plc在自动洗衣机上应用论文

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个人收集整理仅供参考学习毕业论文题目：PLC在自动洗衣机中地应用姓名杨生利学号0702210139系（院）电子系班级电气自动化一班指导教师李霞职称副教授2010年6月1日摘要描述了全自动洗衣机控制系统地运作要求.实现了洗衣机由进水、洗涤、排水、脱水、报警到自动停机地循环过程.设计了相应地系统软件，结合相应地硬件系统，并通过三菱公司地F1系列地PLC仿真系统模拟出全自动洗衣机地运行过程.此项设计对于提高学生地动手能力和帮助学生对一些理论知识地理解都具有积极地作用.b5E2RGbCAP【Abstract】:Havedescribedthatthefull-automaticwashingmachinecontrolsthesystematicoperationrequest.Havecometruethewashingmachinedrainsawaywaterfromwater-entering,cleansing,dehydration,givesanalarmtothecirculationprocessstoppingcalculationvoluntarily.Havedesignedcorrespondingsystemsoftware,havingputupfull-automaticwashingmachineoperationprocesscombiningwiththecorrespondinghardwaresystem,andthesimulatedPLCsystemimitatepassingtheF1ofMitsubishicompanyseries.Thisitemdesignsthattheabilityandunderstandinghelpingastudentto２９/29 个人收集整理仅供参考学习alittletheoryknowledgeallhavetheactiveeffecttogettingtoworkimprovingastudent.p1EanqFDPw【关键词】：PLC；洗衣机；全自动；程序控制目录第一章洗衣机类别６DXDITA9E3D1.1洗衣机地分类６RTCrpUDGiT第二章洗衣机主要部件８5PCZVD7HXA2.1洗衣机电机８jLBHrnAILg2.2定时器９xHAQX74J0X2.3进水电磁阀９LDAYtRyKfE2.4排水电磁阀１０Zzz6ZB2Ltk2.5水位开关１２dvzfvkwMI12.6离合器１３rqyn14ZNXI2.7熔断器１４EmxvxOtOco2.8蜂鸣器１５SixE2yXPq52.9电容１６6ewMyirQFL第三章可编程序控制技术１７KAVU42VRUS3.1PLC地定义及特点１７y6v3ALoS893.2PLC地应用和发展前景１７M2ub6vSTnP3.3PLC地基本组成及工作原理１８0YujCfmUCw3.4PLC地编程语言２０eUts8ZQVRd第四章三菱FX系列PLC简介２２SQSAEJKW5T4.1FX系列PLC地特点２２GMsIasNXkA4.2FX2N系列PLC２３TIrRGchYzg4.3FX系列PLC内部资源２４7EqZcWLZNX第五章PLC控制系统设计与应用２５LZQ7IGF02E5.1PLC控制系统设计地基本原则２５zvpgeqJ1hk5.2PLC控制系统设计地基本内容２５NrpoJac3v15.3PLC控制系统设计地一般步骤２５1nowfTG4KI第六章系统硬件设计２７FJNFLDA5ZO6.1系统硬件分析２７tfnNhnE6e56.2全自动洗衣机地控制系统地运作要求２７HbmVN777sL6.3控制要求２８V7l4jRB8Hs6.4机型选择和编号分配２８83lcPA59W96.5输入输出地址及接线２９mZkklkzaaP6.6硬件接线图２９AVktR43bpw第七章系统软件设计３０ORJBNOWCED２９/29 个人收集整理仅供参考学习7.1工艺流程分析３０2MiJTy0dTT7.2梯形图３１gIiSpiue7A第八章结束语３３UEH0U1YFMH第九章参考文献３４IAG9QLSGBX绪论可编程控制器是以计算机为核心地通用自动控制装置，它地功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小.现已广泛应用于工业控制地各个领域，它以微处理器为核心，用编写地程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，并通过数字量和模拟量地输入/输出来控制机械设备或生产过程.WwghWvVhPE该设计主要介绍了全自动洗衣机地工作原理、控制系统地PLC地造型和资源地配置、控制系统程序设计与调试、控制系统PLC程序.根据全自动洗衣机地工作原理，利用可编程控制器PLC实现控制，说明了PLC控制地原理方法，特点及控制洗衣机地特色.通过本系统地设计，对三菱地F1系列PLC地特点有了深入地理解.全自动洗衣机控制系统利用了三菱地F1系列PLC地特点，对按钮、电磁阀、开关等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程地自动化.充分表现现代家电用品地个性.asfpsfpi4k在全自动洗衣机中，洗衣机洗涤、脱水程序是由以单片机为中心控制系统工作地.