三菱FX2N PLC在全自動洗衣機控制中的應(yīng)用

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三菱FX2N PLC在全自動洗衣機控制中的應(yīng)用 第1章緒論 1.1 課題背景 隨著社會的發(fā)展工業(yè)化的加速，出現(xiàn)了洗衣機，再就是自動化洗衣機。無論是波輪式洗衣機也好，還是滾筒式洗衣機也好，都朝著智能化、水流方式多樣化、洗衣方式創(chuàng)新化、設(shè)計更趨人性化四大特征方向發(fā)展。傳統(tǒng)的電氣控制已經(jīng)不能滿足現(xiàn)狀的要求了。使智能化的控制取代了傳統(tǒng)的工業(yè)控制， 洗衣機的工作原理：全自洗衣機的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一心安放的，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水用。內(nèi)桶的周圍有許多小孔，使內(nèi)桶和外桶的水流相通，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。進水時通過控制系統(tǒng)將進水電磁閥打開，經(jīng)進水管將水注入到外桶。排水時，通過控制系統(tǒng)將排水電磁閥打開，將水由外桶排到機外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動波盤的正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進行甩干。高、低水位控制開關(guān)分別用來檢測高、低水位。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作，停止按鈕用來實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫水及報警。排水按鈕用來實現(xiàn)手動排水。 隨著先進科學(xué)技術(shù)發(fā)展.應(yīng)用于洗衣機上的技術(shù)越來越成熟，洗衣機的發(fā)展也越來越快，將來的洗衣機主要主要朝以下幾個方面發(fā)展： （1）高度智能化； （2）健康化 （3）節(jié)水節(jié)能； （4）大容量和微型化； 本次設(shè)計主要采用PLC控制技術(shù)來設(shè)計全自動洗衣機控制系統(tǒng)，跟傳統(tǒng)的洗衣機相比更具有智能，實時監(jiān)控，人性化的功能。本系統(tǒng)最大的優(yōu)點集中體現(xiàn)在：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。具有可靠性高、安全性好、開發(fā)價值高等一系列優(yōu)點。 1.2ＰＬＣ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。 1.3本文的主要工作 第一章，回顧全自動洗衣機的歷史，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，采用可編程程序控制器來代替中間繼電器和過程控制的微型機，設(shè)計開發(fā)全自動洗衣機系統(tǒng)，才會滿足穩(wěn)定可靠的洗衣機控制系統(tǒng)需求。 第二章，敘述了可編程程序控制器的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用的歷程，通過論述可編程程序控制器的各種優(yōu)點、 卓越性能、結(jié)構(gòu)、原理，有一個感性的總體認識。 第三章，結(jié)合全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求，進行硬件、程序設(shè)計，從主要部件的選擇、流程的分析、程序思路的產(chǎn)生來完成本次設(shè)計任務(wù)。 第四章，通過對系統(tǒng)的調(diào)試和檢測，再進行系統(tǒng)性梳理，將隱藏的不足之處加以修正和完善，確保系統(tǒng)能順利運行。 第2章可編程序控制器（PLC) 2.1 PLC概述 可編程序控制器（Programmabie Logic Controller,縮寫PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置?？删幊绦蚩刂破魇请S著技術(shù)的進步與現(xiàn)代社會生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，為適應(yīng)多品種。小批量生產(chǎn)的需要，生產(chǎn).發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置。PLC從1969年問世以來，雖然至今還不到40年，但由于其具有通用靈活的控制性能。簡單方便的使用性能，可以適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的可靠性，因此在工業(yè)自動化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。有人將它與數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)工業(yè)機械人技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)的四大支柱?？