1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　自從全自動洗衣機誕生以來，其內(nèi)部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進。設(shè)計方法也開始多種多樣，從而使全自動洗衣機顯得更加智能化。</p><p>　　可編程控制器(PLC)以微處理器為核心，普遍采用依據(jù)繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣原理圖編制的梯形圖語言進行程序設(shè)計，編程容易，功能擴展方便，修改靈活,而且結(jié)構(gòu)簡單，抗干

2、擾能力強。三菱FX2N系列可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴充設(shè)備，有豐富的特殊擴展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備更是符合全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求與特點。</p><p>　　本設(shè)計選擇三菱FX2N-24MR為核心部件，著重進行硬件接口設(shè)計，利用梯形圖和指令表進行編程，實現(xiàn)了全自動洗衣機控制系統(tǒng)的自動化。在整個設(shè)計程序的脫水、報警以及程序結(jié)束的處理操作過程中，使用上升沿動作開關(guān)使相應動作更快捷。總

3、之，整體梯形圖的設(shè)計簡練，有很強的可讀性及操作性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；電氣控制；自動化</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言 </b></p><p>　　第1章 可編程程序控制器（PLC） </p><p>　

4、　1.1 PLC概述 </p><p>　　1.2 PLC的發(fā)展 </p><p>　　1.3 PLC的應用 </p><p>　　第2章 全自動洗衣機的基本工作原理 </p><p>　　2.1 基本工作原理 </p><p>　　第3章 全自動洗衣機的硬件設(shè)計 </p><p>　　

5、3.1 全自動洗衣機的主電路圖</p><p>　　3.2 I/O分布表 </p><p>　　3.3 I/O接線圖 </p><p>　　3.3 全自動洗衣機的PLC控制系統(tǒng)的要求 </p><p>　　第4章 全自動洗衣機的軟件設(shè)計 </p><p>　　4.1 軟件設(shè)計框圖 </p>&l

6、t;p>　　4.2 設(shè)計流程圖 </p><p>　　4.3 設(shè)計分析 </p><p><b>　　4.4 梯形圖 </b></p><p><b>　　4.5 指令表</b></p><p>　　4.6 程序分析

7、 </p><p><b>　　第5章 結(jié)論</b></p><p>　　5.1 程序調(diào)試</p><p>　　5.2 設(shè)計感想</p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p><b>　　前 言</b></

8、p><p>　　全自動洗衣機就是將洗衣的全過程(泡浸-洗滌-漂洗-脫水)預先設(shè)定好程序,洗衣時選擇其中一個程序,打開水位選擇開關(guān)和啟動洗衣機開關(guān)后洗衣的全過程就會自動完成,洗衣完成時由報警器發(fā)出。</p><p>　　目前市場上出售的全自動洗衣機大體分為三類。</p><p>　　第一類：前置式側(cè)開門滾筒式洗衣機。</p><p>　　第二類：波

9、輪上開門洗衣機。市場上有多種品牌，如“小天鵝”、“海棠”、“榮事達”等，這種洗衣機的特點是洗滌時間短，用水量小，洗凈度高，是滾筒式的很多倍。</p><p>　　第三類：“攪拌式”洗衣機，由于美洲風沙比較大，人們主要穿著牛仔服裝之類粗厚面料的服裝，所以他們適用攪拌式洗衣機，這種洗衣機洗凈度非常高，是波輪式洗衣機的十幾倍，但由于洗凈度和磨損率成正比，所以很損傷衣物，這種洗衣機市場上很少見。</p>&

10、lt;p>　　PLC控制全自動洗衣機的編程語言容易掌握，是電控人員熟悉的梯形語言，實用術(shù)語依然是“繼電器”一類術(shù)語，大部分與繼電器觸頭的鏈接相對應，使電控人員一目了然。PLC控制使用簡單，他的I/O已經(jīng)做好，輸入輸出信號可直接鏈接，非常方便，而輸出口具有一定的驅(qū)動能力，起輸出出頭容易達220V/2A。PLC是專門應用手工業(yè)現(xiàn)場自動控制裝置，在系統(tǒng)硬件上采用抗干擾措施。當工作程序需要改變時，只需改變PLC的內(nèi)部，重新編程而無需對外圍

11、進行重新改動。從這些方面突出了使用PLC控制全自動洗衣機的優(yōu)越性。</p><p>　　第一章 可編程程序控制器（PLC）</p><p>　　1.1 PLC的概述</p><p>　　可編程序控制器（Programmabie Logic Controller,縮寫PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置?？删幊?/p>

12、序控制器是隨著技術(shù)的進步與現(xiàn)代社會生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，為適應多品種.小批量生產(chǎn)的需要，生產(chǎn).發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置。PLC從1969年問世以來，雖然至今還不到40年，但由于其具有通用靈活的控制性能.簡單方便的使用性能，可以適應各種工業(yè)環(huán)境的可靠性，因此在工業(yè)自動化各領(lǐng)域取得了廣泛的應用。有人將它與數(shù)控技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)工業(yè)機械人技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)的四大支柱?？删幊绦蚩刂破髟谖覈陌l(fā)展與應用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它

13、已經(jīng)廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強大支柱。</p><p>　　1.2 PLC的發(fā)展</p><p>　　在可編程控制器出現(xiàn)前，在工業(yè)電氣控制領(lǐng)域中，繼電器控制占主導地位，應用廣泛。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點，特別是其接線復雜、不易更改，對生產(chǎn)工藝變化的適應性差。</p><p

14、>　　早期的可編程控制器僅有邏輯運算、定時、計數(shù)等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller ）。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，20世紀70年代中期微處理器技術(shù)應用到PLC中，使PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理等功能。</p><p>　　20世紀80年代以后，16位和32位微處理器應用

15、于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強，同時可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理和圖象顯示等功能，使PLC真正成為具有邏輯控制、過程控制、運動控制、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信等功能的名符其實的多功能控制器。</p><p>　　PLC的發(fā)展過程大致可以分為如下幾個階段：</p><p>　　1970—1980年：PLC的結(jié)

16、構(gòu)定型階段。在這一階段，由于PLC剛誕生，各種類型的順序控制器不斷出現(xiàn)（如邏輯電路型、1位機型、通用計算機型、單板機型等），但迅速被淘汰。</p><p>　　1980—1990年：PLC的普及階段。在這一階段，PLC的生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，價格不斷下降，PLC被迅速普及。</p><p>　　1990—2000年，PLC的高性能與小型化階段。 PLC的體積大幅度縮小，出現(xiàn)了各類微型化PLC。

17、三菱公司本階段的主要產(chǎn)品有FX小型PLC系列產(chǎn)品，AIS/A2US/Q2A系列中，大型PLC系列產(chǎn)品等。</p><p>　　2000年至今：PLC的高性能與網(wǎng)絡(luò)化階段。 PLC的網(wǎng)絡(luò)與通信功能得到迅速發(fā)展，PLC不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入/輸出設(shè)備，還可以通過各種總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，為工廠自動化奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　1.3 PLC的應用</p><p>

18、　　PLC的初期由于其價格高于繼電器控制裝置，使得其應用受到限制。但最近十多年來，PLC的應用面越來越廣，其主要原因是：一方面由于微處理器芯片幾有關(guān)元件的價格大大下降，使得PLC的成本下降；另一方面PLC的功能大大增強，它也能解決復雜的計算和通信問題。目前PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。PLC的應用范圍通?？煞殖梢韵?種類型：</p><

19、;p><b>　?。?）順序控制 </b></p><p><b>　?。?）運動控制 </b></p><p><b>　?。?）過程控制</b></p><p><b>　　（4）數(shù)據(jù)處理 </b></p><p><b>　?。?）通

