自動洗衣機plc課程設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　自從全自動洗衣機誕生以來，其內部的電路控制系統(tǒng)就不斷的被改進。設計方法也開始多種多樣，從而使全自動洗衣機顯得更加智能化。</p><p>　　可編程控制器(PLC)以微處理器為核心，普遍采用依據繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣原理圖編制的梯形圖語言進行程序設計，編程容易，功能擴展方便，修改靈活,而且結構簡單，抗干

2、擾能力強。三菱FX2N系列可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴充設備，有豐富的特殊擴展設備，其中的模擬輸入設備和通信設備更是符合全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求與特點。</p><p>　　本設計選擇三菱FX2N-24MR為核心部件，著重進行硬件接口設計，利用梯形圖和指令表進行編程，實現了全自動洗衣機控制系統(tǒng)的自動化。在整個設計程序的脫水、報警以及程序結束的處理操作過程中，使用上升沿動作開關使相應動作更快捷?？?/p>

3、之，整體梯形圖的設計簡練，有很強的可讀性及操作性。</p><p>　　關鍵詞：PLC；電氣控制；自動化</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言 </b></p><p>　　第1章 可編程程序控制器（PLC） </p><p>　

4、　1.1 PLC概述 </p><p>　　1.2 PLC的發(fā)展 </p><p>　　1.3 PLC的應用 </p><p>　　第2章 全自動洗衣機的基本工作原理 </p><p>　　2.1 基本工作原理 </p><p>　　第3章 全自動洗衣機的硬件設計 </p><p>　　

5、3.1 全自動洗衣機的主電路圖</p><p>　　3.2 I/O分布表 </p><p>　　3.3 I/O接線圖 </p><p>　　3.3 全自動洗衣機的PLC控制系統(tǒng)的要求 </p><p>　　第4章 全自動洗衣機的軟件設計 </p><p>　　4.1 軟件設計框圖 </p>&l

6、t;p>　　4.2 設計流程圖 </p><p>　　4.3 設計分析 </p><p><b>　　4.4 梯形圖 </b></p><p><b>　　4.5 指令表</b></p><p>　　4.6 程序分析

7、 </p><p><b>　　第5章 結論</b></p><p>　　5.1 程序調試</p><p>　　5.2 設計感想</p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p><b>　　前 言</b></

8、p><p>　　全自動洗衣機就是將洗衣的全過程(泡浸-洗滌-漂洗-脫水)預先設定好程序,洗衣時選擇其中一個程序,打開水位選擇開關和啟動洗衣機開關后洗衣的全過程就會自動完成,洗衣完成時由報警器發(fā)出。</p><p>　　目前市場上出售的全自動洗衣機大體分為三類。</p><p>　　第一類：前置式側開門滾筒式洗衣機。</p><p>　　第二類：波

9、輪上開門洗衣機。市場上有多種品牌，如“小天鵝”、“海棠”、“榮事達”等，這種洗衣機的特點是洗滌時間短，用水量小，洗凈度高，是滾筒式的很多倍。</p><p>　　第三類：“攪拌式”洗衣機，由于美洲風沙比較大，人們主要穿著牛仔服裝之類粗厚面料的服裝，所以他們適用攪拌式洗衣機，這種洗衣機洗凈度非常高，是波輪式洗衣機的十幾倍，但由于洗凈度和磨損率成正比，所以很損傷衣物，這種洗衣機市場上很少見。</p>&

10、lt;p>　　PLC控制全自動洗衣機的編程語言容易掌握，是電控人員熟悉的梯形語言，實用術語依然是“繼電器”一類術語，大部分與繼電器觸頭的鏈接相對應，使電控人員一目了然。PLC控制使用簡單，他的I/O已經做好，輸入輸出信號可直接鏈接，非常方便，而輸出口具有一定的驅動能力，起輸出出頭容易達220V/2A。PLC是專門應用手工業(yè)現場自動控制裝置，在系統(tǒng)硬件上采用抗干擾措施。當工作程序需要改變時，只需改變PLC的內部，重新編程而無需對外圍

11、進行重新改動。從這些方面突出了使用PLC控制全自動洗衣機的優(yōu)越性。</p><p>　　第一章 可編程程序控制器（PLC）</p><p>　　1.1 PLC的概述</p><p>　　可編程序控制器（Programmabie Logic Controller,縮寫PLC）是以微處理器為基礎，綜合計算機、通信、聯網以及自動控制技術而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置?？删幊?/p>

12、序控制器是隨著技術的進步與現代社會生產方式的轉變，為適應多品種.小批量生產的需要，生產.發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置。PLC從1969年問世以來，雖然至今還不到40年，但由于其具有通用靈活的控制性能.簡單方便的使用性能，可以適應各種工業(yè)環(huán)境的可靠性，因此在工業(yè)自動化各領域取得了廣泛的應用。有人將它與數控技術、CAD/CAM技術工業(yè)機械人技術并稱為現代工業(yè)自動化技術的四大支柱?？删幊绦蚩刂破髟谖覈陌l(fā)展與應用已有30多年的歷史，現在它

