基于組態(tài)王和三菱FX2N-PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕題目基于組態(tài)王和三菱FX2NPLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院年級(jí)11級(jí)專業(yè)自動(dòng)化班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師論文提交日期2023-5-20基于組態(tài)王和三菱FX2NPLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備——PLC綜合實(shí)驗(yàn)裝置臺(tái)，基于組態(tài)王和三菱FX2NPLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的軟硬件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)以三菱FX2N系列的可編程控制器為控制核心，由西門子MM440變頻器、圓工作臺(tái)模塊、數(shù)碼管模塊、上位機(jī)、RS-232串行接口等組成。PLC局部的程序采用梯形圖編程，人機(jī)界面局部那么采用組態(tài)王軟件進(jìn)行界面設(shè)計(jì)，并通過通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)了串行通信。該全自動(dòng)洗衣機(jī)仿真系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)洗衣模式選擇、投幣、找零、金額缺乏退幣、洗衣計(jì)時(shí)、轉(zhuǎn)速選擇、結(jié)束報(bào)警等功能。當(dāng)今社會(huì)自動(dòng)化程度越來越高，全自動(dòng)洗衣機(jī)在日常生活中的應(yīng)用將越來越廣泛，因此，本全自動(dòng)洗衣機(jī)的研究和設(shè)計(jì)有著非常重要現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞：PLC變頻器組態(tài)王洗衣機(jī)自動(dòng)化TheDesignofAutomaticWashingMachineSystembasedonKingviewandMitsubishiFX2NAbstractThisdesignsimulatesaautomaticwashingmachinesystembasedonKingviewandMitsubishiFX2N,usingtheexistinglaboratoryequipmentPLCexperimentalapparatusdesk.Thedesignmainlycoversthesoftwareandhardwaresimulationofautomaticwashingmachine.TheHardwaresystemwiththecontrolcenterofTheprogrammablelogiccontrolleroftheMitsubishiFX2NseriesconsistsofSiemensMM440inverter,roundtablemodule,thedigitalcontrolmodule,thecomputer,RS-232serialinterface,etc.ThePLCpartoftheproceduresfortheuseofladderdiagramprogramming,man-machineinterfacepartusingKingviewsoftwareinterfacedesign,andrealizetheserialcommunicationthroughthecommunicationprotocol.Thesystemhasrealizedthefeatureofinsertingthecoin,displayingthechange,returningthemoneywhenyouareshoppingwithoutenoughmoney,washingtime,speedselection,endalarmfunction,etc.Astheleveloftheautomationisimproving,theapplicationofautomaticwashingmachineindailylifebecomesmorepopular.Therefore,thedesignandresearchofthissystemhasaveryimportantpracticalmeaning.KeyWords:PLC;Inverter;Kingview;Washingmachine;Automation目錄1.緒論11.1洗衣機(jī)的開展歷史和意義11.2洗衣機(jī)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀21.3本課題研究的主要內(nèi)容32.全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)42.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案42.2控制系統(tǒng)工作原理42.3系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)52.4系統(tǒng)外部仿真電路設(shè)計(jì)62.5變頻器的選型及參數(shù)設(shè)置7變頻器的簡介7變頻器的選型8變頻器參數(shù)設(shè)置92.6PLC的選型及功能分配102.6.1PLC的介紹102.6.2PLC的選型112.6.3PLC輸入輸出量分配表122.7數(shù)碼管顯示模塊133.下位機(jī)PLC局部軟件設(shè)計(jì)153.1GXDeveloper編程軟件153.2PLC控制程序編寫174.上位機(jī)局部軟件設(shè)計(jì)234.1組態(tài)王軟件簡介234.2人機(jī)界面〔HMI〕設(shè)計(jì)24新建工程244.2.2歡送界面設(shè)計(jì)25全自動(dòng)洗衣機(jī)界面設(shè)計(jì)254.2.4報(bào)警界面的設(shè)計(jì)264.3建立變量264.4動(dòng)畫及變量的連接285.系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行監(jiān)控355.1系統(tǒng)調(diào)試355.2運(yùn)行監(jiān)控366.結(jié)語38參考文獻(xiàn)39附錄40致謝471.緒論1.1洗衣機(jī)的開展歷史和意義世界上第一臺(tái)洗衣機(jī)實(shí)在1874年由美國的比爾.布萊克斯通(BillBlackstone)研制成功的。1910年前后，第一臺(tái)臥軸滾筒式電動(dòng)洗衣機(jī)問世，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開始。20世紀(jì)20年代，第一臺(tái)立軸攪拌式洗衣機(jī)再美國試制成功，由此，洗衣機(jī)開始了“立軸〞與“臥軸〞之分。50年代中葉，日本三洋公司推出單桶波輪式洗衣機(jī)。開始確定了滾筒式、攪拌式和波輪式三種工作方式。