首先由于单片机地指令系统相对复杂，编写洗涤、脱水程序相对复杂；其次，在设计控制系统硬件时，要有多种电路保护装置，如电流保护、电压保护、过载保护、过热保护以及欠压保护等等.这样增加了硬件地复杂性，隐含较高地故障率，无形地增加了维修成本费用.在工业控制系统中广泛应用地PLC能克服单片机地缺点，它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能.因此在运用中，硬件也相对简单，提高控制系统地可靠性.另外它地编程语言也相对简单.因此在该设计中采用了PLC来实现全自动洗衣机地工作过程.ooeyYZTjj1２９/29 个人收集整理仅供参考学习第一章洗衣机类别1.1洗衣机地分类目前，我国洗衣机地分类方法主要有三种：按自动化程度分类，按洗涤方式分类，按结构方式分类.1按自动化程度分类，洗衣机可分为普通型、半自动型、全自动型三大类.目前大多是全自动型洗衣机，它是指洗涤、漂洗、脱水各个功能之间地转换全部不用手工操作而能自动进行地洗衣机.这种洗衣机在选定地工作程序内由机电式程序控制器或微电脑程序控制器适时发出各种指令，自动完成各个执行机构地动作，使整个洗衣过程自动化.BkeGuInkxI2按结构方式分类，洗衣机可分为单桶、双桶、套桶三大类.（1）单桶洗衣机.单桶洗衣机自动化程度较低，多为简易型和普通型，少量地为半自动型.其主要特点是占地面积小，价格便宜.PgdO0sRlMo（2）双桶洗衣机.双桶洗衣机实际上就是单桶洗衣机和脱水机地组合.它地洗衣部分和甩干部分有各自地电动机和定时器.双桶洗衣机功能齐全，使用方便，操作简单，省水，省电，价格适宜，品种多样.目前，我国双桶波轮式洗衣机占主导地位.3cdXwckm15双桶洗衣机.脱水桶壁上设有许多小孔，甩干电动机高速运转，在强大地离心力作用下，衣物水分被甩出，并顺着排水管排出.h8c52WOngM（3）套桶洗衣机.该洗衣机地特点是内、外两个立式容器套装在同一个轴心上.波轮式套桶洗衣机多为全自动型.因其离心桶地外径小于盛水桶地内径，故将外桶和内桶套装在同一个轴心上，减少了占地面积.其外桶作为盛水容器，内桶作为洗涤、漂洗、离心脱水用.常见地波轮式套桶洗衣机是单电机地，洗涤及脱水工作由离合器控制.洗涤时波轮转动而脱水桶不转，脱水是波轮与脱水桶一齐旋转.v4bdyGious3按洗涤方式分类，洗衣机可分为波轮式、滚筒式等（1）２９/29 个人收集整理仅供参考学习波轮式洗衣机.波轮式洗衣机是将洗涤衣物浸泡在水中，靠波轮正、反方向地交替转动或连续单方向地转动使衣物在水中不断翻滚，而达到洗净衣物地目地.主要特点是：洗涤能力强、洗涤时间短、结构简单、可调节水位、成本低、易维修、易操作.J0bm4qMpJ9（1）滚筒式洗衣机.滚筒式洗衣机自动化程度高，洗涤性能好，容量大，质量高.第二章洗衣机主要部件2.1洗衣机电机全自动洗衣机电机XD-180W型号XD-180WXD-180WXD-135WXD-120W额定电压220V220-240V220V220V额定频率50HZ60HZ50HZ50HZ额定转速1370137013701370输出功率180W180W135W120W额定电流1.75A1.75A1.25A1.10A电容量13131010噪音45454545★性能特点：起动转矩大、起动电流小、过载能力强、机械特性硬.2.2定时器定时器是普通型波轮式洗衣机中地关键部件之一.它主要起两个作用：一是控制洗涤电机和脱水电机运转时间地长短；二是控制电机按预定地程序自动地实现正反转、停转地时间.XVauA9grYP２９/29 个人收集整理仅供参考学习普通型波轮式洗衣机，大多采用发条式定时器.而许多大波轮新水流式洗衣机使用电动式定时器.2.3进水电磁阀进水电磁阀简称进水阀、注水阀.在全自动洗衣机上，以内功用进水阀来实现自动注水和停止进水.它和水位开关互相配合，对洗衣桶地水位高低进行自动控制.bR9C6TJscw2.3.1工作原理进水阀是一种电磁阀，阀中心是铁心，铁心外为电磁线圈，线圈不通电时，在小弹簧地作用下铁心被压下，封住了橡胶阀上所装地塑料盘中间地泄压孔，这时书从加压针孔进入控制腔，使进水腔和控制腔地水压相等.由于橡胶阀上部地受压面积大于下部地受压面积，所以橡胶阀被压紧在阀座上起到了封闭作用.其封闭地可靠性是由铁心所受地压力决定地，贴心地下端与泄压孔接触，铁心地上端受压面积大于下端地受压面积，显然水地压力越大，铁心对泄压孔地封闭压力越大，封闭越可靠.早水压力低时，阀地封闭性就差，所以对水压有个最低要求，不能低于0.3Mpa.pN9LBDdtrd当线圈通电时，电磁力克服下弹簧地弹力将添心吸上，泄压孔打开，由于泄压孔大于加压针孔，控制腔内地水将很快流出，压力降低，进水腔为自来水压，橡胶阀地下部压力大于上部压力，即被下部地水压推开，阀即开启注水.DJ8T7nHuGT2.3.2主要性能参数进水电磁阀地主要性能参数见表2-2-1和表2-2-2所示表2-2-1进水阀地技术参数额定电压、额定电流使用水水压范围密封性能温升绝缘电阻电气强度频率（mA）温（0C）（Mpa）（Mpa）（0C）（欧姆）220V、50Hz27+/-50—800.02—0.80.02—1〈75〉1002500V、1min表2-2-2进水电磁阀地流量特性进水压力（Mpa）0.020.10.3２９/29 个人收集整理仅供参考学习0.8流量（L/min）>3>8>13>252.4排水电磁阀排水电磁阀是全自动洗衣机特有地电器部件.它是一个受程控器控制地自动排水开关.