PLC全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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摘 要該畢業(yè)設(shè)計(jì)介紹了可編程序控制器（PLC）和PLC控制系統(tǒng)的基本知識，包括PLC的定義、特點(diǎn)、分類、技術(shù)指標(biāo)、基本結(jié)構(gòu)、工作原理、硬件知識及PLC控制系統(tǒng)等相關(guān)知識。由于PLC的性能優(yōu)越，兼具計(jì)算機(jī)的功能完備，靈活性強(qiáng)，通用性好和繼電接觸器控制簡單易懂，維修方便等雙重優(yōu)點(diǎn)，形成以微電腦為核心的電子控制設(shè)備，可編程序控制器是近年來一種極為迅速，應(yīng)用極為廣泛的工業(yè)控制裝置。采用三菱公司的FX2N系列的PLC，設(shè)計(jì)了一個簡單的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。全自動洗衣機(jī)通過了可編程序控制器來實(shí)現(xiàn)洗滌過程，省時省力。但這篇設(shè)計(jì)介紹的PLC僅僅用做教育范例，正常家用洗衣機(jī)由于成本有限，性價比要求高，PLC作用于家用電器產(chǎn)品還沒有普及。關(guān)鍵詞：PLC；洗衣機(jī)；全自動目 錄第1章 PLC的簡介11.1 可編程控制器的概述11.2 PLC的簡介11.2.1 PLC簡介11.2.2 硬件介紹11.2.3 軟件介紹21.2.4 元件介紹21.2.5 PLC的特點(diǎn)31.2.6 硬件設(shè)計(jì)介紹31.3 三菱PLC的簡介5第2章 PLC對全自動洗衣機(jī)的控制62.1 PLC對全自動洗衣機(jī)進(jìn)行控制的主要內(nèi)容62.2 PLC對全自動洗衣機(jī)進(jìn)行控制的主要要求62.3 PLC對全自動洗衣機(jī)進(jìn)行控制的主要分析7第3章 全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC方案設(shè)計(jì)83.1 全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置83.1.1 PLC控制全自動洗衣機(jī)的輸入/輸出地址表83.1.2 PLC控制全自動洗衣機(jī)的輸入/輸出接線圖93.2 全自動洗衣機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計(jì)93.2.1 全自動洗衣機(jī)任務(wù)設(shè)計(jì)分解93.2.2 弄清楚各個狀態(tài)的功能103.2.3 找出各個狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向113.3 根據(jù)流程圖及各個狀態(tài)的功能畫出梯形圖123.3.1 程序設(shè)計(jì)過程中所有的網(wǎng)絡(luò)說明153.3.2 程序設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用的定時器及計(jì)數(shù)器17第4章 調(diào)試過程184.1 過程184.2 原件清單21第5章 結(jié)論22致 謝23參考文獻(xiàn)24第1章 PLC的簡介1.1 可編程序控制器的概述隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已應(yīng)用于各個領(lǐng)域。現(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場的需求迅速反應(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)備和自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性?？删幊绦蚩刂破髡琼槕?yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。可編程序控制器（Programmable Logic Controller）簡稱PLC，它具有編程方法簡單易學(xué)，功能強(qiáng)、性能價格比高，硬件配套齊全、用戶使用方便、適應(yīng)性強(qiáng)，可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少，維修工作量小、維修方便，體積小、能耗低等特點(diǎn)，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動化的主要控制設(shè)備之一，在工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域得到了廣泛的使用，在其它領(lǐng)域（例如民用和家庭自動化）的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。PLC的推廣應(yīng)用在我國得到了迅猛的發(fā)展，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的電氣控制裝置中。了解PLC的工作原理，具備設(shè)計(jì)、調(diào)試和維護(hù)PLC控制系統(tǒng)的能力，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)對電氣技術(shù)人員和工科學(xué)生的基本要求。1.2 PLC的簡介1.2.1 PLC簡介可編程序控制器是20世紀(jì)60年代開始發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置，用于取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定記數(shù)等功能。