【課程設(shè)計(jì)】投幣式洗衣機(jī)plc設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)報(bào)告書課程名稱PLC應(yīng)用技術(shù)姓名郭錚學(xué)號5專業(yè)工業(yè)電氣自動(dòng)化班級自動(dòng)化指導(dǎo)教師徐潔課程設(shè)計(jì)成績不合格合格良好優(yōu)秀2013年5月27日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)題目投幣式洗衣機(jī)PLC設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)時(shí)間2013年5月24日2013年5月31日課程設(shè)計(jì)小組成員郭錚課程設(shè)計(jì)目的1、進(jìn)一步熟悉和掌握PLC的結(jié)構(gòu)及工作原理。2、掌握單PLC的接口技術(shù)及外圍芯片的外特性，控制方法。3、通過課程設(shè)計(jì)，掌握以PLC為核心的電路設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)。4、通過實(shí)際程序設(shè)計(jì)和調(diào)試，逐步掌握PLC設(shè)計(jì)方法和調(diào)試技術(shù)。5、通過完成一個(gè)包括電路設(shè)計(jì)和程序開發(fā)的完整過程，使學(xué)生了解開發(fā)PLC應(yīng)用系統(tǒng)的全過程，為今后從事相應(yīng)事業(yè)打下基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)任務(wù)1、構(gòu)思本次課題方案2、通過軟件設(shè)計(jì)電路3、通過軟件設(shè)計(jì)程序4、調(diào)試程序是否可行5、裝接元件并且排版課程設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)一、原理圖設(shè)計(jì)1、原理圖設(shè)計(jì)符合項(xiàng)目的工作原理，連線正確。2、圖中所使用的元器件合理選用。二、程序設(shè)計(jì)1、根據(jù)總體要求畫出流程圖。2、根據(jù)流程圖設(shè)計(jì)出完整的程序。3、按照IO分配表畫出外部接線圖三、程序調(diào)試1、按所設(shè)計(jì)的接線圖，在PLC上連線，檢查無誤。2、將編寫成的文件傳送到PLC中，執(zhí)行該程序，檢查該程序是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，若未達(dá)到，修改程序，直到達(dá)到要求為止。課程設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃2013年5月24日構(gòu)思課題方案2013年5月27日設(shè)計(jì)程序2013年5月2830日修改完善程序2013年5月31日完成課題實(shí)驗(yàn)報(bào)告任務(wù)簽發(fā)時(shí)間2013年5月24日任務(wù)完成時(shí)間2013年5月31日學(xué)生簽名指導(dǎo)教師簽名一、三菱FX2N48MRPLC簡介展示簡介FX2N48MR是日本三菱公司的可編程控制器PLC,繼電器輸出及輸入24點(diǎn),輸出24點(diǎn)FX2N是FX系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型PLC，內(nèi)置用戶存儲器8K步，可擴(kuò)展到16K步，最大可擴(kuò)展到256個(gè)I/O點(diǎn)，可有多種特殊功能擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)多種特殊控制功能（PID、高速計(jì)數(shù)、A/D、D/A、等）。有功能很強(qiáng)的數(shù)學(xué)指令集。通過通信擴(kuò)展板或特殊適配器可實(shí)現(xiàn)多種通信和數(shù)據(jù)鏈接。特點(diǎn)系統(tǒng)配置即固定又靈活；編程簡單；備有可自由選擇，豐富的品種；令人放心的高性能；高速運(yùn)算；使用于多種特殊用途；外部機(jī)器通訊簡單化；共同的外部設(shè)備。