PLC在全自動(dòng)智能洗衣機(jī)中的應(yīng)用

PLC在全自動(dòng)智能洗衣機(jī)中的應(yīng)用,plc,全自動(dòng),智能,洗衣機(jī),中的,應(yīng)用,利用,運(yùn)用 PLC在全自動(dòng)智能洗衣機(jī)中的應(yīng)用第1章 緒論可編程控制器是以計(jì)算機(jī)為核心的通用自動(dòng)控制裝置，它的功能強(qiáng)、可靠性極強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便、體積小?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，它以微處理器為核心，用編寫的程序進(jìn)行邏輯控制、定時(shí)、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，并通過(guò)數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來(lái)控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。該設(shè)計(jì)主要介紹了全自動(dòng)智能洗衣機(jī)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(jì)與調(diào)試、控制系統(tǒng)PLC程序。根據(jù)全自動(dòng)智能洗衣機(jī)的工作原理，利用可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)控制，說(shuō)明了PLC控制的原理方法，特點(diǎn)及控制洗衣機(jī)的特色。通過(guò)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)三菱的Fx2n系列PLC的特點(diǎn)有了深入的理解。全自動(dòng)智能洗衣機(jī)控制系統(tǒng)利用了三菱的Fx2n系列PLC的特點(diǎn)，對(duì)按鈕、電磁閥、開(kāi)關(guān)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。 充分表現(xiàn)現(xiàn)代家電用品的個(gè)性。在全自動(dòng)智能洗衣機(jī)中，洗衣機(jī)洗滌、脫水程序是由以單片機(jī)為中心控制系統(tǒng)工作的。首先由于單片機(jī)的指令系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，編寫洗滌、脫水程序相對(duì)復(fù)雜；其次，在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件時(shí)，要有多種電路保護(hù)裝置，如電流保護(hù)、電壓保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)以及欠壓保護(hù)等等。這樣增加了硬件的復(fù)雜性，隱含較高的故障率，無(wú)形的增加了維修成本費(fèi)用。在工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的PLC能克服單片機(jī)的缺點(diǎn)，它是整體模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運(yùn)用中，硬件也相對(duì)簡(jiǎn)單，提高控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語(yǔ)言也相對(duì)簡(jiǎn)單。因此在該設(shè)計(jì)中采用了PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)智能洗衣機(jī)的工作過(guò)程。目前，我國(guó)洗衣機(jī)的分類方法主要有三種：按自動(dòng)化程度分類，按洗滌方式分類，按結(jié)構(gòu)方式分類。假如按自動(dòng)化程度分類，洗衣機(jī)可分為普通型、半自動(dòng)型、全自動(dòng)型三大類。目前大多是全自動(dòng)型洗衣機(jī)，它是指洗滌、漂洗、脫水各個(gè)功能之間的轉(zhuǎn)換全部不用手工操作而能自動(dòng)進(jìn)行的洗衣機(jī)。在這里研究的就是FX2n系列PLC在全自動(dòng)智能洗衣機(jī)中的應(yīng)用。 第2章 可編程控制器的介紹2.1 可編程控制器的定義PLC即可編程控制器，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！?.2 可編程控制器的結(jié)構(gòu)2.2.1按硬件的結(jié)構(gòu)類型分類可編程控制器是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的。為了便于在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝，便于擴(kuò)展，方便接線，其結(jié)構(gòu)與普通計(jì)算機(jī)有很大區(qū)別，常見(jiàn)的有單元式、 模塊式及疊裝式三種結(jié)構(gòu)。2.2.2按應(yīng)用規(guī)模及功能分類為了適應(yīng)不同工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的應(yīng)用要求，可編程控制器能夠處理信號(hào)的輸入信號(hào)數(shù)量是不一樣的。