【正文】 對于單洗發(fā)功能控制，先用調(diào)整好溫度的水打濕頭發(fā)，再用混合有洗發(fā)液的溫水沖洗頭發(fā)，在溫水注入到設(shè)定值后，關(guān)閉注入溫水和洗發(fā)液的閥門，啟動循環(huán)水裝置，在設(shè)定的時間內(nèi)用混合液體反復(fù)沖洗頭發(fā)，洗發(fā)過程結(jié)束后，打開排水閥，排掉污水，再在打開溫水經(jīng)行沖洗，待頭發(fā)洗干凈后，停止沖洗，打開熱風(fēng)吹干頭發(fā)，然后結(jié)束洗發(fā)過程，清理消毒。對于整個洗澡功能控制，在洗浴人進入浴艙后，由監(jiān)護人員或洗浴者本人蓋好浴缸上蓋板，然后啟動開始洗浴按鈕，系統(tǒng)自動調(diào)整水溫，將混合有固定比例沐浴液的合適的溫水注入浴缸內(nèi)，在溫水注入到合適水位后注水閥門關(guān)閉，停止加水，系統(tǒng)進入定時泡浴階段，泡浴結(jié)束后，系統(tǒng)自動啟動超聲波和循環(huán)水裝置對人體進行洗浴，超聲波換能器安裝于浴缸內(nèi)部多個部位，超聲波能量通過浴池內(nèi)部的水傳播到人體，并在人體表面產(chǎn)生空化現(xiàn)象將人體污垢分離，分離后污垢循環(huán)水帶走。在洗浴效果達到設(shè)定值后，放掉洗澡污水，注入干凈溫水沖洗，沖洗完成后，打開具有一定壓力的熱空氣閥門， 對洗澡人體進行烘干，烘干結(jié)束洗浴過程也全部結(jié)束，清理消毒。此外，要結(jié)合本課題采用的具體洗浴方式，以及可能采用的洗浴流程綜合對本系統(tǒng)各參數(shù)進行選擇，然后在實驗中根據(jù)不同人體條件確定最終數(shù)據(jù)，為洗浴過程智能控制提供決策依據(jù)。 系統(tǒng)方案設(shè)計根據(jù)洗浴控制單元的工作原理以及上述功能的要求，設(shè)計該洗浴單元控制系統(tǒng)方案框圖如圖12所示： 圖12 系統(tǒng)框圖框圖說明： 1. 人機界面輸入是指將觸摸屏模塊與三菱PLC相連接，人為給控制單元輸入各種指令，讓控制單元按照其指令來進行動作執(zhí)行。由控制系統(tǒng)接收輸入的信息，通過軟件部分控制各個控制單元執(zhí)行相應(yīng)的動作。 4. 傳感器輸入系統(tǒng)用來檢測水箱、洗發(fā)池、洗浴池的水位，以及水溫的溫度檢測，并將檢測的信息反饋給控制系統(tǒng)。硬件是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ), 軟件部分則要合理、充分地支持和使用系統(tǒng)的硬件, 從而完成系統(tǒng)所要完成的任務(wù)。本次設(shè)計所涉及到的軟件設(shè)計主要是系統(tǒng)編程和其他應(yīng)用軟件和調(diào)試軟件的使用,其中重中之重是用梯形圖來進行程序編制,編制的程序要求可靠性高、實時性強、簡練易于維護等。通常分為結(jié)構(gòu)設(shè)計和過程設(shè)計兩個階段。在該系統(tǒng)軟件設(shè)計過程中，涉及了許多模塊之間的相互協(xié)作問題。設(shè)計主要實現(xiàn)單洗發(fā)功能、單淋浴功能和洗澡功能三個模塊功能的實現(xiàn)，同時還牽涉到了其它相關(guān)模塊。另一個要解決的問題就是時間控制模塊。下面就對各模塊分別介紹。因此當把所有其他的子程序模塊 整合到觸摸屏上時通過觸摸屏就可以檢驗其是否正常工作了。溫度加熱模塊是用軟件控制浸沒式加熱器的狀態(tài)，溫度采集模塊是用DS18B20來采集溫度，顯示模塊由LCD1602來顯示采集的溫度[3]。 表21 溫度控制及報警I/O表 功能代碼軟元件啟動加熱按鈕SB7X740度溫度傳感器開關(guān)SB10X1045度溫度傳感器開關(guān)SB11X11急停按鈕SB12X12加熱執(zhí)行KM27Y27指示燈（允許洗?。