課程設計報告書課程名稱PLC應用技術姓名郭錚學號5專業工業電氣自動化班級自動化指導教師徐潔課程設計成績不合格合格良好優秀2013年5月27日課程設計任務書課程設計題目投幣式洗衣機PLC設計課程設計時間2013年5月24日2013年5月31日課程設計小組成員郭錚課程設計目的1、進一步熟悉和掌握PLC的結構及工作原理。2、掌握單PLC的接口技術及外圍芯片的外特性，控制方法。3、通過課程設計，掌握以PLC為核心的電路設計的基本方法和技術。4、通過實際程序設計和調試，逐步掌握PLC設計方法和調試技術。5、通過完成一個包括電路設計和程序開發的完整過程，使學生了解開發PLC應用系統的全過程，為今后從事相應事業打下基礎。課程設計任務1、構思本次課題方案2、通過軟件設計電路3、通過軟件設計程序4、調試程序是否可行5、裝接元件并且排版課程設計主要技術指標一、原理圖設計1、原理圖設計符合項目的工作原理，連線正確。2、圖中所使用的元器件合理選用。二、程序設計1、根據總體要求畫出流程圖。2、根據流程圖設計出完整的程序。3、按照IO分配表畫出外部接線圖三、程序調試1、按所設計的接線圖，在PLC上連線，檢查無誤。2、將編寫成的文件傳送到PLC中，執行該程序，檢查該程序是否達到設計要求，若未達到，修改程序，直到達到要求為止。課程設計進度計劃2013年5月24日構思課題方案2013年5月27日設計程序2013年5月2830日修改完善程序2013年5月31日完成課題實驗報告任務簽發時間2013年5月24日任務完成時間2013年5月31日學生簽名指導教師簽名一、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,輸出24點FX2N是FX系列中功能最強、速度最高的微型PLC，內置用戶存儲器8K步，可擴展到16K步，最大可擴展到256個I/O點，可有多種特殊功能擴展，實現多種特殊控制功能（PID、高速計數、A/D、D/A、等）。有功能很強的數學指令集。通過通信擴展板或特殊適配器可實現多種通信和數據鏈接。特點系統配置即固定又靈活；編程簡單；備有可自由選擇，豐富的品種；令人放心的高性能；高速運算；使用于多種特殊用途；外部機器通訊簡單化；共同的外部設備。性能規格項目規格備注運轉控制方式通過儲存的程序周期運轉I/O控制方法批次處理方法當執行END指令時I/O指令可以刷新運轉處理時間基本指令08S/指令應用指令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梯形圖能生成SFC類型程序程式容量8000步內置使用附加寄存盒可擴展到16000步指令數目基本順序指令27最大可用298條應用指令步進梯形指令2應用指令128輔助繼電器一般500點M0至M499（M線圈）鎖定2572點M500至M3071特殊256點M8000至M8255狀態繼電器一般490點S0至S499（S線圈）鎖定400點S500至S899初始10點S0至S9信號報警器100點S900至S999定時器（T）100毫秒范圍0至32767秒200點T0至T19910毫秒范圍0至32767秒46點T200至T2451毫秒保持型范圍0至32767秒4點T246至T249100毫秒范圍0至32767秒6點T250至T255計數器（C）一般16位范圍0至32767數200點C0至C199類型16位上計數器鎖定16位100點（子系統）C100至C199類型16位上計數器一般32位15點C200至C219類型16位上/下計數器鎖定32位15點C220至C234類型16位上/下計數器高速計數器單相范圍2147483648至2147483647數C235至C2406點（C）單相C/W起始注意所有的計數器鎖定C241至C2455點停止輸入雙相C246至C2505點A/B相C251至C2555點數據寄存器一般200點D0至D199（D）類型32位元件的16位數據存儲寄存器對鎖定7800點D200至D7999類型32位元件的16位數據存儲寄存器對文件寄存器7000點D1000至D7999類型16位數