【正文】 活中廣泛運(yùn)用，本設(shè)計(jì)具有廣泛的推廣價(jià)值。 因?yàn)樗钦w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)網(wǎng)功能，所以在使用中，硬件相對(duì)簡(jiǎn)單，編程語言也相對(duì)簡(jiǎn)單，并且測(cè)試容易，維修方便，更可以提高控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性及控制系統(tǒng)的可靠性。 1880 年， 美國(guó)發(fā)明了蒸氣洗衣機(jī)，蒸氣動(dòng)力開始取代人力。 1932 年，美國(guó)研制成功第一臺(tái)前裝式滾筒洗衣機(jī)。波輪式洗衣機(jī)的特點(diǎn)是洗凈率天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 級(jí)?？粕厴I(yè)論文 2 高 ,但對(duì)衣服的磨損很大 ,隨著人們生活水平不斷地提高，絲綢 、 毛料 、 羊毛等大量走進(jìn)普通家庭 ,廠商又適時(shí)地推出了滾筒洗衣機(jī) ,它最大的優(yōu)點(diǎn)是磨損率小 ,但洗凈率比波輪式低 、 價(jià)格高。 洗衣機(jī)的分類及工作原理 洗衣機(jī)的分類 （ 1） 按結(jié)構(gòu)形式分 ： 單桶、雙桶、多桶型 。 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(jiǎn)單，體積小，重量輕，操作方便，耗電量少，洗凈率高。 （ 3） 按自動(dòng)化程度分 ： 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)及停 止 定時(shí)器控制，而進(jìn)水、排水、脫水等完全手動(dòng)。再由人工把洗凈的衣物放入甩干桶中脫水。 洗衣機(jī)的工作原理 洗衣機(jī)（ washing machine/washer）是利用電能產(chǎn)生機(jī)械作 用來洗滌衣物的清潔電器。 普通型波輪洗衣機(jī) ： 結(jié)構(gòu)：由洗衣桶、電動(dòng)機(jī)、定時(shí)器、傳動(dòng)部件、箱體、箱蓋及控制面板等組成。波輪旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)洗滌液的作用力 P 可以分解為與轉(zhuǎn)軸平行方向的軸向分力 Po 及在波輪平面內(nèi)的切向分力 Pt 和 徑向分力 Pn。這樣就形成了洗滌捅內(nèi)上 下 翻滾的流場(chǎng)。 缺點(diǎn)：耗電、耗水、衣物易纏繞、清潔性不佳 。最不會(huì)損耗衣物的方式 。 優(yōu)點(diǎn)：全面的洗滌能力鶴立雞群。這種發(fā)源于歐洲的洗衣機(jī)是模仿棒錘擊打衣物原理設(shè)計(jì)，利用電動(dòng)機(jī)的機(jī)械做功使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)，衣物在滾筒中不斷地被提升摔下，再提升再摔下，做重復(fù)運(yùn)動(dòng)，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗滌干凈。 適合洗滌衣物：除需要特別洗滌之外的所有衣物。 傳統(tǒng)的洗衣機(jī)采用繼電器控制的優(yōu)點(diǎn)是裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、抗干擾能力強(qiáng)。這種電路接線多，只適用于小型的控制電路。 （ 2） 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。更重要的是使同一 設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。 研究的具體內(nèi)容包括： （ 1） 深入了解洗衣機(jī)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)及控制要求。外桶固定，作盛水用。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。高、低水位開關(guān)分別用來檢測(cè)高、低水位。波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的實(shí)物示意圖如圖 21 所示 。 （ 2） 洗滌時(shí) 內(nèi)桶 正轉(zhuǎn) 洗滌 15 秒暫停 3 秒 ， 再反轉(zhuǎn)洗滌 15秒 暫停 3 秒 ，又正 轉(zhuǎn)洗滌 15 秒暫停 3 秒 當(dāng)水位下降到低水位時(shí)進(jìn)入脫水狀態(tài)并同時(shí)排水， 脫水 時(shí)間為 10 秒 。 （ 6） 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。一般來說， PLC控制系統(tǒng)有以下三種類型。 PLC 被控對(duì)象天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 級(jí)?？粕厴I(yè)論文 8 圖 22 PLC 單機(jī)控制 圖 （ 2） PLC構(gòu)成的集中控制系統(tǒng) 這 種系統(tǒng)的被控對(duì)象通常是數(shù)臺(tái)機(jī)器或數(shù)臺(tái)流水線構(gòu)成，該系統(tǒng)的控制單元由單臺(tái) PLC構(gòu)成，每個(gè)被控對(duì)象與 PLC指定的 I/O相連。如圖 23所示。 被控對(duì)象 被控對(duì)象PLCPLC PLC上位機(jī)被控對(duì)象 被控對(duì)象 被控對(duì)象被控對(duì)象天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 級(jí)?？粕厴I(yè)論文 9 圖 24 PLC 分布式控制 圖 由于本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)只有 1臺(tái)被控電機(jī)以及數(shù)量不是很多的其他被控對(duì)象，采用PLC集中控制方法，單臺(tái) PLC進(jìn)行多個(gè)對(duì)象的控制，只要適當(dāng)?shù)倪x用 PLC，完全能夠完成任務(wù)。通過接觸器線圈得電控制其主觸點(diǎn)的接通，能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)。產(chǎn)量產(chǎn)值大幅度上升而價(jià)格則不斷下降。美國(guó)和歐洲以大中型 PLC 而聞名，而日本則以小型 PLC 著稱。大趨勢(shì)是功能越來越多，集成度越來越高，網(wǎng)絡(luò)功能越來越強(qiáng)。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 級(jí)?？