全自动洗衣机PLC控制设计毕业设计Word格式文档下载.docx
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采用硬件按钮/硬件输出指示灯和TP中的软元件模拟系统，搭建实验系统，实现控制功能的要求，并能在模拟的系统中证明控制功能的正确实现。
摘要
随着社会的经济的发展和科学技术水平的提高，家庭电器全自动化成为必然的发展趋势。
全自动洗衣机的生产极大的方便了人们的生活。
全自动洗衣机综合运用了大量力学、电学、光学等知识。
洗衣机的洗涤过程主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下，将污垢拉入水中来实现洗净的目的。
本次课程设计就PLC在全自动洗衣机的控制系统中的应用做了详细的介绍。
实现洗衣机由进水、洗涤、排水、脱水、报警到自动停止的循环过程。
设计了相应的程序，结合相应的硬件系统，并通过三菱FX2N系列PLC仿真系统模拟出全自动洗衣机的运行过程。
关键词：
全自动洗衣机可编程控制器控制程序
1.全自动控制洗衣机的控制要求分析
1.1全自动控制洗衣机的基本结构分析
全自动洗衣机的基本结构如图1-1所示。
图1-1全自动洗衣机的基本结构图
洗衣机的工作流程由进水、洗衣、排水、脱水4个过程组成。
在半自动洗衣机中，这4个过程分别用相应的按钮开关来控制。
全自动洗衣机中，这4个过程可做到全自动依次运行，直至洗衣结束。
全自洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一心安放的，内桶可以旋转，作为脱水用。
内桶的周围有许多小孔，使内桶和外桶的水流相通，洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。
进水时通过控制系统将进水电磁阀打开，经进水管将水注入到外桶。
排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外。
洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。
脱水时，控制系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。
高、中、低水位控制开关分别用来检测高、中、低水位。
启动按钮用来启动洗衣机工作，停止按钮用来实现手动排水、脱水。
排水按钮用来实现手动排水。
1.2全自动控制洗衣机的控制要求分析
全自动洗衣机的单循环工作流程示意图如图1-2所示。
图1-2全自动洗衣机的单循环工作流程示意图
全自动洗衣机控制系统的要求:
（1）按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到（高、中、低）水位，关水；
（2）2秒后开始洗涤；
（3）洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒；
（4）如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒；
（5）开始清洗，重复
（1）～（4），清洗两遍；
（6）清洗完成，报警3秒并自动停机；
（7）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）。
1.3全自动控制洗衣机的程序设计思想
1.3.1编程软件
用台达公司的WPLsoft2.3进行软件编程。
1.3.2程序的流程图、构成和相关设置
（1）正常运行流程图
正常运行流程图如图1-3所示。
流程图描述:
按下启动按扭以及水位选择按钮，开始进水。
进水到规定高度后停止进水，接通电机正传，实现洗涤正转。
洗涤正转30S后，停止2秒；
反转30S后，停2秒，计数器加1,累计洗涤次数，若未满5次则重复进行洗涤，直至洗涤达到5次，开始排水。
由于排水，水位降低，当水位低于规定下限水位时，排空检测开关接通，开始脱水，脱水30S后，计数器加1，脱水停止。
然后再返回到进水动作。
重复上述过程2次，报警并停机。
（2）程序的构成
这个程序只有自动方式。
在自动方式下，PLC将运行已经设置好的程序和参数（用于全自动洗衣机一切都工作正常的情况下）。
（3）程序的下载、安装和调试
将各个输入/输出端子和实际控制系统中的按钮、所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。
全自动洗衣机程序是由WPLsoft2.3编程软件的指令完成。
若要修改程序，先将PLC设定在STOP状态下,运行编程软件，打开全自动洗衣机程序，即可在线调试。
N
Y
Y
图1-3正常运行的流程图
2.输入输出点设置，IO表绘制
2.1数字量输入部分
全自动洗衣机控制系统的输入有启动、停止、高水位、中水位、低水位、手动排水和手动脱水按钮以及高水位、中水位、低水位和排空检测开关共11个输入点。
具体的输入分配如表2-1所示。
表2-1输入地址分配
类别
元件
端子符号
功能作用
输入
SB0
X0
启动按钮
SB1
X1
高水位选择按钮
SB2
X2
中水位选择按钮
SB3
X3
低水位选择按钮
SB4
X4
高水位监测开关
SB5
X5
中水位监测开关
SB6
X6
低水位监测开关
SB7
X7
停车按钮
SB8
X10
手动排水
SB9
X11
手动脱水
2.2数字量输出部分
全自动洗衣机控制系统的外部设备有进水电磁阀、排水电磁阀、正/反转洗涤电动机、蜂鸣器、指示灯等。
