畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

兌明書基于PLC全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書1基于PLC全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，洗衣機(jī)越趨平民化，早已走進(jìn)家家戶戶。近些年來(lái)，電器的自動(dòng)化是一種趨勢(shì)使然，而作為幾大常用電氣之一的洗衣機(jī)在全自動(dòng)道路上逐步成熟完善。市場(chǎng)上全自動(dòng)洗衣機(jī)品牌和款式繁多，功能都大同小異，價(jià)格和性能是消費(fèi)者的重要參考指標(biāo)。本文主要介紹圍繞三菱FX1N系列的PLC基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)，綜合了軟件和硬件，更直觀展示了該設(shè)計(jì)的可實(shí)行此次設(shè)計(jì)是圍繞PLC來(lái)設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)，用PLC做控制不僅壽命長(zhǎng)、可靠性高、自動(dòng)化程度高、運(yùn)行速度快，而且書寫程序方便，在設(shè)計(jì)上也有很高的靈活性。外接電路也清晰明朗，測(cè)試簡(jiǎn)單，方便維護(hù)。該設(shè)計(jì)利用三菱FX1N系列的40MT-001PLC的特點(diǎn)，通過(guò)I/0接口，對(duì)外接電路中的電氣元件實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制。再利用PLC內(nèi)置的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器和各類中間繼電器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的完美掌控。在三菱編上多次調(diào)試和仿真后，確保程序的準(zhǔn)確性，并設(shè)計(jì)了與其I/0接口對(duì)應(yīng)的電路模擬盤，形象生動(dòng)地展現(xiàn)該系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)洗衣機(jī)的預(yù)約、洗滌、脫水、暫停、童鎖等實(shí)用功能。關(guān)鍵詞：PLC;自動(dòng)控制；定時(shí)；軟件中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書2Withthedevelopmentofsocialeconomyandtheimprovementofscienceandtechnology,washingmachinemorecivilians,hadwalkedintoeachandeveryfamily.Inrecentyears,theautomationofelectricalappliancesisatrend,andasoneofthemajorelectricwashingmachineinautomaticroadgraduallymatureandperfect.Themarketfullyautomaticwashingmachinebrandandstylesanddifferent,thefunctionsaresimilar,thepriceandperformanceisconsumerisoneoftheimportantindexes.ThispapermainlyintroducesthewholeautomaticwashingmachinesystemdesignedaroundtheFX1NofMITSUBISHIPLCseries,anditintegratessoftwareandhardware,andshowstheimplementationofthedesign.AroundthePLCtobuildthesystemdesignoftheautomaticwashingmachine,notonlyhastheadvantagesoflongservicelife,highreliability,highdegreeofautomation,speedfast,andthewritenprocedurestofacilitate,inthedesignalsohasveryhighflexibility.Theexternalcircuitisalsoclearandclear,thetestissimple,convenientmaintenance.ThedesignoftheSANLINGFXPLCduetothecharacteristicsoftheNseries,throughtheI/Ointerface,theelectricalcomponentsoftheexternalcircuittoachievefinecontrol.PLCuseofthebuilt-incounters,timersandallkindsofintermediaterelays,theperfectcontrolofthecircuit.InMitsubishiprogrammingsofwareGX-WORKS2repeatedlydebuggingandsimulationandprocedurestoensuretheaccuracy,andthedesignofthesimulationofthecorrespondingI/Ointerfaceexternalcircuit,imagevividlyshowthesystem,realizethefullautomaticwashingmachine'sappointment,washing,dewatering,pause,childlockandpracticalfunctionKeyword:PLC;automaticcontrol;timing;software中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書I1緒論 11.1課題的研究背景 11.2洗衣機(jī)發(fā)展概況和現(xiàn)狀 21.3課題研究的目的與意義 21.4本課題研究的主要內(nèi)容 32概述 42.1PLC的控制特點(diǎn) 42.2控制系統(tǒng)框圖 42.3控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)備及功能 52.4控制系統(tǒng)原理 53外接電路的設(shè)計(jì) 7 73.1.1I/0點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì) 73.1.2I/0儲(chǔ)存器容量的估算 83.1.3CPU功能與結(jié)構(gòu)的選擇 83.2PLC硬件系統(tǒng)器材計(jì)算和選擇 93.3PLC硬件系統(tǒng)接線圖之操作頁(yè)面 3.4PLC硬件系統(tǒng)接線圖之模擬頁(yè)面 3.5PLC硬件系統(tǒng)接線圖之電機(jī)與進(jìn)、排水電磁閥 3.6PLC硬件系統(tǒng)接線圖之匯總圖 4軟件的設(shè)計(jì) 4.1I/0分配表 4.1.1輸入地址分配表 4.1.2內(nèi)部元件地址分配表 4.2系統(tǒng)流程圖 4.2.1全步驟運(yùn)行流程圖 4.2.2漂洗運(yùn)行流程圖 4.2.3脫水運(yùn)行流程圖 5系統(tǒng)仿真和程序運(yùn)行分析 5.1系統(tǒng)仿真 5.1.1仿真軟件簡(jiǎn)介 5.1.2仿真操作簡(jiǎn)介 5.2程序運(yùn)行分析 245.2.1控制板程序分析 5.2.2暫停功能程序分析 5.2.3童鎖功能程序分析 6模擬硬件連接 7總結(jié)與展望 7.1總結(jié) 中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書I7.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的展望 附錄 參考文獻(xiàn) 致謝 從古到今，洗衣服都是一項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)世界上第一臺(tái)洗衣機(jī)最早出現(xiàn)在西方國(guó)家，時(shí)間是18世紀(jì)80年代，根據(jù)機(jī)械原理，手動(dòng)操作機(jī)械設(shè)備進(jìn)行洗衣動(dòng)作，模仿人手洗衣的過(guò)程。1955年日本研制出新一代1.3課題研究的目的與意義(1)PLC至今已有了40多年的發(fā)展和實(shí)踐，其功能和性能已經(jīng)有了很大的提高。已經(jīng)形成了適用于各種大、中、小規(guī)模的系統(tǒng)設(shè)計(jì)之用的系列產(chǎn)品?？垢蓴_技術(shù)，具有很高的可靠性口。中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(1)深入了解洗衣機(jī)的發(fā)展以及各項(xiàng)基礎(chǔ)功能細(xì)節(jié)，熟練掌握三菱PLC對(duì)應(yīng)的編程軟件GX-WORKERS2。輸入接口輸輸入接口輸出接口是梯形圖與邏輯功能圖，形象直觀，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)效果逼真，且與計(jì)算機(jī)控制容易5]。典型的PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖1所示：存儲(chǔ)器正通訊接口圖2-1PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書PLC的控制系統(tǒng)框圖如下圖26]。三菱FX1N進(jìn)排水電磁閥報(bào)警裝置圖2-2控制系統(tǒng)框圖表2-3對(duì)應(yīng)輸入/輸出設(shè)備對(duì)應(yīng)的輸入設(shè)備對(duì)應(yīng)的輸出設(shè)備電源按扭啟動(dòng)/暫停按扭水位選擇開(kāi)關(guān)預(yù)約時(shí)間選擇洗滌過(guò)程選擇模式選擇水位傳感器蓋板感應(yīng)器指示燈進(jìn)水電磁閥排水電磁閥電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器2.4控制系統(tǒng)原理排水時(shí)，排水電磁閥打開(kāi)，將水排出洗衣桶。