1、摘要經過對洗衣機的研究，根據全自動洗衣機的工作原理，利用可編程控制器PLC實現控制，并且說明了PLC控制的原理方法，特點及控制洗衣機的特色。通過本系統的設計，對三菱公司的F1系列PLC的特點有了深入的理解。全自動洗衣機控制系統利用了三菱公司的F1系列PLC的特點，對按鈕，電磁閥，開關等其它一些輸入/輸出點進行控制，實現了洗衣機洗衣過程的自動化，并實現了多臺控制。由于每遍的洗滌，排水，脫水的時間由PLC內計數器控制，所以只要改變計數器參數就可以改變時間。可以把上面設定的程序時間定下來，作為固定程序使用，也可以根據衣物的質地，數量及臟污的程度來編程。只要稍作改變，就可以設計出諸如要多洗多甩的牛仔類

2、衣物，輕洗輕甩的羊毛類衣物以及通用的標準洗滌程序，充分表現現代家電用品的個性。本論文描述了全自動洗衣機控制系統的運作要求。實現了洗衣機由進水、洗滌、排水、脫水、報警到自動停機的循環過程。設計了相應的系統軟件，結合相應的硬件系統，并通過三菱公司的F1系列的PLC仿真系統模擬出全自動洗衣機的運行過程。此項設計對于提高學生的動手能力和幫助學生對一些理論知識的理解都具有積極的作用。關鍵詞：PLC；洗衣機；全自動；程序控制器緒 論 可編程控制器是以計算機為核心的通用自動控制裝置，它的功能強、可靠性極強、編程簡單、使用方便、體積小。現已廣泛應用于工業控制的各個領域，它以微處理器為核心，用編寫的程序進行邏輯

3、控制、定時、記數和算術運算等，并通過數字量和模擬量的輸入/輸出來控制機械設備或生產過程。該設計主要介紹了全自動洗衣機的工作原理、控制系統的PLC的造型和資源的配置、控制系統程序設計與調試、控制系統PLC程序。根據全自動洗衣機的工作原理，利用可編程控制器PLC實現控制，說明了PLC控制的原理方法，特點及控制洗衣機的特色。通過本系統的設計，對三菱的F1系列PLC的特點有了深入的理解。全自動洗衣機控制系統利用了三菱的F1系列PLC的特點，對按鈕、電磁閥、開關等其它一些輸入/輸出點進行控制，實現了洗衣機洗衣過程的自動化充分表現現代家電用品的個性。在全自動洗衣機中，洗衣機洗滌、脫水程序是由以單片機為中心

4、控制系統工作的。首先由于單片機的指令系統相對復雜，編寫洗滌、脫水程序相對復雜；其次，在設計控制系統硬件時，要有多種電路保護裝置，如電流保護、電壓保護、過載保護、過熱保護以及欠壓保護等等。這樣增加了硬件的復雜性，隱含較高的故障率，無形的增加了維修成本費用。在工業控制系統中廣泛應用的PLC能克服單片機的缺點，它是整體模塊，集中了驅動電路、檢測電路和保護電路以及通訊聯網功能。因此在運用中，硬件也相對簡單，提高控制系統的可靠性。另外它的編程語言也相對簡單。因此在該設計中采用了PLC來實現全自動洗衣機的工作過程。第一章 洗衣機類別 1.1 洗衣機的分類 目前，我國洗衣機的分類方法主要有三種：按自動化程度

5、分類，按洗滌方式分類，按結構方式分類。 1 按自動化程度分類，洗衣機可分為普通型、半自動型、全自動型三大類。 目前大多是全自動型洗衣機，它是指洗滌、漂洗、脫水各個功能之間的轉換全部不用手工操作而能自動進行的洗衣機。這種洗衣機在選定的工作程序內由機電式程序控制器或微電腦程序控制器適時發出各種指令，自動完成各個執行機構的動作，使整個洗衣過程自動化。 2按結構方式分類，洗衣機可分為單桶、雙桶、套桶三大類。（1） 單桶洗衣機。單桶洗衣機自動化程度較低，多為簡易型和普通型，少量的為半自動型。其主要特點是占地面積小，價格便宜。（2） 雙桶洗衣機。雙桶洗衣機實際上就是單桶洗衣機和脫水機的組合。它的洗衣部分和