60年代，日本推出了帶甩干桶半自動(dòng)洗衣機(jī)，并且大量應(yīng)用塑料，使洗衣機(jī)的開展進(jìn)入一個(gè)新的階段。70年代，日本推出波輪式套桶全自動(dòng)洗衣機(jī)，從此開始有了“全自動(dòng)〞洗衣機(jī)的概念。70年代后期，日本推出了微電腦控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)。完成了由機(jī)械—電動(dòng)程序控制到電腦控制的過渡，開始了電腦控制時(shí)代。這時(shí)，洗衣機(jī)在興旺國家已進(jìn)入飽和期，而在亞太地區(qū)開展中國家開始進(jìn)入普及期。80年代后期，“模糊控制〞洗衣機(jī)開始出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了家電器控制方式上的高度自動(dòng)化。出現(xiàn)“白色家電〞的概念。90年代，隨著變頻技術(shù)的開展，日本最先推出了電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)方式上的革命。今后洗衣機(jī)將以高可靠性，完善的功能，節(jié)水省電，降噪省時(shí)以及規(guī)格品種多樣化為開展方向。目前市場上出售的全自動(dòng)洗衣機(jī)大體分為三類。滾筒洗衣機(jī)滾筒洗衣機(jī)發(fā)源于歐洲，洗衣方法是模仿棒錘打擊衣物原理設(shè)計(jì)的，其利用電動(dòng)機(jī)的機(jī)械做功來使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)起來，衣物在滾筒里不斷地被升起再摔下，重復(fù)運(yùn)動(dòng)，再加上洗滌劑和水的共同作用使衣物洗滌干凈。波輪洗衣機(jī)波輪洗衣機(jī)的桶底裝有一個(gè)圓盤波輪，上有凸出的筋。在波輪的帶動(dòng)下，桶內(nèi)水流形成了時(shí)而右旋、時(shí)而左旋的渦流，帶動(dòng)織物跟著旋轉(zhuǎn)、翻滾，在水中進(jìn)行柔和地摩擦，在洗滌劑的作用下實(shí)現(xiàn)去污清洗。攪拌式洗衣機(jī)攪拌式洗衣機(jī)通俗來講，就是通過波輪循環(huán)攪拌衣物。一般攪拌式洗衣機(jī)由內(nèi)桶，外桶，攪拌波輪，電機(jī)還有電腦控制器?等組成。攪拌式洗衣機(jī)內(nèi)筒中央的一個(gè)攪拌棒和幾片攪拌翼，能夠保持在360°之內(nèi)依據(jù)不同衣物質(zhì)地、臟污程度、洗滌物質(zhì)量等或快或慢地來盤旋轉(zhuǎn)，將衣物攬?jiān)趹阎衼砘厝啻?，徹底去除污漬。洗衣特點(diǎn)是衣物潔凈力最強(qiáng),省洗衣粉。隨著科技日新月異，人民生活水平不斷提高，消費(fèi)者對(duì)家庭電器自動(dòng)化的需求不斷加大，其中全自動(dòng)洗衣機(jī)占很重要的位置。目前，市場上銷售的洗衣機(jī)品種繁多，更新?lián)Q代快。從普通型到半自動(dòng)到全自動(dòng)，洗衣機(jī)自動(dòng)化程度越來越高，操作越來越方便，容量越來越大?？傮w看來，高效節(jié)能、節(jié)水以及環(huán)保的全自動(dòng)洗衣機(jī)一直在市場上占主導(dǎo)地位。洗衣機(jī)的全自動(dòng)化、多功能化、智能化是其開展方向。1.2洗衣機(jī)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)洗衣機(jī)的程序控制器與水位、水溫等控制是分開的，現(xiàn)在已經(jīng)淘汰，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速開展，單片機(jī)與PLC已經(jīng)成為洗衣機(jī)的主要控制器。1.單片機(jī)控制單片機(jī)又稱微型控制器，或稱嵌入式控制器，單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)以其控制功能強(qiáng)、適應(yīng)性好、開發(fā)方便、體積小、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)在家用電器上得到廣泛的應(yīng)用，但是它只能在特定的環(huán)境中使用，無法適應(yīng)電磁干擾、粉塵惡劣的環(huán)境，另外壽命也不很高，這些特點(diǎn)滿足家用洗衣機(jī)的要求，所以市場上家用洗衣機(jī)常使用單片機(jī)作控制器。2.PLC控制PLC是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。它的穩(wěn)定性高，耗電少，抗干擾性強(qiáng)，運(yùn)行速度快，壽命長，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，輸入輸出接口多，雖然其價(jià)格比單片機(jī)高，但能進(jìn)一步提高全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能和性能，防止傳統(tǒng)控制的一些弊端。1.3本課題研究的主要內(nèi)容本課題利用三菱平臺(tái)，基于組態(tài)王和三菱FX-2N仿真設(shè)計(jì)一個(gè)全自動(dòng)自助洗衣系統(tǒng)。對(duì)全自動(dòng)自助洗衣系統(tǒng)的硬件電路和軟件編程進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，通過組態(tài)王的人機(jī)界面的操作來控制下位機(jī)，能實(shí)現(xiàn)顧客根據(jù)所洗衣物的實(shí)際情況自助選擇洗衣的具體種類，根據(jù)顧客的選擇能提供正確的洗衣效勞，在投入貨幣金額不夠時(shí)，作無效操作處理，自動(dòng)退幣并給出提示，并且能選擇洗衣轉(zhuǎn)速和顯示洗衣時(shí)間顯示等功能。2.全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案課題的主要任務(wù)為對(duì)洗衣機(jī)系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)，要求具備以下各項(xiàng)功能：1〕具有基于組態(tài)王的較為美觀且操作方便的自助洗衣系統(tǒng)人機(jī)界面；2〕實(shí)現(xiàn)組態(tài)王與PLC的通信；3〕顧客能根據(jù)所洗衣物的實(shí)際情況自助選擇洗衣的具體種類；4〕洗衣時(shí)間顯示；5〕根據(jù)顧客的選擇能提供正確的洗衣效勞；6〕在投入貨幣金額不夠時(shí)，作無效操作處理，自動(dòng)退幣并給出提示。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，確定如圖2-1所示的總體框圖?？刂颇K控制模塊上位機(jī)監(jiān)控模塊調(diào)速模塊執(zhí)行模塊操作模塊下位機(jī)顯示模塊圖2-1系統(tǒng)總體框圖洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)由六局部組成，采用PLC作為控制器，采用變頻器作為調(diào)速裝置，采用三相交流電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按鈕模塊作為操作面板，上位機(jī)組態(tài)王界面可作為遠(yuǎn)程監(jiān)控，用數(shù)碼管、信號(hào)燈作為輸出顯示。