一般將一路信號(hào)稱作一個(gè)點(diǎn)，將輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)數(shù)的總和稱為機(jī)器的點(diǎn)。按照點(diǎn)數(shù)的多少，可將PLC分為超?。ㄎⅲ?小 、中 、大 、超大等五種類型。可編程控制器還可以按功能分為低檔機(jī) 、中檔機(jī)及高檔機(jī)。而可編程控制器按功能劃分及按點(diǎn)數(shù)規(guī)模劃分是有一定聯(lián)系的。一般大型 、超大型機(jī)都是高檔機(jī)。機(jī)型和機(jī)器的結(jié)構(gòu)形式及內(nèi)部存儲(chǔ)器的容量一般也有一定的聯(lián)系，大型機(jī)都是模塊式機(jī)，具有很大的存儲(chǔ)容量。2.3 可編程控制器的特點(diǎn) 可編程控制器之所以能夠高速發(fā)展，除了順應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化的客觀需要外，還由于其具有許多適合工業(yè)控制的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),它較好的解決了工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方遍、經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題，其主要特點(diǎn)如下：1 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)可靠性指的是可編程控制器平均無(wú)故障工作時(shí)間。可靠性既反映了用戶的要求，又是可編程控制器生產(chǎn)廠家竭力追求的技術(shù)指標(biāo)?？煽啃愿呤请姎饪刂圃O(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。目前各生產(chǎn)廠家的PLC平均無(wú)故障安全運(yùn)行時(shí)間都遠(yuǎn)大于國(guó)際電工委員會(huì)規(guī)定的10萬(wàn)小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，立即把重要的當(dāng)前狀態(tài)信息存入指定存儲(chǔ)器，用軟硬件配合封閉存儲(chǔ)器，禁止對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行任何不穩(wěn)定的讀寫操作，以防存儲(chǔ)信息被沖掉。試驗(yàn)測(cè)試表明：一般PLC產(chǎn)品可抗1KV、1us的脈沖干擾。 2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便PLC用軟件取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝接線工作量大為減少。同時(shí)PLC的用戶程序大部分可以在試驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試，用模擬試驗(yàn)開(kāi)關(guān)代替輸入信號(hào)，其輸出狀態(tài)可通過(guò)PLC上的發(fā)光二極管指示出來(lái)。模擬調(diào)試好后再將PLC控制系統(tǒng)安裝到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試；這樣既安全，又快捷方便。PLC的故障率很低，并且有完善的自診斷和顯示功能。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，可以根據(jù)可遍程控制器的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查找出故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。3 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。4 編程簡(jiǎn)單、操作方便PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備，它提供了多種面向用戶的語(yǔ)言，如常用的梯形圖、指令語(yǔ)句表和控制系統(tǒng)流程圖等。考慮到企業(yè)中一般電氣技術(shù)人員和技術(shù)工人的讀圖習(xí)慣和應(yīng)用微機(jī)的實(shí)際上水平，目前大多數(shù)的PLC采用繼電器控制形式的梯形圖編程方式；這是一種面向生產(chǎn)、面向用戶的編程方式，他以計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)構(gòu)成人們慣用的繼電器模型，直觀易懂，與常用的微機(jī)語(yǔ)言相比更容易被現(xiàn)場(chǎng)電氣工程技術(shù)人員所接受并掌握。現(xiàn)在的PLC編程器大都采用個(gè)人計(jì)算機(jī)或手持式編程器兩種形式。手持式編程器有鍵盤、顯示功能，通過(guò)電纜線與PLC相連，具有體積小、重量輕、便于攜帶、易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)。