PLC-全自動(dòng)洗衣機(jī)

1、電氣控制與PLC應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目：全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制學(xué)生姓名： 趙金 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械電子工程 班 級(jí)： 1301 學(xué) 號(hào)： 1310740106 指導(dǎo)教師： 張峰 職稱(chēng) 教師 完成時(shí)間： 2016-5-25 目錄一、緒論1 1.1、全自動(dòng)洗衣機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀11.2、設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的意義1 1.3、全自動(dòng)洗衣機(jī)主要實(shí)現(xiàn)功能1二、硬件電路的實(shí)現(xiàn)2 2.1 主控電路設(shè)計(jì)22.1.1 PLC簡(jiǎn)介2 2.1.2 控制器I/O口分配表42.1.3 全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制的硬件圖52.2 單相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)5 2.3 報(bào)警電路設(shè)計(jì)72.4 進(jìn)排水控制電路設(shè)計(jì)82.4.1 進(jìn)水閥閥門(mén)

2、簡(jiǎn)介8 2.4.2 進(jìn)水閥門(mén)控制電路設(shè)計(jì)102.4.3 排水閥門(mén)簡(jiǎn)介11 2.4.4 排水閥門(mén)控制電路設(shè)計(jì)122.5 水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì)13三、軟件程序?qū)崿F(xiàn)14 3.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介143.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)程序流程圖153.3全自動(dòng)洗衣機(jī)功能梯形圖編程實(shí)現(xiàn)173.4 系統(tǒng)調(diào)試21 結(jié)束語(yǔ)23參考文獻(xiàn)24附錄26指令表清單：26河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一、緒論1.1、全自動(dòng)洗衣機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀目前洗衣機(jī)是一種耳熟能詳?shù)募矣秒娖?，隨著科技的進(jìn)步和人們生活質(zhì)量的提高，以及人們對(duì)精神文明的高度追求，那么全自動(dòng)洗衣機(jī)也揭開(kāi)了面紗，現(xiàn)在做的比較好的，國(guó)內(nèi)有小天鵝、海爾、榮事達(dá)等等，國(guó)外有西門(mén)子，博世等等。

3、這些廠家所生產(chǎn)的全自動(dòng)洗衣機(jī)還是比較好的，但所謂物以稀為貴，所以相對(duì)來(lái)說(shuō)價(jià)格還存在很大的異議。而人們追求的高質(zhì)量生活，也就對(duì)這些不是很過(guò)問(wèn)了，只要買(mǎi)來(lái)好用就可以了，所以目前市場(chǎng)上還是有很大的發(fā)展空間。1.2、設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的意義 全自動(dòng)洗衣機(jī)以其固有的優(yōu)點(diǎn)還是贏得了很多的消費(fèi)者的信賴(lài)，應(yīng)用而生，它將是現(xiàn)在到未來(lái)的星星產(chǎn)品，所以有必要開(kāi)發(fā)和改善現(xiàn)有的全自動(dòng)洗衣機(jī)，應(yīng)用最先進(jìn)的科技技術(shù) ，投入最少的資金。而目前隨著PLC價(jià)格下降，PLC的應(yīng)用不斷普及，同時(shí)，PLC本身所具有的：可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、體積小、功耗低、便于維護(hù)等特點(diǎn)使得PLC成為工控領(lǐng)域的首選控制器，所以可以應(yīng)用該產(chǎn)品進(jìn)

4、行研發(fā)，從而達(dá)到洗衣機(jī)自動(dòng)化控制，更多的贏得消費(fèi)者的青睞。1.3、全自動(dòng)洗衣機(jī)主要實(shí)現(xiàn)功能本篇論文所設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能主要包括：自動(dòng)洗滌，自動(dòng)漂洗，自動(dòng)脫水三個(gè)主要階段，同時(shí)可手控洗滌衣物。通過(guò)PLC具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：（1）按下啟動(dòng)按鈕及水位選擇開(kāi)關(guān)，注水直到水位開(kāi)關(guān)設(shè)定的水位，關(guān)閉進(jìn)水閥。（2）關(guān)閉進(jìn)水閥后延時(shí)2s，然后開(kāi)始洗滌。（3）洗滌時(shí)，洗衣機(jī)滾筒首先正轉(zhuǎn)30s，停止2s，然后再反轉(zhuǎn)30s，停止2s（4）如此循環(huán)5次，總共320s后開(kāi)始排水，水排空以后開(kāi)始脫水，脫水時(shí)間為30s（5）第一次脫水完成后開(kāi)始自動(dòng)漂洗，重復(fù)（2）（5）的步驟，一共清洗兩遍（6）清洗完成后，洗衣機(jī)報(bào)警3s提

