基于plc的多功能全自动洗衣机控制系统的设计论文.doc

基于 plc 的多功能全自动洗衣机控制系统的设计 摘 要 随着社会经济的发展和科学技术水平的提高 家庭电器全自动化 成为必然的发展趋势 全自动洗衣机的产生极大的方便了人们的生活 本文采用日本三菱公司生产的 FX2N 型 PLC 作为核心控制器进行多功 能全自动洗衣机控制系统的设计 并且设计出了系统结构图 程序指 令 梯形图以及输入输出端的分配方案 同时根据多功能全自动洗衣 机控制系统总体控制要求和特点 确定 PLC 的输入输出分配 并进行 现场调试 关键词 全自动洗衣机 PLC 控制 现场调试 BASED ON THE MULTI FUNCTIONAL AUTOMATIC WASHING MACHINES CONTROL PLC CONTROL SYSTEM DESIGN ABSTRACT With the improvement of socio economic development and scientific and technological level the fully automated home appliances become the inevitable trend of development It is very convenience to people s lives for the generation of automatic washing machine In this paper the production of Japan s Mitsubishi FX2N PLC control system design of multi functional automatic washing machine as the core controller and the design of system structure program instructions the plan for the distribution of the ladder and the input and output At the same time under the overall control of multi functional automatic washing machine control system requirements and characteristics to determine the PLC input and output distribution and site commissioning Key Words Automatic washing machine PLC control site commissioning 目录目录 摘摘 要要 I ABSTRACT II 目录目录 III 第第 1 章章绪论绪论 1 1 1课题的概述 1 1 2洗衣机的发展概况 1 1 3课题的研究的目的及意义 2 1 4课题研究的主要意义 3 第第 2 章章概述概述 4 2 1PLC 的产生及定义 4 2 2PLC 的发展 5 2 3PLC 的特点 5 2 4PLC 的分类组成 7 2 5PLC 的编程语言和程序结构 8 第第 3 章章整体方案的选择整体方案的选择 9 3 1整体功能介绍 9 3 2全自动洗衣机的控制要求 9 3 3全自动洗衣机的功能实现 9 第第 4 章章硬件电路的设计硬件电路的设计 10 4 1PLC 的选型 10 4 2FX2N 规格型号 11 第第 5 章章软件的设计软件的设计 14 5 1I O 分配表 14 5 2定时器和计数器说明 14 5 3控制的流程 15 5 4控制的流程图 15 5 5控制梯形图 16 5 6操作说明 18 5 7程序语句表 18 第第 6 章章总结总结 21 致谢 24 第第 1 1 章章 绪论绪论 1 11 1课题的概述课题的概述 本次设计是基于 PLC 的全自动洗衣机的控制 课题来源于市场上众多洗衣 机产品 PLC 控制开发的特点是可以直接用于现场控制 周期短 开发成本低 PLC 控制可靠性高 价廉物美 性价比高 信号处理速度快 能满足各个领域的 工业控制项目 高可靠性 安装简单 易于维修 PLC 控制系统能在强电磁干扰 高粉尘 温度变化剧烈和强烈噪声的环境下正常工作 它的整体模块集中了驱动 电路 保护电路和检测电路以及通讯联网功能 硬件使用起来比较简单 编程语 言也相对简单 并且容易进行检测 维修方便 控制系统设计具有灵活性 控制 系统具有可靠性 本设计以操作简单 使用可靠作为主要设计方向 1 21 2洗衣机的发展概况洗衣机的发展概况 从古代到今天 洗衣服作为一项家务劳动是难以逃避的 在洗衣机出现以前 这项劳动在田园诗中描绘的是充满乐趣的 