PLC全自動洗衣機設(shè)計

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1、 Plc全自動洗衣機 蘇州市職業(yè)大學 畢業(yè)設(shè)計（論文） PLC全自動洗衣機設(shè)計 姓 名： 吳永杰 學 號： 1220310114 系 別： 電氣工程系 專 業(yè)： 電氣自動化技術(shù) 班 級： 12電氣自動化1 指導(dǎo)老師： 黃文芳

2、 2013年 5月 8日 摘 要 描述了全自動洗衣機控制系統(tǒng)的運作要求。實現(xiàn)了洗衣機進水、洗滌、排水、脫水、報警到自動停機的循環(huán)過程。設(shè)計了相應(yīng)的系統(tǒng)軟件，結(jié)合相應(yīng)的硬件系統(tǒng)，并通過三菱的F1系列的plc仿真系統(tǒng)模擬出全自動洗衣機的運行過程。此項設(shè)計對提高學生的動手能力和幫助學生對一些理論知識的理解都具有積極作用。 【關(guān)鍵詞】 PLC 洗衣機 全自動 控制程序器 目錄 緒 論 1 1 洗衣機的類別 3 1.1.1 按自動化分類 3 1.2

3、 按結(jié)構(gòu)方式分類 3 2 洗衣機的主要部件 5 2.1 洗衣機的電機 5 2.2 定時器 5 2.3 進水電磁閥 5 2.3.1 工作原理 6 2.3.2 主要性能參數(shù) 6 2.4 排水電磁閥 6 2.4.1 電磁鐵 7 1. 交流電磁鐵 7 2. 直流電磁鐵 7 2.4.2 排水閥 8 2.5 水位開關(guān) 9 2.5.1 工作原理 9 2.5.2 水位開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)如表2-2-5 10 2.6 離合器 10 2.6.1 結(jié)構(gòu)和工作原理 11 2.6.2主要技術(shù)參數(shù) 11 3 可編程序控制技術(shù) 13 3.1 PLC的定義及特點 13 3.2 P

4、LC的基本組成及工作原理 14 3.2.1 PLC的基本組成 14 3.3.4 順序功能圖語言 15 4. 三菱FX系列PLC的簡介 15 4.1 FX系列PLC的特點 15 4.2 FX2N系列PLC 17 4.2 FX系列PLC的內(nèi)部資源 18 5 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用 19 5.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 19 5.2 PLC控制系統(tǒng) 19 5.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一半步驟 20 6 系統(tǒng)硬件的設(shè)計 22 6.1系統(tǒng)硬件分析 22 6.2全自動洗衣機的控制系統(tǒng)的運作要求： 23 6.3控制要求： 23 附錄 25 結(jié)束語 28 參考

5、文獻 30 緒 論 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、可靠性強、編程簡單、使用方便、體積小?，F(xiàn)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，它以微軟處理器為核心，用編寫的程序進行邏輯控制、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。 該設(shè)計主要介紹了全自動洗衣機洗衣的工作原理、控制系統(tǒng)的PLC的造型和資源的配置、控制系統(tǒng)程序設(shè)計與調(diào)試、控制系統(tǒng)PLC程序。根據(jù)全自動洗衣機的工作原理，利用可編程控制器PLC實現(xiàn)控制，說明了PLC控制的原理方法，特點及控制洗衣機的特色。通過本系統(tǒng)的設(shè)計，對三菱的F1系列PLC的特

6、點有了深入的理解。全自動洗衣機控制系統(tǒng)利用了三菱的F1系列PLC的特點，對按鈕、電磁閥、開關(guān)等其它一些輸入/輸出點進行控制，實現(xiàn)洗衣機洗衣過程的自動化。充分表現(xiàn)現(xiàn)代家電用品的個性。 在全自動洗衣機中，洗衣機洗滌、脫水程序是由以單片機為中心控制系統(tǒng)工作的。首先由于單片機的指令系統(tǒng)相對復(fù)雜，編寫洗滌、脫水程序相對復(fù)雜；其次，在設(shè)計控制系統(tǒng)硬件時，要有多種電路保護裝置，如電流保護、電壓保護、過載保護、過熱保護以及欠壓保護等等。這樣增加了硬件的復(fù)雜性，隱含較高的故障率，無形的增加了維修成本費用。在工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的PLC能克服單片機的確點，它是整模塊，集中了驅(qū)動電路、檢測電路和保護電路以及通訊

