第一篇：PLC控制全自動洗衣機設(shè)計

杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院

課程設(shè)計說明書

題

目

機電一體化課程設(shè)計

――PLC控制全自動洗衣機設(shè)計

系

別

機電工程系

專

業(yè)

機電一體化

班

級

機電0511

姓

名

官智俊

指導(dǎo)教師

吳曉蘇

二○○ 八 年 一

月 十

日

設(shè)計說明書

課程設(shè)計任務(wù)書

一、設(shè)計任務(wù)：

PLC控制全自動洗衣機設(shè)計

二、設(shè)計要求：

１．水位控制：高水位

２５Ｓ

中水位進水 １５Ｓ

低水位進水 １０Ｓ ２.程序選擇：全程序

簡易程序

（１）全程序過程：（循環(huán)３次）

進水－洗滌（正轉(zhuǎn)３Ｓ，反轉(zhuǎn)２Ｓ，停１Ｓ，２００次）－排水（２０Ｓ）－脫水（１０Ｓ）－停止（２）簡易程序：（循環(huán)２次）

進水－洗滌（正轉(zhuǎn)３Ｓ，反轉(zhuǎn)２Ｓ，停１Ｓ，２００次）－排水（２０Ｓ）－脫水（１０Ｓ）－停止

三、設(shè)計期限

2008

年月 日至

2008 年 1 月 20 日

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目錄

一．ＰＬＣ控制全自動洗衣機的研究意義…………………………………………………………………4

二．ＰＬＣ機型……………………………………………………………………………………………..4

三．程序設(shè)計要求…………………………………………………………………………………………..5

四.設(shè)計流程圖 ……………………………………………………………………………………………6

五.課程設(shè)計小結(jié)…………………………………………………………………………………………..18

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一．ＰＬＣ控制全自動洗衣機的研究意義

ＰＬＣ控制全自動洗衣機的編程語言容易掌握，是電控人員熟悉的梯形語言，使用術(shù)語依然是＂繼電器＂一類術(shù)語，大部分與繼電器觸頭的連接相對應(yīng)，使電控人員一目了然．

ＰＬＣ控制使用簡單，他的Ｉ／Ｏ已經(jīng)做好，輸入輸出信號可直接連接，非常方便，而輸出口具有一定驅(qū)動能力，其輸出觸頭容易達２２０Ｖ．２Ａ．

ＰＬＣ是專門應(yīng)用手工業(yè)現(xiàn)場自動控制裝置，再系統(tǒng)軟硬件上采用抗干擾措施．

當(dāng)工作程序需要改變時，只需改變ＰＬＣ的內(nèi)部，驚醒重新編程而無需對外圍進行重新改動． 從這些方面突出了使用ＰＬＣ控制全自動洗衣機的優(yōu)越性．

二．ＰＬＣ機型

日本三凌公司的Ｆ系列ＰＬＣ

三．程序設(shè)計要求

１．水位控制：高水位

２５Ｓ

中水位進水 １５Ｓ

低水位進水 １０Ｓ ２.程序選擇：全程序

簡易程序（１）全程序過程：（循環(huán)３次）

進水－洗滌（正轉(zhuǎn)３Ｓ，反轉(zhuǎn)２Ｓ，停１Ｓ，２００次）－排水（２０Ｓ）－脫水（１０Ｓ）－停止（２）簡易程序：（循環(huán)２次）

進水－洗滌（正轉(zhuǎn)３Ｓ，反轉(zhuǎn)２Ｓ，停１Ｓ，２００次）－排水（２０Ｓ）－脫水（１０Ｓ）－停止

注意：要求畫出控制流程圖 四.Ｉ／Ｏ分配圖

啟動

Ｘ０

Ｙ０

進水

水位（高）Ｘ１

Ｙ１

排水

水位（中）Ｘ２

Ｙ２

電機正轉(zhuǎn)

水位（低）Ｘ３

Ｙ３

電機反轉(zhuǎn)

全程序

Ｘ４

Ｙ４

脫水

簡易程序 Ｘ５

ＣＯＭ

ＣＯＭ

五.軟硬件系統(tǒng)設(shè)計

１.硬件組織

２.元件組成

（１）梯形圖及其分析

（２）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及其分析

（３）指令表

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設(shè)計要求：

1、按下啟動按扭及水位選擇開關(guān)

2、開始進水直到高（中、低）水位，關(guān)水3、2秒后開始洗滌

4、洗滌時，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒

5、如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒

6、開始清洗，重復(fù)（2）～（5），清洗兩遍

7、清洗完成，報警3秒并自動停機

8、若按下停車按扭，可手動排水和手動脫水

輸入點： 輸出點：

啟動 10001 啟動洗衣機 00001 停止 10002 進水閥 00002 高水位 10003 正轉(zhuǎn) 00003 中水位 10004 反轉(zhuǎn) 00004 低水位 10005 排水 00005 排空檢測 10006 脫水 00006 高水位檢測 10007 報警 00007 中水位檢測 10008 低水位檢測 10009 手動排水 10010 手動脫水 10011

全自動洗衣機的I/O分配并設(shè)計PLC外圍硬件線路：

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設(shè)計流程圖：

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全自動洗衣機的梯形圖：（由于版面限制，我只能把這個梯形圖分解成幾塊，標(biāo)志圖X）