删幊绦蚩刂破髟谖覈陌l(fā)展與應(yīng)用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強大支柱。隨著全球一體化經(jīng)濟的發(fā)展，努力發(fā)展可編程序控制器在我國的大規(guī)模應(yīng)用，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器技術(shù)，應(yīng)該是廣大技術(shù)人員努力的方向。 2.1.1 PLC的發(fā)展歷程 在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導(dǎo)地位，應(yīng)用廣泛。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點，特別是其接線復(fù)雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性差。 1968年美國通用汽車公司（G.M）為了適應(yīng)汽車型號的不斷更新，生產(chǎn)工藝不斷變化的需要，實現(xiàn)小批量、多品種生產(chǎn)，希望能有一種新型工業(yè)控制器，它能做到盡可能減少重新設(shè)計和更換電器控制系統(tǒng)及接線，以降低成本，縮短周期。于是就設(shè)想將計算機功能強大、靈活、通用性好等優(yōu)點與電器控制系統(tǒng)簡單易懂、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，制成一種通用控制裝置，而且這種裝置采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”進行編程，使不熟悉計算機的人也能很快掌握使用。 1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)美國通用汽車公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺可編程控制器，并在通用汽車公司的自動裝配線上試用，取得很好的效果。從此這項技術(shù)迅速發(fā)展起來。 早期的可編程控制器僅有邏輯運算、定時、計數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller ）。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，20世紀70年代中期微處理器技術(shù)應(yīng)用到PLC中，使PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。 20世紀80年代以后，隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，16位和32位微處理器應(yīng)用于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強，同時可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使PLC真正成為具有邏輯控制、過程控制、運動控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實的多功能控制器。 PLC的發(fā)展過程大致可以分為如下幾個階段： 1970—1980年：PLC的結(jié)構(gòu)定型階段。在這一階段，由于PLC剛誕生，各種類型的順序控制器不斷出現(xiàn)（如邏輯電路型、1位機型、通用計算機型、單板機型等），但迅速被淘汰。最終以微處理器為核心的現(xiàn)有PLC結(jié)構(gòu)形成，取得了市場的認可，得以迅速發(fā)展推廣。PLC的原理、結(jié)構(gòu)、軟件、硬件趨向統(tǒng)一與成熟，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域由最初的小范圍、有選擇使用、逐步向機床、生產(chǎn)線擴展。 1980—1990年：PLC的普及階段。在這一階段，PLC的生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，價格不斷下降，PLC被迅速普及。各PLC生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的價格、品種開始系列化，并且形成了固定I/O點型、基本單元加擴展塊型、模塊化結(jié)構(gòu)型這三種延續(xù)至今的基本結(jié)構(gòu)模型。PLC的應(yīng)用范圍開始向順序控制的全部領(lǐng)域擴展。比如三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有F.F1.F2小型PLC系列產(chǎn)品,K/A系列中、大型PLC產(chǎn)品等。 1990—2000年，PLC的高性能與小型化階段。在這一階段，隨著微電子技術(shù)的進步，PLC的功能日益增強，PLC的CPU運算速度大幅度上升、位數(shù)不斷增加，使得適用于各種特殊控制的功能模塊不斷被開發(fā)，PLC的應(yīng)用范圍由單一的順序控制向現(xiàn)場控制拓展。