高檔PLC還能實(shí)現(xiàn)數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)，以及聯(lián)網(wǎng)通信。它具有通用性強(qiáng)、可靠性高、指令系統(tǒng)簡單、編程簡單易學(xué)、易于掌握、體積小、維修工作少、現(xiàn)場連接安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于冶金、采礦、建材、石油、化工、機(jī)械制造、汽車、電力、造紙、紡織、裝卸、環(huán)保等領(lǐng)域，尤其在機(jī)械加工、機(jī)床控制上應(yīng)用廣泛。在自動化領(lǐng)域與CAD/CAM、工業(yè)機(jī)器人并稱為工業(yè)自動化的三大支柱。隨著微處理器技術(shù)的日趨成熟，可編程序控制器的處理速度大大提高，功能不斷完善，性能不斷提高，不但能進(jìn)行邏輯運(yùn)算、處理開關(guān)量，還能進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)，體積縮小，實(shí)現(xiàn)了小型化。1.2.2 硬件介紹可編程序控制器的核心是一臺單板機(jī)，其外圍配置了相應(yīng)的接口電路，內(nèi)部配置PLC的硬件包括基本組成部分、I/O擴(kuò)展部分和外部設(shè)備三大部分。 A. CPUCPU即微處理器，實(shí)際是一臺單片機(jī)，上面除了CPU，還有存儲器和并行接口、竄行接口、時鐘。其作用是：a. 對系統(tǒng)進(jìn)行管理。b. 進(jìn)行程序解釋，根據(jù)用戶程序執(zhí)行輸入、輸出操作等。B. 存儲器PLC的存儲器有兩種：一是單片機(jī)上帶的存儲器，主要用于存儲系統(tǒng)監(jiān)控程序及系統(tǒng)工作區(qū)間，生成用戶環(huán)境，二是用戶程序存儲器，存儲程序及參數(shù)，用鋰電池作后備，調(diào)試起來方便。C. 輸入/輸出接口電路輸入/輸出接口電路是PLC與被控對象聯(lián)系的橋梁。D. 電源電源是PLC整機(jī)的能源供給中心。PLC系統(tǒng)中有兩種電源：一種是內(nèi)部電源，是PLC主機(jī)內(nèi)部電路的工作電源，要求性能穩(wěn)定、工作可靠，一般用開關(guān)穩(wěn)壓電源。另一種是外部電源，用于傳輸現(xiàn)場信息或驅(qū)動現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通常由用戶另備。1.2.3 軟件介紹A. 監(jiān)控程序監(jiān)控程序是由廠家編制的，用于管理、協(xié)調(diào)PLC各部分工作，充分發(fā)揮系統(tǒng)硬件功能，方便用戶使用的通用程序。具有以下功能：a. 系統(tǒng)配置登記及初始化。b. 系統(tǒng)自診斷。c. 命令識別與處理。d. 用戶程序編譯。e. 模塊化子程序及調(diào)用管理。B. 用戶程序用戶程序又稱應(yīng)用程序，由用戶根據(jù)控制需要用PLC的編程語言編制而成。C. 用戶程序用戶程序是由監(jiān)控程序生成的，包括用戶數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、用戶元件分配區(qū)、用戶程序存儲區(qū)、用戶參數(shù)、文件存儲區(qū)等。D. PLC的內(nèi)部等效電路PLC是專為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)，包括了CPU、存儲器、I/O接線口等硬件。1.2.4 元件介紹A. 輸入繼電器輸入繼電器是PLC接受外部輸入的開關(guān)量信號的窗口。PLC通過光耦合器，將外部信號的狀態(tài)讀入并存儲在映像寄存器中。輸入繼電器的狀態(tài)取決于外部輸入信號的狀態(tài)，不可能受用戶程序的控制，因此在梯形圖中絕對不能出現(xiàn)輸入繼電器。B. 輸出繼電器輸出繼電器是PLC向外部負(fù)載發(fā)送信號窗口。輸出繼電器用來將PLC的輸出信號傳送給輸出模塊，再由后者驅(qū)動外部負(fù)載。在梯形圖中，每一個輸出繼電器的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)都可以使用多次。C. 輔助繼電器輔助繼電器(M)是用軟件實(shí)現(xiàn)的，它們不能接受外部的輸入信號，也不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，是一種內(nèi)部的狀態(tài)標(biāo)志。相當(dāng)于電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器。D. 定時器PLC中的定時器（T）相當(dāng)于繼電器的時間繼電器。它有一個設(shè)定值寄存器，一個當(dāng)前值存儲器，和一個用來存儲其觸點(diǎn)狀態(tài)的映像寄存器，這三個存儲單元使用同一個元件號。E. 內(nèi)部計(jì)數(shù)器內(nèi)部計(jì)數(shù)器（C）用來對PLC的內(nèi)部映像寄存器（X、Y、M和S）提供的信號計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)脈沖為ON或OFF的持續(xù)時間，應(yīng)大于PLC的掃描周期，其響應(yīng)速度通常小于數(shù)十赫茲。1.2.5 PLC的特點(diǎn)A. 編程方法簡單易學(xué)可編程序控制器采用專門的編程語言，指令少，簡單易學(xué)。B. 