圖（1）

圖（2）

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圖（3）

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圖（4）

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圖（5）

圖（6）

我這是使用步進梯形指令（STL）編程方式，當(dāng)然也可以使用起保停電路編程方式。杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系

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啟動 10001 啟動洗衣機 00001 停止 10002 進水閥 00002 高水位 10003 正轉(zhuǎn) 00003 中水位 10004 反轉(zhuǎn) 00004 低水位 10005 排水 00005 排空檢測 10006 脫水 00006 高水位檢測 10007 報警 00007 中水位檢測 10008 低水位檢測 10009 手動排水 10010 手動脫水 10011

I0.0 啟動信號 I0.1 停止信號 I0.2 高水位 I0.3 中水位 I0.4 低水位 I0.5 排空檢測 I0.6 高水位檢測 I0.7 中水位檢測 I1.0 低水位檢測 I1.1 手動排水 I1.2 手動脫水

Q0.0 啟動指令 Q0.1 進水閥控制 Q0.2 正轉(zhuǎn)及脫水 Q0.3 反轉(zhuǎn) Q0.4 排水 Q0.5 報警

M0.1 開始洗滌

轉(zhuǎn):

二、控制要求：

（1）按下啟動按扭及水位選擇開關(guān)，開始進水直到高（中、低）水位，關(guān)水

（2）2秒后開始洗滌

（3）洗滌時，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒（4）如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒（5）開始清洗，重復(fù)（1）～（4），清洗兩遍（6）清洗完成，報警3秒并自動停機

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（7）若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計數(shù)）

圖片：

圖片：

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圖片：13

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圖片：14

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圖片：15

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NETWORK 1 //開始洗滌

//開始洗滌，M0.1為洗滌狀態(tài)；M0.2為每次洗滌（共四次）的狀態(tài)；M0.3為進水閥控制；LD I0.0 AN C2 AN I0.1 =

M0.1

NETWORK 2

//進水閥控制 //

//進水閥控制 // LD M0.1 EU LD I0.5 EU

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OLD O

M0.3 AN M0.2 =

M0.3

NETWORK 3 LD I0.2 AN I0.6 LD I0.3 AN I0.7 OLD LD I0.4 AN I1.0 OLD A

M0.3 =

Q0.1

NETWORK 4 LD Q0.1 ED TON T37, +20

NETWORK 5 LD T37 O

M0.2 AN C1 A

M0.1 =

M0.2

NETWORK 6

//正轉(zhuǎn)及脫水控制 //正轉(zhuǎn)及脫水控制 LD M0.2 AN T38 AN Q0.3 A

M0.1 LD I0.5 AN T40 AN Q0.3 A

M0.1 OLD LD I1.2 AN M0.1 OLD =

Q0.2

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NETWORK 7 LD M0.2 AN T39 TON T38, +300

NETWORK 8

//反轉(zhuǎn)控制 //反轉(zhuǎn)控制 LD T38 AN T39 AN I0.5 A

M0.1 =

Q0.3

NETWORK 9 LD Q0.3 TON T39, +300

NETWORK 10 LD T39 ED LD T40 ED CTU C1, +5

NETWORK 11

//出水閥控制 //出水閥控制 LD C1 LD I1.1 AN M0.1 OLD =

Q0.4

NETWORK 12

//脫水計時 //脫水計時 LD I0.5 TON T40, +300

NETWORK 13

//洗滌和漂洗計數(shù) //洗滌和漂洗計數(shù) LD M0.2 ED LDN M0.1 CTU C2, +3

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NETWORK 14

//報警輸出 //報警輸出 LD M0.1 TOF T30, +30

NETWORK 15 LDN M0.1 A

T30 =

Q0.5

六：課程設(shè)計小結(jié)

課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實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課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在 整整兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時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。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(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，通過這次課程設(shè)計之后，一定把以前所學(xué)過的知識重新溫故。

這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多編程問題，最后在吳小蘇老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時，在吳小蘇老師的身上我學(xué)得到很多實用的知識，在次我表示感謝！同時，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：

《電器控制與PLC》

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指導(dǎo)教師評語：

成績答辯評定：

指導(dǎo)教師簽名：簽名：

年 月 杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系

日設(shè)計說明書

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第二篇：全自動洗衣機的控制PLC程序設(shè)計

全自動洗衣機的控制PLC程序設(shè)計

來源：004km.cn

一 程序設(shè)計要求

(1)水位控制[高水位 25s [中水位進水 15s [低水位進水 10s(2)程序選擇 [全程序

[簡易程序(3)全程序過程

進水?洗滌(正轉(zhuǎn)3s,反轉(zhuǎn)2s,停1s,200次)?排水(20s)?脫水(10s)?停止

| 循環(huán)三次 ︳

|<--------︳

(4)簡易過程

進水?洗滌(正轉(zhuǎn)3s,反轉(zhuǎn)2s,停1s,200次)?排水(20s)?脫水(10s)?停止 | 循環(huán)二次 ︳

|<--------︳

① I/O分配 ② 梯形圖 ③ 軟盤

進水閥(Y0)排水閥(Y1)電機正反轉(zhuǎn)(Y1,Y2)脫水(Y4)