6、甩干部分有各自的電動機和定時器。雙桶洗衣機功能齊全，使用方便，操作簡單，省水，省電，價格適宜，品種多樣。目前，我國雙桶波輪式洗衣機占主導地位。 雙桶洗衣機。脫水桶壁上設有許多小孔，甩干電動機高速運轉，在強大的離心力作用下，衣物水分被甩出，并順著排水管排出。（3） 套桶洗衣機。該洗衣機的特點是內、外兩個立式容器套裝在同一個軸心上。波輪式套桶洗衣機多為全自動型。因其離心桶的外徑小于盛水桶的內徑，故將外桶和內桶套裝在同一個軸心上，減少了占地面積。其外桶作為盛水容器，內桶作為洗滌、漂洗、離心脫水用。常見的波輪式套桶洗衣機是單電機的，洗滌及脫水工作由離合器控制。洗滌時波輪轉動而脫水桶不轉，脫水是波輪與脫

7、水桶一齊旋轉。3 按洗滌方式分類，洗衣機可分為波輪式、滾筒式等（1） 波輪式洗衣機。波輪式洗衣機是將洗滌衣物浸泡在水中，靠波輪正、反方向的交替轉動或連續單方向的轉動使衣物在水中不斷翻滾，而達到洗凈衣物的目的。主要特點是：洗滌能力強、洗滌時間短、結構簡單、可調節水位、成本低、易維修、易操作。（2） 滾筒式洗衣機。滾筒式洗衣機自動化程度高，洗滌性能好，容量大，質量高。 1.2洗衣機主要部件 2.1 洗衣機電機 全自動洗衣機電機XD-180W型 號 XD-180W XD-180W XD-135W XD-120W額定電壓 220V 220-240V 220V 220V額定頻率 50HZ 60HZ 50

8、HZ 50HZ額定轉速 1370 1370 1370 1370輸出功率 180W 180W 135W 120W額定電流 1.75A 1.75A 1.25A 1.10A電 容 量 13 13 10 10噪 音 45 45 45 45性能特點：起動轉矩大、起動電流小、過載能力強、機械特性硬。2.2 定時器 定時器是普通型波輪式洗衣機中的關鍵部件之一。它主要起兩個作用：一是控制洗滌電機和脫水電機運轉時間的長短；二是控制電機按預定的程序自動地實現正反轉、停轉的時間。 普通型波輪式洗衣機，大多采用發條式定時器。而許多大波輪新水流式洗衣機使用電動式定時器。 2.3 進水電磁閥 進水電磁閥簡稱進水閥、注水閥

9、。在全自動洗衣機上，以內功用進水閥來實現自動注水和停止進水。它和水位開關互相配合，對洗衣桶的水位高低進行自動控制。2.3.1 工作原理進水閥是一種電磁閥，閥中心是鐵心，鐵心外為電磁線圈，線圈不通電時，在小彈簧的作用下鐵心被壓下，封住了橡膠閥上所裝的塑料盤中間的泄壓孔，這時書從加壓針孔進入控制腔，使進水腔和控制腔的水壓相等。由于橡膠閥上部的受壓面積大于下部的受壓面積，所以橡膠閥被壓緊在閥座上起到了封閉作用。其封閉的可靠性是由鐵心所受的壓力決定的，貼心的下端與泄壓孔接觸，鐵心的上端受壓面積大于下端的受壓面積，顯然水的壓力越大，鐵心對泄壓孔的封閉壓力越大，封閉越可靠。早水壓力低時，閥的封閉性就差，所

10、以對水壓有個最低要求，不能低于0.3Mpa。 當線圈通電時，電磁力克服下彈簧的彈力將添心吸上，泄壓孔打開，由于泄壓孔大于加壓針孔，控制腔內的水將很快流出，壓力降低，進水腔為自來水壓，橡膠閥的下部壓力大于上部壓力，即被下部的水壓推開，閥即開啟注水。2.3.2 主要性能參數進水電磁閥的主要性能參數見表2-2-1和表2-2-2所示 表2-2-1 進水閥的技術參數額定電壓、 額定電流 使用水 水壓范圍 密封性能 溫升 絕緣電阻 電氣強度頻率 （mA） 溫（0C）（Mpa） （Mpa） （0C） （歐姆）220V、50Hz 27+/-5 080 0.020.8 0.021 75 100 2500V、1m