據存儲寄存器特殊256點從D8000至D8255類型16位數據存儲寄存器變址16點V0至V7以及Z0至Z7類型16位數據存儲寄存器指標用于CALL128點P0至P127（P）用于中斷6輸入點、3定時器、6計數器100至150和16至18嵌套層次用于MC和MRC時8點N0至N7常數十進位K16位32768至3276832位2147483648至2147483647十六進位H16位0000至FFFF32位00000000至FFFFFFFF浮點32位117510，340310（不能直接輸入）二、投幣式洗衣機介紹展示簡介隨著洗衣機的商用進程加深，商用洗衣機開始朝著家用洗衣機不同的方向發展，高質耐用、操作簡單、完全自動化、減少管理成本的機型成為行業的迫切需求，投幣洗衣機應時而生。投幣洗衣機采用更高品質的電機、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配備投幣箱，由投幣系統自動控制洗衣機的運行，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（學校、工廠、酒店等）商用洗衣機的首選。型號種類投幣洗衣機根據結構可分為連體式、分體式兩種連體式投幣洗衣機投幣箱與洗衣機集成為一體，可靈活移動，安裝過程更為簡單，分體式由于安裝復雜、移動不便，故在市場上份額很少。分體式投幣洗衣機投幣箱與洗衣機由一條電纜連接，投幣箱一般安裝在固定位置（如墻上），這種安裝方式給消費者會帶來使用上的不便，難成主流產品。投幣式洗衣機特點更加安全采用防鼠底蓋設計，使用更安全；特設的調整底腳結構，產品洗衣過程更平穩、安全；通過泄水、隔板等的結構，使得水電分離，使用更安全；商用設計箱體采用進口工程塑料，經久耐用，永不銹蝕，絕緣性能好，使用更安全外露式線屑過濾網，線屑一網打盡；控制臺采用傾斜式設計，操作更方便；洗衣過程一目了然，洗衣過程安全省心。故障提示機器安裝了高智能芯片可以進行系統智能自檢，當出現人為操作不當或機器運行環境異常狀態時，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，提高了終端運營經濟效益；揭蓋即停在洗衣程序運行中，甩干時揭蓋即停，以免機內動力傷及人體；安裝方便本機采用分體設計，占用場地小，機動性強，可安裝在宿舍走廊，樓梯空地，洗漱區域，洗衣房等地方，使產品更貼進用戶，帶來更多便利，增加使用頻率；節電省水額定功率為255W（待機不耗電），洗滌一次時間為1040分鐘左右，用電僅為01度，洗滌結束，洗衣機蜂鳴提示后自動斷電，使用更省電、省心；全四防機器安全性能設計上采用防水，防潮，防震，防雷，使安全性能進一步提高；時間洗衣程序經過仔細設計，增加了洗滌時間，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1、體積小和普通家庭式洗衣機一樣，安裝容易。2、全封閉面板洗衣機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據。3、低故障率洗衣機和洗衣卡采用非接觸控制技術，具有防塵、防水、防磁、防靜電的功能，在潮濕、多塵的使用環境中同樣能保持良好的讀寫性能。4、操作簡單洗衣機在使用時按下電源開關后無須進行任何選擇，只需在感應區內揮動一下洗衣卡或者投幣，即可啟動洗衣機進行正常工作。5、針對公用洗衣機的使用特性，增加了臭氧消毒、滅菌裝置，通過獨特設計的氣泵及臭氧發生器，洗衣過程中產生臭氧氣泡并溶解于水中，形成雙氧水，達到很好的消毒滅菌、防止細菌交叉感染的效果。適用范圍1、大專院校建立自助式洗衣房理想產品，采用先進收費管理模式，可加快資金回收并有效降低管理成本。2、大型企業解決單身員工生活難題，體現人性化管理模式。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。三、基于PLC的程序設計工作原理結構由電動程控器、水位開關、安全開關（蓋開關）、排水選擇開關、不排水停機開關、貯水開關、漂洗選擇開關、洗滌選擇開關等組成。