二 I/O分配圖

起動 進水 水位(高)排水 水位(中)電機正轉(zhuǎn) 水位(低)電機反轉(zhuǎn) 全程序 脫水 簡易程序

二 狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖(見附錄一)

三 梯形圖(見附錄二)分析如下 1,初始脈沖M8002使初始狀態(tài)S0置為1,當(dāng)按驅(qū)動按鈕X0.先選擇了水位,程序類型后再按X0起動的.2，按X04,選擇的是全程序.按X05,選擇的是簡單程序.本來是以X04為全程序, X04非作為簡單程序,但在程序結(jié)束的時候,不能令M0置零.所以增加了X05作為簡單程序的選擇按鈕.3，X01控制高水位,按X01,起動M1,并自鎖.X02控制中水位,按X02,起動M2,并自鎖.X03控制低水位,按X03,起動M3,并自鎖.4，狀態(tài)轉(zhuǎn)入S0后,對C2,C3清零.并且,由M1+M2+M3與X0作為對S20的轉(zhuǎn)移條件.5,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S20,驅(qū)動Y0(進水).當(dāng)X2閉合,即M1置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移S21;當(dāng)X3閉合,即M2置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移S31 當(dāng)X4閉合,即M3置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移S41

6，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S21時,T0計時25秒(進水25秒),然后T0置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22.狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S31時,T1計時15秒(進水15秒),然后T1置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22.狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S41時,T2計時10秒(進水10秒),然后T2置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22.7，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22,對Y0清除指令,即停止進水.當(dāng)Y0停止時,即Y0非置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S23.8，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S23,如果選擇的是全程序(按X04),那么對C0清零.如果選擇的是簡單程序(按X05),那么對C1清零.CO非,C1非置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24.9.狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24,起動Y02(電機正轉(zhuǎn)),T3計時3秒.計時完畢狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S25.正轉(zhuǎn)完畢.10，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S25,起動Y03(電機反轉(zhuǎn)),T4計時2秒.計時完畢后,無論選擇的是全程序還是簡單程序(無論按X04還是X05)狀態(tài)都轉(zhuǎn)移到S26.11，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S26,T5計時1秒,然后T5置1.如果選擇的是全程序(按X04),那么C0計數(shù),當(dāng)計數(shù)不夠200次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24.計數(shù)滿200次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S27.如果選擇的是簡單程序(按X05),那么C1計數(shù),當(dāng)計數(shù)不夠100次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24.計數(shù)滿100次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S27.12，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S27,起動Y01(排水).T7計時20秒,然后T7置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S28.13，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S28,起動Y04(脫水),T8計時10秒.如果選擇的是全程序(按X04),那么C2計數(shù),當(dāng)計數(shù)不夠3次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S20.計數(shù)滿3次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S0.如果選擇的是簡單程序(按X05),那么C3計數(shù),當(dāng)計數(shù)不夠2次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S20.計數(shù)滿2次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S0.步進階梯結(jié)束.程序結(jié)束.回 ]

［返

第三篇：PLC全自動洗衣機研究

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

2.1 總體控制方案確定.......................................................錯誤！未定義書簽。

2.1.1 控制系統(tǒng)的比較................................................錯誤！未定義書簽。2.2.2 洗衣機的PLC控制系統(tǒng)概述............................錯誤！未定義書簽。全自動洗衣機的基本結(jié)構(gòu)......................................................錯誤！未定義書簽。

3.1 全自動洗衣機的原理和構(gòu)造.......................................錯誤！未定義書簽。3.2 洗滌脫水系統(tǒng)...............................................................錯誤！未定義書簽。3.3 排水和進水系統(tǒng)...........................................................錯誤！未定義書簽。3.4 電動機及傳動系統(tǒng).......................................................錯誤！未定義書簽。4 電氣控制系統(tǒng)..........................................................................錯誤！未定義書簽。

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

5.1 電動機的選擇...............................................................錯誤！未定義書簽。5.2 傳感器的選擇...............................................................錯誤！未定義書簽。5.3 可編程控制器外部設(shè)計...............................................錯誤！未定義書簽。6 軟件設(shè)計..................................................................................錯誤！未定義書簽。

6.1 系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計...............................................錯誤！未定義書簽。6.2 全自動洗衣機的控制要求...........................................錯誤！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...............................................錯誤！未定義書簽。6.5 程序語句表.....................................................................................................5 7 結(jié)束語......................................................................................錯誤！未定義書簽。致謝................................................................................................................................9 參考文獻......................................................................................................................17 引言

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

勞動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，留給人的感受常常是辛苦勞累。洗衣機問世后大大減輕了人們的負擔(dān)，節(jié)省了寶貴的時間和精力。當(dāng)然隨著時代的發(fā)展洗衣機也在不斷改進和發(fā)展：從木制手搖洗衣機到蒸汽洗衣機再到電動洗衣機，由手工洗衣到半自動洗衣再到今天的全自動化洗衣。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者的認(rèn)可和推崇。