5、示洗衣完成并且自動(dòng)停機(jī)（7）在自動(dòng)控制的過(guò)程中若按下停車(chē)按扭，可進(jìn)入手動(dòng)控制過(guò)程，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水。二、硬件電路的實(shí)現(xiàn)本篇論文所設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)所包含的硬件電路主要有：主控電路設(shè)計(jì)、單相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)、報(bào)警電路設(shè)計(jì)、進(jìn)排水控制電路設(shè)計(jì)、水位檢測(cè)控制電路設(shè)計(jì)等。2.1 主控電路設(shè)計(jì)2.1.1 PLC簡(jiǎn)介本文設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)所采用的控制器為三菱公司FX2n系列PLCFX2n-48MR-D?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒rogrammable Logic Controller，PLC），它采用一類(lèi)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

6、向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 可編程邏輯控制器實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成有：、電源可編程邏輯控制器的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此，可編程邏輯控制器的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去、中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)；檢查電

7、源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶(hù)程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)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(hù)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(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型可編程邏輯控制器還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行

8、。、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器主要包括：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。、輸入輸出接口電路輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。、功能模塊如計(jì)數(shù)、定時(shí)等功能模塊。、通信模塊主要用于PLC與其她控制器之間的通信，如SCI通信等。可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點(diǎn)：、系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開(kāi)關(guān)量控制為其特長(zhǎng)；也能進(jìn)行連續(xù)過(guò)程的PID回路

9、控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的綜合自動(dòng)化。、使用方便，編程簡(jiǎn)單，采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，而無(wú)需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。、能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其她各種機(jī)型。正是由于以上特點(diǎn)PLC被廣泛應(yīng)用于個(gè)工程控制領(lǐng)域。FX2n-48MR-D型PLC屬于FX2n系列，具有48個(gè)I/O點(diǎn)數(shù)（輸入24點(diǎn)，輸出24點(diǎn)）的基本單元，繼電器輸出型，使用24V電源。2.1.2 控制器I/O口分配表表2.1 控制器I/O口分配表輸入輸出停止 X000啟動(dòng)洗衣機(jī)Y000啟動(dòng) X0

10、01進(jìn)水閥Y001高水位 X002正轉(zhuǎn)Y002中水位 X003反轉(zhuǎn)Y003低水位 X004排水Y004排空檢測(cè) X005脫水Y005高水位檢測(cè) X006報(bào)警Y006中水位檢測(cè) X007低水位檢測(cè) X010手動(dòng)排水X011手動(dòng)脫水X0122.1.3 全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制的硬件圖圖2.1全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制的硬件圖如圖2.1所示，按鍵S1-S11分別為不同信號(hào)信號(hào)輸入，COM口為公共接地端，Y000-Y006分別為不同控制信號(hào)輸出端，輸出控制信號(hào)控制執(zhí)行電路的工作狀態(tài)。2.2 單相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)單相異步電動(dòng)機(jī)主要用于為洗衣機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路用于控制電機(jī)的啟停，正

11、反轉(zhuǎn)等，保證全自動(dòng)洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能正常運(yùn)行。根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能設(shè)計(jì)出的單相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路如下：圖2.2 單相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖如圖2.2所示，KQ為刀開(kāi)關(guān)，相當(dāng)于洗衣機(jī)的插頭，F(xiàn)U1為熔斷器，可以保護(hù)電機(jī)不至于因工作異常導(dǎo)致電流過(guò)大而使電機(jī)燒毀。KM1、KM2分別為繼電器的動(dòng)合觸點(diǎn)，分別控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。電路的工作原理為：當(dāng)KM1接通時(shí)，電容器串聯(lián)在啟動(dòng)繞組繞組上，則電流I相位約90，設(shè)此時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)KM1斷開(kāi)，KM2接通時(shí)，電容器從啟動(dòng)繞組切斷到工作繞組中，則電流I工作繞組超前啟動(dòng)繞組相位約90，從而實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)，在該電路中實(shí)質(zhì)上是主、副繞組相互交換來(lái)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的，因

