【正文】 口電 源用戶輸出設(shè)備用戶輸出設(shè)備編 程 器盒 式 磁 帶 機打 印 機E P R O M 寫 入 器上 位 計 算 機P L C可 編 程 終 端 P T…I / O 擴 展 單 元特 殊 功 能 單 元圖 3－ 1 整體式 PLC 的組成示意圖 （ 2）組合式的 PLC 是將 CPU、輸入單元、輸出單元、電源單元、智能 I/O單元、通信單元等分別做成單個的電路或模塊，各模塊可以插在帶有總線的底板上。 （ 3）輸入、輸出接口 輸入輸出接口是 PLC 與外界連接的接口，含開關(guān)量接口及模擬量接口。當(dāng)系統(tǒng)輸出頻率為每分鐘 6 次以下時，應(yīng)首先選繼電器輸出。 可編程控制器的工作原理 作為電器控制裝置，可編程控制器必須接入電路，與主令器件、傳感器件及執(zhí)行器件共同構(gòu)成系統(tǒng)才能承擔(dān)控制任務(wù)。 可編程控制器的選擇 I/O 分配表 I/O 點數(shù)是 PLC 的 一項重要指標(biāo)。 而開關(guān)量輸出單元，既有直流輸出又有交流輸出，同時要求輸出量的變化不是很頻繁，所以在此選用繼電器輸出電路。 以上兩式說明，無論是同步電動機還是異步電動機，轉(zhuǎn)速都與送入電動機的電流頻率成正比例變化， 即改變電源頻率可以方便地改變電動機的運行速度?；l以上電壓基本不變，弱磁而為恒功率調(diào)速。 變頻器的選擇 由于洗衣機在洗滌時桶內(nèi)有大量水，對電動機在低速時輸出轉(zhuǎn)矩要求較高。 （ 4） 通信數(shù)字量操作方式 為了方便與網(wǎng)絡(luò)接口，變頻器一般都設(shè)有網(wǎng)絡(luò)接口，都可以通過通信方式接收頻率控制指令，西門子公司設(shè)計了與 PLC 專 用的通信協(xié)議 —— 通用的串行口協(xié)議（ USS），它是按照串行總線的主 從通訊原理來確定訪問的方法。 變頻器 MM440 要實現(xiàn) USS 通信還得對其相關(guān)參數(shù)設(shè)置事先置，請使用變頻器自帶小鍵盤設(shè)定表 3－ 1 中相關(guān)的參數(shù)。 （ 2） 位置開關(guān)（ SQ） 滾筒式洗衣機一般使用水位控制器來檢測水 位。對于洗滌強度、衣物分類這兩種功能的實現(xiàn)，可以選擇兩個三選一的選擇開關(guān)，作為輸入。 （ 3） 指示燈（ HL） 用來指示洗衣機的工作狀態(tài)。 而電動機的輸出轉(zhuǎn)矩為： ? ? ? ?NN NPT N mn9550 輸出轉(zhuǎn)矩比負(fù)載轉(zhuǎn)矩大，所示能帶動，同時有一定的余量，是考慮到傳動裝置、摩擦等因素要有一定的阻轉(zhuǎn)矩。 1 M I 0 . 0 I 0 . 1 I 0 . 2 I 0 . 3 I 0 . 4 I 0 . 5 I 0 . 6 I 0 . 7 2 M I 1 . 0 I 1 . 1 I 1 . 2 I 1 . 3 I 1 . 4 I 1 . 51S i m a t i c S 7 2 0 03 C p u 2 2 481 L Q 0 . 0 Q 0 . 1 Q 0 . 2 Q 0 . 3 Q 0 . 4 2 L Q 0 . 5 Q 0 . 6 Q 0 . 7 Q 1 . 0 Q 1 . 1 D C 0 VD C 2 4 VD C 0 VD C 2 4 VSA1SA2SB1SB2SB3SQ1SQ2SQ3M I 2 . 0E M 2 2 3L Q 2 . 0M L +E M 2 3 1R A A + A R B B + B L 1NY V 1 Y V 2 Y V 3 Y V 4 Y V 5K M 1 溫度傳感器 流量傳感器SB4HL1HL4HL3HL2SA3SA4沖洗開關(guān)漂白開關(guān)全自動單排水單脫水低水位中水位高水位弱洗標(biāo)準(zhǔn)強洗純棉類化纖類羊毛類停止預(yù)洗液電磁閥進(jìn)水電磁閥主洗液電磁閥漂白液電磁閥排水電磁閥電源指示燈全自動指示燈單排水指示燈單脫水指示燈揚聲器加熱輸出溫度傳感器流量傳感器圖 4－ 3 控制電路電氣原理圖 — CPU224 AC/DC/Relay 接線圖 “ CPU224 AC/DC/Relay”中， AC 表示 CPU 電源為 220V交流電源， DC 表示輸入 口的電源類型為直流， Relay 表示輸出口器件的類型為繼電器輸出電路。其中洗滌劑具有活化作用，而一定溫度的水起吸收污垢的媒介作用，機械力起揉搓作用。 （ 4）脫水：通過高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，使衣物中的水其甩干 。 下面介紹編寫的程序工作過程，用順序功能圖表示如下： 參 數(shù) 過 程 ?？飘厴I(yè)設(shè)計說明書（論文） 24 1) 主程序 OB1 PLC 的工作過程就是一個循環(huán)掃描的過程。程序開始時，先暫停 2s，使剛進(jìn)完水后，關(guān)閉電磁閥有一個緩沖時間。 洗 后 脫 水 子 程 序S B R _ 1 3S 4 . 0S 4 . 2S 4 . 1T 4 2 、 T 4 3T 4 1T 4 1M 0 . 1 上 升 沿以 最 高 轉(zhuǎn) 速 V W 2 進(jìn) 行 脫 水 V W 4 0 分 種 ，然 后 停 止 ， 延 遲 T 4 3 = 1 0 s 后 關(guān) 排 水 閥 。 如圖 4－ 7 所示：沖洗第一步是進(jìn)水，當(dāng)進(jìn)到高水位時，便將沖洗這一洗滌過程將要洗滌的時間傳到洗滌子程序 SBR_11，以便調(diào)用洗滌子程序。只需檢測洗后脫水子程序 SBR_13 最后一步 的狀態(tài)，當(dāng) 為 1 時，表明已脫完。 清 洗 子 程 序S B R _ 1 0S 8 . 0S 8 . 2S 8 . 1置 M 0 . 0 = 1 , M 0 . 2 = 0調(diào) 洗 滌 子 程 序 S B R _ 1 1I 0 . 7 高 水 位 水 位 開 關(guān)M 1 0 . 4S 0 . 7 上 升 沿S 2 . 5 （ S B R _ 1 1 洗 完 標(biāo) 志 ）開 進(jìn) 水 電 磁 閥 同 時傳 送 洗 滌 時 間 參 數(shù)S 4 . 2 （ S B R _ 1 3 脫 完 標(biāo) 志 ）S 8 . 3清 洗 過 程 結(jié) 束置 M 0 . 1 = 1 ， 傳 送 脫 水 時 間 。 專科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 32 S M 0 . 0│ │M O V _ B E N E N OI N O U TS M B 3 41 0 0A T C H E N E N OI N T E V N T I N T _ 0( E N I )1 0 圖 4－ 13 采樣子程序 INT_0 的初始化梯形圖 如圖 4－ 14 所示：采樣子程序 INT_0 中，將采樣到的溫度值賦給 VW32，采樣到的流量值賦給 VW36，以供其它子程序調(diào)用這兩個參數(shù)。在以后的學(xué)習(xí)中我會時時提醒自己在以后的實踐里會做到精益求精，不求最好，只求更好。 此次設(shè)計還有許多不足，首先在洗滌時省去了許多檢測，比如滾筒內(nèi)泡沫多少、混濁度等，這樣會導(dǎo)致有時洗滌劑過量而浪費、有些衣物沒洗凈等現(xiàn)象發(fā)生；其次控制系統(tǒng)中沒有顯 示屏來顯示洗衣機所處的狀態(tài)信息；再次洗衣機在脫水時，程序設(shè)置不現(xiàn)實，還不能實現(xiàn)在最短時間內(nèi)平穩(wěn)地脫干。 V W 3 0│ I │V W 3 2Q 2 . 0( S )1V W 3 0│ = I │V W 3 2Q 2 . 0( R )1M 0 . 3( S )1 圖 4－ 12 加熱子程序 SBR_12 梯形圖 10) 采樣子程序 INT_0 中斷對于計算機為應(yīng)對緊急事件而設(shè)立的一種運行機制，但是并不一定在計算機的任何 運行時間點上都可以允許中斷的發(fā)生。調(diào) 洗 后 脫 水 子 程 序 S B R _ 1 3 圖 4－ 9 主洗子程序 SBR_8 順序功能圖 7)漂白子程序 SBR_9 應(yīng)對不同的衣物 進(jìn)行分類 漂白 ，同時溫度、水量也要適度，常用低水位。圖 4－ 8 所示：預(yù)洗過程，與沖洗類似，只是進(jìn)水的同時，將預(yù)洗液電磁閥打開，讓水把事先倒入洗滌盒中預(yù)洗格子里的預(yù)洗液均勻沖進(jìn)滾筒中。所以在高速脫水前 先進(jìn)行一段時間的低速脫水過程即通常所說的均布排水過程。 洗 滌 子 程 序S B R _ 1 1S 2 . 0S 2 . 2M 0 . 3 加 熱 完 成調(diào) 用 加 熱程 序 S B R _ 1 2S 2 . 3循 環(huán) 次 數(shù) V W 3 4 = 0M 0 . 2 = 0 不 加 熱洗 滌 結(jié) 束S 2 . 