plc課程設計——全自動洗衣機

1、<p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1 系統背景描述</p><p>　　現在，全自動洗衣機已經進入了千家萬戶之中，極大的方便了人們的日常生活，提高了人們的生活質量，使人們從那繁重的體力勞動中解脫出來。 </p><p>　　所謂全自動洗衣機，就是將洗衣的全過

2、程(泡浸-洗滌-漂洗-脫水)預先設定好N個程序,洗衣時選擇其中一個程序,打開水龍頭和啟動洗衣機開關后洗衣的全過程就會自動完成,洗衣完成時由揚聲器發出響聲。 </p><p>　　本文是基于三菱FX2N系列PLC的全自動洗衣機梯形圖系統的設計，設計完善的全自動洗衣機控制系統，以滿足控制要求，實現洗衣自動化的控制。</p><p>　　1.2 系統控制要求 </p>&

3、lt;p>　?。?）按下啟動按鈕及水位選擇開關，注水直到高（中、 低）水位，關水</p><p>　?。?）2s后開始洗滌</p><p>　?。?）洗滌時，正轉30s，停2s，然后反轉30s，停2s</p><p>　?。?）如此循環5次，總共320s后開始排水，排空后脫水30s</p><p>　?。?）開始清洗，重復（2）～（5）

4、，清洗兩遍</p><p>　?。?）清洗完成，報警3s并自動停機</p><p>　?。?）若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計數）</p><p>　　輸入點： 輸出點：</p><p>　　啟動 x1 低水位檢測 x11 啟動洗衣機

5、 y1</p><p>　　停止 x 2 手動排水 x 12 進水閥 y2</p><p>　　高水位 x 3 手動脫水 x 13 正轉 y3</p><p>　　中水位 x 4 反轉 y4</p><p>　　

6、低水位 x 5 排水 y5</p><p>　　排空檢測x 6 脫水 y6</p><p>　　高水位檢測 x7 報警 y7</p><p>　　中水位檢測 x 10</p>&

7、lt;p>　　2. 若要求啟動開關分為標準洗和輕柔洗，試改變有關輸入點，并在程序中加入輕柔洗功能（輕柔洗過程自定）</p><p><b>　　3. I/O編址</b></p><p><b>　　4.編程并調試</b></p><p><b>　　2 系統設計方案</b></p>

8、<p>　　2.1 系統功能描述</p><p>　　全自動洗衣機的由內外桶、進水口、啟動和停止按鈕、控制器、進水按鈕、水位開關、排水口和洗條電機組成。洗衣桶（外桶）和脫水桶（內桶）是以同一中心安放的，外桶固定，作盛水用。內桶可以旋轉，作脫水（甩干）用。內桶的四周有很多小孔，使內、外桶的水流相通。系統結構框圖如下：</p><p>　　全自動洗衣機的進水和排水分別有進水電磁閥和

9、排水電磁閥來執行。進水時，通過電控系統把進水閥打開，經進水管將水注人外桶，排水時，通過電控系統使排水閥打開，將水又外桶排到機外。洗衣機正轉，反轉由洗滌電機驅動波輪正反來實現，此時脫水桶并不旋轉。脫水時，通過電控系統將離合器合上，由洗滌電機帶動內桶正轉進行甩干；高低水位開關分別用來測高低水位；啟動按鈕用來啟動洗衣機工作；停止按鈕用來實現緊急工況下手動停止進水排水脫水及報警；排水按鈕用來實現手動排水。</p><p>

10、;<b>　　3 硬件電路設計</b></p><p><b>　　3.1 PLC選型</b></p><p>　　PLC是一種用作數字控制的專用電子計算機，它根據用戶給的指令，通過輸入接口現場采樣信息執行邏輯或數值運算，再通過輸出接口去控制各種執行機構動作。它主要由CPU、存儲器、I/O接口模板三部分。它是整體模塊形式，由它作為洗衣機控制系統

