基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计 (设计源文件+万字报告+讲解)（支持资料、图片参考_降重降ai）_文章底部可以扫码

基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计摘 要在科技高速发展的今天自动洗衣机早已是常见的必备家庭日用电器。本文以可编程控制器PLC为控制核心设计了由可编程控制器PLC控制的波轮自动洗衣机的控制系统改进了现有洗衣机的控制系统简化了程序使控制系统更加易懂且操作方便并利用该机解放了人们的双手。根据自动洗衣机的工作过程和控制要求采用PLC设计了自动洗衣机的控制系统实现了控制系统的灵活性、高稳定性和可靠性为检测人员随时输入、调试和修改控制程序提供了方便。关键词全自动洗衣机PLC系统设计目录第1章引言第2章背景2.1洗衣机综述2.2 PLC的诞生2.3洗衣机的工作原理第3章工艺要求及动作流程3.1工艺要求及动作流程3.2具体控制要求第4章PLC控制结构和原理第5章硬件设计及I/O分配5.1硬件设计结构接线图5.2 I/O分配表第6章程序设计与调试6.1程序设计6.2程序调试第7章控制系统程序设计7.1调节水位程序段7.2启动、手动停止、手动排水程序段7.3到达指定水位开始运行程序段7.4小循环洗衣程序段7.5正转脱水和大循环程序段7.6洗涤结束报警程序段第8章结束语参考文献致谢基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计第1章引言基于单片机控制系统的自动洗衣机存在着自身无法克服的缺点。首先单片机控制系统指令复杂清洗脱水程序相对复杂。其次在设计控制系统的硬件时必须有多种电路保护装置这会增加硬件的复杂度。如果全自动洗衣机控制系统采用PLC控制这些缺点单片机控制可以克服[1]。PLC是以计算机技术为核心的通用工业自动化设备。它将传统的继电控制系统与计算机技术相结合。它是一个完整的模块。它集驱动电路、检测电路、保护电路和通信网络功能于一体。它具有硬件相对简单、可靠性高、灵活通用、编程调试方便、使用维护方便等特点可以提高控制系统设计的灵活性和控制系统的可靠性。目前它已广泛应用于工业自动化控制、机电一体化和传统产业的改造。它被誉为现代工业生产自动化的三大支柱[2]。根据自动洗衣机的控制要求采用三菱PLC设计了自动洗衣机控制系统。第2章背景2.1洗衣机综述在当今社会洗衣机是人们生活中不可缺少的家用电器之一。一般来说洗衣机的分类有两种方法①根据不同的洗涤方法②根据洗衣机的自动化程度。根据洗涤方法的不同洗衣机可分为波轮洗衣机和滚筒洗衣机。按自动化程度可分为普通洗衣机、半自动洗衣机、自动洗衣机等。2.2 PLC 的诞生20世纪60年代末美国通用公司提出了一系列要求它需要开发一个简单的程序并有自己的技术语言、系统易于使用。为了满足通用公司的要求美国数字设备公司开发了世界上第一台可编程控制器PDP-14PLC。这种先进的工业控制元件可以通过编程来修改控制方案也可以应用于逻辑控制。2.3洗衣机的工作原理众所周知洗衣机的工作原理是将衣物放入洗衣桶加入适量的水和清洁剂然后控制按钮启动洗衣机。洗衣机启动后洗衣机底部的轮子开始转动并相应地运转。包括洗涤、干燥、排水等一系列工作。在工作中衣物和清洁剂由于滚筒的旋转而旋转。在旋涡的作用下它们在桶壁上螺旋摩擦产生用手摩擦衣物的效果使污垢与衣物分离。同时由于洗衣粉中含有活性分子活性分子可以通过衣服表面的毛孔进入衣服在水的作用下膨胀从而在膨胀过程中衣服中的污垢和灰尘颗粒杂质可以排出。然后漂洗脱水将洗涤液中的污垢从水中洗掉然后在离心力的作用下将大部分水排出最终达到洗涤衣物的目的。第3章工艺要求及动作流程3.1工艺要求及动作流程自动洗衣机的结构图如图1所示。洗衣斗(外斗)和清衣斗(内斗)位于同一中心。外管固定以盛水。