,洗滌時(shí)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)正反轉(zhuǎn)對(duì)中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書3硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1.1I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)I/0接口是PLC與用戶外部設(shè)備連接的接口。輸入部分接收各種控制信號(hào)，如按開(kāi)關(guān)量信號(hào)。輸出部分通常有開(kāi)關(guān)量(繼電器接點(diǎn))輸出、脈沖輸出和模擬量輸出三系列的PLC,故圍繞該P(yáng)LC展開(kāi)設(shè)計(jì)。三菱FX1N系列PLC有24個(gè)輸入，16個(gè)輸出，初期設(shè)計(jì)的輸出口需求稍大于16,只能通過(guò)篩減和合并來(lái)滿足設(shè)計(jì)需求，由于無(wú)過(guò)多輸出口作為備用，也是此次設(shè)計(jì)的一個(gè)缺陷。本次設(shè)計(jì)共用到11個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)16個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)，具體的輸入輸出見(jiàn)表3-1。表3-1I/0點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)表輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)電源按扭啟動(dòng)/暫停按扭水位選擇開(kāi)關(guān)模式選擇開(kāi)關(guān)過(guò)程選擇開(kāi)關(guān)預(yù)約選擇開(kāi)關(guān)高水位模擬開(kāi)關(guān)中水位模擬開(kāi)關(guān)低水位模擬開(kāi)關(guān)少水位模擬開(kāi)關(guān)蓋板模擬開(kāi)關(guān)電源指示燈水位指示燈(少、中)水位指示燈(低、高)預(yù)約指示燈(1、3小時(shí))預(yù)約指示燈(2、4小時(shí))過(guò)程指示燈(洗滌)過(guò)程指示燈(漂洗)過(guò)程指示燈(脫水)模式指示燈(標(biāo)準(zhǔn))模式指示燈(快速)模式指示燈(羊手、進(jìn)水指示燈出水指示燈正轉(zhuǎn)繼電器反轉(zhuǎn)繼電器蜂鳴器3.1.2I/0儲(chǔ)存器容量的估算在程序撰寫完成之前只能根據(jù)相關(guān)參考因素對(duì)程序進(jìn)行簡(jiǎn)單地估計(jì)。根據(jù)三菱PLC輸入端元器件：5—25B/點(diǎn)輸出端元器件：10—20B/點(diǎn)計(jì)數(shù)器：2B/個(gè)定時(shí)器：2B/個(gè)該程序中有11個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)16個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)，需內(nèi)存11x10+16x10=270B,有定時(shí)器24個(gè)，計(jì)數(shù)器22個(gè)，需內(nèi)存(24+22)x2=92B,考慮到留25%的存儲(chǔ)空間備用，所以估算得需要內(nèi)存大約為560B。3.1.3CPU功能與結(jié)構(gòu)的選擇此次設(shè)備需要11個(gè)輸入和16個(gè)輸出，以及需要個(gè)24V的輸出電源作為外接電(無(wú)需電源),內(nèi)置時(shí)鐘功能，可D8030、D8031)。內(nèi)置24V、400mA直流電源用于外接設(shè)備，如傳感器等元件。3.2PLC硬件器材計(jì)算和選擇板(一個(gè)備用)、7個(gè)帶鎖按鍵開(kāi)關(guān)(2個(gè)備用)、8個(gè)復(fù)位按鍵開(kāi)關(guān)(2個(gè)備用)、2個(gè)小電機(jī)(1個(gè)備用)、5個(gè)五腳繼電器(1個(gè)備用)、2個(gè)蜂鳴器(1個(gè)備用)、2對(duì)色發(fā)光二極管的導(dǎo)通的電流都是10mA。三種發(fā)光二極管的壓降都不相同，具體壓降紅色發(fā)光二極管的壓降為2.0-2.2V,分壓電阻為(24-2)V/0.01A=2200歐黃色發(fā)光二極管的壓降為1.8-2.0V,分壓電阻為(24-2)V/0.01A=2200歐綠色發(fā)光二極管的壓降為3.0-3.2V,分壓電阻為(24-3)V/0.01A=2100歐以及上面的元器件，給每個(gè)輸出回路都配置一個(gè)保險(xiǎn)絲，額定電流為0.5A,已是保著其工作電壓的1-5V,所以很難給其配電阻分壓。之前有設(shè)計(jì)一個(gè)降壓電路，但是蜂鳴器的額定電壓是1-30V,無(wú)進(jìn)一步詳細(xì)參數(shù)，確保對(duì)于PLC的保護(hù)，所以給16個(gè)輸出，加一個(gè)24V輸出和9個(gè)COM口輸出，所以輸出端選擇的排線是26線。3.3PLC外部實(shí)物接線圖之操作頁(yè)面參考性。