自助式投幣洗衣機，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較多的采用單片機控制，其指令系統(tǒng)復(fù)雜，編程難度大，而且在設(shè)計控制系統(tǒng)硬件時，要有多種電路保護裝置，如電流保護、電壓保護、過載保護、過熱保護及欠壓保護等等，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)，把計算機技術(shù)、自動化技術(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)自動裝置。它具有編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等優(yōu)點。因此，采用PLC研究這個課題顯得很有意義。作為我的畢業(yè)設(shè)計，我想通過學(xué)習(xí)研究基本弄清投幣式洗衣機的工作原理及過程實現(xiàn)。由于本人知識有限，把全文重點放在了PLC應(yīng)用于投幣式洗衣機控制系統(tǒng)的設(shè)計方面。

自助式投幣洗衣機，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較多的采用單片機控制，其指令系統(tǒng)復(fù)雜，編程難度大，而且在設(shè)計控制系統(tǒng)硬件時，要有多種電路保護裝置，如電流保護、電壓保護、過載保護、過熱保護及欠壓保護等等，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)，把計算機技術(shù)、自動化技術(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)自動裝置。它具有編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等優(yōu)點。因此，采用PLC研究這個課題顯得很有意義。作為我的畢業(yè)設(shè)計，我想通過學(xué)習(xí)研究基本弄清投幣式洗衣機的工作原理及過程實現(xiàn)。由于本人知識有限，把全文重點放在了PLC應(yīng)用于投幣式洗衣機控制系統(tǒng)的設(shè)計方面。

1.2 全自動洗衣機的研究現(xiàn)狀

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

衣服質(zhì)地、重量、臟污程度，從而自動選擇最佳的洗滌時間、進水量、漂洗次數(shù)、脫水時間，達到了整個洗滌時間自動化，使用方便，節(jié)能節(jié)水。全自動洗衣機從結(jié)構(gòu)上主要有波輪式、攪拌式、滾筒式三種。

它們的特點如下：

a.波輪式洗衣機

洗衣特點：省時省力。

缺點：耗電、耗水、衣物易纏繞、清潔性不佳，b.滾筒式洗衣機

洗衣特點：衣物無纏繞，最不會損耗衣物的方式。

缺點：特別耗時，潔凈力不強，適合洗滌羊毛、羊絨以及絲綢、純毛類織物。

c.攪拌式洗衣機

洗衣特點：衣物潔凈力最強，省洗衣粉。

缺點：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，全自動洗衣機又有投幣式、感應(yīng)式、IC卡式等；從控制系統(tǒng)分，有集成電路控制、單片機控制和PLC控制、模糊控制等。單片機以其控制功能強、環(huán)境適應(yīng)性好、開發(fā)方便、體積小、價格適中等優(yōu)點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：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裝置；而基于PLC控制的全自動洗衣機具有編程簡單、實現(xiàn)功能齊全、外圍電路簡單、時間計算精確以及可維護方便等一系列優(yōu)點。只是它的價格比單片機昂貴的多，比較適合溫度過高、震動和沖擊過強等工業(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洗衣機也多采用單片機控制，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)洗衣機中的應(yīng)用也具有重要參考價值。

1.3 課題研究的目的

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

（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)計方法，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和理論聯(lián)系實際的學(xué)風(fēng)，提高自動化家電產(chǎn)品研發(fā)素質(zhì)，增強針對實際應(yīng)用進行控制系統(tǒng)設(shè)計的能力。

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)計方法、原則；

（3）對基于PLC投幣式洗衣機的控制系統(tǒng)進行設(shè)計，主要包括控制要求、PLC選型、硬件接線、控制程序設(shè)計（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、隨機存儲器或是單片機作為其核心，處理速度大大提高，功能更強體積又小。90年代末，PLC幾乎完全計算機化，各種智能模塊不斷開發(fā)出來，使其不斷擴展著它在各類工業(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（IEC）對PLC做出的定義如下：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，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，易于擴充其功能的原則設(shè)計?！倍x強調(diào)了PLC直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境；是“數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)”，即計算機；是用軟件方式來實現(xiàn)“可編程”的。

2.2 PLC的基本結(jié)構(gòu)

PLC實質(zhì)上是一種工業(yè)控制用的專用計算機。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誤等；在PLC進入運行狀態(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、分渠道地去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、組合、比較和變換等動作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯運算或算術(shù)運算等任務(wù)；根據(jù)運算結(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，還以遠離PLC插到現(xiàn)場控制站的相應(yīng)接口進行編程。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。編譯程序用來把程序語言翻譯成機器語言。診斷程序用來診斷機器故障。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

PLC可實現(xiàn)順序控制、運動控制、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)用于單機控制、多集群控制、生產(chǎn)自動線控制，例如注塑機、訂書機械、組合機床、裝配生產(chǎn)線及電梯控制等。

PLC的特點：

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

（5）PLC系統(tǒng)設(shè)計、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，易于實現(xiàn)機電一體化

基于以上特點，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、出錯處理這個順序來運行的。當(dāng)PLC處于正常運行時，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，輸入映像寄存器被刷新。接著，進入程序執(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，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，進行相應(yīng)的運算，運算結(jié)果再存入元件映像寄存器中。對元件映像寄存器來說，每一個元件（“軟繼電器”）的狀態(tài)會隨著程序執(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)動外部負載。2.5 PLC的設(shè)計內(nèi)容及原則

