第一篇：基于FX2N三菱PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)概要

實(shí)訓(xùn)(論文 說明書

題 目：全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC 控制系統(tǒng) 系 別：機(jī)電工程系 專 業(yè)：機(jī)械電子工程 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 題目類型： 軟件開發(fā)

2013年12月30日 摘 要

本文主要介紹了基于三菱FX2N 系列PLC 的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，包括總體設(shè)計(jì)思想、原理分析、電氣設(shè)計(jì)等內(nèi)容, 全面地闡述了設(shè)計(jì)方案。實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)有多種，可以采用早期的模擬電路、數(shù)字電路或模數(shù)混合電路。近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)、PLC 的應(yīng)用不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)了傳統(tǒng)控制檢測技術(shù)的不斷更新。本文采用三菱公司生產(chǎn)的FX2N-24MR 型PLC 作為可編程控制器進(jìn)行全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、工作流

程圖、電路原理圖、程序梯形圖、輸入輸出接口功能表以及元器件目錄表等，同時(shí)對程序進(jìn)行了GT Desinger2觸摸屏軟件的模擬調(diào)試，驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)的可行性。

關(guān)鍵詞：PLC ；PLC 程序設(shè)計(jì)；可編程控制器；全自動(dòng)洗衣機(jī) Abstract This article mainly introduced the automatic washing machine control system based on mitsubishi FX2N series PLC, including the overall design idea, principle analysis, electrical design, such as content, comprehensively expounds the design scheme.To realize fully automatic washing machine control system has a variety of, can adopt the earlier analog digital circuit, or hybrid modulus.In recent years, with the rapid development of science and technology, the application of single-chip computer, PLC constantly going deeper, at the same time the traditional control test technology constantly updated.This article produced by mitsubishi FX2N-24 Mr PLC programmable controller as the fully automatic washing machine control system design, and design the system structure, work flow chart, circuit principle diagram and ladder diagram program, input and output interface function table and components such as catalogue, at the same time, the program is simulated debugging, verify feasibility of this design.Key words: PLC ；The PLC program design；Programmable Logic Controller；Fully automatic washing machine 目 錄

引言...........................................................1 1 緒論........................................................1 1.1 設(shè)計(jì)背景..............................................................1 1.2 PLC簡介..............................................................1

1.2.1 PLC 的定義..........................................................1 1.2.2 PLC 的特點(diǎn)..........................................................1 2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理和控制要求............................2 2.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理..........................................2 2.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求和工作流程......................................3 3 全自動(dòng)洗衣機(jī)的硬件設(shè)計(jì).............................................4 3.1 元器件的選擇..........................................................5 3.2 電路設(shè)計(jì)..............................................................5 4 全自動(dòng)洗衣機(jī)的軟件設(shè)計(jì).............................................6 4.1 PLC的輸入輸出接口分配................................................6 4.2 梯形圖設(shè)計(jì)............................................................7 5 GT Designer3軟件的仿真模擬................................10 5.1 GT Designer3觸摸屏畫面的設(shè)計(jì)........................................10 5.2 PLC與GT Desinger3之間的通訊.........................................13 6 總結(jié)......................................................13 謝辭..........................................................15 參考文獻(xiàn)......................................................16 附錄..........................................................17 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院實(shí)訓(xùn)（論文）說明書

引言

目前中國洗衣機(jī)市場正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場潛力巨大，人們對于洗衣機(jī)的要求也越來越高，目前的洗衣機(jī)主要有強(qiáng)弱洗滌功能、進(jìn)排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能、暫停等七大功能，在許多方面還不能達(dá)到人們的需求。這就要求設(shè)計(jì)者們有更高的專業(yè)和技術(shù)水平，能夠提出更多好的建議和新的課題，將人們的需要變成現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)出更節(jié)能、功能更全面、更人性化的全自動(dòng)洗衣機(jī)。目前的洗衣機(jī)都沒有實(shí)現(xiàn)全方面的兼容，大多洗衣的廠家都注重各自品牌的洗衣機(jī)的特長，突出一兩個(gè)與別的洗衣機(jī)不同的個(gè)性化的功能，洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能是PLC 控制實(shí)現(xiàn)的，控制功能靈活，因此，設(shè)計(jì)出基于PLC 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

本設(shè)計(jì)采用物美價(jià)廉的三菱PLC 為控制核心, 為保證洗衣機(jī)及人身安全, 設(shè)計(jì)了蜂鳴報(bào)警電路。功率驅(qū)動(dòng)電路由可控硅實(shí)施對電動(dòng)機(jī), 進(jìn)水閥, 排水閥的控制。使全自動(dòng)洗衣機(jī)能更加智能化, 更加完善。緒論 1.1 設(shè)計(jì)背景

從古至今，洗衣服都是一項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)。隨著時(shí)代的進(jìn)步，手搖洗衣機(jī)、蒸汽洗衣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)相繼出現(xiàn)，到了20世紀(jì)末，電動(dòng)洗衣機(jī)已走進(jìn)千家萬戶，解放了人們的雙手。隨著科技的迅速發(fā)展，微電腦控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)的出現(xiàn)引領(lǐng)了新的發(fā)展方向，使洗衣更加智能化。

全自動(dòng)洗衣機(jī)的特點(diǎn)是能自動(dòng)完成洗滌，漂洗和脫水的轉(zhuǎn)換，整個(gè)過程不需要人工操作。這類洗衣機(jī)均采用套筒式結(jié)構(gòu)，其進(jìn)水，排水都采用電磁閥，由程序控制器按人們預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序不斷發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行器件動(dòng)作，整個(gè)洗衣過程自動(dòng)完成。

1.2 PLC簡介

1.2.1 PLC的定義

可編程控制器（PLC）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)。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?？傊?，可編程控制器是一臺專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，它是將傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、繼電器技術(shù)和通信技術(shù)相融合而發(fā)展起來的一種新型的控制裝置。在具體的國內(nèi)工業(yè)應(yīng)用中，由于它不是針對某一具體的工業(yè)應(yīng)用，因此它的硬件應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要來進(jìn)行配置，其軟件則根據(jù)控制要求進(jìn)行編寫。

1.2.2 PLC的特點(diǎn)

（1）可靠性高。PLC 作為一種通用的工業(yè)控制器，對工作的環(huán)境要求較低，抗外部干擾能力強(qiáng)，平均無故障時(shí)間長。

（2）使用方便靈活。PLC 采用了基本單元擴(kuò)展或者是模塊化的結(jié)構(gòu)形式，因此，輸

入/輸出信號的數(shù)量、形式、驅(qū)動(dòng)能力等都可以根據(jù)實(shí)際控制要求進(jìn)行選擇與確定，而且在需要時(shí)可以隨時(shí)更換。近年來，PLC 的特殊模塊增多，這些可以滿足不同的控制要求，使PLC 的使用更加靈活與多變。

（3）編程方法簡單易學(xué)。PLC 的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在它采用了獨(dú)特的、多種面向廣大工程設(shè)計(jì)人員的編程語言，如指令表、梯形圖、邏輯功能圖、順序功能圖等，程序簡潔明了，適合各類技術(shù)人員的傳統(tǒng)習(xí)慣，即使是沒有計(jì)算機(jī)知識的人員也很容易掌握。

（4）功能強(qiáng)，性價(jià)比高。一臺小型可編程控制器內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件。有很強(qiáng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制要求。與相同功能的繼電

器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價(jià)格比?？删幊炭刂破骺梢酝ㄟ^通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制，集中管理。

（5）維修方便?？删幊炭刂破鞯墓收下屎艿?，且有完善的自診斷和顯示功能。可編程控制器或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)可編程控制器上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故障。全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理和控制要求 2.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

本全自動(dòng)洗衣機(jī)為波輪式套筒洗衣機(jī)，由洗滌、脫水系統(tǒng)，進(jìn)、排水系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，PLC 控制系統(tǒng)等部分組成。其結(jié)構(gòu)如下圖2.1所示：

圖2-1 波輪式套筒洗衣機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

波輪式套筒洗衣機(jī)的工作原理：洗衣機(jī)的盛水桶和脫水桶是以同一軸心安放的。盛

水桶外桶固定，作盛水用；內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水用。內(nèi)桶上有很多小孔，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控制。進(jìn)水時(shí)，通過控制系統(tǒng)進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到桶內(nèi)。排水時(shí)，通過控制系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波輪正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過控制系統(tǒng)將離合器合上，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。洗滌水位浮球開關(guān)用來檢測是否到達(dá)洗滌水位，水排空浮球開關(guān)用來檢測水是否全部排出。啟動(dòng)按鈕（開始洗滌按鈕）啟動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)行洗衣，手動(dòng)脫水按鈕用來直接選擇脫水模式，手動(dòng)停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的暫停和停止。2.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求和工作流程

