【正文】 機(jī)械工業(yè)出版社，[15] 陳在平，趙相賓主編，可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2003年2月[16]。通過這次結(jié)業(yè)論文的設(shè)計(jì)，使我明白學(xué)習(xí)是一個(gè)不斷積累的過程。 致 謝 經(jīng)過幾個(gè)月的奮戰(zhàn)，我的論文總算是圓滿完成。 按下啟動(dòng)按鈕X0，系統(tǒng)運(yùn)行，打開進(jìn)水電磁閥如圖51 圖51進(jìn)水當(dāng)系統(tǒng)的高水位限位開關(guān)X2檢測到水滿時(shí)，關(guān)閉進(jìn)水電磁閥Y0并停止運(yùn)行2秒后洗衣機(jī)正轉(zhuǎn)洗滌20秒如圖52 圖52正傳洗滌洗衣機(jī)正轉(zhuǎn)洗滌完了停止2秒后進(jìn)入反轉(zhuǎn)洗滌20秒如圖53圖53反轉(zhuǎn)洗滌上述正反轉(zhuǎn)洗滌5次完洗衣機(jī)停止運(yùn)行2秒后排水電磁閥Y1打開如圖54 當(dāng)?shù)退幌尬婚_關(guān)X4檢測到水排空后排水電磁閥Y1打開，接觸器Y3線圈得電，抱閘將洗滌電機(jī)軸和內(nèi)桶抱緊，帶動(dòng)其內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干，定時(shí)器T5定時(shí)30秒如圖55圖55脫水從進(jìn)水開始的全部動(dòng)作進(jìn)行3次蜂鳴器Y5進(jìn)行洗完報(bào)警如圖56 圖56報(bào)警總結(jié)與展望通過該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對三菱FX系列的特點(diǎn)有了更深的理解，全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)利用了三菱FX系列PLC的特點(diǎn)，對按扭、電磁閥、開關(guān)等其他一些輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過程的自動(dòng)化。圖413 洗完報(bào)警的梯形圖本章介紹了PLC全自動(dòng)洗衣機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，包括：系統(tǒng)的控制要求、PLC選型和資源配置以及控制系統(tǒng)PLC程序設(shè)計(jì)與調(diào)試，其中PLC程序設(shè)計(jì)與調(diào)試是重點(diǎn)。水排空后停止排水。圖48 輔助繼電器的梯形圖 進(jìn)水在正常情況下，按下啟動(dòng)按扭或者脫水完畢，而且洗衣大循環(huán)未到3次時(shí)，開始進(jìn)水，當(dāng)水位到設(shè)定水位后停止進(jìn)水，等待2s后進(jìn)入洗衣過程。表41 輸入分配表輸入地址對應(yīng)的外圍設(shè)備X000啟動(dòng)按扭X001停止按扭X002水位選擇開關(guān)（高水位）X003水位選擇開關(guān)（中水位）X004水位選擇開關(guān)（低水位）X005手動(dòng)排水開關(guān)X006自動(dòng)排水開關(guān)X007高水位浮球開關(guān)X010中水位浮球開關(guān)X011低水位浮球開關(guān)X012水排空浮球開關(guān)輸入地址分配數(shù)字量輸出部分這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、洗滌電動(dòng)機(jī)、脫水桶、報(bào)警器共5個(gè)設(shè)備。圖46 正常運(yùn)行流程圖強(qiáng)制停止流程圖：圖47 強(qiáng)制停止流程圖程序的下載、安裝和調(diào)試將各個(gè)輸入/輸出端子和實(shí)際控制系統(tǒng)中的按扭、所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。該程序在串行系統(tǒng)中可以與可編程控制器進(jìn)行通信、文件傳輸、操作監(jiān)控以及各種測試功能。 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試 編程軟件 編程軟件采用三菱公司為其生產(chǎn)的PLC而設(shè)計(jì)的編程軟件GXDeveloper。 圖44 PLC框架配置圖I/O地址分配由于CPU模塊有16點(diǎn)數(shù)字量輸入，有16點(diǎn)數(shù)字量輸出，所以不再需要輸入/輸出模塊。 “正常運(yùn)行”方式具體控制要求如下：（1）將水位通過水位選擇開關(guān)設(shè)在合適的位置（高、中、低），按下“啟動(dòng)”按扭，開始進(jìn)水，達(dá)到設(shè)定的水位（高、中、低）后，停止進(jìn)水；（2）進(jìn)水停止2s后開始洗衣；（3）洗衣時(shí)，正轉(zhuǎn)20s，停2s，然后反轉(zhuǎn)20s，停2s；（4）如此循環(huán)共5次，總共220s后開始排水，排空后脫水30s；（5）然后再進(jìn)水，重復(fù)（1）～（4）步，如此循環(huán)共三次；（6）洗衣過程完成，報(bào)警3s并自動(dòng)停機(jī)。自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水、洗衣、排水和脫水是通過水位開關(guān)、電磁進(jìn)水閥和電磁排水閥配合進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。CTR優(yōu)點(diǎn)：CTR最大的優(yōu)點(diǎn)是顯示的面積大，顯示的效率也比較高，2．顯示方案的選擇 綜上所述利用LED顯示比較合適，因?yàn)樵谙匆聶C(jī)上顯示利用不同的顏色可以區(qū)分不同的工作進(jìn)程而且效果比較理想，LCD顯示亮度不夠，使用CTR顯示占用的空間較大而且功耗大不適合在小型電器上使用。過流保護(hù)用保護(hù)器的常閉觸點(diǎn)動(dòng)作實(shí)行保護(hù) 這就是要求保護(hù)器在主回路不工作和正常工作時(shí)執(zhí)行繼電器不動(dòng)作，而在電機(jī)起動(dòng)和工作中發(fā)生故障時(shí)動(dòng)作。過載時(shí)，溫度超過該溫度，會(huì)使絕緣迅速老化甚至于線路燃燒。 控制器實(shí)現(xiàn)的功能通訊和聯(lián)網(wǎng)其它：還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT模塊 保護(hù)措施過載保護(hù)電氣線路中允許連續(xù)通過而不至于使電線過熱的電流量，稱為安全載流量或安全電流。 安裝簡單，維修方便可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。（2）I/O卡件種類豐富，可根據(jù)自控工程實(shí)現(xiàn)功能要求不同，而進(jìn)行不同的配置。（5）對采用的元器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。（1）所有的I/O輸入輸出信號(hào)均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與控制器內(nèi)部電路之間電氣上隔離。而車床主軸傳動(dòng)等則往往要求在負(fù)載功率不變的情況下調(diào)整轉(zhuǎn)速，即在低速下切削量往往較大，負(fù)載力矩較大，因而要保持負(fù)載功率基本不變，在電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，最好能符合這些不同的負(fù)載特性，而直流電動(dòng)機(jī)卻正好具有恒功率和恒轉(zhuǎn)矩的調(diào)速方式，故可根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求選擇不同的調(diào)速方法。調(diào)速指標(biāo)中，靜差率的值要求在規(guī)定的范圍內(nèi)，即在最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之間的任何轉(zhuǎn)速都要滿足。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的主要技術(shù)指標(biāo)是：調(diào)速范圍D和負(fù)載變化時(shí)對轉(zhuǎn)速的影響即靜差率，以及調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載性質(zhì)等。啟動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。排水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機(jī)外。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩水）用。 本章主要介紹了PLC的定義、特點(diǎn)、構(gòu)成、基本指令以及PLC的硬件知識(shí)，在硬件知識(shí)方面重點(diǎn)對三菱FX2N的PLC進(jìn)行了介紹。硬件系統(tǒng)配置方式如圖35所示。表31三菱FX2N CPU主要性能指標(biāo)項(xiàng)目性能指標(biāo)程序存儲(chǔ)器容量8000步內(nèi)置，使用附加存儲(chǔ)器盒可擴(kuò)展到16000步I/O點(diǎn)數(shù)256點(diǎn)內(nèi)部繼電器3072點(diǎn)定時(shí)器256點(diǎn)一般計(jì)數(shù)器235點(diǎn)指令數(shù)目基本順序指令：27種步進(jìn)梯形指令：2種應(yīng)用指令：28種指令處理速度基本指令：應(yīng)用指令：特殊適配器特殊適配器用來將FX系列的擴(kuò)展設(shè)備連接到FX2N系列上的PLC上。