由于本PLC的輸出口有限，只有16個(gè)，所以為了不影響整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的完準(zhǔn)、快速、羊毛、夜間),由于不能模式，只是電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及暫停時(shí)間不同，所以去掉了夜間功能；原本設(shè)計(jì)4個(gè)過(guò)程(浸泡、洗滌、漂洗、脫水),所謂“浸泡”,水位標(biāo)準(zhǔn)洗滌快速漂洗羊毛脫水模式過(guò)程中少高低預(yù)約圖3-3洗衣機(jī)操作頁(yè)面圖蓋板高水位傳感器中水位傳感器低水位傳感器少水位傳感器圖3-4洗衣機(jī)傳感器頁(yè)面圖3.5PLC外部實(shí)物接線圖之電機(jī)與進(jìn)、排水電磁閥機(jī)是玩具車上的小馬發(fā)，其額定電壓不得超過(guò)5V,但三菱PLC上能提供的是24V直接電源，不易配得需求的5V電源，故選用3節(jié)小電池為小電機(jī)供能。利用4個(gè)五腳圖3-5五腳繼電器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)示意圖根據(jù)上述全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求，對(duì)程序系統(tǒng)控制的I/O點(diǎn)數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和下圖3。由于現(xiàn)有器材中只有三菱FX1N系列的PLC,故選擇其做設(shè)計(jì)用的PLC。外接電路有11個(gè)輸入，16個(gè)輸出，大致如下圖所示。其中一表示相應(yīng)的指示燈，中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書電源啟動(dòng)水位預(yù)約模式少水低水中水高水蓋板X000X002X004X005X006X010COMY000Y002Y004Y005Y006Y007COM4Y012COM5Y015COM電源指示燈D+少、中水位指示燈低、高水位指示燈預(yù)約1、3h指示燈預(yù)約2、4h指示燈脫水指示燈漂洗指示燈洗滌指示燈標(biāo)準(zhǔn)模式指示燈快速模式指示燈羊毛模式指示燈+進(jìn)水指示燈+排水指示燈電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)蜂鳴器中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書4軟件的設(shè)計(jì)4.1I/O分配表輸入地址分配見(jiàn)表4-1。表4-1輸入地址分配表輸入地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備電源按鈕啟動(dòng)/暫停按鈕水位選擇開(kāi)關(guān)預(yù)約時(shí)間選擇開(kāi)關(guān)過(guò)程選擇開(kāi)關(guān)模式選擇開(kāi)關(guān)少水位感應(yīng)器低水位傳感器中水位傳感器高水位傳感器蓋板三菱FX1N系類的PLC共有16個(gè)輸出口，見(jiàn)表4-2。表4-2輸出地址分配表輸出地址對(duì)應(yīng)的輸出設(shè)備Y000Y001Y002Y003Y004Y005Y006Y007Y010電源指示燈水位指示燈(少、中)水位指示燈(低、高)預(yù)約時(shí)間指示燈(1、3小時(shí))預(yù)約時(shí)間指示燈(2、4小時(shí))過(guò)程指示燈(脫水)過(guò)程指示燈(漂洗)過(guò)程指示燈(洗滌)模式指示燈(標(biāo)準(zhǔn))中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書續(xù)表4-2輸出地址分配表Y011Y012Y013Y014Y015Y016Y017模式指示燈(快速)模式指示燈(羊毛)進(jìn)水指示燈出水指示燈電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)蜂鳴器內(nèi)部位元件地址分配以及如表4-3、4-4、4-5所示。計(jì)數(shù)器對(duì)應(yīng)的作用少水位選擇低水位選擇中水位選擇高水位選擇水位計(jì)數(shù)器復(fù)位預(yù)約時(shí)間1小時(shí)選擇預(yù)約時(shí)間2小時(shí)選擇預(yù)約時(shí)間3小時(shí)選擇預(yù)約時(shí)間4小時(shí)選擇預(yù)約時(shí)間選擇復(fù)位過(guò)程洗滌選擇過(guò)程漂洗選擇過(guò)程脫水選擇過(guò)程選擇復(fù)位模式標(biāo)準(zhǔn)選擇模式快速選擇模式羊毛選擇模式選擇復(fù)位標(biāo)準(zhǔn)模式洗滌循環(huán)快速模式洗滌循環(huán)羊毛模式洗滌循環(huán)漂洗模式循環(huán)蜂鳴器報(bào)警時(shí)間循環(huán)中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書表4-4內(nèi)部定時(shí)器地址分配表定時(shí)器對(duì)應(yīng)的作用預(yù)約時(shí)間1小時(shí)預(yù)約時(shí)間2小時(shí)預(yù)約時(shí)間3小時(shí)預(yù)約時(shí)間4小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)模式下洗滌電機(jī)正轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)模式下洗滌電機(jī)暫停標(biāo)準(zhǔn)模式下洗滌電機(jī)反轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)模式下洗滌電機(jī)暫停快速模式下洗滌電機(jī)正轉(zhuǎn)快速模式下洗滌電機(jī)暫?？