Plc全自動(dòng)洗衣機(jī)蘇州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PLC全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)計(jì) 姓 名： 吳永杰 學(xué) 號(hào)： 1220310114 系 別： 電氣工程系 專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化技術(shù) 班 級(jí)： 12電氣自動(dòng)化1 指導(dǎo)老師： 黃文芳 2013年 5月 8日摘 要 描述了全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)作要求。實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)進(jìn)水、洗滌、排水、脫水、報(bào)警到自動(dòng)停機(jī)的循環(huán)過(guò)程。設(shè)計(jì)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(guò)三菱的F1系列的plc仿真系統(tǒng)模擬出全自動(dòng)洗衣機(jī)的運(yùn)行過(guò)程。此項(xiàng)設(shè)計(jì)對(duì)提高學(xué)生的動(dòng)手能力和幫助學(xué)生對(duì)一些理論知識(shí)的理解都具有積極作用。【關(guān)鍵詞】 PLC 洗衣機(jī) 全自動(dòng) 控制程序器目錄 緒 論11 洗衣機(jī)的類別31.1.1 按自動(dòng)化分類31.2 按結(jié)構(gòu)方式分類32 洗衣機(jī)的主要部件52.1 洗衣機(jī)的電機(jī)52.2 定時(shí)器52.3 進(jìn)水電磁閥52.3.1 工作原理62.3.2 主要性能參數(shù)62.4 排水電磁閥62.4.1 電磁鐵71. 交流電磁鐵72. 直流電磁鐵72.4.2 排水閥82.5 水位開(kāi)關(guān)92.5.1 工作原理92.5.2 水位開(kāi)關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)如表2-2-5102.6 離合器102.6.1 結(jié)構(gòu)和工作原理112.6.2主要技術(shù)參數(shù)113 可編程序控制技術(shù)133.1 PLC的定義及特點(diǎn)133.2 PLC的基本組成及工作原理143.2.1 PLC的基本組成143.3.4 順序功能圖語(yǔ)言154. 三菱FX系列PLC的簡(jiǎn)介154.1 FX系列PLC的特點(diǎn)154.2 FX2N系列PLC174.2 FX系列PLC的內(nèi)部資源185 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用195.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則195.2 PLC控制系統(tǒng)195.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一半步驟206 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)226.1系統(tǒng)硬件分析226.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)的運(yùn)作要求：236.3控制要求：23附錄25結(jié)束語(yǔ)28參考文獻(xiàn)30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)、可靠性強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便、體積小。現(xiàn)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，它以微軟處理器為核心，用編寫(xiě)的程序進(jìn)行邏輯控制、定時(shí)、計(jì)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)洗衣機(jī)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(jì)與調(diào)試、控制系統(tǒng)PLC程序。根據(jù)全自動(dòng)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F1系列PLC的特點(diǎn)有了深入的理解。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)利用了三菱的F1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)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)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(xiě)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)的確點(diǎn)，它是整模塊，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)134 PlC全自動(dòng)洗衣機(jī)網(wǎng)功能。因此該設(shè)計(jì)中采用了PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的工作過(guò)程。 1 洗衣機(jī)的類別 1.1 洗衣機(jī)的分類目前，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。 1.1.1 按自動(dòng)化分類，洗衣機(jī)可分為普通型、半自動(dòng)型、全自動(dòng)型三類。 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)。這種洗衣機(jī)在選定的工作程序內(nèi)由機(jī)電式程序控制器或微電腦程序控制器適時(shí)發(fā)出各種指令，自動(dòng)完成各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，使整個(gè)洗衣過(guò)程自動(dòng)化。1.2 按結(jié)構(gòu)方式分類，洗衣機(jī)可分為單桶、雙桶、套桶三大類。(1) 單桶洗衣機(jī)。單桶洗衣機(jī)自動(dòng)化程度較低，多為簡(jiǎn)易和普通型，少量的為半自動(dòng)型。其主要特點(diǎn)是占地面積小，價(jià)格便宜。（2）雙桶洗衣機(jī)。 雙桶洗衣機(jī)實(shí)際上就是單桶洗衣機(jī)和脫水機(jī)的組合。它的洗衣部分和甩干部分有各自的電動(dòng)機(jī)和定時(shí)器。