功能強(qiáng)，性價比高一臺小型PLC內(nèi)有成千上百個可供用戶使用的編程元件，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性價比。C. 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。D. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)PLC采用了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時間達(dá)到數(shù)萬小時以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，已經(jīng)被認(rèn)為是最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。E. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量大大減少。F. 維修工作量小，維修方便PLC的故障率很低，且有完善的自診斷功能。用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。G. 體積小，能耗低小型PLC的體積相當(dāng)于幾個繼電器的大小，因此可以將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/2甚至1/10，故可以省下大量的配線和附件，減少很多安裝接線工時，節(jié)約大量費(fèi)用。1.2.6 硬件設(shè)計(jì)介紹A. 機(jī)型選擇圖1-1表1-1 FX系列PLC的輸出技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目繼電器輸出晶閘管輸出晶體管輸出外部電源最大為AC1240V或DC30VAC85242VDC530V最大負(fù)載電阻負(fù)載2A/1點(diǎn)，8A/COM0.3A/1點(diǎn)，0.8A/COM0.5A/1點(diǎn)，0.8A/COM感性負(fù)載AC80VA，120/240VAC36VA/240VDC12W/24V白熾燈負(fù)載100W30WDC1.5W/24V最小負(fù)載DC電壓5V時2mAAC2.3VA/240V-響應(yīng)時間OFFON100ms1ms0.2msONOFF10ms10ms0.2ms開路漏電流-AC2.4mV/240VDC0.1mA/30V電路隔離繼電器隔離光電晶閘管隔離光耦合器隔離a. 子系列名稱，例如1S、1N、2N等。b. 輸入、輸出的總點(diǎn)數(shù)。c. 單元類型：M為基本單元，E為輸入、輸出混合擴(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊，EX為輸入專用擴(kuò)展?？?，EY為輸出專用擴(kuò)展模塊。d. 輸出形式：R為繼電器輸出，T為晶體管輸出，S為雙向晶體管輸出。e. 電源和輸入輸出類型等特點(diǎn)：無標(biāo)記為DC輸入，AC電源；D為DC輸DC電源。1.3 三菱PLC的簡介三菱PLC有如下系列：Q系列，AnS系列，QnA系列，A系列和FX系列前四個系列的PLC為模塊型?？砂匆笈渲?。FX系列PLC為單元型，內(nèi)含CPU、電源和固定搭配的輸入/輸出。Q4AR系列為雙機(jī)熱備系列，最大輸入輸出點(diǎn)數(shù)為8192點(diǎn)。A系列PLC的最大輸出點(diǎn)數(shù)為2048點(diǎn)。F系列程序控制器的最大輸入輸出點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)。三菱小型 FX 2（N）系列程序控制器的輸入輸出點(diǎn)最大不超過256點(diǎn)。每臺主機(jī)可連模擬輸入、模擬輸出、高速記數(shù)、定位等特殊功能模塊，不超過8個。 FX系列在日本三菱的姬路制作所生產(chǎn)。三菱姬路制作所累計(jì)已生產(chǎn)超過三百萬臺 FX系列PLC。目前FX系列PLC為中國內(nèi)地銷量最多的小型PLC。FX系列PLC根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)不同及功能分為多個不同的系列：輸入輸出點(diǎn)數(shù)在30點(diǎn)以內(nèi)可使用FX1S系列，輸入輸出點(diǎn)數(shù)在128個點(diǎn)以內(nèi)可使用FX1N系列，輸入輸出點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以內(nèi)可使用FX2N系列。FX2N系列PLC的特點(diǎn)：FX2N是FX2的持續(xù)，基本單元(16128點(diǎn)) 有繼電器或晶體管輸出，最多可擴(kuò)展到256點(diǎn)，內(nèi)置有8K步RAM (最多可擴(kuò)展到16K步)可選用存儲卡盒,有RAM，EPROM和EEPROM等。優(yōu)點(diǎn)還有：超高速的運(yùn)算速，0.08微秒比FX2的0.48微秒快六倍，容量極大，8K步(最大16K步)比FX2大四倍，機(jī)體小型化，比FX2小50%，兼容FX2的編程設(shè)計(jì)備有多種不同的FX2N擴(kuò)展單元及特殊模塊通訊功能，擴(kuò)展模塊低成本模板化，F(xiàn)X2N-xxxBD更多通訊/網(wǎng)絡(luò)功能，RS232，RS422，RS485更便宜的配置兼用，F(xiàn)X0N的擴(kuò)展單元及特殊模塊可增加多一個通道，如：連接一臺人機(jī)界面顯示單元DU，另外一個連接編程器；或連接二臺DU豐富的軟元件輔助繼電器(M)：3072點(diǎn)+256點(diǎn)，狀態(tài)繼電器(S)：1000點(diǎn)，計(jì)數(shù)器(C)：235點(diǎn)，定時器(T)：256點(diǎn)(積算定時器1ms 4點(diǎn)，10ms 6點(diǎn))，數(shù)據(jù)寄存器(D)：200點(diǎn)+7800點(diǎn)（按需設(shè)置)，變址寄存器（V，Z)：16點(diǎn)，堆棧指針(P)：128點(diǎn)，中斷指針(I)：15點(diǎn)，內(nèi)附高速計(jì)數(shù)器單向計(jì)數(shù)器：60KHz 2點(diǎn)，10KHz 4點(diǎn)雙向計(jì)數(shù)器：30KHz 1點(diǎn)，5KHz 1點(diǎn)。