焖倌Ｊ较孪礈祀姍C(jī)反轉(zhuǎn)快速模式下洗滌電機(jī)暫停羊毛模式下洗滌電機(jī)正轉(zhuǎn)羊毛模式下洗滌電機(jī)暫停羊毛模式下洗滌電機(jī)反轉(zhuǎn)羊毛模式下洗滌電機(jī)暫停洗滌過(guò)程結(jié)束后排水時(shí)間漂洗過(guò)程中電機(jī)正轉(zhuǎn)漂洗過(guò)程中電機(jī)暫停漂洗過(guò)程中電機(jī)反轉(zhuǎn)漂洗過(guò)程中電機(jī)暫停蜂鳴器報(bào)警時(shí)間暫停按鈕啟作用時(shí)間組合按鈕銅鎖功能啟動(dòng)時(shí)間表4-5內(nèi)部中間繼電器地址分配表中間繼電器對(duì)應(yīng)作用M10M11電源復(fù)位水位選擇復(fù)位觸發(fā)預(yù)約時(shí)間選擇復(fù)位觸發(fā)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換中間繼電器過(guò)程選擇復(fù)位觸發(fā)模式選擇復(fù)位觸發(fā)水位傳感器動(dòng)作后啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)模式洗滌電機(jī)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)模式洗滌電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換快速模式洗滌電機(jī)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換快速模式洗滌電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換羊毛模式洗滌電機(jī)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書續(xù)表4-5內(nèi)部中間繼電器地址分配表M12M13M14M15M16M17M18M35M36M50M51M52M8013羊毛模式洗滌電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換漂洗過(guò)程電機(jī)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換漂洗過(guò)程電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換脫水過(guò)程電機(jī)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換/排水中間繼電器進(jìn)水轉(zhuǎn)換中間繼電器進(jìn)水轉(zhuǎn)換中間繼電器排水轉(zhuǎn)換中間繼電器暫停作用中間繼電器銅鎖功能中間繼電器開(kāi)始運(yùn)行洗滌開(kāi)始運(yùn)行漂洗開(kāi)始運(yùn)行脫水洗滌/漂洗/脫水運(yùn)行時(shí)提供閃爍脈沖全自動(dòng)洗衣機(jī)全步驟(洗滌、漂洗、脫水)運(yùn)行時(shí)即洗衣機(jī)按照程序設(shè)定依次完成洗衣過(guò)程，從水位選擇、預(yù)約時(shí)間選擇(也可跳過(guò)此步驟，即無(wú)需預(yù)約，當(dāng)按啟動(dòng)按鈕時(shí)，直接進(jìn)入進(jìn)水環(huán)節(jié)，當(dāng)水位到達(dá)預(yù)設(shè)位置，系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入洗滌環(huán)節(jié))、過(guò)程選擇(脫水、漂洗、洗滌)、模式選擇，按下啟動(dòng)按扭，開(kāi)始進(jìn)水直到預(yù)設(shè)的水位時(shí)始排水，排水10秒，之后開(kāi)始進(jìn)入漂洗環(huán)節(jié)，洗滌指示燈停止閃爍，漂洗指示燈開(kāi)始閃爍，漂洗開(kāi)始時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)3s,停3s,然后反轉(zhuǎn)3s,停3s,同時(shí)進(jìn)水、排水電磁閥均打開(kāi)，直至漂洗循環(huán)結(jié)束，然后電機(jī)停止，進(jìn)水電磁閥也停止工作，過(guò)2s進(jìn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)(即正轉(zhuǎn)40s),當(dāng)中排水電磁閥一直工作。