13、已經廣泛應用于國民經濟的各個工業(yè)生產領域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術能力的重要設備和強大支柱。</p><p>　　1.2 PLC的發(fā)展</p><p>　　在可編程控制器出現前，在工業(yè)電氣控制領域中，繼電器控制占主導地位，應用廣泛。但是電器控制系統(tǒng)存在體積大、可靠性低、查找和排除故障困難等缺點，特別是其接線復雜、不易更改，對生產工藝變化的適應性差。</p><p

14、>　　早期的可編程控制器僅有邏輯運算、定時、計數等順序控制功能，只是用來取代傳統(tǒng)的繼電器控制,通常稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller ）。隨著微電子技術和計算機技術的發(fā)展，20世紀70年代中期微處理器技術應用到PLC中，使PLC不僅具有邏輯控制功能，還增加了算術運算、數據傳送和數據處理等功能。</p><p>　　20世紀80年代以后，16位和32位微處理器應用

15、于PLC中，使PLC得到迅速發(fā)展。PLC不僅控制功能增強，同時可靠性提高，功耗、體積減小，成本降低，編程和故障檢測更加靈活方便，而且具有通信和聯網、數據處理和圖象顯示等功能，使PLC真正成為具有邏輯控制、過程控制、運動控制、數據處理、聯網通信等功能的名符其實的多功能控制器。</p><p>　　PLC的發(fā)展過程大致可以分為如下幾個階段：</p><p>　　1970—1980年：PLC的結

16、構定型階段。在這一階段，由于PLC剛誕生，各種類型的順序控制器不斷出現（如邏輯電路型、1位機型、通用計算機型、單板機型等），但迅速被淘汰。</p><p>　　1980—1990年：PLC的普及階段。在這一階段，PLC的生產規(guī)模日益擴大，價格不斷下降，PLC被迅速普及。</p><p>　　1990—2000年，PLC的高性能與小型化階段。 PLC的體積大幅度縮小，出現了各類微型化PLC。

17、三菱公司本階段的主要產品有FX小型PLC系列產品，AIS/A2US/Q2A系列中，大型PLC系列產品等。</p><p>　　2000年至今：PLC的高性能與網絡化階段。 PLC的網絡與通信功能得到迅速發(fā)展，PLC不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通入/輸出設備，還可以通過各種總線構成網絡，為工廠自動化奠定了基礎。</p><p>　　1.3 PLC的應用</p><p>

18、　　PLC的初期由于其價格高于繼電器控制裝置，使得其應用受到限制。但最近十多年來，PLC的應用面越來越廣，其主要原因是：一方面由于微處理器芯片幾有關元件的價格大大下降，使得PLC的成本下降；另一方面PLC的功能大大增強，它也能解決復雜的計算和通信問題。目前PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機械制造、汽車、裝卸、造紙、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。PLC的應用范圍通?？煞殖梢韵?種類型：</p><

19、;p><b>　?。?）順序控制 </b></p><p><b>　?。?）運動控制 </b></p><p><b>　?。?）過程控制</b></p><p><b>　?。?）數據處理 </b></p><p><b>　?。?）通

20、信網絡 </b></p><p>　　第2章 全自動洗衣機基本工作原理</p><p>　　2.1 基本工作原理</p><p>　　全自動洗衣機的進水和排水分別有進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進水時，通過電控系統(tǒng)把進水閥打開，經進水管將水注入機內，排水時，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水又排到機外。洗衣機正轉，反轉由洗滌電機驅動波輪正反來實現，此時脫水

21、桶并不旋轉。脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機帶動桶轉進行甩干；高中低水位開關分別用來測高中低水位；啟動按鈕用來啟動洗衣機工作；空水位按鈕用來測空水位；進水、洗滌、排水、脫水及報警自動完成。</p><p>　　第3章 全自動洗衣機的硬件設計</p><p>　　3.1 全自動洗衣機的主電路圖</p><p>　　圖3-1 主電路圖</p>

22、<p>　　KM0、KM1、KM2、KM3、KM4、KM5分別是輸出繼電器的常開按鈕，主電路中運用一臺電機完成洗衣機的正轉、反轉、脫水工作，兩個電磁閥分別在通電的情況下完成向機內進水和向機外排水，另外用一個指示燈完成報警工作。PLC是一種用作數字控制的專用電子計算機，它根據用戶給的指令，通過輸入接口現場采樣信息執(zhí)行邏輯或數值運算，再通過輸出接口去控制各種執(zhí)行機構動作。它主要由CPU、存儲器、I/O接口模板三部分。它是整體模