性能規(guī)格項(xiàng)目規(guī)格備注運(yùn)轉(zhuǎn)控制方式通過儲存的程序周期運(yùn)轉(zhuǎn)I/O控制方法批次處理方法當(dāng)執(zhí)行END指令時(shí)I/O指令可以刷新運(yùn)轉(zhuǎn)處理時(shí)間基本指令08S/指令應(yīng)用指令152至幾百S/指令編程語言邏輯梯形圖和指令清單使用步進(jìn)梯形圖能生成SFC類型程序程式容量8000步內(nèi)置使用附加寄存盒可擴(kuò)展到16000步指令數(shù)目基本順序指令27最大可用298條應(yīng)用指令步進(jìn)梯形指令2應(yīng)用指令128輔助繼電器一般500點(diǎn)M0至M499（M線圈）鎖定2572點(diǎn)M500至M3071特殊256點(diǎn)M8000至M8255狀態(tài)繼電器一般490點(diǎn)S0至S499（S線圈）鎖定400點(diǎn)S500至S899初始10點(diǎn)S0至S9信號報(bào)警器100點(diǎn)S900至S999定時(shí)器（T）100毫秒范圍0至32767秒200點(diǎn)T0至T19910毫秒范圍0至32767秒46點(diǎn)T200至T2451毫秒保持型范圍0至32767秒4點(diǎn)T246至T249100毫秒范圍0至32767秒6點(diǎn)T250至T255計(jì)數(shù)器（C）一般16位范圍0至32767數(shù)200點(diǎn)C0至C199類型16位上計(jì)數(shù)器鎖定16位100點(diǎn)（子系統(tǒng)）C100至C199類型16位上計(jì)數(shù)器一般32位15點(diǎn)C200至C219類型16位上/下計(jì)數(shù)器鎖定32位15點(diǎn)C220至C234類型16位上/下計(jì)數(shù)器高速計(jì)數(shù)器單相范圍2147483648至2147483647數(shù)C235至C2406點(diǎn)（C）單相C/W起始注意所有的計(jì)數(shù)器鎖定C241至C2455點(diǎn)停止輸入雙相C246至C2505點(diǎn)A/B相C251至C2555點(diǎn)數(shù)據(jù)寄存器一般200點(diǎn)D0至D199（D）類型32位元件的16位數(shù)據(jù)存儲寄存器對鎖定7800點(diǎn)D200至D7999類型32位元件的16位數(shù)據(jù)存儲寄存器對文件寄存器7000點(diǎn)D1000至D7999類型16位數(shù)據(jù)存儲寄存器特殊256點(diǎn)從D8000至D8255類型16位數(shù)據(jù)存儲寄存器變址16點(diǎn)V0至V7以及Z0至Z7類型16位數(shù)據(jù)存儲寄存器指標(biāo)用于CALL128點(diǎn)P0至P127（P）用于中斷6輸入點(diǎn)、3定時(shí)器、6計(jì)數(shù)器100至150和16至18嵌套層次用于MC和MRC時(shí)8點(diǎn)N0至N7常數(shù)十進(jìn)位K16位32768至3276832位2147483648至2147483647十六進(jìn)位H16位0000至FFFF32位00000000至FFFFFFFF浮點(diǎn)32位117510，340310（不能直接輸入）二、投幣式洗衣機(jī)介紹展示簡介隨著洗衣機(jī)的商用進(jìn)程加深，商用洗衣機(jī)開始朝著家用洗衣機(jī)不同的方向發(fā)展，高質(zhì)耐用、操作簡單、完全自動(dòng)化、減少管理成本的機(jī)型成為行業(yè)的迫切需求，投幣洗衣機(jī)應(yīng)時(shí)而生。投幣洗衣機(jī)采用更高品質(zhì)的電機(jī)、減速器以及耐腐蝕的材料以保證在公共場所的長期正常使用。更重要的是這種洗衣機(jī)配備投幣箱，由投幣系統(tǒng)自動(dòng)控制洗衣機(jī)的運(yùn)行，操作簡單，無需有人值守，極大的降低了管理成本，成為公共場所（學(xué)校、工廠、酒店等）商用洗衣機(jī)的首選。型號種類投幣洗衣機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為連體式、分體式兩種連體式投幣洗衣機(jī)投幣箱與洗衣機(jī)集成為一體，可靈活移動(dòng)，安裝過程更為簡單，分體式由于安裝復(fù)雜、移動(dòng)不便，故在市場上份額很少。分體式投幣洗衣機(jī)投幣箱與洗衣機(jī)由一條電纜連接，投幣箱一般安裝在固定位置（如墻上），這種安裝方式給消費(fèi)者會帶來使用上的不便，難成主流產(chǎn)品。投幣式洗衣機(jī)特點(diǎn)更加安全采用防鼠底蓋設(shè)計(jì)，使用更安全；特設(shè)的調(diào)整底腳結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品洗衣過程更平穩(wěn)、安全；通過泄水、隔板等的結(jié)構(gòu)，使得水電分離，使用更安全；商用設(shè)計(jì)箱體采用進(jìn)口工程塑料，經(jīng)久耐用，永不銹蝕，絕緣性能好，使用更安全外露式線屑過濾網(wǎng)，線屑一網(wǎng)打盡；控制臺采用傾斜式設(shè)計(jì)，操作更方便；洗衣過程一目了然，洗衣過程安全省心。