7、聯(lián) 0 32 PlC全自動洗衣機 網(wǎng)功能。因此該設(shè)計中采用了PLC來實現(xiàn)洗衣機的工作過程。 1 洗衣機的類別 1.1 洗衣機的分類 目前，我國洗衣機的分類方法主要有三種：按自動化程度分類，按洗滌方式分類，按結(jié)構(gòu)方式分類。 1.1.1 按自動化分類，洗衣機可分為普通型、半自動型、全自動型三類。 目前大多是全自動型洗衣機，它是指洗滌、漂洗、脫水各個功能之間的轉(zhuǎn)換全部不用手工操作而能自動進行的

8、洗衣機。這種洗衣機在選定的工作程序內(nèi)由機電式程序控制器或微電腦程序控制器適時發(fā)出各種指令，自動完成各個執(zhí)行機構(gòu)的動作，使整個洗衣過程自動化。 1.2 按結(jié)構(gòu)方式分類，洗衣機可分為單桶、雙桶、套桶三大類。 (1) 單桶洗衣機。單桶洗衣機自動化程度較低，多為簡易和普通型，少量的為半自動型。其主要特點是占地面積小，價格便宜。 （2）雙桶洗衣機。 雙桶洗衣機實際上就是單桶洗衣機和脫水機的組合。它的洗衣部分和甩干部分有各自的電動機和定時器。雙桶洗衣機功能齊全，使用方便，操作簡單，省電，省水，價格適宜，品種多樣。目前，我國雙桶波輪式洗衣機占主導(dǎo)地位。 雙桶洗衣機。脫水桶壁上沒有許多小孔，甩干電動

9、機高速運轉(zhuǎn)，在強大的離心力作用下，衣物水分被甩出，并順著排水管排出。 （3） 套桶洗衣機。 該洗衣機的特點是內(nèi)、外兩個立式容器套裝在同一軸 心 上。波輪式套桶洗衣機多為全自動型。因其離心桶的外徑小于盛水桶的內(nèi)徑，故將外桶和內(nèi)筒套裝在同一個軸心上，減少了占地面積。其外桶作為盛水容器，內(nèi)筒作為洗滌、漂洗、離心脫水作用。常見波輪式套桶洗衣機是單電機的，洗滌及脫水工作由離合器控制。洗滌時波輪轉(zhuǎn)動而脫水桶不轉(zhuǎn)，脫水是波輪與脫水桶一起旋轉(zhuǎn)。 3 按洗滌方式分類，洗衣機可分為波輪式和滾筒式等。 （1）波輪式洗衣機。波輪式洗衣機是將洗滌衣物浸泡在水中，靠波輪正、反方向的交替轉(zhuǎn)動或連續(xù)單方向的

10、轉(zhuǎn)動使衣物在水中不斷滾動，而達到洗凈衣物的目的。 主要特點:洗滌能力強、洗滌時間短、結(jié)構(gòu)簡單、可調(diào)節(jié)水位、成本低、易維修、易操作。 （2）滾筒式洗衣機。滾筒式洗衣機的自動化程度高，洗滌性能好，容量大，質(zhì)量高， 2 洗衣機的主要部件 2.1 洗衣機的電機 2.2 定時器 定時器是普通型波輪式洗衣機中的關(guān)鍵部件之一。它主要起兩個作用：一是控制洗滌電機和脫水電機運轉(zhuǎn)時間的長短；二是控制電機預(yù)定的的程序自動的實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)的時間。 普通型輪式洗衣機，大多采用發(fā)條定時器。而許多大波輪新水流式洗衣機使