雙桶洗衣機(jī)功能齊全，使用方便，操作簡(jiǎn)單，省電，省水，價(jià)格適宜，品種多樣。目前，我國(guó)雙桶波輪式洗衣機(jī)占主導(dǎo)地位。雙桶洗衣機(jī)。脫水桶壁上沒(méi)有許多小孔，甩干電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在強(qiáng)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(jī)。 該洗衣機(jī)的特點(diǎn)是內(nèi)、外兩個(gè)立式容器套裝在同一軸心上。波輪式套桶洗衣機(jī)多為全自動(dòng)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(gè)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(jiàn)波輪式套桶洗衣機(jī)是單電機(jī)的，洗滌及脫水工作由離合器控制。洗滌時(shí)波輪轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)可分為波輪式和滾筒式等。（1）波輪式洗衣機(jī)。波輪式洗衣機(jī)是將洗滌衣物浸泡在水中，靠波輪正、反方向的交替轉(zhuǎn)動(dòng)或連續(xù)單方向的轉(zhuǎn)動(dòng)使衣物在水中不斷滾動(dòng)，而達(dá)到洗凈衣物的目的。主要特點(diǎn):洗滌能力強(qiáng)、洗滌時(shí)間短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可調(diào)節(jié)水位、成本低、易維修、易操作。（2）滾筒式洗衣機(jī)。滾筒式洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度高，洗滌性能好，容量大，質(zhì)量高，2 洗衣機(jī)的主要部件2.1 洗衣機(jī)的電機(jī)2.2 定時(shí)器 定時(shí)器是普通型波輪式洗衣機(jī)中的關(guān)鍵部件之一。它主要起兩個(gè)作用：一是控制洗滌電機(jī)和脫水電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的長(zhǎng)短；二是控制電機(jī)預(yù)定的的程序自動(dòng)的實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)的時(shí)間。 普通型輪式洗衣機(jī)，大多采用發(fā)條定時(shí)器。而許多大波輪新水流式洗衣機(jī)使用電動(dòng)式定時(shí)器。2.3 進(jìn)水電磁閥 進(jìn)水電磁閥簡(jiǎn)稱水閥、注水閥。在全自動(dòng)洗衣機(jī)上，以內(nèi)供用水閥來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)注水和停水。它與水位開(kāi)關(guān)相互配合，對(duì)洗衣機(jī)水位高低僅系自動(dòng)控制。2.3.1 工作原理 進(jìn)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(shí)，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(pán)中間的泄壓孔，這時(shí)書(shū)從加壓針孔進(jìn)入控制腔，是進(jìn)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面積，顯然水的壓力越大，鐵芯對(duì)泄孔的封閉壓力越大，封閉越可靠。其水壓低時(shí)，閥的封閉性就差，所以對(duì)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(jìn)水電磁閥的主要性能參數(shù)見(jiàn)表2-2-1表2-2-1 進(jìn)水閥的技術(shù)參數(shù)額定電壓、電氣強(qiáng)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、50Hz2500V、1min27+/-50-800.02-0.80.02-1751002.4 排水電磁閥排水電磁閥是全自動(dòng)洗衣機(jī)特有的電器部件。它是一個(gè)受程序控制的自動(dòng)排水開(kāi)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(dú)立的部件，兩者用排水閥相互連接起來(lái)，在連接板的右端以開(kāi)口銷(xiāo)與電磁鐵動(dòng)鐵心連接，而左端鉤在排水閥的內(nèi)彈簧上。當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，將動(dòng)鐵心往右拉，排水閥就呈打開(kāi)狀態(tài)。此時(shí)盛水桶內(nèi)的洗滌液便能通過(guò)水道和閥門(mén)，從排水孔流出機(jī)外。在連接板上還用螺栓固定著一個(gè)位置可調(diào)的定位套，在動(dòng)鐵心吸合的過(guò)程中，該定位套向右移動(dòng)，撥動(dòng)了離合器上的制動(dòng)桿，為脫水做準(zhǔn)備。當(dāng)電磁鐵失電時(shí)，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(jī)停止排水。同時(shí)，離合器上制動(dòng)桿靠制動(dòng)彈簧的作用恢復(fù)原位，為洗滌漂洗過(guò)程中波輪轉(zhuǎn)動(dòng)做好準(zhǔn)備。2.4.1 電磁鐵電磁鐵有兩種直流和交流，電動(dòng)式程控式（機(jī)械式）全自動(dòng)洗衣機(jī)一般采用交流式電磁鐵，而微電腦程控器式（電腦式）全自動(dòng)洗衣機(jī)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(shí)被磁化，相對(duì)的兩個(gè)面上產(chǎn)生了異名磁極這種吸引力使銜鐵向磁心運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)拉桿將閥打開(kāi)。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(shí)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、噪音低和安全性能高等優(yōu)點(diǎn)，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(dòng)開(kāi)關(guān)控制這兩組線圈的工作。線圈和鐵心用環(huán)氧樹(shù)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(shí)，連接板抵在排水拉桿上，這時(shí)內(nèi)彈簧的彈力對(duì)排水閥來(lái)說(shuō)是內(nèi)力，對(duì)排水閥不起作用。