第2章 PLC對全自動洗衣機(jī)的控制2.1 PLC對全自動洗衣機(jī)進(jìn)行控制的主要內(nèi)容用PLC對全自動洗衣機(jī)進(jìn)行控制，全自動洗衣機(jī)示意圖（如圖2-1所示），全自動洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安放的。外桶固定，用作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，用作脫水（甩干）用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)、外桶的水流相通。該洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進(jìn)水時，通過電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥門打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時，通過電控系統(tǒng)使排水閥門打開，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電機(jī)驅(qū)動撥盤正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時脫水桶（內(nèi)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(jī)帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行脫水甩干。高、低水位開關(guān)分別用來檢測高、低水位。啟動按鈕用來啟動洗衣機(jī)工作。停止按鈕用來手動停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動排水。2.2 PLC對全自動洗衣機(jī)進(jìn)行控制的主要要求PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動。選擇水位，按下啟動按鈕，點(diǎn)控系統(tǒng)打開進(jìn)水閥，自來水經(jīng)進(jìn)水管注入到外桶，當(dāng)水到達(dá)預(yù)設(shè)位置時，停止進(jìn)水，并啟動洗滌電機(jī)開始洗滌正轉(zhuǎn)。正轉(zhuǎn)洗滌15S后洗滌電機(jī)暫停，暫停3S后開始洗滌反轉(zhuǎn)，洗滌反轉(zhuǎn)15S后暫停3S，又開始洗滌正轉(zhuǎn)如此循環(huán)，若正、反洗滌達(dá)到3次時，開始排水。水位下降到低水位時，啟動洗滌電動機(jī)帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行脫水并繼續(xù)排水，脫水10S就完成一次從進(jìn)水到脫水的大循環(huán)。然后再啟動進(jìn)水洗滌，如此循環(huán)3次大循環(huán)，如果完成了3次大循環(huán)，則進(jìn)行洗完報(bào)警。報(bào)警10S后結(jié)束全過程，自動停機(jī)。此外，還要求可以按下排水按鈕以實(shí)現(xiàn)手動排水，按下停止按鈕以實(shí)現(xiàn)手動停止、排水、脫水等。2.3 PLC對全自動洗衣機(jī)進(jìn)行控制的主要分析PLC對全自動洗衣機(jī)的控制不同與一般的簡單流程控制，該過程屬于帶有分支流程的控制問題，具有明顯的跳轉(zhuǎn)、循環(huán)控制流程，因此該過程需使用一種重要的編程工具中間繼電器（如M0、M1等）。圖2-1 全自動洗衣機(jī)示意圖由控制要求可知，全自動洗衣機(jī)示意圖（如圖2-1所示）。首先打開電源，用戶根據(jù)衣物的多少及大小進(jìn)行水位的選擇，并有相應(yīng)的指示燈指示。再按下啟動按鈕，開始進(jìn)水洗滌衣物。使用PLC控制時，輸入設(shè)備主要有電源按鈕，啟動按鈕，水位選擇按鈕（高水位選擇按鈕、中水位選擇按鈕、低水位選擇按鈕），水位開關(guān)（高水位開關(guān)、中水位開關(guān)、低水位開關(guān)），排水按鈕及脫水按鈕等。輸出設(shè)備主要有電源指示燈，水位選擇按鈕信號燈（高水位選擇信號燈、中水位選擇信號燈、低水位選擇信號燈），進(jìn)水電磁閥，洗滌電動機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器，洗滌電動機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器，排水電磁閥，脫水離合器及報(bào)警蜂鳴器等。第3章 全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC方案設(shè)計(jì)3.1 全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置根據(jù)題目要求和題目分析，該系統(tǒng)需要10個輸入點(diǎn)和10個輸出點(diǎn)，水位開關(guān)在此使用行程開關(guān)代替。3.1.1 PLC控制全自動洗衣機(jī)的輸入/輸出地址表。