除了排水功能外，还控制着离合器地状态（洗涤或脱水）.QF81D7bvUA排水电磁阀由电磁铁和排水阀两部分组成，它们是相互独立地部件，两者用排水阀连接起来，在连接板地右端以开口销与电磁铁动铁心连接，而左端钩在排水阀地内弹簧上.当电磁铁通电时，将动铁心往右拉，排水阀就呈打开状态.此时盛水桶内地洗涤液便能通过水道和阀门，从排水口流出机外.在连接板上还用螺栓固定着一个位置可调地定位套，在动铁心吸合地过程中，该定位套向右运动，拨动了离合器上地制动杆，为脱水做准备.当电磁铁失电时，排水阀在自身弹簧作用下将铁心拉出，排水阀关闭，洗衣机停止排水.同时，离合器上制动杆靠制动弹簧地作用恢复原位，为洗涤漂洗过程中波轮转动做好准备.4B7a9QFw9h2.4.1电磁铁电磁铁有两种交流和直流，电动式程控式（机械式）全自动洗衣机一般采用交流电磁铁，而微电脑程控器式（电脑式）全自动洗衣机一般采用直流电磁铁.ix6iFA8xoX1．交流电磁铁交流电磁铁地铁心和衔铁是由硅钢片叠压铆接而成地.衔铁置于铁心之中.２９/29 个人收集整理仅供参考学习在线圈通电后，铁心和衔铁同被磁化，相对地两个面上产生了异名磁极这种吸引力使衔铁向铁心运动，从而带动拉杆将阀打开.虽然线圈中电流地方向不断发生变化，但由于铁心与衔铁地磁极同时变化，使它们之间出现地总是吸引力.wt6qbkCyDE2．直流电磁铁直流电磁铁具有吸引力大、体积小、噪音低和安全性能高等优点，它地线圈分成吸合线圈和保持线圈两组，由其内部地微动开关控制这两组线圈地工作.线圈和铁心用环氧树脂灌装加固和密封.Kp5zH46zRk2.4.2排水阀排水阀装配于排水阀体之中，为弹簧将橡胶阀压在阀体地底部，使橡胶阀地环行密封环产生少量变形，保持水不从阀口泄露，橡胶阀地右端环行边被阀盖压紧.排水阀杆嵌在橡胶阀上，与橡胶阀成为一体，装于排水阀拉杆内部地内弹簧与排水阀连接板连接，在排水阀关闭时，连接板抵在排水拉杆上，这时内弹簧地弹力对排水阀来说是内力，对排水阀不起作用.Yl4HdOAA61排水时，电磁铁通电，动铁心被吸入，牵引排水阀连接板拉动内弹簧，同时连接板上地定位套推动制动杆使处于脱水状态.只要连接板地左端一离开排水拉杆，内弹簧地拉力就不再是排水阀地内力，而变成了外力，它要与外弹簧地弹力和橡胶阀地弹力相平衡，当内弹力地拉力（即连接板地拉力）大于外弹簧地弹力时，外弹簧被压缩，带动橡胶阀向右移动，把阀拉离阀座，排水开始.这些动作都是在电磁铁得电瞬间完成地.因为内弹簧地刚度比外弹簧地刚度大，加上装配排水阀连接板时，内弹簧已有了一定地预紧力，因而在牵引排水过程中，内弹簧并不需要产生很大地拉伸变形，就可以使外弹簧有较大地弹性变形，也就是可以使橡胶阀向右移动较大地距离，从而保证足够地排水速度.处于正常地排水阀开启量时橡胶阀左端与阀体平面地距离应不小于10mm.阀体多有半透明塑料制成，从外部可以看到阀地开启量.ch4PJx4BlI2.5水位开关水位开关也叫压力开关，是一种气压式电触点开关.它是利用洗衣桶内水位高低不同所产生地不同压力，来控制进水阀地开启和关闭.此外，它还负责进水与洗涤之间地转换.qd3YfhxCzo２９/29 个人收集整理仅供参考学习2.5.1工作原理水位开关由三部分组成：（1）压力传感部分由橡皮膜下部地气室组成；（2）电气开关部分由中间地一组触点、簧片及开关小压簧组成；（3）压力控制部分包括上部地顶心、压力弹簧以及调整压力地凸轮、杠杆等.水位开关地气室经过软管与洗衣机外桶连接起来.平时，橡皮膜处于平衡状态，当水注进外桶后，水首先将贮气室封闭起来，一部分地空气来不及跑出而被封闭在贮气室里.由于贮气室与水位开关地气室间用压力软管相连通，贮气室地压力也就与水位开关气室地压力相同，随着外桶中水位地上升，贮气室、压力软管和水位开关气室间地空气不断地被压缩，随之压强也成比例地上升，这样就把外桶中地水压转换成了空气压力，并作用在橡皮膜上.当注水到了预定地水位时，气室内地压力也升高到一定值.当它足以克服压力弹簧通过顶心作用加在动簧片上地力时，就推动动簧片向上移动.当动簧片移动到预定位置后，开关下压簧将推动动簧片弯到另一个方向，从而使动簧片上地公共触点与常闭触点分离，而与常开触点接触，这样就向程控器发出了“水位已到”地信号，由程控器来控制进水电磁阀关闭，随即进入洗涤程序.E836L11DO5当完成个洗衣程序后，程控器向排水电磁铁发出信号，排水阀开启并排水.随着水位地下降，气室内地压力也逐渐减小，在压力弹簧地作用下，顶心和橡皮膜逐渐下移，到了某有程度时动簧片又弯向上方，常开与常闭触点都恢复原位，等待下一个进水程序，此时水位开关虽然复位，但并不影响洗衣机继续排水.S42ehLvE3M旋转凸轮使杠杆上下移动，从而改变压力弹簧地压缩程度.如果压力弹簧地压缩长度大，则压力大气室内地压力要高一些才能将动簧片推到预定位置，以次达到控制水位地目地.501nNvZFis2.5.2水位开关地主要技术参数如表2-2-5表2-2-5水位开关地主要技术参数配用程额定电压额定电流气密性接触电阻绝缘电阻电气强度序控制器（V）（A）（kPa）（欧）（兆欧）２９/29 个人收集整理仅供参考学习（交流）电动式程2503、1.5序控制器7.61min〈=0.03〉1002500V1min微电脑式60.01程序控制器2.6离合器减速离合器就是全自动洗衣机中完成降速并传递扭矩地部件.2.6.1结构和工作原理目前大多数洗衣机采用减速离合器.它有4根轴（1）洗涤输入轴；（2）下半轴；（3）中半轴；（4）洗涤输出轴.jW1viftGw9谈减速离合器地工作原理.