本全自動(dòng)洗衣機(jī)要求能實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)控制”和“手動(dòng)控制”兩種控制方式。

1、自動(dòng)控制：

（1）按下啟動(dòng)鍵，進(jìn)行10秒時(shí)間的選擇，若選擇脫水，則進(jìn)行脫水工作；否則10秒時(shí)間到，進(jìn)水閥門打開，冼衣桶開始進(jìn)水；

（2）水位到達(dá)上限，上限開關(guān)按下，則進(jìn)水閥燈滅，表示水已經(jīng)注滿；冼衣波輪開 始旋轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)方向5秒，停2秒，右轉(zhuǎn)方向5秒，再停2秒，周而復(fù)始循環(huán)運(yùn)行3次，波輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，排水閥燈亮，開始排水；

（3）水位到達(dá)下限位，下限開關(guān)按下，甩干桶指示燈亮，甩干桶開始工作20秒；20秒后又開始進(jìn)水，系統(tǒng)進(jìn)行 附 錄 附錄一：程序指令表

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第二篇：全自動(dòng)洗衣機(jī)三菱PLC控制程序

說明：

X2 急停按鈕 M5 運(yùn)行指示燈

X3、x4、x5 高、中、低水位選擇 X1 全自動(dòng)洗衣開始

Y1 進(jìn)水閥

到達(dá)預(yù)定水位后 停2s時(shí)間然后開始正轉(zhuǎn)洗衣 Y3正轉(zhuǎn)（演示用所以設(shè)為3s）Y4反轉(zhuǎn) 反復(fù)5遍

Y5 放水

X6 放空檢測信號 Y6脫水

2遍 Y7 洗好 X12 手動(dòng)放水 X13 手動(dòng)脫水

第三篇：基于三菱PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要

目前中國洗衣機(jī)市場正進(jìn)入更新?lián)Q代期，市場潛力巨大，人們對于洗衣機(jī)的要求也越來越高，目前的洗衣機(jī)主要有強(qiáng)弱洗滌功能、進(jìn)排水系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷功能、暫停等七大功能，在許多方面還不能達(dá)到人們的需求。這就要求設(shè)計(jì)者們有更高的專業(yè)和技術(shù)水平，能夠提出更多好的建議和新的課題，將人們的需要變成現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)出更節(jié)能、功能更全面、更人性化的全自動(dòng)洗衣機(jī)。目前的洗衣機(jī)都沒有實(shí)現(xiàn)全方面的兼容，大多洗衣的廠家都注重各自品牌的洗衣機(jī)的特長，突出一兩個(gè)與別的洗衣機(jī)不同的個(gè)性化的功能，洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能是PLC控制實(shí)現(xiàn)的，控制功能靈活，因此，設(shè)計(jì)出基于PLC全自動(dòng)洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

本設(shè)計(jì)采用物美價(jià)廉的三菱為控制核心,為保證洗衣機(jī)及人身安全,設(shè)計(jì)了蜂鳴報(bào)警電路。功率驅(qū)動(dòng)電路由可控硅實(shí)施對電動(dòng)機(jī),進(jìn)水閥,排水閥的控制。為方便讀者更快地了解,熟悉本設(shè)計(jì),作為基礎(chǔ)知識,還介紹了與全自動(dòng)洗衣機(jī)有關(guān)的一些常見的PLC基本功能,使全自動(dòng)洗衣機(jī)能更加智能化,更加完善。關(guān)鍵詞：PLC，洗衣機(jī)，梯形圖

I

目錄

摘要..........................................................................I 1 洗衣機(jī)的概述...............................................................1

1.1洗衣機(jī)的分類...........................................................1

1.1.1 按結(jié)構(gòu)形式劃分......................................................................................................................1 1.1.2 按洗滌方式與結(jié)構(gòu)原理劃分...............................................................................................1 1.1.3 按自動(dòng)化程度分為.................................................................................................................1 1.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的介紹.....................................................2 2 三菱PLC洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求.............................................3

2.1控制要求...............................................................3 2.2解決思路...............................................................4 3 軟件設(shè)計(jì)...................................................................4

3.1 洗衣機(jī)工作流程圖.......................................................4 3.2可編程控制器的基本指令.................................................5 3.3 梯形圖設(shè)計(jì)............................................................11 4 調(diào)試與檢測................................................................14

4.1 程序傳送.............................................................14 4.2 監(jiān)控／測試...........................................................14 4.3 I/O地址分配與接線圖..................................................14 參考文獻(xiàn).....................................................................16 附錄 總梯形圖................................................................17

II 洗衣機(jī)的概述

1.1洗衣機(jī)的分類

1.1.1 按結(jié)構(gòu)形式劃分

洗衣機(jī)按結(jié)構(gòu)形式分為：單桶、雙桶、多桶型。1.1.2 按洗滌方式與結(jié)構(gòu)原理劃分

按洗滌方式和結(jié)構(gòu)原理分類，可以分為如下幾種：

（1）滾筒式洗衣機(jī)：衣物半浸沒于水中，滾筒作有規(guī)律的間歇的正反轉(zhuǎn)動(dòng)，靠滾筒內(nèi)凸起把衣物帶至高處再跌下，起揉搓作用，然后進(jìn)行洗滌。其類型有：a、前裝式滾筒洗衣機(jī)；b、頂裝式滾筒洗衣機(jī)。

（2）波輪式（渦卷式）洗衣機(jī)也稱日本式洗衣機(jī)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，操作方便，耗電量少，洗凈率高。缺點(diǎn)：漂洗衣物不均勻，損衣率高。

（3）攪拌式或擺動(dòng)式洗衣機(jī)：洗衣機(jī)有一根主柱，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)擺動(dòng)葉繞定軸作周期往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次轉(zhuǎn)動(dòng)角度小于360度，通過旋轉(zhuǎn)的力度來達(dá)到洗滌衣物的效果其他形式有：噴流式、噴射式、振動(dòng)式等，市場上比較少見。1.1.3 按自動(dòng)化程度分為

按自動(dòng)化程度分為如下幾種：

（1）普通型洗衣機(jī)：攪拌動(dòng)作為電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及?？慷〞r(shí)器控制，而進(jìn)水、排水、脫水等完全手動(dòng)。

（2）半自動(dòng)型洗衣機(jī)：a 半自動(dòng)單筒型：洗滌、漂洗、進(jìn)出水均自動(dòng)按設(shè)定程序與時(shí)間進(jìn)行，沒有脫水機(jī)。b 半自動(dòng)雙筒型：由洗滌、脫水兩部分組成。先自動(dòng)完成洗滌、漂洗。再由人工把洗凈的衣物放入甩干桶中脫水。

（3）全自動(dòng)型洗衣機(jī)：可按選定的工作程序自動(dòng)完成洗滌、漂洗、脫水、甩干、進(jìn)水、排水等動(dòng)作，無看管。其類型有：a 機(jī)械全自動(dòng)型：由電動(dòng)程控器控制。b 電腦全自動(dòng)型：由電腦程控器控制。

1.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的介紹

全自動(dòng)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，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩水）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(shí)，通過電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位開關(guān)分別用來檢測高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)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(dòng)排水。

它能實(shí)現(xiàn)的功能有：首先系統(tǒng)處于初始狀態(tài)時(shí)，按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開關(guān)，開始進(jìn)水，水滿（即水位到達(dá)高低）時(shí)停止進(jìn)水。2秒后開始洗滌，洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)15秒后暫停，暫停3秒后開始反轉(zhuǎn)洗滌，反轉(zhuǎn)洗滌15秒后暫停，暫停3秒。如此循環(huán)3次，總共180秒后開始排水，排空后（水位下降到低位）開始脫水并繼續(xù)排水。脫水10秒即完成一次從進(jìn)水到脫水的工作循環(huán)過程。若未完成3次大循環(huán)，則返回從進(jìn)水開始的全部動(dòng)作，進(jìn)行下一次大循環(huán)；若完成了3次大循環(huán)，則進(jìn)行洗完報(bào)警。報(bào)警10秒結(jié)束全部過程，自動(dòng)停機(jī)。此外按排水按鈕可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水；按停車按扭可停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。全自動(dòng)洗衣機(jī)的實(shí)物示意圖如下圖1.1所示。

進(jìn)水口啟動(dòng)按鈕停止按鈕排水按鈕控制器高水位開關(guān)內(nèi)桶外桶低水位開關(guān)排水口波盤洗滌電機(jī)