11、用電動式定時器。 2.3 進水電磁閥 進水電磁閥簡稱水閥、注水閥。在全自動洗衣機上，以內(nèi)供用水閥來實現(xiàn)自動注水和停水。它與水位開關(guān)相互配合，對洗衣機水位高低僅系自動控制。 2.3.1 工作原理 進水閥是一種電磁閥，閥中心是磁芯，鐵芯外為電磁線圈，線圈不通電時，在小彈簧的作用鐵芯被壓下，封住了橡膠閥上所裝的塑料盤中間的泄壓孔，這時書從加壓針孔進入控制腔，是進水和控制腔的水壓相等。由于橡膠閥上部的受壓面積大于下部的受壓面積，所以橡膠閥被壓緊在閥座上起到封閉作用。其封閉的 可靠性是由鐵芯所受的壓力決定的，鐵芯的下端與泄壓孔接觸，鐵芯的上端受壓面積大于下端受益

12、面積，顯然水的壓力越大，鐵芯對泄孔的封閉壓力越大，封閉越可靠。其水壓低時，閥的封閉性就差，所以對水壓有最低的要求，不能低于0.3Mpa。 2.3.2 主要性能參數(shù) 進水電磁閥的主要性能參數(shù)見表2-2-1 表2-2-1 進水閥的技術(shù)參數(shù) 額定電壓、 電氣強度 頻率 額定電流 （mA） 使用水溫 （0C） 水壓范圍 (Mpa) 密封性能 (Mpa) 溫度 (0C) 絕緣電阻 （歐姆） 220V、50Hz 2500V、1min 27+/-5 0-80 0.02-0.8 0.02-1 75 100 2.4 排水電磁閥 排

13、水電磁閥是全自動洗衣機特有的電器部件。它是一個受程序控制的自動排水開關(guān)。除了排水功能外，還控制著離合器的狀態(tài)（洗滌或脫水）。 排水電磁閥由電磁鐵和排水閥兩部分組成，它們是相互獨立的部件，兩者用排水閥相互連接起來，在連接板的右端以開口銷與電磁鐵動鐵心連接，而左端鉤在排水閥的內(nèi)彈簧上。當電磁鐵通電時，將動鐵心往右拉，排水閥就呈打開狀態(tài)。此時盛水桶內(nèi)的洗滌液便能通過水道和閥門，從排水孔流出機外。在連接板上還用螺栓固定著一個位置可調(diào)的定位套，在動鐵心吸合的過程中，該定位套向右移動，撥動了離合器上的制動桿，為脫水做準備。當電磁鐵失電時，排水閥在自身彈簧作用下將鐵心拉出，排水閥關(guān)閉，洗衣機停止排水。同時

14、，離合器上制動桿靠制動彈簧的作用恢復(fù)原位，為洗滌漂洗過程中波輪轉(zhuǎn)動做好準備。 2.4.1 電磁鐵 電磁鐵有兩種直流和交流，電動式程控式（機械式）全自動洗衣機一般采用交流式電磁鐵，而微電腦程控器式（電腦式）全自動洗衣機一般采用直流式電磁鐵。 1. 交流電磁鐵 交流電磁鐵的磁心和銜鐵是由硅鋼疊壓鉚接而成的。銜鐵至于鐵心之中。 在線圈通電后，鐵心和銜鐵同時被磁化，相對的兩個面上產(chǎn)生了異名磁極這種吸引力使銜鐵向磁心運動，從而帶動拉桿將閥打開。雖然線圈中電流的方向不斷發(fā)生變化，但由于鐵心與銜鐵的磁極同時變化，使它們之間出現(xiàn)的總是吸引力。 2. 直流電磁鐵 直流電磁鐵具有吸引力大、體積小

15、、噪音低和安全性能高等優(yōu)點，它的線圈分成吸合線圈和保持線圈兩組，由其內(nèi)部的微動開關(guān)控制這兩組線圈的工作。線圈和鐵心用環(huán)氧樹脂灌裝加固和密封。 2.4.2 排水閥 排水閥裝配于排水閥體之外，為彈簧將橡膠閥壓在閥體的底部，使橡膠閥的環(huán)形密封環(huán)產(chǎn)生少量的變 形，保持水不從閥口泄露，橡膠閥的右端環(huán)形邊被閥蓋壓緊。排水閥桿嵌在橡膠閥上，與橡膠閥成一體，裝于排水閥拉桿內(nèi)部的內(nèi)彈簧與排水閥連接板連接，在排水閥關(guān)閉時，連接板抵在排水拉桿上，這時內(nèi)彈簧的彈力對排水閥來說是內(nèi)力， 對排水閥不起作用。 排水時，電磁鐵通電，動鐵心被吸入，牽引排水閥連接拉桿拉動內(nèi)彈簧，同時連接板上的定位套推動制動