表3-1 輸入/輸出地址表輸入輸出功能元件PLC地址功能元件PLC地址電源按扭SB1X0進(jìn)水電磁閥YV1Y0啟動按扭SB2X1排水電磁閥YV2Y1停止按扭SB3X2洗滌電動機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器KM1Y2排水按扭SB4X3洗滌電動機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器KM2Y3水位選擇按扭高水位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水位開關(guān)SQ1X7水位指示HL2Y7SQ2X10HL3Y10SQ3X11HL4Y113.1.2 PLC控制全自動洗衣機(jī)的輸入/輸出接線圖圖3-1 輸入/輸出外部接線圖3.2 全自動洗衣機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的設(shè)計(jì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（流程圖）的設(shè)計(jì)，是運(yùn)用狀態(tài)編程思想解決順序控制問題的過程。該過程可以分為任務(wù)分解、弄清楚每個狀態(tài)的功能、找出每個狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件及方向、設(shè)置初始狀態(tài)共4個階段。3.2.1 全自動洗衣機(jī)任務(wù)設(shè)計(jì)分解。根據(jù)控制要求，將洗衣機(jī)的工作過程分解為以下幾個工序（狀態(tài)）。表3-2 工作過程的分解電源開關(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M53.2.2 弄清楚各個狀態(tài)的功能。表3-3 各個狀態(tài)的功能M0使電源導(dǎo)通Y6為ONM1使進(jìn)水電磁閥打開進(jìn)水Y0為ONM2正轉(zhuǎn)洗滌15SY2為ON，定時T0K150 延時15秒M3暫停3S定時器T1，K30M4反轉(zhuǎn)洗滌15SY3為ON，定時T2K150延時15秒M5暫停3S定時T3，K30M6正、反轉(zhuǎn)洗滌計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)C0，K3M7使排水電磁閥打開排水及C0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T5，K1003.2.3 找出各個狀態(tài)的轉(zhuǎn)移條件和轉(zhuǎn)移方向圖3-2 全自動洗衣機(jī)運(yùn)行流程圖3.3 根據(jù)流程圖及各個狀態(tài)的功能畫出梯形圖圖3-3 全自動洗衣機(jī)運(yùn)行梯行圖3.3.1 程序設(shè)計(jì)過程中所用的網(wǎng)絡(luò)說明A. 電源開關(guān)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)?shù)谝淮伟聪耂B1，X0常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，Y6輸出線圈有效，電源接通，電源指示燈HL1亮。Y6常開觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖，中間繼電器M0得電，M0常開觸點(diǎn)閉合，常開觸點(diǎn)斷開。Y6，M0始終得電。當(dāng)?shù)诙伟聪耂B1，X0常開觸點(diǎn)閉合，常開觸點(diǎn)斷開，Y6輸出線圈有效，電源斷開，指示燈HL1熄滅。Y6常開斷開，常閉閉合，M0也失點(diǎn)，常開斷開，常閉閉合，恢復(fù)初始狀態(tài)。所以當(dāng)SB1按下奇數(shù)次時表示接通電源；當(dāng)按下偶數(shù)次時表示切斷電源。接通電源時，Y6輸出線圈有效，控制電源指示燈亮。T5常閉與Y6線圈串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，當(dāng)洗滌完畢后實(shí)現(xiàn)自動停機(jī)。B. 水位選擇網(wǎng)絡(luò)水位選擇包括高水位，中水位和低水位選擇，分別由SB5(X4)，SB6(X5)，SB7(X6)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)按下SB5，X4常開觸點(diǎn)閉合，Y7輸出線圈有效，高水位指示燈HL2亮，Y7的常開觸點(diǎn)閉合，分別實(shí)現(xiàn)自鎖和為下一步啟動進(jìn)水做準(zhǔn)備，Y10，Y11常閉觸點(diǎn)與Y7線圈串聯(lián)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖。當(dāng)按下SB6時，X5的常開觸點(diǎn)閉合，Y10線圈輸出有效，中水位指示燈HL3亮。Y10的常開觸點(diǎn)同樣分別實(shí)現(xiàn)自鎖和為下一步啟動進(jìn)水做準(zhǔn)備。Y7，Y10與Y11線圈串聯(lián)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制。低水位選擇時與高水位工作模式一樣。用戶根據(jù)衣物的多少可設(shè)置水位的高低，選擇不同的水位均有相應(yīng)的指示燈發(fā)亮。C. 啟動進(jìn)水網(wǎng)絡(luò)按下SB2啟動按鈕，X1常開觸點(diǎn)閉合，M1中間繼電器輸出線圈有效，M1常開觸點(diǎn)閉合，分別實(shí)現(xiàn)自鎖和導(dǎo)通Y0，使Y0輸出線有效，因?yàn)樯弦徊剿贿x擇時Y7，Y10，Y11中有一個是閉合的，所以當(dāng)M1常開觸點(diǎn)閉合后Y0就輸出有效，進(jìn)水電磁閥打開，給洗衣機(jī)進(jìn)水。