【正文】 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我 最 誠(chéng)摯的謝意 ! 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 50 第 八 章 參考文獻(xiàn) 廖常初 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù)（第三版） ， 重慶：重慶大學(xué)出版社、 1998 廖常初 .PLC 梯形圖程序的設(shè)計(jì)方法與技巧 ， 電工技術(shù)、 19981999 廖常初 周林 .PLC 的功能指令 ， 電工技術(shù)、 19992021 張立 .PLC 應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實(shí)踐， 北京：人民郵電出版社、 何衍慶 .常用 PLC 應(yīng)用手冊(cè) ， 北京：電子工業(yè)出版社， 三 菱 電 機(jī) .FX1S,FX1N,FX2N,FX2NC 編程手冊(cè) .2021. 王曉軍等 .可編程控制器原理及應(yīng)用，北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 鄒金曹 .可編程控制器及其系統(tǒng)，重慶：重慶大學(xué)出版社， 張進(jìn)秋等 .可編程控制器及應(yīng)用實(shí)例，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 。 感謝河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué) 院，感謝您給我這個(gè)結(jié)識(shí)這么多好老師好同學(xué)的機(jī)會(huì)，感謝您對(duì)我的栽培，今日我以能源為榮，明日能源以我為傲。 時(shí)光如梭 ， 還記得三年前我們懷著夢(mèng)想踏進(jìn)緣分天空，這幾年來我們共享快樂，共度難關(guān)，我們已成無血緣關(guān)系的家人，可天下無不散之宴席，但請(qǐng)不要悲傷，天涯若比鄰，我愿將心與明月隨君開啟下一段征程。而 您 開朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度， 尤其是您課上如父母課下如朋友的態(tài)度使我頗為感動(dòng)。 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 49 第七章 結(jié)束語(yǔ) 感謝我的導(dǎo)師 趙金洪老師 ， 您 嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣； 您 循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。 圖 611脫水的梯形圖 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 48 洗衣大循環(huán) 3次后，開始洗完報(bào)警過程， 3s 后停止報(bào)警，這樣整個(gè)洗衣過程結(jié)束。因?yàn)榕袛嗨趴帐欠裨谂潘戤吅?，所以要用到排水完畢輔助繼電器。水排空后停止排水。 圖 68進(jìn)水的梯形圖 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 45 進(jìn)水到設(shè)定水位 2s 后，開始洗衣，先正轉(zhuǎn) 20s，然后再反轉(zhuǎn) 20s，這樣循環(huán) 5次后進(jìn)入排水過程。 圖 67 輔助繼電器 的梯形圖 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 44 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。具體的輸出分配如表 66所示。 表 65輸入地址分配 輸入地址 對(duì)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) 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 42 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。 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng) PLC程序 這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)按扭、停止按扭、水位選擇開關(guān)（高水位、中水位、低水位）、手動(dòng)排水開關(guān)、自動(dòng)排水開關(guān)、高水位浮球開關(guān)、低水位浮球開關(guān)、水排空浮球開關(guān)共 11 個(gè)輸入點(diǎn)。 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 40 圖 64 整個(gè)控制系統(tǒng)的順序功能圖 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 41 、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。 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。 CPU 模塊采用三菱公司的 FX2N32MR001模塊，它控制著整個(gè)系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地運(yùn)行。 FX2N E2PROM16C P U 模 塊 圖 63 PLC框架配置圖 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。 全自動(dòng)洗衣機(jī) 控制系統(tǒng)的 PLC 選型和資源配置 控制系統(tǒng)構(gòu)成圖 展開系統(tǒng)圖如圖 62所 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 38 脫水桶洗滌電動(dòng)機(jī)電磁排水閥電磁進(jìn)水閥水位檢測(cè)設(shè)備（高 中 低）水位選擇（高 中 低 ）手動(dòng)脫水開關(guān) 手動(dòng)排水開水停止按扭啟動(dòng)按扭 圖 62全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)圖 框架配置圖 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制采用三菱公司 FX2N系列 PLC。 