1.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(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)動的控制對象(電動機、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對保證整個控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟性能指標(biāo)起著重要的作用。選擇PLC，應(yīng)包括機型的選擇、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，繪制I/O連接圖。

（4）設(shè)計控制程序。包括設(shè)計梯形圖、語句表(即程序清單)或控制系統(tǒng)流程圖?？刂瞥绦蚴强刂普麄€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）必要時還需設(shè)計控制臺(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表等。

2.在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時．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)計前，應(yīng)深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，搜集資料，并與機械部分的設(shè)計人員和實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，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，在選擇容量時，應(yīng)適當(dāng)留有裕量?；赑LC的投幣式洗衣機控制系統(tǒng)的設(shè)計

3.1 工藝介紹及控制要求

3.1.1投幣洗衣機構(gòu)成 以波輪式洗衣機為例：

波輪式全自動洗衣機主要由機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)和支撐吊桿系統(tǒng)等組成，以一個電動機完成洗滌和脫水。波輪式投幣洗衣機的洗衣桶（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洗滌液泡迅速排出。洗衣機的進水和排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進水時，通過電控系統(tǒng)使進水閥打開，經(jīng)進水管將水注入到外桶。排水時，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機帶動內(nèi)桶甩干。投幣器掛在洗衣機體側(cè)面也可以掛在墻壁上，體積小，美觀大方。通過對投幣總值進行判別就可以啟動不同的洗滌程序（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，投入的無效幣會自動從退幣口退出，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。

（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，進行單獨脫水工作方式且其指示燈亮；當(dāng)投幣總值2元時，進行快洗工作方式且其指示燈亮；當(dāng)投幣總值3元時，進行標(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，電機正轉(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。完成后蜂鳴器報警5s提示洗滌結(jié)束。

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

3.2.1 控制系統(tǒng)的I/O點及地址分配

根據(jù)課題的動作要求，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HA，進、排水電磁閥YV1、YV2，電機正、反轉(zhuǎn)接觸器KM1、KM2及高速脫水電磁離合器YC。共需實際輸入點數(shù)4個，輸出點數(shù)9個?？紤]到I/O點數(shù)、功能、價格等綜合因素系統(tǒng)選用西門子公司的CPU 224，它有14個輸入點、10個輸出點已經(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20KHz（僅限于DC輸出）

計數(shù)器：C0-C255

接通/斷開延時定時器（100ms）：T37～T63 位存儲器：M0.0～M31.7 可連接的最大擴展模塊數(shù)量：7個 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，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閉合一個掃描周期，對投幣計數(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，并對投幣間隔進行定時。

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)未達到（C12常閉觸點接通）則進水閥Q0.3接通，開始進水，達設(shè)定水位停止。

第8--14邏輯行：電機正轉(zhuǎn)3s停1s；再反轉(zhuǎn)3s停1s。進行洗滌循環(huán)操作，并分別在第12、13邏輯行進行快洗40次、標(biāo)準(zhǔn)洗80次計數(shù)，達設(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，進行脫水。

第17邏輯行：當(dāng)脫水時間到T41常開觸點閉合，且非單脫水方式Q0.0常閉觸點斷開，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C12常開觸點閉合或單脫水Q0.0接通且脫水時間到達T41閉合，蜂鳴器Q1.1接通，報警5s提示全部程序完成并返回。當(dāng)打開蓋子取衣時，I0.0斷開使相關(guān)信號復(fù)位，為新的一輪洗衣做準(zhǔn)備。

定時器、計數(shù)器說明：

表3-3 定時器、計數(shù)器說明表

類別

器件號

設(shè)定值

作用

T31 9s

投幣間隔計時

T37 3s

正轉(zhuǎn)洗滌計時

T38 1s

正轉(zhuǎn)后暫停兩秒

定時器 T39 3s 反轉(zhuǎn)洗滌計時

T40 1s

反轉(zhuǎn)后暫停兩秒

T41 30s 脫水計時 T42 5s 洗完報警計時

C10 40 快洗計數(shù)

計時器

C11 80 標(biāo)準(zhǔn)洗計數(shù)

C12

3脫水計數(shù)(除單脫水)設(shè)計小結(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的投幣式洗衣機控制系統(tǒng)的設(shè)計。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)洗衣時間、水位、價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、抗干擾能力強等眾多優(yōu)點。另外，該設(shè)計對研究PLC在工業(yè)洗衣機中的應(yīng)用也有可貴的參考價值。但是由于水平和時間有限，設(shè)計中難免有不足之處，比如在洗衣機正面機箱上沒有設(shè)置LED數(shù)碼管來顯示各工作過程及剩余時間。而且，從性價比角度來看，這個設(shè)計目前還不適合大規(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)會了PLC的設(shè)計方法，掌握了PLC的硬件及軟件編程的知識，學(xué)會了用專門軟件繪制PLC的流程圖及I/O接線圖，同時還培養(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)生久遠影響。

畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實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，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在作畢業(yè)設(shè)計的日子里，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)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(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)計終于順利完成了，在設(shè)計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，在指導(dǎo)老師的身上我學(xué)得到很多實用的知識，在次我表示感謝！同時，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