排水時(shí)，電磁鐵通電，動(dòng)鐵心被吸入，牽引排水閥連接拉桿拉動(dòng)內(nèi)彈簧，同時(shí)連接板上的定位套推動(dòng)制動(dòng)桿使處于脫水狀態(tài)。只要連接板的左端一離開(kāi)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(dāng)內(nèi)彈力的拉力（即連接不能的拉力）大于外彈簧的彈力時(shí)，外彈簧被壓縮，帶動(dòng)橡膠閥向右移動(dòng)，把閥拉離閥座，排水開(kāi)始。這些動(dòng)作都是在電磁鐵得電的瞬間完成的。因?yàn)閮?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(shí)，內(nèi)彈簧已有了一定的預(yù)緊力，因而在牽引排水過(guò)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(dòng)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(kāi)啟量時(shí)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(kāi)啟量。2.5 水位開(kāi)關(guān) 水位開(kāi)關(guān)也叫壓力開(kāi)關(guān)，是一種氣壓式電觸點(diǎn)開(kāi)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(lái)控制進(jìn)水閥的開(kāi)啟和關(guān)閉。此外，它還負(fù)責(zé)進(jìn)水與洗滌之間的轉(zhuǎn)換。2.5.1 工作原理 水位開(kāi)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(kāi)關(guān)部分由中間的的一組觸電、簧片及開(kāi)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(kāi)關(guān)的氣室經(jīng)過(guò)軟管與洗衣機(jī)外筒連接起來(lái)。平時(shí)，橡皮膜處于平衡狀態(tài)，當(dāng)水注進(jìn)外筒后，水首先將貯氣室封閉起來(lái)，一部分的空氣來(lái)不及跑出而被封閉在貯氣室里。由于貯氣室與水位開(kāi)關(guān)的氣室間用壓力軟管相連通，貯氣室的壓力也就與水位開(kāi)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(kāi)關(guān)氣室間的空氣不斷的被壓縮，隨之壓強(qiáng)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(dāng)水注到預(yù)定的水位時(shí)，氣室內(nèi)的壓力也升高到一定值。當(dāng)它足以克服壓力彈簧通過(guò)頂心作用加在彈簧片上的力時(shí)，就推動(dòng)簧片向上移動(dòng)。當(dāng)簧片移動(dòng)預(yù)定位置后，開(kāi)關(guān)下壓簧將推動(dòng)動(dòng)簧片彎到另一個(gè)方向，從而使動(dòng)簧片上的公共觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)分離，而與常開(kāi)觸點(diǎn)接觸，這樣就向程控器發(fā)出了“水位已到”的信號(hào)，由程控器來(lái)控制進(jìn)水電磁閥關(guān)閉，隨即進(jìn)入洗滌程序 當(dāng)完成洗衣程序后，程控器向排水電磁鐵發(fā)出信號(hào)，排水閥開(kāi)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(shí)動(dòng)彈簧又彎向上方，常開(kāi)與常閉觸點(diǎn)都恢復(fù)原位，等待下一個(gè)進(jìn)水程序，此時(shí)水位開(kāi)關(guān)雖然復(fù)位，但并不影響洗衣機(jī)繼續(xù)排水。 旋轉(zhuǎn)凸輪使杠桿上下移動(dòng)，從而改變壓力彈簧的壓縮程度。如果壓力彈簧的壓縮長(zhǎng)度大，則壓力氣室內(nèi)的壓力要高一些才能將動(dòng)簧片推到預(yù)定位置，以此達(dá)到控制水位的目的。2.5.2 水位開(kāi)關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)如表2-2-5表2-2-5 水位開(kāi)關(guān)的主要技術(shù)參數(shù)配用程序控制器電氣強(qiáng)度(交流)額定電壓 （V）額定電流（A）氣密性（kPa）接觸電阻（歐）絕緣電阻 （兆歐）電動(dòng)式程序控制器1.525037.6 1min1002500微電腦式程序控制器0.0162.6 離合器 減速離合器就是全自動(dòng)洗衣機(jī)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(jī)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(dòng)洗衣機(jī)在洗滌、排水和脫水之間是自動(dòng)轉(zhuǎn)換的，這些轉(zhuǎn)換由排水電磁閥和制動(dòng)桿來(lái)控制。當(dāng)排水電磁鐵吸合時(shí)，定位套就想上運(yùn)動(dòng)一段距離，使得制動(dòng)桿克服制動(dòng)彈簧的作用力被推向上方，制動(dòng)彈簧的中心軸做逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，連接在制動(dòng)桿另一端的剎車(chē)被迫向下移動(dòng)，與脫水軸上的剎車(chē)盤(pán)產(chǎn)生間隙，脫水因此失去控制，也就可以順利的進(jìn)行脫水轉(zhuǎn)動(dòng)了。同時(shí)，制動(dòng)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(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，于是棘爪拾起，放松了對(duì)棘輪的限制，這樣被棘輪扭轉(zhuǎn)一個(gè)小角度的方絲離合簧雜自身彈力的作用下恢復(fù)原來(lái)的位置，抱緊離合套。