圖1.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的實(shí)物示意圖

全自動(dòng)洗衣機(jī)有各種洗滌程序,可供自由選擇,工作時(shí)間可任意調(diào)節(jié)(洗滌0～16分鐘,脫水0～5分鐘)而且工作狀態(tài)及洗、脫時(shí)間在面板都有顯示,能自動(dòng)處理脫水不平衡(具有各種故障和高低電壓自動(dòng)保護(hù)功能),工作結(jié)束或電源故障會(huì)自動(dòng)斷電,無需看管,確保安全。它還具有浸泡,手洗水流功能。它省時(shí)省力，操作簡單，非常方便的適用于人們的日常生活中，給人們帶來了更多的好處。三菱PLC洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

本設(shè)計(jì)采用三菱PLC對洗衣機(jī)的工作流程進(jìn)行控制，使其實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗衣機(jī)的功能。

2.1控制要求

（1）按下啟動(dòng)按鈕SB1，進(jìn)水電磁閥打開，進(jìn)水指示燈亮（HL1點(diǎn)亮）；

（2）進(jìn)水到達(dá)水位上限（按上限按鈕），進(jìn)水電磁閥關(guān)閉（HL1熄滅）。波輪電動(dòng)機(jī)進(jìn)行攪拌，開始洗滌，按照正轉(zhuǎn)15s→停3s→反轉(zhuǎn)15s→停3s的順序反復(fù)進(jìn)行30次；（3）洗滌過程結(jié)束，排水電磁閥打開（HL2點(diǎn)亮），開始自動(dòng)排水；

（4）排水到達(dá)水位下限（按下下限按鈕），排水電磁閥關(guān)閉（HL2熄滅）。排水電磁閥關(guān)閉2s后，進(jìn)水電磁閥打開（HL1點(diǎn)亮），開始第二次洗滌，并重復(fù)（1）~（4）的步驟；

（5）洗滌過程完成3次（第三次按下限按鈕）時(shí)，開始甩干（甩干電動(dòng)機(jī)工作）；洗衣機(jī)在甩干的同時(shí)自動(dòng)排水;（6）甩干與排水過程中共同進(jìn)行10s后，同時(shí)結(jié)束，排水電磁閥關(guān)閉（HL2熄滅）。蜂鳴器HA進(jìn)行蜂鳴報(bào)警（0.5s通，0.5s斷），提示洗滌過程結(jié)束，直到按下停止按鈕停止蜂鳴。

2.2解決思路

1.根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求，了解需要通過定時(shí)器來完成洗滌過程（正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的交替）及蜂鳴器的報(bào)警的控制過程。

2.利用傳感器來控制進(jìn)水與排水的過程

3.利用輸出所存和輸出解鎖存線圈更方便的來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)按鈕的控制。軟件設(shè)計(jì)

3.1 洗衣機(jī)工作流程圖

脫水開始設(shè)定水位排水按下啟動(dòng)按鈕Y水是否排完？N進(jìn)水Y

水位到設(shè)定水位？Y延時(shí)10秒停止進(jìn)水延時(shí)2sN

電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)洗衣電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)洗衣洗衣過程運(yùn)行3次？Y洗完報(bào)警延時(shí)15秒結(jié)束暫停3秒

洗衣3次N延時(shí)15秒暫停3秒 Y圖3.1洗衣機(jī)工作流程圖

3.2可編程控制器的基本指令

（1）自鎖電路

圖3.2自鎖電路梯形圖

1、編程：用編程器或編程軟件輸入程序，并檢驗(yàn)。

2、將X0鈕子開關(guān)合上，Y0指示應(yīng)亮。

3、將X0開關(guān)斷開，Y0指示燈扔保持亮。

4、將X1開關(guān)接通，Y0指示燈滅。

圖3.3自鎖電路時(shí)序圖

（2）S/R置位復(fù)位指令

圖3.4 S/R置位復(fù)位指令應(yīng)用梯形圖

1、編程：用編程器或編程軟件輸入程序、并檢驗(yàn)。

2、合上X1號開關(guān)，觀察Y0指示燈。

3、斷開X1號開關(guān)，觀察Y0指示燈。

4、合上X2號開關(guān)，觀察Y0指示燈。

5、斷開X2號開關(guān)，觀察Y0指示燈。

圖3.5 S/R置位復(fù)位指令應(yīng)用時(shí)序圖

（3）PLS脈沖指令

圖3.6 PLS脈沖指令應(yīng)用梯形圖

1、編程：用編程器或編程軟件輸入程序，并檢查。

2、運(yùn)用程序。

3、合上X0開關(guān)，觀察Y0指示燈。

4、斷開X0開關(guān)，觀察Y0指示燈。

5、合上X1開關(guān)，觀察Y0指示燈。

6、斷開X1開關(guān)，觀察Y0指示燈。

圖3.7 PLS脈沖指令應(yīng)用時(shí)序圖

（4）定時(shí)器指令與應(yīng)用

圖3.8定時(shí)器指令應(yīng)用梯形圖1、2、編程：用編程器或編程軟件輸入程序，并檢驗(yàn)。合上X0開關(guān)，觀察Y0、Y1輸出的變化。

圖3.9 定時(shí)器指令應(yīng)用時(shí)序圖

（5）振蕩器

圖3.10 振蕩器梯形圖1、2、3、輸入程序并檢驗(yàn)，然后運(yùn)行程序。觀察Y0的變化。

閉合X0開關(guān)，觀察Y0的變化，并監(jiān)控T0、T1的工作情況。

圖3.11振蕩器時(shí)序圖

（6）計(jì)數(shù)器指令與應(yīng)用

圖3.12 計(jì)數(shù)器指令應(yīng)用梯形圖1、2、3、4、編程輸入程序并檢驗(yàn)，然后運(yùn)行程序。當(dāng)X0開關(guān)斷/通一次，計(jì)數(shù)器現(xiàn)行值加1。當(dāng)X0開關(guān)斷/通5次時(shí)，計(jì)數(shù)器現(xiàn)行值加1。當(dāng)X1開關(guān)接通/斷開時(shí)，C0復(fù)位，Y0燈滅。

圖3.13 計(jì)數(shù)器指令應(yīng)用時(shí)序圖

（7）步進(jìn)指令

圖3.14步進(jìn)指令梯形圖1、2、3、編程：輸入程序，并檢驗(yàn)。

運(yùn)行程序，監(jiān)控S0、S1順序接通X0-X3開關(guān)，觀察Y0、Y1的發(fā)光指示。X3為關(guān)閉步進(jìn)轉(zhuǎn)換指令。

3.3 梯形圖設(shè)計(jì)

SWOPC－FXGP／WIN－C為一個(gè)應(yīng)用于FX系列可編程控制器的編程軟件，可以在Windows98/ME/2000/XP操作系統(tǒng)下進(jìn)行梯形圖的編輯和指令表程序的編輯。微機(jī)與PLC的連接，可以用三菱公司的SC－08型電纜線串接SC－09型電纜線，SC－08的9針插頭接微

機(jī)的RS232串行口，SC－09的圓形插頭接PLC的通訊口。

運(yùn)行SWOPC－FXGP／WIN－C軟件。當(dāng)選用語句表編程方式時(shí)，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊語句表編輯區(qū)，其標(biāo)題欄變?yōu)樗{(lán)色，成為當(dāng)前工作區(qū)。用鍵盤輸入語句表程序，覆蓋工作區(qū)的“NOP”語句，回車后自動(dòng)換行，當(dāng)使用語句表編程時(shí)，梯形圖編輯區(qū)立即將程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換成梯形圖，因此可以同時(shí)生成二個(gè)文件。當(dāng)選用梯形圖編程方式時(shí)，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊梯形圖編輯區(qū)，其標(biāo)題欄變?yōu)樗{(lán)色，成為當(dāng)前工作區(qū)。點(diǎn)擊菜單欄[視圖]－[功能]，將顯示梯形圖的繪圖工具。編輯梯形圖時(shí)，首先確定光標(biāo)位置，在繪圖工具欄內(nèi)點(diǎn)擊欲用的元件，此時(shí)出現(xiàn)一個(gè)對話框，輸入元件號后，元件圖形出現(xiàn)在原光標(biāo)位置。按照這種方法，逐一將元件加到梯形圖上。當(dāng)梯形圖完成后，點(diǎn)擊工具欄的轉(zhuǎn)換按鈕，可以將梯形圖轉(zhuǎn)換成語句表程序。梯形圖的單元設(shè)計(jì)如下:（1）按下啟動(dòng)按鈕SB1時(shí)，S0初始化。按下停止按鈕SB2，采用區(qū)間復(fù)位ZRST指令使洗衣機(jī)停止工作。啟動(dòng)和停止的梯形圖如圖3.15所示。