11、，在硬件設計上就相對簡單點。通過對結構圖的分析，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---32MR，可以完全滿足其要求，FX2N---32MR有32個I/O，根據輸入，輸出口的總點數，考慮留有適當余量，采用三菱FX2N-32MR型PLC，可滿足設計要求。</p><p>　　3.2 I/O點分配</p><p>　　表3-1 I/O地址分配表</p>

12、;<p>　　3.3 I/O接線圖</p><p>　　圖3-3 I/O外部接線圖</p><p>　　說明： </p><p>　　啟動按鈕：SB1 高水位檢測開關：SQ2 脫水電磁閥：YC </p><p>　　停車按鈕：SB2 中水位檢測開關：S

13、Q3 報警揚聲器：SPK</p><p>　　高水位檔：K1 低水位檢測開關：SQ4</p><p>　　中水位檔：K2 啟動洗衣機：Y1 </p><p>　　低水位檔：K3 進水電磁閥：YV1</p><p>　　手動排水：K4 排水電磁閥

14、：YV2</p><p>　　手動脫水：K5 電動機正轉：KM1</p><p>　　排空檢測開關：SQ1 電動機反轉：KM2</p><p><b>　　軟件設計</b></p><p><b>　　4.1 控制方案</b></p><p>

15、;　　在工業控制領域，許多的控制過程都可用順序控制的方式來實現，使用步進指令實現順序控制既方便又便于閱讀修改，所以在全自動洗衣機的梯形圖控制中，采用步進順序指令來實現控制。</p><p>　　利用狀態寄存器S0-S499中的一部分來編寫步進梯形圖進行控制。PLC順序控制編程的主要依據是狀態流程圖，運用STL和RET步進指令進行編程。利用SET置位指令將某狀態的狀態繼電器元件置位后，該狀態的步進點閉合，這時順序控

16、制進入該狀態。</p><p>　　當轉移至下一狀態的條件滿足時，利用SET置位指令又將下一狀態的狀態寄存器置位，這時順序控制進入下一個狀態，而上一個狀態寄存器自動復位。</p><p>　　順序控制的編程步驟如下：</p><p>　　1. 列出PLC輸入輸出點分配表。</p><p>　　根據系統控制要求畫出順序控制的狀態流程圖。<

17、;/p><p>　　根據狀態流程圖編寫出相應的梯形圖。</p><p>　　寫出對應的指令語序表。</p><p><b>　　5. 調試程序。</b></p><p>　　4.2 全自動洗衣機控制程序流程圖</p><p>　　圖4-1 全自動洗衣機控制流程圖</p><p&g

18、t;　　4.3全自動洗衣機步進梯形圖</p><p>　　4.4 中間變量的記錄 </p><p>　　程序中共用到7個計時器，2個計數器。T0為關閉進水時暫停2s計時器，T1為正轉30s計時器，T2為正轉30后暫停2s計時器，T3為反轉30s計時器，T4反轉后暫停2a計時器，T5為脫水30s計時器，T6為報警3a計時器。C0為正反洗滌5次計數器，共320s，C1為反復進水脫水3次計數器。

19、</p><p>　　程序運行時，PLC由STOP狀態變為RUN狀態，M8002有信號，從而置位S0，復位計數器C1。閉合啟動按鈕，置位S20，復位C0，并且系統控制進水閥開始進水，進水完畢后，計時器T0開始計時，從0遞增到20，之后正轉計時器T1開始計時，由0遞增到300。正轉30s后，T2計時器工作，從0到20，暫停2s。接著反轉計時器T3工作，也是從0到300，之后T4計時器啟動，從0到20變化。T4計時完

20、畢，計數器C0開始計數一次，此后回到S22，T1計時器重新開始計時，依次到T4,當C0計數5次到時，排水。排空后，T5計時器計時，從0到300，開始脫水30s。脫水完畢，C1開始計數一次，之后程序返回到S20狀態寄存器。重新開始進水—洗滌—排水過程，直到反復三次后，即C1計數二次時，T6計時器啟動，從0到30，報警3s。</p><p><b>　　4.5 系統調試 </b></p&g