㎏M30Y30報警KM31Y31溫度控制及報警模式的梯形圖如下： 圖21 溫度控制及報警梯形圖程序如下：0 LD X0071 OR Y0272 ANI Y0303 ANI Y0314 ANI X0125 OUT Y0276 LD X0107 OR Y0308 ANI X0129 OUT Y03010 LD X01111 OR Y03112 ANI X01213 OUT Y03114 END 單洗發(fā)功能模塊當觸摸屏面板上的單洗發(fā)時， 圖22 單洗發(fā)流程圖 其I/O表如下表所示： 表22 單洗發(fā)功能模塊I/O表功能代碼軟元件單洗發(fā)啟動按鈕SB0XO水滿感應(yīng)開關(guān)SB1X1V7KM7Y7V8KM10Y10V9KM11Y11V10KM12Y12V11KM13Y13抽水電動機E3KM23Y23 圖22 單洗發(fā)動作控制圖單洗發(fā)梯形圖如下：圖23 單洗發(fā)梯形圖單洗發(fā)程序如下：0 LD X0001 SET M02 SET M13 LD M04 OR T55 OR Y0076 ANI T27 ANI T88 OUT Y0079 LD M110 OUT Y01211 OUT T0 K1014 LD T015 LD Y04016 ANI T117 ORB18 OUT T1 K5021 OUT Y04022 LD T023 OR Y02324 OR T625 ANI T326 ANI T727 OUT Y02328 LD T129 RST M130 LD X00131 LD Y01032 ANI T433 ORB34 OUT Y01035 OUT Y04136 OUT T2 K1039 LD T240 LD Y04241 ANI T342 ORB 43 RST M044 OUT Y04245 OUT T3 K180048 LD T349 LD Y04350 ANI T451 ORB 單淋浴模塊單淋浴是只對人體進行噴淋，從而達到洗浴的目的。當進行這個功能時，只需在觸摸屏上點選單淋浴啟動按鈕，就可以執(zhí)行該功能。 觸摸屏的工作原理如下：　為了操作上的方便，人們用觸摸屏來代替鼠標或鍵盤。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標，再送給CPU，它同時能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行[5]。只做簡單陳述。然后通過按各個按鈕其相應(yīng)的功能能否實現(xiàn)來驗證觸摸屏是否連接到位。由于FX2N系列具備如下特點：最大范圍的包容了標準特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為你的工廠自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力[6]。 　　定位控制達到16軸，脈沖串輸出或為J和K型熱電偶或Pt傳感器開發(fā)了溫度模塊。 　　連接到世界上最流行的開放式網(wǎng)絡(luò)CLink，Profibus Dp和Device Net或者采用傳感器層次的網(wǎng)絡(luò)解決您的通信需要。 24V、400mA直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其它元件。 　　時鐘功能和小時表功能 在所有的FX2NPLC中都有實時時鐘標準。小時表功能對過程跟蹤和機器維護提供了有價值的信息。 　　輸入濾波器調(diào)節(jié)功能 可以用輸入濾波器平整輸入信號（在基本單元中x000到x017）。 　　在線程序編輯 在線改變程序不會損失工作時間或停止生產(chǎn)運轉(zhuǎn)。