當(dāng)大皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(jìn)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(dòng)功率：200W 額定洗滌力矩：12.5N.m；洗滌傳動(dòng)比：5.2：1 脫水傳動(dòng)比:1:1輸出啟動(dòng)力矩:<0.45N.m 脫水軸正轉(zhuǎn)啟動(dòng)力矩：15N.m;脫水軸正轉(zhuǎn)制動(dòng)力矩：3-6N.m 脫水軸反轉(zhuǎn)制動(dòng)力矩:15N.m制動(dòng)桿開(kāi)啟力矩：<35N.m 脫水制動(dòng)時(shí)間：<10 sTYPEUNIFHXY26AO403WHXY26AO406WHXY26AO409WHXY26AO412WHXY26AO424WMin. Sound Output at 10cmdB8383838383Rated voltageVDC3691224Operating VoltageVDC2.53.54.57.57119152028Resonant FrequencyHz400100400100400100400100400100Max. Current onstimptionmA3030303030Tone natureContinuousContinuousContinuousContinuousContinuousQperating Temperature-20+60-20+60-20+60-20+60-20+60Storage Temperature-30+70-30+70-30+70-30+70-30+70Weightg1212121212 3 可編程序控制技術(shù) 3.1 PLC的定義及特點(diǎn) 3.1.1 PLC的定義 可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)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(jì)，它采用可編程序的儲(chǔ)存器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過(guò)數(shù)字式、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?？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(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則而設(shè)計(jì)。 3.1.2 PLC的特點(diǎn) PLC時(shí)綜合繼電器接觸器控制的優(yōu)點(diǎn)及計(jì)算機(jī)的靈活、方便的優(yōu)點(diǎn)而設(shè)計(jì)制造和發(fā)展的，這就使PLC具有許多其它控制器無(wú)法相比的特點(diǎn)。（1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（2） 通用性強(qiáng)，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(yǔ)言簡(jiǎn)單、易學(xué)、便于掌握（5） 系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短（6） 對(duì)生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)（7） 安裝簡(jiǎn)單、調(diào)試方便、維護(hù)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RAMI/O接口外圍設(shè)備電源模塊通信接口計(jì)算機(jī)或其它PLC 主機(jī)圖3-1 PLC硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖在圖3-1中，PLC的主機(jī)由微處理器（CPU）、傳感器（EPROM、RAM）、輸入/輸出模塊、外設(shè)I/O接口、通信接口及電源組成。對(duì)于整體式的PLC，這些部件都在同一個(gè)極殼內(nèi)。而對(duì)于模塊式結(jié)構(gòu)的PLC，個(gè)部件獨(dú)立封裝，稱為模塊，個(gè)模塊通過(guò)機(jī)架和電纜連接在一起。主機(jī)內(nèi)的各個(gè)部分均通過(guò)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(shí)際控制對(duì)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(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行控制。 CPU的具體作用如下：1. 接受、存儲(chǔ)用戶程序2. 以掃描方式接收來(lái)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(chǔ)區(qū)。執(zhí)行監(jiān)控程序和用戶程序。悉數(shù)字電路的人比較容易掌握。3.3.4 順序功能圖語(yǔ)言 順序功能圖常用來(lái)編制控制類程序，可以將一個(gè)復(fù)雜的控制過(guò)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(jiǎn)介4.1 FX系列PLC的特點(diǎn)(1) 先進(jìn)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(diǎn)，它的基本單元、擴(kuò)展單元和擴(kuò)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(gè)整齊的長(zhǎng)方體。 其體積小，很適于在電機(jī)一體化產(chǎn)品中使用。(2) 多種系列機(jī)型供用戶選擇 FX0s、FX0和外觀相似，其性能和價(jià)格上還是有某些差別（見(jiàn)表）型號(hào)條點(diǎn)數(shù)步進(jìn)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內(nèi)附步強(qiáng)有FX2N的功能最強(qiáng)，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(fèi)，使用戶用最少的投資來(lái)滿足系統(tǒng)的要求。（）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(hào)的FX系列PLC外，還可以選用各種擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊，組成不同I/O點(diǎn)和不同功能的控制系統(tǒng)。4.2 FX2N系列PLCFX2N是FX系列中功能最強(qiáng)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(kuò)展單元如表所示。用戶存儲(chǔ)器容量可擴(kuò)展到步。點(diǎn)最大可擴(kuò)展到點(diǎn)。它有條基本指令，基本指令的執(zhí)行速度超過(guò)了很多大型。有多種特殊功能模塊，使用特殊功能模塊和功能擴(kuò)展板，可實(shí)現(xiàn)模擬控制位置控制和聯(lián)網(wǎng)通信等功能。有多點(diǎn)輔助繼電器、點(diǎn)狀態(tài)繼電器、200點(diǎn)16位加計(jì)數(shù)器、35點(diǎn)32位加/減計(jì)數(shù)器、800多點(diǎn)16位數(shù)據(jù)寄存器、128點(diǎn)跳步指針、15點(diǎn)中斷指針。