16、桿使處于脫水狀態(tài)。只要連接板的左端一離開排水拉桿，內(nèi)彈簧就不再是排水閥的內(nèi)力，而變成了外力，它要與外彈簧的彈力和橡膠閥的彈力相平衡，當內(nèi)彈力的拉力（即連接不能的拉力）大于外彈簧的彈力時，外彈簧被壓縮，帶動橡膠閥向右移動，把閥拉離閥座，排水開始。這些動作都是在電磁鐵得電的瞬間完成的。因為內(nèi)彈簧的剛度比外彈簧的剛度大，加上裝配排水閥連接板時，內(nèi)彈簧已有了一定的預(yù)緊力，因而在牽引排水過程中，內(nèi)彈簧并不需要產(chǎn)生很大的拉伸變形，也就可以使橡膠閥向右移動較大的距離，從而保證足夠的排水速度。處于正常的排水閥開啟量時橡膠閥左端與閥體平面的距離應(yīng)小于10mm 。閥體多由半透明塑料制成，從外部可以看到閥的開啟量。

17、 2.5 水位開關(guān) 水位開關(guān)也叫壓力開關(guān)，是一種氣壓式電觸點開關(guān)。它是利用洗衣桶內(nèi)水位高低不同所產(chǎn)生的不同壓力，來控制進水閥的開啟和關(guān)閉。此外，它還負責進水與洗滌之間的轉(zhuǎn)換。 2.5.1 工作原理 水位開關(guān)由三部分組成;(1)壓力傳感部分有橡皮膜下部的氣室組成；（2）電氣開關(guān)部分由中間的的一組觸電、簧片及開關(guān)小壓簧組成；（3）壓力控制部分包括上部的頂心、壓力彈簧以及調(diào)整壓力的凸輪、杠桿等。水位開關(guān)的氣室經(jīng)過軟管與洗衣機外筒連接起來。平時，橡皮膜處于平衡狀態(tài)，當水注進外筒后，水首先將貯氣室封閉起來，一部分的空氣來不及跑出而被封閉在貯氣室里。由于貯氣室與水位開關(guān)的氣室

18、間用壓力軟管相連通，貯氣室的壓力也就與水位開關(guān)氣室的壓力相同，隨著外桶中水位的上升，貯氣室、壓力軟管和水位開關(guān)氣室間的空氣不斷的被壓縮，隨之壓強也成比例的上升，這樣就把外桶中的水壓轉(zhuǎn)換成了空氣壓力，并作用在橡皮膜上。當水注到預(yù)定的水位時，氣室內(nèi)的壓力也升高到一定值。當它足以克服壓力彈簧通過頂心作用加在彈簧片上的力時，就推動簧片向上移動。當簧片移動預(yù)定位置后，開關(guān)下壓簧將推動動簧片彎到另一個方向，從而使動簧片上的公共觸點與常閉觸點分離，而與常開觸點接觸，這樣就向程控器發(fā)出了“水位已到”的信號，由程控器來控制進水電磁閥關(guān)閉，隨即進入洗滌程序 當完成洗衣程序后，程控器向排水電磁鐵發(fā)出信號

19、，排水閥開啟并排水。歲著水位的下降，氣室內(nèi)的壓力也逐漸減小，在壓力彈簧的作用下，頂心和橡皮膜逐漸下移，到了某一程度時動彈簧又彎向上方，常開與常閉觸點都恢復(fù)原位，等待下一個進水程序，此時水位開關(guān)雖然復(fù)位，但并不影響洗衣機繼續(xù)排水。 旋轉(zhuǎn)凸輪使杠桿上下移動，從而改變壓力彈簧的壓縮程度。如果壓力彈簧的壓縮長度大，則壓力氣室內(nèi)的壓力要高一些才能將動簧片推到預(yù)定位置，以此達到控制水位的目的 。 2.5.2 水位開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)如表2-2-5 表2-2-5 水位開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù) 配用程序控制器 電氣強度 (交流) 額定電壓 （V） 額定電流 （A）