但是手搓 脚踩 棒击 冲刷 摔打 这些不断重复的简单的体力劳动却让人辛苦劳累 疲惫不堪 1858 年世界上第 一台洗衣机诞生 这台洗衣机使用费力 而且容易损坏衣服 所以并没有被广 泛得使用 但这是用机器洗衣的开端 为以后洗衣机的发展奠定了基础 1874 年 手洗时代 受到了 机器时代 不曾有过的挑战 美国人发明了 木制手摇洗衣机 美国人又在 1880 年发明了蒸汽洗衣机 蒸 汽动力逐渐替 代了人力 水力洗衣机 内燃机洗衣机 在蒸汽洗衣机 问世之后也相继的出现 了 美国人在 1910 年成功试制了世界上第一台电动洗衣机 人类家务劳动 自动化的开端 就是这台电动洗衣机的成功问世 美国人在 1922 年把洗衣机 的洗涤结构进行了改良 把拖动式改为搅拌式 固定了洗衣机的构造 第一 台搅拌式洗衣机 也就诞生了 美国人在 1932 年成功研制出第一台前装式滚 筒洗衣机 日本人在 1955 年通过引进了英国喷流式洗衣机的基础研制出独 具风格 并仍被今天所使用 的波轮式洗衣机 70 年代后期 微电脑控制的全 自动洗衣机问世了 洗衣机的发展方向也随之改变 让人眼前一亮 由于电动机 调速技术的提高 洗衣机在 90 年代实现了较宽范围的转速变换与调节 诞生了 许多新水流洗衣机 1 31 3课题的研究的目的及意义课题的研究的目的及意义 本课题主要着重于全自动洗衣机的控制 要求洗衣机能实现进水 洗涤 排 水 脱水 报警 采用的控制方法操作简单 稳定可靠 传统的洗衣机采用继电器控制 它具有价格便宜 结构简单 抗干扰能力强 等优点 但是 这也随之带来一些问题 继电器的触点易造成电弧 如果熔在一 起会误了操作从而造成严重的后果 控制继电器绝大部分都是在长期磨损和疲劳 工作条件下进行的 非常容易破损 如果控制继电器全负荷运载 那些较大的继 电器将产生巨大的热量和噪声 同时也会消耗了大量的电能 继电器控制系统必 须是手工接线 安装 需要花费大量时间及人力和物力去改制 安装和调试去改 动一个很小的部分 控制继电器复杂的接线只适合用于小型的控制电路 采用 PLC 控制比继电器控制好的多 我们采用 PLC 来控制会有很多优点 首先 PLC 具有较高的可靠性和抗干扰能力 电气控制设备的关键性能是其是 否具有高可靠性 PLC 的内部电路采用了先进的抗干扰技术 其大规模集成电路 的技术和严格的生产工艺制造综合在一起使其具有很高的可靠性 其次 PLC 功能完善 配套齐全适用性强 发展到今天的 PLC 已经生产了大 中 小各种规模的系列化产品 能用在各种规模的工业控制的场合 然后 PLC 作为通用工业控制计算机深受工程人员的青睐 特点是易学易懂 而且 PLC 系统维护方便 建造工作量小 使同一设备经过改变程序改变生产 过程成为可能 PLC 大大减少了控制设备外部的接线 用存储逻辑代替接线逻辑 使控制系统设计及大大缩短了建造的周期 同时维护也变得容易起来 特别适合 多品种 小批量的生产场合 最后体积小 重量轻 能耗低也是其一大特点 PLC 的体积小而且很容易装 入机械内部 是实现机电一体化的理想控制设备 1 41 4课题研究的主要意义课题研究的主要意义 本课题需研制出可靠性高 易于操作的全自动洗衣机控制方法 该系统采用 PLC 控制 研究的具体内容包括 首先深入了解洗衣机的发展 结构及控制要求 其次 是控制系统的设计 包括硬件设计 PLC 的选择 各硬件模块的介绍 软件设计 编程方法 最后是对编写好的编译程序进行实际调试 第第 2 2 章章 概述概述 2 12 1PLC 的产生及定义的产生及定义 20 世纪 60 年代末期 美国的汽车制造业竞争激烈 为了适应白热化的市场 竞争要求 美国通用汽车公司在 1968 年公开招标 对汽车流水线控制系统提出 具体要求 归纳起来是 编程方便 可现场修改程序 维修方便 采用插件式结构 可靠性高于继电 器控制装置 输入可以是交流市电 115V 体积小于继电器控制盘 数据可直 接送入管理计算机 成本可与继电器控制盘竞争 扩展时原系统改变小 用户程 序存储器至少能扩展到 4KB 输出为交流 115V 容量要求在 2A 以上 可直接 驱动接触器 电磁阀等 这就是著名的 GM 十条 美国数字设备公司 DEC 中标后在 1969 年制 造出世界上第一台可编程序控制器 16 位和 32 位微处理器的应用使 PLC 得到了惊人的发展 现在已经成为自动 化技术的三大支柱之一 PLC 一直在飞速发展中 很长时间后才有了一个比较明确的定义 国际电工委员会 IEC 在 1987 年对 PLC 作出的定义如下 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统 专为工业环境而设计 它采用了可编程序的存储器 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的指令 