基于PLC全自动洗衣机控制系统设计2

山东科技职业学院毕业设计（论文）论文题目：基于PLC全自动洗衣机控制系统系别：机电工程系专业：电气自动化专业班级：电气自动化二班学生姓名：赵彬学号：20123090253指导教师：王欣香年月44目录摘要1引言.............................................................62全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定.............................72.1总体控制方案确定............................................72.1.1控制系统的比较........................................72.2.2洗衣机的PLC控制系统概述..............................73全自动洗衣机的基本结构...........................................93.1全自动洗衣机的原理和构造....................................93.2洗涤脱水系统...............................................113.3排水和进水系统.............................................113.4电动机及传动系统...........................................124电气控制系统....................................................134.1控制系统结构...............................................134.2控制系统原理...............................................134.3检测电路系统...............................................145主要器件的选择..................................................155.1电动机的选择...............................................155.2传感器的选择...............................................155.3可编程控制器外部设计.......................................166软件设计........................................................186.1系统的顺序功能图设计.......................................186.2全自动洗衣机的控制要求.....................................186.3控制系统顺序功能图.........................................196.4控制系统的梯形图设计.......................................206.5程序语句表.................................................227结束语..........................................................22致谢..............................................................22参考文献-----------------------------------------------------------2055摘要可编程控制器(PLC)是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置,它的功能性强,可靠性高,编程简单,使用方便,体积小巧,近年来在工业生产中得到广泛的应用,被誉为当代工业自动化主要支柱之一。在现代的社会，全自动洗衣机进入各个家庭，本文介绍了PLC用于全自动洗衣机的控制系统，其可改进现有技术的不足，简化结构，有利于降低成本和提高可靠性。关键词:全自动洗衣机;可编程控制器;简化结构;降低成本;Accordingtothefull-automaticwashingmachineinPLCcontrolsthedesignofthesystemAbstractPLCistakescoretocontroldevisedthecalculatortechniqueastheingeneraluseautomationcontrolequiptocomputerskills.Itsfunctionisstrong,thereliabilityishigh,theplaitdistanceissimple,theusageisconvenient,thephysicalvolumeiscleverlymade,intheseyears,PLCistheextensiveapplication,anddriveforcontemporarytheindustrialautomationmainlypaysoneofthepillars.Inthemoderntime,theFull-automaticwasherisenteringeveryfamily.Thearticleintroducesanewdeceleratingclutch,whichisusedinfully-autowashingmachine,itcanimprovethecurrenttechnology,simplifystructure.Itisalsohelpfultoreducecostandincreasesreliability.Keywords:Fully-autoWashingMachine;ProgrammableController;SimplifyStructure;DeclineLowCost;661引言从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，在洗衣机出现以前，这项劳动并不像田园诗描绘的那样充满乐趣、手搓、脚踩、棒击、冲刷、摔打。