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1、廣西師范大學(xué)2013屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）目 錄【內(nèi)容摘要】3【關(guān)鍵詞】31緒論41.1洗衣機(jī)發(fā)展的概述41.1.1洗衣機(jī)發(fā)展的背景41.1.2洗衣機(jī)的發(fā)展前景41.2洗衣機(jī)的分類(lèi)51.2.1按結(jié)構(gòu)的分類(lèi)51.2.2按洗滌方式與結(jié)構(gòu)原理劃分51.2.3 按自動(dòng)化程度分為52可編程控制器的介紹62.1 PLC的定義、特點(diǎn)62.1.1 PLC的定義62.1.2 PLC的特點(diǎn)62.2 PLC的硬件基本組成72.3PLC的應(yīng)用72.4 PLC的編程語(yǔ)言82.5 PLC的工作原理82.6 MCGS組態(tài)軟件概述93全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)123.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)123.1.1洗衣機(jī)控制

2、系統(tǒng)的運(yùn)作要求123.1.2 I/O地址分配143.1.3硬件接線圖如下圖所示143.1.4 各個(gè)定時(shí)器的設(shè)定143.1.5 計(jì)數(shù)器的設(shè)定153.2壓力變送器與A/D轉(zhuǎn)換模塊153.3梯形圖的設(shè)計(jì)163.4 MCGS組態(tài)軟件的設(shè)置203.4.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)的設(shè)置203.4.2用戶(hù)窗口設(shè)置213.4.3 PLC與MCGS組態(tài)軟件之間的通信設(shè)置224.設(shè)計(jì)總結(jié)24致謝25參考文獻(xiàn)26英文摘要27基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 【內(nèi)容摘要】本設(shè)計(jì)是以三菱FX-2N-32A PLC為控制核心，以MCGS組態(tài)軟件為上位機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。洗衣機(jī)的各項(xiàng)功能是PLC控制實(shí)現(xiàn)的，控制功

3、能靈活，因此，設(shè)計(jì)出基于PLC全自動(dòng)洗衣機(jī)控制電路系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性。同時(shí)還加入了手動(dòng)排水和手動(dòng)脫水功能。為確保洗衣機(jī)及使用者人身安全,還添加設(shè)計(jì)了蜂鳴報(bào)警電路。進(jìn)水閥,排水閥的控制等，非常的自動(dòng)和人性化。用PLC作為控制器，就能很好地滿(mǎn)足全自動(dòng)洗衣機(jī)對(duì)自動(dòng)化的要求，并且控制方式靈活多樣，控制模式可以根據(jù)不同場(chǎng)合的應(yīng)用而有所不同。【關(guān)鍵詞】三菱PLC；FX-2N-32A ；MCGS組態(tài)軟件 ；全自動(dòng)洗衣機(jī)1緒論1.1洗衣機(jī)發(fā)展的概述1.1.1洗衣機(jī)發(fā)展的背景從古到今，洗衣服都是一項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)，在洗衣機(jī)出現(xiàn)以前，這些不斷重復(fù)的簡(jiǎn)單的體力勞動(dòng)，留給人的感受常常是辛苦勞累。1874年，“手

4、洗時(shí)代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)美國(guó)人比爾布萊克斯發(fā)明了木制手搖洗衣機(jī)。1880年，美國(guó)又出現(xiàn)了蒸汽洗衣機(jī)，蒸汽動(dòng)力開(kāi)始取代人力。之后，水力洗衣機(jī)，內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。1911年，美國(guó)試制成功世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)，標(biāo)志著人類(lèi)家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開(kāi)端。1922年，電動(dòng)洗衣機(jī)迎來(lái)一種嶄新的洗衣方式攪拌式。攪拌式洗衣機(jī)由美國(guó)瑪依塔格公司研制成功。70年代后期，微電腦控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)出現(xiàn)引領(lǐng)新的發(fā)展方向，讓人喜悅不已。90年代，由于電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了較寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機(jī)。全自動(dòng)洗衣機(jī)其特點(diǎn)是能自動(dòng)完成洗滌，漂洗和脫水的轉(zhuǎn)換，整個(gè)過(guò)程不需要人工操作。這類(lèi)洗衣機(jī)