并通过数字式和模拟式的输入和输出 控制各种 机械和生产过程 而有关的外围设备 都应按易于与工业系统联成一个整体 易 于扩充其功能的原则设计 定义强调了 PLC 直接应用于工业环境 强调了 PLC 是用软件方式来实现 可 编程 的 强调了 PLC 是 数字运算操作的电子系统 即计算机 2 22 2PLC 的发展的发展 通信技术使 PLC 的应用得到进一步发展 现在的 PLC 产品已经使用了 16 位 32 位高性能微处理器 而且实现了多处理器的多通道处理 PLC 的技术已经非 常成熟 目前 世界上有 200 多个厂家生产 PLC 产品 比较著名的有美国的 AB 通 用 GE 德国的西门子 SIEMENS 法国的 TE 施耐德 SCHNEIDER 莫 迪康 MODICON 日本的三菱 MITSUBISHI 欧姆龙 OMRON 富士电 机 FUJI 松下电工 韩国的三星 SAMSUNG LG 等 PLC 总的发展趋势是向高集成度 小体积 大容量 高速度 易使用 高性 能方向发展 具体表现在以下几方面 向小型化 专用化 低成本方向发展 向大容量 高速度方向发展 智能型 I O 模块的发展 基于 PC 的编程软件取代编程器 PLC 编程语言的标准化 PLC 通信的易用化 组态软件与 PLC 的软件化 PLC 与现场总线相结合 2 32 3PLC 的特点的特点 首先 PLC 的抗干扰能力强 可靠性高 继电接触器控制系统虽具有较好的抗 干扰能力 但使用了大量的机械触头 使设备连线复杂 由于器件的老化 脱焊 触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大降低了系统的可靠性 传统的继电 器控制系统中使用了大量的中间继电器 时间继电器 由于触点接触不良 容易 出现故障 PLC 用软件代替大量的中间继电器和时间继电器 仅剩下与输入和输 出有关的少量硬件 因触点接触不良造成的故障将大为减少 而 PLC 采用微电子技术 大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成 大部分继电器和复杂的连线被软件程序所取代 故寿命长 可靠性大大提高 PLC 在结构上对防潮 耐热 抗震等都有非常充分的考虑 在硬件上均采用 了具有滤波 隔离 屏蔽 接地等抗干扰能力的结构 微机在测试结果中虽然具 有很强的功能性 但抗干扰能力差 工业现场的电源波动 机械振动 温度和湿 度的变化 一般通用微机遇到以上情况大部分不能正常工作 而 PLC 在电子线路 机械结构上都吸收了生产控制的经验 主要模块均采用了大规模集成电路 和信 号调理电路 遇到了类似变化都能正常的工作 其次 PLC 控制系统结构简单 通用性强 应用灵活 PLC 产品均成系列化生 产 品种齐全 外围模块品种也 当控制要求改变的时候 可以用编程器修改程 序 修改接线量很小 同一个 PLC 装置可以用于不同的控制对象 只是输入 输 出组件不同而已 在 PLC 构成的控制系统中 只需要在 PLC 的端子上接入相应的 输入 输出信号线即可 不需要像继电器之类的物理电子器件具有大量而又繁杂 的硬件接线线路 操作简单而又方便 其次 PLC 编程方便 易于使用 PLC 是面向用户的设备 PLC 的设计者充分 考虑到现场工程技术人员的技能和习惯来设计 PLC 程序的编制 大部分是采用 了梯形图或面向工业控制的简单指令形式 方便了现场工程技术人员 PLC 可轻 松地实现大规模的开关量逻辑控制 一般继电器的控制是不可能实现的 PLC 具 有通信联网功能 他不仅可以控制一台单机 一条生产线 而且可以控制一个机 群和众多的生产线 它不但可以进行现场控制 还可以用于远程控制 其次 PLC 控制系统设计 安装 调试方便 因为用软件编程取代了硬接线实 现控制功能 所以大大减小了安装的接线量 设计人员只需要一台小型编程控制 器就可以进行控制系统的设计 而且可以在实验室内进行模拟调试 继电接触器 系统需要在现场进行调试 繁杂困难 PLC 中类似于继电器系统中的时间继电器 中间继电器 计数器数量巨大 硬件齐全 且为模块化积木式结构 并已经商品化 故可按性能 容量 输入 输出点 内存大小 等选用组装 PLC 能显示出它的工作状态 通信状态 异常 状态和 I O 点的状态 工作人员可查出故障原因 便于迅速处理 及时排除 最后 PLC 的结构紧凑 体积小 重量轻 易于实现机电一体化 由于以上特点 使得 PLC 获得极为广泛的应用 2 42 4PLC 的分类组成的分类组成 按 I O 点数容量分为三类 小型机 中型机和大型机 小型机的功能一般以开关量控制为主 小型 PLC 输入 输出总点数一般在 256 点以下 用户程序存储器容量在 4K 字左右 例如 SIEMENS 