【導(dǎo)讀】工業(yè)全自動化洗衣機的產(chǎn)生極大的方便了企業(yè)的生產(chǎn)。縱觀洗衣機市場，高效節(jié)能、省水、省電、環(huán)保型洗衣機一直在市場上。PLC的優(yōu)點是：可靠性高，耗電少，適應(yīng)性強，運行速度快，壽命長等。該論文就怎樣利用PLC和變頻器來控制工業(yè)洗衣機進行了調(diào)查，對其。運行和強制性停止功能。

　　

【正文】 交換。由于以太網(wǎng)具有高的帶寬（ 10Mbps），它允許大量計算機、控制器以及其它設(shè)備在以太網(wǎng)上遠距離的通訊。 在信息層，以太網(wǎng)提供了可以進行工廠級數(shù)據(jù)訪問的企業(yè)級帶寬系統(tǒng)。 信息層采用以太網(wǎng)， 具有很大的靈活性，因為你可以最大限度地在大量不同廠商提供的設(shè)備之間通訊。 TCP/IP 是 Inter 所使用的協(xié)議。 選擇的通訊模塊為： 1756ENBT/A PLC 控制器的選擇 Logix5000 控制器可提供系統(tǒng)規(guī)?？勺兓目刂破鹘鉀Q方案，可以訪問大量的 I/O 端點（數(shù)字量 I/O 最多為 1280000 個，模擬量 I/O 最多為 4000 個）?？刂破骷瓤梢钥刂票镜?I/O 有可以通過 ControlNet 網(wǎng)、 DeviceNet 網(wǎng)以及遠程I/O 網(wǎng)控制遠程 I/O[16]。 你可以在一個 ControlLogix 機架內(nèi) 放置多個 Logix5000 控制器。多 個 控制器可以從所有的輸入接口中讀取輸入數(shù)值。每個控制器可以與機架上的多個通訊模塊進行通訊，而且多個控制器也可以與同一個通訊模塊進行通訊。 控制器存儲器容量估算，用以下等式為一個控制器所需存儲器大小的估計值。每個數(shù)值包括用戶相關(guān)程序的一個粗略估計。你可以根據(jù)應(yīng)用的復(fù)雜 19 程度添加存儲器。 操作系統(tǒng)基本要求 =430000 字節(jié) 控制器任務(wù) *4000=A 字節(jié)； 數(shù)字量 I/O 點 *400=B 字節(jié)； 模擬量 I/O 點 *2600=C 字節(jié)； 通訊模塊 *2021=D 字節(jié)； 控制運動軸 *8000=E 字節(jié)； 總的字節(jié)數(shù) =43000+A+B+C+D+E 本系統(tǒng)現(xiàn)在的控制器是本題采用 的 控制器 ， 型號為 1756L1ControlLogix 5000 cotroller 其具體參數(shù)如下： 用戶存儲器： 160K 字節(jié)； 背板電流： +5VDC~+24VDC。 電力耗散： ； 熱耗散： 3W； 工作溫度： 0～ 60℃ （ 32～ 140℉ ）； 設(shè)計電纜： 1756CP3 或 1747CP3 串口電纜 3 類； 電池： 1756BA1（ PROMARK ELECTRONICS 94194821） 鋰電池 。 底板或機架 本設(shè)計模塊式 PLC 使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU 能訪問底板上的所有模塊 ； 機械上 ， 實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。由此選用的機架型號為 1756A7 7 槽的 ControlLogix機架。 電源模塊的選擇 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。同時， 有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC 或110VAC），根據(jù)工藝要求本次設(shè)計選用了型號為 1756PA72 電源模塊，其額定輸入電壓為 120 AC 或 220 AC。 綜述 綜合考慮以上的因素，我們最終選用了羅克韋爾公司 ControlLogix 系統(tǒng)PLC，它適合整個工藝的具體要求，并有配套的編程軟件，具體其它機型無法替代的優(yōu)勢。其結(jié)構(gòu)具體型號如下： 控制器型號： 1756L1 ControlLogix 5000 cotroller； 控制器的機架型號： 1756A7 7 槽的 ControlLogix 機架； 20 編程軟件： Rslogix5000 編程軟件； 電源模塊： 1756PA72； 所選輸入 /輸出模塊型號如下： 數(shù)字輸入接口模塊： 1756IB16； 數(shù)字輸出接口模塊： 1756OB16D； 通信模塊： 1756ENBT/A。 