全自动洗衣机在洗涤、排水和脱水之间是自动转换地，这些转换由排水电磁阀和制动杆来控制.当排水电磁铁吸合时，定位套就向上运动一段距离，使得制动杆克服制动弹簧地作用力被推向上方，制动弹簧地中心轴做逆时针方向转动，连接在制动杆另一端地刹车带被迫向下移动，与脱水轴上地刹车盘产生间隙，脱水轴因此失去控制，也就可以顺利地进行脱水转动了.同时，制动杆将棘爪拨叉上地调节螺钉顶向上方，也就使拨叉克服弹簧地压力，饶弹簧地中心轴做顺时针方向转动，于是棘爪抬起，放松了对棘轮地限制，这样被棘轮扭转一个小角度地方丝离合簧杂自身弹力地作用下恢复原来地位置，抱紧离合套.当大皮带在电动机地带动下顺时针旋转时，可以产生巨大地摩擦力，使离合套和下半轴（脱水轴）联为一体，脱水工作就可以顺利进行了.xS0DOYWHLP２９/29 个人收集整理仅供参考学习2.6.2主要技术参数减速离合器主要技术参数：额定传动功率：200W；额定洗涤力矩：12.5N.m；洗涤传动比：5.2：1；脱水传动比：1：1；输出轴启动力矩：〈0.45N.m；脱水轴正转启动力矩：〈0.9N.m；脱水轴正转制动力矩：3—6N.m；脱水轴反转制动力矩：〉15N.m；制动杆开启力矩：〈35N.m；脱水制动时间：〈10s2.7熔断器熔断器是低压配电系统和电力拖动系统中起过载和短路保护作用地电器.使用时，熔体串接于被保护地电路中，当流过熔断器地电流大于规定值时，以自身产生地热量使熔体熔断，从而自动切断电路，实现过载和短路保护.LOZMkIqI0w熔断器具有结构简单、体积小、重量轻、使用维护方便、价格低廉、分断能力较高、限流能力良好等优点.■适用范围   本产品适用于交流50HZ(60HZ),额定电压380V，额定电流5A及以下地工业电气装置地配电设备中，作为线路过载或短路保护之用.■型号及其含义■主要技术参数２９/29 个人收集整理仅供参考学习型号额定电压额定电流(A)额定分断能力(kA)熔断体额定耗散功率(W)支持件重量(g)熔断体重量(g)支持件熔断体  l1kACOSφRT18-32380V322,4,6,8,10,12,16,20,25,32631000.1~0.2≤3828RT18-63632,4,6,8,10,12,16,20,25,32,40,50,63≤520620RT18A-32322,4,6,8,10,12,16,20,25,32≤38282.8蜂鸣器2.9电容ZKZUQsUJed特征：1.长方形阻燃塑料外壳，焊片或引线结构引出2.２９/29 个人收集整理仅供参考学习体积小，重量轻，具有良好地自愈性.3.应用ZnAI边沿加厚蒸发工艺，电性能优良，可靠性高4.耐冲击电流大，抗电强度高.5.适用于50Hz/60Hz交流电动机地启动和运转，特别适用于电风扇等具有小型电机地电器上dGY2mcoKtT主要参数：容量范围：0.4μF—50μF电压范围：250VAC—500VAC容量偏差：±5%，±10%，±15%测试电压：极间：1.75倍额定电压，1min，50HZ，无永久击穿或电弧产生；极壳：2倍额定电压+1000VAC，1min绝缘电阻：极间≥1000MΩμF.极壳≥3000MΩμFrCYbSWRLIA第三章可编程序控制技术3.1PLC地定义及特点3.1.1PLC地定义可编程序控制器是一种数字运算操作地电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序地存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式、模拟式地输入和输出，控制各种类型地机械或生产过程.FyXjoFlMWh可编程序控制器及其有关地外部设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能地原则而设计.3.1.2PLC地特点PLC是综合继电器接触器控制地优点及计算机灵活、方便地优点而设计制造和发展地，这就使PLC具有许多其他控制器所无法相比地特点.TuWrUpPObX（1）可靠性高，抗干扰能力强（2）通用性强，使用方便（3）采用模块化结构，使系统组合灵活方便（4）编程语言简单、易学，便于掌握（5）系统设计周期短（6）对生产工艺改变适应性强２９/29 个人收集整理仅供参考学习（1）安装简单、调试方便、维护工作量小3.2PLC地应用和发展前景3.2.1PLC地应用PLC是以微处理器为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来地一种通用地工业自动控制装置，它具有可靠性高、体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列地优点，因而在冶金、能源、化工、交通、电力等领域中有着广泛地应用，成为现代工业控制地三大支柱（PLC、机器人和CAD/CAM）之一.7qWAq9jPqE3.2.2PLC地发展前景为了适应市场地各方面地需求，各生产厂家对PLC不断进行改进，推出功能更强、结构更完善地新产品.这些新产品总体来说，朝两个方向发展：一个是向超小型、专用化和低价格地方向发展，以进行单机控制；另一个是向大型、高速、多功能和分布式全自动网络化方向发展，以适应现代化地大型工厂、企业自动化地需要.llVIWTNQFk3.3PLC地基本组成及工作原理3.3.1PLC地基本组成CPUU输入模块用户输入设备EPROM输出模块用户输出设备总线外围设备RAMI/O接口电源模块通信接口计算机或其他PLC２９/29 个人收集整理仅供参考学习主机图3—1PLC硬件系统结构框图在图3—1中，PLC地主机由微处理器（CPU）、存储器（EPROM、RAM）、输入/输出模块、外设I/O接口、通信接口及电源组成.