故障提示機(jī)器安裝了高智能芯片可以進(jìn)行系統(tǒng)智能自檢，當(dāng)出現(xiàn)人為操作不當(dāng)或機(jī)器運(yùn)行環(huán)境異常狀態(tài)時(shí)，LED顯示窗可以智能提示故障信息，用戶只需對照故障信息表操作即可解決問題，大大減少了維修成本，提高了終端運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效益；揭蓋即停在洗衣程序運(yùn)行中，甩干時(shí)揭蓋即停，以免機(jī)內(nèi)動(dòng)力傷及人體；安裝方便本機(jī)采用分體設(shè)計(jì)，占用場地小，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，可安裝在宿舍走廊，樓梯空地，洗漱區(qū)域，洗衣房等地方，使產(chǎn)品更貼進(jìn)用戶，帶來更多便利，增加使用頻率；節(jié)電省水額定功率為255W（待機(jī)不耗電），洗滌一次時(shí)間為1040分鐘左右，用電僅為01度，洗滌結(jié)束，洗衣機(jī)蜂鳴提示后自動(dòng)斷電，使用更省電、省心；全四防機(jī)器安全性能設(shè)計(jì)上采用防水，防潮，防震，防雷，使安全性能進(jìn)一步提高；時(shí)間洗衣程序經(jīng)過仔細(xì)設(shè)計(jì)，增加了洗滌時(shí)間，刪減了不要的冗余步驟，使洗衣效率大大提高，讓用戶滿意功能特點(diǎn)1、體積小和普通家庭式洗衣機(jī)一樣，安裝容易。2、全封閉面板洗衣機(jī)控制面板為全封閉面板，洗衣卡通過電磁波與讀卡模塊交換數(shù)據(jù)。3、低故障率洗衣機(jī)和洗衣卡采用非接觸控制技術(shù)，具有防塵、防水、防磁、防靜電的功能，在潮濕、多塵的使用環(huán)境中同樣能保持良好的讀寫性能。4、操作簡單洗衣機(jī)在使用時(shí)按下電源開關(guān)后無須進(jìn)行任何選擇，只需在感應(yīng)區(qū)內(nèi)揮動(dòng)一下洗衣卡或者投幣，即可啟動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)行正常工作。5、針對公用洗衣機(jī)的使用特性，增加了臭氧消毒、滅菌裝置，通過獨(dú)特設(shè)計(jì)的氣泵及臭氧發(fā)生器，洗衣過程中產(chǎn)生臭氧氣泡并溶解于水中，形成雙氧水，達(dá)到很好的消毒滅菌、防止細(xì)菌交叉感染的效果。適用范圍1、大專院校建立自助式洗衣房理想產(chǎn)品，采用先進(jìn)收費(fèi)管理模式，可加快資金回收并有效降低管理成本。2、大型企業(yè)解決單身員工生活難題，體現(xiàn)人性化管理模式。3、投資者中小型投資者的理想投資工具，通過投資自助式洗衣房，獲取豐厚回報(bào)。三、基于PLC的程序設(shè)計(jì)工作原理結(jié)構(gòu)由電動(dòng)程控器、水位開關(guān)、安全開關(guān)（蓋開關(guān)）、排水選擇開關(guān)、不排水停機(jī)開關(guān)、貯水開關(guān)、漂洗選擇開關(guān)、洗滌選擇開關(guān)等組成。工作原理通過各種開關(guān)組成控制電路，來控制電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水閥、排水電磁鐵及蜂鳴器的電壓輸出，使洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)轉(zhuǎn)。波輪式洗衣機(jī)波輪式洗衣機(jī)中產(chǎn)生機(jī)械作用的主要部件是波輪。它設(shè)置在洗滌捅底，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下重復(fù)作“正轉(zhuǎn)停反轉(zhuǎn)停正轉(zhuǎn)”運(yùn)動(dòng)。波輪旋轉(zhuǎn)時(shí)對洗滌液的作用力可以分解為與轉(zhuǎn)軸平行方向的軸向分力及在波輪平面內(nèi)的切向分力和徑向分力。軸向分力可以減少衣物與波輪的摩擦；切向分力使洗滌液產(chǎn)生水平方向的渦流；徑向分力將洗滌液甩向桶壁使之沿桶壁上升，造成波輪中心區(qū)的負(fù)壓。因壓力差，四周的液體迅速向下流動(dòng)，以彌補(bǔ)波輪四周的液體。這樣就形成了洗滌桶內(nèi)上下翻滾的流場。普通型波輪洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)由洗衣桶、電動(dòng)機(jī)、定時(shí)器、傳動(dòng)部件、箱體、箱蓋及控制面板等組成。工作原理依靠裝在洗衣桶底部的波輪正、反旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)衣物上、下、左、右不停地翻轉(zhuǎn)，使衣物之間、衣物與桶壁之間，在水中進(jìn)行柔和地摩擦，在洗滌劑的作用下實(shí)現(xiàn)去污清洗。控制分析投幣式洗衣機(jī)于家用全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作過程相同包括啟動(dòng)、進(jìn)水、洗滌、排水和脫水等功能。在實(shí)現(xiàn)控制過程中，各種采樣信息都是通過控制中心進(jìn)行各種判斷、比較和選擇，再經(jīng)信息線路反饋給洗衣機(jī)各控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，決定洗衣機(jī)的工作狀態(tài)。