此外，PLC的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化PLC。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有FX小型PLC系列產(chǎn)品，AIS/A2US/Q2A系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。 2000年至今：PLC的高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段。在本階段，為了適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展與工廠自動化的需要，PLC的各種功能不斷進步。一方面，PLC在繼續(xù)提高CPU運算速度，位數(shù)的同時，開發(fā)了適用于過程控制，運動控制的特殊功能與模塊，使PLC的應(yīng)用范圍開始涉及工業(yè)自動化的全部領(lǐng)域。與此同時，PLC的網(wǎng)絡(luò)與通信功能得到迅速發(fā)展，PLC不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入/輸出設(shè)備，還可以通過各種總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，為工廠自動化奠定了基礎(chǔ)。三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有FX小型PLC系列產(chǎn)品（包括最新的FX3u系列產(chǎn)品），Qn,QnPH系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。 2.1.2 PLC的發(fā)展趨勢 從當(dāng)前產(chǎn)品技術(shù)性能來看，PLC發(fā)展趨勢仍然主要體現(xiàn)在體積的縮小與性能的提高兩大方面。 ①體積小型化。電子產(chǎn)品體積的小型化是微電子技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果?，F(xiàn)代PLC無論從內(nèi)部元件組成還是硬件、軟件結(jié)構(gòu)都已經(jīng)與早期的PLC有了很大的不同，PLC體積被大幅度縮小。 ②性能的提高。PLC的性能主要包括CPU性能與I/O性能兩大方面。 可編程序控制器在我國的發(fā)展?fàn)顩r如下： (1) 我國可編程序控制器的發(fā)展與國際上的發(fā)展有所不同，國際上可編程序控制器的發(fā)展是從研制、開發(fā)、生產(chǎn)到應(yīng)用，而我國則是從成套設(shè)備引進、可編程序控制器引進應(yīng)用、消化移植、合資生產(chǎn)到廣泛應(yīng)用。大致可劃分為下述三個階段： ①可編程序控制器的初級認識階段（70 年代后期到 80 年代初期）國際上可編程序控制器的發(fā)展，首先引起了國內(nèi)工程技術(shù)界的極大興趣，所以我國對可編程序控制器的認識始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套設(shè)備引進中，當(dāng)時的上海寶鋼一期工程中有多項工程引進了十幾種機型約 200 多臺可編程序控制器。這些可編程序控制器用于原料碼頭到高爐、軋鋼、鋼管等整個鋼鐵冶煉以及加工生產(chǎn)線上，取代了傳統(tǒng)的繼電器邏輯系統(tǒng)，并部分取代了模擬量控制和小型 DDC 系統(tǒng)。繼寶鋼一期工程后，國內(nèi)許多廠家陸續(xù)引進的設(shè)備和生產(chǎn)線大都配備了可編程序控制器，其應(yīng)用范圍包括電站、石油化工、汽車制造、港口和碼頭等各領(lǐng)域。正是在成套設(shè)備引進過程中，我們打開了眼界，了解認識了可編程序控制器，這也促進了可編程序控制器在我國的發(fā)展。 ②可編程序控制器的引進應(yīng)用和消化移植階段（80 年代初期到90年代初期）80年代初期開始，隨著我國改革開放的不斷深入，在成套設(shè)備引進的同時，國外原裝的可編程序控制器開始涌入國內(nèi)市場。許多部門和單位相繼引進可編程序控制器并自己設(shè)計組成控制系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍也擴大到建材、輕工、煤炭、水處理、食品、制藥、造紙、橡膠和精細化工等工業(yè)領(lǐng)域。 ③ 可編程序控制器的廣泛發(fā)展階段（90 年代初期到現(xiàn)在） 進入90年代，我國的可編程序控制器進入了廣泛發(fā)展階段。 主要表現(xiàn)在：可編程序控制器的發(fā)展得到了政府的高度重視，在當(dāng)時機械電子工業(yè)部的領(lǐng)導(dǎo)下，于 1991 年成立了可編程序控制器行業(yè)協(xié)會?？删幊绦蚩刂破餍袠I(yè)協(xié)會在政府和企事業(yè)之間起到了橋梁作用，溝通了情況，為做出決策提供了依據(jù)。同時可編程序控制器的標準化工作也受到了有關(guān)部門的重視，于 1993 年成立了可編程序控制器標準化技術(shù)委員會，為我國可編程序控制器的進一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。 