11、in 表2-2-2 進水電磁閥的流量特性進水壓力（Mpa） 0.02 0.1 0.3 0.8流量（L/min） >3 >8 >13 >25 2.4 排水電磁閥排水電磁閥是全自動洗衣機特有的電器部件。它是一個受程控器控制的自動排水開關。除了排水功能外，還控制著離合器的狀態（洗滌或脫水）。排水電磁閥由電磁鐵和排水閥兩部分組成，它們是相互獨立的部件，兩者用排水閥連接起來，在連接板的右端以開口銷與電磁鐵動鐵心連接，而左端鉤在排水閥的內彈簧上。當電磁鐵通電時，將動鐵心往右拉，排水閥就呈打開狀態。此時盛水桶內的洗滌液便能通過水道和閥門，從排水口流出機外。在連接板上還用螺栓固定著一個

12、位置可調的定位套，在動鐵心吸合的過程中，該定位套向右運動，撥動了離合器上的制動桿，為脫水做準備。當電磁鐵失電時，排水閥在自身彈簧作用下將鐵心拉出，排水閥關閉，洗衣機停止排水。同時，離合器上制動桿靠制動彈簧的作用恢復原位，為洗滌漂洗過程中波輪轉動做好準備。2.4.1電磁鐵電磁鐵有兩種交流和直流，電動式程控式（機械式）全自動洗衣機一般采用交流電磁鐵，而微電腦程控器式（電腦式）全自動洗衣機一般采用直流電磁鐵。 1交流電磁鐵交流電磁鐵的鐵心和銜鐵是由硅鋼片疊壓鉚接而成的。銜鐵置于鐵心之中。在線圈通電后，鐵心和銜鐵同被磁化，相對的兩個面上產生了異名磁極這種吸引力使銜鐵向鐵心運動，從而帶動拉桿將閥打開。雖

13、然線圈中電流的方向不斷發生變化，但由于鐵心與銜鐵的磁極同時變化，使它們之間出現的總是吸引力。2 直流電磁鐵直流電磁鐵具有吸引力大、體積小、噪音低和安全性能高等優點，它的線圈分成吸合線圈和保持線圈兩組，由其內部的微動開關控制這兩組線圈的工作。線圈和鐵心用環氧樹脂灌裝加固和密封。2.4.2排水閥排水閥裝配于排水閥體之中，為彈簧將橡膠閥壓在閥體的底部，使橡膠閥的環行密封環產生少量變形，保持水不從閥口泄露，橡膠閥的右端環行邊被閥蓋壓緊。排水閥桿嵌在橡膠閥上，與橡膠閥成為一體，裝于排水閥拉桿內部的內彈簧與排水閥連接板連接，在排水閥關閉時，連接板抵在排水拉桿上，這時內彈簧的彈力對排水閥來說是內力，對排水閥

14、不起作用。排水時，電磁鐵通電，動鐵心被吸入，牽引排水閥連接板拉動內彈簧，同時連接板上的定位套推動制動桿使 處于脫水狀態。只要連接板的左端一離開排水拉桿，內彈簧的拉力就不再是排水閥的內力，而變成了外力，它要與外彈簧的彈力和橡膠閥的彈力相平衡，當內彈力的拉力（即連接板的拉力）大于外彈簧的彈力時，外彈簧被壓縮，帶動橡膠閥向右移動，把閥拉離閥座，排水開始。這些動作都是在電磁鐵得電瞬間完成的。因為內彈簧的剛度比外彈簧的剛度大，加上裝配排水閥連接板時，內彈簧已有了一定的預緊力，因而在牽引排水過程中，內彈簧并不需要產生很大的拉伸變形，就可以使外彈簧有較大的彈性變形，也就是可以使橡膠閥向右移動較大的距離，從而

15、保證足夠的排水速度。處于正常的排水閥開啟量時橡膠閥左端與閥體平面的距離應不小于10mm。閥體多有半透明塑料制成，從外部可以看到閥的開啟量。 2.5 水位開關 水位開關也叫壓力開關，是一種氣壓式電觸點開關。它是利用洗衣桶內水位高低不同所產生的不同壓力，來控制進水閥的開啟和關閉。此外，它還負責進水與洗滌之間的轉換。 2.5.1 工作原理水位開關由三部分組成：（1）壓力傳感部分由橡皮膜下部的氣室組成；（2）電氣開關部分由中間的一組觸點、簧片及開關小壓簧組成；（3）壓力控制部分包括上部的頂心、壓力彈簧以及調整壓力的凸輪、杠桿等。水位開關的氣室經過軟管與洗衣機外桶連接起來。平時，橡皮膜處于平衡狀態，當水