同時由M9的常開與C1的常閉組成的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與X1并聯(lián)，其功能是實(shí)現(xiàn)洗滌三次循環(huán)，即在未達(dá)到洗滌三次時會再次進(jìn)行進(jìn)水洗滌的過程。M2常閉觸點(diǎn)與M1線圈串聯(lián)是實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，X2常閉觸點(diǎn)與M1線圈串聯(lián)是實(shí)現(xiàn)手動實(shí)現(xiàn)停止進(jìn)水。D. 正轉(zhuǎn)洗滌網(wǎng)絡(luò)當(dāng)洗衣機(jī)的水位達(dá)到預(yù)設(shè)水位時，Y7，Y10，Y11其中與之相對應(yīng)的一條之路將導(dǎo)通，M2中間繼電器輸出線圈有效。M2常開觸點(diǎn)閉合，分別實(shí)現(xiàn)了自鎖和導(dǎo)通Y2和T0。Y2與T0輸出線圈有效。洗滌電動機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器閉合，同時定時器開始計(jì)時，計(jì)時時間為15S。M6的常開與C0常閉組成的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與X7，X10，X11并聯(lián)，目的是實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)三次小循環(huán)。即在未達(dá)到正反轉(zhuǎn)三次的情況下會再次進(jìn)行正反轉(zhuǎn)洗滌過程。M3常閉觸點(diǎn)與M2線圈串聯(lián)是實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖。E. 暫停3S網(wǎng)絡(luò)當(dāng)T0定時器的計(jì)時時間到達(dá)時，T0常開觸點(diǎn)閉合。由于M2常開觸點(diǎn)在上一網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)閉合。M3中間繼電器輸出線圈有效，M3常閉觸點(diǎn)斷開，M2輸出線圈失效。M3常開觸點(diǎn)閉合實(shí)現(xiàn)自鎖和導(dǎo)通定時器T1，同時為下一步反轉(zhuǎn)洗滌網(wǎng)絡(luò)做準(zhǔn)備。T1導(dǎo)通后T1開始計(jì)時。M4常閉觸點(diǎn)與M3線圈串聯(lián)是實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能。當(dāng)進(jìn)行下一網(wǎng)絡(luò)時自動斷開此網(wǎng)絡(luò)。F. 反轉(zhuǎn)洗滌網(wǎng)絡(luò)當(dāng)T1定時器的計(jì)時時間到達(dá)時，T1常開觸點(diǎn)閉合，M3常開觸點(diǎn)在上一網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)閉合。所以M4中間繼電器輸出線圈有效。M4常開觸點(diǎn)閉合實(shí)現(xiàn)自鎖和Y3與T2。同時為下一網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行做準(zhǔn)備。M4常閉觸點(diǎn)斷開，使M3輸出線圈失效。Y3導(dǎo)通后其輸出線圈有效，電動機(jī)正轉(zhuǎn)洗滌接觸器閉合，洗衣機(jī)開始反轉(zhuǎn)洗滌。同時T2定時器開始計(jì)時，計(jì)時時間為3S。M5常閉觸點(diǎn)與M4線圈串聯(lián)也是實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能，即在執(zhí)行下一網(wǎng)絡(luò)是自動切斷本網(wǎng)絡(luò)。G. 暫停3S網(wǎng)絡(luò)2當(dāng)T2定時器的即使時間到達(dá)時，T2常開觸點(diǎn)閉合，由于M4在上一網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)閉合，所以M5中間繼電器輸出線圈有效。M5常開觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖和導(dǎo)通T3定時器，T3定時器同時開始計(jì)時，計(jì)時時間為3S。同時為下一步計(jì)時網(wǎng)絡(luò)做準(zhǔn)備。M6常閉觸點(diǎn)與M5線圈串聯(lián)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能，即在執(zhí)行計(jì)數(shù)網(wǎng)絡(luò)時斷開此網(wǎng)絡(luò)。H. 正、反洗滌循環(huán)計(jì)數(shù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)T3定時器計(jì)時時間到達(dá)時，T3常開觸點(diǎn)閉合，由于M5常開觸點(diǎn)在上一網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)閉合，所以此時M6輸出線圈有效。M6常閉觸點(diǎn)斷開，斷開上一網(wǎng)絡(luò)使M5線圈無效。M6常開觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)自鎖和導(dǎo)通C0計(jì)數(shù)器。C0導(dǎo)通后便開始計(jì)數(shù)，設(shè)置次數(shù)為三次。