(完整版)全自动洗衣机PLC控制系统_毕业设计

绪 论 ........................................................... 1

第1述. 可编程控制器的概述 ....................................... 2

1.1可编程控制器的产生及定义 ..................................... 2

1.1.1 可编程控制器的产生 ...................................... 2

1.1.2可编程控制器的定义 ....................................... 3

1.2

可编程控制器的组成 ........................................... 3

1.3可编程控制器的工作原理 ....................................... 5

1.4可编程控制器的分类 ........................................... 6

1.5可编程控制器国内外状况 ....................................... 7

第2述. PLC控制系统设计概述 ....................................... 8

2.1 PLC控制系统设计要求 ......................................... 8

2.1.1 流程图功能说明 ........................................... 8

2.1.2 PLC程序设计的步骤 ....................................... 8

2.2 PLC系统设计流程图 ........................................... 9

2.3

可编程控制器控制系统设计的基本步骤 ........................... 9

第3述. 全自动洗衣机控制系统的分析 ............................. 11

3.1 PLC控制全自动洗衣机的研究意义 .............................. 11

3.2

全自动洗衣机的工艺要求及动作流程 ............................ 12

3.3

洗衣机程序分析.............................................. 13

3.3.1主接线路如下图所示： .................................... 13

3.3.2 PLC硬件连接线路如下图所示： ............................ 13

3.3.3设计功能顺序如下图所示： ............................ - 15 -

3.4、IO口及定时器计数器说明 ................................. - 15 -

3.5梯形图 ................................................... - 16 -

3.6语句表 ................................................... - 18 -

3.7操作说明 ................................................. - 18 -

结

论 .................................................... - 18 -

致 谢 ...................................................... - 19 -

参考文献 ..................................................... - 20 -

绪 论

可编程控制器是在继电器控制和计算机技术的基础上，逐渐发展起来的以微处理器为核心，集微电子技术，自动化技术，计算机技术通信技术为一体，以工业自动化控制为目标的新型控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，PLC、机器人、CADCAM将成为工业生产的三大支柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富。

它的功能主要是：控制功能、数据采集、储存与处理功能、通信、联网功能、输入输出接口调理功能、人机界面功能。在系统构成时，可由一台计算机与多太PLC构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规模的复杂控制。

本次设计的内容主要是利用PLC（Programmable Logic Controller）对全自动洗衣机的功能部分进行设计。首先我对本设计进行总体的分析，使自己有

一个大致的总体概念，然后仔细分析全自动洗衣机。最后根据全自动洗衣机的功能，编译PLC的梯形图。

根据全自动洗衣机的工作原理，利用可编程控制器PLC实现控制，说明了PLC控制的原理方法，特点及控制洗衣机的特色。通过本系统的设计，对FX系列PLC的特点有了深入的理解。全自动洗衣机控制系统利用了FX系列PLC的特点，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的自动化，由于每遍的洗涤，排水，脱水的时间由PLC内计数器控制，所以只要改变计数器参数就可以改变时间。可以把上面设定的程序时间定下来，作为固定程序使用，也可以根据衣物的质地，数量及脏污的程度来编程。只要稍作改变，就可以设计出诸如要多洗多甩的牛仔类衣物，轻洗轻甩的羊毛类衣物以及通用的标准洗涤程序，充分表现现代家电用品的个性。

第1述. 可编程控制器的概述

1.1可编程控制器的产生及定义

1.1.1 可编程控制器的产生

20世纪是人类科学技术迅速发展的一个世纪，电器控制技术也有继电器控制过度到计算机控制系统。各种工业用计算机控制产品的出现，对提高机械设备自动控制性能起到关键的作用。进入21世纪，各种自动控制产品在向着控制可靠，操作简单，通用性强，价格低廉的方向发展，是自动控制的实现越来越容易。自动控制装置的研究，是为了最大限度的满足人们对机械设备的要求。

在1969年，美国数字设备公司（DEC）首先研制出第一台符合要求的控制器，即可编程逻辑控制器，并在美国GE公司的汽车自动装置上试用成功。此后，这项研究技术迅速发展，从美国、日本、欧洲普及到全世界。我国从1976年开始研制，1977年应用与工业控制。目前以有型号数百种。可编程控制器应具备的10项指标：

(1)编程简单，可在现场修改和调试程序；

(2)维护方便，采用插入式，模块结构；

(3)可靠性高于继电器控制系统；

(4)体积小于继电器控制柜；

(5)成本可与继电器控制系统相竞争；

(6)能与管理中心计算机系统进行通信；

(7)输入量是115V交流电压（美国电网电压110）；

(8)输出量为115V，输出电流在2A以上，能直接驱动电磁阀；

(9)系统扩展时，原系统只需要作很小改动；

(10)用户程序存储器容量至少4KB。

1.1.2可编程控制器的定义

IEC在1987年对可编程控制器下的定义是：

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计；它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数和算术操作等面向用户的指令；并通过数字式或模拟式输入输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能 的原则设计。

1.2 可编程控制器的组成

PLC硬件组成：PLC的硬件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等连接。

1.中央处理单元（CPU） 同一般的微机一样，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 随机型不同而不同，常用有三类：通用微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理器（如8031、8096等）和位片式微处理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器；大型PLC大多采用高速位片式微处理器。

目前，小型PLC为单CPU系统，而中、大型PLC则大多为双CPU系统，甚至有些PLC中多达8 个CPU。对于双CPU系统，一般一个为字处理器，一般采用8位或16位处理器；另一个为位处理器，采用由各厂家设计制造的专用芯片。字处理器为主处理器，用于执行编程器接口功能，监视内部定时器，

监视扫描时间，处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。位处理器为从处理器，主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。位处理器的采用,提高了PLC的速度，使PLC更好地满足实时控制要求。

在PLC中CPU按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作，归纳起来主要有以下几个方面：1） 接收从编程器输入的用户程序和数据。2）诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。3） 通过输入接口接收现场的状态或数据，并存入输入映象寄有器或数据寄存器中。4） 从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。5） 根据执行的结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。

2．存储器 存储器主要有两种：一种是可读写操作的随机存储器RAM，另一种是只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。在PLC中，存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。

系统程序是由PLC 的制造厂家编写的，和PLC的硬件组成有关，完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能，提供PLC运行的平台。系统程序关系到PLC的性能，而且在PLC使用过程中不会变动，所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改。

用户程序是随PLC的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在只读存储器EPROM中。现在有许多PLC直接采用EEPROM作为用户存储器。

工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在RAM中，以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中，设有存放输入输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区，这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要，部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态，这部分在掉电时可保存数据的存储区域称