最終經(jīng)過調(diào)試能到達(dá)上位機(jī)控制下位機(jī)的目的。2.2控制系統(tǒng)工作原理全自動(dòng)洗衣機(jī)就是把洗衣的進(jìn)水、洗滌、漂洗、脫水這4個(gè)根本過程預(yù)先設(shè)定好多個(gè)不同程序，洗衣時(shí)根據(jù)選擇，選擇其中一個(gè)程序，按動(dòng)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。在全自動(dòng)洗衣機(jī)洗衣過程中，上述4個(gè)過程是全自動(dòng)依次運(yùn)行，至洗衣機(jī)報(bào)警結(jié)束。全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水、洗滌、排水和脫水是通過控制程序來控制水位開關(guān)、電磁進(jìn)水閥和電磁排水閥的配合動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。水位開關(guān)用于控制水位在洗衣機(jī)中的水位位置，電磁閥起著進(jìn)水、排水的作用。進(jìn)水時(shí)，進(jìn)水電磁閥翻開，水進(jìn)至設(shè)定水位。排水時(shí)，排水電磁閥翻開，把水排出洗衣機(jī)。洗衣時(shí)，洗滌電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。脫水時(shí)，脫水功能啟動(dòng)。洗衣完成時(shí)由報(bào)警器發(fā)出報(bào)警。2.3系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)此系統(tǒng)是通過PLC控制器的控制來使洗衣機(jī)工作的，根據(jù)操作者的需求執(zhí)行相應(yīng)的程序，其外部模塊的信號(hào)接收端接收來自PLC控制器輸出的控制信號(hào)，從而改變外部模塊輸出端的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)外部的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)水，排水，脫水等功能。如圖2-2所示為洗衣機(jī)主電路圖。首先合上QF電源開關(guān)，給系統(tǒng)供電。然后合上平安開關(guān)S2，當(dāng)控制器發(fā)出信號(hào)，使進(jìn)水開關(guān)S3接通，進(jìn)水閥YA1開始進(jìn)水，到達(dá)設(shè)定的水位，電機(jī)M1按照設(shè)定好的程序進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)洗滌完成后，在平安開關(guān)S2閉合的情況下，電機(jī)M1會(huì)按程序進(jìn)行專門的脫水轉(zhuǎn)動(dòng)，脫水完成之后，排水開關(guān)S4接通，排水閥YA2開始排水。脫水結(jié)束后，系統(tǒng)報(bào)警燈開始報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)有熔斷器FU進(jìn)行短路保護(hù)，QF進(jìn)行短路保護(hù)和欠壓保護(hù)，熱繼電器FR對(duì)系統(tǒng)作過載保護(hù)。HLHL報(bào)警燈排水閥S3進(jìn)水開關(guān)進(jìn)水閥NELAC220VQF電源開關(guān)S2平安開關(guān)LC1M1洗滌電機(jī)FU熔斷器控制器YA1YA2S4排水開關(guān)圖2-2洗衣機(jī)主電路圖在洗衣機(jī)洗滌工作中，電機(jī)M1需要實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)?？刂齐姍C(jī)M1的正反轉(zhuǎn)的主電路如下列圖2-3所示。合上電源QF后，當(dāng)KM1接通時(shí)，電機(jī)M1執(zhí)行正方向轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)KM2接通時(shí)，電機(jī)M2執(zhí)行反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。。。。。。。。。。UVWM1~FRFU1QFL1L2L3KM1KM2圖2-3電機(jī)正反轉(zhuǎn)主電路2.4系統(tǒng)外部仿真電路設(shè)計(jì)因各方面條件的影響，此次設(shè)計(jì)以仿真的形式來展示洗衣機(jī)系統(tǒng)的根本工作流程。本次設(shè)計(jì)以PLC作為主控制器。用變頻器來實(shí)現(xiàn)不同的洗衣轉(zhuǎn)速。用圓工作臺(tái)模塊來模擬洗衣機(jī)電機(jī)運(yùn)行的動(dòng)作。用數(shù)碼管模塊來模擬顯示用戶投幣的金額、洗衣模式所需要的金額、找零的金額。用按鈕模塊來模擬外部的開關(guān)、水位限位等。用指示燈模塊來模擬實(shí)際中的一些輸出量。通過PLC與計(jì)算機(jī)的聯(lián)機(jī)，最終能用組態(tài)王作為上位機(jī)來控制洗衣機(jī)系統(tǒng)。如圖2-4所示為仿真硬件接線圖。計(jì)算機(jī)外部輸入計(jì)算機(jī)外部輸入X0X0~X27Y0PLC~Y27RS232COMLNDIN1DIN2DIN1DIN2DIN3變頻器DIN4DIN5DIN6UV+24VWCOMLN+24V+24V0V圓工作臺(tái)UVW+5V+5V0V數(shù)碼管D0C0B0A0.dp.dp圖2-4仿真硬件接線圖2.5變頻器的選型及參數(shù)設(shè)置2.5.1變頻器的簡介變頻器〔Variable-frequencyDrive，VFD〕是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流、濾波、逆變、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。變頻器靠內(nèi)部使用IGBT來控制調(diào)整輸出電源的電壓與頻率，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而到達(dá)節(jié)能、調(diào)速的目的。另外，變頻器還有如過流、過壓、過載保護(hù)等很多的保護(hù)功能。隨著自動(dòng)化程度的持續(xù)快速提升，變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。變頻器的選型在變頻器領(lǐng)域，存在著一些難以控制的方面。直到西門子功能強(qiáng)大的變頻器問世之后，情況才有了改觀。MICROMASTER440是專門針對(duì)與通常相比需要更加廣泛的功能和更高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。這些高級(jí)矢量控制系統(tǒng)可確保一致的高驅(qū)動(dòng)性能，即使發(fā)生突然負(fù)載變化時(shí)也是如此。