這為應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)提供了豐富的資源。表4-4-2 FX2N系列PLC基本單元擴(kuò)展模塊繼電器輸出可用點(diǎn)數(shù)型號(hào)可控硅輸出晶體管輸出輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)FX2N-16MR-00124-32FX2N-16MR-00188FX2N-32MR-00124-32FX2N-32MR-001FX2N-32MR-0011616FX2N-48MR-00148-64FX2N-48MR-001FX2N-48MR-0012424X2N-64MR-00148-64X2N-64MR-001X2N-64MR-0013232FX2N-80MR-00148-64FX2N-80MR-001FX2N-80MR-0014040FX2N-128MR-001 FX2N-128MR-006464 4.2 FX系列PLC的內(nèi)部資源 FX系列PLC的內(nèi)部有CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口單元等硬件資源，按存儲(chǔ)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(shí)器、計(jì)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(jì)與應(yīng)用5.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控制對(duì)象（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)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(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：（1） 最大限度的滿足被控對(duì)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(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)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(jìn)，在選擇PLC容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)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(diǎn)：（1） 選擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)和傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器和信號(hào)燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)、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(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)其重要作用。（3） 分配I/O點(diǎn)，繪制電氣連接接口圖，考慮必要的安全保護(hù)措施。（4） 設(shè)計(jì)控制程序。包括設(shè)計(jì)梯形圖、程序清單或控制系統(tǒng)流程圖。（5） 必要時(shí)還需設(shè)計(jì)控制臺(tái)。（6） 編制系統(tǒng)的技術(shù)文件，包括說(shuō)明書(shū)、電氣圖及電氣元件明細(xì)表等。5.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一半步驟設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的一半設(shè)計(jì)步驟如圖5-1所示 圖5-1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟6 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)6.1系統(tǒng)硬件分析全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作過(guò)程包括啟動(dòng)、進(jìn)水、洗滌、排水和脫水等功能。在實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程中，各種采用信息都是通過(guò)控制中心進(jìn)行各種判斷、比較和選擇，在經(jīng)信息線路反饋給洗衣機(jī)各控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，決定洗衣機(jī)的工作狀態(tài)。如圖4-1所示，由PLC控制洗衣機(jī)各種動(dòng)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(kāi)關(guān)是PLC的輸入信號(hào)控制開(kāi)關(guān)、進(jìn)水閥、排水閥和電機(jī)是洗衣機(jī)各種動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中進(jìn)水閥和排水閥由PLC給定信號(hào)來(lái)決定其工作狀態(tài)；電機(jī)的工作狀態(tài)也由可知中心PLC給定信號(hào)來(lái)決定，而電機(jī)的正反狀態(tài)直接決定了洗衣機(jī)的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。另外由于洗衣機(jī)工作過(guò)程是順序過(guò)程，所以利用PLC作為洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)是可行的。6.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)的運(yùn)作要求：波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）上以同一個(gè)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(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電閥和排水電閥控制。進(jìn)水時(shí)，控制系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開(kāi)，將水注入外桶，排水時(shí)，使排水閥打開(kāi)，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌和脫水由同一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)，通過(guò)電磁離合器來(lái)控制，將動(dòng)力傳遞給洗滌波輪或甩干桶（內(nèi)桶）。