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第四篇：全自動洗衣機三菱PLC控制程序

說明：

X2 急停按鈕 M5 運行指示燈

X3、x4、x5 高、中、低水位選擇 X1 全自動洗衣開始

Y1 進水閥

到達預(yù)定水位后 停2s時間然后開始正轉(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 手動放水 X13 手動脫水

第五篇：全自動洗衣機PLC控制LC控制

全自動洗衣機PLC控制LC控制

[日期：2007-06-06]

來源：中華電力網(wǎng) 作者：佚名

目錄

摘要 ………………………………………………………………………………2 第1章PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 ………………………………………………………3 1.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 ……………………………………………3 1.2 PLC I/O模塊的選擇步驟與原則 …………………………………………3 第2章 全自動洗衣機PLC控制 …………………………………………………6 2.1 課題內(nèi)容 ……………………………………………………………………6 2.2 控制要求 ……………………………………………………………………7 2.3 點號表 ………………………………………………………………………8 2.4 梯形圖 ………………………………………………………………………9 2.5梯形圖程序調(diào)試 ………………………………………………………………13 第3章 課程設(shè)計總結(jié) …………………………………………………………17 參考文獻 ……………………………………………………………………18

摘要

PLC可編程序控制器：PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程.PLC是基于電子計算機，且適用于工業(yè)現(xiàn)場工作的電控制器。它源于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過電路的物理過程實現(xiàn)控制，而主要靠運行存儲于PLC內(nèi)存中的程序，進行入出

信息變換實現(xiàn)控制。

PLC基于電子計算機，但并不等同于普通計算機。普遍計算機進行入出信息變換，多只考慮信息本身，信息的入出，只要人機界面好就可以了。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實時性，以及信息的使用等問題。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，抗干擾等問題。

入出信息變換、可靠物理實現(xiàn)，可以說是PLC實現(xiàn)控制的兩個基本要點。

入出信息變換靠運行存儲于PLC內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序(不可更改)，又有用戶自行開發(fā)的應(yīng)用（用戶）程序。系統(tǒng)程序提供運行平臺，同時，還為PLC程序可靠運行及信號與信息轉(zhuǎn)換進行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計。什么樣的控制

要求，就應(yīng)有什么樣的用戶程序。

可靠物理實現(xiàn)主要靠輸人（INPUT）及輸出（OUTPUT）電路。PLC的I/O電路，都是專門設(shè)計的。輸入電路要對輸入信號進行濾波，以去掉高頻干擾。而且與內(nèi)部計算機電路在電上是隔離的，靠光耦元件建立聯(lián)系。輸出電路內(nèi)外也是電隔離的，靠光耦元件或輸出繼電器建立聯(lián)系。輸出電路還要進行功率放大，以足以帶動一般的工業(yè)控制元器件，如電磁閥、接觸器等等。I/O電路是很多的，每一輸入點或輸出點都要有一個I或O電路。PLC有多I/O用點，一般也就有多少個I/O用電路。但由于它們都是由高度集成化的電路組成的，所以，所占體積并不大。輸入電路時刻監(jiān)視著輸入狀況，并將其暫存于輸入暫存器中。每一輸入點都有一個對應(yīng)的存儲其

信息的暫存器。

輸出電路要把輸出鎖存器的信息傳送給輸出點。輸出鎖存器與輸出點也是一一對應(yīng)的這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實際就是PLC處理器I/O口的寄存器。它們與計算機內(nèi)存交換信息通過計算機總線，并主要由運行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。把輸人暫存器的信息讀到PLC的內(nèi)存中，稱輸入刷新。PLC內(nèi)存有專門開辟的存放輸入信息的映射區(qū)。這個區(qū)的每一對應(yīng)位（bit）稱之為輸入繼電器，或稱軟接點。這些位置成1，表示接點通，置成0為接點斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的，所以，它反映的就是輸入狀態(tài)。

第1章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 1.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則

任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，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

充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計人員在設(shè)計前就要深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關(guān)先進的國內(nèi)、國外資料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計中的重點問題和疑難問題。

2.保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠

保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設(shè)計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計者在系統(tǒng)設(shè)計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確保控制系統(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。3.力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便

一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護也將導(dǎo)致運行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求

自動化和高指標(biāo)。

4.適應(yīng)發(fā)展的需要

由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設(shè)計時要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點數(shù)和內(nèi)存容量時，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進。

1.2 PLC I/O模塊的選擇步驟與原則

一般I／O模塊的價格占PLC價格的一半以上。PLC的I／O模塊有開關(guān)量I／O模塊、模擬量I／O模塊及各種特殊功能模塊等。不同的I／O模塊，其電路及功能也不同，直接影響PLC的應(yīng)用范圍和價格，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際需要加以選擇。

1.2.1 開關(guān)量I／O模塊的選擇

1、開關(guān)量輸入模塊的選擇

開關(guān)量輸入模塊是用來接收現(xiàn)場輸入設(shè)備的開關(guān)信號，將信號轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部接受的低電壓信號，并實現(xiàn)PLC內(nèi)、外信號的電氣隔離。選擇時主要應(yīng)考慮以下幾個方面：