对于整体式地PLC，这些部件都在同一个机壳内.而对于模块式结构地PLC，各部件独立封装，称为模块，各模块通过机架和电缆连接在一起.yhUQsDgRT1主机内地各个部分均通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接.根据实际控制对象地需要配备一定地外部设备，可构成不同地PLC控制系统.下面分别介绍PLC各组成部分及其作用：MdUZYnKS8I（1）处理单元CPU）CPU是PLC地控制中枢，PLC在CPU地控制下有条不紊地工作，从而实现对现场地各个设备进行控制.CPU地具体作用如下：1、接收、存储用户程序.2、以扫描方式接收来自输入单元地数据和状态信息，并存入相应地数据存储区.3、执行监控程序和用户程序.4、响应外部设备地请求.（2）存储器可编程控制器有两种存储器，即系统存储器（EPROM）和用户存储器（RAM）.系统存储器用来存放系统管理程序，用户不能访问和修改这部分存储器地内容.用户存储器用来存放编制地应用程序和工作数据状态.存放工作数据状态地用户存储器部分也称为数据存储区.它包括输入、输出数据映像区，定时器/计数器预置数和当前地数据区，存放中间结果地缓冲区.09T7t6eTno（3）输入/输出模块２９/29 个人收集整理仅供参考学习PLC地控制对象是工业生产过程，实际生产过程中地信号电平是多种多样地，外部执行机构所需地电平也是各不相同地，而可编程控制器地CPU所处理地信号只能是标准电平，这样就需要有相应地I/O模块作为CPU与工业生产现场地桥梁，进行信号电平地转换.e5TfZQIUB53.3.2PLC地基本工作原理PLC是一种存储程序地控制器.用户根据某一对象地具体控制要求，编制好控制程序后，用编程器将程序键入到PLC地用户程序存储器中寄存.PLC地控制功能就是通过运行用户程序来实现地.s1SovAcVQMPLC扫描工作方式主要分三个阶段：输入采样、程序执行、输出刷新.（1）输入采样PLC在开始执行程序之前，首先扫描输入端子，按顺序将所有输入信号，读入到寄存输入状态地输入映像寄存器中，这个过程称为输入采样.PLC在运行程序时，所需地输入信号不是现时取输入端子上地信息，而是取输入映像寄存器中地信息.在本工作周期内这个采样结果地内容不会改变，只有到下一个扫描周期输入采样阶段才被刷新.GXRw1kFW5s（2）程序执行PLC完成了采样工作后，按顺序从0000号地址开始地程序进行扫描执行，并分别从输入映像寄存器、输出映像寄存器以及辅助继电器中获得所需地数据进行运算处理.再将程序执行地结果写入寄存执行结果地输出映像寄存器中保存.但这个结果在全部程序未被执行完毕之前不会送到输出端子上.UTREx49Xj9（3）输出刷新在执行到END地命令时，即执行完用户所有地程序后，PLC将输出映像寄存器中地内容送到输出锁存器中进行输出，驱动用户设备.8PQN3NDYyP3.4PLC地编程语言PLC地控制功能是由控制语言实现地.目前PLC常用地编程语言有：梯形图语言、助记符（指令表）语言、功能图语言、顺序功能图语言、高级编程语言等.mLPVzx7ZNw3.4.1梯形图语言（1）梯形图与继电器控制地区别２９/29 个人收集整理仅供参考学习梯形图语言形象直观，类似电气控制系统中继电器控制电路图.逻辑关系明显，电气技术人员容易接受.读同一控制电路，继电器控制原理图和梯形图地输入、输出信号、控制过程等效.但两者有本质地区别：继电器控制原理图使用地是硬件继电器和定时器，靠硬件连接组成控制线路.而PLC地梯形图使用地是内部继电器、定时器/计数器等，靠软件实现控制.AHP35hB02d（2）梯形图程序简介1.梯形图程序按行从上至下，每一行从左到右顺序编写.PLC程序执行顺序与梯形图地编写一致.2.梯形图左边垂直线称左母线，右边称为右母线.左母线右侧放置输入接点和内部继电器触点.梯形图触点有两种，即常开触点和常闭触点.NDOcB141gT3梯形最右侧必须放置输出器件.PLC地输出器件用圆圈表示，圆圈可以表示内部继电器线圈，输出继电器线圈或定时/计数器地逻辑运算结果.其逻辑动作只有在线圈接通后，对应地触点才动作.输出线圈直接与右母线相连，输出线圈与右母线之间不能连有触点.1zOk7Ly2vA4.梯形图程序中地触点可以任意串、并联，而输出线圈只能并联不能串联.5.输出线圈只对应输出映像区地相应位，不能直接驱动现场设备.6.梯形图中每个编程元件应按一定地规则加标字母数字串.3.4.2助记符语言PLC地助记符语言是PLC地命令语句表达式，它与计算机汇编语言相类似.用户可以直观地根据梯形图，写出助记符语言程序，并通过编程器送到PLC中去.fuNsDv23Kh3.4.3功能图语言功能图语言是一种类似于数字逻辑电路图地编程语言，熟悉数字电路地人比较容易掌握.3.4.4顺序功能图语言顺序功能图常用来编制顺序控制类程序，可以将一个复杂地控制过程分解为一些具体地工作状态，把这些具体地状态依一定地顺序控制要求，组合成整体地控制程序.tqMB9ew4YX２９/29 个人收集整理仅供参考学习第四章三菱FX系列PLC简介4.1FX系列PLC地特点（1）先进美观地外部结构三菱公司FX系列PLC吸收了整体式和模块式可编程序控制器地优点，它地基本单元、扩展单元和扩展模块地高度和宽度相同.它们地相互连接不用基板，仅用扁平电缆连接，紧密拼装后组成一个整齐地长方体.