具体的输出分配如表2-2所示。
表2-2输出地址分配
输出
LED0
Y0
进水口
LED1
Y1
洗涤正转
LED2
Y2
洗涤反转
LED3
Y3
排水口
LED4
Y4
脱水
LED5
Y5
报警
Y6
注水控制（内部用）
2.3定时器部分
具体的定时器分配如表2-3所示。
表2-3定时器分配
器件号
设定值
定时器
T0
2S
进水后暂停时间
T1
30S
正传洗涤时间
T2
正转暂停时间
T3
反转洗涤时间
T4
反转暂停时间
T5
排水时间
T6
脱水时间
T7
3S
报警时间
T8
手动排水时间
T9
手动脱水时间
2.4计数器部分
具体的计数器分配如表2-4所示。
表2-4计数器分配
计数器
C0
5
正、反转洗涤循环次数
C1
2
清洗次数
3.PLC选型（DVPSX2）及硬件配置
下图2-1为DVP-SX2CPU模块外形示意图，我们可以通过此图的指示可知道DVP-SX2的基本功能应用。
图3-1DVP-SX2CPU模块外形图
产品特色：
主机点数：
20（8DI/6DO,4AI/2AO）
最大I/O点数：
494点
程序容量：
16kSteps
通讯端口：
内置RS-232、RS-485与USB，兼容MODBUSASCII/RTU通讯协议。
可搭配8台一般特殊扩展模块（模拟量输入/输出、温度量测、总线模块、定位模块），并支持左侧高速模块扩展。
内置8组高速计数器，如表3-1所示：
表3-1计数器配制
一般型
硬件高速计数器
1相1
1相2
2相2
组数
频宽
2/6
100kHz/10kHz
100kHz
1/3
15kHz/5kHz
下面的表3-2是DVP-SX2CPU模块的I/O配置
表3-2SX2CPU模块I/O配制
型号
输入/输出配置
点数
类型
继电器型
NPN型
PNP型
20SX211R
8
直流
6
继电器
V0+
S/S
I0+
VI0-
X1
V1+
I1+
VI1-
V2+
I2+
VI2-
V3+
I3+
VI3+
Y1
FE
VO0
IO0
VO1
IO1
AG
UP
ZP
Y0
20SX211T
NPN晶体管
20SX211S
PNP晶体管
SX2-R/T/S
4
模拟输入
模拟输出
4.系统硬件设计
4.1主电路图的设计
图4-1主电路
其中KM0、KM1、KM2、KM3、KM4、KM5分别是输出继电器的常开按钮，主电路中运用一台电机完成洗衣机的正转、反转、脱水工作，两个电磁阀分别在通电的情况下完成向机内进水和向机外排水，另外用一个指示灯完成报警工作。
PLC是一种用作数字控制的专用电子计算机，它根据用户给的指令，通过输入接口现场采样信息执行逻辑或数值运算，再通过输出接口去控制各种执行机构动作。
它主要由CPU、存储器、I/O接口模板三部分。
它是整体模块形式，由它作为洗衣机控制系统，在硬件设计上就相对简单点。
通过对结构图的分析，可知全自动洗衣机的I/O点不多，选择抵挡的台达DVP-SX2可以完全满足其要求。
4.2控制电路设计
图4-2控制电路
如图所示为全自动洗衣机的控制电路，选用的PLC为DVP-SX2，其中开关X0-X7和X10-X11为触点开关，按下后即立刻断开。
Y0-Y6为六路输出，分别控制全自动控制洗衣机的进水、洗涤正转、洗涤反转、排水、脱水、报警和注水控制。
开关X0为启动按钮，X1为高水位选择按钮，X2为中水位选择按钮，X3为低水位选择按钮，按下启动按钮X0后再选择一个水位可以让洗衣机运作起来。
开关X4、X5、X6分别为高水位监测开关、中水位监测开关、低水位监测开关，其受传感器信号的控制。
开关X7为停车按钮，X10为手动排水按钮，X11为手动脱水按钮。
5.系统控制软件设计
5.1启动和水位选择及水位监测和注水
图5-1启动和水位选择及水位监测和注水部分程序
系统上电后，初始化系统，将各步进点清零。
按下启动按钮X0转移到步进点S0，此时通过X1、X2、X3选择高、中、低水位；
其后Y0有输出，开始注水，同时水位监测传感器检测水位，到达指定水位后相应的传感器控制开关动作，停止注水。
在这一过程中，同时输出Y0从高电平跳变到低电平，产生一个下降沿信号，程序跳转到步进点S1。
5.2洗衣过程循环
图5-2洗衣循环部分程序
S1得电后，T0延时两秒后跳转到步进点S2，Y1输出电机正转，同时T1延时30秒后，跳转到步进点S3，此时电机停止转动，T2延时两秒后，跳转到步进点S4，S4得电后Y2输出使电机反转。
此后T3延时30秒后跳转到S5，电机停止转动，T4延时2秒后跳转到步进点S2同时计数器C0计数一次，如此循环当计数器C0计数到5次时跳转到步进点S6。
5.3排水、脱水并重复注水洗涤过程
图5-3排水、脱水并重复注水洗涤过程部分程序
S6得电后，Y3输出使洗衣机开始排水，T5延时30秒，同时对计数器C0清零。
T5延时30秒后，跳转到步进点S7，S7得电后，T6延时30秒，Y4输出开始脱水，T6延时30秒后，跳转到S0，同时计数器C1计数一次，当计数器C1计数两次后跳转到步进点S8。
5.4清洗完成并报警
图5-4清洗完成并报警部分程序
S8得电后，Y5输出报警，同时T7延时3秒后，对S0到S8清零并跳出步进。
5.5停车及手动排水或手动脱水的选择
图5-5停车及手动排水或手动脱水部分程序
按下停车按钮X7后跳转到步进点S9，对S0到S8清零。
此时，如果按下手动排水按钮X10或手动脱水按钮X11，排水输出Y3或脱水输出Y4得电使洗衣机进入手动排水或手动脱水模式。
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