畢業(yè)設(shè)計--plc在全自動洗衣機控制系統(tǒng)中的設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　基于PLC的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　姓 名 </p><p>　　學 號 </p><p>　　年 級

2、 </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　系（院） </p><p>　　指導教師 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　自從全自動洗衣機誕

3、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。</p><p>　　可編程控制器(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

4、是符合全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求與特點。</p><p>　　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)了全自動洗衣機控制系統(tǒng)的自動化。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；電氣控制；自動化</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　S

5、ince 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 automatic washing machines.</p><p&

6、gt;　　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

7、, modify and flexible, and simple, anti- interference ability. Siemens PLC instruction rich can take a variety of output, input expending have rich special extension equipment, including analog input devices and communic

8、ations equipment also complies fully automatic washing machine co</p><p>　　This selection of Mitsubishi FX Series F1 --- 20MR core components, hardware interface design focuses on the use of ladder and the S

9、tatement List programming, to achieve the automatic control system for automatic washing machine</p><p>　　Keywords: Programmable Logic Controller; electric control; automation </p><p><b>

10、;　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　第1章 可編程程序控制器（PLC）2</p><p>　　1.1 PLC概述2</p><p>　　1.1.1 PLC的發(fā)展歷程2</p><p>　　1.1.2 PLC的發(fā)展趨勢

11、3</p><p>　　1.1.3 PLC的應(yīng)用4</p><p>　　1.2 PLC的硬件結(jié)構(gòu)5</p><p>　　1.3 PLC的工作原理6</p><p>　　第2章 全自動洗衣機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理8</p><p>　　2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)8</p><p>　　2

12、.2 基本工作原理8</p><p>　　第3章 全自動洗衣機系統(tǒng)硬件分析9</p><p>　　第4章 PLC機型選擇和控制要求10</p><p>　　4.1 機型的選擇10</p><p>　　4.2 I/O分布表10</p><p>　　4.3 全自動洗衣機的PLC控制系統(tǒng)的要求11<

13、/p><p>　　第5章 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計12</p><p>　　5.1 硬件結(jié)構(gòu)接線圖12</p><p>　　5.2 設(shè)計分析12</p><p>　　5.3 語句表12</p><p>　　5.3 梯形圖15</p><p>　　第6章 PLC控制系統(tǒng)工作原理及調(diào)

14、試過程19</p><p><b>　　參考文獻20</b></p><p><b>　　結(jié)束語21</b></p><p><b>　　謝 辭22</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　

15、全自動洗衣機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個程序,洗衣時選擇其中一個程序,打開水龍頭和啟動洗衣機開關(guān)后洗衣的全過程就會自動完成,洗衣完成時由蜂鳴器發(fā)出響聲。</p><p>　　目前市場上出售的全自動洗衣機大體分為三類。</p><p>　　發(fā)明最早的是前置式側(cè)開門滾筒式洗衣機，這種洗衣機是歐洲發(fā)明的，擅長洗滌真絲、棉毛等面料，不纏繞無磨損，在洗滌時保證衣物不受損

16、害，而且有良好的加溫措施。但也有它不好的一面，由于不纏繞無磨損洗滌方式等因素，這種洗衣機洗滌時間長、洗凈度差、用水用電量大，是其它洗衣機的幾倍，尤其是采用了不銹鋼內(nèi)筒，產(chǎn)生的噪音較大。這種洗衣機適用于生活水平較高，穿著大體以真絲、純毛、棉毛之類較高檔的面料為主，而且更換衣服較勤的家庭。</p><p>　　發(fā)明最晚的洗衣機是亞洲人發(fā)明的波輪上開門洗衣機。市場上有多種品牌，如“小天鵝”、“海棠”、“榮事達”等，這種

17、洗衣機的特點是洗滌時間短，用水量小，洗凈度高，是滾筒式的很多倍，由于內(nèi)筒是塑料材料制成，噪音小，而且上開蓋，能使洗滌液反復(fù)利用，價格也比較經(jīng)濟。這種洗衣機適用于居住在綠化較差，空氣塵埃量較大，平均每2至3天換一次衣服的家庭，主要以洗凈度為主，服裝面料以化纖、腈綸為主。</p><p>　　另外一種是美洲人發(fā)明的“攪拌式”洗衣機，由于美洲風沙比較大，人們主要穿著牛仔服裝之類粗厚面料的服裝，所以他們適用攪拌式洗衣機，

18、這種洗衣機洗凈度非常高，是波輪式洗衣機的十幾倍，但由于洗凈度和磨損率成正比，所以很損傷衣物，這種洗衣機市場上很少見。</p><p>　　PLC控制全自動洗衣機的編程語言容易掌握，是電控人員熟悉的梯形語言，實用術(shù)語依然是“繼電器”一類術(shù)語，大部分與繼電器觸頭的鏈接相對應(yīng)，使電控人員一目了然。PLC控制使用簡單，他的I/O已經(jīng)做好，輸入輸出信號可直接鏈接，非常方便，而輸出口具有一定的驅(qū)動能力，起輸出出頭容易達220

