【正文】 控制具有實(shí)時(shí)性、信號(hào)處理時(shí)間短、速度快、更能滿足各個(gè)領(lǐng)域大、中、小型工業(yè)控制項(xiàng)目，可靠性高，豐富的 I/O 卡件，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，性價(jià)比高，安裝簡單，維修方便， PLC 控制能在高 粉塵、高噪聲、強(qiáng)電磁干擾和溫度變化劇烈的環(huán)境下正常工作。 1874 年 ,“手洗時(shí)代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)，美國人發(fā)明了木制 手搖洗衣機(jī)。 1922 年，美國改造了洗衣機(jī)的洗滌結(jié)構(gòu)，把拖動(dòng)式改為攪拌式，使洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)固定下來，這也就是第一臺(tái)攪拌式洗衣機(jī)的誕生。目前 ,國內(nèi)市場上銷售的大都是波輪式和滾筒式，供應(yīng)最多的是波輪式洗衣機(jī)。 國內(nèi)外洗衣機(jī)品牌有海爾、小天鵝、榮事達(dá)、松下、惠而浦水仙、 LG、 熊貓、西門子、日立。 頂裝式滾筒洗衣機(jī) 。 ④ ．其他：噴流式、噴射式、振動(dòng)式等，市場上比較少見。先自動(dòng)完成洗滌、漂洗。 電腦全自動(dòng)型：由電腦程控器控制。洗衣機(jī)一般專指使用水作為主要的清洗液體，有別于使用特制清潔溶液，及通常由專人負(fù)責(zé)的干洗。它設(shè)置在洗滌捅底，在電機(jī)的驅(qū)功下重復(fù)作 “ 正轉(zhuǎn) 停 反轉(zhuǎn) 停 正轉(zhuǎn) ??” 運(yùn)動(dòng)。因壓力差，四周的液體迅速向下流動(dòng)，以彌補(bǔ)波輪四周的液體。 特點(diǎn)： （ 1） 、波輪式洗衣機(jī) ： 洗衣特點(diǎn)：微電腦控制洗衣及甩干功能、省時(shí)省力。 （ 2） 、滾筒式洗衣機(jī) ： 洗衣 特點(diǎn)：微電腦控制所有功能、衣物無纏繞。流行于歐洲、南美等主要穿毛、綿為主的地區(qū)，幾乎 100％的家庭使用的都是滾筒洗衣機(jī) 。由于用水量較小，可以在桶內(nèi)形成高濃度洗 衣液，在節(jié)水的情況下帶來理想的洗衣效果。 缺點(diǎn)：喜歡纏繞相比前兩種方式損壞性加大，噪音最大 ?？刂品椒ù_定后投入生產(chǎn)要縮短控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的時(shí)間和 調(diào)試周期，且要降低成本。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單的改動(dòng)，也需要花費(fèi)大量時(shí)間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。 PLC 由于采用現(xiàn)代 大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。 （ 4） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小、維護(hù)方便、 容易改造， PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。 本課題研究的主要內(nèi)容 本課題需研制出可靠性高、易于操作的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制方法，該系統(tǒng)采用 PLC控制，主要包括電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、離合器控制、進(jìn)排水電磁閥控制、循環(huán)控制、保護(hù)和聯(lián)鎖。 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)簡介 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理 以日常生活中最常見的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)為例，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。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。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。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。達(dá)到高水位 時(shí)停止進(jìn)水 ，進(jìn)入洗滌狀態(tài) 。 （ 3） 洗滌結(jié)束后，排水電磁閥打開，進(jìn)入排水狀態(tài)。 （ 5） 報(bào)警 10 秒結(jié)束全部過程，自動(dòng)停機(jī)。而軟件設(shè)計(jì)是核心內(nèi)容。如圖 22所示。對于大型的集中系統(tǒng)，通常采取冗余系統(tǒng)克服上述缺點(diǎn)。如圖 24所示。 主電路的三相電源經(jīng)隔離開關(guān) QS、主電路熔斷器 FU交流接觸器 KM KM2 的主觸頭、熱繼電器 FR 的加熱元件到三相異步電動(dòng)機(jī) M 構(gòu)成主電路。世界總銷售額不斷上升、生產(chǎn)廠家不斷涌現(xiàn)、品種不斷翻新。而日本的 PLC 技術(shù)是由美國引進(jìn)的，對美國的 PLC 產(chǎn)品有一定的繼承性，但日本的主推產(chǎn)品定位在小型 PLC 上。西門子最初推出 S5 系列，然后推出 S7系列；三菱開始是 F 系列， FX 系列，現(xiàn)在是 A 系列（ A A A2X）。 大： I/O 點(diǎn)數(shù)達(dá) 14336 點(diǎn)、 32 位為微處理器、多 CPU 并行工作、大容量存儲(chǔ)器、掃描速度高速化。 ④ 新器件和模塊不斷推出。 ⑥ 發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)。 （ 2） 存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。 （ 3） 控制功能的選擇 該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。大多數(shù)應(yīng)用場合，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和 PID 運(yùn)算等。例如采用 PID 控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、 ASC 碼轉(zhuǎn)換單元等。 PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于 1Mbps，通信負(fù)荷不大于 60%。