由于具有快速響應(yīng)輸入和定位減速斜坡，因此，甚至在不使用編碼器的情況下也可以移動(dòng)至目標(biāo)位置。該變頻器帶有一個(gè)集成制動(dòng)斬波器，即使在制動(dòng)和短減速斜坡期間，也能以突出的精度工作。所有這些均可在0.12kW(0.16HP)直至250kW(350HP)的功率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。如圖2-5所示為西門子MM440變頻器。圖2-5西門子MM440變頻器MICROMASTER440的工作方式：根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速的公式：n=n1(1-s)n1=60f/p式中：n-電機(jī)轉(zhuǎn)速;n1-電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速;s-滑差;f-旋轉(zhuǎn)磁場頻率;P-電機(jī)極對(duì)數(shù)。可知改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法有改變滑差s、改變旋轉(zhuǎn)磁場頻率f、改變電機(jī)極對(duì)數(shù)p三種。變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可調(diào)的交流電源。是由由主電路和控制帶電路組成的。主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供可控電源的電力轉(zhuǎn)換局部，變頻器的主電路分為兩類，其中電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波局部是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波局部是電感。它由三局部構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的整流局部，吸收在轉(zhuǎn)變中產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的平波回路局部，將直流功率變換為交流功率的逆變局部?？刂齐娐肥墙o主電路提供控制信號(hào)的回路，它有決定頻率和電壓的運(yùn)算電路，檢測(cè)主電路數(shù)值的電壓、電流檢測(cè)電路，檢測(cè)電動(dòng)機(jī)速度的的速度檢測(cè)電路，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)放大的驅(qū)動(dòng)電路，以及對(duì)逆變器和電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)的保護(hù)電路組成[3]。2.5.3變頻器參數(shù)設(shè)置根據(jù)設(shè)計(jì)的需求，此全自動(dòng)洗衣機(jī)有低速、中速、高速的選擇及脫水時(shí)專門的轉(zhuǎn)速，因此MM440變頻器將要設(shè)置4段不同的頻率來控制4種不同的速度及控制電機(jī)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的功能。在運(yùn)行調(diào)試前需先設(shè)置相關(guān)變頻器參數(shù)，如表2-1。表2-1變頻器參數(shù)設(shè)置參數(shù)號(hào)出廠值設(shè)置值說明P000313設(shè)用戶訪問級(jí)為專家級(jí)P000407命令，二進(jìn)制I/OP072510使用的PLC為三菱PLCP000311設(shè)用戶訪問級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)P000407命令，二進(jìn)制I/OP070022命令源選擇由端子排輸入P000312設(shè)用戶訪問級(jí)為擴(kuò)展級(jí)P000407命令，二進(jìn)制I/O*P0701117選擇固定頻率*P0702117選擇固定頻率*P0703917選擇固定頻率*P07041517選擇固定頻率*P0705151ON接通正轉(zhuǎn)，OFF停止*P0706152ON接通反轉(zhuǎn)，OFF停止P000311設(shè)用戶訪問級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)P0004010設(shè)定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器P100023選擇固定頻率設(shè)定值P000312設(shè)用戶訪問級(jí)為擴(kuò)展級(jí)P0004010設(shè)定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器*P1001020設(shè)置固定頻率1〔Hz〕*P1002530設(shè)置固定頻率2〔Hz〕*P10031040設(shè)置固定頻率3〔Hz〕*P10041550設(shè)置固定頻率4〔Hz〕注：參數(shù)表2-1中帶“*〞號(hào)的參數(shù)可根據(jù)用戶要求修改。2.6PLC的選型及功能分配2.6.1PLC的介紹可編程控制器早期又稱作可編程邏輯控制器〔ProgrammableLogicController，PLC〕，其主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速開展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，現(xiàn)在這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了防止與個(gè)人計(jì)算機(jī)〔PersonalComputer〕的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱PLC。PLC自1966年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司〔DEC〕研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國、日本、德國的可編程序控制器質(zhì)量優(yōu)良，功能強(qiáng)大[5]?？删幊炭刂破鲗?duì)用戶來說，是一種無觸點(diǎn)設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝。目前，可編程控制器已成為工廠自動(dòng)化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的普及推廣應(yīng)用?？删幊炭刂破魇敲嫦蛴脩舻膶Ｓ霉I(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有許多明顯的特點(diǎn)：1〕可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；2〕適應(yīng)性好；3〕編程直觀、簡單；4〕功能完善，接口功能強(qiáng)。