19、V.2A。PLC是專門應(yīng)用手工業(yè)現(xiàn)場自動控制裝置，在系統(tǒng)硬件上采用抗干擾措施。當工作程序需要改變時，只需改變PLC的內(nèi)部，重新編程而無需對外圍進行重新改動。從這些方面突出了使用PLC控制全自動洗衣機的優(yōu)越性。</p><p>　　第1章 可編程程序控制器（PLC）</p><p>　　1.1 PLC概述</p><p>　　可編程序控制器（Programmabie

20、 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?？删幊绦蚩刂破魇请S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。有人將

21、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。</p><p>　　1.1.1 P

22、LC的發(fā)展歷程</p><p>　　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(fù)雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。</p><p>　　早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

23、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。</p><p>　　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，

24、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。</p><p>　　PLC的發(fā)展過程大致可以分為如下幾個階段：</p><p>　　1970—1980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

25、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。</p><p>　　1980—1990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，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

26、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。</p><p>　　1990—2000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

27、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。</p><p>　　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，

28、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,QnPH系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。</p><p>　　1.1.2 PL

29、C的發(fā)展趨勢</p><p>　　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。</p><p>　?、袤w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。現(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。</p><p>　?、谛阅艿奶岣摺LC的性能主要包括CP

30、U性能與I/O性能兩大方面。</p><p>　　可編程序控制器在我國的發(fā)展狀況如下：</p><p>　　(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。大致可劃分為下述三個階段：</p><p>　?、倏删幊绦蚩刂破鞯某跫?/p>

31、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

32、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。</p><p>　　②可編程序控制器的引進應(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

33、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。</p><p>　　③ 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：</p><p><b>　　(2) 政府重視<

34、/b></p><p>　　可編程序控制器的發(fā)展得到了政府的高度重視，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?？删幊绦蚩刂破餍袠I(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)。</p>

35、<p>　　1.1.3 PLC的應(yīng)用</p><p>　　1. PLC的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　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(fù)雜的計算和通信問題。目前PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用

36、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?？煞殖梢韵?種類型：</p><p>　?。?）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。<

37、/p><p>　?。?）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)奈恢煤图铀俣?，確保運動平滑。</p><p>　?。?）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

38、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。</p><p>　　（4）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。</p><p>　?。?）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

39、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”的分布式控制系統(tǒng)。</p><p>　　1.2 PLC的硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　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

40、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2-1所示。</p><p>　　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

41、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。</p><p>　　1-1 PLC的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1.3 PLC的工作原理

42、</p><p>　　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，必須等掃描到該觸點時才會動作。</p><p>　　考慮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

43、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。</p><p>　　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(fù)執(zhí)行上述三個階段。</p><p><b>　　1.輸入采樣階段</b><

44、;/p><p>　　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。</p><p>　　2.

45、用戶程序執(zhí)行階段</p><p>　　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)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

46、</p><p><b>　　3.輸出刷新階段</b></p><p>　　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)。</p><p>　　PLC的掃描工作過程如圖1-2、圖1-3所示 </p><p>　　圖1-

47、2 PLC的掃描工作過程圖</p><p>　　圖1-3 PLC的掃描周期圖</p><p>　　第2章 全自動洗衣機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工作原理</p><p><b>　　2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　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

48、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：</p><p>　　圖2-1 全自動洗衣機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.2 基本工作原理</p><p>　　全自動洗衣機的進水和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

49、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。</p><p>　　第3章 全自動洗衣機系統(tǒng)硬件分析<

50、/p><p>　　全自動洗衣機的過程包括啟動、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4-1所示，由PLC控制洗衣機各種動作典型控制圖。</p><p>　　圖3-1 控制流程圖</p><p>　　由上圖可知，PLC在系統(tǒng)中是處中心位置，水

51、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)。其中進水閥和排水閥由PLC給定信號來決定其工作狀態(tài);電機的工作狀態(tài)也由控制中心PLC給定信號來決定的，而電機的正反轉(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，所以利用PLC機的控制系統(tǒng)是可行的。</p><p>　　第4章 PLC機型選擇和控制要求</p><p>　　PLC

52、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。<

53、;/p><p>　　4.1 機型的選擇</p><p>　　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

54、列FX2N---24MR，可以完全滿足其要求，F(xiàn)X2N---24MR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。</p><p>　　4.2 I/O分布表</p><p>　　表4-1 I/O分布表</p><p>　　4.3 全自動洗衣機的PLC控制系統(tǒng)的要求</p><p

55、>　　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。</p><p>　　2、關(guān)水后開始洗滌。</p><p>　　3、洗滌時，正轉(zhuǎn)30秒暫停，停5秒，然后反轉(zhuǎn)30秒暫停，停5秒。</p><p>　　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。</p>

56、<p>　　5、水位下降至低水位時開始脫水并繼續(xù)排水，脫水20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。</p><p>　　6、報警15秒后結(jié)束全部過程并自動停機。</p><p>　　7、應(yīng)當具有各個環(huán)節(jié)的手動控制功能，如手動排水、手動洗滌等。</p><