圖3.15啟動(dòng)和停止梯形圖

（2）按下啟動(dòng)按鈕SB1，狀態(tài)元件S20驅(qū)動(dòng)進(jìn)水電磁閥YA1輸出線圈Y000，洗衣機(jī)進(jìn)水，按下SB3可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水，水到達(dá)高水位時(shí)SQ1閉合，狀態(tài)元件S21驅(qū)動(dòng)定時(shí)器T0延時(shí)2S，狀態(tài)元件S22驅(qū)動(dòng)接觸器KM3閉合，驅(qū)動(dòng)輸出線圈Y002電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)，開始洗滌。延時(shí)15S，再暫停3S后，狀態(tài)元件S24驅(qū)動(dòng)接觸器KM4閉合，驅(qū)動(dòng)輸出線圈Y003電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)。同樣洗滌15S，在暫停3S。通過計(jì)數(shù)器C0和定時(shí)器T4的控制，如此洗滌3次。洗衣機(jī)的洗滌梯形圖如圖3.16所示。

圖3.16洗衣機(jī)洗滌梯形圖

（3）洗滌3次后，狀態(tài)元件S26驅(qū)動(dòng)接觸器KM3閉合，驅(qū)動(dòng)輸出線圈Y002電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)，開始脫水。低水位開關(guān)SQ2，脫水離合器YA3驅(qū)動(dòng)輸出線圈Y004，通過計(jì)數(shù)器C1計(jì)數(shù)3次，洗滌完成，狀態(tài)元件S27驅(qū)動(dòng)線圈Y005報(bào)警10S結(jié)束整個(gè)洗衣機(jī)的洗滌。脫水和報(bào)警結(jié)束梯形圖如圖3.17所示。

圖3.17脫水和報(bào)警結(jié)束梯形圖 調(diào)試與檢測

4.1 程序傳送

計(jì)算機(jī)RS232 C端口及PLC之間，必須用指定的電纜線及轉(zhuǎn)換器連接。

讀入――將PLC中的程序傳送到計(jì)算機(jī)。操作方法是：執(zhí)行[PLC]－[傳送]－[讀入]菜單命令。

寫出――在PLC設(shè)置為STOP時(shí)，將計(jì)算機(jī)的程序發(fā)送到PLC中，操作方法是：執(zhí)行[PLC]－[傳送]－[寫出]菜單命令，此時(shí)出現(xiàn)寫出對話框，回答對話框并按確認(rèn)按鈕后完成。

校驗(yàn)――將計(jì)算機(jī)及PLC中的程序加以比較校驗(yàn)，操作方法是：執(zhí)行[PLC]－[傳送]－[校驗(yàn)]菜單命令。

4.2 監(jiān)控／測試

PLC在運(yùn)行時(shí)，可以利用“監(jiān)控／測試”功能，監(jiān)控元件，觸點(diǎn)或線圈的工作情況。亦可以修改定時(shí)器與計(jì)數(shù)器的設(shè)定值。

當(dāng)點(diǎn)擊梯形圖編輯區(qū)，可以完成如下監(jiān)控：

首先執(zhí)行[監(jiān)控／測試]－[開始監(jiān)控]菜單命令，監(jiān)控／測試菜單出現(xiàn)如下幾種監(jiān)控命令。

元件監(jiān)控（光標(biāo)）――執(zhí)行[監(jiān)控／測試]－[元件監(jiān)控]（光標(biāo)）命令后，將光標(biāo)選定的元件登錄在元件監(jiān)控窗口，可以進(jìn)行監(jiān)控。

改變設(shè)置值――執(zhí)行[監(jiān)控／測試]－[改變設(shè)置值]菜單命令后，出現(xiàn)改變當(dāng)前值對話框?？梢詫Χ〞r(shí)器和計(jì)數(shù)器的設(shè)定值進(jìn)行修改。

4.3 I/O地址分配與接線圖

根據(jù)洗衣機(jī)操作的工藝過程及對控制系統(tǒng)的要求，首先歸納本系統(tǒng)中所有輸入信號和輸出信號；然后根據(jù)PLC的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)進(jìn)行I/O地址分配，使每個(gè)輸入信號對應(yīng)PLC內(nèi)部的輸入繼電器，每個(gè)輸出信號對應(yīng)PLC內(nèi)部的輸出繼電器。PLC洗衣機(jī)控制的I/O地址分配如表4.1所示。

表4.1 I/O分配表

牢記此分配表，將模塊上的I/O口按照下圖接線圖連接好，檢查無誤后，將軟件程序下載到模塊中去，開啟電源，手動(dòng)操作按照設(shè)計(jì)要求演示好洗衣機(jī)的各個(gè)功能，修改程序直到將其能完善處理設(shè)計(jì)要求的各個(gè)功能。

圖4.1模塊接線圖

參考文獻(xiàn)

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附錄 總梯形圖

第四篇：PLC全自動(dòng)洗衣機(jī)研究

引言............................................................................................................................1 2 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)總體控制方案確定............................................................3

2.1 總體控制方案確定.......................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

2.1.1 控制系統(tǒng)的比較................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2.2 洗衣機(jī)的PLC控制系統(tǒng)概述............................錯(cuò)誤！未定義書簽。全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)......................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

3.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的原理和構(gòu)造.......................................錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2 洗滌脫水系統(tǒng)...............................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3 排水和進(jìn)水系統(tǒng)...........................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4 電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng).......................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。4 電氣控制系統(tǒng)..........................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

4.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)...............................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2 控制系統(tǒng)原理...............................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3 檢測電路系統(tǒng)...............................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。5 主要器件的選擇......................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇...............................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。5.2 傳感器的選擇...............................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。5.3 可編程控制器外部設(shè)計(jì)...............................................錯(cuò)誤！未定義書簽。6 軟件設(shè)計(jì)..................................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

6.1 系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計(jì)...............................................錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求...........................................錯(cuò)誤！未定義書簽。6.3 控制系統(tǒng)順序功能圖.....................................................................................4 6.4 控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)...............................................錯(cuò)誤！未定義書簽。6.5 程序語句表.....................................................................................................5 7 結(jié)束語......................................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。致謝................................................................................................................................9 參考文獻(xiàn)......................................................................................................................17 引言

從古到今，洗衣服都是一項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)，在洗衣機(jī)出現(xiàn)以前，這項(xiàng)

勞動(dòng)并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣、手搓、腳踩、棒擊、沖刷、摔打。這些不斷重復(fù)的簡單的體力勞動(dòng)，留給人的感受常常是辛苦勞累。洗衣機(jī)問世后大大減輕了人們的負(fù)擔(dān)，節(jié)省了寶貴的時(shí)間和精力。當(dāng)然隨著時(shí)代的發(fā)展洗衣機(jī)也在不斷改進(jìn)和發(fā)展：從木制手搖洗衣機(jī)到蒸汽洗衣機(jī)再到電動(dòng)洗衣機(jī)，由手工洗衣到半自動(dòng)洗衣再到今天的全自動(dòng)化洗衣。而今方便、快捷、自助式的洗衣服務(wù)已來到我們身邊，受到越來越多的廣大消費(fèi)者的認(rèn)可和推崇。

自助式投幣洗衣機(jī)，可廣泛用于學(xué)校、工廠、賓館、社區(qū)、外來人聚集地等公共場所，具有龐大的市場和旺盛的需求。現(xiàn)在市場上的投幣式洗衣機(jī)較多的采用單片機(jī)控制，其指令系統(tǒng)復(fù)雜，編程難度大，而且在設(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)、過載保護(hù)、過熱保護(hù)及欠壓保護(hù)等等，這樣不僅增加了系統(tǒng)硬件的復(fù)雜性，而且隱含較高的故障率，還無形的增加了維修成本。而可編程序控制器（programmable logical controller ,PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，把計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)融為一體的，面向控制過程、面向用戶，適合工業(yè)環(huán)境、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)自動(dòng)裝置。它具有編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，采用PLC研究這個(gè)課題顯得很有意義。作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我想通過學(xué)習(xí)研究基本弄清投幣式洗衣機(jī)的工作原理及過程實(shí)現(xiàn)。由于本人知識有限，把全文重點(diǎn)放在了PLC應(yīng)用于投幣式洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面。