5、均采用套筒式結(jié)構(gòu)，其進(jìn)水，排水都采用電磁閥，由程序控制器按人們預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序不斷發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行器件動(dòng)作，整個(gè)洗衣過(guò)程自動(dòng)完成。此后，隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展與提高，日本生產(chǎn)出了電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)式洗衣機(jī)，省去了齒輪傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)，引發(fā)了洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的巨大革命。 之后，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，滾筒洗衣機(jī)已經(jīng)成了大家耳濡目染的產(chǎn)品。伴隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，相信新型更適合人們使用的洗衣機(jī)會(huì)給我們的生活帶來(lái)新的方式。1.1.2洗衣機(jī)的發(fā)展前景洗衣機(jī)是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的一種家電，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的家用電器。在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也十分廣泛，本課題在于工業(yè)用洗衣機(jī)的研究，工業(yè)洗衣機(jī)適用于洗滌棉、毛

6、、化纖、絲綢等衣物織品。水磨洗滌機(jī)可用于服裝廠水洗牛仔服及絲綢等衣物。工業(yè)用洗衣機(jī)適用于賓館、飯店、醫(yī)院、學(xué)校、工廠等領(lǐng)域，滿(mǎn)足大容量的洗衣要求。但是傳統(tǒng)的基于繼電器的控制，已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們對(duì)洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度的要求了。洗衣機(jī)需要更好地滿(mǎn)足人們的需求，必須借助于自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。而隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，用PLC作為控制器，就能很好地滿(mǎn)足全自動(dòng)洗衣機(jī)對(duì)自動(dòng)化的要求，并且控制方式靈活多樣，控制模式可以根據(jù)不同場(chǎng)合的應(yīng)用而有所不同。自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展使得洗衣機(jī)由初始的半自動(dòng)式洗衣機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的全自動(dòng)洗衣機(jī)，又正在向智能化洗衣機(jī)方向發(fā)展。1.2洗衣機(jī)的分類(lèi)1.2.1按結(jié)構(gòu)的分類(lèi)洗衣機(jī)按結(jié)構(gòu)形式分為：

7、單桶、雙桶、多桶型。1.2.2按洗滌方式與結(jié)構(gòu)原理劃分按洗滌方式和結(jié)構(gòu)原理分類(lèi)，可以分為如下幾種：（1）滾筒式洗衣機(jī)：衣物半浸沒(méi)于水中，滾筒作有規(guī)律的間歇的正反轉(zhuǎn)動(dòng)，靠滾筒內(nèi)凸起把衣物帶至高處再跌下，起揉搓作用，然后進(jìn)行洗滌。其類(lèi)型有：a、前裝式滾筒洗衣機(jī)；b、頂裝式滾筒洗衣機(jī)。（2） 波輪式（渦卷式）洗衣機(jī)也稱(chēng)日本式洗衣機(jī)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，操作方便，耗電量少，洗凈率高。缺點(diǎn)：漂洗衣物不均勻，損衣率高。（3）攪拌式或擺動(dòng)式洗衣機(jī)：洗衣機(jī)有一根主柱，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)擺動(dòng)葉繞定軸作周期往復(fù)運(yùn)動(dòng)，每次轉(zhuǎn)動(dòng)角度小于360度，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的力度來(lái)達(dá)到洗滌衣物的效果其他形式有：噴流式、噴射式、振動(dòng)

8、式等，市場(chǎng)上比較少見(jiàn)。1.2.3 按自動(dòng)化程度分為按自動(dòng)化程度分為如下幾種：（1）普通型洗衣機(jī)：攪拌動(dòng)作為電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及?？慷〞r(shí)器控制，而進(jìn)水、排水、脫水等完全手動(dòng)。（2）半自動(dòng)型洗衣機(jī)：a 半自動(dòng)單筒型：洗滌、漂洗、進(jìn)出水均自動(dòng)按設(shè)定程序與時(shí)間進(jìn)行，沒(méi)有脫水機(jī)。b 半自動(dòng)雙筒型：由洗滌、脫水兩部分組成。先自動(dòng)完成洗滌、漂洗。再由人工把洗凈的衣物放入甩干桶中脫水。（3）全自動(dòng)型洗衣機(jī)：可按選定的工作程序自動(dòng)完成洗滌、漂洗、脫水、甩干、進(jìn)水、排水等動(dòng)作，無(wú)看管。其類(lèi)型有：a 機(jī)械全自動(dòng)型：由電動(dòng)程控器控制。b 電腦全自動(dòng)型：由電腦程控器控制。如下圖：圖1-1全自動(dòng)洗衣機(jī)2可編程控制器的介

