【正文】 洗衣機(jī)示意圖 系統(tǒng)的控制要求PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動。（2） 2秒后開始洗滌。（4） 如此循環(huán)3次，總共180秒后開始排水，排空后（水位下降到低位）開始脫水并繼續(xù)排水。（5） 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。（7） 此外按排水按鈕可實現(xiàn)手動排水；按停車按扭可停止進(jìn)水、排水、脫水及報警。其中軟件部分包括PLC軟件部分設(shè)計，組態(tài)軟件設(shè)計兩部分部分。一般來說，PLC控制系統(tǒng)有以下三種類型。但是，設(shè)計者還要考慮將來是否有聯(lián)網(wǎng)的需要，如果有的話，應(yīng)當(dāng)選用具有通信功能的PLC。由于采用一臺PLC控制，因此，各被控對象之間的數(shù)據(jù)、狀態(tài)不需要另外的通信線路。對于大型的集中系統(tǒng)，通常采取冗余系統(tǒng)克服上述缺點。 PLC集中控制（3） PLC構(gòu)成的分布式控制系統(tǒng)這類系統(tǒng)的被控對象通常比較多，分布在一個較大的區(qū)域內(nèi)，相互之間比較遠(yuǎn)，而且，被控對象之間經(jīng)常的交換數(shù)據(jù)和信息。如圖2．4所示。 系統(tǒng)控制主電路。主電路的三相電源經(jīng)隔離開關(guān)QS、主電路熔斷器FU交流接觸器KMKM2的主觸頭、熱繼電器FR的加熱元件到三相異步電動機(jī)M構(gòu)成主電路。該主電路既實現(xiàn)短路或過載保護(hù)。世界總銷售額不斷上升、生產(chǎn)廠家不斷涌現(xiàn)、品種不斷翻新。世界上PLC產(chǎn)品可按地域分成三大流派：一個流派是美國產(chǎn)品，一個流派是歐洲產(chǎn)品，一個流派是日本產(chǎn)品。而日本的PLC技術(shù)是由美國引進(jìn)的，對美國的PLC產(chǎn)品有一定的繼承性，但日本的主推產(chǎn)品定位在小型PLC上。目前，世界上有200多個廠家生產(chǎn)PLC，較有名的：美國：通用電氣、莫迪康公司；日本：三菱、富士、歐姆龍、松下電工等；德國：西門子公司；法國：施耐德公司；韓國：三星、LG公司等。西門子最初推出S5系列，然后推出S7系列；三菱開始是F系列，F(xiàn)X系列，現(xiàn)在是A系列（AAA2X）。特別是網(wǎng)絡(luò)，因為聯(lián)網(wǎng)是一個大潮流。大：I/O點數(shù)達(dá)14336點、32位為微處理器、多CPU并行工作、大容量存儲器、掃描速度高速化。② PLC在閉環(huán)過程控制中應(yīng)用日益廣泛。④ 新器件和模塊不斷推出。⑤ 編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語言趨向標(biāo)準(zhǔn)化。⑥ 發(fā)展容錯技術(shù)。⑦ 追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化。（2） 存儲器容量的估算存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。（3） 控制功能的選擇該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或上位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。大多數(shù)應(yīng)用場合，只需要邏輯運(yùn)算和計時計數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。② 控制功能控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。例如采用PID控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。 PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負(fù)荷不大于60%。 為減輕CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。 五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。 ⑤ 診斷功能 PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。 ⑥ 處理速度 PLC采用掃描方式工作。 處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。掃描周期（處理器掃描周期）應(yīng)滿足：；。PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。根據(jù)PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)?；締卧獌?nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等?；締卧蛿U(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。模塊式PLC是將PLC各組成部分，分別作成若干個單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊裝在框架或基板的插座上。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但它們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。② 按功能分類。低檔PLC具有邏輯運(yùn)算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。中檔PLC除具有低檔PLC的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。高檔PLC除具有中檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。③ 按I/O點數(shù)分類。小型PLC的I/O點數(shù)在256點以內(nèi)；單CPU、8位或16位處理器、用戶存儲器容量4K字以下。如：S7300 德國西門子公司SR400 中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司SUSU6 德國西門子公司C500 日本立石公司GEⅢ GE公司大型PLC的I/O點數(shù)在 2048點以內(nèi)；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲器容量8～16K。按輸出形式分可分為:R繼電器輸出(有觸點，可帶交直流負(fù)載)；S雙向晶閘管輸出（無觸點，帶交流負(fù)載）；T晶體管輸出（無觸點，帶直流負(fù)載）。選擇PLC時，應(yīng)考慮性能價格比。 輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。當(dāng)點數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲器容量、機(jī)架、母板等也要相應(yīng)增加，因此，點數(shù)的增加對CPU選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。由于三菱FX2N系列的PLC在小型控制系統(tǒng)中比較占有優(yōu)勢和市場，本次設(shè)計也是小型的控制系統(tǒng)，并且我們學(xué)習(xí)的也是三菱FX2N系列的PLC，所以我們采用我們熟悉的三菱FX2N系列的PLC來控制該系統(tǒng)。控制規(guī)模：16~256點（基本單元：16/32/48/64/80/128點）。CPU、電源、輸入輸出三位一體。（2） 高速運(yùn)算。應(yīng)用指令:~數(shù)100μs/指令。內(nèi)置8000步RAM存貯器，安裝存儲盒后，最大可以擴(kuò)展到16000步。輔助繼電器：3072點。