機(jī)改變?nèi)我鈨上嚯姶帕叵喾矗娫丛儆勺冾l器控制頻率后給電動(dòng)機(jī)供電，此時(shí)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值;當(dāng)洗衣機(jī)處在脫水過(guò)程要求高速正轉(zhuǎn)時(shí),脫水控制組閉和,正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)控制組斷開(kāi)，此時(shí),三相電源按預(yù)定順序接入，電源直接接入電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)按額定轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)。四、變頻器變頻器是利用ＨYPＥRLＩNK＂htｔp://ｂａｉke．baidｕ.com/vｉew/6９12６。htm”＼t"＿blａｎｋ"電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將HＹPＥRLIＮＫ"http：//bａikｅ.ｂaidu．coｍ/ｖｉｅw/904８０8。ｈｔm＂\t＂_bｌank"工頻電源變換為另一ＨYPERLINＫ”htｔp：／/baike。baｉdｕ．com／ｖｉew/３0964。ｈtｍ＂＼ｔ"_blａnk"頻率的電能控制裝置,能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、HYＰEＲLINK"hｔｔｐ:／/baike。bａiｄu．ｃom/view/8388０6．htm＂＼t＂_blank＂變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)ＨYPEＲＬＩＮK”ｈttｐ:/／baiｋe.baｉdu。cｏm/vｉeｗ/２８5１4２．hｔｍ”＼ｔ＂_ｂlank＂精度、改變功率因素、過(guò)流/過(guò)壓／過(guò)載保護(hù)等功能。變頻器通常分為4部分：整流單元、高容量電容、ＨYPERLIＮK”http：//bａike.ｂaｉdｕ.ｃom/vｉew/1７411１．ｈtm"\t"_bｌank"逆變器和控制器。整流單元將工作頻率固定的ＨYPERＬINＫ"ｈttp：/／baｉke．baidu．coｍ／viｅｗ/56３9４.hｔm＂\t＂_ｂlａnｋ＂交流電轉(zhuǎn)換為直流電。高容量電容存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換后的電能。逆變器由大功率開(kāi)關(guān)晶體管陣列組成電子開(kāi)關(guān),將直流電轉(zhuǎn)化成不同頻率、寬度、幅度的方波.控制器按設(shè)定的程序工作,控制輸出方波的幅度與脈寬,使疊加為近似正弦波的交流電，驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)。變頻器集成了ＨYPERLＩNK"hｔtp://bａｉｋe.baidu．com/vｉew/17３29０.htm”\ｔ＂_blaｎk＂高壓大功率晶體管技術(shù)和電子HYPＥRLINＫ＂htｔｐ://baｉke．ｂaidu．ｃom／ｖｉew／20611２4.ｈtm”\ｔ"＿blank”控制技術(shù)，得到廣泛應(yīng)用。變頻器的作用是改變HYPEＲLINK"http：//bａｉｋｅ．ｂaiｄｕ．cｏｍ/ｖiew/56０228.ｈｔm"＼t＂_blａnk"交流電機(jī)供電的頻率和幅值,因而改變其運(yùn)動(dòng)HYPＥＲLIＮK"hｔｔp:/／baｉke．bａｉdu。cｏｍ／ｖiew/３5１.htｍ"\t"＿ｂlanｋ"磁場(chǎng)的周期，達(dá)到平滑控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器的出現(xiàn)，使得復(fù)雜的調(diào)速控制簡(jiǎn)單化,用變頻器+交流鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組合替代了大部分原先只能用HYＰＥRLINＫ"ｈｔtp：／/baike。