自助式投幣洗衣機(jī)，可廣泛用于學(xué)校、工廠、賓館、社區(qū)、外來人聚集地等公共場所，具有龐大的市場和旺盛的需求?，F(xiàn)在市場上的投幣式洗衣機(jī)較多的采用單片機(jī)控制，其指令系統(tǒng)復(fù)雜，編程難度大，而且在設(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)、過載保護(hù)、過熱保護(hù)及欠壓保護(hù)等等，這樣不僅增加了系統(tǒng)硬件的復(fù)雜性，而且隱含較高的故障率，還無形的增加了維修成本。而可編程序控制器（programmable logical controller ,PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，把計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)融為一體的，面向控制過程、面向用戶，適合工業(yè)環(huán)境、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)自動(dòng)裝置。它具有編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，采用PLC研究這個(gè)課題顯得很有意義。作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我想通過學(xué)習(xí)研究基本弄清投幣式洗衣機(jī)的工作原理及過程實(shí)現(xiàn)。由于本人知識有限，把全文重點(diǎn)放在了PLC應(yīng)用于投幣式洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面。

1.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的研究現(xiàn)狀

全自動(dòng)洗衣機(jī)是集洗滌，漂洗，脫水于一體，并且能自動(dòng)完成洗衣全過程的洗衣機(jī)它有多種洗滌程序可供您自由選擇，工作時(shí)間可任意調(diào)節(jié)，更先進(jìn)的洗衣機(jī)還采用了模糊技術(shù)，即洗衣機(jī)能對傳感器提供的信息進(jìn)行邏輯推理，自動(dòng)判別

衣服質(zhì)地、重量、臟污程度，從而自動(dòng)選擇最佳的洗滌時(shí)間、進(jìn)水量、漂洗次數(shù)、脫水時(shí)間，達(dá)到了整個(gè)洗滌時(shí)間自動(dòng)化，使用方便，節(jié)能節(jié)水。全自動(dòng)洗衣機(jī)從結(jié)構(gòu)上主要有波輪式、攪拌式、滾筒式三種。

它們的特點(diǎn)如下：

a.波輪式洗衣機(jī)

洗衣特點(diǎn)：省時(shí)省力。

缺點(diǎn)：耗電、耗水、衣物易纏繞、清潔性不佳，b.滾筒式洗衣機(jī)

洗衣特點(diǎn)：衣物無纏繞，最不會(huì)損耗衣物的方式。

缺點(diǎn)：特別耗時(shí)，潔凈力不強(qiáng)，適合洗滌羊毛、羊絨以及絲綢、純毛類織物。

c.攪拌式洗衣機(jī)

洗衣特點(diǎn)：衣物潔凈力最強(qiáng)，省洗衣粉。

缺點(diǎn)：喜歡纏繞，相比前兩種方式損壞性加大，噪音最大。國內(nèi)一般選用波輪式，攪拌式少見,滾筒式比波輪式昂貴。

為了滿足公共場合自助洗衣需要，全自動(dòng)洗衣機(jī)又有投幣式、感應(yīng)式、IC卡式等；從控制系統(tǒng)分，有集成電路控制、單片機(jī)控制和PLC控制、模糊控制等。單片機(jī)以其控制功能強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性好、開發(fā)方便、體積小、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)在家用電器上得到日益廣泛的應(yīng)用。但是它也有不少的缺點(diǎn)：指令系統(tǒng)復(fù)雜，編程難度大且控制系統(tǒng)的硬件要求多種電路保護(hù)裝置；而基于PLC控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)具有編程簡單、實(shí)現(xiàn)功能齊全、外圍電路簡單、時(shí)間計(jì)算精確以及可維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。只是它的價(jià)格比單片機(jī)昂貴的多，比較適合溫度過高、震動(dòng)和沖擊過強(qiáng)等工業(yè)環(huán)境，在家用電器控制中應(yīng)用并不廣泛。目前市場上的全自動(dòng)洗衣機(jī)也多采用單片機(jī)控制，本文選用PLC來控制是從探究、學(xué)習(xí)的角度出發(fā)的，對PLC在工業(yè)洗衣機(jī)中的應(yīng)用也具有重要參考價(jià)值。

1.3 課題研究的目的

對于本次設(shè)計(jì)，其目的在于：（1）掌握 PLC的原理、性能、使用特點(diǎn)和方法，提高運(yùn)用PLC梯形圖對系統(tǒng)進(jìn)行編程的能力。

（2）本課題的研究可以使本人更好地掌握基于PLC控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)，提高自動(dòng)化家電產(chǎn)品研發(fā)素質(zhì)，增強(qiáng)針對實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。

1.4 論文的主要內(nèi)容

（1）概要闡述課題來源、研究現(xiàn)狀及研究意義；

（2）簡要論述PLC的產(chǎn)生和發(fā)展，介紹PLC的工作原理及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、原則；

（3）對基于PLC投幣式洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括控制要求、PLC選型、硬件接線、控制程序設(shè)計(jì)（流程圖和程序框圖）PLC的概述

2.1 PLC的產(chǎn)生和發(fā)展

1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC），研制出了世界上第一臺可編程控制（Programmable Logic Controller, 簡稱PLC），在美國通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，并取得了滿意效果，可編程控制器由此誕生。

早期的可編程控制器主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，只具有邏輯運(yùn)算功能。20世紀(jì)70年代中期，微處理器及其他大規(guī)模集成電路芯片成為其核心部件，是其具有自我診斷功能，可靠性、性價(jià)比有很大突破。到20世紀(jì)80年代，可編程控制器采用微處理器（CPU）、只讀存儲器、隨機(jī)存儲器或是單片機(jī)作為其核心，處理速度大大提高，功能更強(qiáng)體積又小。90年代末，PLC幾乎完全計(jì)算機(jī)化，各種智能模塊不斷開發(fā)出來，使其不斷擴(kuò)展著它在各類工業(yè)控制過程中的作用。

PLC一直在飛速發(fā)展中，因此一直沒有比較明確的定義。1987年，國際電工委員會(huì)（IEC）對PLC做出的定義如下：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種機(jī)械和生產(chǎn)過程。而有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。”定義強(qiáng)調(diào)了PLC直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境；是“數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)”，即計(jì)算機(jī)；是用軟件方式來實(shí)現(xiàn)“可編程”的。

2.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)

PLC實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制用的專用計(jì)算機(jī)。從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。這里介紹一般PLC的結(jié)構(gòu)：

1.通用型PLC的硬件結(jié)構(gòu)

2.通用型PLC的硬件基本結(jié)構(gòu)主要由中央處理單元CPU、存儲器、輸入/輸出（I/O）模塊及電源組成。

（1）中央處理單元CPU

PLC的CPU與通用微機(jī)的CPU一樣，是PLC的核心部分，它按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能，接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；用掃描方式查詢現(xiàn)場輸入裝置的各種信號狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入過程狀態(tài)寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中；診斷電源及PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等；在PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲器逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去啟閉有關(guān)的控制電路；分時(shí)、分渠道地去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、組合、比較和變換等動(dòng)作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯運(yùn)算或算術(shù)運(yùn)算等任務(wù)；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，再由輸出狀態(tài)寄存器的位狀態(tài)或數(shù)據(jù)寄存器的有關(guān)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印、數(shù)據(jù)通信等功能。以上這些都是在CPU的控制下完成的。PLC常用的CPU主要采用通用微處理器、單片機(jī)或雙極型位片式微處理器。（2）存儲器

存儲器（簡稱內(nèi)存），用來存儲數(shù)據(jù)或程序。它包括隨機(jī)存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）等。

PLC配有系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器，分別用以存儲系統(tǒng)程序和用戶程序。系統(tǒng)程序存儲器用來存儲監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序和各種系統(tǒng)參數(shù)等，一般使用ROM；用戶程序存儲器用作存放用戶編制的梯形圖等程序，一般使用RAM，若程序不經(jīng)常修改，也可寫入到EPROM中；存儲器的容量以字節(jié)為單位。系統(tǒng)程序存儲器的內(nèi)容不能由用戶直接存取。因此一般在產(chǎn)品樣本中所列的存儲器型號和容量，均是指用戶程序存儲器。（3）輸入/輸出（I/O）模塊

I/O模塊是CPU與現(xiàn)場I/O設(shè)備或其他外部設(shè)備之間的連接部件。PLC提操作電平和輸出驅(qū)動(dòng)能力的I/O模塊供用戶選用。I/O模塊要求具有抗干擾性能，并與外界絕緣。因此，多數(shù)都采用光電隔離回路、消抖動(dòng)回路、多級濾波等措施。I/O模塊可以制成各種標(biāo)準(zhǔn)模塊，根據(jù)輸入、輸出點(diǎn)數(shù)來增減和組合。I/O 模塊還配有各種發(fā)光二極管來指示各種運(yùn)行狀態(tài)。