20、信網(wǎng)絡(luò) </b></p><p>　　第2章 全自動洗衣機基本工作原理</p><p>　　2.1 基本工作原理</p><p>　　全自動洗衣機的進水和排水分別有進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進水時，通過電控系統(tǒng)把進水閥打開，經(jīng)進水管將水注入機內(nèi)，排水時，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水又排到機外。洗衣機正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)由洗滌電機驅(qū)動波輪正反來實現(xiàn)，此時脫水

21、桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機帶動桶轉(zhuǎn)進行甩干；高中低水位開關(guān)分別用來測高中低水位；啟動按鈕用來啟動洗衣機工作；空水位按鈕用來測空水位；進水、洗滌、排水、脫水及報警自動完成。</p><p>　　第3章 全自動洗衣機的硬件設(shè)計</p><p>　　3.1 全自動洗衣機的主電路圖</p><p>　　圖3-1 主電路圖</p>

22、<p>　　KM0、KM1、KM2、KM3、KM4、KM5分別是輸出繼電器的常開按鈕，主電路中運用一臺電機完成洗衣機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、脫水工作，兩個電磁閥分別在通電的情況下完成向機內(nèi)進水和向機外排水，另外用一個指示燈完成報警工作。PLC是一種用作數(shù)字控制的專用電子計算機，它根據(jù)用戶給的指令，通過輸入接口現(xiàn)場采樣信息執(zhí)行邏輯或數(shù)值運算，再通過輸出接口去控制各種執(zhí)行機構(gòu)動作。它主要由CPU、存儲器、I/O接口模板三部分。它是整體模

23、塊形式，由它作為洗衣機控制系統(tǒng)，在硬件設(shè)計上就相對簡單點。通過對結(jié)構(gòu)圖的分析，可知全自動洗衣機的I/O點不多，選擇抵擋的三菱FX2N系列FX2N---24MR，可以完全滿足其要求，F(xiàn)X2N---24MR有20個I/O，根據(jù)輸入，輸出口的總點數(shù)，考慮留有適當余量，采用三菱FX2N-2MR型PLC，可滿足設(shè)計要求</p><p>　　3.2 I/O分布表</p><p>　　表3-2 I/O

24、分布表</p><p><b>　　I/O接線圖 </b></p><p>　　圖3-3 I/O接線圖</p><p>　　3.4 全自動洗衣機的PLC控制系統(tǒng)的要求</p><p>　　1、按下啟動按扭及水位選擇開關(guān)，開始進水直到高（中、低）水位，關(guān)水；</p><p>　　2、2秒后開始洗滌

25、；</p><p>　　3、洗滌時，正轉(zhuǎn)40秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)40秒暫停，停2秒；</p><p>　　4、如此循環(huán)5次，總共420秒后開始排水，排空后脫水30秒；</p><p>　　5、開始清洗，重復（1）~（4），清洗兩遍；</p><p>　　6、清洗完成，報警3秒并自動停機。</p><p>　　第4章 全

26、自動洗衣機的軟件設(shè)計</p><p><b>　　軟件設(shè)計框圖</b></p><p><b>　　圖4-1 設(shè)計框圖</b></p><p><b>　　設(shè)計流程圖</b></p><p>　　全自動洗衣機的過程包括啟動、進水、洗滌、排水和脫水等功能。在實現(xiàn)控制過程中，各種采

27、樣信息都是通過控制中心進行各種判斷、比較和選擇，再經(jīng)信息線路反饋給洗衣機各控制執(zhí)行機構(gòu)，決定洗衣機的工作狀態(tài)。如圖4-2所示，由PLC控制洗衣機各種動作流程圖。</p><p>　　控制流程圖如下所示：</p><p>　　圖4-2 控制流程圖</p><p>　　由上圖可知，PLC在系統(tǒng)中是處中心位置，水位開關(guān)是PLC的輸入信號控制開關(guān)，進水閥、排水閥和電機是洗