12、此這種單相異步電動(dòng)機(jī)的工作繞組和啟動(dòng)繞組必須是可以互換的。所以它的工作繞組、啟動(dòng)繞組的線圈匝數(shù)線徑，所占槽位數(shù)都是應(yīng)該完全相同的。圖2.3 單相異步電動(dòng)機(jī)控制電路如圖2.3所示，控制電路工作電壓與PLC電源相同，其中R4為限流電阻，NPN型三極管PE8050在電路中用作開(kāi)關(guān)管的功能，PE8050其耐壓值為30V，額定電流為1.5A，所以可在此電路中安全使用。此控制電路的工作必須在啟動(dòng)信號(hào)為1的條件下，當(dāng)正轉(zhuǎn)控制信號(hào)為1，反轉(zhuǎn)控制信號(hào)為0時(shí)，繼電器KM1線圈得電，驅(qū)動(dòng)電路中繼電器KM1常開(kāi)觸點(diǎn)KM1閉合，電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)正轉(zhuǎn)控制信號(hào)為0，反轉(zhuǎn)控制信號(hào)為1時(shí)，KM1線圈失電，動(dòng)合觸點(diǎn)KM1斷開(kāi)，繼電器

13、KM2線圈得電，驅(qū)動(dòng)電路中，繼電器KM2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，電機(jī)反轉(zhuǎn)。啟動(dòng)信號(hào)為0時(shí)，整個(gè)控制電路失電，繼電器KM1、KM2線圈失電，動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，電機(jī)停止，洗衣機(jī)停止工作。2.3 報(bào)警電路設(shè)計(jì)報(bào)警電路工作于洗衣機(jī)完成洗衣后，自動(dòng)報(bào)警3s，告知洗衣完成。然后自動(dòng)停機(jī)。圖2.4 報(bào)警電路電路圖如圖2.4所示，當(dāng)報(bào)警控制信號(hào)為1時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。2.4 進(jìn)排水控制電路設(shè)計(jì)2.4.1 進(jìn)水閥閥門(mén)簡(jiǎn)介本文所選擇的進(jìn)水電磁閥為海鷹FCD3-4型單頭進(jìn)水電磁閥。其控制簡(jiǎn)單，使用方便，體積小，價(jià)格低，性能優(yōu)良。圖2.5 單頭進(jìn)水電磁閥由圖2.5可知，該電磁閥的額定工作電壓為220V，額定工作電流26mA。圖2

14、.6 海鷹FCD3-4型單頭進(jìn)水電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖進(jìn)水閥的結(jié)構(gòu)圖如圖2.6所示，未通電時(shí)，電磁線圈13無(wú)電流通過(guò)，動(dòng)鐵芯7的橡膠堵頭6在復(fù)位彈簧8作用下，將閥門(mén)接盤(pán)5的中心孔D封閉。此時(shí)注入水經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)16流入進(jìn)水腔B內(nèi)，再經(jīng)由閥門(mén)接盤(pán)5的平面孔A流八平衡腔E內(nèi)，平衡腔E內(nèi)的注入水不能外泄。由于注入的自來(lái)水有一定的水壓，而橡膠皮閥門(mén)4平衡腔E側(cè)的受壓面積大于其進(jìn)水腔B的受壓面積，使作用于橡膠閥門(mén)4的E側(cè)壓大于B側(cè)壓力。因此橡膠閥門(mén)4在E側(cè)壓力的作用下緊緊地壓在閥體3出水通道C右端的閥座上，將出水通道C封閉，注入水不能流入C內(nèi)，進(jìn)水閥呈關(guān)閉狀態(tài)。接通電源后，電磁線圈13有交流電流流過(guò)，產(chǎn)生的磁力吸引

15、鐵芯7和橡膠堵頭6向右移動(dòng)，閥門(mén)接盤(pán)5的中心孔D被打開(kāi)，平衡腔內(nèi)的注入水從中心孔D流出。中心孔D的面積大于平衡孔A的面積E腔內(nèi)的注入水從中心孔D流出的流量遠(yuǎn)大于平衡孔A流入的流量，使E腔內(nèi)水的壓力很快下降，橡膠閥門(mén)4在B側(cè)壓力大于E側(cè)壓力的作用下向右鼓起，進(jìn)水閥呈開(kāi)啟狀態(tài)，注入水從進(jìn)水閥過(guò)濾網(wǎng)，經(jīng)進(jìn)水腔B和出水通道C流入盛水桶內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)水。到達(dá)設(shè)定水位后，水位監(jiān)測(cè)元件向微處理器輸入水位監(jiān)測(cè)信號(hào)，程控器對(duì)進(jìn)水閥停止供電。進(jìn)水閥閉合，停止進(jìn)水，與此同時(shí)，電動(dòng)機(jī)得到指令運(yùn)行而進(jìn)入洗滌程序。2.4.2 進(jìn)水閥門(mén)控制電路設(shè)計(jì)圖2.7 進(jìn)水閥門(mén)控制電路如圖2.7所示，當(dāng)進(jìn)水閥控制信號(hào)為1時(shí)，繼電器