電磁離合器失電，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)洗滌波輪實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)進(jìn)行洗滌；電磁離合器得電，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶單向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行甩干（此時(shí)波輪不轉(zhuǎn)）。水位高低分別由高低水位開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢測(cè)。啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。6.3控制要求：?jiǎn)?dòng)時(shí)：首先進(jìn)水，到高水位時(shí)停止進(jìn)水，開(kāi)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(kāi)始排水，當(dāng)水位下降到低水位時(shí)，進(jìn)行脫水（同時(shí)排水），脫水時(shí)間為10s。這樣完成完成一次從進(jìn)水到脫水的大循環(huán)過(guò)程。 經(jīng)過(guò)3次上述大循環(huán)后（第2、3次為漂洗），進(jìn)行洗衣完成報(bào)警，報(bào)警10s后結(jié)束全過(guò)程，自動(dòng)停機(jī)。 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(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序圖它本身具有一定特色： 首先，整個(gè)工作程序所需的時(shí)間約50分鐘左右。 其次，洗滌時(shí)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(gè)程序有三次循環(huán)，每一循環(huán)過(guò)程都改變洗滌物的洗凈度。 M8002 SET S0 ZRST S20 S30 X0 S0 STL SET S20 S20 X3 STL （Y0） SET S21 S21 STL (Y1) (Y0 K150) T0 SET S22 S22 STL （T1 K30） T1 SET S23 S23 STL （Y2） （T2 K150） T2 SET S24 S24 （T3 K30） STL （C0 K30） T2 C0 SET S21 T2 C0 SET S25 S25 X4 （Y3） STL X4 SET S26 S26 （Y4） STL （Y3） （T4 K100） （C1 K3） T4 C1 SET S20 T4 C1 SET S27 S27 （Y5） STL （T5 K100） T5 RSE Y5 RES END結(jié)束語(yǔ) 大學(xué)的生活也許將要以此作為結(jié)束了，但大學(xué)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(yuǎn)也不能結(jié)束。大學(xué)給了我一個(gè)追求輝煌的夢(mèng)想。而我就在這個(gè)夢(mèng)想下努力的朝著她飛翔！ 大學(xué)三年的時(shí)間大多在學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)知識(shí)，實(shí)踐的并不是太多。經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，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(huì) 到理論知識(shí)的重要性，知識(shí)掌握得越扎實(shí)，設(shè)計(jì)的就更全面、更順利、更好。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)針對(duì)性地查找資料，了解有關(guān)PLC方面的資料，即增長(zhǎng)了自己的知識(shí)面，補(bǔ)充最新的專業(yè)知識(shí)，又提高了自己的應(yīng)用能力。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)以前學(xué)過(guò)的理論知識(shí)起到了很好的回顧作用，現(xiàn)在通過(guò)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)黨風(fēng)畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我很好的運(yùn)用了PLC、單片機(jī)方面的知識(shí)，對(duì)其加以進(jìn)一步消化和鞏固，并知道兩者在洗衣機(jī)控制中的不同。 在做這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中使我學(xué)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(huì)使自己更加的成長(zhǎng)，沒(méi)有學(xué)習(xí)就不可能有實(shí)踐的能力，沒(méi)有自己的實(shí)踐就不會(huì)有所突破，希望這次的經(jīng)歷能讓我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)生活中不斷成長(zhǎng)與進(jìn)步。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)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(xiàn)1 中國(guó)家用電器研究所。家用電器時(shí)尚消費(fèi)，200220032 王春剛。洗衣機(jī)的特點(diǎn)和原理。北京：農(nóng)村讀物出版社，20023 吳存宏。淺談PLC在全自動(dòng)洗衣機(jī)中運(yùn)用。J家用電器科技，20044 余雷聲，方宗達(dá)等編。電氣控制與PLC應(yīng)用。 北京;機(jī)械工業(yè)出版社，19965 鄧則明。 電器與可編程序控制器的應(yīng)用技術(shù)。 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19986 韓服善，張石平。全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制傳統(tǒng)設(shè)計(jì)J家用電器。消費(fèi)，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(jì)技術(shù)。 北京：冶金工業(yè)出版社，200134