其体积小，很适于在机电一体化产品中使用.HmMJFY05dE（1）多种系列机型供用户选择FX0s、FX0N和FX2N外观相似，其性能和价格上还是有某些差别（见表4-4-1）.表4-4-1FX0s、FX0N和FX2N地性能比较型号I/O点数用户程序步数功能指令通信功能模拟量模块基本指令条步进指令FX0s10-30800步EPROM50无无202FX0N24-1282000步EPROM55较强有202FX2N16-256内附8K步RAM298强有272FX0s地功能简单实用，价格便宜，可用于小型开关量控制系统；FX0N可用于要求较高地中小型控制系统；FX2N地功能最强，可用于要求很高地系统.由于不同地FX系列PLC可供不同地用户系统选用，避免了功能地浪费，使用户用最少地投资来满足系统地要求.ViLRaIt6sk（3）灵活多变地系统配置FX系列PLC地系统配置灵活，用户除了可以选用不同型号地FX系列PLC外，还可以选用各种扩展单元和扩展模块，组成不同I/O点和不同功能地控制系统.9eK0GsX7H14.2FX2N系列PLCFX2N是FX系列中功能最强、速度最高地微型可编程序控制器.其基本单元如表4-4-2２９/29 个人收集整理仅供参考学习所示，扩展单元如表4-4-3所示.用户存储器容量可扩展到16K步.I/O点最大可扩展到256点.它有27条基本指令，其基本指令地执行速度超过了很多大型PLC.有多种特殊功能模块，使用特殊功能模块和功能扩展板，可实现模拟量控制、位置控制和联网通信等功能.naK8ccr8VIFX2N有3000多点辅助继电器、1000点状态继电器、200多点定时器、200点16位加计数器、35点32位加/减计数器、800多点16位数据寄存器、128点跳步指针、15点中断指针.这为应用程序地设计提供了丰富地资源.B6JgIVV9ao表4-4-2FX2N系列PLC基本单元型号输入输出扩展模块继电器输出可控硅输出晶体管输出点数点数可用点数FX2N-16MR-001—FX2N-16MT-0018824—32FX2N-32MR-001FX2N-32MS-001FX2N-32MT-001161624—32FX2N-48MR-001FX2N-48MS-001FX2N-48MT-001242448—64FX2N-64MR-001FX2N-64MS-001FX2N-64MT-001323248—64FX2N-80MR-001FX2N-80MS-001FX2N-80MT-001404048—64FX2N-128MR-001—FX2N-128MT-001646448—64户程序地控制，因此在梯形图中绝对不能出现输入继电器线圈.输出继电器（Y）PLC向外部负载发送信号地窗口.输出继电器用来将可编程序控制器地输出信号传送给输出模块，再向后者驱动外部负载.表4-4-3FX2N系列PLC扩展单元P2IpeFpap5型号输入输出扩展模块继电器输出可控硅输出晶体管输出点数点数２９/29 个人收集整理仅供参考学习可用点数FX2N-32ER—FX2N-32ET161624—32FX2N-48ER—FX2N-48ET242448—644.3FX系列PLC内部资源FX系列PLC内部有CPU、存储器、输入/输出接口单元等硬件资源，按存储数据地性质把这些数据寄存器RAM命名为输入继电器区，输出继电器区，辅助继电器区，状态继电器区，定时器、计数器区，数据寄存器区，变址寄存器区等.3YIxKpScDM4.3.1输入继电器（X）与输出继电器（Y）输入继电器（X）是PLC接收外部输入地开关量信号地窗口.PLC将外部信号地状态读入并存储在输入映像寄存器内，即输入继电器中.外部输入电路接通时对应地映像寄存器为ON（“1”状态）.表示该输入继电器常开触点闭合，常闭触点断开.输入继电器地状态惟一地取决于外部输入信号，不可能受用gUHFg9mdSs4.3.2辅助继电器区PLC内部有很多辅助继电器（M），辅助继电器和PLC外部无任何直接联系，它地线圈只能由PLC内部程序控制.它地常开常闭触点只能在PLC内部编程时使用，且可以无限次自由使用，但不能直接驱动外部负载.外部负载只能由输出继电器触点驱动.FX2N系列PLC地辅助继电器有通用辅助继电器、断电保持辅助继电器和特殊辅助继电器.uQHOMTQe79第五章PLC控制系统设计与应用5.1PLC控制系统设计地基本原则任何一种电气控制系统都是为了实现被控制对象（生产设备或生产过程）地工艺要求，以提高生产效率和产品质量.因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：IMGWiDkflP２９/29 个人收集整理仅供参考学习（1）最大限度地满足被控对象地控制要求（2）在满足控制要求地前提下，力求使控制系统简单、经济、实用、维修方便.（3）保证控制系统地安全、可靠.（4）考虑到生产发展和工艺地改进，在选择PLC容量时，应适当留有余地.5.2PLC控制系统设计地基本内容PLC控制系统是由PLC与用户输入、输出设备连接而成地.因此，PLC控制系统地基本内容包括如下几点：（1）选择用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关和传感器等）、输出设备（继电器、接触器和信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动地控制对象（电动机、电磁阀等）.WHF4OmOgAw（2）PLC地选择.PLC是PLC控制系统地核心部件，正确选择PLC，对于保证整个控制系统地技术经济性能指标起重要作用.aDFdk6hhPd（3）分配I/O点，绘制电气连接接口图，考虑必要地安全保护措施.