1）輸入信號的類型及電壓等級

開關(guān)量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流／直流輸入三種類型。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入信號和周圍環(huán)境因素等。直流輸入模塊的延遲時間較短，還可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入設(shè)備連接；交流輸入模塊可靠性好，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用。開關(guān)量輸入模塊的輸入信號的電壓等級有：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來考慮。一般5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于傳輸距離較近場合，如5Ｖ輸入模塊最遠不得超過１０米。距離較遠的應(yīng)選用輸入電壓等級較

高的模塊。

2）輸入接線方式

開關(guān)量輸入模塊主要有匯點式和分組式兩種接線方式，如圖6-2所示。

圖6-2開關(guān)量輸入模塊的接線方式 a)匯點式輸入 b)分組式輸入

匯點式的開關(guān)量輸入模塊所有輸入點共用一個公共端（COM）；而分組式的開關(guān)量輸入模塊是將輸入點分成若干組，每一組（幾個輸入點）有一個公共端，各組之間是分隔的。分組式的開關(guān)量輸入模塊價格較匯點式的高，如果輸入信號之間不需要分隔，一般選用匯點式的。

3）注意同時接通的輸入點數(shù)量

對于選用高密度的輸入模塊(如32點、48點等)，應(yīng)考慮該模塊同時接通的點數(shù)一般不要超過輸

入點數(shù)的60％。

4）輸入門檻電平

為了提高系統(tǒng)的可靠性，必須考慮輸入門檻電平的大小。門檻電平越高，抗干擾能力越強，傳輸距離也越遠，具體可參閱PLC說明書。

2、開關(guān)量輸出模塊的選擇

開關(guān)量輸出模塊是將PLC內(nèi)部低電壓信號轉(zhuǎn)換成驅(qū)動外部輸出設(shè)備的開關(guān)信號，并實現(xiàn)PLC內(nèi)外信號的電氣隔離。選擇時主要應(yīng)考慮以下幾個方面：

1）輸出方式

開關(guān)量輸出模塊有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出三種方式。

繼電器輸出的價格便宜，既可以用于驅(qū)動交流負載，又可用于直流負載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降小，同時承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，但其屬于有觸點元件，動作速度較慢（驅(qū)動感性負載時，觸點動作頻率不得超過1HZ）、壽命較短、可靠性較差，只能適用于

不頻繁通斷的場合。對于頻繁通斷的負載，應(yīng)該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無觸點元件。但晶閘管輸出只能用于交流負載，而晶體管輸出只能用于直流負載。

2）輸出接線方式

開關(guān)量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式，如圖6-3所示。

圖6-3 開關(guān)量輸出模塊的接線方式 a)分組式輸出 b)分隔式輸出

分組式輸出是幾個輸出點為一組，一組有一個公共端，各組之間是分隔的，可分別用于驅(qū)動不同電源的外部輸出設(shè)備；分隔式輸出是每一個輸出點就有一個公共端，各輸出點之間相互隔離。選擇時主要根據(jù)PLC輸出設(shè)備的電源類型和電壓等級的多少而定。一般整體式PLC既有分組式輸出，也有分隔式輸出。3）驅(qū)動能力

開關(guān)量輸出模塊的輸出電流(驅(qū)動能力)必須大于PLC外接輸出設(shè)備的額定電流。用戶應(yīng)根據(jù)實際輸出設(shè)備的電流大小來選擇輸出模塊的輸出電流。如果實際輸出設(shè)備的電流較大，輸出模塊無法

直接驅(qū)動，可增加中間放大環(huán)節(jié)。

4）注意同時接通的輸出點數(shù)量

選擇開關(guān)量輸出模塊時，還應(yīng)考慮能同時接通的輸出點數(shù)量。同時接通輸出設(shè)備的累計電流值必須小于公共端所允許通過的電流值，如一個220V／2A的８點輸出模塊，每個輸出點可承受2A的電流，但輸出公共端允許通過的電流并不是16A(8×2A)，通常要比此值小得多。一般來講，同時接通的點數(shù)不要超出同一公共端輸出點數(shù)的60％。

5)輸出的最大電流與負載類型、環(huán)境溫度等因素有關(guān)

開關(guān)量輸出模塊的技術(shù)指標(biāo)，它與不同的負載類型密切相關(guān)，特別是輸出的最大電流。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會降低，在實際使用中也應(yīng)注意。

1.2.2模擬量I／O模塊的選擇

模擬量I／O模塊的主要功能是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并與PLC內(nèi)部總線相連，同時為了安全也有電氣隔離功能。模擬量輸入（A／D）模塊是將現(xiàn)場由傳感器檢測而產(chǎn)生的連續(xù)的模擬量信號轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部可接受的數(shù)字量；模擬量輸出(D／A)模塊是將PLC內(nèi)部的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量信號輸出。典型模擬量I／O模塊的量程為-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等，可根據(jù)實際需要選用，同時還應(yīng)

考慮其分辨率和轉(zhuǎn)換精度等因素。一些PLC制造廠家還提供特殊模擬量輸入模塊，可用來直接接收低電平信號（如RTD、熱電偶等

信號）。

1.2.3、特殊功能模塊的選擇

目前，PLC制造廠家相繼推出了一些具有特殊功能的I／O模塊，有的還推出了自帶CPU的智能型I／O模塊，如高速計數(shù)器、凸輪模擬器、位置控制模塊、PID控制模塊、通信模塊等。