9、紹2.1 PLC的定義、特點(diǎn)2.1.1 PLC的定義可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則而設(shè)計(jì)。2.1.2 PLC的特點(diǎn)PLC是綜合繼電器接觸器控制的優(yōu)點(diǎn)及計(jì)算機(jī)靈活、方便的優(yōu)點(diǎn)而設(shè)計(jì)制造和發(fā)展的，這就使PLC具有許多其他控制器所無(wú)法相比的特點(diǎn)。（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（2）通用性強(qiáng)，使用方便（3）采用模塊

10、化結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)組合靈活方便（4）編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單、易學(xué)，便于掌握（5）系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短（6）對(duì)生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強(qiáng)（7）安裝簡(jiǎn)單、調(diào)試方便、維護(hù)工作量小2.2 PLC的硬件基本組成PLC的硬件主要是一下幾個(gè)部分組成：中央處理器（CPU）、輸入單元、輸出單元、擴(kuò)展接口、通信接口、存儲(chǔ)器、電源。其中，CPU是PLC的中央核心；輸入單元是CPU與現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備之間的接口電路，輸出單元是CPU與輸出設(shè)備之間的接口電路的。而通信接口就連接上位計(jì)算機(jī)、編程器等外部設(shè)備，以下就是硬件構(gòu)成圖，PLC硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示:圖2-1PLC硬件結(jié)構(gòu)圖主機(jī)內(nèi)的各個(gè)部分均通過(guò)電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線連接。根據(jù)

11、實(shí)際控制對(duì)象的需要配備一定的外部設(shè)備，可構(gòu)成不同的PLC控制系統(tǒng)。2.3PLC的應(yīng)用PLC是以微處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，它具有可靠性高、體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、靈活通用、維護(hù)方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，因而在冶金、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、機(jī)器人和CAD/CAM）之一。2.4 PLC的編程語(yǔ)言PLC的控制功能是由編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的。目前PLC常用的編程語(yǔ)言有：梯形圖語(yǔ)言、助記符（指令表）語(yǔ)言、功能圖語(yǔ)言、順序功能圖語(yǔ)言、高級(jí)編程語(yǔ)言等。下面介紹下本論文的兩種編程語(yǔ)言：（1）梯形

12、圖程序簡(jiǎn)介、梯形圖程序按行從上至下，每一行從左到右順序編寫(xiě)。PLC程序執(zhí)行順序與梯形圖的編寫(xiě)一致。. 梯形圖左邊垂直線稱(chēng)左母線，右邊稱(chēng)為右母線。左母線右側(cè)放置輸入接點(diǎn)和內(nèi)部繼電器觸點(diǎn)。梯形圖觸點(diǎn)有兩種，即常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。 梯形最右側(cè)必須放置輸出器件。PLC的輸出器件用圓圈表示，圓圈可以表示內(nèi)部繼電器線圈，輸出繼電器線圈或定時(shí)/計(jì)數(shù)器的邏輯運(yùn)算結(jié)果。其邏輯動(dòng)作只有在線圈接通后，對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)才動(dòng)作。輸出線圈直接與右母線相連，輸出線圈與右母線之間不能連有觸點(diǎn)。 . 梯形圖程序中的觸點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，而輸出線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。 . 輸出線圈只對(duì)應(yīng)輸出映像區(qū)的相應(yīng)位，不能直接驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。 . 梯

13、形圖中每個(gè)編程元件應(yīng)按一定的規(guī)則加標(biāo)字母數(shù)字串。（2）指令表語(yǔ)言簡(jiǎn)介PLC的指令表語(yǔ)言是PLC的命令語(yǔ)句表達(dá)式，它與計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言相類(lèi)似。用戶(hù)可以直觀地根據(jù)梯形圖，寫(xiě)出助記符語(yǔ)言程序，并通過(guò)編程器送到PLC中去。2.5 PLC的工作原理其實(shí)PLC的工作原理類(lèi)似于計(jì)算機(jī)的工作原理，PLC一起有兩種工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN）狀態(tài)和停止（STOP）狀態(tài)。整個(gè)環(huán)節(jié)中，運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，PLC通過(guò)執(zhí)行用戶(hù)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，為了能適應(yīng)PLC在輸出能隨時(shí)的響應(yīng)可能變化的輸入信號(hào)，要求用戶(hù)程序要反復(fù)的、不斷的重復(fù)執(zhí)行，一直到PLC停機(jī)或者切換到STOP的工作狀態(tài)，除此之外，PLC在每次執(zhí)行循環(huán)的過(guò)程中，PLC要完

