【正文】 強(qiáng)有FXOS的功能簡單，價格便宜，可以用與小型開關(guān)量的控制系統(tǒng)，F(xiàn)XON可用于控制要求較高的中小型控制系統(tǒng)，F(xiàn)X2N的功能最強(qiáng)，可用與控制要求很高的控制系統(tǒng)。根據(jù)輸入／輸出點(diǎn)數(shù)與內(nèi)存容量的要求，再留出一定的I／O節(jié)點(diǎn)與內(nèi)存空間以供擴(kuò)展時使用，以及指令的執(zhí)行速度，因此選用三菱公司的FX2N系列的FX2N24MR。它的輸入繼電器X0X13共12個，輸出繼電器Y0Y13共12個，程序容量為8K字節(jié)，完全滿足要求。也給以后功能擴(kuò)展留了足夠的空間。④ 輸入／輸出模塊的選擇根據(jù)系統(tǒng)控制的要求，本系統(tǒng)的輸入選用直流24V的輸入模塊。輸出模塊選用繼電器輸出形式。開關(guān)量輸出單元的作用是把PLC的內(nèi)部信號轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種開關(guān)信號。按照現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的電源的不同，可分為直流輸出單元(晶體管輸出方式?；蛘呃^電器觸點(diǎn)輸出方式)和交流輸出單元(晶閘管輸出方式或者繼電器觸點(diǎn)輸出方式)。在繼電器輸出方式中，繼電器作為開關(guān)元件，同時又是隔離器件。發(fā)光二極管(LED)構(gòu)成輸出狀態(tài)顯示器，當(dāng)PLC輸出一個接通信號時候，內(nèi)部電路使繼電器線圈K通電。繼電器觸點(diǎn)閉合使得負(fù)載回路的的負(fù)載L接通得電，VD作為續(xù)流二極管以消除線圈的反電動勢，同時狀態(tài)指示發(fā)光二極管(LED)導(dǎo)通點(diǎn)亮。根據(jù)負(fù)載的需要，負(fù)載回路的電源既可以選用交流電源，也可以選用直流電源。特別也指出的是，繼電器模式具有斷點(diǎn)確切，可以實(shí)際切斷所控制的回路電器連接的作用，同時這種模式既適合于直流又適合于交流的情況，因此這種模式在開關(guān)頻率不是太高的情況下是首先選擇的輸出控制方案。圖41給出了這種輸出方案的原理圖。圖41 繼電器模式輸出單元自動洗衣機(jī)的洗衣桶(外桶) 和脫水桶(內(nèi)桶) 是同心安放的, 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(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。進(jìn)水時通過控制系統(tǒng)將進(jìn)水電磁閥打開, 經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。進(jìn)水水位由低水位和高水位之分，分別有低水位傳感器和高水位傳感器測試水位信息。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(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機(jī)驅(qū)動波盤的正、反轉(zhuǎn)來實(shí)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(jī)帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。圖51是自動洗衣機(jī)控制流程圖, 按下啟動按鈕后,洗衣機(jī)開始進(jìn)水, 水滿時(即水位到達(dá)高水位, 高水位開關(guān)由ON 變?yōu)镺FF) 洗衣機(jī)停止進(jìn)水并開始洗滌正轉(zhuǎn), 正轉(zhuǎn)洗滌30s 后暫停, 暫停5s 后開始反轉(zhuǎn)洗滌,反轉(zhuǎn)洗30s 后暫停, 暫停5s 后, 此時若正、反洗滌未洗滿5次則返回從正洗開始的動作, 若正、反洗滌滿5次時則開始排水。水位下降到低水位時開始脫水并繼續(xù)排水, 脫水20s 即完成一次從進(jìn)水到脫水的大循環(huán)過程。此時若未完成3 次大循環(huán), 則返回從進(jìn)水開始的全部動作, 進(jìn)行下一次大循環(huán)。 