第二章 全自動洗衣機PLC控制

2.1 圖控制程序的編制，并畫出硬件接線圖

2.1.1設(shè)計硬件連接線路圖 2.1.2設(shè)計功能順序圖

2.2 控制要求

1、按下啟動按扭及水位選擇開關(guān)，2、注水直到高（中、低）水位，關(guān)水3、2秒后開始洗滌

4、洗滌時，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒

5、如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒

6、開始清洗，重復(fù)（2）～（5），清洗兩遍

7、清洗完成，報警3秒并自動停機

8、若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計數(shù)）輸入點： 輸出點：

啟動 10001 低水位檢測 10009 啟動洗衣機 00001 停止 10002 手動排水 10010 進水閥 00002 高水位 10003 手動脫水 10011 正轉(zhuǎn) 00003 中水位 10004 反轉(zhuǎn) 00004 低水位 10005 排水 00005 排空檢測 10006 脫水 00006 高水位檢測 10007 報警 00007

中水位檢測 10008

2.3點號表

x1 啟動信號 y1 啟動指令 x2 停止信號 y2 進水閥控制 x3 高水位 y3 正轉(zhuǎn)及脫水 x4 中水位 y4 反轉(zhuǎn) x5 低水位 y5 排水 x6 排空檢測 y6 報警

x7 高水位檢測 x10 中水位檢測 x11 低水位檢測 x12 手動排水 x13 手動脫水

2.4梯形圖 2.5 梯形圖程序調(diào)試 按下啟動按鈕K4，LED1亮；進水LED2亮，2秒后，轉(zhuǎn)盤順時針旋轉(zhuǎn)動30秒，然后停2秒，轉(zhuǎn)盤逆時針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動30秒，停2秒；如此循環(huán)5次后排水，按PB進行排空檢測，LED6亮；脫水30秒，LED7亮。清洗完成后報警3秒自動停機，LED8亮。

分析如下

1、初始脈沖M8002使初始狀態(tài)S0置為1,當(dāng)按驅(qū)動按鈕X0.先選擇了水位,程序類型后再按X0起動的.2、按X04,選擇的是全程序.按X05,選擇的是簡單程序.本來是以X04為全程序, X04非作為簡單程序,但在程序結(jié)束的時候,不能令M0置零.所以增加了X

05作為簡單程序的選擇按鈕.3、X01控制高水位,按X01,起動M1,并自鎖.X02控制中水位,按X02,起動M2,并自鎖.X03控制低水位,按X03,起動M3,并自鎖.4、狀態(tài)轉(zhuǎn)入S0后,對C2,C3清零.并且,由M1+M2+M3與X0作為對S20的轉(zhuǎn)移條件.5、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S20,驅(qū)動Y0(進水).當(dāng)X2閉合,即M1置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移S21;當(dāng)X3閉合,即M2置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移S31 當(dāng)X4閉合,即M3置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移S41

6、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S21時,T0計時25秒(進水25秒),然后T0置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22.狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S31時,T1計時15秒(進水15秒),然后T1置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22.狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S41時,T2計時10秒(進水10秒),然后T2置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22.7、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22,對Y0清除指令,即停止進水.當(dāng)Y0停止時,即Y0非置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S23.8、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S23,如果選擇的是全程序(按X04),那么對C0清零.如果選擇的是簡單程序(按X05),那么對C1清零.CO非,C1非置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24.9、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24,起動Y02(電機正轉(zhuǎn)),T3計時3秒.計時完畢狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S25.正轉(zhuǎn)完畢.10、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S25,起動Y03(電機反轉(zhuǎn)),T4計時2秒.計時完畢后,無論選擇的是全程序還是簡單程序(無論按X04還是X05)狀態(tài)都轉(zhuǎn)移到S26.11、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S26,T5計時1秒,然后T5置1.如果選擇的是全程序(按X04),那么C0計數(shù),當(dāng)計數(shù)不夠200次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24.計數(shù)滿200

次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S27.如果選擇的是簡單程序(按X05),那么C1計數(shù),當(dāng)計數(shù)不夠100次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24.計數(shù)滿100

次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S27.12、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S27,起動Y01(排水).T7計時20秒,然后T7置1,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S28.13、狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S28,起動Y04(脫水),T8計時10秒.如果選擇的是全程序(按X04),那么C2計數(shù),當(dāng)計數(shù)不夠3次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S20.計數(shù)滿3次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S0.如果選擇的是簡單程序(按X05),那么C3計數(shù),當(dāng)計數(shù)不夠2次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S20.計數(shù)滿2次時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S0.步進階梯結(jié)束.程序結(jié)束.第3章 課程設(shè)計總結(jié)

隨著畢業(yè)日子的到來，課程設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計終于完成了。在沒有做課程設(shè)計以前覺得課程設(shè)計只是對這幾年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是通過這次做課程設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次課程設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜

合素質(zhì)。

在這次課程設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。

我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。

在此要感謝我們的指導(dǎo)老師羅老師、朱老師和李老師對我們悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我們的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。