这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是辛苦劳累。1874年，“手洗时代”受到了前所未有的挑战——美国人比尔·布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。1880年，美国又出现了蒸汽洗衣机，蒸汽动力开始取代人力。之后，水力洗衣机，内燃机洗衣机也相继出现。1911年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机，标志着人类家务劳动自动化的开端。1922年，电动洗衣机迎来一种崭新的洗衣方式——搅拌式。搅拌式洗衣机由美国玛依塔格公司研制成功。70年代后期，微电脑控制的全自动洗衣机出现引领新的发展方向，让人耳目一新。90年代，由于电动机调速技术的提高，洗衣机实现了较宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。全自动洗衣机其特点是能自动完成洗涤，漂洗和脱水的转换，整个过程不需要人工操作。这类洗衣机均采用套筒式结构，其进水，排水都采用电磁阀，由程序控制器按人们预先设计好的程序不断发出指令，驱动各执行器件动作，整个洗衣过程自动完成。所用的程序控制器可分为电动机驱动式和单片机式。从控制方式的发展阶段上分：全自动洗衣机可分为两大类：第一类电动控制洗衣机，它的程序控制器由电动元件组成。第二类是电脑控制洗衣机，它的程序控制器由微型计算机组成。电动控制全自动洗衣机是较早出现的自动控制类家用电器，其产品类型还属于传统的机械产品，是自动控制的初级阶段。随着计算机的及微电子技术的发展，自动控制系统正在逐步实现硬件化。因此，电动控制洗衣机将逐步退出家电舞台。77可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程.可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与各种控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。2全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定2.1总体控制方案确定2.1.1控制系统的比较PLC系统的特点：1）可靠性高，PLC作为一种通用的工业控制器，它必须能够在各种不同的工作环境中正常工作。对工作的环境要求较低，抗外部干扰能力强，平均无故障时间长。2）使用方便灵活，PLC采用了基本单元扩展或者是模块化的结构形式，因此，输入/输出信号的数量，形式，驱动能力等都可以根据实际控制要求进行选择与确定，而且在需要时可以随时更换，近年来，PLC的特殊模块增多这些可以满足不同的控制要求，使PLC的使用更加灵活与多变。3）编程简单，PLC的优越性主要体现在它采用了独特的，多种面向广大工程设计人员的编程语言，如指令表，梯形图，逻辑功能图，顺序功能图等，程序简洁，明了适合各类技术人员的传统习惯，即使是没有计算机知识的人员也很统一掌握，特别是梯形图与逻辑功能图，形象直观，动态监测效果逼真，且与计算机控制容易。单片机系统的特点：1）要求环境，单片机对环境的适应能力较低，可靠性差。2）编程和PLC相比难以学习，主要是单片机采用汇编语言或者是C语言，这些高级语言和PLC语言相比，难以学习。3）功能单一只具有使用中所需要的功能。但是，它结构简单，处理速度快。2.2.2洗衣机的PLC控制系统概述全自动洗衣机采用PLC控制系统将大大提高工作效率，和适应工作环境的能力。在全自动洗衣机中，洗衣机洗涤、脱水程序是由单片机为中心控制系统工作的。首先由于单片机的指令系统相对复杂，编写洗涤、脱水程序相对复杂；其次，在设计控制系统硬件时．要有多种电路保护装置，如电流保护、电压保护、过载保护、过热保护及欠压保88护等等这样增加了硬件的复杂性，隐含较高的故障率无形地增加了维修成本费用，在各种控制系统中广泛运用的PLC能克服单片机的缺点。它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。因此在运用中，硬件也相对简单，提高控制系统的可靠性。另外它的编程语言也相对简单。典型的PLC控制系统的硬件组成框图如图1所示：图1PLC控制系统的硬件组成框图2.2.3PLC的设计步骤开发应用PLC的设计任务分为硬件和软件设计两部分。硬件设计主要包括:1）确定安排PLC的输入、输出点;2）设计外围电路,包括主电路;3）选购PLC并进行现场安装接线等内容；软件设计,大多数用梯形图和指令程序,主要包括:1）设计控制流程,根据工艺要求先画出工作循环,如有必要再画详细的状态流程图;2）根据工作循环图,画出虚拟的电路图———继电器梯形图;按梯形图编写指令程序表;3系统调试:根据设计要求,对程序进行调试和修改,必要时还可对硬件进行修改,直到满足要求；在电脑控制的全自动洗衣机中，又存在着两种不同的控制方式，即程序控制和模糊控制。由于控制方式的不同，两种洗衣机在结构和原理上都有很大的区别。程序控制洗衣机以洗衣机生产厂家设定的数十种操作程序为基础，用户在使用时可根据洗衣量，布质的轻重以及衣物的脏污程度性质等因素，选择不同的洗衣程序。程序控制全自动洗衣99机的控制按钮很多，对程序的选择需要有一定的洗衣经验。模糊控制洗衣机以其内部设置的各种传感器为信息采集源，对传感器传回的洗衣量，衣物布质，脏污程度以及脏污性质信息进行模糊逻辑推理，从而自动设置相应的洗涤参数，并对洗衣的全过程进行实时的检测与控制。模糊控制全自动洗衣机的洗衣按钮只有很少几个。从控制类型上来说，模糊控制属于智能控制，是自动控制的较高形式，代表着自动控制的发展方向。但是，受自动控制水平的限制，目前的模糊控制洗衣机还不能实现全功能上的模糊控制，另外由于使用了各种传感器和模糊逻辑控制器，使模糊控制洗衣机的成本远高于程序控制洗衣机。故一般不采用。3全自