14、成內(nèi)部處理、通信處理等一系列的工作。各階段處理任務(wù)如圖2.2所示圖2-2各階段處理任務(wù)2.6 MCGS組態(tài)軟件概述MCGS（Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩部分。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)警處理、流程控制盒報(bào)表輸出等多種方式向用戶(hù)提供解決實(shí)際工程問(wèn)題的方案，在工業(yè)控制領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在20世紀(jì)80年代末，由于個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及，PC機(jī)開(kāi)始走上工業(yè)監(jiān)控的歷史舞臺(tái)，與此同時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)基于PC總線的各種數(shù)據(jù)I/O板卡，加上軟件工業(yè)的迅速發(fā)展，開(kāi)始有人研究和

15、開(kāi)發(fā)通用的PC監(jiān)控軟件組態(tài)軟件。世界上第一個(gè)把組態(tài)軟件作為商品進(jìn)行開(kāi)發(fā)、銷(xiāo)售的專(zhuān)業(yè)軟件公司是美國(guó)的Wonderware公司，它于80年代末率先推出了第一個(gè)商品化監(jiān)控組態(tài)軟件，此后組態(tài)軟件得到了迅猛的發(fā)展。組態(tài)軟件最突出的特點(diǎn)就是實(shí)時(shí)多任務(wù)。數(shù)據(jù)的輸入輸出。數(shù)據(jù)的處理、顯示、存儲(chǔ)及管理等多個(gè)任務(wù)需在同一個(gè)系統(tǒng)中同步快速地運(yùn)行。組態(tài)軟件的目的就是讓用戶(hù)迅速開(kāi)發(fā)出適合自己需要的可靠的應(yīng)用系統(tǒng)。因此其一般有以下特點(diǎn)：(1)概念簡(jiǎn)單，易于理解和使用。經(jīng)過(guò)短時(shí)間的培訓(xùn)就能正確掌握、迅速完成多數(shù)簡(jiǎn)單工程項(xiàng)目的監(jiān)控程序和運(yùn)行操作?？杀荛_(kāi)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)軟硬件問(wèn)題，集中精力解決工程本身的問(wèn)題。按照系統(tǒng)的規(guī)定，組態(tài)配

16、置出高性能、高可靠性、高度專(zhuān)業(yè)化的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。(2)功能齊全，便于方案設(shè)計(jì)。MCGS為解決工程監(jiān)控問(wèn)題提供了豐富多樣的手段，從設(shè)備驅(qū)動(dòng)到數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、流程控制、動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)表輸出、曲線顯示等各個(gè)環(huán)節(jié)，均有豐富的功能組件和常用圖形庫(kù)可供選用，用戶(hù)只需根據(jù)工程作業(yè)需要進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)即可。(3)實(shí)時(shí)性與并行處理。MCGS充分利用了Windows操作平臺(tái)的多任務(wù)、按優(yōu)先級(jí)分時(shí)操作的功能，使PC機(jī)廣泛應(yīng)用于工程測(cè)控領(lǐng)域成為可能。工程作業(yè)中，大量的數(shù)據(jù)和信息需要即時(shí)收集，即時(shí)處理，在計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域稱(chēng)其為實(shí)時(shí)性任務(wù)關(guān)鍵任務(wù)，如數(shù)據(jù)采集、設(shè)備驅(qū)動(dòng)和異常處理等。另外許多工作則是非實(shí)時(shí)性的。(4)建立

17、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，便于用戶(hù)分步組態(tài)，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。MCGS組態(tài)軟件由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶(hù)窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略構(gòu)成，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，各部分都通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)交換數(shù)據(jù)，形成互相關(guān)聯(lián)的整體。供自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)所需的通用監(jiān)控軟件的組件。(5)設(shè)立“設(shè)備工具箱”，針對(duì)外部設(shè)備的特征，用戶(hù)從中選擇某種“構(gòu)件”，設(shè)置于設(shè)備窗口內(nèi)，賦予相關(guān)的屬性，建立系統(tǒng)與外部設(shè)備的連接關(guān)系，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)和控制。(6)“面向窗口”的設(shè)計(jì)方法，增加了可視性和可操作性。使得MCGS的組態(tài)工作既簡(jiǎn)單直觀，又靈活多變。(7)利用豐富的“動(dòng)畫(huà)組態(tài)”功能，快速構(gòu)造各種復(fù)雜生動(dòng)的動(dòng)畫(huà)畫(huà)面。(8)引入“運(yùn)行策略”的概念