16、注進外桶后，水首先將貯氣室封閉起來，一部分的空氣來不及跑出而被封閉在貯氣室里。由于貯氣室與水位開關的氣室間用壓力軟管相連通，貯氣室的壓力也就與水位開關氣室的壓力相同，隨著外桶中水位的上升，貯氣室、壓力軟管和水位開關氣室間的空氣不斷的被壓縮，隨之壓強也成比例地上升，這樣就把外桶中的水壓轉換成了空氣壓力，并作用在橡皮膜上。當注水到了預定的水位時，氣室內的壓力也升高到一定值。當它足以克服壓力彈簧通過頂心作用加在動簧片上的力時，就推動動簧片向上移動。當動簧片移動到預定位置后，開關下壓簧將推動動簧片彎到另一個方向，從而使動簧片上的公共觸點與常閉觸點分離，而與常開觸點接觸，這樣就向程控器發出了“水位已到”

17、的信號，由程控器來控制進水電磁閥關閉，隨即進入洗滌程序。 當完成個洗衣程序后，程控器向排水電磁鐵發出信號，排水閥開啟并排水。隨著水位的下降，氣室內的壓力也逐漸減小，在壓力彈簧的作用下，頂心和橡皮膜逐漸下移，到了某有程度時動簧片又彎向上方，常開與常閉觸點都恢復原位，等待下一個進水程序，此時水位開關雖然復位，但并不影響洗衣機繼續排水。 旋轉凸輪使杠桿上下移動，從而改變壓力彈簧的壓縮程度。如果壓力彈簧的壓縮長度大，則壓力大氣室內的壓力要高一些才能將動簧片推到預定位置，以次達到控制水位的目的。 2.5.2 水位開關的主要技術參數如表2-2-5 表2-2-5 水位開關的主要技術參數配用程 額定電壓 額定

18、電流 氣密性 接觸電阻 絕緣電阻 電氣強度序控制器 （V） （A） （k Pa） （歐） （兆歐） （交流）電動式程 250 3、1.5序控制器7.6 1min =0.03 100 2500V 1 min微電腦式 6 0.01 程序控制器 2.6 離合器減速離合器就是全自動洗衣機中完成降速并傳遞扭矩的部件。 2.6.1結構和工作原理目前大多數洗衣機采用減速離合器。它有4根軸（1）洗滌輸入軸；（2）下半軸；（3）中半軸；（4）洗滌輸出軸。談減速離合器的工作原理。 全自動洗衣機在洗滌、排水和脫水之間是自動轉換的，這些轉換由排水電磁閥和制動桿來控制。 當排水電磁鐵吸合時，定位套就向上運動一段距離，使

19、得制動桿克服制動彈簧的作用力被推向上方，制動彈簧的中心軸做逆時針方向轉動，連接在制動桿另一端的剎車帶被迫向下移動，與脫水軸上的剎車盤產生間隙，脫水軸因此失去控制，也就可以順利的進行脫水轉動了。同時，制動桿將棘爪撥叉上的調節螺釘頂向上方，也就使撥叉克服彈簧的壓力，饒彈簧的中心軸做順時針方向轉動，于是棘爪抬起，放松了對棘輪的限制，這樣被棘輪扭轉一個小角度的方絲離合簧雜自身彈力的作用下恢復原來的位置，抱緊離合套。當大皮帶在電動機的帶動下順時針旋轉時，可以產生巨大的摩擦力，使離合套和下半軸（脫水軸）聯為一體，脫水工作就可以順利進行了。 2.6.2 主要技術參數 減速離合器主要技術參數： 額定傳動功率：

20、200W； 額定洗滌力矩：12.5N.m； 洗滌傳動比：5.2：1； 脫水傳動比：1：1； 輸出軸啟動力矩：0.45 N.m； 脫水軸正轉啟動力矩：0.9 N.m； 脫水軸正轉制動力矩：36 N.m； 脫水軸反轉制動力矩：15 N.m； 制動桿開啟力矩：35 N.m； 脫水制動時間：10s2.7 熔斷器 熔斷器是低壓配電系統和電力拖動系統中起過載和短路保護作用的電器。使用時，熔體串接于被保護的電路中，當流過熔斷器的電流大于規定值時，以自身產生的熱量使熔體熔斷，從而自動切斷電路，實現過載和短路保護。 熔斷器具有結構簡單、體積小、重量輕、使用維護方便、價格低廉、分斷能力較高、限流能力良好等優點。