用戶也可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)PLC編程，進(jìn)行系統(tǒng)仿真調(diào)試，監(jiān)控運(yùn)行。目前在國(guó)內(nèi)，各廠家都開(kāi)發(fā)了適用于計(jì)算機(jī)使用的編程軟件，同時(shí)編程軟件的漢化界面更有利于對(duì)PLC的學(xué)習(xí)和推廣應(yīng)用 。5 體積小，重量輕，能耗低可編程序控制器體積小，重量輕，以三菱公司的FXos-14超小型可編程控制器為例，其底部尺寸為90mm*60mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝在機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)，使用可編程控制器后，可以減少大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，而可編程控制器的體積又僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此，可將開(kāi)關(guān)柜的縮小到原來(lái)的1/21/10，由于減少了線圈用電，從而也使能耗降低?？删幊炭刂破鞯呐渚€比繼電器控制系統(tǒng)的配線少得多，故可以省下大量的配線和附件，減少大量的安裝接線工時(shí)，加上開(kāi)關(guān)柜體積的縮小，從而可以省下大量的費(fèi)用。2. 4 可編程控制器的應(yīng)用 目前，可編程控制器在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保等各行各業(yè)。隨著可編程控制器性價(jià)比的不斷提高，其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大，目前可編程控制程器的用途大致可以歸納為以下幾個(gè)方面：1 開(kāi)關(guān)量的邏輯控制2 運(yùn)動(dòng)控制3 數(shù)據(jù)處理4 過(guò)程控制5 通信聯(lián)網(wǎng)6 在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)中的應(yīng)用2. 5 可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)，可編程控制器發(fā)展的明顯特征是產(chǎn)品的集成度越來(lái)越高，工作速度越來(lái)越快，功能越來(lái)越強(qiáng)，使用越來(lái)越方便，工作越來(lái)越可靠，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：1 向微型化、專業(yè)化的方向發(fā)展2 向大型化、高速度、高性能方向發(fā)展3 編程語(yǔ)言日趨標(biāo)準(zhǔn)4 與其他工業(yè)控制產(chǎn)品更加融合5 與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合6 通信聯(lián)網(wǎng)能力增強(qiáng)第3章 工藝流程簡(jiǎn)介3.1 全自動(dòng)智能洗衣機(jī)的特點(diǎn)及簡(jiǎn)介3.1.1 智能洗凈技術(shù)智能洗凈技術(shù):波輪特有結(jié)構(gòu)與噴瀑立體水流、智能洗滌節(jié)拍相結(jié)合，形成循環(huán)水流系統(tǒng)，有效減少纏繞，讓每件衣物都能得到充分的洗滌空間。3.1.2 水位細(xì)分水位細(xì)分:30-38升之間設(shè)八檔水位，做到少量衣物及時(shí)洗，省時(shí)、省水。3.1.3 智能洗滌智能洗滌:水流的強(qiáng)弱根據(jù)水位的高低變化而自動(dòng)調(diào)整，即使是最低水位時(shí)也能做到洗凈衣物與呵護(hù)衣物的統(tǒng)一。3.1.4 功能齊全功能齊全:設(shè)有浸洗、標(biāo)準(zhǔn)、快洗、3種全自動(dòng)洗滌程序和多種用戶自編程序。 3.1.5 數(shù)碼顯示數(shù)碼顯示,3種洗滌時(shí)間（6、9、12分鐘）、3種脫水時(shí)間（3、5、7分鐘）、3種漂洗次數(shù)（1、2、3次）針對(duì)衣物多少、質(zhì)料和臟污程度，任意設(shè)置優(yōu)化程序組合，做到千種程序，隨衣應(yīng)變。3.2 全自動(dòng)智能洗衣機(jī)的控制要求3.2.1 總體控制要求 1接通總啟動(dòng)按鈕，程序默認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)模式； 2此時(shí)可通過(guò)程序按鈕來(lái)改變程序的模式； 3選定程序模式之后，可根據(jù)您的要求來(lái)改變水位、洗衣時(shí)間、漂洗次數(shù)、脫水時(shí)間； 4在確定好所有程序之后,可通過(guò)啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)開(kāi)始洗衣； 5按下啟動(dòng)按鈕后，進(jìn)水電磁閥打開(kāi)，開(kāi)始進(jìn)水，達(dá)到指定水位（由水位開(kāi)關(guān)控制）時(shí)，停止進(jìn)水,進(jìn)入洗滌狀態(tài)； 6洗滌時(shí)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)洗滌15s暫停3s，反轉(zhuǎn)洗滌15s暫停3s，如此循環(huán)反復(fù)； 