當(dāng)脫水完成后，蜂鳴器響10s提醒運(yùn)行完成，之后電源自動(dòng)斷開(kāi)。工作流程圖如下圖(圖5)所示。中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書洗滌開(kāi)始循環(huán)完選擇洗滌循環(huán)完圖4-6洗滌、漂洗、脫水工作流程圖快速、羊毛)。不同的模式，電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)不同，因涉及到變頻器，只能用外接電路中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書圖4-7模式選擇梯形圖如上圖梯形圖所示，當(dāng)電源啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)按復(fù)位開(kāi)關(guān)X006來(lái)選擇模式。當(dāng)按一下X6時(shí)，C14~C17均得到一次脈沖，只有K值設(shè)為1的C14得電，235條的梯形圖中常開(kāi)C14也閉合，Y010開(kāi)始得電(即標(biāo)準(zhǔn))。當(dāng)再按一下X006時(shí)，C14~C17均再得到一次脈沖，C15~C17的K值下記均變?yōu)?,C15得電，235條梯形圖中的常閉C15斷開(kāi)，Y010(即標(biāo)準(zhǔn))Y012(即羊毛)得電。當(dāng)再按一下X006時(shí)，C17閉合，即{ZRSTC14C17得電，即重置了計(jì)數(shù)器C14~C17,脈沖累計(jì)清零，可以新一輪模式選擇。圖4-8模式選擇示意圖進(jìn)水電進(jìn)水電磁閥電機(jī)反轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)排水電磁閥表4-9電機(jī)不同模式轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)應(yīng)表電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)快速羊毛正轉(zhuǎn)時(shí)間暫停時(shí)間反轉(zhuǎn)時(shí)間暫停時(shí)間全自動(dòng)洗衣機(jī)漂洗運(yùn)行(即漂洗+脫水)時(shí)按照程序設(shè)定，一次完成流程。按下圖4-10漂洗過(guò)程動(dòng)作輸出中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書電源斷開(kāi)選擇漂洗選擇過(guò)程啟動(dòng)循環(huán)完圖4-11漂洗運(yùn)行流程圖4.2.3脫水運(yùn)行流程圖中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書選擇脫水選擇過(guò)程啟動(dòng)選擇脫水選擇過(guò)程啟動(dòng)電源斷開(kāi)圖4-12脫水工作流程圖中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書5系統(tǒng)仿真和程序運(yùn)行分析5.1系統(tǒng)仿真5.1.1仿真軟件簡(jiǎn)介(1)GXWORKS2是三菱電機(jī)推出的三菱綜合PLC編程軟件，集合了PLC的設(shè)計(jì)、仿真、調(diào)試、維護(hù)于一體，是一款非常人性化且優(yōu)秀的編程軟件，雖對(duì)日本不多好感，但熟悉了三菱PLC以及相關(guān)的兩款軟件(GX-WORKS2、GX-DEVELOPER)之后，再綜合之前略有涉獵的西門子PLC編程和施耐德PLC編程，不得不感慨開(kāi)發(fā)這系列產(chǎn)品的日本人的了不起。GX-WORKS2與傳統(tǒng)的GXDEVELOPER軟件相比，在程序書寫上基本無(wú)變化，但提高了功能及操作性能，且無(wú)需再下載第三方仿真軟件，便可在此軟件上直接仿真模擬，變得更加容易使用。(2)編寫好全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的程序之后，便可在該軟件上進(jìn)行調(diào)試和仿真，只有經(jīng)過(guò)不斷調(diào)試和修改之后，才能得到完美的程序。部分仿真結(jié)果如下圖所示。圖5-1執(zhí)行GX-WORKS2模擬仿真后窗口圖5.1.2仿真操作簡(jiǎn)介(1)打開(kāi)GX-WORKS2,在上列表菜單中“工程”下選擇“新建工程”,選擇工程類型為“簡(jiǎn)單工程”,PLC系列為“FXCPU”,PLC類型為“FX1N/FX1NC”,程序語(yǔ)言為“梯形圖”,然后在該操作框中書寫梯形圖，完成梯形圖輸入后，按F4(2)執(zhí)行如上圖中所示的調(diào)試，選擇其下的“模擬開(kāi)始/結(jié)束”,邊可進(jìn)入模擬(3)仿真后，藍(lán)色的元件表示得電，白色的元件表示不得電。右擊所設(shè)置的輸5.2程序運(yùn)行分析Y000得電，外接電路對(duì)應(yīng)的電源燈亮(再按電源按鍵該電源燈熄滅，整個(gè)系統(tǒng)也停止，如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)單個(gè)復(fù)位開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)電源)。