18、。復(fù)雜的工程作業(yè)，運(yùn)行流程都是多分支的。用傳統(tǒng)的編程方法實(shí)現(xiàn)，既繁瑣又容易出錯(cuò)。MCGS開(kāi)辟了“策略窗口”，用戶(hù)可以選用系統(tǒng)提供的各種條件和功能的“策略構(gòu)件”，用圖形化的方法構(gòu)造多分支的應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)自由、精確地控制運(yùn)行流程，按照設(shè)定的條件和順序，操作外部控制窗口。(9)MCGS系統(tǒng)由五大功能部件組成，主要的功能部件以構(gòu)件的形式來(lái)構(gòu)造。不同的構(gòu)件有著不同的功能，且各自獨(dú)立。三種基本類(lèi)型的構(gòu)件（設(shè)備構(gòu)件、動(dòng)畫(huà)構(gòu)件、策略構(gòu)件）完成了MCGS系統(tǒng)三大部分（設(shè)備驅(qū)動(dòng)、動(dòng)畫(huà)顯示和流程控制）的所有工作。(10)支持OLE Automation技術(shù)。MCGS允許用戶(hù)在Visual Basic中操作MCGS中

19、的對(duì)象，提供了一套開(kāi)發(fā)的可擴(kuò)充接口，用戶(hù)可根據(jù)自己的需要用VB編制特定的功能構(gòu)件來(lái)擴(kuò)充系統(tǒng)的功能。(11)MCGS中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)不再使用普通的文件，而是用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理一切。組態(tài)時(shí)，系統(tǒng)生成的組態(tài)結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)；運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)對(duì)象、報(bào)警信息的存儲(chǔ)也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。利用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)保存數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可靠性和運(yùn)行效率，同時(shí)，也使其它應(yīng)用軟件系統(tǒng)能直接處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的存盤(pán)數(shù)據(jù)。(12)設(shè)立“對(duì)象元件庫(kù)”，解決了組態(tài)結(jié)果的積累和重新利用問(wèn)題。(13)當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的C

20、PU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。如圖2-3所示：圖2-3 PLC工作過(guò)程 (14)一般來(lái)說(shuō)，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。如圖2-4所示圖2-4 PLC掃描周期3全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用；內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩干）用。內(nèi)桶的周?chē)泻芏嘈】?，使?nèi)桶和外桶的水流相通。洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來(lái)執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)將進(jìn)水閥打開(kāi)，經(jīng)進(jìn)水管將水注入外桶

21、。排水時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)將排水閥打開(kāi)，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤(pán)的正、反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位控制開(kāi)關(guān)分別用來(lái)檢測(cè)高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作，停止按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及警報(bào)。排水按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。3.1.1洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)作要求該全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求可以用所示的流程圖來(lái)表示。 1、PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動(dòng)。 2、啟動(dòng)時(shí)開(kāi)始進(jìn)水。水滿(mǎn)（即水位到達(dá)高水位）時(shí)停止進(jìn)水并開(kāi)始洗滌正轉(zhuǎn)。正洗5S后暫停。暫停1S后開(kāi)始洗滌反轉(zhuǎn)。反轉(zhuǎn)5S后暫停。暫停

22、1S后，若正反轉(zhuǎn)未滿(mǎn)3次，則返回從正洗開(kāi)始的動(dòng)作；若正反滿(mǎn)三次時(shí)，則開(kāi)始排水。 3、水位下降到低水位時(shí)開(kāi)始脫水并繼續(xù)排水。脫水10S即完成一次從進(jìn)水到脫水的大循環(huán)過(guò)程。若未完成三次大循環(huán)，則返回從進(jìn)水開(kāi)始的全部動(dòng)作，進(jìn)行下一次大循環(huán)；若完成了3次，則進(jìn)行洗完警報(bào)。報(bào)警10S后結(jié)束整個(gè)過(guò)程。 4、除了以上一般洗衣過(guò)程外，本次設(shè)計(jì)還添加了手動(dòng)排水和手動(dòng)脫水功能。程序的整個(gè)洗衣過(guò)程，包括脫水、排水的流程如下流程圖所示：圖3-1 全自動(dòng)洗衣機(jī)流程圖3.1.2 I/O地址分配表3-1 I/O地址分配口輸入設(shè)備輸入點(diǎn)編號(hào)輸出設(shè)備輸出點(diǎn)編號(hào)啟動(dòng)X0進(jìn)水Y12停止X1電機(jī)正轉(zhuǎn)Y5排水X2電機(jī)反轉(zhuǎn)Y6高水位M1