7 洗滌結(jié)束后,排水電磁閥打開(kāi)，進(jìn)入排水狀態(tài)，當(dāng)水位下降到低水位時(shí)，進(jìn)入脫水狀態(tài)(同時(shí)排水)，這樣就完成了從進(jìn)水到脫水的大循環(huán)； 8如此循環(huán)反復(fù)直至洗衣過(guò)程完成，洗衣機(jī)自動(dòng)報(bào)警，報(bào)警10s后自動(dòng)停機(jī)，結(jié)束全過(guò)程； 9標(biāo)準(zhǔn)洗衣程序默認(rèn)為水位34L、洗衣12分、漂洗2次、脫水5分； 快洗洗衣程序默認(rèn)為水位30L、洗衣6分、漂洗1次、脫水3分； 浸洗洗衣程序默認(rèn)為水位38L、洗衣12分、漂洗2次、脫水7分； 10.水位選項(xiàng)通過(guò)水位選擇鍵盤控制； 洗衣選項(xiàng)通過(guò)洗衣選擇鍵盤控制； 漂洗選項(xiàng)通過(guò)漂洗選擇鍵盤控制； 脫水選項(xiàng)通過(guò)脫水選擇鍵盤控制； 程序選項(xiàng)通過(guò)程序選擇鍵盤控制； 11.水位選項(xiàng)有30L 、34L、38L； 洗衣選項(xiàng)有 12分、 9分、 6分、無(wú)； 漂洗選項(xiàng)有 3次 、 2次 、 1次、無(wú)； 脫水選項(xiàng)有 7分、 5分 、 3分、無(wú)； 程序選項(xiàng)有標(biāo)準(zhǔn),模式、快洗模式、浸洗模式； 12.在脫水過(guò)程中,若打開(kāi)洗衣蓋,會(huì)使電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),把洗衣蓋再蓋上后,洗衣機(jī)重新進(jìn)入脫水狀態(tài)； 13.單獨(dú)洗衣程序:用戶可以根據(jù)需要,自由選擇洗衣，漂洗，脫水,三者之間的任一單獨(dú)過(guò)程或任意過(guò)程組合；注意：在無(wú)洗衣選項(xiàng)時(shí)，進(jìn)水閥不會(huì)打開(kāi)； 14.電源按鈕可在任意時(shí)刻把電源切斷； 15.水位選項(xiàng)的30L 、34L、38L各有一個(gè)指示燈； 洗衣時(shí)間選項(xiàng)的12分、9分、6分各有一個(gè)指示燈； 漂洗次數(shù)選項(xiàng)的3次、2次、1次各有一個(gè)指示燈； 脫水時(shí)間選項(xiàng)的7分、5分、3分各有一個(gè)指示燈； 當(dāng)選擇某選項(xiàng)后，相應(yīng)的指示燈就會(huì)亮； 16.在洗衣過(guò)程中漂洗的時(shí)間與應(yīng)與洗衣時(shí)間相同。 17.在自定義洗衣模式時(shí)，若按下程序選擇鍵，程序模式仍然會(huì)回到下一個(gè)洗衣模式的默認(rèn)值。 注：水位開(kāi)關(guān)是利用水的壓力,改變開(kāi)關(guān)里的電感量,引起諧振頻率或占空比的改變,從而電腦感知水位的變化。3.2.2 水位選擇控制設(shè)計(jì)水位選擇控制要求： 1.水位選擇鍵可供用戶選擇、改變機(jī)內(nèi)水位量； 2.連續(xù)按該鍵，數(shù)字將在30升-38升間循環(huán)變化； 3.水位選項(xiàng)有30升、34升、38升。水位選擇輸入/輸出分配表：表3-1 水位選擇控制輸入/輸出地址表輸入輸出元件代號(hào)作用輸入信號(hào)輸出信號(hào)作用元件代號(hào)SB1水位選擇鍵X000Y00030L指示燈HL1SB2總啟動(dòng)按鈕X001Y00134L指示燈HL2Y00238L指示燈HL3水位選擇梯形圖:圖3-2 水位選擇控制梯形圖水位選擇控制工作原理：如圖3-2所示，開(kāi)機(jī)后，當(dāng)X1上有一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)入狀態(tài)S20，30L指示燈亮，此時(shí)若使X0 接通一次，轉(zhuǎn)入狀態(tài)S21，34L指示燈亮，此時(shí)若第二次接通X0，轉(zhuǎn)入狀態(tài)S22，38L指示燈亮，當(dāng)X0接通三次時(shí)，轉(zhuǎn)入狀態(tài)S20，30L指示燈亮，如此循環(huán)反復(fù)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)用一個(gè)按鈕控制多種水位狀態(tài)。3.2.3 洗衣時(shí)間選擇控制設(shè)計(jì)洗衣時(shí)間選擇控制要求 1.洗衣時(shí)間選擇鍵可供用戶選擇、改變洗衣的時(shí)間； 2.連續(xù)按該鍵，數(shù)字將在12分-6分間循環(huán)變化； 3.洗衣時(shí)間選項(xiàng)有12分、9分、6分、無(wú)。