16、KM4線圈得電，繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，進(jìn)水電磁閥工作，當(dāng)進(jìn)水電磁閥控制信號(hào)為0時(shí)，繼電器線圈失電，動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，進(jìn)水閥自動(dòng)關(guān)閉，停止進(jìn)水。2.4.3 排水閥門(mén)簡(jiǎn)介本文設(shè)計(jì)所使用的排水閥為外排水式排水閥，外排水式即將排水閥設(shè)在洗衣桶之外。外排水式排水閥主要由牽引機(jī)構(gòu)與閥門(mén)兩部分構(gòu)成。圖2.8 排水閥牽引機(jī)構(gòu)洗滌時(shí)，電磁閥不得電，銜鐵處在被拉出位置，排水閥關(guān)閉（不流水），當(dāng)有放水或兼有甩干程序時(shí)，電磁閥端子上得電，瞬間產(chǎn)生巨大的磁力，使銜鐵能很快被吸入，并將排水閥門(mén)打開(kāi)，開(kāi)始排水。圖2.9 排水閥門(mén)機(jī)械結(jié)構(gòu)外排水閥安裝于排水管的閥座上，排水管接在洗衣桶出水口上。排水閥的開(kāi)啟和關(guān)閉由排水拉帶控制。在排

17、水拉帶放松時(shí)，橡膠閥在排水閥彈簧力的作用下壓緊在閥座上，依靠橡膠閥口的彈性變形起到封閉作用。當(dāng)排水拉帶被拉起時(shí)，排水拉帶克服彈簧力，將橡膠閥拉起，水即從橡膠閥與閥座間的開(kāi)口流出。橡膠閥另一端由排水閥蓋壓緊在閥座上而不能漏水。2.4.4 排水閥門(mén)控制電路設(shè)計(jì)圖2.10 排水閥門(mén)控制電路排水閥控制電路工作原理與圖2.7進(jìn)水閥門(mén)控制電路原理相同，在此不再贅述。2.5 水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì)圖2.11水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì)如圖2.11所示，水位檢測(cè)電路的工作原理是通過(guò)桶內(nèi)三個(gè)水位感應(yīng)電極感應(yīng)水位，當(dāng)水位到達(dá)低水位感應(yīng)電極時(shí)，低水位所接開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，低水位輸出信號(hào)端輸出低電平，PLC捕捉電平后執(zhí)行相關(guān)程序，高水位與低

18、水位工作原理相同。通過(guò)各模塊電路的組合調(diào)試，由PLC控制的全制動(dòng)洗衣機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)基本完成。三、軟件程序?qū)崿F(xiàn)根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能要求，軟件設(shè)計(jì)主要完成以下功能：（1）按下啟動(dòng)按鈕及水位選擇開(kāi)關(guān)后，洗衣機(jī)啟動(dòng)，并且開(kāi)始注水，直到水位上升到開(kāi)關(guān)設(shè)定的水位，關(guān)閉進(jìn)水閥。（2）關(guān)閉進(jìn)水閥后延時(shí)2s，然后自動(dòng)開(kāi)始洗滌。（3）洗滌時(shí)，洗衣機(jī)滾筒首先正轉(zhuǎn)30s，停止2s，然后再反轉(zhuǎn)30s，停止2s。（4）如此循環(huán)5次，總共320s后開(kāi)始排水，水排空以后開(kāi)始脫水，脫水時(shí)間為30s。（5）第一次脫水完成后開(kāi)始自動(dòng)漂洗，重復(fù)（2）（5）的步驟，一共清洗兩遍。（6）清洗完成后，洗衣機(jī)報(bào)警3s提示洗衣完成并且自動(dòng)