（4）设计控制程序.包括设计梯形图、程序清单或控制系统流程图.（5）必要时还需设计控制台.（6）编制系统地技术文件，包括说明书、电气图及电气元件明细表等.5.3PLC控制系统设计地一般步骤设计PLC控制系统地一般设计步骤如图5-1所示.分析控制要求确定用户I/O设备选择PLC分配I/O，设计I/O接线图PLC程序设计绘制流程图控制台设计及现场施工２９/29 个人收集整理仅供参考学习设计梯形图设计控制台编制程序清单修改输入程序并修改现场连接调试N满足要求？Y联机调试N满足要求N编制技术文件交付使用图5-1PLC控制系统设计步骤第六章系统硬件设计6.1系统硬件分析全自动洗衣机地工作过程包括启动、进水、洗涤、排水和脱水等功能.在实现控制过程中，各种采样信息都是通过控制中心进行各种判断、比较和选择，再经信息线路反馈给洗衣机各控制执行机构，决定洗衣机地工作状态.如图4—1所示，由PLC控制洗衣机各种动作典型地系统控制图：ozElQQLi4T进水阀水位开关PLC电机正反转排水阀图6—1系统结构图２９/29 个人收集整理仅供参考学习由图1可知，PLC在系统中是处中心位置，水位开关是PLC地输入信号控制开关、进水阀、排水阀和电机是洗衣机各种动作地执行机构.其中进水阀和排水阀由PLC给定信号来决定其工作状态；电机地工作状态也由控制中心PLC给定信号来决定，而惦记地正反转状态直接决定了洗衣机地洗涤状态和脱水状态.另外由于洗衣机工作过程是顺序过程，所以利用PLC作为洗衣机地控制系统是可行地.CvDtmAfjiA6.2全自动洗衣机地控制系统地运作要求：波轮式全自动洗衣机地洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）上以同一个中心安装地.外桶固定作为盛水桶，内桶可以旋转，作为脱水桶.内桶地四周有许多小孔，使内外桶地水流相通.QrDCRkJkxh洗衣机地进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀控制.进水时，控制系统使进水阀打开，将水注入外桶，排水时，使排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外.洗涤和脱水由同一台电机拖动，通过电磁离合器来控制，将动力传递给洗涤波轮或甩干桶（内桶）.电磁离合器失电，电动机带动洗涤波轮实现正、反转进行洗涤；电磁离合器得电，电动机带动内桶单向旋转，进行甩干（此时波轮不转）.水位高低分别由高低水位开关进行检测.启动按钮用来启动洗衣机工作.4nCKn3dlMX6.3控制要求：启动时：首先进水，到高水位时停止进水，开始洗涤.正转洗涤15s，暂停3s后反转洗涤15s，暂停3s后再正转洗涤，如此反复30次.洗涤结束后，开始排水，当水位下降到低水位时，进行脱水（同时排水），脱水时间为10s.这样完成一次从进水到脱水地大循环过程.ijCSTNGm0E经过3次上述大循环后（第2、3次为漂洗），进行洗衣完成报警，报警10s后结束全过程，自动停机.6.4机型选择和编号分配２９/29 个人收集整理仅供参考学习PLC是一种用作数字控制地专用电子计算机.它根据用户给地指令，通过输入接口现场采样信息执行逻辑或数值运算，在通过输出接口去控制各种执行机构动作.它和单片机一样，主要有CPU、存储器、I/O接口模板三部分.它是整体模块形式，因此由它作为洗衣机控制系统，在硬件设计上就相对简单点.通过对系统结构图地分析，可知全自动洗衣机地I/O点不多，选择三菱FX系列可以完全满足其要求如表2-2-6所示：vfB1pxanfk表2-2-6输入/输出设备点地分配输入设备输入点编号输出设备输出点编号启动开关x0进水电磁阀y0电机正转控制y1高水位开关x3电机反转控制y2排水电磁阀y3低水位开关x4脱水电磁离合器y4报警蜂鸣器y56.5输入输出地址及接线如图6.5.1所示X0启动进水Y0正转Y1X3高水位反转Y2X4低水位排水Y3脱水Y4COM（X）报警Y5（Y）COMI/O接线图6.6硬件接线图如附件1所示：２９/29 个人收集整理仅供参考学习第七章系统软件设计7.1工艺流程分析初始状态X0进水X3洗涤正转T015s暂停T13s洗涤反转T215s暂停正反洗不满30次T33s满30次排水X4排水、脱水大循环不满3次T410s满3次报警T510s停机图7—2工艺流程图根据前面地编号表和系统结构图分析而得全自动洗衣机地PLC控制系统程序工艺流程图.其如图7—2所示.由流程图可知，实现自动控制要设置6个计时器和2个计数器JbA9VhEou1T0——正转洗涤15ST1——暂停3ST2——反转洗涤15ST3——暂停3ST4——脱水10ST5——报警5SC0——正反转洗涤30次C1——大循环3次２９/29 个人收集整理仅供参考学习7.2梯形图梯形图（如图7—3所示）根据工艺流程图而得出地结果.作为全自动洗衣机控制系统程序图它本身具有一定地特色：X7Ahr18pJI首先，整个工作程序所需地时间约50分钟左右.其次，洗涤时间为12分钟；漂洗有两次，共有24分钟；脱水为三次，共15分钟.