控制 綜合 連接 應(yīng)用 PLC 和變頻器控制工業(yè)洗衣機的控制硬件系統(tǒng)接線圖，如圖 所示 PLC 和變頻器相應(yīng)端子的連接。 空氣斷路器交流接觸器啟動按鈕停止按鈕高水位按鈕低水位按鈕 圖 工業(yè)洗衣機控制綜合接線 21 5 工業(yè)洗衣機控制系統(tǒng)軟件 Rslogix5000 軟件介紹 Rslogix5000 編程軟件支持 ControlLogix 系統(tǒng)以及 Logix5000 控制器。它運行于 Windows NT 32 位的操作系統(tǒng)，其性能優(yōu)越，節(jié)省項目開發(fā)的時間，提高生產(chǎn)率。 Rslogix5000 是 Rslogix 系列編程軟件產(chǎn)品的重要成員，提供了同樣可靠的通信、功能及診斷特性。 主要特性有： ① 通用的用戶界面和特性設(shè)置； ② 靈活、易操作的編輯器； ③ 通用的梯形圖指令集； ④ 點擊可進行 I/O 組態(tài)； ⑤ 可靠的通信功能 。 Rslogix5000軟件的功能 ① 強有力的工程校驗器，用戶可用其創(chuàng)建 錯誤清單，從而可以在方便的時候進行修改； ② 拖放式功能，使用戶能夠在數(shù)據(jù)文件之間快速移動數(shù)據(jù)表元素，在子程序或工程之間快速移動梯級或者在一個工程內(nèi)部的梯級與梯級之間快速移動指令； ③ 查詢和替換功能，能夠快速改變特定地地址或符號的值； ④ 工程目錄為點擊式界面，用戶可訪問包含在工程目錄內(nèi)的所有文件夾和文件； ⑤ 用戶數(shù)據(jù)監(jiān)控器功能，可同時顯示獨立的數(shù)據(jù)文件元素以觀察它們之間的相互作用； ⑥ 它在任何 Rockwell Software 編程軟件產(chǎn)品中都是通用的。 Rslogix5000 軟件的安裝步驟 ① 啟動 Windows XP 或 Windows 7 系統(tǒng) ； ② 啟動 Windows XP 或 Windows 7 系統(tǒng)后，將 Rslogix5000 的安裝軟件啟動； ③ 先安裝 RSLINX,根據(jù)安裝步驟的對話框一步步的操作下去 ； ④ 再安裝 Rslogix5000 軟 件，按照對話框的提示進行安裝 ； ⑤ 最后是完成授權(quán)，按照出現(xiàn)在屏幕上的指導(dǎo)說明進行授權(quán) ； 所 有步驟完成后在 ‘ 開始 ’ 中啟動 RSLogix5000 軟件。 22 設(shè)計所用的主要指令介紹 ① 檢查閉合位指令（ XIC） 說明： XIC 屬于輸入指令，用于檢查某位是否導(dǎo)通（ ON）。它類似于常開開關(guān)。當指令執(zhí)行時，如果尋址位是導(dǎo)通狀態(tài)（ 1），則指令被賦值為真；如果尋址位是斷開狀態(tài)（ 0），則指令被賦值為假。 ② 檢查斷開位指令（ XIO） 說明： XIO 屬于輸出指令，用于檢查某位是否斷開（ OFF）。它類似于常閉開關(guān)。當指令執(zhí)行時，如果尋址位是斷開狀態(tài)（ 0），則指令被賦值為真；如果尋址位是導(dǎo)通狀態(tài)（ 1），則指令被賦值為假。 ③ 通計時指令（ TON） 說明： TON 是一條非保持的計時器指令，當該指令被使能累計時間，計時器的時間基總是 1 毫秒。例如，對于一個 2 秒的計時器，其預(yù)置值（ PRE）應(yīng)該輸入 2021。 ④ 輸出激勵指令（ OTE） 說明： OTE 指置位或清零數(shù)據(jù)位。 ⑤ 輸出鎖存指令（ OTL） 說明： OTL 指令置位（鎖存）數(shù)據(jù)位。 當使能時， OTL 指令置數(shù)據(jù)位。數(shù)據(jù)保持置位直到被清零，一般被一條OUT 指令清零。當指令被禁止時， OTL 指令不改變數(shù)據(jù)位的狀態(tài)。 ⑥ 輸出解鎖存指令（ OTU） 說明： OUT 指令清零（解鎖存）數(shù)據(jù)位。 當指令被使能時， OUT 指令清零數(shù)位。被禁止時 OUT 指令不改變數(shù)據(jù)位的狀態(tài)。 ⑦ 加計數(shù)器指令（ CTU） 說明： CTU 指令向上計數(shù)。 如果指令被使能時加計數(shù)使能位（ .CU）是清零狀態(tài)，則 CTU 指令 使計數(shù)器加 1。 如果指令被使能時加計數(shù)使能位是（ .CU）是置位狀態(tài)，或指令被禁止， CTU 指令保持它的累加值（ .ACC） [10]。 