同時(shí)，如第11條指令所示，LDFX000是上升沿常閉，每次按下X000,都會(huì)復(fù)位整個(gè)程序中的所有計(jì)數(shù)器，當(dāng)然，當(dāng)中加了一個(gè)常開(kāi)的中間繼電器M37,即表示在童鎖狀態(tài)下，即便誤按X000,也不會(huì)清圖5-2電源啟動(dòng)仿真圖中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書電源啟動(dòng)后，可選擇水位，按下標(biāo)有“水位”的按鍵開(kāi)關(guān)，每按一下，對(duì)應(yīng)的輸入X002得到一次信號(hào)，對(duì)應(yīng)的LED發(fā)光二極管上升一個(gè)，按一次表示“少水位”、按兩次表示“低水位”。按三次表示“中水位”、按四次表示“高水位”,按五下全部復(fù)位。由于該外接電路只設(shè)計(jì)了2個(gè)LED發(fā)光二極管來(lái)表示4個(gè)水位狀態(tài)，按5下水位開(kāi)關(guān)后又開(kāi)始循環(huán)，周而復(fù)始。圖5-3水位選擇仿真圖電源啟動(dòng)后，也可選擇預(yù)約時(shí)間，按下標(biāo)有“預(yù)約時(shí)間”的按鍵開(kāi)關(guān)，每按一下，對(duì)應(yīng)的輸入X003得到一次信號(hào)，對(duì)應(yīng)的LED發(fā)光二極管上升一個(gè)，按一下表示“預(yù)約1小時(shí)”、按兩下表示“預(yù)約2小時(shí)”、按三下表示“預(yù)約3小時(shí)”,按四下表示“預(yù)約4小時(shí)”,按五下全部復(fù)位。由于該外接電路只設(shè)計(jì)了2個(gè)LED發(fā)光二極管來(lái)表示4個(gè)水位狀態(tài)，按5下水位開(kāi)關(guān)后又開(kāi)始循環(huán)，周而復(fù)始。中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書圖5-4預(yù)約時(shí)間選擇仿真圖按兩下表示“漂洗”(脫水指示燈不會(huì)滅)、按三下表示“洗滌”(脫水、漂洗指示燈依然亮)、按四下全部復(fù)位。該外接電路的設(shè)計(jì)了3個(gè)LED發(fā)光二極管，分別對(duì)應(yīng)過(guò)程中的洗滌、漂洗、脫水，按4下過(guò)程又開(kāi)始循環(huán)選擇，周而復(fù)始。模式選擇原理及其操作同過(guò)程選擇，也是外接電路3個(gè)LED發(fā)光二極管對(duì)應(yīng)“標(biāo)準(zhǔn)模式、快速模式、羊毛模式”按下X001時(shí)，蜂鳴器會(huì)響，松開(kāi)時(shí)，蜂鳴器停止響，由于啟降沿常開(kāi)觸點(diǎn)，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)始啟動(dòng)。啟動(dòng)后，按都不會(huì)改變。由于CJ指令只是跳過(guò)程序，區(qū)間的輸出口扔保持狀態(tài)，所以在指令觸發(fā)，系統(tǒng)回到之前的暫停狀態(tài)。從而實(shí)現(xiàn)該全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的啟動(dòng)/暫中北大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書停功能。具體梯形圖如下圖5-1所示。圖5-5啟動(dòng)/暫停功能梯形圖5.2.3童鎖功能程序分析近年來(lái)，隨著洗衣機(jī)的升級(jí)和普及，但是屢屢有兒童溺死于洗衣機(jī)見(jiàn)諸報(bào)端，每每有小生命的去世，都令人惋惜，所以洗衣機(jī)的兒童功能是必須的。本系統(tǒng)采用了組合鍵的模式實(shí)現(xiàn)銅鎖功能，當(dāng)同時(shí)按住X002和X004按鍵開(kāi)關(guān)2秒以上，即觸發(fā)童鎖功能。在梯形圖上的表現(xiàn)是X002和X0O4兩秒以上，MO37得電，所以第一條梯形圖中的常閉MO37觸點(diǎn)斷開(kāi)，即便小孩誤操作按到X000電源鍵也不會(huì)讓系統(tǒng)斷電，童鎖后操作頁(yè)面上的所有單按鍵無(wú)效。若童鎖狀態(tài)下孩子打開(kāi)蓋板，蜂鳴器便會(huì)響起，起到提醒家長(zhǎng)作用，同時(shí)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，排水電磁閥也開(kāi)始工作，盡管小孩掉下去也不會(huì)溺亡。如果蓋板一直打開(kāi)，排水若干時(shí)間后會(huì)整個(gè)系統(tǒng)停止。如果在童鎖狀態(tài)下只是誤操作而打開(kāi)蓋板，只需再次蓋上蓋板，系統(tǒng)便會(huì)繼續(xù)之前的工作。起到提醒家長(zhǎng)作用。再長(zhǎng)按組合鍵X002和X004達(dá)2秒以上，組合鍵便會(huì)解鎖，所有操作回復(fù)正常。具體梯形圖如下5-2所示。設(shè)計(jì)之初的童鎖功能時(shí)在啟動(dòng)后，直接令蓋板不能掀開(kāi)，從根源上杜絕