（4）電源

PLC配有開關(guān)式穩(wěn)壓電源的電源模塊，用來對PLC的內(nèi)部電路供電。了很大方便。

（5）編程器

編程器分簡易型和智能型兩種。簡易型編程器只能在線編程，它通過一

個(gè)專用接口與PLC連接。智能型編程器即可在線編程又可離線編程，還以遠(yuǎn)離PLC插到現(xiàn)場控制站的相應(yīng)接口進(jìn)行編程。智能型編程器有許多不同的應(yīng)用程序軟件包，功能齊全，適應(yīng)的編程語言和方法也較多。

2.PLC軟件系統(tǒng)

PLC的軟件系統(tǒng)是指PLC所使用的各種程序的集合。它包括系統(tǒng)程序和用戶程序。

（1）系統(tǒng)程序

統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序及診斷程序等。監(jiān)控程序又稱為管理程序，主要用于管理全機(jī)。編譯程序用來把程序語言翻譯成機(jī)器語言。診斷程序用來診斷機(jī)器故障。系統(tǒng)程序由PLC生產(chǎn)廠家提供，并固化在EPROM中，用戶不能直接存取，故也不需要用戶干預(yù)。

（2）用戶程序用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場控制的需要，用PLC的程序語言編制的應(yīng)用程序，用以實(shí)現(xiàn)各種控制要求。PLC的編程語言有梯形圖、指令表和順序功能流程圖三種。

2.3 PLC的用途及特點(diǎn)

PLC可實(shí)現(xiàn)順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、閉環(huán)過程控制、數(shù)據(jù)處理及通信和聯(lián)網(wǎng)等功能。其中順序控制是PLC最廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域，主要用來取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。PLC可應(yīng)用于單機(jī)控制、多集群控制、生產(chǎn)自動(dòng)線控制，例如注塑機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、裝配生產(chǎn)線及電梯控制等。

PLC的特點(diǎn)：

（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（2）適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用靈活（3）編程方便，易于使用（4）功能強(qiáng)，擴(kuò)展能力強(qiáng)

（5）PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便

（6）維修方便，維修工作量小

（7）PLC體積小，重量輕，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化

基于以上特點(diǎn)，使PLC應(yīng)用范圍極為廣泛，可以說只要有工廠，有控制要求，就會(huì)有PLC的應(yīng)用。

2.4 PLC的工作過程

PLC是按照上電處理、掃描過程、出錯(cuò)處理這個(gè)順序來運(yùn)行的。當(dāng)PLC處于正常運(yùn)行時(shí)，它將不斷重復(fù)圖掃描過程，不斷循環(huán)地工作下去。如果對遠(yuǎn)程I/O特殊模塊和其他通信服務(wù)暫不考慮，這樣掃描過程就只剩下“輸入采樣”、“程序執(zhí)行”和“輸出刷行”三個(gè)階段了。如下圖

2-1 所示：

（1）輸入采樣階段 PLC在輸入采樣階段，首先掃描所有輸入端子.并將各輸入狀態(tài)存入相對應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時(shí)，輸入映像寄存器被刷新。接著，進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，輸入映像寄存器與外界隔離，無論輸入信號如何變化，其內(nèi)容保持不變，直到下一掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。所以一般來說，輸入信號的寬度要大于一個(gè)掃描周期，否則很可能造成信號的丟失

（2）程序執(zhí)行階段 根據(jù) PLC梯形圖程序掃描原則，一般來說，PLC按先左后右、先上后下的步序逐句掃描。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。當(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”對應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從元件映像寄存器“讀入”對應(yīng)元件（“軟繼電器”）的當(dāng)前狀態(tài)。然后，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入元件映像寄存器中。對元件映像寄存器來說，每一個(gè)元件（“軟繼電器”）的狀態(tài)會(huì)隨著程序執(zhí)行過程而變化。

（3）輸出刷新階段 在所有指令執(zhí)行完畢后，元件映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)（接通/斷開）在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過一定方式輸出，最后經(jīng)過輸出端子驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。2.5 PLC的設(shè)計(jì)內(nèi)容及原則

1.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容：

（1）選擇用戶輸入設(shè)備(按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等)、輸設(shè)備(繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件)以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對象(電動(dòng)機(jī)、電磁閥等)。這些設(shè)備屬于一般的電器元件，其選擇的方法在其他有關(guān)書籍中已有介紹。

（2）PLC的選擇。PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。選擇PLC，應(yīng)包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。

（3）分配I/O點(diǎn)，繪制I/O連接圖。

（4）設(shè)計(jì)控制程序。包括設(shè)計(jì)梯形圖、語句表(即程序清單)或控制系統(tǒng)流程圖。控制程序是控制整個(gè)系統(tǒng)工作的條件，是保證系統(tǒng)工作正常、安全·可靠的關(guān)鍵?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。

（5）必要時(shí)還需設(shè)計(jì)控制臺(柜)。

（6）編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。包括說明書、電器固件及電器元件明細(xì)表等。

2.在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)．應(yīng)遵循以下基本原則：

（1）最大限度地滿足被控對象的控制要求。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，搜集資料，并與機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同擬定電器控制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題。

（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(jì)，使用及維修方便。

（3）保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。

（4）考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有裕量?；赑LC的投幣式洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 工藝介紹及控制要求

3.1.1投幣洗衣機(jī)構(gòu)成 以波輪式洗衣機(jī)為例：

波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)主要由機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)和支撐吊桿系統(tǒng)等組成，以一個(gè)電動(dòng)機(jī)完成洗滌和脫水。波輪式投幣洗衣機(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，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩水）用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。外桶下部壁上裝有儲氣管，與水位傳感器連接，控制水位高低。桶壁上部開有溢水孔，用于排出溢水和漂洗時(shí)洗滌液泡迅速排出。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(shí)，通過電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶甩干。投幣器掛在洗衣機(jī)體側(cè)面也可以掛在墻壁上，體積小，美觀大方。通過對投幣總值進(jìn)行判別就可以啟動(dòng)不同的洗滌程序（一元單脫水、兩元快洗、三元標(biāo)準(zhǔn)洗）。投幣器只識別一圓人民幣硬幣，其它游戲幣或代用幣無效，投入的無效幣會(huì)自動(dòng)從退幣口退出，還具備防吊幣、防鉤功能。3.1.2 控制要求

投幣式洗衣機(jī)的控制要求描述如下：

（1）通電狀態(tài)，放入待洗衣服和洗衣粉并蓋上洗衣蓋子，洗滌過程不能打開，否則停機(jī)。

（2）根據(jù)洗滌衣物種類選擇相關(guān)洗滌方式，通過投幣器投入所需要的1元

硬幣（限用1元幣）。

（3）當(dāng)投幣總值1元時(shí)，進(jìn)行單獨(dú)脫水工作方式且其指示燈亮；當(dāng)投幣總值2元時(shí)，進(jìn)行快洗工作方式且其指示燈亮；當(dāng)投幣總值3元時(shí)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)洗工作方式且其指示燈亮。（快洗如輕薄衣物5-7件，標(biāo)準(zhǔn)洗如輕薄衣物7-10件或厚重衣物4-6件）

（4）洗滌時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)3s,停1s，然后反轉(zhuǎn)3s,停1s，如此算作1次，則快洗循環(huán)40次，標(biāo)準(zhǔn)洗循環(huán)80次，排空后高速脫水30s。

（5）開始漂洗，重復(fù)正反轉(zhuǎn)過程，漂洗兩遍。完成后蜂鳴器報(bào)警5s提示洗滌結(jié)束。

（6）當(dāng)打開機(jī)蓋取出衣服，復(fù)位進(jìn)入下一輪洗衣準(zhǔn)備。3.2 控制分析

3.2.1 控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配

根據(jù)課題的動(dòng)作要求，列出控制系統(tǒng)的輸入/輸出信號的名稱、代碼及地址編號如表3-

1、表3-2所示:

3.2.2 PLC系統(tǒng)選型

根據(jù)控制要求，系統(tǒng)的輸入量有：檢測機(jī)蓋合上的接近開關(guān)KP，1元投幣光電開關(guān)SQ1，零、高水位檢測傳感器SQ2、SQ3（傳感器遇水就通：ON；離水就斷：OFF）。系統(tǒng)輸出有：單脫水、快洗、標(biāo)準(zhǔn)洗工作方式指示燈HL0~HL2，蜂鳴器驅(qū)動(dòng)HA，進(jìn)、排水電磁閥YV1、YV2，電機(jī)正、反轉(zhuǎn)接觸器KM1、KM2及高速脫水電磁離合器YC。共需實(shí)際輸入點(diǎn)數(shù)4個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)9個(gè)?？紤]到I/O點(diǎn)數(shù)、功能、價(jià)格等綜合因素系統(tǒng)選用西門子公司的CPU 224，它有14個(gè)輸入點(diǎn)、10個(gè)輸出點(diǎn)已經(jīng)可以滿足本系統(tǒng)的需要。CPU 224的一些簡單技術(shù)參數(shù)介紹如下：