23、塊形式，由它作為洗衣機控制系統(tǒng)，在硬件設計上就相對簡單點。通過對結構圖的分析，可知全自動洗衣機的I/O點不多，選擇抵擋的三菱FX2N系列FX2N---24MR，可以完全滿足其要求，FX2N---24MR有20個I/O，根據輸入，輸出口的總點數，考慮留有適當余量，采用三菱FX2N-2MR型PLC，可滿足設計要求</p><p>　　3.2 I/O分布表</p><p>　　表3-2 I/O

24、分布表</p><p><b>　　I/O接線圖 </b></p><p>　　圖3-3 I/O接線圖</p><p>　　3.4 全自動洗衣機的PLC控制系統(tǒng)的要求</p><p>　　1、按下啟動按扭及水位選擇開關，開始進水直到高（中、低）水位，關水；</p><p>　　2、2秒后開始洗滌

25、；</p><p>　　3、洗滌時，正轉40秒，停2秒，然后反轉40秒暫停，停2秒；</p><p>　　4、如此循環(huán)5次，總共420秒后開始排水，排空后脫水30秒；</p><p>　　5、開始清洗，重復（1）~（4），清洗兩遍；</p><p>　　6、清洗完成，報警3秒并自動停機。</p><p>　　第4章 全

26、自動洗衣機的軟件設計</p><p><b>　　軟件設計框圖</b></p><p><b>　　圖4-1 設計框圖</b></p><p><b>　　設計流程圖</b></p><p>　　全自動洗衣機的過程包括啟動、進水、洗滌、排水和脫水等功能。在實現控制過程中，各種采

27、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(zhí)行機構，決定洗衣機的工作狀態(tài)。如圖4-2所示，由PLC控制洗衣機各種動作流程圖。</p><p>　　控制流程圖如下所示：</p><p>　　圖4-2 控制流程圖</p><p>　　由上圖可知，PLC在系統(tǒng)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

28、衣機各種動作的執(zhí)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(tài);電機的工作狀態(tài)也由控制中心PLC給</p><p>　　定信號來決定的，而電機的正反轉狀態(tài)直接決定了洗衣機的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。另外由于洗衣機工作過程是順序過程，所以利用PLC機的控制系統(tǒng)是可行的。</p><p><b>　　設計分析</b></p><p>　　根據

29、前面的編號表盒系統(tǒng)結構圖以及全自動洗衣機的PLC控制系統(tǒng)程序工藝流程圖可知，實現自動控制藥設置7個計時器和2個計數器</p><p>　　T0——暫停2s T1——正轉40s</p><p>　　T2——暫停2s T3——反轉40s</p><p>　　T4——暫停2s

30、 T5——脫水30s</p><p>　　T6——報警3s </p><p>　　C0——正反轉洗滌5次 </p><p>　　C1——大循環(huán)2次 </p><p><b>　　

31、4.4 梯形圖</b></p><p><b>　　指令表</b></p><p><b>　　4.6 程序分析 </b></p><p>　　設計中使用了X0作為啟動按鈕，X14,X15,X16分別作為水位選擇按鈕，同時X1,X2,X3分別作為水位傳感器，以及空水位傳感器X4。按下啟動按鈕之后，洗衣機自動運

32、行，在程序設計的小循環(huán)部分使用了C0作為計數器來完成5次循環(huán)，用C1計數器來完成2次大循環(huán)。為了避免干擾和增加系統(tǒng)敏感性，所以選擇了T5,T6計數器的上升沿來觸發(fā)相應的動作，在整個程序的脫水、報警以及程序結束的處理操作過程中，使用上升沿動作開關使相應動作更快捷。</p><p><b>　　第5章 結論</b></p><p><b>　　5.1 程序調試

33、</b></p><p>　　基于PLC的全自動洗衣機控制系統(tǒng)， 結合程序流程圖運用梯形圖和指令表對相應的功能進行實現。然而在程序調試過程中遇到了開關動作沖突的現象，本來想要一個輸出繼電器動作而結果卻是兩個或多個同時產生相應。通過引入自鎖及上升沿把互相沖突的輸出繼電器隔離開，再結合PLC有關實驗設備經過反復的調試之后得到了預期的結果。總之，整體梯形圖的設計簡練，有很強的可讀性及操作性。</p&g

34、t;<p><b>　　設計感想</b></p><p>　　為期一個星期的PLC課程設計結束了，在這一個星期里，我感覺自己收獲很大。首先，在完成自己課程設計的過程中，我對課本知識又有了更進一步的掌握和認識；其次，在對有關PLC編程及仿真器件的運用過程中，對相應的操作也有了更深刻的掌握；最后，在把理論與實踐相結合的過程中，對于具體問題尋求解決方法，這都要求自己</p>

35、;<p>　　能夠具體問題具體分析。特別是在解決一個現實控制問題的時候才能把書上所學的知識真正的運用到現實中，從而鍛煉自己遇到問題、思考問題、解決問題的能力。這次的課程設計是一次自我知識和能力的檢驗，同時也是為以后積累的一筆財富。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]俞國亮.PLC原理與應用（三菱FX系列）.北京：清華

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