内筒可旋转脱水。内管周围有许多小孔使内管与外管的流动连接起来。自动洗衣机的进水和出水分别由进水电磁阀和出水电磁阀进行。进水时由电控系统打开进水电磁阀通过进水管[3]将水注入外筒。排水时由电气控制系统打开排水电磁阀水从外筒排到机器外部。正反面洗波板由洗波电机驱动正反面洗波。此时脱水滚筒不旋转。脱水时离合器由电控系统关闭内缸由清洗电机驱动向前旋转干燥。高水位和低水位开关分别用于检测高水位和低水位。启动按钮是用来启动洗衣机的。停止按钮用于实现进水、排水、脱水、报警的手动停止。排水按钮用于手动排水。图1全自动洗衣机外形图1.波盘2.外桶3.内桶4.进水口5.启动按钮6.排水按钮7停止按钮8.高水位按钮9.中水位按钮10.低水位按钮11.显示器12.高水位开关13.中水位开关14.低水位开关15.排水口16.洗涤电动机图2PLC控制洗衣机的控制图自动洗衣机的操作一般包括启动、灌装、清洗、排水和脱水。在控制过程中控制中心对各种采样信息进行判断、比较和选择然后通过信息电路反馈给洗衣机的各种控制机构确定洗衣机的工作状态。PLC在系统中的中心地位,水位开关是PLC的输入信号控制开关,入口阀,排污阀和电机驱动器的各种行为的洗衣机,进口阀和排水阀是由信号给PLC,电动机的工作状态也由PLC[4]。输出信号由控制中心PLC给出电机的正负状态由控制中心PLC给出的信号直接决定。确定了洗衣机的洗涤状态和脱水状态。由PLC控制的洗衣机各动作控制图如图2所示。3.2具体控制要求自动洗衣机的PLC控制系统要求系统处于初始状态准备启动。选择水位按下启动按钮打开进水阀自来水通过进水管进入外缸。当达到预定水位时停止进水口开始冲洗和正旋转。正洗30秒后洗涤电机暂停暂停2秒后洗涤反转开始反洗30秒后洗涤电机暂停2秒小循环。如果正、反洗周期小于5次则返回正洗周期开始下一个小周期如果正、反洗周期满5次则结束小周期开始排水。当水位降到低水位时开始脱水排水持续30秒。完成一个大周期如果完成三个大周期清洗过程将完成警报将完成5秒。如果你按下停止按钮你可以手动排水和脱水。流程图如图3所示。图3全自动洗衣机的控制流程图第4章PLC控制结构和原理PLC是工业控制的专用设备。其硬件组成与计算机应用系统相似。传统的PLC主要由以下部分组成存储器、控制接口、外围接口、扩展接口、电源等[5]。一般来说传统硬件的框图如图4所示。图4PLC控制系统硬件结构图中央处理器(CPU)是PLC的控制中心和操作中心。在系统程序的配合下接收和存储用户程序和程序员的输入数据诊断程序中PLC电源和内部电路的工作状态和语法错误。输入设备被扫描并存储在相应的存储单元中以便从内存中读取用户程序。编译器对其进行解释并将其转换为相应的机器码。根据机器产生相应的控制信号完成用户程序[6]。操作和控制任务需要输出相应的计算结果和控制信号来完成打印、显示、通信等。PLC采用连续循环方式对每个循环的所有输入信号进行采样。PLC循环扫描的主要工作过程分为三个阶段:输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。PLC控制技术通过现场总线将PLC与上位机连接起来监控并分析各PLC[7]的状态并将信息反馈给管理人员。在数控系统中PLC在解决开关量辅助控制问题中起着重要作用。主要负责数控侧和机侧逻辑信号处理。在NC中M、S、T等辅助功能的代码信息发送到NC。PCL将M、S、T指令的响应信号发送回CNC控制CNC设定机床坐标参考点。在机器端PLC向机器发送信号以控制机器的执行机器向PLC发送操作面板上的开关和按钮等信号[8]。第5章硬件设计及I/O分配5.1硬件设计结构接线图根据全自动洗衣机的控制系统的要求PLC控制的硬件设计接线图如图5所示。图5 PLC在全自动洗衣机控制系统的接线图[9]5.2 I/O分配表PLC的I/O分配表如表1所示。