的 S7 200 系 列 OMRON 的 CPM2A 系列 MITSUBISHI 的 FX 系列 AB 的 SCL500 系列等 中型机的输入 输出总点数在 256 2048 点之间 用户程序存储器容量在 8K 字左右 例如 SIEMENS 的 S7 300 系列 AB 的 SCL500 系列等模块式 PLC 产品 大型 PLC 的输入 输出总点数在 2048 点以上 用户程序存储器容量达到 16K 字以上 PLC 有 SIEMENS 的 S7 400 OMRON 的 CVM1 和 CS1 系列产品 整体式结构其特点是将 PLC 的基本部件如 CPU 板 输入板 输出板 电 源板等紧凑地安装在一个标准机壳内 构成一个整体 组成 PLC 的一个基本单 元或扩展单元 比较适合用于小型 PLC 模块式结构其特点是 PLC 由 CPU 模块 输入模块 输出模块 电源模块 通信模块和各种功能模块等组成 比较适合大中型 PLC PLC 的存储器包括系统存储器和用户存储器两部分 PLC 的系统主要由 CPU 电源 存储器和专门设计的输入 输出接口电路等组成 系统程序包括三部分 系统管理程序 用户指令解释程序以及标准程序模 块与系统调用 系统存储器用来存放由 PLC 厂家编写的系统程序不能被用户更 改 并固化在 ROM 内 首先用户存储器包括用户程序存储器 程序区 和数据存储器 数据区 两部分 其次用户数据存储器可以用来存放用户程序中所使用器件的 ON OFF 状 态和数值 数等及用来存放用户针对具体控制任务用规定的 PLC 编程语言编写 的各种用户程序 PLC 使用的存储器类型有三种 随机存取存储器 RAM 只读存储器 ROM 可电擦除可编程的只读存储器 EEPROM PLC 输入 输出单元包括两部分 一是与被控设备相连接的接口电路 第二 是输入和输出的映像寄存器 其输入 输出信号类型可以是开关量 模拟量和数 字量 通常 PLC 的输入接口电路的类型可以是直流 交流和交直流 输入电路 的电源 24V 可由外部供给 有的也可以由 PLC 内部提供 输出接口电路通 常有三种类型 继电器输出型 晶体管输出型和晶闸管输出型 PLC 一般正常工作使用 220V 的交流电源 内部的开关电源为 PLC 的中央处 理器 存储器等电路提供 5V 12V 24V 等直流电源 PLC 的组成部分还有扩展接口 通信接口 编程器及其他部件 2 52 5PLC 的编程语言和程序结构的编程语言和程序结构 PLC 提供的编程语言通常有 梯形图 语句表 功能图和功能块图 梯形图的编程语言是从继电器控制系统原理图的基础上演变而来的 两者基 本思想一致 只是在使用符号和表达式上有一定区别 梯形图中一个关键概念是 能流 这只是概念上的 能流 如果有 能流 从左至右流向线圈 则线圈被激 励 如没有 能流 则线圈未被激励 梯形图语言简单明了 所有编程语言的首 选就是是否容易理解 语句表类似于计算机中的助记符语言 它是用一个或几个容易记忆的字符来 代表 PLC 的某种操作功能 顺序功能流程图的编程是一种图形化的编程方法 许多 PLC 提供了用于 SFC 编程的指令 使用它可以对具有并行发生 多种选择等复杂结构的系统进行 编程 许多 PLC 提供了用于 SFC 编程的指令 S7 200 的 PLC 专门提供了功能块图编程语言 利用功能块图的编程语言可 以查看到像普通逻辑门图形的逻辑框指令 它没有梯形图编程器中的触点和线圈 但有与之等价的指令 这些指令是作为逻辑框指令出现的 程序逻辑由这些逻辑 框指令之间的连接决定 PLC 的程序结构通名为 RUN 的方式控制一个任务或过程 通过在 RUN 方 式下 使 PLC 循环扫描并连续执行用户程序来实现其功能和程序控制 用户的 程序决定了一个控制系统的功能 用户程序 数据块和参数块构成了广义上的用 户程序的三个部分 第第 3 3 章章 整体方案的选择整体方案的选择 3 13 1整体功能介绍整体功能介绍 洗衣机的工作流程由进水 洗衣 排水 脱水 4 个过程组成 全自动洗衣机 中 这 4 个过程可做到全自动依次运行 直至洗衣结束 3 23 2全自动洗衣机的控制要求全自动洗衣机的控制要求 PLC 投入运行 系统处于初始状态 准备好启动 按下启动按扭及水位选择 开关 开始进水 水满时停止进水 洗涤时 正转后暂停 暂停 3 秒后开始反转 洗涤 反转洗涤暂停 如此循环 3 次 开始排水 排空后开始脱水并继续排水 完成一次从进水到脱水的工作循环过程 若未完成 3 次大循环 则返回从进水开 始的全部动作 进行下一次大循环 若完成了 3 次大循环 则进行洗完报警 报 警结束全部过程 自动停机 3 33 3全自动洗衣机的功能实现全自动洗衣机的功能实现 1 按下启动按扭及水位选择开关 开始进水 水满 即水位到达高低 时 停止进水 2 2 