21、適用范圍    本產品適用于交流50HZ(60HZ),額定電壓380V，額定電流5A及以下的工業電氣裝置的配電設備中，作為線路過載或短路保護之用。型號及其含義主要技術參數型號額定電壓額定電流(A)額定分斷能力(kA)熔斷體額定耗散功率(W)支持件重量(g)熔斷體重量(g)支持件熔斷體   l1 kACOSRT18-32380V322,4,6,8,10,12,16,20,25,3263 1000.10.23828RT18-63632,4,6,8,10,12,16,20,25,32,40,50,63520620RT18A-32322,4,6,8,1

22、0,12,16,20,25,3238282.8 蜂鳴器 2.9 電容 特征：1. 長方形阻燃塑料外殼，焊片或引線結構引出2. 體積小，重量輕，具有良好的自愈性。3. 應用ZnAI邊沿加厚蒸發工藝，電性能優良，可靠性高4. 耐沖擊電流大，抗電強度高。5. 適用于50Hz/60Hz交流電動機的啟動和運轉，特別適用于電風扇等具有小型電機的電器上 主要參數：容量范圍：0.4F50F電壓范圍：250VAC500VAC容量偏差：±5%，±10%，±15%測試電壓：極間：1.75倍額定電壓，1min，50HZ，無永久擊穿或電弧產生； 極殼：2倍額定電壓+1000VAC，1min

23、絕緣電阻：極間 1000MF.極殼 3000MF第二章 可編程序控制技術 2.1 PLC的定義及特點 2.1.1 PLC的定義可編程序控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作命令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關的外部設備，都應按易于與工業控制系統聯成一個整體，易于擴充其功能的原則而設計。 2.1.2 PLC的特點PLC是綜合繼電器接觸器控制的優點及計算機靈活、方便的優點而設計制造和發展的，這就使PLC具有許多其他控制器所無法相

24、比的特點。（1） 可靠性高，抗干擾能力強（2） 通用性強，使用方便（3） 采用模塊化結構，使系統組合靈活方便（4） 編程語言簡單、易學，便于掌握（5） 系統設計周期短（6） 對生產工藝改變適應性強（7） 安裝簡單、調試方便、維護工作量小 2.2 PLC的應用和發展前景 2.2.1 PLC的應用 PLC是以微處理器為核心，綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術發展起來的一種通用的工業自動控制裝置，它具有可靠性高、體積小、功能強、程序設計簡單、靈活通用、維護方便等一系列的優點，因而在冶金、能源、化工、交通、電力等領域中有著廣泛的應用，成為現代工業控制的三大支柱（PLC、機器人和CAD/CAM）之

25、一。 2.2.2 PLC的發展前景 為了適應市場的各方面的需求，各生產廠家對PLC不斷進行改進，推出功能更強、結構更完善的新產品。這些新產品總體來說，朝兩個方向發展：一個是向超小型、專用化和低價格的方向發展，以進行單機控制；另一個是向大型、高速、多功能和分布式全自動網絡化方向發展，以適應現代化的大型工廠、企業自動化的需要。2.3 PLC的基本組成及工作原理 2.3.1 PLC的基本組成CPUU輸入模塊用戶輸入設備EPROM輸出模塊用戶輸出設備 總線 RAM I/O接口外圍設備電源模塊通信接口計算機或其他PLC 主機 圖31 PLC硬件系統結構框圖在圖31中，PLC的主機由微處理器（CPU）、存

26、儲器（EPROM、RAM）、輸入/輸出模塊、外設I/O接口、通信接口及電源組成。對于整體式的PLC，這些部件都在同一個機殼內。而對于模塊式結構的PLC，各部件獨立封裝，稱為模塊，各模塊通過機架和電纜連接在一起。 主機內的各個部分均通過電源總線、控制總線、地址總線和數據總線連接。根據實際控制對象的需要配備一定的外部設備，可構成不同的PLC控制系統。下面分別介紹PLC各組成部分及其作用：（1） 處理單元CPU） CPU是PLC的控制中樞，PLC在CPU的控制下有條不紊的工作，從而實現對現場的各個設備進行控制。 CPU的具體作用如下： 1、 接收、存儲用戶程序。 2、 以掃描方式接收來自輸入單元的數