在下一網(wǎng)絡(luò)中的M5常開觸點(diǎn)閉合，為其導(dǎo)通做準(zhǔn)備。M2、M7常閉觸點(diǎn)與M6線圈串聯(lián)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能。I. 排水網(wǎng)絡(luò)當(dāng)C0計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)達(dá)到三次時，C0常開觸點(diǎn)閉合。由于M6常開觸點(diǎn)在上一網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)閉合，此時M7輸出線圈有效，則M7常閉觸點(diǎn)斷開，M6輸出線圈失效；M6常開觸點(diǎn)閉合，其一時實(shí)現(xiàn)自鎖的目的；其二是導(dǎo)通Y1與C0使C0復(fù)位。在下一網(wǎng)絡(luò)的M7常開觸點(diǎn)閉合是為下一步的正常工作做準(zhǔn)備。X3與M6、C0并聯(lián)，是為了實(shí)現(xiàn)手動排水。M8常閉與X2常閉線圈串聯(lián)，M8是實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能。當(dāng)M8輸出線圈有效時，M7輸出線圈斷開失效。X2常閉是為了實(shí)現(xiàn)手動停止排水。Y1導(dǎo)通后排水電磁閥打開，洗衣機(jī)開始排水，同時C0也被復(fù)位。J. 脫水、排水10秒網(wǎng)絡(luò)在排水網(wǎng)絡(luò)中，洗衣機(jī)一直進(jìn)行排水的過程，當(dāng)洗衣機(jī)中的水位降低到低水位時，X6常開觸點(diǎn)閉合M7常開在上一網(wǎng)絡(luò)中已閉合，則此時M8中間繼電器輸出線圈有效。此時M8常閉觸點(diǎn)斷開，使得M7線圈失效；一個M8常開觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)自鎖，另一個導(dǎo)通Y4及T4，在正轉(zhuǎn)洗滌網(wǎng)絡(luò)和排水網(wǎng)絡(luò)中的M8常開觸點(diǎn)閉合，道通Y1與Y2。下一網(wǎng)絡(luò)中的M8常開觸點(diǎn)也閉合，為下一步的網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行做準(zhǔn)備。M9常閉與M8線圈串聯(lián)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，X2串聯(lián)是實(shí)現(xiàn)手動停止，Y1線圈有效則排水電磁閥打開進(jìn)行排水；Y2、Y4線圈有效時，洗滌電動機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器閉合、脫水電磁離合器閉合實(shí)現(xiàn)脫水，同時T4定時器開始計(jì)時，計(jì)時時間為10S。K. 洗滌循環(huán)次數(shù)計(jì)數(shù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)T4定時器的計(jì)時時間到達(dá)時T4常開觸點(diǎn)閉合。M9輸出線圈有效，M9常開觸點(diǎn)斷開，M8輸出線圈失效。M9常開觸點(diǎn)閉合，一個實(shí)現(xiàn)自鎖，還有一個實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通C1計(jì)數(shù)器。下一網(wǎng)絡(luò)中的M9為導(dǎo)通其網(wǎng)絡(luò)做準(zhǔn)備。C1計(jì)數(shù)器的設(shè)置值為3，達(dá)到三次后便動作。M1常閉觸點(diǎn)和M10常閉都是實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，當(dāng)執(zhí)行下一指令時斷開此網(wǎng)絡(luò)。L. 報(bào)警10秒、停機(jī)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)C1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)置值3時，其常開觸點(diǎn)閉合，M10輸出線圈有效。M10常閉觸點(diǎn)斷開，則M9線圈失效。M10常開觸點(diǎn)閉合，Y5輸出線圈有效，報(bào)警蜂鳴器開始蜂鳴報(bào)警。T5也開始計(jì)時，計(jì)時時間為10S。同時C1計(jì)數(shù)器也被復(fù)位。M0常閉觸點(diǎn)串聯(lián)其中是實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，X2常閉觸點(diǎn)是手動實(shí)現(xiàn)停止報(bào)警。當(dāng)T5定時器的計(jì)時時間到達(dá)后，電源網(wǎng)絡(luò)中的T5常閉觸點(diǎn)斷開，Y6失電，電源斷開，洗衣機(jī)自動停機(jī)，一次洗衣過程結(jié)束。3.3.2 程序設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用的定時器及計(jì)數(shù)器全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)中，為實(shí)現(xiàn)自動控制，需設(shè)置6個定時器和2個記書數(shù)器T0正轉(zhuǎn)定時，定時預(yù)置值為150。T1正洗暫停定時，定時預(yù)置值為30。T2反轉(zhuǎn)定時，定時預(yù)置值為150。T3反洗暫停定時，定時預(yù)置值為30。T4脫水定時，定時預(yù)置值為100。