1) 正常運(yùn)行 “正常運(yùn)行”方式具體控制要求如下： ⑴ 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； ⑵ 進(jìn)水停止 2s 后開始洗衣； ⑶ 洗衣時(shí)，正轉(zhuǎn) 20s，停 2s，然后反轉(zhuǎn) 20s，停 2s； ⑷ 如此循環(huán)共 5次，總共 220s 后開始排水，排空后脫水 30s； ⑸ 然后再進(jìn)水，重復(fù)（ 1）～（ 4）步，如此循環(huán)共三次； ⑹ 洗衣過程完成，報(bào)警 3s 并自動(dòng)停機(jī)。進(jìn)水時(shí)，電磁進(jìn)水閥打開，將水河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 37 注入；排水時(shí)，電磁排水閥打開，將水排出；洗衣時(shí)，洗滌電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；脫水時(shí)，脫水桶啟動(dòng)。 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。在半自動(dòng)洗衣機(jī)中，著四個(gè)過程分別用相應(yīng)的按鈕開關(guān)來控制。模塊之間通過 專用的擴(kuò)展電纜進(jìn)行連接。 ⑶ 擴(kuò)展模塊 由于 CPU 模塊本身的 I/O 點(diǎn)非常有限、而且先模擬量 I/O點(diǎn)，所以有時(shí)需要數(shù)字量 I/O 模塊、模擬量 I/O 模塊等一些特殊功能模塊。 CPU 主要負(fù)責(zé)程序的運(yùn) 行等工作；模塊的電源不僅向 CPU供電，還要滿足與 CPU 模塊相連的其他模塊的用電需求；該模塊本身自帶一定數(shù)量的開關(guān)量 I/O 點(diǎn)，如果能夠滿足控制要求，則可以不再需要開關(guān)量模塊。PROM FXEPROM4 可擴(kuò)展到 16000 步 EPROM FX2N PLC的硬件系統(tǒng)構(gòu)成 FX2N PLC的硬件系統(tǒng)構(gòu)成 FX2N是模塊化的 PLC，它主要由 CPU 模塊、特殊適配器、擴(kuò)展 I/O模塊和特殊河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 35 功能擴(kuò)展模塊構(gòu)成。PROM FX E178。PROM FX E178。 表 53 三菱公司 FX2N存儲(chǔ)器產(chǎn)品 型號(hào) 容量 存儲(chǔ)器類型 FXRAM8 可擴(kuò)展到 16000 步 RAM FX E178。它分為輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)、輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)、內(nèi)部輔助數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)等。 ⑶ 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。用戶程序存儲(chǔ)區(qū)容量是可編程控制器重要的性能指標(biāo)。用戶程序存放在RAM 中，為防止電源掉電后程序的丟失，通常需安裝鋰電池，用于電源掉電時(shí) 對(duì) RAM中用戶程序存儲(chǔ)區(qū)供電。 ⑵ 用戶程序存儲(chǔ)區(qū)。該存儲(chǔ)區(qū)是生產(chǎn)廠商直接存放的永久存儲(chǔ)的程序和指令。 ⑴ 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)。采用電容存儲(chǔ)寫入的內(nèi)容，由于電容要放電，因此，為維持寫入的內(nèi)容不丟失，必須對(duì)它進(jìn)河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 34 行重復(fù)讀出和寫入的操作，及它需要刷新電路配合使用。它用鋰電池作為后備電源，停電后可保存數(shù)據(jù)長(zhǎng)達(dá) 3～ 5年。 ⑴ 靜態(tài)隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器 SRAM（ Static Random Access Memory） 。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)可編程控制器運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，由于這些數(shù)據(jù)是不斷變化的，所以用隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器 RAM來存儲(chǔ)。在可編程控制器中，隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器用做用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。閃存必須經(jīng)各種接口與其他設(shè)備通信，如采用 USB、 PCMCIA 等。按晶體管設(shè)計(jì)架構(gòu)可分為本體（ Cell）和操作（ Operation）型。按結(jié)構(gòu)可分為 AND、 NAND、 NOR 和 DiNOR型等，常用的 NAND型雖然傳輸速度慢，但因采用頁(yè)傳輸或塊傳輸，適合大數(shù)據(jù)連續(xù)傳輸。閃存表示信息的存儲(chǔ)像閃電一樣，能在極短時(shí)間內(nèi)完成。除具有內(nèi)存可擦、可寫、可編程的優(yōu)點(diǎn)外，還 具有寫入的數(shù)據(jù)在斷電后不丟失的優(yōu)點(diǎn)。 ⑸ 閃存（ Flash Memory)。 ⑷ 電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)。 ⑶ 可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器 EPROM（ Erasable Programmable Read Only 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 33 Memory)。 ⑵ 可編程只讀存儲(chǔ)器 PROM(Programmable Read Only Memory)。 它又稱為掩膜只讀存儲(chǔ)器。 只讀存儲(chǔ)器 ROM 按編程方式可分為下列幾種。PROM 最為常用。它包括只讀存儲(chǔ)器 ROM 和隨機(jī)讀 /寫存儲(chǔ)器 RAM。 CPU 模塊面板有一些指示燈 ,其作用分別如下： PWR PLC電源指示 RUN PLC運(yùn)行指示 BATT 電池電量不足時(shí)燈亮 COMM PLC 之間通信、與上位機(jī)之間通信，以及與編程器通信時(shí)燈亮 I/O I/O模塊發(fā)生異常時(shí)燈亮 ERROR CPU 出錯(cuò)時(shí)燈亮 不同的可編程控制器 CPU 模塊的指示燈的數(shù)量不同，指示功能也不同，以上只是對(duì)一些常用的指示燈做簡(jiǎn)單的介紹。 ⑵ STOP 方式 將 CPU 面板上的鑰匙開關(guān)轉(zhuǎn)到 STOP 位置，則強(qiáng)制性地進(jìn)入 STOP 方式，全部河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 32 OFF。如果程序上有錯(cuò)誤，則不實(shí)行 RUN。三菱 FX2N CPU 的方式切換開關(guān)屬于這一種。 三菱 FX2N 包括多種型號(hào)的 CPU，它們的主要性能指標(biāo)除了在外形尺寸和本機(jī)自帶 I/O 點(diǎn)數(shù)有些不同外，其它性能基本相同，如表 51 所示?？删幊炭刂破鞑捎脪呙韫ぷ鞣绞?，通常不具有中斷處理功能。除了 CPU 與內(nèi)存、輸入 /輸出、外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的接口外， CPU 與其他智能設(shè)備的通信接口和通信聯(lián)網(wǎng)功能也日益受到用戶的重視。除能提供符合 IEC 611313標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言的指令外，一些可編程控制器制造商還提供一些重要的功能塊，如 PID 功能塊、模糊控制功能塊等。 ⑵ 指令種類和功能：指令種類的多少和指令功能的強(qiáng)弱反映可編程控制器的性能。工作速度越快，執(zhí)行用戶程序的時(shí)間越短，系統(tǒng)掃描周期也越短。 3)性能評(píng)估 對(duì) CPU 模塊的性能可從下列方面進(jìn)行評(píng)估。它采用雙極型工藝，處理速度極快，一般比 MOS 型微處理器要快一個(gè)數(shù)量級(jí)，位片寬度有 2 位、 4位、 8位等，但可通過位片的“級(jí)聯(lián)”組成任意位字長(zhǎng)的處理器，它采用微程序設(shè)計(jì)，指令系統(tǒng)可被重新定義，靈活性強(qiáng)，采用流水線作業(yè)，執(zhí)行速度快。有些單片機(jī)還包含一些特殊功能單元，如模 /數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù) /模轉(zhuǎn)換、串行通信接口等，擴(kuò)展了應(yīng)用 范圍。它河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 30 的邏輯處理功能強(qiáng)，有數(shù)字運(yùn)算和使用方便的通信接口，便于通信處理，具有高集成度、高可靠性、高功能、高運(yùn)算速度和低成本等特點(diǎn)。 ⑵ 單片機(jī)?？删幊炭刂破鞔蠖嗖捎?8～ 16 位的通用微處理器，如 Z80A、 808 M680 808M68000 等。 2）類型 可編程控制器的常用微處理器有三種類型： ⑴ 通用微處理器。 ⑹ 根據(jù)運(yùn)算處理的結(jié)果，更新輸出寄存器和有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)，經(jīng)輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、報(bào)表打印、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和通信等。 ⑷ 系統(tǒng)運(yùn)行后，按掃描方式逐條讀取用戶程序指令。 ⑵ 接收從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在用戶程序存儲(chǔ)區(qū)。微處理器通過它實(shí)現(xiàn)與各個(gè)單元之間的可靠信息交換和最佳的時(shí)序配合。 微處理器是可編程控制器的運(yùn)算控制中心，用于實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、數(shù)字運(yùn)算，協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作，完成系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序所賦予的各種任務(wù)。 CPU模塊還可以進(jìn)行自我診斷，即當(dāng)電源、存儲(chǔ)器、輸入 /輸出端子、通信等出故障時(shí)，它可以給出相應(yīng)的指示或做出相應(yīng)的動(dòng)作。 CPU 模塊控制著整個(gè) PLC 控制系統(tǒng)的有序運(yùn)行。可編程控制器的中央處理單元與一般計(jì)算機(jī)中的中央處理器的概念有所不同，它不僅包括 CPU 芯片，還包括外圍芯片、總線接口和有關(guān)控制 電路。由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用的是三菱系統(tǒng)，因此，只介紹三菱 FX2N的相關(guān)知識(shí)。 河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 27 開始設(shè)計(jì) 控制要求分析 確定 I/O 設(shè)備 選擇合適的 PLC