27、據和狀態信息，并存入相應的數據存儲區。 3、 執行監控程序和用戶程序。 4、 響應外部設備的請求。 （2） 存儲器 可編程控制器有兩種存儲器，即系統存儲器（EPROM）和用戶存儲器（RAM）。系統存儲器用來存放系統管理程序，用戶不能訪問和修改這部分存儲器的內容。用戶存儲器用來存放編制的應用程序和工作數據狀態。存放工作數據狀態的用戶存儲器部分也稱為數據存儲區。它包括輸入、輸出數據映像區，定時器/計數器預置數和當前的數據區，存放中間結果的緩沖區。 （3） 輸入/輸出模塊 PLC的控制對象是工業生產過程，實際生產過程中的信號電平是多種多樣的，外部執行機構所需的電平也是各不相同的，而可編程控制器的CP

28、U所處理的信號只能是標準電平，這樣就需要有相應的I/O模塊作為CPU與工業生產現場的橋梁，進行信號電平的轉換。 2.3.2 PLC的基本工作原理 PLC是一種存儲程序的控制器。用戶根據某一對象的具體控制要求，編制好控制程序后，用編程器將程序鍵入到PLC的用戶程序存儲器中寄存。PLC的控制功能就是通過運行用戶程序來實現的。 PLC掃描工作方式主要分三個階段：輸入采樣、程序執行、輸出刷新。（1） 輸入采樣 PLC在開始執行程序之前，首先掃描輸入端子，按順序將所有輸入信號，讀入到寄存輸入狀態的輸入映像寄存器中，這個過程稱為輸入采樣。PLC在運行程序時，所需的輸入信號不是現時取輸入端子上的信息，而是取

29、輸入映像寄存器中的信息。在本工作周期內這個采樣結果的內容不會改變，只有到下一個掃描周期輸入采樣階段才被刷新。 （2） 程序執行 PLC完成了采樣工作后，按順序從0000號地址開始的程序進行掃描執行，并分別從輸入映像寄存器、輸出映像寄存器以及輔助繼電器中獲得所需的數據進行運算處理。再將程序執行的結果寫入寄存執行結果的輸出映像寄存器中保存。但這個結果在全部程序未被執行完畢之前不會送到輸出端子上。 （3）輸出刷新 在執行到END的命令時，即執行完用戶所有的程序后，PLC將輸出映像寄存器中的內容送到輸出鎖存器中進行輸出，驅動用戶設備。2.4 PLC的編程語言 PLC的控制功能是由車工女婿實現的。目前P

30、LC常用的編程語言有：梯形圖語言、助記符（指令表）語言、功能圖語言、順序功能圖語言、高級編程語言等。 2.4.1 梯形圖語言 （1）梯形圖與繼電器控制的區別梯形圖語言形象直觀，類似電氣控制系統中繼電器控制電路圖。邏輯關系明顯，電氣技術人員容易接受。讀同一控制電路，繼電器控制原理圖和梯形圖的輸入、輸出信號、控制過程等效。但兩者有本質的區別：繼電器控制原理圖使用的是硬件繼電器和定時器，靠硬件連接組成控制線路。而PLC的梯形圖使用的是內部繼電器、定時器/計數器等，靠軟件實現控制。 （2）梯形圖程序簡介 1. 梯形圖程序按行從上至下，每一行從左到右順序編寫。PLC程序執行順序與梯形圖的編寫一致。 2.

31、 梯形圖左邊垂直線稱左母線，右邊稱為右母線。左母線右側放置輸入接點和內部繼電器觸點。梯形圖觸點有兩種，即常開觸點和常閉觸點。 3 梯形最右側必須放置輸出器件。PLC的輸出器件用圓圈表示，圓圈可以表示內部繼電器線圈，輸出繼電器線圈或定時/計數器的邏輯運算結果。其邏輯動作只有在線圈接通后，對應的觸點才動作。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。 4. 梯形圖程序中的觸點可以任意串、并聯，而輸出線圈只能并聯不能串聯。 5. 輸出線圈只對應輸出映像區的相應位，不能直接驅動現場設備。 6. 梯形圖中每個編程元件應按一定的規則加標字母數字串。2.4.2 助記符語言 PLC的助記符語言