1 Q 0 . 5M 0 . 2 = 1 要 加 熱T 3 7T 3 7M 0 . 0 上 升 沿T 3 8 ( 一 個 正 反 周 期 完 成 )S 2 . 4S 2 . 5正 轉(zhuǎn) 1 2 s ， 停 3 s ； 反 轉(zhuǎn) 1 2s ， 停 3 s ， 對 電 機 進(jìn) 行 控 制T 3 8T 3 8 復(fù) 位 ， V W 3 4 減 1V W 3 4 0調(diào) 用 前 進(jìn) 水在 此 暫 停 2 s 圖 4－ 5 洗滌子程序 SBR_11 順序功能圖 接下來通過 T38 來定時 30 s，用于控制電動機正轉(zhuǎn) 12s 后停 3 s，然后反轉(zhuǎn) 12 s，停 3 s，完成一個正反周期。按相應(yīng)的按鈕便激活相應(yīng)步序，其它兩步不激活，如按 SB1（ ）便激活步 ，激活步 的同時復(fù)位順控繼電器 ，使其變?yōu)椴换顒硬?，?dāng)?shù)诙€掃描周期到來時由于 不導(dǎo)通，步 便不能被激活，便屏蔽步 中的內(nèi)容，直接轉(zhuǎn)到步 （因為該步是激活狀態(tài)，同 時又沒轉(zhuǎn)到下一步），繼續(xù)往下掃描。 上述過程只是洗凈衣物，但有時為了衣物的美觀，洗滌時也常加入一些特殊的洗滌劑，最常見的是漂白，它常安排在主洗階段之后，通過加入相應(yīng)的漂白劑，來去除污垢洗去后留下的色斑，并增加衣物的觀賞感。機械力和洗滌液變化不大，經(jīng)常是提高溫度來實現(xiàn)，不同的類型的衣物，所能適應(yīng)的溫度不盡相同，在能適應(yīng)的最高溫度 下洗滌，這樣可以更快的洗滌，同時潔凈效果好。軟件設(shè)計就是對控制器 PLC 編寫相應(yīng)的程序。加熱管中的電阻絲用 KM1控制其是否加熱，而 KM1又由 PLC 控制其線圈通電。對于洗衣機的運行指示選用 24V的指示燈便可。電磁式繼電器是用來接通與分?jǐn)嘭?fù)荷電流的電磁式電器，用于控制加熱電源的開與斷。當(dāng)水注入外桶時，貯氣室被封閉，隨著水位的升高，密閉室內(nèi)的空氣氣壓隨水壓成正比例增大，密閉室內(nèi)的空氣壓力也隨之增大，到一定水位后，空氣壓力使橡膠氣模片發(fā)生形變而推動電觸點狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換，使常閉觸點斷開，常開觸點接通，從而使洗衣機檢測到相應(yīng)的水位。 元件選型 根據(jù)控制要求確定，相應(yīng)的輸入與輸出，主要選擇 PLC、變頻器和電動機的型號。主站根據(jù)通訊報文中的地址字符來選擇要傳輸數(shù)據(jù)的從站。 MM440 變頻器的輸出頻率控制有以下四種方式： （ 1） 基本操作面板（ BOP）操作方式 這是通過操作面板上的按扭手動調(diào)節(jié)輸出頻率的操作方式，這種方式在此不適合自動調(diào)節(jié)。由此可知，變頻調(diào)速的供電裝置必須具有以上功能才能滿足電動機的要求，這樣的裝置稱為變壓變頻裝置，變壓變頻也是通用變頻器工作的基本模式。由式 23 可知，如果每相電動勢的有效值 E1不變，改變定子頻率時就會出現(xiàn)以下兩種情況： （ 1） 如果 f1大于電 動機的額定頻率 f1N，氣隙磁通就會小于定額氣隙磁通量Φ MN，結(jié)果是盡管電動機的鐵芯沒有得到充分利用，但在機械特性允許的條件下長期使用，電動機不會損壞。 變頻器概述 變頻器是利用 電力 半導(dǎo)體器件的通斷作用將 工頻 電源變換為另一 頻率 的電能控制裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動、 變頻調(diào)速 、提高運轉(zhuǎn) 精度 、改變功率因數(shù)、過流 /過壓 /過載保護等功能。 PLC 的輸入輸出總點數(shù)和種類應(yīng)根據(jù)被控對象所需控制的模擬量、開關(guān)量、輸入輸出設(shè)備情況來確定，一般一個輸入輸出元件要占用一個輸入輸出點。 PLC 的運行過程，請見圖 3－ 2 所 示。內(nèi)部開關(guān)電源為各部分電路提供 5V、177。開關(guān)量輸出接口用來連接接觸器、電磁閥及指示燈等執(zhí)行器件；模擬量輸出接口連接 使用模擬量控制的調(diào)節(jié)閥及調(diào)速裝置等。 可編程控制器主要組成部分介紹： （ 1）中央處理器（ CPU） CPU 是 PLC 的核心，它按