遠程維護功能 遠處的編程軟件可以通過調(diào)制解調(diào)器通信來監(jiān)測、上載或卸載程序和數(shù)據(jù)，密碼保護 使用一個八位數(shù)字密碼保護您的程序。軟件的設(shè)計和硬件的設(shè)計都是再該圖指導(dǎo)下完成的。 圖31硬件原理圖 硬件模塊設(shè)計 溫度傳感器的選擇 Q64TCTT、Q64TCRT是將來自外部溫度傳感器的輸入值轉(zhuǎn)換為16位帶符號二進制數(shù)據(jù)。Q64TCTTBW、Q64TCRTBW是在Q64TCTT、Q64TCRT上附帶以來自外部電流傳感器的輸入為基礎(chǔ)的加熱器斷線探知功能的模塊。性能規(guī)格 項目 型號 Q64TCTT 控制輸出 晶體管輸出 溫度輸入點數(shù) 4通道/模塊 可以使用的熱點偶/白金測溫電阻 參照“可以使用的溫度傳感器類型和溫度測定范圍、數(shù)據(jù)分辨率” 精度 環(huán)境溫度：25℃177。%） 環(huán)境溫度：0℃～55℃ 輸入范圍幅度（177。℃以內(nèi) 度補償 輸入溫度：100℃～150℃ 177?！嬉詢?nèi) 采樣周期 （與使用通道數(shù)無關(guān)，保持恒定 控制輸出周期 1～100s 輸入電阻 1MΩ 輸入濾波器 0～100s(0:輸入濾波器OFF) 傳感器補償值設(shè)置 ﹣℃～℃ 傳感器輸入斷線時的動作 擴大比例處理 溫度控制方式 PID ON/OFF脈沖或2位置控制 PID常數(shù)范圍 PID常數(shù)設(shè)置 可以利用自動調(diào)諧進行設(shè)置[7]。當你設(shè)定好一個壓力值以后，注水后產(chǎn)生水壓，達到壓力值后就自動通電，達到了開關(guān)的作用。磁鋼的磁場作用于傳感器檢測管內(nèi)的濕（干）簧管，使其觸點吸合或斷開，形成傳感器輸出阻值的變化。2. 液位報警點是預(yù)先設(shè)定的，當液位達到預(yù)定的設(shè)定點時，顯示表內(nèi)繼電器動作，通過繼電器觸點的通斷，給出相應(yīng)上、下限報警信號及輸出控制信號，以實現(xiàn)液位顯示和控制的自動化[8]。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點沒有數(shù)量限制、沒有機械磨損和電蝕等問題。一般情況下，X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼電器，M代表輔助繼電器，SPM代表專用輔助繼電器，T代表定時器，C代表計數(shù)器，S代表狀態(tài)繼電器，D代表數(shù)據(jù)寄存器，MOV代表傳輸?shù)萚9]。內(nèi)部有常開/常閉兩種觸點供編程時隨時使用，且使用次數(shù)不限。各基本單元都是八進制輸入的地址，輸入為X000 ～ X007，X010 ～X017，X020 ～X027 。2. 輸出繼電器（Y）PLC的輸出端子是向外部負載輸出信號的窗口。輸出繼電器的電子常開/常閉觸點使用次數(shù)不限。各基本單元都是八進制輸出，輸出為Y000 ～Y007，Y010～Y017，Y020～Y027 。3. 輔助繼電器（M）PLC內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)各軟元件的觸點驅(qū)動。它的電子常開/常閉觸點使用次數(shù)不受限制。在FX2N中普遍途采用M0～M499，共500點輔助繼電器，其地址號按十進制編號。4. 定時器（T）在PLC內(nèi)的定時器是根據(jù)時鐘脈沖的累積形式，當所計時間達到設(shè)定值時，其輸出觸點動作，時鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。在后一種情況下，一般使用有掉電保護功能的數(shù)據(jù)寄存器。