2.1.3 PLC的應(yīng)用 1 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 PLC的初期由于其價格高于繼電器控制裝置，使得其應(yīng)用受到限制。但最近十多年來，PLC的應(yīng)用面越來越廣，其主要原因是：一方面由于微處理器芯片幾有關(guān)元件的價格大大下降，使得PLC的成本下降；另一方面PLC的功能大大增強，它也能解決復(fù)雜的計算和通信問題。目前PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。PLC的應(yīng)用范圍通?？煞殖梢韵?種類型： （1）順序控制 這是PLC應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，也是最適合PLC使用的領(lǐng)域。它用來取代傳統(tǒng)的 繼電器順序控制。PLC應(yīng)用于單機控制、多機群控、生產(chǎn)自動線控制等。例如：注塑機械、印刷機械、、包裝機械、切紙機械、組合機床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。 (2)運動控制 PLC制造商目前已提供了拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，在多數(shù)情況下，PLC把描述目標位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動一軸或數(shù)據(jù)到目標位置。每個軸移動時，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)奈恢煤图铀俣?，確保運動平滑。 （3）過程控制 PLC還能控制大量的過程參數(shù)，例如：溫度、流量、壓力、液位和速度。PID模塊提供了使PLC具有閉環(huán)控制的功能，即一個具有PID控制能力的PLC可用于過程控制。當(dāng)過程控制中某個變量出現(xiàn)偏差時，PID控制算法會計算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定植上。 （4）數(shù)據(jù)處理 在機械加工中，PLC作為主要的控制和管理系統(tǒng)用于CNC和NC系統(tǒng)中，可以完成大量的數(shù)據(jù)處理工作。 （5）通信網(wǎng)絡(luò) PLC的通信包括主機與遠程I/O之間的通信、多臺PLC之間的通信、PLC和其他智能控制設(shè)備（如計算機、變頻器、數(shù)控裝置）之間的通信。PLC與其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。 2 PLC在我國的應(yīng)用 ?雖然我國在PLC生產(chǎn)方面比較弱，但在PLC應(yīng)用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品，年銷售額30多億人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也很廣。 ? 在我國，一般按I/O點數(shù)將PLC分為以下級別（但不絕對，國外分類有些區(qū)別）： ? 微型：32 I/O 小型：256 I/O 中型：1024 I/O 大型：4096 I/O 巨型：8192 I/O ?在我國應(yīng)用的PLC系統(tǒng)中，I/O64點以下PLC銷售額占整個PLC的47%，64點~256點的占31%，合計占整個PLC銷售額的78%。 2.2 PLC的硬件結(jié)構(gòu) PLC 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。 中央處理單元(CPU)是PLC 的控制中樞，它按照PLC 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)、檢查電源、存儲器I/O以及警戒定時器的狀態(tài)；并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)PLC 投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(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)運行直到停止運行。 圖 圖2-1 PLC的結(jié)構(gòu)圖 2.3 PLC的工作原理 PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(包括其常開或常閉觸點)不會立即動作，必須等掃描到該觸點時才會動作。 考慮到繼電器控制裝置各類觸點的動作時間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶程序的時間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計算機的運行方式---掃描技術(shù)。這樣在對于I/O響應(yīng)要求不高的場合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。 當(dāng)PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。 1輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 2用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 3輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。 PLC的掃描工作過程如圖2-2、圖2-3所示 用 戶 輸 出 設(shè) 備 輸 入 端 子 輸 入 鎖 存 器 輸 入 映 象 寄 存 器 輸 出 映 象 寄 存 器 輸 出 鎖 存 器 輸 出 端 子 程序 執(zhí)行 用 戶 輸 入 設(shè) 備 寫 讀 讀 圖2-2 PLC的掃描工作過程圖 輸入刷新 程序執(zhí)行 輸出刷新 一個掃描周期 輸入刷新 圖2-3 PLC的掃描周期圖 2.4 本章小結(jié) 本章介紹的是PLC的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用，通過這些基礎(chǔ)知識，更好地理解PLC的控制，基于PLC在全自動洗衣機控制系統(tǒng)上應(yīng)用這一范疇，使下一步PLC的程序設(shè)計開發(fā)和實際需要有機地融合在一起。 第3章 系統(tǒng)設(shè)計 3.1程序控制要求 １．水位控制：高水位?。玻担? 　　　　　　　低水位?。保埃? ２.程序選擇：常速洗衣程序 　　　　　　快速洗衣程序 （1）常速程序過程： 啟動選擇：投放洗衣粉-進水（高水位）-浸泡（5M） 洗滌（正轉(zhuǎn)常速10S，反轉(zhuǎn)常速10S，停2S，100次） －排水（２０Ｓ）－進水（高水位）—清洗： 正轉(zhuǎn)慢速15S，反轉(zhuǎn)慢速15S，停2S，50次 排水（5M）—脫水－停止 （2）快速程序過程： 啟動選擇：投放洗衣粉-進水（高水位）-浸泡（5M） 洗滌（正轉(zhuǎn)快速5S， 反轉(zhuǎn)快速5S，停2S，100次） －排水（２０Ｓ）－進水（高水位）—清洗： 正轉(zhuǎn)慢速15S，反轉(zhuǎn)慢速15S，停2S，50次 排水（5M）—脫水－停止 3.2 硬件設(shè)計 3.2.1 PLC控制全自動洗衣機的輸入/輸出分配表 表3-1 輸入輸出分配表 輸入 輸出 功能 元件 PLC地址 功能 元件 PLC地址 啟動按鈕 SB1 X0 投放洗衣液 YA4 Y0 停止按鈕 SB4 X4 進水電磁閥 YA1 Y1 常速選擇按鈕 SB2 X1 排水電磁閥 YA2 Y6 快速選擇按鈕 SB3 X2 洗滌電動機正轉(zhuǎn)常速接觸器 KM1 Y2 高水位 SH X3 洗滌電動機反轉(zhuǎn)常速接觸器 KM2 Y3 低水位 SL X5 洗滌電動機正轉(zhuǎn)快速接觸器 KM3 Y4 洗滌電動機反轉(zhuǎn)快速接觸器 KM4 Y5 洗滌電動機正轉(zhuǎn)慢速接觸器 KM5 Y7 洗滌電動機反轉(zhuǎn)慢速接觸器 KM6 Y10 脫水電磁離合器 YA3 Y11 報警蜂鳴器 HY Y12 3.2.2 PLC的外部接線形式 圖3-2 PLC控制接線圖 3.3 系統(tǒng)程序設(shè)計 3.3.1系統(tǒng)的梯形圖 按下X0啟動洗衣機，洗衣機開始運行。按下選擇模式鍵（X1為常速洗衣,X2為快速洗衣），洗衣機進水，水位達到高水位X3浸泡5分鐘。 常速洗衣模式：常速正轉(zhuǎn)10S，停2S，常速反轉(zhuǎn)10S，停2S，循環(huán)100次。 快速模式：快速正轉(zhuǎn)5S，停2S，快速反轉(zhuǎn)5S,停2S，循環(huán)100次。 洗衣模式結(jié)束，排水，達到低水位，進水，進行清洗。 清洗模式：慢速正轉(zhuǎn)15S，停2S，快速正轉(zhuǎn)15S，停2S，循環(huán)50次。 清洗完畢，排水，水位達到低水位，開始脫水，報警結(jié)束。 3.4小結(jié) 本章介紹FX2N-48MR系列PLC全自動洗衣機控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計,關(guān)鍵是系統(tǒng)總體設(shè)計,核心則是控制程序設(shè)計。重點要掌握PLC系統(tǒng)設(shè)計的基本原則和設(shè)計的一般流程,要有一個整體的概念。在滿足控制要求、環(huán)境要求和性價比等條件下，合理選擇PLC的機型和硬件配置，正確地進行估算，合理選擇輸入/輸出模塊，完成PLC的硬件與軟件的設(shè)計。 通過這次可編程控制器的課程設(shè)計，終于發(fā)現(xiàn)腦海里有了工程的思想。以前單方面的學(xué)習(xí)了電子硬件知識和軟件知識。有人說只懂硬件，那是一個技術(shù)員，只懂軟件的，那是程序員。系統(tǒng)結(jié)合，要軟硬兼施，才能具備一個工程師綜合素質(zhì)。 第4章 系統(tǒng)調(diào)試 4.1 檢測與調(diào)試 大體思路流程如下： 1、硬件調(diào)試：硬件調(diào)試是利用開發(fā)系統(tǒng)、基本測試儀器（萬用表、示波器等），檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。 2、軟件調(diào)試： 軟件調(diào)試是通過對擁護程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯誤與邏輯錯誤并加以排除糾正的過程。程序后，編輯，查看程序是否有邏輯的錯誤。