PLC是一種專門為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)根本和微型計(jì)算機(jī)相同，其主要是通過CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、電源等局部組成。PLC結(jié)構(gòu)框圖如圖2-6所示。COMCOM行程開關(guān)按鈕COMDC24V指示燈電磁閥接觸器...CPU存儲(chǔ)器輸入接口單元輸出接口單元電源局部編程設(shè)備...圖2-6PLC結(jié)構(gòu)框圖2.6.2PLC的選型三菱小型FX系列程控器的輸入輸出點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以內(nèi)，F(xiàn)X系列是日本三菱公司制作所生產(chǎn)的，其中，F(xiàn)X家族內(nèi)最先進(jìn)的是FX2N系列，由于FX2N系列具有此些特點(diǎn)：最大范圍的包括了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、更加快速的程式執(zhí)行、通信功能得到全面補(bǔ)充、能適應(yīng)世界各地不同種類的電源以及可以滿足單方面需求的大量特殊功能模塊，其可以為工廠的自動(dòng)化應(yīng)用帶來最大的控制能力和靈活性。

本次設(shè)計(jì)選用的是三菱FX2N-48MR系列的PLC。以下列圖2-7為三菱FX2N-48MR系列的PLC的外觀圖。FX2N-48MR是日本三菱公司的可編程控制器(PLC)，繼電器輸出及輸入24點(diǎn)，輸出24點(diǎn)。FX2N是FX系列中功能最強(qiáng)、速度最快的微型PLC，內(nèi)置用戶存儲(chǔ)器可擴(kuò)展至16K步，I/O點(diǎn)數(shù)最大可擴(kuò)展至256個(gè)，可擴(kuò)展多種特殊功能，可實(shí)現(xiàn)PID控制、數(shù)模轉(zhuǎn)換、高速計(jì)數(shù)等多種特殊的控制功能，具有強(qiáng)大的數(shù)學(xué)指令集功能，通過通信模板或特殊的適配器能實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)通信。除此外，它還具有豐富的軟元件：輔助繼電器(M):3072點(diǎn)+256點(diǎn)數(shù)據(jù)存放器(D):236點(diǎn)(可設(shè)定至7000點(diǎn)存放器)狀態(tài)繼電器(S):1000點(diǎn)計(jì)數(shù)器(C):235點(diǎn)定時(shí)器(T):256點(diǎn)(含10點(diǎn)積算定時(shí)器)堆棧指針(P):128點(diǎn)中斷指針(I):15點(diǎn)圖2-7三菱FX2N-48MR系列PLC2.6.3PLC輸入輸出量分配表根據(jù)設(shè)計(jì)的需求，PLC的輸入和輸出量分配地址為表2-2所示。表2-2輸入和輸出量分配地址輸入地址輸出地址投幣按鈕SB1X0電源指示燈HL1Y0取消投幣按鈕SB2X1進(jìn)水電磁閥YA1Y1脫水功能按鈕SB3X2電機(jī)正轉(zhuǎn)指示燈HL2Y2漂洗功能按鈕SB4X3電機(jī)反轉(zhuǎn)指示燈HL3Y3標(biāo)準(zhǔn)洗功能按鈕SB5X4排水電磁閥YA2Y4帶預(yù)洗功能按鈕SB6X5排水指示燈HL4Y5確認(rèn)投幣按鈕SB7X6進(jìn)水指示燈HL5Y6蓋開關(guān)按鈕SB8X7脫水離合器YVCLHY7啟動(dòng)按鈕SB9X10脫水指示燈HL6Y10低速選擇按鈕SB10X11報(bào)警指示燈HL7Y11中速選擇按鈕SB11X12等待指示燈HL8Y27高速選擇按鈕SB12X13總停按鈕SB13X14高水位限位SQ1X15低水位限位SQ2X162.7數(shù)碼管顯示模塊在設(shè)計(jì)洗衣機(jī)系統(tǒng)硬件局部時(shí)，為了讓使用者能清楚的知道自己所投的投幣金額、選擇的洗衣模式所需的金額及最后的找零情況，本次設(shè)計(jì)采用了數(shù)碼管顯示，并用BCD碼來控制數(shù)碼管的4個(gè)控制輸入，從而來控制數(shù)碼管顯示不同的數(shù)值。表2-3所示為4個(gè)控制端信號(hào)所對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管顯示的情況。表2-3控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管顯示信號(hào)控制端：D0C0B0A0數(shù)碼管顯示00000000110010200113010040101501106011171000810019因?yàn)樵诒敬卧O(shè)計(jì)中，控制器采用的是三菱FX2N-48MR系列的PLC，它的輸出端不能直接給數(shù)碼管的4個(gè)控制端，之間需要加一個(gè)中間繼電器，通過中間繼電器把信號(hào)送給4個(gè)控制端。圖2-8為數(shù)碼管局部的外部接線圖。KA2KA2KA1KA4KA3KA1+5V。D0C0B0A0KA4KA3KA2+5VCOMDC12VY0PLCY3Y1Y2.dp圖2-8數(shù)碼管局部外部接線圖當(dāng)PLC輸出端有信號(hào)輸出時(shí)，對(duì)應(yīng)的繼電器線圈得電，對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管接收端接收來自PLC發(fā)出的控制信號(hào)，使數(shù)碼管顯示出不同的數(shù)值。3.下位機(jī)PLC局部軟件設(shè)計(jì)3.1GXDeveloper編程軟件一個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)作需硬件與軟件的共同作用，硬件電路設(shè)計(jì)完成后，開始軟件局部的編程。在開始程序的編寫前，我們先要熟悉下編程軟件的使用。GXDeveloper是一款專門為三菱PLC配套的編程軟件。適用于QCPU(Qmode)、QCPU(Amode)、QSCPU、QnACPU、ACPU、MOTION(SCPU)、FXCPU、CNC(M6/M7)等系列的可編程控制器。支持梯形邏輯圖、指令表、順序功能圖〔SFC〕、ST及FB、Label語言程序的設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)定，能進(jìn)行程序的在線更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序的功能。GX編程軟件的使用：計(jì)算機(jī)安裝了GX編程軟件之后，點(diǎn)擊運(yùn)行GX軟件，如圖3-1所示為其界面。圖3-1運(yùn)行GX后的界面如圖3-1所示該窗口編輯區(qū)域是不可操作的，工具欄中除了新建和翻開按鈕可操作以外，其余按鈕均不可操作，單擊圖3-1中的按鈕，或點(diǎn)擊“工程〞菜單中的“創(chuàng)立新工程〞，可以創(chuàng)立一個(gè)新的工程，出現(xiàn)如圖3-2所示畫面。圖3-2建立新工程畫面如圖3-2所示為PLC所屬系列和型號(hào)的選擇。此外，設(shè)置項(xiàng)還包括程序類型，即梯形圖或SFC，設(shè)置文件的保存路徑和工程名等。PLC系列和PLC型號(hào)是必須的設(shè)置項(xiàng)，且應(yīng)與連接的PLC的系列及型號(hào)保持一致，否那么程序?qū)o法寫入指定的PLC中。