【正文】 參數(shù)就可以改變時(shí)間。 關(guān)鍵詞 :全自動(dòng)洗衣機(jī)，可編程控制器，簡化結(jié)構(gòu)， 降低成本。水磨洗滌機(jī)可用于服裝廠水洗牛仔服及絲綢等衣物。而隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展，用 PLC 作為控制器，就能很好地滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)對(duì)自動(dòng)化的要求，并且控制方式靈活多樣，控制模式可以根據(jù)不同場合的應(yīng)用而有所不同。 的發(fā)展歷史 從古到今，洗衣服都是一項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)， 而在洗衣機(jī)出現(xiàn)以前，對(duì)于許多人而言，它并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣，手搓、棒擊、沖刷、甩打 ……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。布萊克斯的洗衣機(jī)構(gòu)造極為簡單，是在木筒里裝上 6 塊葉片，用手柄和齒輪傳動(dòng)，使衣服在筒內(nèi)翻轉(zhuǎn)，從而達(dá)到 “凈衣 ”太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 的目的。到 1911 年，美國試制成功世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)。這種洗衣機(jī)是在筒中心裝上一個(gè)立軸，在立軸下端裝有攪拌翼，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)立軸，進(jìn)行周期性的正反擺動(dòng)，使衣物和水流不斷翻滾，相互摩擦，以此滌蕩污垢。 隨著工業(yè)化的加速，世界各國也加快了洗衣機(jī)研制的步伐。 20 世紀(jì) 60 年代以后，洗衣機(jī)在一些發(fā)達(dá)國家的消費(fèi)市場開始形成系列，家庭普及率迅速上升。 70 年代后期，微電腦控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)橫空出世，讓人耳目一新。 PLC 的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，是當(dāng)代工業(yè) 自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。 第二章，確定系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，對(duì)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行簡單的介紹，并交代控制系統(tǒng)的組成。 第六章，通過對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試和檢測，再進(jìn)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(yùn)行。這樣來說，成本就將大幅度提高。應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。通過這些數(shù)字信號(hào)的輸出以及其他控制電路的受控行為來指揮供電電路給電動(dòng)機(jī)供電，實(shí)現(xiàn)了對(duì)模擬洗衣機(jī)的控制。 控制電路的組成主要包括：可編程序控制器、繼電器 組和連接電路（變頻器）。可編程序控制器 是隨著技術(shù)的進(jìn)步與現(xiàn)代社會(huì)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。隨著全球一 體化經(jīng)濟(jì)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(shí)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。于是就設(shè)想將計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大、靈活、通用性好等優(yōu)點(diǎn)與電器控制系統(tǒng)簡單易懂、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)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(jìn)行編程，使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能很快掌握使用。隨著 微電子 技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 20 世紀(jì) 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(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。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(jī)型、通用計(jì)算機(jī)型、單板機(jī)型等），但迅速被淘汰。在這一階段， PLC 的生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，價(jià)格不斷下降， PLC 被迅速普及。 1990— 2020 年， PLC 的高性能與小型化階段。 2020 年至今： PLC 的高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段。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?，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。大致可劃分為下述三個(gè)階段： A． 可編程序控制器的初級(jí)認(rèn)識(shí)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(duì)可編程序控制器的認(rèn)識(shí)始于 70 年代后期到 80 年代初期的成套設(shè)備引進(jìn)中，當(dāng)時(shí)的上海寶鋼一期工程中有多項(xiàng)工程引進(jìn)了十幾種機(jī)型約 200 多臺(tái)可編程序控制器。 