洗衣時(shí)間選擇輸入/輸出分配表：表3-4 洗衣時(shí)間選擇輸入/輸出地址表輸入輸出元件代號(hào)作用輸入信號(hào)輸出信號(hào)作用元件代號(hào)SB1洗衣時(shí)間選擇鍵X000Y00012分指示燈HL1SB2總啟動(dòng)按鈕X001Y0019分指示燈HL2Y0026分指示燈HL3洗衣時(shí)間選擇控制梯形圖： 圖3-5 洗衣時(shí)間選擇控制梯形圖洗衣時(shí)間選擇控制工作原理：如圖3-5所示，開(kāi)機(jī)后，當(dāng)X1上有一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)入狀態(tài)S20，18L指示燈亮，此時(shí)若使X0 接通一次，轉(zhuǎn)入狀態(tài)S21，12分指示燈亮，此時(shí)若第二次接通X0，轉(zhuǎn)入狀態(tài)S22，9分指示燈亮，當(dāng)X0接通四次時(shí)，轉(zhuǎn)入狀態(tài)S23，指示燈都不亮，到第五次接通X0時(shí)，轉(zhuǎn)入狀態(tài)S20，12分指示燈亮，這樣就可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)按洗衣時(shí)間選擇鍵，數(shù)字將在12分-6分間循環(huán)變化。3.2.4 漂洗次數(shù)選擇控制設(shè)計(jì)漂洗次數(shù)選擇控制的控制要求與洗衣時(shí)間選擇控制要求基本相類似，所以兩者梯形圖與指令表、工作原理都相類似，在此就不多講了。3.2.5 脫水時(shí)間選擇控制設(shè)計(jì)脫水時(shí)間選擇控制的控制要求與洗衣時(shí)間選擇控制要求基本相類似，所以兩者梯形圖與指令表、工作原理都相類似，在此就不多講了。3.2.6 程序模式選擇控制設(shè)計(jì)程序模式選擇控制的控制要求與水位選擇控制要求基本相類似，所以兩者梯形圖與指令表、工作原理都相類似，在此也不多講了。3.2.7 洗衣過(guò)程的控制設(shè)計(jì)控制要求： 1.按下啟動(dòng)按鈕后，進(jìn)水電磁閥打開(kāi)開(kāi)始進(jìn)水，達(dá)到高水位時(shí)停止進(jìn)水，進(jìn)入洗滌裝狀態(tài)。 2.洗滌時(shí)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)洗滌15s暫停3s，再反轉(zhuǎn)洗滌15s暫停3s，又正轉(zhuǎn)洗滌15s暫停3s，如此循環(huán)反復(fù)30次。 3.洗滌結(jié)束后，排水電磁閥打開(kāi)，進(jìn)入排水狀態(tài)。當(dāng)水位下降到低水位時(shí)，進(jìn)入脫水狀態(tài)（同時(shí)排水），脫水時(shí)間為60s，這樣完成從進(jìn)水到脫水的一個(gè)大循環(huán)。 4.經(jīng)過(guò)3次上述大循環(huán)后，洗衣機(jī)自動(dòng)報(bào)警，報(bào)警10s后，自動(dòng)停機(jī)結(jié)束全過(guò)程。洗衣過(guò)程控制輸入/輸出分配表：表3-7 洗衣過(guò)程控制輸入/輸出分配表輸入輸出元件代號(hào)作用輸入信號(hào)輸出信號(hào)作用元件代號(hào)SB1總啟動(dòng)按鈕X000Y000進(jìn)水電磁閥控制KA1SQ1高水位開(kāi)關(guān)X001Y001電機(jī)正轉(zhuǎn)控制KM1SQ2低水位開(kāi)關(guān)X002Y002電機(jī)反轉(zhuǎn)控制KM2Y003排水電磁閥控制KA2Y004脫水電磁離合器控制KA3Y005報(bào)警蜂鳴器控制KA4洗衣過(guò)程控制梯形圖:圖3-8 洗衣過(guò)程控制梯形圖 洗衣過(guò)程控制工作原理：如圖3-8所示，開(kāi)機(jī)時(shí)以初始脈沖繼電器M8002為狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件轉(zhuǎn)入初始狀態(tài)S0，等待啟動(dòng)；啟動(dòng)后（X000接通）轉(zhuǎn)入狀態(tài)S20開(kāi)始進(jìn)水，當(dāng)水位達(dá)到高水位（X001接通）時(shí)，步進(jìn)程序進(jìn)行正、反洗循環(huán)，并用計(jì)數(shù)器C0進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)洗滌循環(huán)次數(shù)滿30次時(shí)，進(jìn)入排水步進(jìn)狀態(tài)S25，排水到低水位（X002接通）系統(tǒng)開(kāi)始排水和脫水，并對(duì)大循環(huán)進(jìn)行計(jì)數(shù)，大循環(huán)次數(shù)未滿三次繼續(xù)循環(huán)，滿三次進(jìn)入狀態(tài)S27報(bào)警，報(bào)警10s后整個(gè)洗衣過(guò)程結(jié)束，等待下一個(gè)洗衣過(guò)程開(kāi)始。 3.2.8 單相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn) 單相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)，必須要旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)，即把工作繞組或啟動(dòng)繞組中的一組首端和末端與電源接線對(duì)調(diào)。因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向是從電流相位超前的繞組向電流相位落后的繞組旋轉(zhuǎn)的，如果把其中的一個(gè)繞組反接，等于把這個(gè)繞組的電流相位改變了180，假若原來(lái)這個(gè)繞組是超前90，則改接后就變成了滯后90，結(jié)果旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向隨之改變。