21、t;<p>　　連接好PLC，打開軟件，選定合適的通信端口。首先用軟件遠程使PLC停止工作，RUN燈熄滅。然后把編好的程序寫入PLC，再用軟件啟動PLC，發現PLC的RUN指示燈亮，程序運行時，按下啟動按鈕X1，置位狀態寄存器S20，控制進水閥開始進水。由外部跟定液位信號，比如選定高水位洗滌，則閉合X3,過一會兒再閉合X7，相當于已達到高水位，從而置位S21，S20自動復位，關閉進水，同時啟動T0計時器暫停2s。計時完畢，

22、T0常開點閉合，置位S22，洗衣機開始正轉，并開啟T1計時器計時30s。計時完畢，T1常開點閉合，置位S23，開啟暫停2s的T2計時器。計時完畢，T2常開點閉合，置位S24，控制電動機反轉，同時開啟T3計時器計時30s。計時完畢，T3常開點閉合，從而置位S25，開啟暫停2s計時器T4。計時到時，并啟動計時器C0，計數一次，同時返回S22，直到計數器計到5次時，即正反轉320s后，置位S26，開始排水.當排空后，X11有信號，從而置位S2

23、7,啟動脫水，并保持排水，同時開啟T5計時器計時30s。計時到時，T5常開點閉合，C1計數一次，同時返回S20，直到C1計時3次時，即反復洗滌三次后，</p><p>　　在程序運行中，閉合X2，各狀態寄存器均無信號，通過選擇手動排水和手動脫水檔位，可實現手動排水和手動脫水功能。若要實現輕柔洗功能，需添加X0作為輕柔洗檔位，把X1設為標準洗檔位，輕柔洗的過程可以通過一些計時器把正反轉的時間設定的小一些。編程和上述

24、基本類似。</p><p><b>　　設計心得</b></p><p>　　經過將近一周的全自動洗衣機PLC課程設計，讓我收獲頗豐，不僅熟悉了全自動洗衣機的工作過程，還學會了使用步進指令。步進指令簡單，直觀，易于閱讀，使用它來控制洗衣機的工作過程，真的很是方便。</p><p>　　從圖書館借來的《PLC應用技術易讀通》一書中，有很多和老師布

25、置課題相似的題目，其中有音樂噴泉控制系統，三相步進電機控制系統等，也有全自動洗衣機控制，不過其是用SFC圖來控制的，而且I/O點數很少，我參考著課本上的例子，把它轉化成步進梯形圖，然后又在此基礎上不斷進行擴展修改，最終完成梯形圖的編程，當時很有成就感，就決定把書上的那些實例復印下來，方便自己以后好好研究。</p><p>　　幾天的課程設計，讓我加深了對PLC的認識和理解，也知道了PLC應用于工業控制的優點所在，

26、更重要的是讓我看到了自己知識的匱乏，也堅定了以后要不斷的學習，不斷的向身邊的人虛心請教，同時要借助于圖書館和網絡來擴充自己的知識面的決心。也只有這樣，在以后的社會競爭中，自己才能有立足之地，才能有所作為。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　[1] 謝文輝,張志芳. PLC應用技術易讀通. 北京：中國電力出版社，2008</p

27、><p>　　[2] 常曉玲. 電氣控制系統與可編程控制器. 北京：機械工業出版社，2008.2</p><p>　　[3] 賀哲榮,石帥軍. 流行PLC實用程序及設計（三菱FX2系列）. 西安：西安電子科技大學出版社，2006.3</p><p>　　[4] 夏路易,石宗義. 電路原理圖與電路板設計教程.北京：北京希望電子出版社，2002.6</p>&

28、lt;p>　　[5]廖常初.PLC基礎及應用.第2版. 北京.機械工業出版社.2007</p><p>　　[6]王兆晶.維修電工（高級）.北京.機械工業出版社.2007</p><p>　　[7]熊幸明.工廠電氣控制技術.北京.清華大學出版社.2005</p><p>　　[8]黃凈.電氣控制與可編程序控制器.北京.機械工業出版社.2004</p>