B． 可編程序控制器的引進(jìn)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(jìn)的同時(shí)，國外原裝的可編程序控制器開始涌入國內(nèi)市場。同時(shí)可編程序控制器的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，為我國可編程序控制器的進(jìn)一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。 PLC 的應(yīng)用范圍通常可分成以下 5 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。 ○2運(yùn)動(dòng)控制 PLC 制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)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(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動(dòng)一軸或數(shù)據(jù)到目標(biāo)位置。當(dāng)過程控制中某個(gè)變量出現(xiàn)偏差時(shí)， PID控制算法會(huì)計(jì)算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定植上。 (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(tái)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。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 PLC的工作原理 PLC 的 CPU 則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn) (包括其常開或常閉觸點(diǎn) )不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在這兩個(gè)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(huì)改變。 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無故障時(shí)間高達(dá) 30 萬小時(shí)。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。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。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 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(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。 I／ O 模塊的選擇 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(hào)，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為 PLC內(nèi)部接受的低電壓信號(hào)，并實(shí)現(xiàn) PLC 內(nèi)、外信號(hào)的電氣隔離。 開關(guān)量輸入模塊的輸入信號(hào)的電壓等級(jí)有：直流 5V、 12V、 24V、 48V、 60V等；交流 110V、 220V 等。 (2)輸入接線方式 開關(guān)量輸入模塊主要有匯點(diǎn)式和分組式兩種接線方式， 開關(guān)量輸入模塊的接線方式 ○ 1 匯點(diǎn)式輸入 b)分組式輸入 匯點(diǎn)式的開關(guān)量輸入模 塊所有輸入點(diǎn)共用一個(gè)公共端（ COM）；而分組式的開關(guān)量輸入模塊是將輸入點(diǎn)分成若干組，每一組（幾個(gè)輸入點(diǎn)）有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的。門檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也越遠(yuǎn)，具體可參閱 PLC 說明書。 對(duì)于頻繁通斷的負(fù)載，應(yīng)該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無觸點(diǎn)元件。一般整體式 PLC 既有分組式輸出，也有分隔式輸出。 (4)注意同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量 選擇開關(guān)量輸出模塊時(shí)，還應(yīng)考慮能同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會(huì)降低，在實(shí)際使用中也應(yīng)注意。 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(hào)（如 RTD、熱電偶等信號(hào)）。系統(tǒng)軟件由 PLC 廠家提供并已固化在EPROM 中，不能直接存取和干預(yù)。梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）只有常開和常閉，接點(diǎn)可以是 PLC 輸入點(diǎn)接的開關(guān)也可以是 PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。 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(shí)，更好地理解PLC 的控制，基于 PLC 在全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)上應(yīng)用這一范疇，使下一步 PLC的程序設(shè)計(jì)開發(fā)和實(shí)際需要有機(jī)地融合在一起。而脫水繼電器組直接與電源和電動(dòng)機(jī)相連，這樣，當(dāng)洗衣機(jī)處于脫水狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)按額定轉(zhuǎn)速工作。