毕业设计论文基于plc的全自动洗衣机毕业设计Word下载.docx

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PLC自动控制洗衣机

Abstract

Withtheprogrammablelogiccontroller（PLC）iswidelyusedinindustrialcontrolfield,andconstantlyupdatedtraditionalcontroltechnology.Inthispaper,themaincomponentsofthedesignbasisforPLCcompletedtheautomaticwashingmachinecontrolsystem.Theworkflowcontrolsystemismainlycomposedofwater,washing,draining,dewateringfoursteps,inthepresentcontrolsysteminfourstepsinsequenceuntilthelaundryoperationends.Controlmethodusedissimple,reliable,easytomaintainandrepair.Afterdeterminingthecontrolmethodtoshortenproductiontimecontrolsystemdesign,debugcycle,andtoreducecosts.

MeanwhilearticledescribesthedesignmethodPLCcontrolsystem,automaticwashingmachine,programflow,thesystemstructure,programinstructions,ladder,etc.,toachieveautomaticlaundryprocess.TheallocationofresourcesinthesystemaregivenindetailintheI/Oaddressassignmentandauxiliaryrelays,isthebasisforprogramdesign,designafullyautomaticwashingmachinecontrolsystemtoovercometheshortcomingsofthemicrocontroller,PLCwithhighreliability,lowpowerconsumption,simplehardware,operatingspeedadvantages.

Keywords:

PLCTheautomaticcontrolThewashingmachine

引言

可编程序控制器（ProgrammableLogicController,PLC）技术是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术，是一种新型工业控制器装置，是对传统继电器一接触器控制系统的改进。

可编程逻辑控制器的内部编程使用面向用户的指令，并且使用数字式或模拟式的输入／输出来控制工业生产过程，使得PLC的操作更加方便灵活。

它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已经广泛应用于工业自动化、机电一体化、计算机控制等方面。