設(shè)置完上述設(shè)置項(xiàng)后會(huì)出現(xiàn)圖3-3所示窗口，即為可進(jìn)行程序的編制窗口。圖3-3程序的編輯窗口3.2PLC控制程序編寫在編寫程序前，首先要設(shè)計(jì)出一套控制流程，如圖3-4所示為系統(tǒng)控制流程圖。NNNNNYYYYNY開始是否投幣是否選擇1元是否選擇2元是否選擇3元是否選擇4元標(biāo)準(zhǔn)洗找零單脫水單漂洗帶預(yù)洗結(jié)束圖3-4系統(tǒng)控制流程圖整個(gè)控制系統(tǒng)的程序可分為以下幾局部：投幣、找零局部，洗衣計(jì)時(shí)局部，洗衣模式選擇局部，洗滌局部，完成洗衣報(bào)警局部?！?〕投幣、找零局部按下投幣按鈕，進(jìn)行模擬投幣，然后根據(jù)用戶選擇的洗衣模式的不同，對(duì)應(yīng)的所需金額也不同，最后按確定投幣按鈕進(jìn)行選擇確實(shí)認(rèn)，如果所需金額超出投幣的金額，系統(tǒng)會(huì)自己退錢。在此過程中，任何時(shí)候都能進(jìn)行投幣取消的操作。投幣、找零局部的程序如圖3-5所示。圖3-5投幣、找零局部梯形圖〔2〕洗衣計(jì)時(shí)局部當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下時(shí)，系統(tǒng)開始自動(dòng)計(jì)時(shí)，直到洗衣報(bào)警結(jié)束計(jì)時(shí)停止。能清楚的記下整個(gè)洗衣過程所需的時(shí)間，此功能將于組態(tài)界面中顯示。洗衣計(jì)時(shí)局部的程序如圖3-6所示。圖3-6洗衣計(jì)時(shí)局部梯形圖〔3〕洗衣模式選擇局部用戶根據(jù)不同的洗衣需要可選擇單脫水模式、單漂洗模式、標(biāo)準(zhǔn)洗模式、帶預(yù)洗模式，同時(shí)用戶也可以根據(jù)衣服的不同材質(zhì)選擇低速、中速、高速的洗衣速度。洗衣模式選擇局部的程序如圖3-7所示。圖3-7洗衣模式選擇局部的梯形圖〔4〕洗滌局部以標(biāo)準(zhǔn)洗為例，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，洗衣機(jī)開始工作。首先洗衣機(jī)進(jìn)水，當(dāng)?shù)竭_(dá)高水位時(shí)，停止進(jìn)水，然后電機(jī)正轉(zhuǎn)洗滌15s，停3s，電機(jī)反轉(zhuǎn)洗滌15s，停3s，如此循環(huán)洗滌30次，之后，洗衣機(jī)開始排水，排干水后進(jìn)入脫水環(huán)節(jié)，脫水時(shí)洗衣機(jī)洗衣桶以一個(gè)專門的脫水轉(zhuǎn)速往一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，脫水60s，這樣一個(gè)大循環(huán)完成，如此完成3次大循環(huán)后，標(biāo)準(zhǔn)洗的洗衣過程就此完成。與標(biāo)準(zhǔn)洗相比，假設(shè)選擇的是單脫水模式，那么直接進(jìn)入脫水環(huán)節(jié)；假設(shè)選擇的是單漂洗模式，那么此模式比標(biāo)準(zhǔn)洗模式少了洗滌循環(huán)的次數(shù)；假設(shè)選擇的是帶預(yù)洗模式，此模式首先完成一輪小循環(huán)，但比標(biāo)準(zhǔn)洗的次數(shù)少，然后再重新運(yùn)行一次標(biāo)準(zhǔn)洗的全過程。洗滌局部的流程圖如圖3-8所示。程序見附錄。YYYYY開始洗衣計(jì)時(shí)進(jìn)水是否結(jié)束N洗滌是否結(jié)束NN排水是否結(jié)束排水是否結(jié)束N報(bào)警結(jié)束圖3-8洗滌局部流程圖〔5〕完成洗衣報(bào)警局部當(dāng)系統(tǒng)完成洗滌局部、脫水局部后，系統(tǒng)進(jìn)入最后的完成報(bào)警局部。系統(tǒng)會(huì)在洗完衣物后報(bào)警一段時(shí)間以示提醒，并且系統(tǒng)回到初始待操作狀態(tài)。完成洗衣報(bào)警局部的程序如圖3-9所示。圖3-9報(bào)警局部的梯形圖4.上位機(jī)局部軟件設(shè)計(jì)4.1組態(tài)王軟件簡介組態(tài)王是一類新型的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件,其正在以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)化計(jì)算機(jī)的軟、硬件平臺(tái)上構(gòu)成的集成化系統(tǒng)來替代傳統(tǒng)的封閉式的系統(tǒng)，它具有強(qiáng)大的適應(yīng)能力、良好的開放性、容易擴(kuò)展、費(fèi)用小、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。通常我們能將這樣的系統(tǒng)分成三個(gè)層次結(jié)構(gòu)：控制層、監(jiān)控層、管理層。其中監(jiān)控層對(duì)上連接管理層，對(duì)下連接控制層，其不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和控制，還要在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫。通過對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，使用組態(tài)王來設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)。組態(tài)軟件也為使用者提供了可視化的監(jiān)控畫面，能有助于使用者的實(shí)時(shí)現(xiàn)場監(jiān)控。并且，其也能充分地利用Windows的圖形編輯功能，使監(jiān)控畫面能很方便地構(gòu)成，并以動(dòng)畫的方式來顯示出控制設(shè)備的狀態(tài)，它具有報(bào)警窗口、歷史曲線、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等功能，可以非常方便地生成各種報(bào)表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。其界面如圖4-1所示。圖4-1組態(tài)界面4.2人機(jī)界面〔HMI〕設(shè)計(jì)4.2.1新建工程HMI監(jiān)控系統(tǒng)是由監(jiān)控的主畫面及其相應(yīng)的功能子畫面組成，HMI畫面設(shè)計(jì)對(duì)于HMI來說是非常關(guān)鍵的。采用組態(tài)軟件來設(shè)計(jì)HMI畫面，常見的組態(tài)軟件有Wincc、RsView、組態(tài)王及力控等。在本全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們選擇了組態(tài)王來完成監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)。安裝完組態(tài)王之后，雙擊桌面的圖標(biāo)，翻開工程管理器，然后建立工程。