如右圖所示，是PLC控制洗衣機(jī)的各種動(dòng)作的經(jīng)典控制圖。由圖可知，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(jìn)水閥、排水閥和電機(jī)是洗衣機(jī)各種動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中進(jìn)水閥和排水閥由PLC給定信號來決定其工作狀態(tài)；電機(jī)的工作狀態(tài)也由控制中心PLC給定信號來決定，而電機(jī)的正反轉(zhuǎn)狀態(tài)直接決定了洗衣機(jī)的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。另外由于洗衣機(jī)工作過程是順序過程，所以利用PLC作為洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)是可行的?？刂埔蟪跏紶顟B(tài)，等待投幣投幣1元13件衣物清洗1投幣結(jié)束后，開始進(jìn)水，當(dāng)水滿（即水位到達(dá)中水位時(shí)），停止進(jìn)水。2等待1秒后開始洗滌。3洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)洗滌5秒，暫停1秒，再反轉(zhuǎn)洗滌5秒，暫停1秒。4如此循環(huán)往復(fù)10次。5當(dāng)滿10次以后，開始排水。6水排空（即水位下降到低位時(shí)），開始脫水并繼續(xù)排出多余水分。7脫水8秒后，即完成一次從進(jìn)水到脫水的整個(gè)工作流程。8大循環(huán)2次整個(gè)過程。9當(dāng)大循環(huán)滿2次完成后，則進(jìn)行洗完報(bào)警。10報(bào)警5秒后，結(jié)束全部過程，自動(dòng)停機(jī)。投幣2元46件衣物洗滌1快速按鈕后，當(dāng)水滿（即水位到達(dá)高水位時(shí)），停止進(jìn)水。2等待2秒后開始洗滌。3洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)洗滌10秒，暫停2秒，再反轉(zhuǎn)洗滌10秒，暫停2秒。4如此循環(huán)往復(fù)20次。5當(dāng)滿20次以后，開始排水。6水排空（即水位下降到低位時(shí)），開始脫水并繼續(xù)排出多余水分。7脫水15秒后，即完成一次從進(jìn)水到脫水的整個(gè)工作流程。8大循環(huán)2次整個(gè)過程，。9當(dāng)大循環(huán)滿2次完成后，則進(jìn)行洗完報(bào)警。10報(bào)警5秒后，結(jié)束全部過程，自動(dòng)停機(jī)。投幣3元79件衣物或床單被單清洗1投幣結(jié)束后，開始進(jìn)水，當(dāng)水滿（即水位到達(dá)高水位時(shí)），停止進(jìn)水。2等待2秒后開始洗滌。3洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)洗滌15秒，暫停2秒，再反轉(zhuǎn)洗滌15秒，暫停2秒。4如此循環(huán)往復(fù)20次。5當(dāng)滿20次以后，開始排水。6水排空（即水位下降到低位時(shí)），開始脫水并繼續(xù)排出多余水分。7脫水20秒后，即完成一次從進(jìn)水到脫水的整個(gè)工作流程。8大循環(huán)3次整個(gè)過程。9當(dāng)大循環(huán)滿2次完成后，則進(jìn)行洗完報(bào)警。10報(bào)警5秒后，結(jié)束全部過程，自動(dòng)停機(jī)。四、程序設(shè)計(jì)IO分配表輸入輸出X0投幣箱Y0報(bào)警燈HLX1高水位觸點(diǎn)Y1進(jìn)水電機(jī)M1X2低水位觸點(diǎn)Y2正轉(zhuǎn)電機(jī)M2X3中水位觸點(diǎn)Y3反轉(zhuǎn)電機(jī)M3Y4排水電機(jī)M4Y5脫水電機(jī)M5外部接線圖X0Y0X1Y1X2FX2N48MRY2X3Y3Y4Y5COMCOM1COM2COM3SB1SB2SB3SB4AC220VHLKM1KM2KM3KM4KM524VFU1FU2FU3流程圖梯形圖五、系統(tǒng)調(diào)試程序編寫在模擬時(shí)，應(yīng)注意幾個(gè)方面的問題1FX軟件生成的4個(gè)文件應(yīng)保存在同一文件夾里，否則程序不能正常執(zhí)行。2在運(yùn)行PLC程序之前，保持通訊正常，再寫入程序，不然程序也無法正常運(yùn)行。PLC運(yùn)行第一步目測。檢查外部的各種元件與PLC鏈接是否正常。第二步寫入程序。將程序利用軟件寫入PLC中。第三步通電檢查。通電后發(fā)現(xiàn)PLC輸出與設(shè)計(jì)程序相同。六、課題小結(jié)短暫的一個(gè)星期過去了，意味著一周的單PLC實(shí)驗(yàn)結(jié)束了，在這次實(shí)