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)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、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 圖 ⑴ CPU模塊 CPU模塊主要由微處理器（ CPU 芯片）和存儲(chǔ)器組成。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序。 ⑷ 電源 PLC 一般使用 AC 220V 電源或 DC 24V電 源。由于它有極強(qiáng)的通信功能，在大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也能充分發(fā)揮其作 用。在網(wǎng)絡(luò)需求已 日益成為必要的今天，強(qiáng)大的通訊無疑會(huì)使 S7200 為更多用戶服務(wù)。直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短，還可太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 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。距離較遠(yuǎn)的應(yīng)選用輸入電壓等級(jí)較高的模塊。 對(duì)于選用高密度的輸入模塊 (如 32 點(diǎn)、 48 點(diǎn)等 )，應(yīng)考慮該模塊同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)一般不要超過輸入點(diǎn)數(shù)的 60％。 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。 開關(guān)量輸出模塊主要有分組式和分隔式 兩種接線方式。 開關(guān)量輸出模塊的輸出電流 (驅(qū)動(dòng)能力 )必須大于 PLC 外接輸出設(shè)備的額定電流。同時(shí)接通輸出設(shè)備的累計(jì)電流值必須小于公共端所允許通過的電流值，如一個(gè) 220V／ 2A的８點(diǎn)輸出模塊，每個(gè)輸出點(diǎn)可承受 2A 的電流，但輸出公共端允許通過的電流并不是 16A(82A)，通常要比此值小得多。 可編程控制器 I/O 分配表 表 I/O分配表 符號(hào) 地址 注釋 1 啟動(dòng)信號(hào) SD IN 2 停止信號(hào) ST IN 3 排水信號(hào) SP IN 4 水位上限位信號(hào) SL1 IN 5 水位下限位信號(hào) SL2 IN 6 進(jìn)水閥輸出 YV1 OUT 7 排水閥輸出 YV2 OUT 8 正轉(zhuǎn)輸出 MZ OUT 9 反轉(zhuǎn)輸出 MF OUT 10 脫水輸出 TS OUT 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 11 報(bào)警輸出 BJ OUT 12 顯示編碼 A 輸出 A OUT 13 顯示編碼 B 輸出 B OUT 14 顯示編碼 C 輸出 C OUT 15 顯示編碼 D 輸出 D OUT 16 M 啟動(dòng) SD 17 M 停止 ST 18 M 排水 SP 19 M 水位上限位 SL1 20 M 水位下限位 SL2 21 M 進(jìn)水 YV1 22 M 排水 YV2 23 M 正轉(zhuǎn) MZ 24 M 反轉(zhuǎn) MF 25 M 脫水 TS 26 M 報(bào)警 BJ 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 27 洗滌標(biāo)志位 28 漂洗標(biāo)志位 29 脫水標(biāo)志位 30 報(bào)警標(biāo)志位 31 洗滌完成標(biāo)志位 32 漂洗完成標(biāo)志位 33 電機(jī)正轉(zhuǎn)定時(shí)器 T137 34 電機(jī)反轉(zhuǎn)定時(shí)器 T138 35 電機(jī)脫水定時(shí)器 T139 36 報(bào)警定時(shí)器 T140 37 洗滌計(jì)數(shù)器 C0 38 漂洗計(jì)數(shù)器 1 C1 39 漂洗計(jì)數(shù)器 2 C2 繼電器簡介 繼電器是一種電子控制器件，它具有控制 系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種 “自動(dòng)開關(guān) ”。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（ 常閉觸點(diǎn)）吸合。 本次使用的繼電器模塊由三組三聯(lián)裝共九個(gè)繼電器組成，每組繼電器完成一個(gè)功能。即當(dāng)洗衣機(jī)處在洗滌過程要求正轉(zhuǎn)時(shí)，正轉(zhuǎn)控制組閉和，反轉(zhuǎn)及脫水控制組斷開，三相電源按照原始順序接入，電源由變頻器控制頻率后給電動(dòng)機(jī)供電，此時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值；當(dāng)洗衣機(jī)處在洗滌過程要求反轉(zhuǎn)時(shí)，反轉(zhuǎn)控制組閉和，正轉(zhuǎn)及脫水控制組斷開，此時(shí)，三相電源中的兩相已被繼電器互換相接，由于三相異步電動(dòng)機(jī)改變?nèi)我鈨上嚯姶帕叵喾矗娫丛儆勺冾l器控制頻 率后給電動(dòng)機(jī)供電，此時(shí)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)且速度為預(yù)定數(shù)值；當(dāng)洗衣機(jī)處在脫水過程要求高速正轉(zhuǎn)時(shí)，脫水控制組閉和，正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)控制組斷開，此時(shí)，三相電源按預(yù)定順序接入，電源直接接入電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)按額定轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn) 在本次設(shè)計(jì)中遇到需改變電機(jī)轉(zhuǎn)速及正向反向交替旋轉(zhuǎn)的問題，并且需要實(shí)現(xiàn)在洗衣機(jī)全自動(dòng)的過程中洗滌和脫水的轉(zhuǎn)速變化，這樣就必須運(yùn)用一定的措施來控制電源的出入從而使其顯現(xiàn)出明顯不同的觀察效