有的電容運(yùn)行單相電動(dòng)機(jī)是通過(guò)改變電容器的接法來(lái)改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的，如洗衣機(jī)需經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)，如圖3-10所示。當(dāng)接觸器KM2閉合電容器串聯(lián)在LZ繞組上，電流IZ超前于ILF相位約90；當(dāng)KM2失電，KM1得電時(shí)，KM2常開(kāi)斷開(kāi)，KM1常開(kāi)閉合，電容從LZ繞組切斷，串聯(lián)到LF繞組，則電流ILF超前于ILZ相位約90，從而實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。這種單相異步電動(dòng)機(jī)的工作繞組與啟動(dòng)繞組可以互換，所以工作繞組、啟動(dòng)繞組的線圈匝數(shù)、粗細(xì)、占槽數(shù)都應(yīng)相同。圖3-10 單相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)第4章 器件的選型4.1 初步設(shè)計(jì)構(gòu)想本設(shè)計(jì)的課題為“PLC在全自動(dòng)智能洗衣機(jī)中的應(yīng)用”，主要是通過(guò)PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣指示燈以及全自動(dòng)洗衣工作過(guò)程的控制。在本課題中我們采用了三菱FX2N系列PLC。在整個(gè)系統(tǒng)中，我們把整個(gè)流程分為兩大塊:第一：洗衣前對(duì)洗衣程序的設(shè)定第二：洗衣機(jī)全自動(dòng)洗衣的控制4.2 我們選擇三菱產(chǎn)品的理由存儲(chǔ)容量與速度盡管國(guó)外各廠家的PLC產(chǎn)品大體相同，但也有一定的區(qū)別。目前還未發(fā)現(xiàn)各公司之間完全兼容的產(chǎn)品。各個(gè)公司的開(kāi)發(fā)軟件都不相同，而用戶程序的存儲(chǔ)容量和指令的執(zhí)行速度是兩個(gè)重要指標(biāo)。一般存儲(chǔ)容量越大，速度越快的PLC價(jià)格就越高，但因該根據(jù)系統(tǒng)的大小合理選用PLC產(chǎn)品。三菱產(chǎn)品在國(guó)外品牌中相對(duì)比較便宜，性能比較穩(wěn)定。盡量選用大公司的產(chǎn)品其質(zhì)量有保證，且技術(shù)支持好，一般售后服務(wù)比較好，還有利于你的產(chǎn)品擴(kuò)展與軟件升級(jí)。其次在全自動(dòng)智能洗衣機(jī)中，洗衣機(jī)洗滌、脫水程序是由以單片機(jī)為中心控制系統(tǒng)工作的。首先由于單片機(jī)的指令系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，編寫洗滌、脫水程序相對(duì)復(fù)雜；其次，在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件時(shí)，要有多種電路保護(hù)裝置，如電流保護(hù)、電壓保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)以及欠壓保護(hù)等等。這樣增加了硬件的復(fù)雜性，隱含較高的故障率，無(wú)形的增加了維修成本費(fèi)用。在工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的PLC能克服單片機(jī)的缺點(diǎn)，它是整體模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運(yùn)用中，硬件也相對(duì)簡(jiǎn)單，提高控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語(yǔ)言也相對(duì)簡(jiǎn)單。因此在該設(shè)計(jì)中采用了PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)智能洗衣機(jī)的工作過(guò)程。4.3 PLC的選擇使用4.3.1 工作環(huán)境 1.溫度PLC要求環(huán)境溫度在055，安裝時(shí)不要放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大，基本單元 和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔；開(kāi)關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風(fēng)的百葉窗，防止太陽(yáng)光直接照射；如果周圍環(huán)境超過(guò)55，要安裝電風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)。 2.濕度為了保證PLC的絕緣性能，空氣的相對(duì)濕度應(yīng)小于85（無(wú)凝霜）。 3.震動(dòng)應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止震動(dòng)頻率為1055Hz的頻繁或連續(xù)震動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施，如采用減震膠等。 4.