秒后开始洗涤 3 洗涤时 正转 15 秒后暂停 暂停 3 秒后开始反转洗涤 反转洗涤 15 秒 后暂停 暂停 3 秒 4 如此循环 3 次 总共 180 秒后开始排水 排空后 水位下降到低位 开 始脱水并继续排水 脱水 10 秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程 5 若未完成 3 次大循环 则返回从进水开始的全部动作 进行下一次大循 环 若完成了 3 次大循环 则进行洗完报警 6 报警 10 秒结束全部过程 自动停机 7 此外按排水按钮可实现手动排水 按停车按扭可停止进水 排水 脱水 及报警 第第 4 4 章章 硬件电路的设计硬件电路的设计 4 14 1 PLC 的选型的选型 PLC 产品种类繁多 其规格和性能也各不相同 对 PLC 的分类 通常根据其 结构形式的不同 功能的差异和 I O 点数进行分类 根据 PLC 的结构形式 可将 PLC 分为整体式和模块式两类 整体式 PLC 由不同 I O 点数的基本单元 又称主机 和扩展单元组成 将电 源 CPU I O 接口等部件都集中装在一个机箱内 具有结构紧凑 体积小 价 格低的特点 整体式 PLC 一般还可配备特殊功能单元 如模拟量单元 位置控制 单元等 使其功能得以扩展 基本单元内有 CPU I O 接口 与 I O 扩展单元相连的扩展口 以及与编程 器或 EPROM 写入器相连的接口等 扩展单元内只有 I O 和电源等 没有 CPU 模块式 PLC 是将 PLC 各组成部分 分别作成若干个单独的模块 如 CPU 模块 I O 模块 电源模块以及各种功能模块 这种模块式 PLC 的特点是配置灵活 可 根据需要选配不同规模的系统 而且装配方便 便于扩展和维修 大 中型 PLC 一般采用模块式结构 还有一些 PLC 它们之间是靠电缆进行联接 并且各模块可以一层层地叠装 将整体式和模块式的特点结合起来 其 CPU 电源 I O 接口等也是各自独立的 模块 这样 不但系统可以灵活配置 还可做得体积小巧 根据 PLC 所具有的功能不同 可将 PLC 分为低档 中档 高档三类 低档 PLC 主要用于逻辑控制 顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统 具有逻辑运算 定时 计数 移位以及自诊断 监控等基本功能 主要用于逻辑 控制 少量模拟量控制的单机控制系统 中档 PLC 增设中断控制 PID 控制等功能 适用于复杂控制系统 除具有低 档 PLC 的功能外 还具有算术运算 数据传送和比较 数制转换 远程 I O 子 程序 通信联网等功能 高档 PLC 具有更强的通信联网功能 可用于构成分布式网络控制系统 实现 工厂自动化 除具有中档机的功能外 还增加了带符号算术运算 平方根运算及 其它特殊功能函数的运算 制表及表格传送功能等 根据 PLC 的 I O 点数的多少 可将 PLC 分为小型 中型和大型三类 小型 PLC 的 I O 点数在 256 点以内 单 CPU 或 16 位处理器 用户存储器容 量 4K 字以下 中型 PLC 的 I O 点数 256 2048 点 双 CPU 用户存储器容量 2 8K 大型 PLC 的 I O 点数在 2048 点以内 多 CPU 16 位 32 位处理器 用户存 储器容量 8 16K 按输出形式分可分为 R 继电器输出 有触点 可带交直流负载 S 双向晶 闸管输出 无触点 带交流负载 T 晶体管输出 无触点 带直流负载 选择 PLC 时 应考虑性能价格比 考虑经济性时 应同时考虑应用的可扩展 性 可操作性 投入产出比等因素 进行比较和兼顾 最终选出较满意的产品 输入输出点数对价格有直接影响 点数的增加对 CPU 选用 存储器容量 控 制功能范围等选择都有影响 每增加一块输入和输出的卡件就需增加一定的费用 当点数增加到某一数值后 相应的存储器容量 机架 母板等也要相应增加 在 估算和选用时应充分考虑 使整个控制系统有较合理的性能价格比 由于三菱 FX2N 系列的 PLC 在小型控制系统中比较占有优势和市场 本次设 计也是小型的控制系统 并且平时学习的也是三菱 FX2N 系列的 PLC 所以采用 三菱 FX2N 系列的 PLC 来控制该系统 4 24 2FX2N 规格型号规格型号 FX2N 系列 PLC 的技术指标包括一般技术指标 电源技术指标 输入技术指 标 输出技术指标和性能技术指标 如表 4 1 给出了性能技术指标 表 4 1 FX2N 性能技术指标 运算控制方式存储程序反复运算方法 专用 LSI 中断命令 输入输出控制方式 批处理方式 在执行 END 指令时 但有输入输 出刷新指令 基本指令0 08 s 指令 运算处 理速度 应用指令 1 52 s 数百 s 指令 程序语言继电器符号 