20、 氣密性 （kPa） 接觸電阻 （歐） 絕緣電阻 （兆歐） 電動式程序控制器 1.5 250 3 7.6 1min 100 2500 微電腦式程序控制器 0.01 6 2.6 離合器 減速離合器就是全自動洗衣機中完成降速并傳遞扭矩的部件。 2.6.1 結(jié)構(gòu)和工作原理 目前大多數(shù)洗衣機采用減速離合器。它有四根軸（1）洗滌輸入軸（2）下半軸（3）中半軸（4）洗滌輸入軸 談減速離合器的工作原理。 全自動洗衣機在洗滌、排水和脫水之間是自動轉(zhuǎn)換的，這些轉(zhuǎn)換由排水電磁閥和制動桿來控制。 當排水電磁鐵吸合時，定位套就想上運動一段距離，

21、使得制動桿克服制動彈簧的作用力被推向上方，制動彈簧的中心軸做逆時針方向轉(zhuǎn)動，連接在制動桿另一端的剎車被迫向下移動，與脫水軸上的剎車盤產(chǎn)生間隙，脫水因此失去控制，也就可以順利的進行脫水轉(zhuǎn)動了。同時，制動桿將棘爪撥叉上的調(diào)節(jié)螺釘頂向上方，也就使撥叉克服彈簧的壓力，繞彈簧的中心軸做順時針方向轉(zhuǎn)動，于是棘爪拾起，放松了對棘輪的限制，這樣被棘輪扭轉(zhuǎn)一個小角度的方絲離合簧雜自身彈力的作用下恢復(fù)原來的位置，抱緊離合套。當大皮帶在電動機的帶動下順時針旋轉(zhuǎn)時，可以產(chǎn)生巨大的摩擦力，使離合套和下半軸（脫水軸）聯(lián)為一體，脫水工作就可以順利進行了。 2.6.2主要技術(shù)參數(shù) 減速離合器主要技術(shù)參數(shù)： 額定傳動功率

22、：200W 額定洗滌力矩：12.5N.m； 洗滌傳動比：5.2：1 脫水傳動比:1:1 輸出啟動力矩:<0.45N.m 脫水軸正轉(zhuǎn)啟動力矩：15N.m; 脫水軸正轉(zhuǎn)制動力矩：3-6N.m 脫水軸反轉(zhuǎn)制動力矩:15N.m 制動桿開啟力矩：<35N.m 脫水制動時間：<10 s TYPE UNIF HXY26AO403W HXY26AO406W HXY26AO409W HXY26AO412W HXY26AO424W Min. Sound Output at 10cm dB

23、 83 83 83 83 83 Rated voltage VDC 3 6 9 12 24 Operating Voltage VDC 2.5～3.5 4.5～7.5 7～11 9～15 20～28 Resonant Frequency Hz 400100 400100 400100 400100 400100 ◆Max. Current onstimption mA 30 30 30 30 30 Tone nature Continuous Continuous Continuous Continuous Co

24、ntinuous Qperating Temperature ℃ -20～+60 -20～+60 -20～+60 -20～+60 -20～+60 Storage Temperature ℃ -30～+70 -30～+70 -30～+70 -30～+70 -30～+70 Weight g 12 12 12 12 12  3 可編程序控制技術(shù) 3.1 PLC的定義及特點 3.1.1 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，它采用可編程序的儲存器，用來在其內(nèi)部

25、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?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)的外部設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(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。 3.1.2 PLC的特點 PLC時綜合繼電器接觸器控制的優(yōu)點及計算機的靈活、方便的優(yōu)點而設(shè)計制造和發(fā)展的，這就使PLC具有許多其它控制器無法相比的特點。 （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