T5報(bào)警定時，定時預(yù)置值為100。C0正、反洗滌循環(huán)記數(shù)，記數(shù)預(yù)置值為3。C1洗滌次數(shù)記數(shù)，記數(shù)預(yù)置值為3。第4章調(diào)試過程4.1過程打開FXGP_WIN-C軟件圖4-1，點(diǎn)擊菜單欄中的“文件”，打開新文件，在PLC類型設(shè)置對話框中選擇FX2N/FX2NC,確認(rèn)。圖4-1 FXGP_WIN-C軟件圖在打開的窗口中輸入PLC的梯形圖如圖4-2。圖4-2 FXGP_WIN-C軟件圖窗口圖程序輸好后，點(diǎn)擊工具欄中的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后點(diǎn)擊“指令表視圖”，出現(xiàn)PLC的指令表，共進(jìn)兩百步如圖4-3。圖4-3 指令表視圖轉(zhuǎn)換完成后，連接PLC的硬件接線，包括PLC、線圈、接觸器、電阻、指示燈、電磁閥、電磁離合器、蜂鳴器。用數(shù)據(jù)線將PLC與計(jì)算機(jī)連接。PLC打到“STOP”狀態(tài)。上述步驟完成后，點(diǎn)擊工具欄的“PLC”，選擇傳送“寫出”如圖4-4。圖4-4 指令表視圖在PLC程序?qū)懭雽υ捒蛑羞x擇范圍設(shè)置，起始步為0，終止步為200。單擊確認(rèn)如圖4-5。圖4-5 PLC程序圖數(shù)據(jù)傳送完畢后，將PLC打到“RUN”狀態(tài)，點(diǎn)擊工具欄的“監(jiān)控/測試”進(jìn)入原件控制點(diǎn)擊“開始控制”。按照洗衣機(jī)的控制過程進(jìn)行操作如圖4-6。圖4-6 洗衣機(jī)的控制過程進(jìn)行操作圖當(dāng)調(diào)試結(jié)果滿足控制要求時說明次程序滿足設(shè)計(jì)要求。完成后點(diǎn)擊“停止監(jiān)控”。拆除接線，調(diào)試成功。4.2 原件清單表4-1 原件清單原件名稱符號額定值數(shù)量按鈕SB220V/5A7PLCPLCFX2n-32R1行程開關(guān)SQ220V/5A3接觸器KM220V/50HZ3電磁閥YV220V/5A2電磁離合器YC220V/5A1指示燈HL10V/1A4電阻R2104蜂鳴器HA220V/2A1熔斷器FU220V/5A2第5章 結(jié)論通過對電氣自動化專業(yè)相關(guān)知識這些年的學(xué)習(xí)，我對這個專業(yè)的基礎(chǔ)知識有一定的了解，并對我的日常工作與學(xué)習(xí)幫助甚大。但是由于理論知識與實(shí)踐有所脫節(jié)，導(dǎo)致對所學(xué)內(nèi)容沒有及時消化和吸收。畢業(yè)課題設(shè)計(jì)正好給了我動力，讓我勇敢的走出去調(diào)查實(shí)踐，當(dāng)然做畢業(yè)設(shè)計(jì)并不僅僅是為了去實(shí)踐。通過做畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我清楚還有哪些知識沒有掌握，還有哪些知識需要鞏固，在21世紀(jì)，科技與人才最重要，特別是技術(shù)型人才更是難能可貴。在做設(shè)計(jì)的過程中，我深深的體會到自動化技術(shù)已經(jīng)遍及千家萬戶，自動化技術(shù)已在悄然改變我們的生活。校園生活即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我離開校園前做的一張“有形”的答卷。我更是盡自己最大的努力將它優(yōu)化到最好。這不僅僅是對我學(xué)習(xí)的總結(jié)，也是我從學(xué)生過渡到社會人的踏板。致 謝本論文設(shè)計(jì)在吳尉尉老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成，從課題選擇到具體的寫作過程，無不凝聚著吳老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)論文寫作期間，吳老師為我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，沒有這樣的幫助和關(guān)懷，我不會這么順利的完成畢業(yè)論文。在此向吳老師表示深深的感謝和崇高的敬意。在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機(jī)會向在這些年給予了我?guī)椭椭笇?dǎo)的所有老師表示由衷的謝意，感謝他們這些年來的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我才能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。同時，在論文寫作過程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。參考文獻(xiàn)1 廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用.第2版. 北京.機(jī)械工業(yè)出版社.20072 王兆晶.維修電工（高級）.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.20073 熊幸明.工廠電氣控制技術(shù).北京.清華大學(xué)出版社.20054 黃凈.電氣控制與可編程序控制器.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.20045 廖常初.S7-300/400PLC應(yīng)用技術(shù).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.20056 三菱電機(jī).FX1S、FX1N、FX2N、FX2NC編程手冊.2005第 23 頁 共 26 頁