步进梯形图方式 可用 SFC 表示 程序容量存储器形式 内附 8K 步 RAM 最大为 16K 步 可选 RAM EPROM EEPROM 存储卡盒 基本 步进指令基本 顺控 指令 27 个 步进指令 2 个 指令数 应用指令128 种 298 个 输入继电器X000 X267 8 进制编号 184 点 输出继电器X000 X267 8 进制编号 184 点 合计 256 点 一般用M000 M499 500 点 锁存用 M500 M1023 524 点 M1024 M3071 2048 点 辅助继 电器 特殊用M8000 M8255 256 点 合计 2572 点 初始化用S0 S9 10 点 一般用S10 S499 490 点 锁存用S500 S899 400 点 状态寄 存器 报警用S900 S999 100 点 100ms T0 T199 0 1 3276 7s 200 点 10ms T200 T245 0 01 327 67s 46 点 1ms 积算型 T246 T249 0 001 32 767s 4 点 定时器 100ms 积算型 T250 T255 0 1 32 767s 6 点 模拟定时器 内附 l 点 一般用C0 C99 0 32767 16 位 100 点 增计数 锁存用C100 C199 0 32767 16 位 100 点 增 减一般用C220 C234 32 位 20 点 计数用锁存用C220 C234 32 位 15 点 计数器 高速用 C235 C255 中有 1 相 60kHz 2 点 10kHz 4 点或 2 相 30kHzl 点 5kHz l 点 通用数 据 一般用D0 D199 16 位 200 点 寄存器锁存用 D200 D511 16 位 312 点 D512 D7999 16 位 7488 点 特殊用D8000 D8195 16 位 106 点 变址用V0 V7 Z0 Z7 16 位 16 点 数据寄 存器 文件寄存器 通用寄存器的 D1000 以后可每 500 点为单位设定 文件寄存器 MAX7000 点 跳转 调用P0 P127 128 点 输人中断 计时中 断 I0 口 I8 口 9 点 计数中断I010 I060 6 点 指针 嵌套 主控 N0 N7 8 点 十进制 K 16 位 32768 32767 32 位 2147483648 2147483647常数 十六进制 H16 位 0 FFFF H 32 位 0 FFFFFFFF H 第第 5 5 章章 软件的设计软件的设计 5 15 1I O 分配表分配表 洗衣机 I O 分配表如表 5 1 所示 表 5 1 可编程控制器 I O 口分配表 类别元件端子号作用 SB1X0 启动按钮 SB2X1 停止按钮 SB3X2 排水按钮 SL1X3 高水位开关 输 入 SL2X4 低水位开关 YV1Y0 进水电磁阀 KM1Y1 电机正转接触器 KM2Y2 电机反转接触器 YV2Y3 排水电磁阀 YC1Y4 脱水电磁离合器 输 出 KM3Y5 报警蜂鸣器 5 25 2定时器和计数器说明定时器和计数器说明 表 5 2 定时器和计数器说明 类别器件号设定值作用 T02S 进水候暂停时间 T115s 正转洗涤计时 T23s 正洗暂停计时 T315s 反转洗涤计时 T43s 反洗暂停计时 T510s 脱水计时 定 时 器 T610s 洗完报警计时 C0 3 次正 反洗循环计数计数器 C1 3 次脱水 大循环 计数 5 35 3控制的流程控制的流程 1 按下启动按扭及水位选择开关 开始进水 水满 即水位到达高低 时停止进水 2 2 秒后开始洗涤 3 洗涤时 正转 15 秒后暂停 暂停 3 秒后开始反转洗涤 反转洗涤 15 秒后暂停 暂停 3 秒 4 如此循环 3 次 总共 180 秒后开始排水 排空后 水位下降到低位 开始脱水并继续排水 脱水 10 秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程 5 若未完成 3 次大循环 则返回从进水开始的全部动作 进行下一次大 循环 若完成了 3 次大循环 则进行洗完报警 6 报警 10 秒结束全部过程 自动停机 7 此外按排水按钮可实现手动排水 按停车按扭可停止进水 排水 脱 水及报警 5 45 4控制的流程图控制的流程图 图 5 1 洗衣机控制流程图 5 55 5控制梯形图控制梯形图 图 5 2 控制梯形图 5 65 6操作说明操作说明 按下启动按钮 X0 为 ON 运行 S20 y0 为 ON 打开进水电磁阀 当水位到 达高水位时 X3 为 ON M0 自锁 同时断开进水电磁阀 同时 T0 为 ON 记时 2 秒 电动机正转 开始接通 Y1 正向洗涤 并启动定时器 T1 15s 后 T1 触 点动作 使 