CPU模塊CPU模塊是PLC控制系統(tǒng)的核心，它控制著整個(gè)PLC控制系統(tǒng)的有序運(yùn)行。PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過多點(diǎn)接口（MPI）的數(shù)據(jù)通訊、PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。 PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。雖然PLC 是以微處理器為核心的控制裝置，但是它不需要用戶有很強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)能力，只在用戶具備一定的計(jì)算機(jī)軟、硬件知識(shí)和電器控制方面的知識(shí)即可。 在軟件方面，PLC的監(jiān)控定時(shí)器可用于監(jiān)視執(zhí)行用戶程序的專用運(yùn)行處理器的延遲，保證在程序出現(xiàn)錯(cuò)誤和程序調(diào)試時(shí)，避免因程序錯(cuò)誤而出現(xiàn)死循環(huán)；當(dāng)CPU、電池、I/O口、通信等出現(xiàn)異常時(shí)，PLC的自診斷功能可以檢測到這些錯(cuò)誤，并采取相應(yīng)的措施，以防止故障擴(kuò)大；停電時(shí)，后電池和正常工作時(shí)一樣，進(jìn)行對用戶程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的保護(hù)，確保信息不丟失?！笨傊?，可編程控制器是一臺(tái)專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，它是將傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、繼電器技術(shù)和通信技術(shù)相融合而發(fā)展起來的一種新型的控制裝置。第三章 PLC的基本知識(shí) PLC的定義 PLC自問世以來，盡管時(shí)間不長，但發(fā)展迅速。當(dāng)排水電磁鐵吸合時(shí)，定位套就向上運(yùn)動(dòng)一段距離，使得制動(dòng)桿克服制動(dòng)彈簧的作用力被推向上方，制動(dòng)彈簧的中心軸做逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，連接在制動(dòng)桿另一端的剎車帶被迫向下移動(dòng)，與脫水軸上的剎車盤產(chǎn)生間隙，脫水軸因此失去控制，也就可以順利的進(jìn)行脫水轉(zhuǎn)動(dòng)了。減速離合器就是全自動(dòng)洗衣機(jī)中完成降速并傳遞扭矩的部件。當(dāng)完成個(gè)洗衣程序后，程控器向排水電磁鐵發(fā)出信號(hào)，排水閥開啟并排水。由于貯氣室與水位開關(guān)的氣室間用壓力軟管相連通，貯氣室的壓力也就與水位開關(guān)氣室的壓力相同，隨著外桶中水位的上升，貯氣室、壓力軟管和水位開關(guān)氣室間的空氣不斷的被壓縮，隨之壓強(qiáng)也成比例地上升，這樣就把外桶中的水壓轉(zhuǎn)換成了空氣壓力，并作用在橡皮膜上。此外，它還負(fù)責(zé)進(jìn)水與洗滌之間的轉(zhuǎn)換。當(dāng)電磁鐵失電時(shí)，排水閥在自身彈簧作用下將鐵心拉出，排水閥關(guān)閉，洗衣機(jī)停止排水。排水電磁閥由電磁鐵和排水閥兩部分組成，它們是相互獨(dú)立的部件，兩者用排水閥連接起來，在連接板的右端以開口銷與電磁鐵動(dòng)鐵心連接，而左端鉤在排水閥的內(nèi)彈簧上。 當(dāng)線圈通電時(shí)，電磁力克服下彈簧的彈力將鐵心吸上，泄壓孔打開，由于泄壓孔大于加壓針孔，控制腔內(nèi)的水將很快流出，壓力降低，進(jìn)水腔為自來水壓，橡膠閥的下部壓力大于上部壓力，即被下部的水壓推開，閥即開啟注水。進(jìn)水閥是一種電磁閥，閥中心是鐵心，鐵心外為電磁線圈，線圈不通電時(shí)，在小彈簧的作用下鐵心被壓下，封住了橡膠閥上所裝的塑料盤中間的泄壓孔，這時(shí)書從加壓針孔進(jìn)入控制腔，使進(jìn)水腔和控制腔的水壓相等。主要特點(diǎn)是：洗滌能力強(qiáng)、洗滌時(shí)間短、結(jié)構(gòu)簡單、可調(diào)節(jié)水位、成本低、易維修、易操作。常見的波輪式套桶洗衣機(jī)是單電機(jī)的，洗滌及脫水工作由離合器控制。該洗衣機(jī)的特點(diǎn)是內(nèi)、外兩個(gè)立式容器套裝在同一個(gè)軸心上。目