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式， CPU對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。 五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言： 順序功能圖（ SFC）、梯形圖（ LD）、功能模塊圖（ FBD）三種圖形化語言和語句表（ IL）、結(jié)構(gòu)文本（ ST）兩種文本語言。通過軟件對 PLC 內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對 PLC 的 CPU 與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。 處理速度與用戶程序的長度、 CPU 處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。 PLC 產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。小型 PLC 一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)?；締卧蛿U(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。模塊裝在框架或基板的插座上。疊裝式PLC 其 CPU、電源、 I/O 接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但它們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。 低檔 PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入 /輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。 高檔 PLC 除具有中檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位 邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。 小型 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)在 256 點(diǎn)以內(nèi)；單 CPU、 8 位或 16 位處理器、用戶存儲(chǔ)器容量 4K 字以下。 R繼電器輸出 (有觸點(diǎn)，可帶交直流負(fù)載 )； S雙向晶閘管輸出（無觸點(diǎn)，帶交流負(fù)載）； T晶體管輸出（無觸點(diǎn)，帶直流負(fù)載）。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 級(jí)?？粕厴I(yè)論文 16 輸入輸出點(diǎn)數(shù)對價(jià)格有直接影響。 由于三菱 FX2N 系列的 PLC 在小型控制系統(tǒng)中比較占有優(yōu)勢和市場，本次設(shè)計(jì)也是小型的控制系統(tǒng)，并且我們學(xué)習(xí)的也 是三菱 FX2N 系列的 PLC，所以我們采用我們熟悉的三菱 FX2N 系列的 PLC 來控制該系統(tǒng)。 特點(diǎn)： （ 1） 集成型高性能。 基本指令： s/指令 ； 應(yīng)用指令 : s100μ s/指令。 輔助繼電器： 3072 點(diǎn) ； 定時(shí)器： 256 點(diǎn) ； 計(jì)數(shù)器： 235 點(diǎn) ； 數(shù)據(jù)寄存器： 8000點(diǎn) 。 表 21 FX2N 性能技術(shù)指標(biāo) 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 級(jí)專科生畢業(yè)論文 17 運(yùn)算控制方式 存儲(chǔ)程序反復(fù)運(yùn)算方法（專用 LSI），中 斷命令 輸入輸出控制方式 批處理方式（在執(zhí)行 END 指令時(shí)），但有輸入輸出刷新指令 運(yùn)算處理速度 基本指令 s/指令 應(yīng)用指令 （ s數(shù)百 μ s） /指令 程序語言 繼電器符號(hào) +步進(jìn)梯形圖方式（可用 SFC 表示） 程序容量存儲(chǔ)器形式 內(nèi)附 8K 步 RAM，最大為 16K 步（可選 RAM， EPROM EEPROM 存儲(chǔ)卡盒） 指令數(shù) 基本、步進(jìn)指令 基本（順控）指令 27 個(gè)，步進(jìn)指令 2 個(gè) 應(yīng)用指令 128 種 298 個(gè) 輸入繼電器 X000X267（ 8 進(jìn)制編號(hào)） 184 點(diǎn) 合計(jì) 256 點(diǎn) 輸出 繼電器 X000X267（ 8 進(jìn)制編號(hào)） 184 點(diǎn) 輔助繼 電器 一般用 M000M499 500 點(diǎn) 鎖存用 M500M1023 524 點(diǎn)， M1024M3071 2048 點(diǎn) 合計(jì) 2572 點(diǎn) 特殊用 M8000M8255 256 點(diǎn) 狀態(tài)寄 存器 初始化用 S0S9 10 點(diǎn) 一般用 S10S499 490 點(diǎn) 鎖存用 S500S899 400 點(diǎn) 報(bào)警用 S900S999 100 點(diǎn) 定時(shí)器 100ms T0T199（ ） 200 點(diǎn) 10ms T200T245（ ） 46 點(diǎn) 1ms（積算型） T246T249（ ） 4 點(diǎn) 100ms（積算型） T250T255（ ） 6 點(diǎn) 模擬定時(shí)器（內(nèi)附） l 點(diǎn) 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 級(jí)專科生畢業(yè)論文 18 計(jì)數(shù)器 增計(jì)數(shù) 一般用 C0C99 （ 032767）（ 16 位） 100 點(diǎn) 鎖存用 C100C199 （ 032767）（ 16 位） 100 點(diǎn) 增 /減 一般用 C220C234 （ 32 位） 20 點(diǎn) 計(jì)數(shù)用 鎖存用 C220C234 （ 32 位） 15 點(diǎn) 高速用 C235C255 中有： 1相 60kHz 2 點(diǎn)， 10kHz 4 點(diǎn)或 2 相 30kHzl點(diǎn)， 5kHz l 點(diǎn) 數(shù)據(jù)寄 存器 通用數(shù)據(jù) 一般用 D0D199 （ 16 位） 200 點(diǎn) 寄存器 鎖存用 D200D511（ 16 位） 312 點(diǎn)， D512D7999（ 16 位） 7488 點(diǎn) 特殊用 D8000D8195（ 16 位） 106 點(diǎn) 變址用 V0V7， Z0Z7（ 16