在以单片机为基础控制系统设计的全自动洗衣机中，存在着一些缺点。

第一，控制指令较PLC而言相对复杂；

第二，相同控制系统稳定性中，单片机需要多种电路保护装置，例如过载保护、电流保护、电压保护等，正因为增加了这么多的电路从而大大增加了硬件隐含的故障率。

如果采用基于PLC控制的全自动洗衣机控制系统则能有效克服这些缺点，首先PLC的编程语言简单，梯形图明确，测试容易。

其次，PLC采用了整体模块，系统驱动电路，检测电路和保护电路等都集中在一个模块中，硬件简单。

基于此使得控制系统的可靠性大大增加。

1课题背景及意义

1.1洗衣机发展概况和现状

自1858年，一个叫汉密尔顿·

史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机，至今洗衣机的发展经历了一个多世纪。

世界上第一台电动洗衣机于1910年问世，这标志着人类家务劳动自动化的开端。

第一台自动洗衣机于1937年问世。

1955年，在英国喷流式洗衣机的基础之上，波轮式洗衣机由日本研发生产。

至此，洗衣机大体上被分为波轮式、滚筒式、搅拌式三种类型的局面初步形成。

被称之为“半自动型洗衣机”的可甩干衣服的双桶洗衣机，在60年代出现首次出现于日本，到了70年代，则生产出了波轮式套桶全自动洗衣机。

70年代后期，以电脑（实际上是微处理器）控制的全自动洗衣机在日本问世，开创了洗衣机发展史的新阶段。

80年代，“模糊控制”的应用使得洗衣机操作更简便，功能更完善，更可以人为选择洗衣程序，随着加工技术的发展，洗衣机的外观也更加时尚。

90年代，出现的宽范围的转速变换与调节技术，在这个基础上研发出来了新水流洗衣机。

随着电机驱动方式的日新月异，日本研发了不需要齿轮传动和变速机构，改为电机直接驱动式的洗衣机，这在根本上改变了洗衣机的驱动方式。

之后，随着科技的进一步发展，滚筒洗衣机已经成了大家非常熟悉的产品。

伴随着科技的进一步发展，相信新型更适合人们使用的洗衣机会给我们的生活带来新的方式。

20 

世纪末到 

21 

世纪初，变频洗衣机问世，使洗衣机的功能更加人性化，实现了真正意义上的智能化控制。

按洗衣机结构原理分类

1.波轮式洗衣机：

在洗衣机的底部中心处装有一个带凸筋的波轮，波轮旋转时，洗涤液在桶内形成螺旋状涡卷水流，从而带动衣物旋转翻动而达到洗涤目的。

这种洗衣机的主要优点是洗涤时间短，洗净度较高，水位可调，品种多，适宜于洗涤棉、麻、纤和混纺等织物。

缺点是易使衣物缠绕，影响洗净的均匀性，磨损率也较高。

新颖的大波轮、新水流洗衣机，其性能有明显的改善。

2.滚筒式洗衣机：

滚筒式洗衣机为套桶装置，内桶为圆柱形卧置的滚筒，筒内有3～4条凸棱，当滚筒绕轴心旋转时，带动衣物翻滚，并循环反复地摔落在洗涤液中，从而达到洗涤的目的。

滚筒式洗衣机，按投放衣物的位置不同，可分为上装入式和侧装式。

其优点是洗涤动作比较柔和，对衣物的磨损小，用水量和洗涤剂都比较省，适合洗涤毛料织物。

但机器结构复杂，洗净度低，耗电量大，售价较高。

3.搅拌式洗衣机：

搅拌式洗衣机在立式洗衣桶的中央置有一根垂直立轴，轴上装有搅拌桨。

靠轴的旋转使衣物在洗涤液中不断地被搅动，达到洗涤的目的。

这种洗衣机好似手工洗涤的揉搓，衣物受力均匀，衣物磨损小，洗涤容量大。

缺点是洗涤时间长，结构比较复杂，售价高。

4.喷流式洗衣机：

喷流式洗衣机的洗涤容器为立桶，只是波轮装在桶的侧壁上。

电动机起动后，侧壁波轮产生强烈的水流将衣物在洗涤液中甩打、抛掷、揉搓、冲刷，使衣物洗净。

其特点是洗涤时间短，污垢容易洗掉，机器结构简单，故障较少。

但由于水流激烈，衣物容易拧绞在一起，因而洗涤不均，对衣物损伤较重，洗涤时洗涤液容易飞溅。

1.2研究的目的和意义

以单片机为中心控制系统工作的全自动洗衣机，存在着一些本身不能克服的缺点如单片机制作的主控板受制版工艺、布局结构、器件质量等因素的影响导致抗干扰能力差，故障率高，不易扩展，对环境依赖性强,开发周期长。

而且洗衣机控制系统中相对复杂的指令系统，编写洗涤、脱水程序相对复杂；

其次，在设计控制系统硬件时，需要多种电路保护装置，如电流保护、电压保护、过载保护及欠压保护等等。

将PLC引入全自动洗衣机控制系统则可以有效的避免上述问题。

采用PLC控制开发的周期短，开发成本低，可以直接用于工业现场控制。

PLC控制具有实时性、信号处理时间短、速度快、更能满足各个领域大、中、小型工业控制项目，可靠性高，丰富的I/O卡件，质优价廉，性价比高，安装简单，维修方便，PLC控制能在高粉尘、高噪声、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正常工作。

因为它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能，并且测试容易，维修方便，更可以提高控制系统设计的灵活性及控制系统的可靠性。

本设计以操作简单、使用可靠、维护修理方便作为主要设计方向。

2可编程序控制技术

2.1PLC的定义

可编程序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，它采用可编程序的储存器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，各种类型的机械或生产过程的控制。

可编程控制器及其有关的外围设备，都应按易于工业控制系统联成一个整体，扩大其功能的原则进行设计。

2.2PLC的硬件结构

用户输入设备

CPU

输入模块

用户输出设备

EPROM

外围设备

通信接口

电源模块

1.中央控制处理单元（CPU）是可编程控制器的控制中枢，在系统监控下工作，承担着将外部输入信号的状态写入输入映像寄存器区域，然后将结果送到输出映像寄存器区域。

通用微处理器有8080、8086、80286、80386等；

单片机有8031、8096等。

2.可编程控制器的存储器由只读存储器ROM和随机存储器RAM两大部分构成，只读存储器ROM用以存放系统程序；

中间运算数据和用户程序存放在随机存储器RAM中，掉电时，中间运算数据和用户程序保存在只读存储器EEPROM或由高能电池支持的RAM中。

3.输入输出接口作用：

连接用户输入输出设备和PLC控制器，将各输入信号转换成PLC标准电平供PLC处理，再将处理好的输出信号转换成用户设备所要求的信号驱动外部负载。

4.开关量输入接口电路，各种输入接口均采取了抗干扰措施。

如带有光耦合器隔离使PLC与外部输入信号进行隔离；

并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。

通常有三种类型：

直流（12∽24）V输入、交流（100∽120）V输入与交流（200∽240）V输入和交直流（12∽24）V输入。

直流输入模块的电源一般由机内24v电源提供，输入输出端子的两种接法：

隔离式，输出各自独立，无公共点：

各输出端子各自形成独立回路；

汇点式，全部输入点（输出点）共用一个公共点。

组内的各点必须使用同一电压类型和同一电压等级，各组可使用不同电压类型和等级的负载。

5.电源：

PLC的供电电源一般是市电，其内部配有一个专用开关式稳压电源，将交流/直流供电电源转化为PLC内部电路需要的工作电源（5V直流）。

当输入端子为非干结点（无源结点）结构时，为外部输入元件提供24V直流电源（仅供输入端点使用）。

6.外围设备：

编程器、打