定時器通道范圍如下：100 ms定時器T0～T199， 共200點，設(shè)定值：～ ；10 ms定時器T200～T245，共46點，設(shè)定值：～；1 ms積算定時器 T246～T249，共4點，設(shè)定值：～；100 ms積算定時器T250～T255，共6點，設(shè)定值：～； 5. FX2N系列的基本邏輯指令基本邏輯指令是PLC中最基本的編程語言，掌握了它也就初步掌握了PLC的使用方法，各種型號的PLC的基本邏輯指令都大臺大同小異，現(xiàn)在我們針對FX2N系列，逐條學(xué)習(xí)其指令的功能和使用方法。 (1) 輸入輸出指令（LD/LDI/OUT）下面把LD/LDI/OUT三條指令的功能、梯形圖表示形式、操作元件以列表的形式加以說明：符號 功 能 梯形圖表示 操作元件LD（?。?常開觸點與母線相連 X，Y，M，T，C,SLDI（取反） 常閉觸點與母線相連 X，Y，M，T，C,SOUT（輸出） 線圈驅(qū)動 Y，M，T，C，S,FLD與LDI指令用于與母線相連的接點，此外還可用于分支電路的起點。輸出指令用于并行輸出，能連續(xù)使用多次。OR、ORI是用于一個觸點的并聯(lián)連接指令。ORB指令是一種獨立指令，其后不帶操作元件號，因此，ORB指令不表示觸點，可以看成電路塊之間的一段連接線。將分支電路（并聯(lián)電路塊）與前面的電路串聯(lián)連接時使用ANB指令，各并聯(lián)電路塊的起點，使用LD或LDNOT指令；與ORB指令一樣，ANB指令也不帶操作元件，如需要將多個電路塊串聯(lián)連接，應(yīng)在每個串聯(lián)電路塊之后使用一個ANB指令，用這種方法編程時串聯(lián)電路塊的個數(shù)沒有限制，若集中使用ANB指令，最多使用7次。若不寫END指令，PLC將以用戶存貯器的第一步執(zhí)行到最后一步，因此，使用END指令可縮短掃描周期。在調(diào)試程序時，可以將END指令插在各程序段之后，分段檢查各程序段的動作，確認無誤后，再依次刪去插入的END指令。首先確定各元件的編號，分配I/O地址。我們選用的FX2N型號的PLC，其內(nèi)部元件的地址編號如下表所示，使用時一定要明確，每個元件在同一時刻決不能擔(dān)任幾個角色。 (1) 每個繼電器的線圈和它的觸點均用同一編號，每個元件的觸點使用時沒有數(shù)量限制。 (4) 在一個程序中，同一編號的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，它很容易引起誤操作，應(yīng)盡量避免。 程序中的問題及調(diào)試程序中最主要的問題是雙線圈的輸出問題，而且程序較長，所以一定要仔細檢查程序，以避免這個問題[11]。編程完成之后，可以通過軟件中的程序檢查功能找出問題所在。通過對程序檢查并進行合并，然后再上機驗證，直至最后消除該問題。剛開始的時候我沒有通盤考慮整個程序的功能，往往是改掉一個地方，另一個地方又出了問題，這樣甚至越改問題越多。另一個問題是我剛開始對PLC的循環(huán)掃描的工作原理不甚理解，結(jié)果把一些常閉線圈直接接在左母線上，導(dǎo)致一通電工作就一團亂，程序出現(xiàn)了令人不可理解的東西，后來，發(fā)現(xiàn)這個問題后，把常閉線圈用常開代替，程序仿真時才出現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果。第5章 抗干擾和系統(tǒng)的可靠性設(shè)計 概述隨著工業(yè)的發(fā)展，PLC管飯的應(yīng)用于復(fù)雜惡劣環(huán)境中，如果PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計過程能夠進行可靠性設(shè)計，那么早工業(yè)現(xiàn)場中的使用可靠性會大大提高?？垢蓴_的原則是抑制干擾源、破壞干擾通道和提高受控體的抗干擾能力。它能有效抑制干擾源，阻斷干擾輸出通道。 電源的干擾及改進措施