若完成了3 次大循環(huán), 則進(jìn)行洗完報警, 報警15s 后結(jié)束全部過程并自動停機(jī)。此外, 系統(tǒng)還要求具有各個環(huán)節(jié)的手動控制功能,如手動排水、手動洗滌等。圖51控制流程圖 I/O端口配置表51 I/O端口配置輸入元件輸出元件作用名稱地址作用名稱地址啟動SA1X0正洗控制KM1Y0高水位SHX1反洗控制KM2Y1低水位SLX2脫水離合器YC1Y2手動正洗SB1X3進(jìn)水電磁閥YV1Y3手動反洗SB2X4排水電磁閥YV2Y4手動脫水SB3X5報警控制KM3Y5手動進(jìn)水SB4X6手動排水SB5X7手動/自動SA2X10 三菱FX2N24MR PLC接線圖圖52 三菱FX2N24MR PLC接線圖 SWOPCFXGP/WINC軟件進(jìn)行程序設(shè)計本次設(shè)計采用三菱公司的FXGPWIN編程軟件進(jìn)行編程，該軟件使用方便，梯形圖與指令表互換。使用FXGPWIN編程軟件，不僅可以將程序傳送至PLC現(xiàn)場運(yùn)行調(diào)試，而且可以對整個梯形圖中元件進(jìn)行監(jiān)控操作。從編寫程序結(jié)果可以看出，達(dá)到了系統(tǒng)的控制要求。將開關(guān)SA2 搬至“自動”運(yùn)行方式, X10 常開閉合、常閉斷開, 程序跳至P0 處, 利用PLC 初始化脈沖M8002, 使程序進(jìn)入初始狀態(tài)S0。此時, 按下啟動開關(guān)SA1, X0 常開閉合, S20 被置位, 而S0 自動復(fù)位,S20 被置位后, M8 得電吸合, M8 常開觸點(diǎn)閉合, Y3得電工作。洗衣機(jī)開始進(jìn)水, 當(dāng)進(jìn)水至高水位時, 高水位開關(guān)SH 接通, X1 閉合, 狀態(tài)S21 被置位, S20 復(fù)位, 停止進(jìn)水, 此時M5 得電吸合, 使Y0 工作, 洗衣機(jī)開始正轉(zhuǎn)洗滌, 30s 后正轉(zhuǎn)洗滌停止, 狀態(tài)S22 置位,而S21 復(fù)位, 暫停5s 后狀態(tài)進(jìn)入S23, M6 得電吸合,Y1 工作, 洗衣機(jī)開始反轉(zhuǎn)洗滌, 30s 后反轉(zhuǎn)洗滌停止,狀態(tài)S24 置位, S23 復(fù)位, 暫停5s 后計數(shù)器C0 開始計數(shù), 把正洗、反洗各一次計為一次洗滌小循環(huán)過程, 當(dāng)小循環(huán)未達(dá)到5 次時程序狀態(tài)被轉(zhuǎn)移至S21, 繼續(xù)洗滌, 當(dāng)小循環(huán)次數(shù)達(dá)到5 次時, 狀態(tài)轉(zhuǎn)移至S25, M9得電吸合, Y4 工作, 洗衣機(jī)開始排水, 當(dāng)排至低水位時, 低水位開關(guān)SL 接通, X2 閉合, 使?fàn)顟B(tài)S26 置位,M7 得電吸合, Y2 工作, 洗衣機(jī)開始脫水, 但此時Y4繼續(xù)在工作, 排水并沒有停止, 當(dāng)排水20s 后, M9 復(fù)位, Y4 停止工作, 排水停止, 此時計數(shù)器C1 開始計數(shù)。把洗衣機(jī)從進(jìn)水洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、排水、脫水計為一次大循環(huán)過程, 當(dāng)大循環(huán)次數(shù)未滿3 次時, 程序狀態(tài)被轉(zhuǎn)移至S20, 重新進(jìn)入洗滌過程的大循環(huán), 當(dāng)大循環(huán)次數(shù)滿3 次時, 狀態(tài)繼續(xù)轉(zhuǎn)移至S27, Y5 得電工作,接通報警器, 15s 后報警器停止, 程序狀態(tài)被轉(zhuǎn)移至初始狀態(tài)S0。 畢業(yè)設(shè)計總結(jié)在本課題的研究設(shè)計中，認(rèn)真研究最新的控制方法。經(jīng)過認(rèn)真選擇和反復(fù)設(shè)計，確定了利用三菱公司生產(chǎn)的FX2N24MR PLC對全自動洗衣機(jī)進(jìn)行控制，重點(diǎn)對軟硬件進(jìn)行了設(shè)計和討論。本文主要進(jìn)行了以下研究工作。