空氣避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對(duì)于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境，可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中，并安裝空氣進(jìn)化裝置。 5.電源PLC供電電源為50Hz、220（110）V的交流電，對(duì)于電源線來(lái)的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。對(duì)于可靠性要求高的場(chǎng)合或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的變比為1:1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。還可以在電源輸入端串接LC濾波電路。4.3.2 安裝與布線 1.動(dòng)力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙膠線連接。 2.PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動(dòng)力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個(gè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)。 3.PLC的輸入與輸出最好分開(kāi)走線，開(kāi)關(guān)量與模擬量也要分開(kāi)敷設(shè)。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10。 4.PLC基本單元與擴(kuò)展單元以及功能模塊的連接線纜應(yīng)單獨(dú)鋪設(shè)，以防止外界信號(hào)的干擾。 5.交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線，避免并行。4.3.3 I/O端的接線 1.輸入接線(1)輸入接線一般不要超過(guò)30米。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入接線可適當(dāng)長(zhǎng)些。 (2)輸入/輸出線不能用一根電纜，輸入/輸出線要分開(kāi)。 (3)盡可能采用常開(kāi)觸點(diǎn)形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理圖一致，便于閱讀。 2.輸出連線 (1)輸出接線分為獨(dú)立輸出和公共輸出。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級(jí)的輸出電壓。但在不同一組中輸出只能用同一類型、同一電壓等級(jí)的電源。 (2)采用繼電器輸出時(shí)，所承受的電感性負(fù)載的大小，會(huì)影響到繼電器的使用壽命，因此，使用電感性負(fù)載時(shí)選擇繼電器壽命要長(zhǎng)。 (3)PLC的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生干擾，因此要采取措施加以控制，如直流輸出的續(xù)流管保護(hù)，交流輸出的阻容吸收電路，晶體管和雙向晶閘管輸出的旁路電阻保護(hù)。4.3.4外部安全電路為了確保整個(gè)系統(tǒng)能在安全狀態(tài)下可靠工作，避免由于外部電源發(fā)生故障、PLC出現(xiàn)異常、誤操作以及誤輸出造成的重大經(jīng)濟(jì)損失和人身傷亡事故，PLC外部應(yīng)安裝必要的保護(hù)電路。 (1)急停電路。對(duì)于能適應(yīng)戶造成傷害的危險(xiǎn)負(fù)載，除了控制程序中加以考慮之外，還應(yīng)設(shè)計(jì)外部緊急停車電路，使得PLC發(fā)生故障時(shí)，能將引起傷害的負(fù)載電源可靠切斷。 (2)保護(hù)電路。正反向運(yùn)轉(zhuǎn)等可逆操作的控制系統(tǒng)，要設(shè)計(jì)外部電路互鎖保護(hù)。 (3)可編程控制器有監(jiān)視定時(shí)器等自檢功能，檢查出異常時(shí)，輸出全部關(guān)閉。但當(dāng)可編程控制器CPU故障時(shí)就不能控制輸出，因此，對(duì)于能使用戶造成傷害的危險(xiǎn)負(fù)載，為確保設(shè)備在安全狀態(tài)下運(yùn)行，需設(shè)計(jì)外部電路加以保護(hù)。 第5章 軟件設(shè)計(jì)5.1 接線圖 圖5-1外部接線圖5.2 輸入/輸出地址分配表表5-2 輸入/輸出地址分配表輸入輸出元件 代號(hào)作用輸入 信號(hào)輸出 信號(hào)作用元件 代號(hào)SB1總啟動(dòng)按鈕X000Y000標(biāo)準(zhǔn)HL1SB2程序選擇鍵X001Y001輕柔HL2SB3洗衣時(shí)間選擇鍵X002Y002快洗HL3SB4漂洗次數(shù)選擇鍵X003Y003洗衣12分指示燈HL4SB5脫水時(shí)間選擇鍵X004Y004洗衣9分指示燈HL5SB6水位選擇鍵X005Y005洗衣6分指示燈HL6SB7啟動(dòng)按鈕X006Y006漂洗3次指示燈HL7SQ138L水位檢測(cè)X007Y007漂洗2次指示燈HL8SQ234L水位檢測(cè)X010Y010漂洗1次指示燈HL9SQ330L水位檢測(cè)X011Y011脫水7分指示燈HL10SQ4低水位檢測(cè)X012Y012脫水5分指示燈HL11SQ5脫水保護(hù)開(kāi)關(guān)X013Y013脫水3分指示燈HL12Y01438L水位指示燈HL13Y01534L水位指示燈HL14Y01630L水位指示燈HL15Y017進(jìn)水電磁閥控制KA1Y020電機(jī)正轉(zhuǎn)控制KM1Y021電機(jī)反轉(zhuǎn)控制KM2 