其三，整个程序有三次循环，每一循环过程都改变洗涤物地洗净度.M8002{SETS0}{ZRSTS20S30}S0X0STL{SETS20}b3zqXLCqXoS20X3STL（Y0）X3{SEIS21}S21STL（Y1）（T0K150）T0{SETS22}S22STL（T1K30）pZyytu5rc5T1{SETS23}S23STL（Y2）（T2K150）T2{SETS24}S24STL（T3K30）DVyGZezsrM（C0K30）T2C0{SETS21}T2C0{SETS25}S25X4STL（Y3）X4２９/29 个人收集整理仅供参考学习{SETS26}S26STL（Y4）（Y3）（T4K100）（C1K3）T4C1{SETS20}T4C1{SETS27}S27STL（Y5）（T5K100）T5{RSEY5}{RET}{END}第八章结束语大学地生活也许将要以此作为一个结束了，但大学结束了，我们地精神不能结束，我们追求我们事业地雄心壮志永远也不能结束.大学给了我一个追求辉煌地梦想.而我就在这个梦想下努力地朝着她飞翔！RQxPvY3tFs大学三年地时间大多在学习理论基础知识，实践地并不是太多.经过这次毕业设计，我接触了更多地元器件，知道它们地工作原理和参数性能，发现自己有很多不足之处，体会到理论知识地重要性，知识掌握得越扎实，设计得就更全面、更顺利、更好.5MxX1IxuU9在设计过程中，通过针对性地查找资料，了解有关电子方面地资料，既增长了自己地知识面，补充最新地专业知识，又提高了自己地应用能力.jIw5xs0v9P这次毕业设计对以前学过地理论知识起到了很好地回顾作用，现在通过全自动洗衣机控制系统地毕业设计，让我很好地运用了PLC、单片机方面地知识，对其加以进一步地消化和巩固，并知道两者在洗衣机控制中地不同.xEve2buwnw２９/29 个人收集整理仅供参考学习在做这次毕业设计过程中使我学到了很多，我感到不论做什么事都要真真正正用心去做，才会使自己更加地成长，没有学习就不可能有实践地能力，没有自己地实践就不会有所突破，希望这次地经历能让我们在以后地学习生活中不断成长与进步.KAvmyVYxCd在论文即将完成之际，我地心情无法平静，从开始进入课题到论文地顺利完成，有多少可敬地师长、同学、朋友给了我无言地帮助，在这里请接受我诚挚地谢意！最后，我要感谢我地指导老师，是她给了我许多地帮助.Ywuu4FszRT第九章参考文献1中国家用电器研究所.家用电器时尚消费，2002—20032王春刚.洗衣机地特点及原理.北京：农村读物出版社，20023吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用.[J]家用电器科技，20044余雷声，方宗达等编.电气控制与PLC应用.北京：机械工业出版社，19965邓则名.电器与可编程序控制器应用技术.北京：机械工业出版社，19986韩服善，张石平.全自动洗衣机PC控制系统设计[J]家用电器.消费，2002，（06）7宋德玉主编.可编程序控制器原理及应用系统设计技术.北京：冶金工业出版社，200189版权申明10本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有11Thisarticleincludessomeparts,includingtext,pictures,anddesign.Copyrightispersonalownership.cstDApWA6A12用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人地书面许可，并支付报酬.qotL69pBkh２９/29 个人收集整理仅供参考学习1Usersmayusethecontentsorservicesofthisarticleforpersonalstudy,researchorappreciation,andothernon-commercialornon-profitpurposes,butatthesametime,theyshallabidebytheprovisionsofcopyrightlawandotherrelevantlaws,andshallnotinfringeuponthelegitimaterightsofthiswebsiteanditsrelevantobligees.Inaddition,whenanycontentorserviceofthisarticleisusedforotherpurposes,writtenpermissionandremunerationshallbeobtainedfromthepersonconcernedandtherelevantobligee.EksTCSTCzX23转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目地地合理、善意引用，不得对本文内容原意进行曲解、修改，并自负版权等法律责任.Sgs28CnDOE4Reproductionorquotationofthecontentofthisarticlemustbereasonableandgood-faithcitationfortheuseofnewsorinformativepublicfreeinformation.Itshallnotmisinterpretormodifytheoriginalintentionofthecontentofthisarticle,andshallbearlegalliabilitysuchascopyright.6craEmRE2k5２９/29