如圖4-2所示，最下面的一行是我們新建的工程，工程名稱為“全自動(dòng)洗衣機(jī)〞。圖4-2建立工程雙擊工程管理器中的工程名，出現(xiàn)工程瀏覽器。在工程瀏覽器中，雙擊新建圖標(biāo)，新建畫面，如圖4-3所示。在這里我們制作了歡送使用界面、全自動(dòng)洗衣機(jī)界面、洗衣機(jī)報(bào)警界面。圖4-3新建畫面4.2.2歡送界面設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在新畫面命名為“歡送使用界面〞，設(shè)計(jì)歡送使用全自動(dòng)洗衣機(jī)的界面，標(biāo)明洗衣模式的選擇及價(jià)格，根據(jù)題意設(shè)計(jì)界面如圖4-4所示。圖4-4歡送界面4.2.3全自動(dòng)洗衣機(jī)界面設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在新畫面命名為“全自動(dòng)洗衣機(jī)〞，設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)界面，先后設(shè)計(jì)洗衣機(jī)模型、控制區(qū)、指示區(qū)、投幣找零等，同時(shí)還要設(shè)計(jì)進(jìn)水管道及閥門、出水管道及閥門，根據(jù)題意設(shè)計(jì)界面如圖4-5所示。圖4-5全自動(dòng)洗衣機(jī)界面4.2.4報(bào)警界面的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，新建一個(gè)畫面命名為“報(bào)警界面〞，在開發(fā)系統(tǒng)界面中的工具箱中有一個(gè)“報(bào)警窗口〞圖標(biāo)，點(diǎn)擊圖標(biāo)，在開發(fā)系統(tǒng)界面中繪制出報(bào)警界面，在本次設(shè)計(jì)中，當(dāng)水位過高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)高水位報(bào)警；當(dāng)水位過低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)低水位報(bào)警；當(dāng)洗衣結(jié)束時(shí)，會(huì)系統(tǒng)報(bào)警。設(shè)計(jì)報(bào)警界面，如圖4-6所示。圖4-6報(bào)警界面4.3建立變量翻開組態(tài)王，進(jìn)入工程瀏覽器，點(diǎn)入“數(shù)據(jù)詞典〞，進(jìn)入建立變量界面后，點(diǎn)擊“新建數(shù)據(jù)庫變量〞，建立了啟動(dòng)、總停、電源、單脫水、單漂洗、標(biāo)準(zhǔn)洗、帶預(yù)洗、低速、中速、高速、電機(jī)正轉(zhuǎn)〔脫水〕、電機(jī)反轉(zhuǎn)、進(jìn)水、排水等變量類型為I/O離散的變量；建立了投幣、所需金額、找零、洗衣時(shí)間變量類型為I/O整型的變量；建立了水位量變量類型為內(nèi)存整型的變量。變量列表的界面如圖4-7所示，新建變量的界面如圖4-8所示。圖4-7變量列表圖4-8新建變量4.4動(dòng)畫及變量的連接翻開“歡送使用界面〞，然后雙擊“Enter〞按鈕，將會(huì)出現(xiàn)如圖4-9的動(dòng)畫連接畫面，單擊“按下時(shí)〞，會(huì)跳出命令語言窗口，在輸入窗口輸入“ShowPicture("全自動(dòng)洗衣機(jī)");〞，如圖4-10所示的命令窗口，再點(diǎn)擊“確定〞，這樣就完成了“Enter〞按鈕的動(dòng)畫連接設(shè)置。同樣，“Return〞、“投幣確定〞、“投幣取消〞、“報(bào)警界面〞、“返回〞、“退出〞按鈕的設(shè)置方法也相同。圖4-9動(dòng)畫連接圖4-10命令語言窗口考慮到水管的視覺效果，洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí)，進(jìn)水管道中應(yīng)有水流流入洗衣機(jī)內(nèi)的動(dòng)畫，洗衣機(jī)排水時(shí)，排水管道中應(yīng)有水流流出洗衣機(jī)的動(dòng)畫。對(duì)洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水管道的水流流動(dòng)動(dòng)畫進(jìn)行設(shè)置，如圖4-11所示。圖4-11管道動(dòng)畫連接界面中的一些按鈕與指示燈只有接通和斷開兩種狀態(tài)，因此，它們是一些離散型的變量，只需對(duì)應(yīng)各自建立的離散變量連接就可以完成，變量連接如下列圖4-12所示。圖4-12離散變量連接一些洗衣時(shí)間的顯示、投幣金額的顯示、所需金額的顯示、找零的顯示是顯示數(shù)值的，因此，它們是一些模擬量，所以用模擬值輸入、輸出連接，連接過程如圖4-13所示。圖4-13模擬值連接其中最重要的動(dòng)畫連接之一是洗衣機(jī)水位的升降動(dòng)畫，需要通過動(dòng)畫連接中的“填充〞選項(xiàng)完成，如圖4-14所示。當(dāng)洗衣機(jī)啟動(dòng)時(shí)，洗衣機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，首先洗衣機(jī)要進(jìn)水，當(dāng)進(jìn)水管道出現(xiàn)進(jìn)水動(dòng)畫時(shí)，洗衣機(jī)內(nèi)的水位也要同時(shí)從零水位開始均勻增長，直到水位到達(dá)高水位，進(jìn)水管道的進(jìn)水動(dòng)畫效果與水位的增長動(dòng)畫效果一起停止。洗衣機(jī)進(jìn)入脫水環(huán)節(jié)后，排水管道出現(xiàn)排水動(dòng)畫效果，洗衣機(jī)內(nèi)的水位將逐漸降下來，到達(dá)零水位時(shí)，排水管道的排水動(dòng)畫效果與水位的下降動(dòng)畫效果一起終止。圖4-14填充連接實(shí)現(xiàn)這個(gè)動(dòng)畫連接過程，我們還需要通過編寫命令語言來完成，編寫的命令語言如下：if(\\本站點(diǎn)\進(jìn)水==1){\\本站點(diǎn)\水位量=\\本站點(diǎn)\水位量+10;}if(\\本站點(diǎn)\排水==1){\\本站點(diǎn)\水位量=\\本站點(diǎn)\水位量-10;}if(\\本站點(diǎn)\水位量>=99){\\本站點(diǎn)\S22=1;}if(\\本站點(diǎn)\水位量==0){\\本站點(diǎn)\S27=1;}if(\\本站點(diǎn)\總停==1){\\本站點(diǎn)\水位量=0;}另一項(xiàng)重要的動(dòng)畫連接是洗衣機(jī)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的動(dòng)畫，需要通過動(dòng)畫連接中的“隱含〞選項(xiàng)完成，先將如圖4-15的攪拌器轉(zhuǎn)換成普通圖素，然后將六只扇葉分成三組，每組對(duì)其設(shè)置動(dòng)畫連接“隱含〞，如圖4-16為隱含接連界面。三組的條件表達(dá)式分別為：\\本站點(diǎn)\電機(jī)旋轉(zhuǎn)==1時(shí)圖素顯示；\\本站點(diǎn)\電機(jī)旋轉(zhuǎn)==2時(shí)圖素顯示；\\本站點(diǎn)\電機(jī)旋轉(zhuǎn)==3時(shí)圖素顯示。