26、強 （7） 安裝簡單、調(diào)試方便、維護工作量小 3.2 PLC的基本組成及工作原理 3.2.1 PLC的基本組成 CPU 輸入模塊 用戶輸入設(shè)備 EPROM 輸入模塊 用戶輸出設(shè)備 RAM I/O接口 外圍設(shè)備 電源模塊 通信接口 計算機或其它PLC 主機 圖3-1 PLC硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 在圖3-1中，PLC的主機由微處理器（CPU）、傳感器（EPROM、RAM）、輸入/輸出模塊、外設(shè)I/O接口、通信

27、接口及電源組成。對于整體式的PLC，這些部件都在同一個極殼內(nèi)。而對于模塊式結(jié)構(gòu)的PLC，個部件獨立封裝，稱為模塊，個模塊通過機架和電纜連接在一起。 主機內(nèi)的各個部分均通過電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線連接。根據(jù)實際控制對象的需要配備一定的外部設(shè)備，可構(gòu)成不同的PLC控制系統(tǒng)。下面分別介紹PLC 各組成部分及其作用： (1) 處理單元（CPU）CPU是PLC的控制中樞，PLC在CPU的控制下有條不紊的工作，從而實現(xiàn)對現(xiàn)場的各個設(shè)備進行控制。 CPU的具體作用如下： 1. 接受、存儲用戶程序 2. 以掃描方式接收來自輸入單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲區(qū)。 執(zhí)行監(jiān)控

28、程序和用戶程序。悉數(shù)字電路的人比較容易掌握。 3.3.4 順序功能圖語言 順序功能圖常用來編制控制類程序，可以將一個復(fù)雜的控制過程分解為一些具體的工作狀態(tài)，把這些具體的狀態(tài)依據(jù)依一定順序控制要求，組合成整體的控制程序。 4. 三菱FX系列PLC的簡介 4.1 FX系列PLC的特點 (1) 先進美觀的外部結(jié)構(gòu) 三菱公司FX系列PLC吸收了整體式和模塊式可編程序控制器的優(yōu)點，它的基本單元、擴展單元和擴展模塊的高度和寬帶相同。它們的相互連接不用基板，僅用扁平電纜連接，緊密拼裝后組成一個整齊的長方體。 其體積小，很適于在電機一體化產(chǎn)品中使用。 (2) 多種系列機型供用戶選擇

29、 FX0s、FX0Ｎ和ＦＸ２Ｎ外觀相似，其性能和價格上還是有某些差別（見表４－４－１） 型號條 Ｉ／Ｏ點數(shù)步進指令 用戶程序步數(shù) 功能指令 通信功能 模擬量模塊 基本指令 ＦＸ２Ｎ ２ １６－２５６ 內(nèi)附８ｋ步ＲＡＭ ２９８ 強 有 ２７ FX2N的功能最強，可用于要求很高的系統(tǒng)。由于不同的FX系列PLC可供不同的用戶系統(tǒng)選用，避免了功能的浪費，使用戶用最少的投資來滿足系統(tǒng)的要求。（３）靈活多變的系統(tǒng)配置　　FX系列PLC的系統(tǒng)配置靈活，用戶除了可以選用不同型號的FX系列PLC外，還可以選用各種擴展單元和擴展模塊，組成不同I/O點和不同功能的控制系統(tǒng)。

30、 4.2 FX2N系列PLC 　　　FX2N是FX系列中功能最強＼速度最高的微型可編程控制器。其基本單元如表4-4-2所示，擴展單元如表４－４－３所示。用戶存儲器容量可擴展到１６Ｋ步。Ｉ／Ｏ點最大可擴展到２５６點。它有２７條基本指令，基本指令的執(zhí)行速度超過了很多大型ＰＬＣ。有多種特殊功能模塊，使用特殊功能模塊和功能擴展板，可實現(xiàn)模擬控制＼位置控制和聯(lián)網(wǎng)通信等功能。 　　　?。疲兀玻斡校常埃埃岸帱c輔助繼電器、１０００點狀態(tài)繼電器、200點16位加計數(shù)器、35點32位加/減計數(shù)器、800多點16位數(shù)據(jù)寄存器、128點跳步指針、15點中斷指針。這為應(yīng)用程序的設(shè)計提供了豐富的資源。 表4-4-2