19、停機(jī)。（7）在自動(dòng)控制的過(guò)程中若按下停車(chē)按扭，可進(jìn)入手動(dòng)控制過(guò)程，手動(dòng)控制主要包括可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水。3.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)所使用的編程環(huán)境為三菱公司開(kāi)發(fā)的PLC編程軟件GX Developer8.52。該軟件適用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、SFC、 ST及FB、Label語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫(xiě)PLC程序功能。使用簡(jiǎn)單，操作方便，是PLC編程人員比較親賴(lài)的開(kāi)發(fā)環(huán)境之一。圖3.1 GX Developer8.52啟動(dòng)畫(huà)面圖3.2 GX Developer8.52工

20、作界面3.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)程序流程圖水位選擇開(kāi)始啟動(dòng)進(jìn)水正轉(zhuǎn)30s是否已洗滌5次到達(dá)預(yù)設(shè)水位暫停2s暫停2s反轉(zhuǎn)30s暫停2s排水到達(dá)水位脫水30s是否反復(fù)洗滌3次報(bào)警3s停機(jī)是否是否是否手動(dòng)排水手動(dòng)排水是是否手動(dòng)脫水手動(dòng)脫水是圖3.3全自動(dòng)洗衣機(jī)程序流程圖3.3全自動(dòng)洗衣機(jī)功能梯形圖編程實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)所采用的編程方法主要為采用步進(jìn)梯形指令構(gòu)成步進(jìn)梯形圖。步進(jìn)梯形指令簡(jiǎn)稱(chēng)步進(jìn)指令。三菱FX系列PLC有兩條步進(jìn)指令：STL和RET，STL是步進(jìn)開(kāi)始指令，RET是步進(jìn)結(jié)束之令。利用這兩條指令就可以很方便地對(duì)順序控制系統(tǒng)的功能圖進(jìn)行編程。下面根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)所需要實(shí)現(xiàn)的功能對(duì)梯形圖進(jìn)行分析。特殊輔助繼電

21、器M8002為初始化脈沖，僅在運(yùn)行開(kāi)始瞬間接通。此條指令作用為在系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí)激活初始狀態(tài)S0。X002為停止開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入端子，X012與X013分別為手動(dòng)排水與手動(dòng)脫水控制開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入端子，Y005、Y006分別表示排水與脫水控制信號(hào)輸出端子。此段梯形圖完成的功能為：在停車(chē)開(kāi)關(guān)按下后根據(jù)X012、X013狀態(tài)分別實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水與脫水。X001為啟動(dòng)信號(hào)輸入端子，此段梯形圖完成狀態(tài)S0對(duì)應(yīng)功能，即：在無(wú)停止信號(hào)的前提下，清零計(jì)數(shù)器C1（計(jì)數(shù)器C1功能將在后面程序中具體說(shuō)明），同時(shí)如果啟動(dòng)開(kāi)關(guān)按下，激活狀態(tài)S20。此段梯形圖為狀態(tài)S20所對(duì)應(yīng)的功能，X003、X004、X005分別為高、低、中三個(gè)

22、水位選擇開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入端子，X007、X010、X011分別為高、中、低三種水位檢測(cè)狀態(tài)的信號(hào)輸入端子，Y002為進(jìn)水控制信號(hào)輸出端子。此段梯形圖功能為：清零計(jì)數(shù)器C0(計(jì)數(shù)器C0功能將在后面程序中具體說(shuō)明)，打開(kāi)進(jìn)水閥，開(kāi)始進(jìn)水，同時(shí)根據(jù)設(shè)定的水位，檢測(cè)水位是否到達(dá)設(shè)定水位，如果到達(dá)則激活狀態(tài)S21。此段梯形圖為狀態(tài)S21所對(duì)應(yīng)的功能，主要完成關(guān)閉進(jìn)水閥后延時(shí)2s的功能。延時(shí)時(shí)間到后激活狀態(tài)S22。定時(shí)器T0定時(shí)時(shí)間為2s。此段梯形圖為狀態(tài)S22所對(duì)應(yīng)的功能，狀態(tài)S22主要完成啟動(dòng)洗衣機(jī)滾桶，正轉(zhuǎn)30s，時(shí)間到達(dá)后，激活狀態(tài)S23。Y001為啟動(dòng)信號(hào)輸出端子，Y003為洗衣機(jī)滾筒正轉(zhuǎn)控制信號(hào)輸