23、2排水Y7低水位M13脫水Y10脫水X6報(bào)警Y113.1.3硬件接線圖如下圖所示圖3-2全自動(dòng)洗衣機(jī)硬件接線圖3.1.4 各個(gè)定時(shí)器的設(shè)定TO正轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時(shí)T1正轉(zhuǎn)暫停計(jì)時(shí)T2反正洗滌計(jì)時(shí)T3反轉(zhuǎn)暫停計(jì)時(shí)T4脫水計(jì)時(shí)T5報(bào)警計(jì)時(shí)T6啟動(dòng)時(shí)10秒功能選擇計(jì)時(shí)3.1.5 計(jì)數(shù)器的設(shè)定C6 正反洗滌三次計(jì)數(shù) C7大循環(huán)計(jì)數(shù)3.2壓力變送器與A/D轉(zhuǎn)換模塊壓力變送器是一種接受壓力變量,經(jīng)傳感轉(zhuǎn)換后,將壓力變化量按一定比例轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)的儀表。變送器的輸出信號(hào)傳輸?shù)街锌厥疫M(jìn)行壓力指示、記錄或控制。壓力變送器主要由測(cè)壓元件傳感器（也稱(chēng)作壓力傳感器）、放大電路和支持結(jié)構(gòu)件三類(lèi)組成。它能將測(cè)壓元件傳感器測(cè)量

24、到的氣體、液體等物理壓力參數(shù)變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(如420mA等)， 以提供指示報(bào)警儀、調(diào)理器等二次儀表進(jìn)行顯示、指示和調(diào)整。壓差變送器用于測(cè)量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力，然后轉(zhuǎn)換為成420mA信號(hào)輸出。實(shí)際水位的計(jì)算方法如下：水位H=（D200-50）/0.4D200為變送器實(shí)際測(cè)量值通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊存儲(chǔ)在D200數(shù)據(jù)寄存器中的值。常見(jiàn)壓力變送器模型如下圖：圖3-3壓力變送器實(shí)物圖3.3梯形圖的設(shè)計(jì)啟動(dòng)功能x0進(jìn)入功能選擇后，倒計(jì)時(shí)10S，若在10S內(nèi)選擇了脫水則跳至脫水步驟，否則在10S結(jié)束之后開(kāi)始正常洗滌。10S后洗滌開(kāi)始，Y12打開(kāi)，開(kāi)始進(jìn)水，當(dāng)水位到達(dá)高水位時(shí)Y5 on 開(kāi)始正

25、轉(zhuǎn)洗滌。洗滌5S暫停1S。正轉(zhuǎn)中還包括脫水排水時(shí)（Y7），電機(jī)的正轉(zhuǎn)啟動(dòng)。正轉(zhuǎn)暫停結(jié)束后開(kāi)始反轉(zhuǎn)洗滌，洗滌5S，暫停1秒。當(dāng)正反轉(zhuǎn)洗滌次數(shù)到達(dá)3次后開(kāi)始排水（至低水位）、脫水（10S）。完成上述步驟后為一個(gè)循環(huán)（手動(dòng)排水脫水不計(jì)），C7計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)滿(mǎn)3次后報(bào)警10S，洗衣結(jié)束。M11、M12、M13為設(shè)定水位值，M11為報(bào)警水位（防止加水過(guò)急，特設(shè)報(bào)警水位），M12為高水位，M13低水位。由于水流流動(dòng)造成的波動(dòng)及不穩(wěn)定性，在對(duì)水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，返回?cái)?shù)據(jù)寄存器D200的值也不是穩(wěn)定的，會(huì)有12的誤差范圍，會(huì)直接導(dǎo)致繼電器供電時(shí)出現(xiàn)斷電現(xiàn)象而無(wú)法正常工作，因此我在設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)定當(dāng)水位一旦到達(dá)規(guī)定的高低