CPU電源： 120/240V AC

輸入電壓：20.4～ 28.8 V DC /85～264V AC（47～63Hz）輸出電壓：5～ 30 V DC /5～250V AC 本機(jī)數(shù)字輸入/輸出：14輸入/10輸出 24V DC傳感器電源容量：280 mA 用戶程序空間：4096字 用戶數(shù)據(jù)：2560字（永久存儲）數(shù)字I/O映像區(qū)：256（128入/128出）脈沖輸出：2個(gè)20KHz（僅限于DC輸出）

計(jì)數(shù)器：C0-C255

接通/斷開延時(shí)定時(shí)器（100ms）：T37～T63 位存儲器：M0.0～M31.7 可連接的最大擴(kuò)展模塊數(shù)量：7個(gè) 編程軟件：Step7-Micro/WIN 3.3 硬件接線圖 3.3.1 主接線圖

系統(tǒng)主接線圖如下圖3-1所示(單相異步交流電機(jī)，1、2為主繞組，3、4為副繞組)：

3.3.2 PLC的I/O接線圖

這里采用的是西門子S7-200系列CPU 224 AC/DC/RELAY的接線方式，如下圖3-2所示：

3.4 PLC程序流程圖

3.5 PLC程序梯形圖 PLC的程序梯形圖如下：

程序解釋：

第1,2邏輯行：接通電源或上次洗衣完成使內(nèi)部寄存器M0.0閉合一個(gè)掃描周期，對投幣計(jì)數(shù)存儲器MB1復(fù)位。

第3—5邏輯行：當(dāng)顧客投入1元硬幣后，接近開關(guān)I0.1產(chǎn)生累加脈沖，MB1增1，并對投幣間隔進(jìn)行定時(shí)。

第6邏輯行：當(dāng)投幣間隔超過9s，視為投幣結(jié)束，對投幣值進(jìn)行判斷。若為1元，單脫水工作方式指示燈Q0.0接通；若為2元，快洗工作方式指示燈Q0.1接通；若為3元，標(biāo)準(zhǔn)洗工作方式指示燈Q0.2接通。

第7邏輯行：若為快洗Q0.1或標(biāo)準(zhǔn)Q0.2且漂洗次數(shù)未達(dá)到（C12常閉觸點(diǎn)接通）則進(jìn)水閥Q0.3接通，開始進(jìn)水，達(dá)設(shè)定水位停止。

第8--14邏輯行：電機(jī)正轉(zhuǎn)3s停1s；再反轉(zhuǎn)3s停1s。進(jìn)行洗滌循環(huán)操作，并分別在第12、13邏輯行進(jìn)行快洗40次、標(biāo)準(zhǔn)洗80次計(jì)數(shù)，達(dá)設(shè)定次數(shù)完成洗滌M0.3接通。

第15--16邏輯行：當(dāng)完成洗滌M0.3或單脫水Q0.0接通開始排水，排水電磁閥Q0.4接通排水。當(dāng)零水位檢測開關(guān)失電（水已排空）且Q0.4接通，開始脫水，脫水離合器Q1.0接通30s，進(jìn)行脫水。

第17邏輯行：當(dāng)脫水時(shí)間到T41常開觸點(diǎn)閉合，且非單脫水方式Q0.0常閉觸點(diǎn)斷開，開始漂洗2遍（重復(fù)執(zhí)行6—17邏輯行）。

第18邏輯行：當(dāng)漂洗次數(shù)到達(dá)C12常開觸點(diǎn)閉合或單脫水Q0.0接通且脫水時(shí)間到達(dá)T41閉合，蜂鳴器Q1.1接通，報(bào)警5s提示全部程序完成并返回。當(dāng)打開蓋子取衣時(shí)，I0.0斷開使相關(guān)信號復(fù)位，為新的一輪洗衣做準(zhǔn)備。

定時(shí)器、計(jì)數(shù)器說明：

表3-3 定時(shí)器、計(jì)數(shù)器說明表

類別

器件號

設(shè)定值

作用

T31 9s

投幣間隔計(jì)時(shí)

T37 3s

正轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時(shí)

T38 1s

正轉(zhuǎn)后暫停兩秒

定時(shí)器 T39 3s 反轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時(shí)

T40 1s

反轉(zhuǎn)后暫停兩秒

T41 30s 脫水計(jì)時(shí) T42 5s 洗完報(bào)警計(jì)時(shí)

C10 40 快洗計(jì)數(shù)

計(jì)時(shí)器

C11 80 標(biāo)準(zhǔn)洗計(jì)數(shù)

C12

3脫水計(jì)數(shù)(除單脫水)設(shè)計(jì)小結(jié)

在認(rèn)真學(xué)習(xí)了PLC的理論知識，遵循PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，本人成功地完成了基于PLC的投幣式洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)可以通過對投幣總值的判斷選擇不同的洗衣程序滿足商用自助洗衣的需要，而且PLC程序可根據(jù)洗衣時(shí)間、水位、價(jià)格等不同要求做出相應(yīng)修改，面向控制，面向用戶，具有編程簡單、安裝調(diào)試方便、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn)。另外，該設(shè)計(jì)對研究PLC在工業(yè)洗衣機(jī)中的應(yīng)用也有可貴的參考價(jià)值。但是由于水平和時(shí)間有限，設(shè)計(jì)中難免有不足之處，比如在洗衣機(jī)正面機(jī)箱上沒有設(shè)置LED數(shù)碼管來顯示各工作過程及剩余時(shí)間。而且，從性價(jià)比角度來看，這個(gè)設(shè)計(jì)目前還不適合大規(guī)模投入生產(chǎn)，真正投入生產(chǎn)需要后續(xù)更多的研究工作。其實(shí)PLC最適合的還是環(huán)境惡劣、要求條件高的工業(yè)環(huán)境，對于家用電器的控制顯得有些大材小用。然而完成這篇論文對于本人的能力提高無疑是有很大意義的：通過它我學(xué)會(huì)了PLC的設(shè)計(jì)方法，掌握了PLC的硬件及軟件編程的知識，學(xué)會(huì)了用專門軟件繪制PLC的流程圖及I/O接線圖，同時(shí)還培養(yǎng)了質(zhì)疑、探究、創(chuàng)新的學(xué)習(xí)精神，必將對我以后的學(xué)習(xí)、工作產(chǎn)生久遠(yuǎn)影響。

畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，PLC已經(jīng)成為當(dāng)今空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來說掌握PLC的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。

回顧起此次PLC畢業(yè)設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在作畢業(yè)設(shè)計(jì)的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過的知識重新溫故。

這次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問題，最后在指導(dǎo)老師的辛勤、指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí)，在指導(dǎo)老師的身上我學(xué)得到很多實(shí)用的知識，在次我表示感謝！同時(shí)，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝。

參考文獻(xiàn)

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第五篇：基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

xxxxxx學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

文 獻(xiàn) 綜 述

基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

學(xué)

生：xxxxxx 學(xué)

號：xxxxx

專

業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 班

級：2009.3 指導(dǎo)教師：xxxxx

xxxxx學(xué)院自動(dòng)化與電子信息學(xué)院

二O一三年三月

第1章 前言

首先根據(jù)可編程控制器(PLC)的結(jié)構(gòu)和功能，以及全自動(dòng)洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)，分析和研究了全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工作需要，提出了以PLC為控制核心部件進(jìn)行全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。然后，從全自動(dòng)洗衣機(jī)的六個(gè)工作過程出發(fā)，對系統(tǒng)控制方案進(jìn)行了可行的分析和論證，其中包括PLC以及外圍設(shè)備選型，編程方式選擇，各種抗干擾措施等。最后設(shè)計(jì)以西門子S7-200系列PLC為控制核心的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，包括了控制系統(tǒng)的I/O端口分配，PLC接線圖及PLC程序設(shè)計(jì)，并詳細(xì)分析了程序的控制過程，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過程的自動(dòng)化，具有智能化程度高，安全可靠，方便，靈活等特點(diǎn)[9]。