粕厴I(yè)論文 11 ?。河烧w結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。 高檔的 PLC 除了主要采用 CPU 以提高處理速度外，還有帶處理器的 EPROM 或 RAM的智能 I/O 模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊等專用化模塊。 采用熱備用或并行 工作、多數(shù)表決的工作方式。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。 ① 運(yùn)算功能 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 級(jí)?？粕厴I(yè)論文 12 簡(jiǎn)單 PLC 的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通 PLC 的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型 PLC中還有模擬量的 PID 運(yùn)算和其他高級(jí)運(yùn)算功能。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。 ③ 通信功能 大中型 PLC 系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如 TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（ TCP/IP）相連接。PLC 系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式： PC 為主站，多臺(tái)同型號(hào) PLC 為從站，組成簡(jiǎn)易 PLC 網(wǎng)絡(luò)； 1 臺(tái) PLC 為主站，其他同型號(hào) PLC 為從站，構(gòu)成主從式 PLC 網(wǎng)絡(luò)；PLC 網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型 DCS 中作為 DCS 的子網(wǎng)；專用 PLC 網(wǎng)絡(luò)（各廠商的專用 PLC 通信網(wǎng)絡(luò)）。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如 C， Basic 等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。 PLC 的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。目前， PLC 接點(diǎn)的響應(yīng)快 、速度高，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約 s，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。對(duì) PLC 的分類，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和 I/O 點(diǎn)數(shù)的多少等進(jìn)行大致分類。整體式 PLC 由不同 I/O 點(diǎn)數(shù)的基本單元（又稱主機(jī)）和擴(kuò)展單元組成。整體式 PLC 一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴(kuò)展。這種模塊式 PLC 的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。高檔 PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。 如： GEI 型 美國(guó)通用電氣（ GE）公司 TI100 美國(guó)德洲儀器公司 F、 F F2 日本三菱 電氣公司 C20 C40 日本立石公司（歐姆龍） S7200 德國(guó)西門子公司 EX20 EX40 日本東芝公司 SR20/21 中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司 中型 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù) 2562048 點(diǎn)；雙 CPU，用戶存儲(chǔ)器容量 28K。 ⑤ 經(jīng)濟(jì)性的考慮。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費(fèi)用。 FX2N 功能介紹 FX2N 系列 :是三菱 PLC 的 FX 家族中最先進(jìn)的系列。 CPU、電源、輸入輸出三位一體。 （ 3） 寬裕的存儲(chǔ)器。 （ 5） 除了具有輸入輸出 16256 點(diǎn)的一般用途，還有模擬量控制、定位控制等特殊控制。 表 22 I/O 分配 表 PLC 輸入端 所接外部輸入器件 PLC 輸出入端 所接外部輸出入器件 X1 啟動(dòng)按鈕 SB0 Y0 正轉(zhuǎn)接觸器 KM1 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 級(jí)?？粕厴I(yè)論文 19 X2 停止按鈕 SB1 Y1 反轉(zhuǎn)接觸器 KM2 X3 高 水位限位開關(guān) SQ0 Y2 進(jìn)水電磁閥 YA1 X4 低 水位限位開關(guān) SQ1 Y3 排水電磁閥 YA2 X5 手動(dòng)排水按鈕 SB2 Y4 電磁離合器 YA3（脫水） Y5 報(bào)警 蜂鳴器 HA PLC 接線圖 PLC 接線圖如圖 26 所示，圖 26 中的 2 標(biāo)號(hào)與主電路的交流 220V 連接。經(jīng)過認(rèn)真選擇和反復(fù)設(shè)計(jì)，確定了利用三菱公司生產(chǎn)的 PLC 對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)行控制，重點(diǎn)對(duì)軟硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和討論。 ③ 對(duì) PLC 控制技術(shù)進(jìn)行了深入研究，并進(jìn)行了設(shè)計(jì)?？傊f事開頭難，知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。在三年的學(xué)習(xí)中，我們所學(xué)的課程都得到了應(yīng)用，對(duì)一些以前認(rèn)識(shí)不透徹的概念，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)一步理解了。 通過這樣既總結(jié)又學(xué)習(xí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)記得更加牢固，理解得更加透徹。