28、衣機各種動作的執(zhí)行機構(gòu)。其中進水閥和排水閥由PLC給定信號來決定其工作狀態(tài);電機的工作狀態(tài)也由控制中心PLC給</p><p>　　定信號來決定的，而電機的正反轉(zhuǎn)狀態(tài)直接決定了洗衣機的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。另外由于洗衣機工作過程是順序過程，所以利用PLC機的控制系統(tǒng)是可行的。</p><p><b>　　設(shè)計分析</b></p><p>　　根據(jù)

29、前面的編號表盒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖以及全自動洗衣機的PLC控制系統(tǒng)程序工藝流程圖可知，實現(xiàn)自動控制藥設(shè)置7個計時器和2個計數(shù)器</p><p>　　T0——暫停2s T1——正轉(zhuǎn)40s</p><p>　　T2——暫停2s T3——反轉(zhuǎn)40s</p><p>　　T4——暫停2s

30、 T5——脫水30s</p><p>　　T6——報警3s </p><p>　　C0——正反轉(zhuǎn)洗滌5次 </p><p>　　C1——大循環(huán)2次 </p><p><b>　　

31、4.4 梯形圖</b></p><p><b>　　指令表</b></p><p><b>　　4.6 程序分析 </b></p><p>　　設(shè)計中使用了X0作為啟動按鈕，X14,X15,X16分別作為水位選擇按鈕，同時X1,X2,X3分別作為水位傳感器，以及空水位傳感器X4。按下啟動按鈕之后，洗衣機自動運

32、行，在程序設(shè)計的小循環(huán)部分使用了C0作為計數(shù)器來完成5次循環(huán)，用C1計數(shù)器來完成2次大循環(huán)。為了避免干擾和增加系統(tǒng)敏感性，所以選擇了T5,T6計數(shù)器的上升沿來觸發(fā)相應的動作，在整個程序的脫水、報警以及程序結(jié)束的處理操作過程中，使用上升沿動作開關(guān)使相應動作更快捷。</p><p><b>　　第5章 結(jié)論</b></p><p><b>　　5.1 程序調(diào)試

33、</b></p><p>　　基于PLC的全自動洗衣機控制系統(tǒng)， 結(jié)合程序流程圖運用梯形圖和指令表對相應的功能進行實現(xiàn)。然而在程序調(diào)試過程中遇到了開關(guān)動作沖突的現(xiàn)象，本來想要一個輸出繼電器動作而結(jié)果卻是兩個或多個同時產(chǎn)生相應。通過引入自鎖及上升沿把互相沖突的輸出繼電器隔離開，再結(jié)合PLC有關(guān)實驗設(shè)備經(jīng)過反復的調(diào)試之后得到了預期的結(jié)果?？傊?，整體梯形圖的設(shè)計簡練，有很強的可讀性及操作性。</p&g

34、t;<p><b>　　設(shè)計感想</b></p><p>　　為期一個星期的PLC課程設(shè)計結(jié)束了，在這一個星期里，我感覺自己收獲很大。首先，在完成自己課程設(shè)計的過程中，我對課本知識又有了更進一步的掌握和認識；其次，在對有關(guān)PLC編程及仿真器件的運用過程中，對相應的操作也有了更深刻的掌握；最后，在把理論與實踐相結(jié)合的過程中，對于具體問題尋求解決方法，這都要求自己</p>

35、;<p>　　能夠具體問題具體分析。特別是在解決一個現(xiàn)實控制問題的時候才能把書上所學的知識真正的運用到現(xiàn)實中，從而鍛煉自己遇到問題、思考問題、解決問題的能力。這次的課程設(shè)計是一次自我知識和能力的檢驗，同時也是為以后積累的一筆財富。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]俞國亮.PLC原理與應用（三菱FX系列）.北京：清華

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