31、 FX2N系列PLC基本單元 擴展模塊繼電器輸出可用點數(shù) 型號可控硅輸出 晶體管輸出 輸入點數(shù) 輸出點數(shù) FX2N-16MR-001 24-32 — FX2N-16MR-001 8 8 FX2N-32MR-001 24-32 FX2N-32MR-001 FX2N-32MR-001 16 16 FX2N-48MR-001 48-64 FX2N-48MR-001 FX2N-48MR-001 24 24 X2N-64MR-001 48-64 X2N-64MR-001 X2N-64MR-001 32 32 FX

32、2N-80MR-001 48-64 FX2N-80MR-001 FX2N-80MR-001 40 40 FX2N-128MR-001 — FX2N-128MR-00 64 64 4.2 FX系列PLC的內(nèi)部資源 FX系列PLC的內(nèi)部有CPU、存儲器、輸入/輸出接口單元等硬件資源，按存儲設(shè)數(shù)據(jù)的性質(zhì)吧這些數(shù)據(jù)寄存器RAM命名為輸入繼電器區(qū)，復(fù)雜繼電器區(qū)，狀態(tài)繼電器區(qū)，定時器、計數(shù)器區(qū)，數(shù)據(jù)寄存器區(qū)，變址寄存器區(qū)等。 5 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用 5.1 P

33、LC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控制對象（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程）的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。以此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則： （1） 最大限度的滿足被控對象的控制要求 （2） 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、實用、維修方便。 （3） 保證系統(tǒng)控制的安全、可靠 。 （4） 考慮到生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進，在選擇PLC容量時，應(yīng)適當留有余地。 5.2 PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶輸入、輸出設(shè)備連接而成的。因此，PLC控制系統(tǒng)的基 本內(nèi)容包括如下幾點： （1） 選擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)和

34、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼 電器、接觸器和信號燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象（電動機、電磁閥）。 （2） PLC的選擇。PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC，對于保證整 個控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟性能指標其重要作用。 （3） 分配I/O點，繪制電氣連接接口圖，考慮必要的安全保護措施。 （4） 設(shè)計控制程序。包括設(shè)計梯形圖、程序清單或控制系統(tǒng)流程圖。 （5） 必要時還需設(shè)計控制臺。 （6） 編制系統(tǒng)的技術(shù)文件，包括說明書、電氣圖及電氣元件明細表等。 5.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一半步驟 設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的一半設(shè)計步驟如圖5-1所示

35、 圖5-1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟 6 系統(tǒng)硬件的設(shè)計 6.1系統(tǒng)硬件分析 全自動洗衣機的工作過程包括啟動、進水、洗滌、排水和脫水等功能。 在實現(xiàn)控制過 程中，各種采用信息都是通過控制中心進行各種判斷、比較和選擇，在經(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控制洗衣機各種動典型的新系統(tǒng)控制圖： 圖6-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 由圖6-1可知，PLC在系統(tǒng)中式處中心位置的，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

36、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)也由可知中心PLC給定信號來決定，而電機的正反狀態(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作為洗衣機的控制系統(tǒng)是可行的。 6.2全自動洗衣機的控制系統(tǒng)的運作要求： 波輪式全自動洗衣機的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）上以同一個中心安裝的。外 桶固定作為盛水桶，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水桶。內(nèi)桶的四周有許多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。 洗衣機的進水和排水分別由進水電閥和排水電閥控制。進水時，控制系統(tǒng)使進水閥打開，將水注入外桶，排水時，使排水閥打開，將水由外桶排到機外。洗滌和脫水由

37、同一臺電機拖動，通過電磁離合器來控制，將動力傳遞給洗滌波輪或甩干桶（內(nèi)桶）。電磁離合器失電，電動機帶動洗滌波輪實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)進行洗滌；電磁離合器得電，電動機帶動內(nèi)桶單向旋轉(zhuǎn)，進行甩干（此時波輪不轉(zhuǎn)）。水位高低分別由高低水位開關(guān)進行檢測。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作。 6.3控制要求： 啟動時：首先進水，到高水位時停止進水，開始洗滌。正轉(zhuǎn)15s，暫停3s后反轉(zhuǎn)洗滌 15s，暫停3s后再正傳洗滌，如此反復(fù)30次。洗滌結(jié)束后，開始排水，當水位下降到低水位時，進行脫水（同時排水），脫水時間為10s。這樣完成完成一次從進水到脫水的大循環(huán)過程。 經(jīng)過3次上述大循環(huán)后（第2、3次為漂洗），