如果出現(xiàn)故障，應(yīng)返回編程環(huán)境，檢查梯形圖的錯誤并修改程序再進行調(diào)試，如此反復(fù)直到調(diào)試成功。 由于客觀條件的不允許，我主要對系統(tǒng)的軟件程序編輯與調(diào)試。 4.2 本章小結(jié) 系統(tǒng)的檢測與調(diào)試是一個很枯燥無味的過程，要求一步一腳印地嚴謹細致進行，才能將想當(dāng)然而引致錯誤的地方找出來并改正。 結(jié) 論 全自動洗衣機控制系統(tǒng)的設(shè)計,我覺得這個課題是很容易的。當(dāng)真正做起來的時候，還是覺得有點困難的，有些東西以前學(xué)了，但現(xiàn)在用起來可能又有點疑問。就如畫電氣原理圖，整體的構(gòu)造腦海里都有一個整體的概念。而你要畫出來的話，你可能會遇到細節(jié)上的問題，比如說按鈕開關(guān)的方向是怎樣，以及怎么劃分區(qū)域等。遇到這些問題的時候都能讓你主動去翻書，復(fù)習(xí)這些陌生的知識。我認為這是一種最好的學(xué)習(xí)方法——通過實踐去檢驗自己的知識。這個只有你自己投入進去你才能發(fā)現(xiàn)自己知識點的欠缺。做為一名電氣自動化專業(yè)的學(xué)生對電器原理圖的了解更應(yīng)該有深刻的認識，知道它的重要性。要能看的懂，給你一張電氣原理圖，你要能夠?qū)懗鎏菪螆D。 查找資料也是一件繁瑣的事情，雖說網(wǎng)上有資料但要找到一些真正有用的資料也不是一件容易的事，需要耐心查找。 在程序設(shè)計過程中，我對以前的編程方法做了歸納，之前我習(xí)慣用功能流程寫程序，遇到難點的時候習(xí)慣翻書，對照例子提取點精華?，F(xiàn)在能靈活運用經(jīng)驗設(shè)計法、電氣原理圖設(shè)計法、順序控制設(shè)計法。特別多順序控制設(shè)計有了一定的了解。這里面最經(jīng)典我認為是單序列的編程方法、選擇序列的編程方法和并行序列的編程方法這個三個是很值得研究的，也是一種格式。只要你能熟悉掌握，靈活應(yīng)用的話，那么編程對你來說將變的非常容易。一個流程圖無論多么復(fù)雜，都可以拆分上面的形式，然后就可以利用上面的方法編程了。當(dāng)然對于簡單的流程也可以用順序設(shè)計。這種方法也是一種固定的格式，只要按照它的格式就可以寫出正確的程序，它的優(yōu)點可以說易懂，條理清晰。但結(jié)構(gòu)多。對于活動步多的設(shè)計我想用這個設(shè)計比較煩瑣。 更加體會到PLC的可靠性高，抗干擾能力強，.通用性強，控制程序可變，使用方便等優(yōu)點。更加熟悉了西門子編程軟件使用方法與各種基本指令。 這次的課程設(shè)計使我把可編程控制器的理論知識用在實踐中，實現(xiàn)了理論和實踐相結(jié)合，從中更懂得理論是實踐的基礎(chǔ)，實踐又能檢驗理論的正確性，讓我受益非淺， 對我以后工作中遇到問題或者繼續(xù)學(xué)習(xí)將會產(chǎn)生巨大的幫助和影響。 致 謝 本論文是在周江濤老師細心地指導(dǎo)下完成的。周老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從選題到查閱資料，方案可行的確定和論文綱領(lǐng)細節(jié)的修改，中期檢查，后期詳細設(shè)計等整個過程中都給予了我細心的指導(dǎo)。每一個階段，我收獲都很多。老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅使我樹立了遠大的學(xué)術(shù)目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了老師大量的心血。在此，謹向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！ 參考文獻 陳立定，蘇開才 《電氣控制與可編程控制器》.廣州：華南理工大學(xué)出版社, 2001 李乃夫 《可編程控制器原理、應(yīng)用、實驗》（第二版）.北京：中國輕工業(yè)出版社, 2000 廖常初 《PLC編程及應(yīng)用》.北京：機械工業(yè)出版社,2003 呂景泉 《可編程控制器技術(shù)教程》.北京：高等教育出版社, 2001 臺方 《可編程序控制器應(yīng)用教程》.北京：中國水利水電出版社, 2001 張萬忠 《可編控制器應(yīng)用技術(shù)》.北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2002 王兆義 《小型可編程控制器實用技術(shù)》.北京：機械工業(yè)出版社,2000 王永華 《現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù)》.北京：北京航空航天大學(xué)出版社, 2002 常斗南 《可編程序控制器原理 應(yīng)用 實驗》（第2版）.北京：高等教育出版社,2002 李俊秀，趙黎明 《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)實訓(xùn)指導(dǎo)》.北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2002 孫德勝，李偉 《PLC操作實訓(xùn)》 北京：機械工業(yè)出版社，2007 附錄1 洗衣機的梯形圖 附錄2指令表 第27頁 共27頁