毕业设计论文-基于三菱plc的全自动洗衣机控制仿真

毕业设计论文-基于三菱plc的全自动洗衣机控制仿真内容摘要：

程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。 在线编程方式： CPU 和编程器有各自的 CPU，主机 CPU 负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。 这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。 五种标准化编程 语言： 顺序功能图（ SFC）、梯形图（ LD）、功能模块图（ FBD）三种图形化语言和语句表（ IL）、结构文本（ ST）两种文本语言。 选用的编程语言应遵守其标准，同时，还应支持多种语言编程形式，如 C， Basic 等，以满足特殊控制场合的控制要求。 ⑤ 诊断功能 林进军： 基于 PLC 的全自动洗衣机控 制仿真 PLC 的诊断功能包括硬件和软件的诊断。 硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。 通过软件对 PLC 内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对 PLC 的 CPU 与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。 PLC 的诊断 功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。 ⑥ 处理速度 PLC 采用扫描方式工作。 从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号持续时间小于扫描时间，则 PLC 将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失。 处理速度与用户程序的长度、 CPU 处理速度、软件质量等有关。 目前， PLC 接点的响应快、速度高，每条二进制指令执行时间约 ～ s，因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。 扫描周期（处理器扫描周期）应满足：小型 PLC 的扫描时间不大于 ；大中型 PLC的扫描 时间不大于。 （ 4） 机型的选择 ① PLC 的类型。 PLC 产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。 对 PLC 的分类，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和 I/O 点数的多少等进行大致分类。 根据 PLC 的结构形式，可将 PLC 分为整体式和模块式两类。 整体式 PLC 是将电源、 CPU、 I/O 接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。 小型 PLC 一般采用这种整体式结构。 整体式 PLC 由不同 I/O 点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。 基本单元内有 CPU、 I/O 接口、与 I/O 扩展单元 相连的扩展口，以及与编程器或 EPROM 写入器相连的接口等。 扩展单元内只有 I/O 和电源等，没有 CPU。 基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。 整体式 PLC 一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。 模块式 PLC 是将 PLC 各组成部分，分别作成若干个单独的模块，如 CPU 模块、 I/O 模块、电源模块（有的含在 CPU 模块中）以及各种功能模块。 模块式 PLC 由框架或基板和各种模块组成。 模块装在框架或基板的插座上。 这种模块式 PLC 的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便， 便于扩展和维修。 大、中型 PLC 一般采用模块式结构。 还有一些 PLC 将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式 PLC。 叠装式 PLC其 CPU、电源、 I/O 接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。 这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。 ② 按功能分类。 根据 PLC 所具有的功能不同，可将 PLC 分为低档、中档、高档三类。 低档 PLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入 /输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。 主要用于 逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。 2020 届电子信息工程技术专业毕业（论文） 11 中档 PLC 除具有低档 PLC 的功能外，还具有较强的模拟量输入 /输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程 I/O、子程序、通信联网等功能。 有些还可增设中断控制、 PID 控制等功能，适用于复杂控制系统。 高档 PLC 除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。 高档 PLC 机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。 ③ 按 I/O 点数分类。 根据 PLC 的 I/O 点数的多少，可将 PLC 分为小型、中型和大型三类。 小型 PLC 的 I/O 点数在 256 点以内；单 CPU、 8 位或 16 位处理器、用户存储器容量 4K 字以下。 如： GEI 型 美国通用电气（ GE）公司 TI100 美国德洲仪器公司 F、 F F2 日本三菱电气公司 C20 C40 日本立石公司（欧姆龙） S7200 德国西门子公司 EX20 EX40 日本东芝公司 SR20/21 中外 合资无锡华光电子工业有限公司 中型 PLC 的 I/O 点数 256~2048 点；双 CPU，用户存储器容量 2~8K。 