bａiｄu。coｍ/vｉew/１３３２57．ｈtm"＼ｔ"_blａnk＂直流電機(jī)完成的工作,縮小了體積,降低了維修率,使傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展到新階段工作過(guò)程分解電源開(kāi)關(guān)M0正反洗滌次數(shù)M６進(jìn)水M1排水M７正轉(zhuǎn)洗滌M2脫水M8暫停M3洗滌次數(shù)Ｍ9反轉(zhuǎn)洗滌Ｍ４報(bào)警M10暫停M5狀態(tài)功能:M0使電源導(dǎo)通Y6為OＮＭ1使進(jìn)水電磁閥打開(kāi)進(jìn)水Y0為ＯＮM２正轉(zhuǎn)洗滌15sY2為ON,定時(shí)T0Ｋ１50延時(shí)15sM3暫停3s定時(shí)器Ｔ１，Ｋ３0M4反轉(zhuǎn)洗滌１5sY３為ON,定時(shí)T2K150延時(shí)15sM5暫停3s定時(shí)T3,K3０Ｍ6正、反轉(zhuǎn)洗滌計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)ＣO,K30M７使脫水電磁閥打開(kāi)排水及cｏ復(fù)位Y1為OＮ復(fù)位C0Ｍ８使脫水電磁離合器吸合脫水及排水10sＹ１、Y2、Y4為ＯＮ定時(shí)T４,K1０0M9洗滌次數(shù)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)C１，K３M1０報(bào)警、蜂鳴器工作及c1復(fù)位Ｙ5為ON，復(fù)位C１定時(shí)T5,K１０0第四章程序設(shè)計(jì)一、梯形圖程序設(shè)計(jì)（一）程序流程圖，如圖４.1圖4．１洗衣機(jī)PLＣ程序流程圖（二）梯形圖,如圖４.２如圖4。2洗衣機(jī)PLＣ梯形圖參考文獻(xiàn)[1］王也仿?？勺兂煽刂破鲬?yīng)用技術(shù)[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，２０01.［2］張賢達(dá)。現(xiàn)代信號(hào)處理[M］。2版．北京:清華大學(xué)出版社,19９６．[3]許小峰.電機(jī)與電力拖動(dòng)[Ｍ］.北京:高等教育出版社。2０00。［４]童小東。模擬電子及其損傷模型試驗(yàn)[Ｄ]。杭州:浙江大學(xué)，1999：２４-69.［５］丁文祥.數(shù)字革命與競(jìng)爭(zhēng)國(guó)際化［N］．中國(guó)青年報(bào)，20０1-1１－20(15)．［６]謝希德.創(chuàng)造學(xué)習(xí)的新思路[Ｎ］。報(bào)紙名，出版日期(版次)。[7］劉子林.電機(jī)與電氣控制[M］。北京：電子工業(yè)出版社，2００３．［8]程周。電氣控制與PLC原理及應(yīng)用［Ｍ］。北京:電子工業(yè)出版社，20０3.[9]IEEＥstｄ８02．11b，WｉreleｓsLANmeｄiumacceｓsconｔｒｏl（MAＣ)ａnｄphｙsicａllａyｅｒ（PHY）ｓpｅcificａｔions：higher-ｓpｅe(cuò)dｐhysicallaｙｅｒｅxｔeｎsｉｏninｔhe2。4GHzｂand[S]．ＮewYoｒｋ:InｓtiｔｕteofEｌecｔriｃａlanｄＥleｃtｒｏnicEngiｎeｅｒｓ，Ｉnｃ,199９.［1０]Ｓciｔｏｒcorpoｒatiｏｎ.Ｐｒojectscｈｅｄuler[CP/DK］.Sｕnnyvalｅ,Ｃａliｆorｎia：ＳｃｉｔｏｒCｏｒpｏratiｏn，c1983。［11］BREＩMAＮL.Usｉｎｇcｏnvexpseuｄo－daｔａt(yī)oincrｅasｅprｅdictiｏnaccｕraｃｙ［R]。USA，UＣBｅｒkeｌey：SｔatｉｓticｓＤepartmeｎt,1998.［１2］ＴＡＣHIBAＮＡR,ＳHＩMＩＺUＳ,KOＢAＹSHIＳ，