① 綜述了全自動洗衣機(jī)的發(fā)展過程及控制技術(shù)的最新進(jìn)展：介紹了三菱公司PLC的基本概念、特點(diǎn)以及系統(tǒng)的各種組成結(jié)構(gòu)；詳細(xì)介紹PLC的選型。② 對全自動洗衣機(jī)的工作原理、要求進(jìn)行了說明。③ 對PLC控制技術(shù)進(jìn)行了深入研究，并進(jìn)行了設(shè)計。 ④ 對程序梯形圖進(jìn)行了說明及三菱公司的FXGPWIN編程軟件進(jìn)行了簡介。本次畢業(yè)設(shè)計使我深有感觸，只要付出就有回報，遇到問題多與老師同學(xué)交流，利用網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己的知識和綜合素質(zhì)。總之，萬事開頭難，知識必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。 工作展望 在本項(xiàng)目的基礎(chǔ)之上，再預(yù)期進(jìn)行一些深入的研究和探討，主要體現(xiàn)在3個方面：① 本次設(shè)計只能滿足大多數(shù)人的洗衣要求，現(xiàn)在全自動洗衣機(jī)都是 “一鍵式”單按鈕控制方式，只需一按電鈕，就會開始洗滌，直至完成。未能實(shí)現(xiàn)的模式，以本人現(xiàn)在的能力，要想實(shí)現(xiàn)這些功能也是比較困難。但是，只要假以時日和經(jīng)驗(yàn)，我相信我一定能夠完成這些功能。② 洗衣機(jī)的節(jié)能方面，洗衣機(jī)的節(jié)能體現(xiàn)在節(jié)水、節(jié)電和節(jié)省洗滌劑上，且現(xiàn)在的洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)更趨合理、造型更趨美觀的方向發(fā)展。③ PLC設(shè)計算法和程序設(shè)計的優(yōu)化。程序設(shè)計時應(yīng)有一個優(yōu)化的思路，盡可能的采用最短的程序?qū)崿F(xiàn)最短的運(yùn)行控制?，F(xiàn)在先進(jìn)的控制算法非常多，比如說神經(jīng)元算法、遺傳算法等等，因此把一些先進(jìn)的算法運(yùn)用到本項(xiàng)目中，是該項(xiàng)目下一步研究的一個方向。致謝首先，我要感謝河南理工大學(xué)，感謝機(jī)械系對我四年的培養(yǎng)，讓我學(xué)到了許許多多的知識，感謝各位老師在這四年里對我的關(guān)懷與照顧，在此致以我深深的謝意。本論文從選題到最后定稿成文，本校張老師一直給予了悉心指導(dǎo)，張老師那種嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)，廣博深邃的洞察力，孜孜不倦的開拓精神和敬業(yè)精神令我深受啟迪和教益，謹(jǐn)向我的指導(dǎo)老師張明軍老師致以深深的謝意。鑒于筆者水平有限，在理論的描述、資料的運(yùn)用等方面難免有不當(dāng)、不深，不周之處，有些觀點(diǎn)也尚欠成熟，敬請各位老師批評指正。 最后，我還要向所有曾經(jīng)幫助過我的同學(xué)和朋友們致敬。你們的鼓勵和幫助永遠(yuǎn)是我前進(jìn)的動力。參考文獻(xiàn)１、王兆義，《可編程控制器教程》，機(jī)械工業(yè)出版社２、榮俊昌，《全自動洗衣機(jī)原理與維修》，高等教育出版社３、唐文彥，《傳感器》，機(jī)械工業(yè)出版社４、楊叔子，楊克沖，《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》，華中科技大學(xué)出版社５、楊后川，張春平，張學(xué)民，陶征，《三菱PLC應(yīng)用100例》，電子工業(yè)出版社《三菱FX系列PLC應(yīng)用技術(shù)》，人民郵電出版社 高安邦，薛嵐，劉曉艷，《三菱PLC工程應(yīng)用設(shè)計》，機(jī)械工業(yè)出版社 陳立定，《電氣控制與可編程控制器》，高等教育出版社 張進(jìn)秋，《可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例》，機(jī)械工業(yè)出版社齊從謙，《PLC技術(shù)及應(yīng)用》，機(jī)械工業(yè)出版社附錄本設(shè)計基于三菱FX2N24MR型PLC完整梯形圖53