工業(yè)洗衣機程序設(shè)計 PLC 輸入輸出地址分配 按照系統(tǒng)的控制要求， PLC 輸入輸出及內(nèi)部軟元件分配情況如 表 。 23 變頻器參數(shù)設(shè)定 ① 變頻器的主要功能參數(shù)如表 。 參數(shù) 名稱 設(shè) 定值含義 1 上限頻率 50 電機最大運行頻率 2 下限頻率 0 電機最小運行頻率 7 加速時間 1s 8 減速時間 1s 200 程序運行分 /秒選擇 0, 2: 分鐘 , 秒 1, 3: 小時 ,分鐘 201至 210 程序設(shè)定 11到 20 02: 旋轉(zhuǎn)方向 0400, 9999: 頻率 : 時間 211至 220 程序設(shè)定 21到 30 02: 旋轉(zhuǎn)方向 0400, 9999: 頻率 : 時間 ② 變頻器的主要功能參數(shù)設(shè)定 1） 系統(tǒng)清零。 2） 設(shè)定 =5（程序運行模式）； =1s（加速時間）； =1s（減速時間） 所在位置 標簽描述 數(shù)字輸入 Local:1: 啟動按鈕 Local:1: 停止按鈕 Local:1: 高水位 Local:1: 低水位 數(shù)字輸出 Local:2: STF信號（啟動變頻器，選擇預(yù)設(shè)模式） Local:2: 程序運行第一組 Local:2: 程序運行第二組（脫水，排水） Local:2: 進水電磁閥 Local:2: 排水電磁閥 Local:2: 脫水電磁離合器 Local:2: 報警蜂鳴器 表 I/O 地址分配 表 變頻器主要功能參數(shù) 24 3） 設(shè)定 =0/2 [電壓 /時間 ] 4） 程序運行第一組設(shè)定： =:00 =:15 P =:18 =:33 5） 程序運行第二組設(shè)定： =:00 =:20 工業(yè)洗衣機控制流程 ① 整個 洗滌過程分為進水、洗滌、排水、脫水四個部分。起動時開始進水，水位到達高水位時停止進水，并開始洗滌正轉(zhuǎn)。洗滌正轉(zhuǎn) 15s,暫停 3s；洗滌反轉(zhuǎn) 15s，暫停 3s 為一次小循環(huán)，若小循環(huán)不足 3 次，則返回洗滌正轉(zhuǎn)；若循環(huán)達 3 次，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 即完成一次大循環(huán)。大循環(huán)不足 3 次，則返回進水，進行下一次大循環(huán)。若完成 3 次大循環(huán)，則進行洗完報警。報警后 10s 結(jié)束全部過程，自動停機。 控制流程圖如圖 。 ② 洗衣機從洗滌正轉(zhuǎn) 15s 到暫停 3s 到洗滌反轉(zhuǎn) 15s，使用 FRA540 變頻器程序運行功能實現(xiàn)。 ③ 用變頻器驅(qū)動電動機，洗滌時變頻器輸出頻率為 35Hz。 運行初始狀態(tài)進 水洗滌正轉(zhuǎn) 暫停洗滌反轉(zhuǎn) 暫停 3次排水脫水排水3次報警停 機10sY大循環(huán)20s低水位Y小循環(huán)3s15s3s15s起動高水位NN 圖 工業(yè)洗衣機控制流程圖 25 工業(yè)洗衣機控制程序設(shè)計 PLC 工作軟件指令，梯形圖是 PLC 編程語言之一。 PLC 執(zhí)行梯形圖總是按先上后下、先左后右的順序?qū)τ晒?jié)點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新輸出映像寄存器或系統(tǒng) RAM 區(qū)對應(yīng)位的狀態(tài)。在程序執(zhí)行階段，只有輸入運算寄存器存放的采樣值不會發(fā)生改變。其他各種元素在輸出映像寄存器或其他系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能隨著程序的執(zhí)行隨時發(fā)生改變。掃描是從上到下順序執(zhí)行的，前面執(zhí)行的結(jié)果可能被后面程序所用到，從而影響后面程序執(zhí)行的結(jié)果。 梯形圖如下： 26 27 結(jié) 論 利用可編程控制器、變頻器與人機界面等自動化產(chǎn)品的有機結(jié)合來實現(xiàn)對工業(yè)洗滌設(shè)備的自動控制，其主要控制思路是對洗滌設(shè)備的進水 /出水、洗滌模式、洗滌時間、脫水頻率的設(shè)定、可編程控制器通訊功能的應(yīng)用、變頻器簡易 PLC 功能的應(yīng)用進行有機的組合與設(shè)計。此方案應(yīng)用羅克韋爾可編程控制器、三菱 FRA540