23、出端子，定時(shí)器T1定時(shí)時(shí)間為30s。此段梯形圖為狀態(tài)S23所對(duì)應(yīng)的功能，主要完成洗衣機(jī)洗滌時(shí)，滾筒正轉(zhuǎn)30s完成后的停止轉(zhuǎn)動(dòng)2s的功能。定時(shí)器T2定時(shí)時(shí)間為2s。此段梯形圖為狀態(tài)S24所對(duì)應(yīng)的功能，狀態(tài)S24主要完成洗衣機(jī)滾筒反轉(zhuǎn)30s，時(shí)間到后，激活狀態(tài)S25的功能。Y004為洗衣機(jī)滾筒反轉(zhuǎn)控制信號(hào)輸出端子，定時(shí)器T3定時(shí)時(shí)間為30s。此段梯形圖為狀態(tài)S25所對(duì)應(yīng)的功能，完成的主要功能為：洗衣機(jī)滾筒停轉(zhuǎn)2s，同時(shí)判斷洗滌過(guò)程是否已經(jīng)進(jìn)行了5次循環(huán)了，如果沒(méi)有，激活狀態(tài)S22，繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行從狀態(tài)S20到狀態(tài)S25的程序，如果洗滌已經(jīng)完成了5次循環(huán)過(guò)程了，激活狀態(tài)S26。定時(shí)器T4定時(shí)時(shí)間為2s

24、，C0計(jì)數(shù)器用于記錄洗滌循環(huán)次數(shù)，每完成一次洗滌過(guò)程計(jì)數(shù)器C0加1，設(shè)定值為5。此段梯形圖為狀態(tài)S26所對(duì)應(yīng)的功能，該主要功能為：在完成5次洗滌之后，自動(dòng)排水，排完水后激活狀態(tài)S27。Y005為排水控制信號(hào)輸出端子，X006為檢測(cè)排空信號(hào)輸入端子。此段梯形圖為狀態(tài)S27所對(duì)應(yīng)的功能，狀態(tài)S27主要完成排完水后對(duì)衣物進(jìn)行脫水30s，同時(shí)判斷是否對(duì)衣物已經(jīng)清洗了兩遍，如果未達(dá)到兩遍，則再次激活狀態(tài)S20，重復(fù)狀態(tài)S20到S27的程序，如果清洗次數(shù)達(dá)到兩遍后，激活狀態(tài)S28。Y006為脫水控制信號(hào)輸出端子，定時(shí)器T5的定時(shí)時(shí)間為脫水時(shí)間30s。計(jì)數(shù)器C1記錄清洗次數(shù)，設(shè)定值為3，因?yàn)榈谝淮斡?jì)數(shù)器加1

25、并不是清洗過(guò)程，所以要完成兩次清洗，計(jì)數(shù)器C1的設(shè)定值應(yīng)設(shè)為3。此段梯形圖為狀態(tài)S28所對(duì)應(yīng)的功能，此狀態(tài)對(duì)應(yīng)的功能為：在完成上述所有洗滌過(guò)程后自動(dòng)報(bào)警3s，然后回到初始狀態(tài)。Y007為報(bào)警控制信號(hào)輸出端子，定時(shí)器T6定時(shí)時(shí)間為報(bào)警時(shí)間3s。以上所有狀態(tài)工作的條件都是在停止開(kāi)關(guān)未接通的情況下。只要停止開(kāi)關(guān)一接通，則結(jié)束自動(dòng)控制過(guò)程，進(jìn)入手動(dòng)控制階段，手動(dòng)控制主要包括可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水，根據(jù)手動(dòng)輸入信號(hào)決定所完成的控制功能。3.4 系統(tǒng)調(diào)試連接好PLC，打開(kāi)軟件，選定合適的通信端口。首先用軟件遠(yuǎn)程使PLC停止工作，RUN燈熄滅。然后把編好的程序?qū)懭隤LC，再用軟件啟動(dòng)PLC，發(fā)現(xiàn)PL