Y1 为 OFF 停止正向洗涤 并启动定时器 T2 经过 3s 的暂停 T2 触点为 ON 进入 S22 电动机反转 开始反向洗涤 并启动定时器 T3 反洗 15s 后 T3 触点动作 使 Y2 反转洗涤 为 OFF 停止反向洗涤 并启动定时器 T4 经过 3s 的定时 T4 动作 使计数器 C100 计一次时 同记数若为 3 并且 X4 低水位 接通则运行 S23 同时复位 C100 若不为 3 则运行 S21 重新进行从 正向洗涤开始到反向洗涤结束的循环 到 C100 是 3 为止 当 C100 满 3 且运行 S23 脱水 后 边排水边脱水同时 T5 记时 10 秒 10 秒后 C101 通记数一次若 C101 不为 3 则运行 s20 开始大循环 若 C101 是 3 则运行 S24 开始报警接通 Y5 报警 同时 T6 记时 10 秒后 T6 触点通 复位 S20 S24 程序结束 5 75 7程序语句表程序语句表 表 5 3 程序语句表 0LD M800257OUT M2 1SET S058MPP 3LD S059AND T2 4MPS 60SET S22 5AND X00162LD S22 6RST S2063MPS 8ZRST S23 S2464LDP X006 13MPP 66OR M3 14AND X00067ANB 15SET S2068ANI T3 17LD S2069OUT Y002 18OUT Y00070OUT M3 19MPS 71MRD 20LD X00372ANI M4 21OR M073OUT T3 K150 22ANB76MRD 23ANI T077AND X002 24OUT T0 K2078OUT Y003 27OUT M079MRD 28MRD80LD T3 29AND X00281OR M4 30OUT Y00382ANB 31MPP83ANI T4 32AND T084OUT T4 K30 33SET S2187OUT M4 35LD S2188MPP 36MPS89AND T4 37LDP X00590OUT C100 K3 39OR M193MPS 40ANB 94AND C100 41ANI T195OUT Y003 42OUT Y00196AND X004 43OUT M197SET S23 44MRD99RST C100 45ANI M2101MPP 46OUT T1 K150102ANI C100 49MRD103SET S21 50LD T1105LD S23 51OR M2106OUT Y004 52ANB107OUT Y003 53ANI T2108OUT T5 K100 54OUT T2 K30111MPS 112AND T5126LD S24 113OUT C101 K3127OUT Y005 116MRD128OUT T6 K100 117AND C101131AND T6 118SET S24132ZRST S0 S24 120RST C101137END 122MPP 123ANI C101 124SET S20 第第 6 6 章章 总结总结 在本课题的研究设计中 认真研究最新的控制方法 经过认真选择和反复设 计 确定了利用三菱公司生产的 PLC 对全自动洗衣机进行控制 重点对软硬件 进行了设计和讨论 本文主要进行了以下研究工作 综述了全自动洗衣机的发展过程及控制技术的最新进展 介绍了三菱公司 PLC 的基本概念 特点以及系统的各种组成结构 详细介绍 PLC 的选型 对全自动洗衣机的工作原理 要求进行了说明 对 PLC 控制技术进行了深 入研究 并进行了设计 对程序梯形图进行了说明 PLC 可以重复使用 降低了测试经费 它的灵活性 操作方便性也方便测 试者随时输入 调试和修改 该系统采用 PLC 为控制核心结构合理 测试方法可靠 它具有较强的灵活 性 提高了设备运行的可靠性 缩短产品开发周期 保证新产品各项技术开发的 同步性 提高了劳动效率 达到了良好的经济效果 控制程序 PLC 又设有串 行接口 方便地与计算机进行连接 给系统的维护和使用带来了很大方便 通过这次设计 对可编程控制器有了进一步认识 在一个多月的设计过程中 学到了许多东西 设计中 我们遇到不懂或不明白的地方 除了查阅相关资料 余老师也给了我们很多的指导 总之 这次设计为我们打开了以后面向实际应用 的大门 为我们以后做各项工作和进一步学习奠定了基础 第一 接到任务以后进行选题 选题是毕业设计的开端 选择恰当的 感兴 趣的题目 第二 题目确定后就是找资料了 查资料是做毕业设计的前期准备工作 到 图书馆 书店 资料室去虽说是比较原始的方式 但也有可取之处的 总之 不 管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的 