32、是PLC的命令語句表達式，它與計算機匯編語言相類似。用戶可以直觀地根據梯形圖，寫出助記符語言程序，并通過編程器送到PLC中去。 2.4.3 功能圖語言功能圖語言是一種類似于數字邏輯電路圖的編程語言，熟悉數字電路的人比較容易掌握。 2.4.4順序功能圖語言 順序功能圖常用來編制順序控制類程序，可以將一個復雜的控制過程分解為一些具體的工作狀態，把這些具體的狀態依一定的順序控制要求，組合成整體的控制程序。第三章 三菱FX系列PLC簡介 3.1 FX系列PLC的特點 （1） 先進美觀的外部結構 三菱公司FX系列PLC吸收了整體式和模塊式可編程序控制器的優點，它的基本單元、擴展單元和擴展模塊的高度和寬度

33、相同。它們的相互連接不用基板，僅用扁平電纜連接，緊密拼裝后組成一個整齊的長方體。其體積小，很適于在機電一體化產品中使用。 （2） 多種系列機型供用戶選擇 FX0s、FX0N 和FX2N外觀相似，其性能和價格上還是有某些差別（見表4-4-1）。 表4-4-1 FX0s、FX0N 和FX2N的性能比較型號 I/O點數 用戶程序步數 功能指令 通信功能 模擬量模塊 基本指令條 步進指令FX0s 10-30 800步EPROM 50 無 無 20 2FX0N 24-128 2000步EPROM 55 較強 有 20 2FX2N 16-256 內附8K步RAM 298 強 有 27 2 FX0s的功能簡

34、單實用，價格便宜，可用于小型開關量控制系統；FX0N可用于要求較高的中小型控制系統；FX2N的功能最強，可用于要求很高的系統。由于不同的FX系列PLC可供不同的用戶系統選用，避免了功能的浪費，使用戶用最少的投資來滿足系統的要求。 （3） 靈活多變的系統配置 FX系列PLC的系統配置靈活，用戶除了可以選用不同型號的FX系列PLC外，還可以選用各種擴展單元和擴展模塊，組成不同I/O點和不同功能的控制系統。3.2 FX2N系列PLC FX2N是FX系列中功能最強、速度最高的微型可編程序控制器。其基本單元如表4-4-2所示，擴展單元如表4-4-3所示。用戶存儲器容量可擴展到16K步。I/O點最大可擴展

35、到256點。它有27條基本指令，其基本指令的執行速度超過了很多大型PLC。有多種特殊功能模塊，使用特殊功能模塊和功能擴展板，可實現模擬量控制、位置控制和聯網通信等功能。 FX2N有3000多點輔助繼電器、1000點狀態繼電器、200多點定時器、200點16位加計數器、35點32位加/減計數器、800多點16位數據寄存器、128點跳步指針、15點中斷指針。這為應用程序的設計提供了豐富的資源。 表4-4-2 FX2N系列PLC基本單元 型 號 輸入 輸出 擴展模塊繼電器輸出 可控硅輸出 晶體管輸出 點數 點數 可用點數FX2N-16MR-001 FX2N-16MT-001 8 8 2432FX2N

36、-32MR-001 FX2N-32MS-001 FX2N-32MT-001 16 16 2432FX2N-48MR-001 FX2N-48MS-001 FX2N-48MT-001 24 24 4864FX2N-64MR-001 FX2N-64MS-001 FX2N-64MT-001 32 32 4864FX2N-80MR-001 FX2N-80MS-001 FX2N-80MT-001 40 40 4864FX2N-128MR-001 FX2N-128MT-001 64 64 4864 表4-4-3 FX2N系列PLC擴展單元 型 號 輸入 輸出 擴展模塊 繼電器輸出 可控硅輸出 晶體管輸出 點

37、數 點數 可用點數FX2N-32ER FX2N-32ET 16 16 2432 FX2N-48ER FX2N-48ET 24 24 4864 3.3 FX系列PLC內部資源 FX系列PLC內部有CPU、存儲器、輸入/輸出接口單元等硬件資源，按存儲數據的性質把這些數據寄存器RAM命名為輸入繼電器區，輸出繼電器區，輔助繼電器區，狀態繼電器區，定時器、計數器區，數據寄存器區，變址寄存器區等。3.3.1 輸入繼電器（X）與輸出繼電器（Y） 輸入繼電器（X）是PLC接收外部輸入的開關量信號的窗口。PLC將外部信號的狀態讀入并存儲在輸入映像寄存器內，即輸入繼電器中。外部輸入電路接通時對應的映像寄存器為ON