26、C的RUN指示燈亮，程序運(yùn)行時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕X001，置位狀態(tài)寄存器S20，控制進(jìn)水閥開(kāi)始進(jìn)水。由外部跟定液位信號(hào)，比如選定高水位洗滌，則閉合X003,過(guò)一會(huì)兒再閉合X007，相當(dāng)于已達(dá)到高水位，從而置位S21，S20自動(dòng)復(fù)位，關(guān)閉進(jìn)水，同時(shí)啟動(dòng)T0計(jì)時(shí)器暫停2s。計(jì)時(shí)完畢，T0常開(kāi)點(diǎn)閉合，置位S22，洗衣機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)，并開(kāi)啟T1計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)30s。計(jì)時(shí)完畢，T1常開(kāi)點(diǎn)閉合，置位S23，開(kāi)啟暫停2s的T2計(jì)時(shí)器。計(jì)時(shí)完畢，T2常開(kāi)點(diǎn)閉合，置位S24，控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，同時(shí)開(kāi)啟T3計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)30s。計(jì)時(shí)完畢，T3常開(kāi)點(diǎn)閉合，從而置位S25，開(kāi)啟暫停2s計(jì)時(shí)器T4。計(jì)時(shí)到時(shí)，并啟動(dòng)計(jì)時(shí)器C0，計(jì)數(shù)一次，

27、同時(shí)返回S22，直到計(jì)數(shù)器計(jì)到5次時(shí)，即正反轉(zhuǎn)320s后，置位S26，開(kāi)始排水.當(dāng)排空后，X011有信號(hào)，從而置位S27,啟動(dòng)脫水，并保持排水，同時(shí)開(kāi)啟T5計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)30s。計(jì)時(shí)到時(shí)，T5常開(kāi)點(diǎn)閉合，C1計(jì)數(shù)一次，同時(shí)返回S20，直到C1計(jì)時(shí)3次時(shí)，即反復(fù)洗滌兩次后，C1常開(kāi)點(diǎn)閉合，置位S28，開(kāi)啟報(bào)警電路，揚(yáng)聲器發(fā)出響聲提示洗衣完成，同時(shí)啟動(dòng)T6計(jì)時(shí)器，控制報(bào)警聲3s后停止，之后返回到S0,程序停止。在每一步順序運(yùn)行時(shí)，上一步的狀態(tài)寄存器均自動(dòng)復(fù)位。在程序運(yùn)行中，閉合X2，各狀態(tài)寄存器均無(wú)信號(hào)，通過(guò)選擇手動(dòng)排水和手動(dòng)脫水檔位，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水和手動(dòng)脫水功能。若要實(shí)現(xiàn)輕柔洗功能，需添加X(jué)000作

28、為輕柔洗檔位，把X001設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)洗檔位，輕柔洗的過(guò)程可以通過(guò)一些計(jì)時(shí)器把正反轉(zhuǎn)的時(shí)間設(shè)定的小一些。編程和上述基本類(lèi)似。25結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)將近一周的全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC課程設(shè)計(jì)，讓我們收獲頗豐，不僅熟悉了全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作過(guò)程，同時(shí)了解到了其內(nèi)部硬件電路的構(gòu)成、每部分電路的設(shè)計(jì)等，還學(xué)會(huì)了PLC軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境的使用、各種編程指令的應(yīng)用等。此次軟件編程使用的主要為步進(jìn)指令。步進(jìn)指令簡(jiǎn)單，直觀，易于閱讀，使用它來(lái)控制洗衣機(jī)的工作過(guò)程，很是方便。通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)的鍛煉，讓我們加深了對(duì)PLC的認(rèn)識(shí)和理解，也知道了PLC應(yīng)用于工業(yè)控制的優(yōu)點(diǎn)所在，更重要的是讓我們看到了自己知識(shí)的匱乏，也堅(jiān)定了以后要不斷的學(xué)習(xí)，不斷

29、的向身邊的人虛心請(qǐng)教，同時(shí)要借助于圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)來(lái)擴(kuò)充自己的知識(shí)面的決心。也只有這樣，在以后的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中，自己才能有立足之地，才能有所作為。參考文獻(xiàn)1 董愛(ài)華. 可編程控制器原理及應(yīng)用. 北京：中國(guó)電力出版社，20092 謝文輝,張志芳. PLC應(yīng)用技術(shù)易讀通. 北京：中國(guó)電力出版社，20083 常曉玲. 電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.24 賀哲榮,石帥軍. 流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì)（三菱FX2系列）. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.35 夏路易,石宗義. 電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程.北京：北京希望電子出版社，2002.66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.20077王兆晶.維修電工（高級(jí)）.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.20078熊幸明.工廠電氣控制技術(shù).北京.清華大學(xué)出版社.20059黃凈.電氣控制與可編程