26、水位時(shí)便停止測(cè)量。程序的正反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器以及循環(huán)計(jì)數(shù)器清零設(shè)置MCGS組態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換3.4 MCGS組態(tài)軟件的設(shè)置此次設(shè)計(jì)采用的是MCGS組態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。3.4.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)的設(shè)置對(duì)MCGS組態(tài)進(jìn)行設(shè)置，它的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)設(shè)置如下圖所示：圖3-4實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)圖3.4.2用戶(hù)窗口設(shè)置圖3-5MCGS用戶(hù)窗口設(shè)置3.4.3 PLC與MCGS組態(tài)軟件之間的通信設(shè)置對(duì)組態(tài)的通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置后，打開(kāi)通用串口父設(shè)備0和三菱FX系列串口，在MCGS工作臺(tái)上單擊設(shè)備窗口，再單擊設(shè)備組態(tài)按鈕進(jìn)入設(shè)備組態(tài)：設(shè)備窗口。打開(kāi)設(shè)備管理窗口選擇三菱下的FX232，再對(duì)FX232系列編程口進(jìn)

27、行設(shè)置，在各個(gè)參數(shù)確保無(wú)誤后，確定通信標(biāo)志為0，單擊確定，就可以實(shí)現(xiàn)了PLC與MCGS組態(tài)軟件之間的通信了。設(shè)備窗口設(shè)置如下：圖3-6三菱FX232通道屬性設(shè)置要在通用串口設(shè)備屬性窗口里將采集周期改為200ms，數(shù)據(jù)位數(shù)位改為0-7位，數(shù)據(jù)檢驗(yàn)方式改為2-偶校驗(yàn)。設(shè)備參數(shù)如下圖圖3-7通用串口設(shè)備屬性4.設(shè)計(jì)總結(jié)綜合全文所述，這次設(shè)計(jì)對(duì)PLC及MCGS組態(tài)技術(shù)的工作原理、適用領(lǐng)域等做出了較為詳細(xì)的介紹，在論文中對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的發(fā)展背景歷程和洗衣機(jī)發(fā)展的前景作了一些介紹，根據(jù)洗滌的要求采用PLC設(shè)計(jì)出了全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)，并使用組態(tài)監(jiān)控技術(shù)對(duì)整個(gè)洗滌過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控，其具有較高的實(shí)用性合可設(shè)計(jì)性。用

28、組態(tài)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)洗滌系統(tǒng)的監(jiān)控，更直觀的展現(xiàn)出全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗滌過(guò)程，很好的解決了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的局限性。這個(gè)也是和工廠相接軌的地方。例如，在做設(shè)計(jì)時(shí)所用的水箱以及壓力變送器，由于壓力變送器所在的位置位于水箱的中部，相當(dāng)于壓力變送器之下的水位時(shí)無(wú)法檢測(cè)到的了，導(dǎo)致實(shí)際的水位是沒(méi)辦法測(cè)到0值的。所以在這一方面我只能是通過(guò)假定一個(gè)水位為標(biāo)準(zhǔn)0值而進(jìn)行的設(shè)計(jì)測(cè)量。而通過(guò)MCGS組態(tài)動(dòng)畫(huà)的設(shè)計(jì)可以很直觀的展現(xiàn)出洗衣機(jī)在洗滌過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，生動(dòng)形象，具有非?？陀^性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，閱讀了相關(guān)的資料和文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)到了很多的知識(shí)，在流程圖的設(shè)計(jì)，梯形圖的繪制，以及功能的拓展，軟件的實(shí)用等方面都有了很大的進(jìn)步。彌補(bǔ)

29、了之前學(xué)習(xí)時(shí)在這方面的短缺。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)了不少問(wèn)題，并不是理論上的那么理想，各種參數(shù)問(wèn)題得考慮實(shí)際的情況。比如電機(jī)正轉(zhuǎn)洗滌和脫水時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)出現(xiàn)了矛盾，兩個(gè)過(guò)程為同一個(gè)輸出變量，而我在繪制梯形圖將兩個(gè)相同的輸出變量分別用一條程序表達(dá)，導(dǎo)致程序在執(zhí)行時(shí)無(wú)法識(shí)別出究竟哪一條才是應(yīng)該執(zhí)行的指令。又比如，在水位的監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，就平時(shí)的生活而言，我們家用的洗衣機(jī)在往內(nèi)桶注水時(shí)探測(cè)到的值往往也不是一個(gè)固定值，這個(gè)值會(huì)隨著水的沖擊產(chǎn)生波動(dòng)，我在調(diào)試程序的過(guò)程中遇到了因這種波動(dòng)而導(dǎo)致繼電器失電、電機(jī)無(wú)法正常運(yùn)作的現(xiàn)象。最后在老師的指點(diǎn)下，想出了當(dāng)液位一旦到達(dá)我所需求的高度時(shí)便停止探測(cè)，而此時(shí)傳回的數(shù)據(jù)量相對(duì)