工作原理通過各種開關組成控制電路，來控制電動機、進水閥、排水電磁鐵及蜂鳴器的電壓輸出，使洗衣機實現程序運轉。波輪式洗衣機波輪式洗衣機中產生機械作用的主要部件是波輪。它設置在洗滌捅底，在電機的驅動下重復作“正轉停反轉停正轉”運動。波輪旋轉時對洗滌液的作用力可以分解為與轉軸平行方向的軸向分力及在波輪平面內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，造成波輪中心區的負壓。因壓力差，四周的液體迅速向下流動，以彌補波輪四周的液體。這樣就形成了洗滌桶內上下翻滾的流場。普通型波輪洗衣機結構由洗衣桶、電動機、定時器、傳動部件、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，帶動衣物上、下、左、右不停地翻轉，使衣物之間、衣物與桶壁之間，在水中進行柔和地摩擦，在洗滌劑的作用下實現去污清洗。控制分析投幣式洗衣機于家用全自動洗衣機的工作過程相同包括啟動、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。如右圖所示，是PLC控制洗衣機的各種動作的經典控制圖。由圖可知，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，而電機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?？刂埔蟪跏紶顟B，等待投幣投幣1元13件衣物清洗1投幣結束后，開始進水，當水滿（即水位到達中水位時），停止進水。2等待1秒后開始洗滌。3洗滌時，正轉洗滌5秒，暫停1秒，再反轉洗滌5秒，暫停1秒。4如此循環往復10次。5當滿10次以后，開始排水。6水排空（即水位下降到低位時），開始脫水并繼續排出多余水分。7脫水8秒后，即完成一次從進水到脫水的整個工作流程。8大循環2次整個過程。9當大循環滿2次完成后，則進行洗完報警。10報警5秒后，結束全部過程，自動停機。投幣2元46件衣物洗滌1快速按鈕后，當水滿（即水位到達高水位時），停止進水。2等待2秒后開始洗滌。3洗滌時，正轉洗滌10秒，暫停2秒，再反轉洗滌10秒，暫停2秒。4如此循環往復20次。5當滿20次以后，開始排水。6水排空（即水位下降到低位時），開始脫水并繼續排出多余水分。7脫水15秒后，即完成一次從進水到脫水的整個工作流程。8大循環2次整個過程，。9當大循環滿2次完成后，則進行洗完報警。10報警5秒后，結束全部過程，自動停機。投幣3元79件衣物或床單被單清洗1投幣結束后，開始進水，當水滿（即水位到達高水位時），停止進水。2等待2秒后開始洗滌。3洗滌時，正轉洗滌15秒，暫停2秒，再反轉洗滌15秒，暫停2秒。4如此循環往復20次。5當滿20次以后，開始排水。6水排空（即水位下降到低位時），開始脫水并繼續排出多余水分。7脫水20秒后，即完成一次從進水到脫水的整個工作流程。8大循環3次整個過程。9當大循環滿2次完成后，則進行洗完報警。10報警5秒后，結束全部過程，自動停機。四、程序設計IO分配表輸入輸出X0投幣箱Y0報警燈HLX1高水位觸點Y1進水電機M1X2低水位觸點Y2正轉電機M2X3中水位觸點Y3反轉電機M3Y4排水電機M4Y5脫水電機M5外部接線圖X0Y0X1Y1X2FX2N48MRY2X3Y3Y4Y5COMCOM1COM2COM3SB1SB2SB3SB4AC220VHLKM1KM2KM3KM4KM524VFU1FU2FU3流程圖梯形圖五、系統調試程序編寫在模擬時，應注意幾個方面的問題1FX軟件生成的4個文件應保存在同一文件夾里，否則程序不能正常執行。2在運行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行。PLC運行第一步目測。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。通電后發現PLC輸出與設計程序相同。六、課題小結短暫的一個星期過去了，意味著一周的單PLC實驗結束了，在這次實