38、進行洗衣完成報警，報警10s后結(jié)束全過程，自動停機。 附錄 梯形圖 梯形圖（如圖7-3所示）根據(jù)工藝流程圖而得出的結(jié)果。作為全自動洗衣機控制系統(tǒng)程序圖它本身具有一定特色： 首先，整個工作程序所需的時間約50分鐘左右。 其次，洗滌時間為12分鐘；漂洗有兩次，共有24分鐘；脫水3次，共15分鐘。 其三，整個程序有三次循環(huán)，每一循環(huán)過程都改變洗滌物

39、的洗凈度。 M8002 {SET S0} {ZRST S20 S30} X0 S0 STL {SET S20} S20

40、 X3 STL （Y0） {SET S21} S21 STL (Y1) (Y0 K150)

41、 T0 {SET S22} S22 STL （T1 K30） T1 {SET S23}

42、 S23 STL （Y2） （T2 K150） T2 {SET S24} S24 （T3 K30）

43、 STL （C0 K30） T2 C0 {SET S21} T2 C0 {SET

44、 S25} S25 X4 （Y3） STL X4 {SET S26} S26

45、 （Y4） STL （Y3） （T4 K100） （C1 K3） T4 C1

46、 {SET S20} T4 C1 {SET S27} S27 （Y5） STL

47、 （T5 K100） T5 {RSE Y5} {RES} {END}

48、 結(jié)束語 大學的生活也許將要以此作為結(jié)束了，但大學結(jié)束了，我們的精神不能結(jié)束，我們追求我們事業(yè)的雄心壯志永遠也不能結(jié)束。大學給了我一個追求輝煌的夢想。而我就在這個夢想下努力的朝著她飛翔！ 大學三年的時間大多在學習理論基礎(chǔ)知識，實踐的并不是太多。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我接觸了更多的元器件，知道它們的工作原理和參數(shù)性能，發(fā)現(xiàn)自己有很多不足之處，體會 到理論知識的重要性，知識掌握得越扎實，設(shè)計的就更全面、更順利、更好。 在設(shè)計過程中，通過針對性地查找資料，

49、了解有關(guān)PLC方面的資料，即增長了自己的知識面，補充最新的專業(yè)知識，又提高了自己的應(yīng)用能力。 這次畢業(yè)設(shè)計對以前學過的理論知識起到了很好的回顧作用，現(xiàn)在通過全自動洗衣機控制系統(tǒng)黨風畢業(yè)設(shè)計，讓我很好的運用了PLC、單片機方面的知識，對其加以進一步消化和鞏固，并知道兩者在洗衣機控制中的不同。 在做這次畢業(yè)設(shè)計過程中使我學到了很多，我感到不論做什么事都要真真正正用心去做，才會使自己更加的成長，沒有學習就不可能有實踐的能力，沒有自己的實踐就不會有所突破，希望這次的經(jīng)歷能讓我們在以后的學習生活中不斷成長與進步。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到

50、論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！最后，我要感謝我的指導(dǎo)老師，是他給了我許多的幫助。 參考文獻 1 中國家用電器研究所。家用電器時尚消費，2002——2003 2 王春剛。洗衣機的特點和原理。北京：農(nóng)村讀物出版社，2002 3 吳存宏。淺談PLC在全自動洗衣機中運用。[J]家用電器科技，2004 4 余雷聲，方宗達等編。電氣控制與PLC應(yīng)用。 北京;機械工業(yè)出版社，1996 5 鄧則明。 電器與可編程序控制器的應(yīng)用技術(shù)。 北京：機械工業(yè)出版社，1998 6 韓服善，張石平。全自動洗衣機PLC控制傳統(tǒng)設(shè)計[J]家用電器。消費，2002，（06） 7 宋德玉主編。 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 32