30、來(lái)說(shuō)是比較穩(wěn)定的，繼電器也沒(méi)有再出現(xiàn)斷電的現(xiàn)象。很好地保護(hù)了電路，而且讓設(shè)計(jì)變得更有實(shí)際性。致謝由于我之前較少接觸PLC的內(nèi)容，只是在大二的時(shí)候選修過(guò)一個(gè)學(xué)期，基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，但課題來(lái)說(shuō)相對(duì)來(lái)說(shuō)不是很難，在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，指導(dǎo)老師和同學(xué)給了我很大的幫助。特別感謝我的指導(dǎo)老師XX老師以及實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)老師XX老師，細(xì)心為我指導(dǎo)，當(dāng)我遇到問(wèn)題的時(shí)候，耐心為我講解，給了我許多寶貴的意見(jiàn)和指導(dǎo)，使得我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。還要感謝和我一起做畢設(shè)的和幫助過(guò)我的同學(xué)。本設(shè)計(jì)的完成是在我們的導(dǎo)師XX老師的細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)行的。在每次設(shè)計(jì)遇到問(wèn)題時(shí)老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。從設(shè)計(jì)的選題到最后設(shè)計(jì)的缺

31、陷修改的整個(gè)過(guò)程中，花費(fèi)了XX老師很多的寶貴時(shí)間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！導(dǎo)師專(zhuān)業(yè)的知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開(kāi)拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！ 還要感謝和我同一實(shí)驗(yàn)室做畢設(shè)的幾位同學(xué)，是你們?cè)谖移綍r(shí)設(shè)計(jì)中和我一起探討問(wèn)題，并指出我設(shè)計(jì)上的誤區(qū)，同時(shí)也提出了許多寶貴建議。使我能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)改正把設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行下去，沒(méi)有你們的幫助我不可能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深的謝意。感謝在百忙中抽出時(shí)間審閱論文的老師們，沒(méi)有你們的幫助我是不能順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的。衷心地感謝所有在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中幫過(guò)我的老師，和給過(guò)我?guī)椭耐瑢W(xué)。參考文獻(xiàn)1周美蘭，周封，王岳宇.PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì).

32、 第1版 北京：科學(xué)出版社. 2003年2 程子華，劉小明. PLC原理與編程實(shí)例分析. 第2版 北京：國(guó)防工業(yè)出版社.2010年3 呂衛(wèi)陽(yáng)，徐昌榮.PLC工程應(yīng)用實(shí)例解析.北京.中國(guó)電力出版社.2007年4 張進(jìn)秋，陳永利，張中民.可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2003年5 王阿根.PLC控制程序精編108例.北京.電子工業(yè)出版社.2009年6 王兆義.可編程序控制器教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2005.7 李景學(xué)、金廣業(yè).可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，電子工程出版社，1995.8 張萬(wàn)忠，劉明芹.電器與PLC控制技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.9 茅紅偉，董淑冷

33、.PLC在自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2007.10練偉新.基于PLC的自動(dòng)售貨機(jī)電控系統(tǒng)改造.電氣時(shí)代，2006.11賀哲榮，石帥軍.流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì)（三菱FX2系列） 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001年.Based on PLC Automatic Washing Machine Control System DesignAuthor：shenzhisen【Abstract】 This design is based on mitsubishi FX - 2 n - 32 a PLC as the control core, based on MCGS config

34、uration software, PC monitor, full automatic washing machine control system. Is PLC control to realize each function of the washing machine, flexible control function, therefore, is designed based on PLC automatic washing machine control circuit system has strong practicability. At the same time als

35、o joined the manual drainage and manual dehydration function. Users in order to ensure the washing machine and personal safety, but also add a buzzer alarm circuit is designed. Inlet valve and drain valve control, etc., is automatically and humanization. Using PLC as controller, can well meet the requirements of automatic washing machines for automation, and flexible control mode, control mode can varies according to the application of different occasions.【KeyWords】Mitsubishi PLC；FX-2N-32A；The MCGS configuration software；Automatic washing machine28