圖4-15攪拌器圖4-16隱含接連界面當(dāng)然，為了電機(jī)正反轉(zhuǎn)效果能與控制程序協(xié)調(diào)一致，還需要編寫命令語言完成此功能，如下為電機(jī)旋轉(zhuǎn)局部的命令語言：if(\\本站點(diǎn)\電機(jī)正轉(zhuǎn)==1){\\本站點(diǎn)\電機(jī)旋轉(zhuǎn)=\\本站點(diǎn)\電機(jī)旋轉(zhuǎn)+1;}if(\\本站點(diǎn)\電機(jī)旋轉(zhuǎn)>3&&\\本站點(diǎn)\電機(jī)正轉(zhuǎn)==1){\\本站點(diǎn)\電機(jī)旋轉(zhuǎn)=1;}if(\\本站點(diǎn)\電機(jī)正轉(zhuǎn)==0&&\\本站點(diǎn)\電機(jī)反轉(zhuǎn)==0){\\本站點(diǎn)\電機(jī)旋轉(zhuǎn)=1;}if(\\本站點(diǎn)\電機(jī)反轉(zhuǎn)==1){\\本站點(diǎn)\電機(jī)旋轉(zhuǎn)=\\本站點(diǎn)\電機(jī)旋轉(zhuǎn)-1;}if(\\本站點(diǎn)\電機(jī)旋轉(zhuǎn)<1&&\\本站點(diǎn)\電機(jī)反轉(zhuǎn)==1){\\本站點(diǎn)\電機(jī)旋轉(zhuǎn)=3;}5.系統(tǒng)調(diào)試與運(yùn)行監(jiān)控5.1系統(tǒng)調(diào)試對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行是否能穩(wěn)定、正確的到達(dá)預(yù)期工作效果，系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。此次系統(tǒng)調(diào)試分為下位機(jī)調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試。首先是下位機(jī)調(diào)試，本次設(shè)計(jì)所需的硬件模塊包括：FX2N系列PLC、西門子MM440變頻器、數(shù)碼管模塊、圓工作臺(tái)模塊、指示燈模塊、按鈕模塊。先把硬件局部的各個(gè)模塊按設(shè)計(jì)要求正確連接，然后對(duì)MM440變頻器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，再把編寫好的PLC程序載入PLC中〔載入時(shí)需將PLC的“RUN/STOP〞開關(guān)打到“STOP〞狀態(tài)，在載入運(yùn)行前，將開關(guān)打到“RUN〞狀態(tài)〕。準(zhǔn)備就緒后，操作硬件局部的按鈕，一方面觀察PLC的輸出點(diǎn)與程序是否對(duì)應(yīng)，另一方面觀察硬件模塊是否正確動(dòng)作。進(jìn)行屢次調(diào)試并加以修改。如圖5-1所示為本次設(shè)計(jì)的硬件模塊的實(shí)物圖。圖5-1硬件模塊的實(shí)物圖將下位機(jī)調(diào)試完之后，開始進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)，下位機(jī)PLC先要與上位機(jī)組態(tài)王進(jìn)行通信，硬件局部的各個(gè)模塊按設(shè)計(jì)要求正確連接，把編寫好的PLC程序載入PLC中，由于組態(tài)軟件和GXDeveloper編程軟件共用一個(gè)通信口，所以在進(jìn)行組態(tài)王調(diào)試前，需讓GXDeveloper退出監(jiān)控模式，然后翻開組態(tài)界面，將組態(tài)界面切換到View系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境，通過操作組態(tài)界面上的按鈕來控制硬件局部的動(dòng)作，觀察組態(tài)界面的動(dòng)畫與硬件模塊的動(dòng)作是否協(xié)調(diào)一致。進(jìn)行屢次調(diào)試修正來完善控制系統(tǒng)。5.2運(yùn)行監(jiān)控通過反復(fù)的調(diào)試完善，PLC實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的按鈕能夠控制系統(tǒng)，同時(shí)操作者能通過上位機(jī)按自己的需要選擇不同的洗衣模式、洗衣機(jī)轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)能正確找零，正確顯示洗衣的時(shí)間，組態(tài)動(dòng)畫效果正確執(zhí)行，整個(gè)洗衣過程是一個(gè)全自動(dòng)化的過程。如下列圖5-2所示，為洗衣機(jī)在洗滌過程中的組態(tài)界面。圖5-2洗滌過程中的組態(tài)界面在整個(gè)洗衣過程中，報(bào)警界面能實(shí)現(xiàn)三種報(bào)警功能。當(dāng)水位過高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)高水位報(bào)警；當(dāng)水位過低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)低水位報(bào)警；當(dāng)洗衣結(jié)束時(shí)，會(huì)系統(tǒng)報(bào)警。設(shè)計(jì)報(bào)警界面，如圖5-3所示。圖5-3報(bào)警界面6.結(jié)語本次設(shè)計(jì)采用PLC控制全自動(dòng)洗衣機(jī)，用戶只要選擇好洗衣模式，翻開水閥，放入衣物、洗滌劑，操作開關(guān)按鈕，后面的運(yùn)行全是洗衣機(jī)自動(dòng)進(jìn)行了。采用PLC為控制器能減少了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作量，簡化控制系統(tǒng)的硬件接線，具有可靠的控制功能，提高了系統(tǒng)的可靠性，耗電少，適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行速度快，系統(tǒng)使用壽命長等，能進(jìn)一步加強(qiáng)全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能和性能，可以躲避一些傳統(tǒng)控制的弊端。本次設(shè)計(jì)完成的主要工作有：系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案；硬件的電路設(shè)計(jì)及PLC程序的編寫；人機(jī)界面組態(tài)王軟件的監(jiān)控。通過本次設(shè)計(jì)，使只有理論體系的我來說得到了一次珍貴的真實(shí)的鍛煉，讓我把學(xué)過的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合了起來，也是檢驗(yàn)自己這兩年學(xué)習(xí)成果的一次時(shí)機(jī)。在這個(gè)過程里，我碰到了不少困難，但通過自己不斷的努力與尋求老師同學(xué)的幫助，最終將困難一一沖破，但仍然存在著不少缺乏的地方，比方功能不夠完善，程序不夠簡潔，設(shè)計(jì)思想不夠成熟等。