要一一记录下来以备后用 第三 通过上面的过程 已经积累了不少资料 对所选的题目也大概有了一 些了解 这一步就是在这样一个基础上 综合已有的资料来更透彻的分析题目 第四 有了研究方向 就要动手实现 一步步地做下去之后 你会发现要做 出来并不难 只不过每做一会儿会发现一处错误要修改 就这样在不断的修改调 试 再修改再调试 第五 写论文能提升以下几个方面的能力 1 论文里的语言非常讲究 这方面需要继续加强 2 文章的大致内容写完后 一定要和老师 其他同学多交流 让他们多提 点建议 一些软件使用方法 可以向学长们请教 3 模型公式编辑 标点符号 文章各段格式等 都需要细心 4 需要搜索很多资料 如何在短时间找到你想要得资料 得在搜索关键词 上有所设置才行 一些好的统计数据网站 需要随时记录下来 以便日后继续使 用 参考文献 1 孙平 可编程控制器原理及应用 M 北京 高等教育出版社 2008 2 王永华 现代电气编程控制技术 M 北京 北京航空航天大学出版社 20 02 3 胡学林 可编程控制器应用技术 M 北京 高等教育出版社 2007 4 史国生 电气控制与可编程控制器技术 M 北京 化学工艺出版社 2008 5 杨振兴 可编程控制器原理和应用 M 长沙 中南工业大学出版社 2009 6 吕景泉 可编程控制器技术教程 M 北京 高等教育出版社 2007 7 张立科 PLC 应用开发技术与工程实践 M 北京 人民邮电出版社 2005 8 周万珍 高鸿斌 PLC 分析与设计应用 M 北京 电子工业出版社 2004 9 吴中俊 可编程序控制器原理及应用 M 北京 机械工业出版社 2009 10 孙振强 可编程序控制器原理及应用教程 M 北京 清华出版社 2009 11 P L Jones P J Spreadbury Analogue electronic circuits and systems M New York Cambridge University Press 2003 12 陈在平 赵相宾 可编程序控制器技术及应用系统设计 M 北京 机械工业 出版社 2009 致谢 四年前 从我踏入宁波工程学院的那天起 我人生最灿烂的青春年华注定了 要在此绽放 在提笔写 谢辞 的时候 我才始觉自己将要离开 人生新的战线 也要即将拉开 大学的生活尽管不舍 却更珍惜 因为我的生命中有那么多可爱 的人值得感激 他们使我的大学生活充满了色彩 无论收获 遗憾 对我来说都 是一笔宝贵的财富 毕业设计是培养学生综合运用所学知识 发现 提出 分析和解决实际问题 锻 炼实践能力的重要环节 是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程 随着科学 技术发展的日新日异 PLC 已经成为当今空前活跃的领域 在生活中可以说得 是无处不在 因此作为二十一世纪的大学来说掌握 PLC 的开发技术是十分重要的 回顾起此次 PLC 毕业设计 至今我仍感慨颇多 的确 从选题到定稿 从理 论到实践 在作毕业设计的日子里 可以说得是苦多于甜 但是可以学到很多很 多的东西 同时不仅可以巩固了以前所学过的知识 而且学到了很多在书本上所 没有学到过的知识 通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的 只有理论知识是远远不够的 只有把所学的理论知识与实践相结合起来 从理论 中得出结论 才能真正为社会服务 从而提高自己的实际动手能力和独立思考的 能力 在设计的过程中遇到问题 可以说得是困难重重 这毕竟第一次做的 难 免会遇到过各种各样的问题 同时在设计的过程中发现了自己的不足之处 对以 前所学过的知识理解得不够深刻 掌握得不够牢固 通过这次毕业设计之后 一 定把以前所学过的知识重新温故 这次毕业设计终于顺利完成了 年的大学生活不知不觉中就要结束了 在这 段难忘的生活中 有我许多美好的回忆 在这份大学的最后一页里 首先感谢党 感谢学校给我们提供这个能自我展示的平台 特别感谢我的指导教师余辉晴老师 能在您的指导下完成毕业设计是我最大的幸运 在设计中遇到了很多编程问题 最后在余老师的导下 终于游逆而解 同时 在余老师的身上我学得到很多实用 的知识 在次我表示感谢 同时 对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次 表示忠心的感谢 谢 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄 袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃 肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