57、;p>　　第5章 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計</p><p>　　5.1 硬件結(jié)構(gòu)接線圖 </p><p>　　圖5-1 硬件接線圖</p><p><b>　　5.2 設(shè)計分析</b></p><p>　　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

58、器和2個計數(shù)器</p><p>　　T0——正轉(zhuǎn)洗滌30s T1——暫停5s</p><p>　　T2——反轉(zhuǎn)洗滌30s T3——暫停5s</p><p>　　T4——脫水20s T5——報警15s</p><p>　　C

59、0——正反轉(zhuǎn)洗滌5次 C1——大循環(huán)3次</p><p><b>　　5.3 語句表</b></p><p><b>　　5.3 梯形圖</b></p><p>　　第6章 PLC控制系統(tǒng)工作原理及調(diào)試過程</p><p>　　（1）整個程序分自動控制與手動控制

60、兩大部分，SA2是自動/手動的控制開關(guān)。</p><p>　　（2）自動控制過程：將開關(guān)SA2搬至“自動”運動方式，X10常開閉合，常閉斷開，程序跳至P0處，利用PLC初始化脈沖M8002，使程序進入初始狀態(tài)S0。此時，按下啟動開關(guān)SA1，X0常開閉合，S20被置位，而S0自動復(fù)位，S20被置位后，M8得電吸合，M8常開觸點閉合，Y3得電工作。洗衣機開始進水。當進水至高水位時，高水位開關(guān)SH接通，X1閉合，狀態(tài)S

61、21被置位，S20復(fù)位，停止進水，此時M5得電吸和，使Y0工作，洗衣機開始正轉(zhuǎn)洗滌，30秒后正轉(zhuǎn)洗滌停止，狀態(tài)S22置位，而S21復(fù)位，暫停5秒后狀態(tài)進入S23，M6得電吸合，Y1工作，洗衣機開始反轉(zhuǎn)洗滌，30秒后反轉(zhuǎn)洗滌停止，狀態(tài)S24置位，S23復(fù)位，暫停5秒后計數(shù)器C0開始計數(shù)，把正洗、反洗各一次計為一次洗滌小循環(huán)過程，當小循環(huán)未達到5次時，狀態(tài)轉(zhuǎn)移至S25，M9得電吸合，Y4工作，洗衣機開始排水，當排至低水位時，低水位開關(guān)SL接

62、通，X2閉合，使狀態(tài)S26置位，M7得電吸合，Y2工作，洗衣機開始脫水，但此時Y4繼續(xù)在工作，排水并沒有停止，當排水20秒后，M9復(fù)位，Y4停止工作，排水停止。此時計數(shù)器C1開始計數(shù)。把洗衣機從進水洗滌正轉(zhuǎn)</p><p>　?。?）手動控制過程：將開關(guān)SA2搬至“手動”運行方式。X10常開斷開，常閉閉合，利用主控指令，通過點動控制按鈕SB1-SB5完成洗滌過程的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、進水、排水、脫水等手動控制。</

63、p><p>　?。?）輔助繼電器M10是起自動與手動的互鎖作用。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[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，2005.6（2007年6月重?。?。</p><p>　　[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

64、，2004.7</p><p>　　[3]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，</p><p>　　[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，2006</p><p>　　[5]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，2006.3</p&g

65、t;<p>　　[6]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，2001</p><p>　　[7]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，2006.7</p><p>　　[8]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，2003</p><p>　　[9]陳立定等.電氣

66、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，2004</p><p>　　[10]王兆義.可編程控制器教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　[11]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，2004</p><p>　　[12]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

67、：人民郵電出版社，2003</p><p>　　[13]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，2003</p><p>　　[14]鐘肇新、范建東.可編程控制器原理及應(yīng)用.廣州：華南理工大學出版社，2003</p><p>　　[15]廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用.重慶：重慶大學出版社，2001</p>&l

68、t;p>　　[16]David G. Johnson. Programmable Controllers for Factory Automattion New York and Basel Marcel Dekker Inc,1987.</p><p>　　[17]Stephen,Philip Tu. Programmable Logic Controller (PLC) Tutorial,2005<

69、;/p><p>　　[18]Angie Sage. Bloomsbury Publishing PLC,New edition edition ,2007</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　全自動洗衣機控制系統(tǒng)的設(shè)計,我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

70、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(fù)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)的學生對電器原理圖的了解更應(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)?/p>

71、出梯形圖。</p><p>　　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真正有用的資料也不是一件容易的事，需要耐心查找。</p><p>　　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

72、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(fù)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。</p>

73、<p>　　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。</p><p>　　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。</p>&

74、lt;p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　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，這也為四年的學習生涯以及大學生活劃下完美的句點。</p><p>　　論文的完成，不僅在于最后一段時間的搜集和整理，更主要是在四年中學習知識的積累，所以我

75、在此首先要重點感謝四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張老師，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。<

76、;/p><p>　　在論文的寫作過程中雖然挫折居多，但是在修補的過程中，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。</p