38、（“1”狀態）。表示該輸入繼電器常開觸點閉合，常閉觸點斷開。輸入繼電器的狀態惟一地取決于外部輸入信號，不可能受用戶程序的控制，因此在梯形圖中絕對不能出現輸入繼電器線圈。 輸出繼電器（Y）PLC向外部負載發送信號的窗口。輸出繼電器用來將可編程序控制器的輸出信號傳送給輸出模塊，再向后者驅動外部負載。3.3.2輔助繼電器區 PLC內部有很多輔助繼電器（M），輔助繼電器和PLC外部無任何直接聯系，它的線圈只能由PLC內部程序控制。它的常開常閉觸點只能在PLC內部編程時使用，且可以無限次自由使用，但不能直接驅動外部負載。外部負載只能由輸出繼電器觸點驅動。FX2N系列PLC的輔助繼電器有通用輔助繼電器、斷

39、電保持輔助繼電器和特殊輔助繼電器。第四章 PLC控制系統設計與應用 4.1 PLC控制系統設計的基本原則 任何一種電氣控制系統都是為了實現被控制對象（生產設備或生產過程）的工藝要求，以提高生產效率和產品質量。因此，在設計PLC控制系統時，應遵循以下基本原則： （1）最大限度的滿足被控對象的控制要求 （2）在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統簡單、經濟、實用、維修方便。 （3）保證控制系統的安全、可靠。 （4）考慮到生產發展和工藝的改進，在選擇PLC容量時，應適當留有余地。4.2 PLC控制系統設計的基本內容 PLC控制系統是由PLC與用戶輸入、輸出設備連接而成的。因此，PLC控制系統的基本內

40、容包括如下幾點： （1）選擇用戶輸入設備（按鈕、操作開關、限位開關和傳感器等）、輸出設備（繼電器、接觸器和信號燈等執行元件）以及由輸出設備驅動的控制對象（電動機、電磁閥等）。 （2）PLC的選擇。PLC是PLC控制系統的核心部件，正確選擇PLC，對于保證整個控制系統的技術經濟性能指標起重要作用。 （3）分配I/O點，繪制電氣連接接口圖，考慮必要的安全保護措施。 （4）設計控制程序。包括設計梯形圖、程序清單或控制系統流程圖。 （5）必要時還需設計控制臺。 （6）編制系統的技術文件，包括說明書、電氣圖及電氣元件明細表等。4.3 PLC控制系統設計的一般步驟設計PLC控制系統的一般設計步驟如圖5-1

41、所示。分析控制要求 確定用戶I/O設備選擇PLC 分配I/O，設計I/O接線圖 PLC程序設計繪制流程圖 控制臺設計及現場施工設計梯形圖 設計控制臺 編制程序清單修改輸入程序并修改現場連接 調試 N 滿足要求？ Y 聯機調試 N 滿足要求？ N 編制技術文件交付使用 圖5-1 PLC控制系統設計步驟第五章 系統硬件設計 5.1 系統硬件分析 全自動洗衣機的工作過程包括啟動、進水、洗滌、排水和脫水等功能。在實現控制過程中，各種采樣信息都是通過控制中心進行各種判斷、比較和選擇，再經信息線路反饋給洗衣機各控制執行機構，決定洗衣機的工作狀態。如圖41所示，由PLC控制洗衣機各種動作典型的系統控制圖：

42、進水閥 水位開關 PLC 電機正反轉排水閥圖61 系統結構圖 由圖1可知，PLC在系統中是處中心位置，水位開關是PLC的輸入信號控制開關、進水閥、排水閥和電機是洗衣機各種動作的執行機構。其中進水閥和排水閥由PLC給定信號來決定其工作狀態；電機的工作狀態也由控制中心PLC給定信號來決定，而惦記的正反轉狀態直接決定了洗衣機的洗滌狀態和脫水狀態。另外由于洗衣機工作過程是順序過程，所以利用PLC作為洗衣機的控制系統是可行的。 5.2 全自動洗衣機的控制系統的運作要求：波輪式全自動洗衣機的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內桶）上以同一個中心安裝的。外桶固定作為盛水桶，內桶可以旋轉，作為脫水桶。內桶的四周有許多小孔，使內外桶的水流相通。洗衣機的進水和排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥控制。進水時，控制系統使進水閥打開，將水注入外桶，排水時，使排水電磁閥打開，將水由外桶排到機外。洗滌和脫水由同一臺電機拖動，通過電磁離合器來控制，將動力傳遞給洗滌波輪或甩干桶（內桶）。電磁離合器失電，電動機帶動洗滌波輪實現正、反轉進行洗滌；電磁離合器得電，電動機帶動內桶