Y022排水電磁閥控制KA2Y023電源指示燈HL16Y024報(bào)警蜂鳴器控制HL17 Y025脫水電磁離合器控制KA3 5.3 狀態(tài)框架圖 開(kāi)始 8002 初始狀態(tài) 進(jìn)水狀態(tài) 總啟動(dòng)按鈕水位 選擇 程序選擇 電源指示燈 漂洗次數(shù)選擇洗 衣時(shí)間選擇脫水 時(shí)間選擇 啟動(dòng)按鈕 水位限位按鈕 洗滌狀態(tài) 時(shí)間限位 排水狀態(tài) 低水位限位按鈕 漂洗次數(shù)未完成 脫水狀態(tài) 漂洗次數(shù)完成 自動(dòng)報(bào)警 報(bào)警時(shí)間完成 結(jié)束 圖5-3 狀態(tài)框架圖5.4 梯形圖 圖5-4 全自動(dòng)智能洗衣機(jī)梯形圖 結(jié) 論經(jīng)過(guò)幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，與此同時(shí),我明白了: 知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！且通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在設(shè)計(jì)課程的過(guò)程中，我在指導(dǎo)老師沈白浪老師的幫助和指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)并完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，從中我又對(duì)所涉及到理論知識(shí)加深了理解，提高了我實(shí)際設(shè)計(jì)的水平,也學(xué)到了以前不曾學(xué)過(guò)的知識(shí),為以后半進(jìn)入社會(huì)奠定了良好的基礎(chǔ)。第 29 頁(yè) 共 30 頁(yè) 致 謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我要感謝我的指導(dǎo)老師沈白浪老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師我遇到困難時(shí)給我的幫助。因此，在這里我要鄭重地向他說(shuō)一聲“老師，謝謝！您辛苦了”。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多，同時(shí)也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，從而樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心。相信，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我今后的學(xué)習(xí),工作及生活都將會(huì)有非常重要的影響。不僅如此，從中我也充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅?？偠灾?在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是我這次畢,業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 參考文獻(xiàn)1周惠文，施永.可編程控制器原理與應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社，2007：75-78，81-832王兆義，邏輯與編程控制系統(tǒng)M.上海：上海大學(xué)出版社，2003：10-353顧戰(zhàn)松，可編程控制器原理和應(yīng)用M.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1996：75-894張萬(wàn)忠，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：43-565汪道輝，邏輯與可編程控制系統(tǒng)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001：56-876李俊秀，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：9-157田瑞庭，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994：87-1018鐘肇新，可編程控制原理及應(yīng)用M.廣州：華南理工大學(xué)出版社，1991：78-989俞國(guó)亮，PLC原理與應(yīng)用（三菱FX系列）M.北京：清華大學(xué)出版社.2005：23-5610電氣技師手冊(cè)編委會(huì).電氣技師手冊(cè). 福建：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2004：254-258.