如： S7300 德国西门子公司 SR400 中外合资无锡华光电子工业有限公司 SU SU6 德国西门子公司 C500 日本立石公司 GEⅢ GE 公司 大型 PLC 的 I/O 点数在 2048 点以内；多 CPU， 16 位、 32 位处理器，用户存储器容量 8～ 16K。 如： S7400 德国西门子公司 GEⅣ GE 公司 C2020 立石公司 K3 三菱公司 ④ 按输出形式分类。 按输出形式分可分为 : R继电器输出 (有触点，可带交直流负载 )； S双向晶闸管输出（无触点，带交流负载）； T晶体管输出（无触点，带直流负载）。 ⑤ 经济性的考虑。 林进军： 基于 PLC 的全自动洗衣机控 制仿真 选择 PLC 时，应考虑性能价格比。 考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。 输入输出点数对价格有直接影响。 每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。 当点数增加到某一数值后，相应的存 储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对 CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。 在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。 由于三菱 FX2N 系列的 PLC 在小型控制系统中比较占有优势和市场，本次设计也是小型的控制系统，并且我们学习的也是三菱 FX2N 系列的 PLC，所以我们采用我们熟悉的三菱 FX2N 系列的PLC 来控制该系统。 FX2N 功能介绍 FX2N 系列是 FX 系列 PLC 家族中最先进的系列。 控制规模： 16~256 点（基本单元： 16/32/48/64/80/128 点）。 特点：（ 1） 集成型高性能。 CPU、电源、输入输出三位一体。 对 6 种基本单元，可以以最小 8 点为单元连接输入输出扩展设备，最大可以扩展输入输出 256 点。 （ 2） 高速运算。 基本指令： s/指令。 应用指令 : s~数 100μ s/指令。 （ 3） 宽裕的存储器。 内置 8000 步 RAM 存贮器，安装存储盒后，最大可以扩展到 16000 步。 （ 4） 丰富的软元件。 辅助继电器： 3072 点。 定时器： 256 点。 计数器： 235 点。 数据寄存器： 8000 点。 （ 5） 除了具有输入输出 16~256 点的一般用途，还有模拟量控制、定位控制等特殊控制。 FX2N 规格型号 FX2N 系列 PLC 的技术指标包括一 般技术指标、电源技术指标、输入技术指标、输出技术指标和性能技术指标。 如表 给出了性能技术指标。 2020 届电子信息工程技术专业毕业（论文） 13 表 FX2N 性能技术指标 运算控制方式 存储程序反复运算方法（专用 LSI），中断命令 输入输出控制方式 批处理方式（在执行 END 指令时），但有输入输出刷新指令 运算处理速度 基本指令 s/指令 应用指令 （ s~数百 μ s） /指令 程序语言 继电器符号 +步进梯形图方式（可用 SFC 表示） 程序容量存储器形式 内附 8K 步 RAM，最大为 16K 步（可选 RAM， EPROM EEPROM 存储卡盒） 指令数 基本、步进指令 基本（顺控）指令 27 个，步进指令 2 个 应用指令 128 种 298 个 输入继电器 X000～ X267（ 8 进制编号） 184 点 合计 256 点 输出继电器 X000～ X267（ 8 进制编号） 184 点 辅助继 电器 一般用 M000～ M499 500 点 锁存用 M500～ M1023 524 点， M1024～ M3071 2048 点 合计 2572 点 特殊用 M8000～ M8255 256 点 状态寄 存器 初始化用 S0～ S9 10 点 一般用 S10～ S499 490 点 锁存用 S500～ S899 400 点 报警用 S900～ S999 100 点 定时器 100ms T0～ T199（ ～ ） 200 点 10ms T200～ T245（ ～ ） 46 点 1ms（积算型） T246～ T249（ ～ ） 4 点 100ms（积算型） T250～ T255（ ～ ） 6 点 模拟定时器（内附） l 点 林进军： 基于 PLC 的全自动洗衣机控 制仿真 计数器 增 计数 一般用 C0～ C99 （ 0～ 32767）（ 16 位） 100 点 锁存用 C100～ C199 （ 0～ 32767）（ 16 位） 100 点 增 /减 一般用 C220～ C234 （ 32 位） 20 点 计数用 锁存用 C220～ C234 （ 32 位） 15 点 高速用 C235～ C255 中有： 1 相 60kHz 2 点， 10kHz 4 点或 2 相 30kHzl点， 5kHz l 点 数据寄 存器 通用数据 一般用 D0～ D199 （ 16 位） 200 点 寄存器 锁存用 D200～ D511（ 16 位） 312 点， D512～ D7999（ 16 位） 7488 点 特殊用 D8000～ D8195（ 16 位） 106 点 变址用 V0～ V7， Z0～ Z7（ 16 位） 16 点 文件寄存器 通用寄存器的 D1000以后可每 500点为单位设定文件寄存器（ MAX7000 点） 指针 跳转、调用 P0～ P127 128 点 输人中断、计时中断 I0 口～ I8 口 9 点 计数中断 I010～ I060 6 点 嵌套（主控） N0～ N7 8 点 常数 十进制 K 16 位： 32768～ +32767； 32 位： 2147483648～ +2147483647 十六进制 H 16 位， 0～ FFFF（ H）， 32 位： 0～ FFFFFFFF（ H） I/O 分配表 洗衣机 I/O 分配表如表 所示。 表 I/O 分配表 2020 届电子信息工程技术专业毕业（论文） 15 PLC 输入端 所接外部输入器件 PLC 输出入端 所接外部输出入器件 X0 启动按钮 SB0 Y0 进水电磁阀 YA1 X1 停止按钮 SB1 Y1 排水电磁阀 YA2 X2 低水位限位开关 SQ0 Y2 电磁离合器 YA3 X3 高水位限位开关 SQ1 Y3 正转接触器 KM1 X4 手动排水按钮 SB2 Y4 反转接触器 KM2 Y5 蜂鸣器 HA PLC 接线图 PLC 接线图如图 所示，图 中的 2 标号与主电路的交流 220V 连接。 林进军： 基于 PLC 的全自动洗衣机控 制仿真 图 PLC 接线图 2020 届电子信。