表1PLC的I/O地址分配表第6章程序设计与调试6.1程序设计根据全自动洗衣机的PLC控制系统的要求及I/O分配实现该功能的指令程序如表2所示。表2全自动洗衣机PLC控制的指令程序表[10]6.2程序调试连接PLC打开软件并选择适当的通信端口。[12]。第7章控制系统程序设计7.1调节水位程序段启动洗衣机时第一步是调整水位。洗衣机有“低”、“中”、“高”三种水位。默认情况下该过程将水位设置为中等。按下按钮X005调整水位。顺序是Y010、Y011、Y012(中、高、低)然后是循环如图6所示。图67.2启动、手动停止、手动排水程序段X000表示启动洗衣机Y007表示启动操作指示灯Y000表示进入水电磁阀。但按下X000、Y007、Y000电源按钮操作指示灯亮进水电磁阀打开进水。按下按钮X001手动停止操作[13]。按下按钮X002手动排水如图7所示。图77.3到达指定水位开始运行程序段X003、X007、X006分别为指定高度和水位的传感器输入信号T0为水位达到指定水位时2S的暂停时间如图8所示。图87.4小循环洗衣程序段挂2s后Y001开始运转即正转洗衣机15sT2正转洗衣机15s3sY002开始运转即反转洗衣机15sT4反转洗衣机15s3s然后跳到Y001正转洗衣机[14]。三个循环后即C0为3Y003导线开始排水如图9所示。图97.5正转脱水和大循环程序段当排水水位到达低水位X004感应,使离合器Y004传导,离合器是关闭,Y005传导开始是脱水,时间10秒后,脱水,然后T5 10年代,重置C0, Y000 Y005,指令”开始,手动停止,手动排水程序段”开始洗,直到3 C1,大周期三结束[15],如图10所示。图107.6洗涤结束报警程序段Y006为报警T6为10S报警时间10S报警结束后复位C1、Y007整个洗涤过程结束如图11所示[16]。图11第8章结束语采用PLC作为控制核心的自动洗衣机具备合理完善的结构和便捷可靠的检测方法。具有较强的灵活性提高了设备运行的可靠性缩短了产品开发周期保证了产品技术开发的同步性并且提高了效率取得了良好的经济效益。此外可编程逻辑控制器可重复使用大大降低了成本。它的灵活性和操作方便性也便于测试人员随时输入、调试和修改控制程序。PLC还具有与计算机方便连接的串行接口构成测控系统为系统的维护和使用带来极大的方便。参考文献[1] 史国生.电气控制与可编程控制器技术[M].北京:化学工业出版社,2005.[2] 李俊秀.可编程控制器应用技术[M].北京:化学工业出版社, 2008.[3] 施永.PLC 操作技能[M].北京:中国社会劳动保障出版社,2006.[4] 石玉明,张屏.基于 PLC 的自动洗衣机控制系统[J].机械工程与自动化,2007(3).[5]中国机械杂志.工业可编程序控制器的现状与发展趋势[J].航天技术与民品19991675-7.[6]王振民.PLC原理及应用[M].大庆石油学院200313-15.[7]谢克明夏路易.可编程控制器原理与程序设计[M].北京电子工业出版社2005106-109.[8]刘涳.常用低压电器与可编程序控制器[M].西安西安电子科技大学出版社2005175-180.[9]中国制冷与暖通空调信息网.洗衣机迎来科技新时代[EB/OL].2004.[10]马光.全自动洗衣机中的传感器[J].家用电器199912620-23.[11]廖常初.可编程序控制器应用技术[M].重庆大学出版社,2002.[12]谢克明.可编程控制器原理与程序设计[M].电子工业出版社.[13]王春刚.洗衣机的特点及原理[M].农村读物出版社,2002[14]胡学林.可编程控制器教程(实训篇)[M].电子工业出版社,2004.[15]王亚欣.全自动洗衣机的PLC控制[J].科技广场,2008(03).[16]宋德玉.可编程序控制器原理及应用系统设计技术[M].冶金工业出版社,2001.致谢时光荏苒岁月如梭马上就毕业了就要离开我亲爱的学校以及我敬爱的