第2章 總體

2.1 PLC控制洗衣機(jī)概述

傳統(tǒng)的全自動(dòng)洗衣機(jī)由于單片機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)能力有限，不能滿足現(xiàn)有人們對生活品質(zhì)的追求。而PLC作為工業(yè)三大控制支柱之一，由于其控制方式多樣，控制功能強(qiáng)大，已經(jīng)用于眾多工業(yè)領(lǐng)域。近年來，PLC價(jià)格也有所下降，也開始用于全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，并且在工業(yè)洗衣機(jī)領(lǐng)域已經(jīng)取得了較好的使用效果，同時(shí)，也有部分廠家在家用洗衣機(jī)領(lǐng)域使用PLC作為控制器，將全自動(dòng)洗衣機(jī)向智能化洗衣機(jī)方向發(fā)展，提高市場競爭力。PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)化控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型控制裝置，能夠滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)對控制系統(tǒng)的要求，贏得了很多企業(yè)的青睞，所以，有必要通過先進(jìn)的技術(shù)和較低的成本開發(fā)和改善現(xiàn)有洗衣機(jī)，使其擁有更廣闊的市場競爭力。而隨著PLC的價(jià)格逐漸下降，我們可以應(yīng)用PLC實(shí)現(xiàn)對洗衣機(jī)的開發(fā)，更好地為消費(fèi)者服務(wù)[6]。

2.2 本次設(shè)計(jì)過程

通過查閱書籍，了解了洗衣機(jī)的整個(gè)發(fā)展過程，理清了自己的思路，清楚自己的設(shè)計(jì)任務(wù)，大概整理了一個(gè)如何設(shè)計(jì)本次洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的過程，如：洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)，微控制器，PLC；系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，包括：PLC的選擇，PLC接線圖，洗衣機(jī)的示意圖；軟件的設(shè)計(jì)，包括I/O分配表，系統(tǒng)流程圖，程序設(shè)計(jì)等。

（1）在全自動(dòng)洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)中，最重要的就是洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)：包括進(jìn)水/排水電磁閥，洗滌電機(jī)，脫水電機(jī)和報(bào)警裝置，通過這四個(gè)部分的相互結(jié)合實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的進(jìn)水，浸泡，洗滌，脫水，報(bào)警這幾大步驟。

（2）PLC在運(yùn)用中非常實(shí)惠，方便。采用了基本單元擴(kuò)展或者是模塊化的結(jié)構(gòu)形式，輸入/輸出信號的數(shù)量，形式，驅(qū)動(dòng)能力等都可以根據(jù)實(shí)際控制要求進(jìn)行選擇和確定。PLC的編程語言，梯形圖，順序功能圖程序簡潔，很直觀。

（3）通過對比微處理器、電動(dòng)機(jī)控制器和PLC，本次控制器采用PLC，主要是由單片機(jī)，穩(wěn)壓電路，放大驅(qū)動(dòng)電路，輸入電路，顯示電路組成。洗衣時(shí)，只要在選定洗衣程序后，就可以通過以上各部分的相互信號傳輸，完成整個(gè)洗衣過

程。

（4）本次設(shè)計(jì)選用西門子S7-200型PLC，該控制系統(tǒng)CPU模塊可采用CPU-224模塊，它可控制整個(gè)系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地進(jìn)行。同時(shí)該模塊采用交流220V供電，并且自帶14個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和10個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，完全可以滿足整個(gè)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求。

（5）PLC外部接線圖，將I/O各節(jié)點(diǎn)連接起來，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)，停止，進(jìn)水，排水，正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，報(bào)警，水位控制等等。PLC是整個(gè)控制過程控制洗衣機(jī)運(yùn)行的關(guān)鍵所在，洗衣機(jī)做得越來越先進(jìn)也正是因?yàn)樗?，所以，它是一個(gè)重要的角色，發(fā)揮著重大的作用。

（6）縱觀整個(gè)洗衣機(jī)，有進(jìn)水口，啟動(dòng)按鈕，停止按鈕，排水按鈕，控制器，高水位控制開關(guān)，低水位開關(guān)，排水口，洗滌電機(jī)，內(nèi)桶，外桶，波盤組成。將被洗衣物放進(jìn)洗衣桶，加入適量的水和洗衣粉，通過控制洗衣機(jī)的洗滌電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，包括正反轉(zhuǎn)和停止，帶動(dòng)洗衣機(jī)底部波輪也進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)行，衣物和洗衣粉由于波輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生渦流，做螺旋式回轉(zhuǎn)，與桶壁發(fā)生摩擦，由此是污垢脫離衣物。

（7）PLC的輸入輸出量有開關(guān)量和模擬量兩種。在洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中，PLC輸入和輸出端都是經(jīng)過隔離，轉(zhuǎn)換后的開關(guān)信號。輸入接口設(shè)備包括開關(guān)，按鈕，繼電器觸點(diǎn)和傳感器等。輸出信號控制設(shè)備包括接觸器，電磁閥，指示裝置等。PLC輸入輸出接口較多，控制功能強(qiáng)大。需要根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的I/O端口進(jìn)行設(shè)置，達(dá)到控制要求。在接口分配表中，可以令I(lǐng)0.0為啟動(dòng)信號，I0.1為停止信號，Q0.0為進(jìn)水閥輸出，Q0.1為排水閥輸出等等。

（8）根據(jù)硬件電路，分配PLC接口，然后根據(jù)控制要求，將全自動(dòng)洗衣機(jī)工作過程分為以下幾個(gè)部分：進(jìn)水（使進(jìn)水電磁閥得電打開）；正傳洗滌；暫停；反轉(zhuǎn)洗滌；暫停；排水（使排水閥得電排水）；脫水；報(bào)警。然后，將系統(tǒng)中各狀態(tài)連接成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。通過觀看整個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，可以讓我們看到家里的洗衣機(jī)的整個(gè)外部工作過程。從開始放入衣服后的一系列洗衣機(jī)自動(dòng)工作過程。

（9）程序設(shè)計(jì)流程圖就是繪制整個(gè)控制系統(tǒng)的控制過程，功能和特性的一種圖形。根據(jù)順序功能圖，可以繪制出相應(yīng)的梯形圖，將每一部分的梯形圖分開進(jìn)行描繪，使整個(gè)洗衣機(jī)洗衣過程更明了。根據(jù)整個(gè)梯形圖和I/O分配表，可以分析整個(gè)洗衣機(jī)的調(diào)試過程，最后，用軟件對其進(jìn)行仿真，使整個(gè)過程更加真實(shí)化，觀看整個(gè)結(jié)果，進(jìn)行總結(jié)。

第3章 總結(jié)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，洗衣機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了千家萬戶，成為人們?nèi)粘Ｉ钏匦璧募矣秒娖?。在工業(yè)生產(chǎn)中，洗衣機(jī)的應(yīng)用也十分廣泛，工業(yè)洗衣機(jī)主要用于洗滌棉，毛，化纖，絲綢等衣物織品，所以工業(yè)洗衣機(jī)大量用于賓館，飯店，醫(yī)院，學(xué)校，工廠等領(lǐng)域，滿足大足量的洗衣要求。但是傳統(tǒng)的基于繼電器的控制已經(jīng)不能滿足人們對洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度的要求。并且，洗衣機(jī)也已經(jīng)從半自動(dòng)洗衣機(jī)發(fā)展到全自動(dòng)洗衣機(jī)，也就是只需要將衣服放進(jìn)洗衣機(jī)，然后啟動(dòng)洗衣機(jī)程序，洗衣機(jī)就能根據(jù)衣物重量自動(dòng)注入足量的水，并且添加洗滌劑。然后根據(jù)用戶需要設(shè)置洗滌時(shí)間和洗滌力度。最后，在洗滌完成后，進(jìn)行自動(dòng)脫水，脫水時(shí)間可自行設(shè)定。自動(dòng)洗衣機(jī)的生產(chǎn)，為人們節(jié)省了大量的時(shí)間和精力，給人們的生活帶來了很多便利。

這次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制，自行設(shè)計(jì)這對我將來踏上工作崗位是非常有幫助的。盡管上一屆的同學(xué)已經(jīng)完成的非常出色，但是我仍然希望通過自己的努力完成設(shè)計(jì)并希望有所突破。這也是我對自己的考驗(yàn)。于是本次設(shè)計(jì)過程中我完全按照軟件設(shè)計(jì)步驟的要求來進(jìn)行，從課題分析開始，再進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì),最后到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。每一步都讓我將理論學(xué)習(xí)的知識應(yīng)用到實(shí)踐中去。也使我掌握了一整套規(guī)范的設(shè)計(jì)操作流程。讓我們所學(xué)的知識更精進(jìn)一步。

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