全自动洗衣机自动控制系统的设计.docx

全自动洗衣机自动控制系统的设计.docx

《全自动洗衣机自动控制系统的设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全自动洗衣机自动控制系统的设计.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

全自动洗衣机自动控制系统的设计

重庆XXX大学

毕业设计（论文）

课题名称：

全自动洗衣机

专业班级：

学生姓名：

指导教师：

二OO年月

重庆XXX大学

毕业设计（论文）任务书

系部：

专业班级：

学生姓名：

二OO年月

毕业设计（论文）任务书

课题名称

全自动洗衣机自动控制系统的设计

内容及要求

1、课题简介：

2、

随着社会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。

全自动洗衣机的产生极大的方便了人们的生活。

洗衣机是国内家电业唯一不打价格战的行业，通过本课题的设计，使学生掌握全自动洗衣机的硬件和软件系统的结构及设计，将所学PLC等理论知识应用于实践中。

2、技术指标

（1）、按下启动按钮后，洗衣机开始进水。

水满时（即水位到达高水位，高水位开关由OFF变ON，PLC停止进水，并开始洗涤正转，正转洗涤15S后暂停，暂停3S后开始洗涤反转。

反洗15S后暂停，暂停3S后，若正、反洗未满3次，则返回从正洗开始的动作；若正反洗满3次时，则开始排水。

（2）、水位信号下降到低水位时（低水位开关由ON变OFF）开始脱水并继续排水。

脱水10S即完成一次从进水到脱水的大循环过程。

（3）、若未完成3次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；

（4）、若完成了3次大循环，则进行洗完报警，报警10S后结束全部过程，自动停机；

（5）、要求可以按排水按钮手动排水；按停止按钮以实现手动停止进水、排水、脱水及报警。

要求：

1．确定控制对象及控制范围

 详细了解被控对象的控制要求，确定必须完成的动作及完成的顺序，归纳出工作循环和状态流程图。

  2．PLC型号的选定

  根据生产工艺要求，分析被控对象的复杂程度，进行I/O点数和I/O点的类型（数字量、模拟量等）统计，列出清单。

适当进行内存容量的估计，确定适当的留有余量而不浪费资源的机型（小、中、大形机器）。

并且结合市场情况，考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况，选定价格性能比较好的PLC机型。

  3．硬件设计

  根据所选用的PLC产品，了解其使用的性能。

按随机提供的资料结合实际需求，同时考虑软件编程的情况进行外电路的设计，绘制电器控制系统总装配图和接线图。

    4．软件设计并上机调试

（1）在进行硬件设计的同时可以同时着手软件的设计工作。

软件设计的主要任务是根据控制要求将工艺流程图转换为梯形图，这是PLC应用的最关键的问题，程序的编写是软件设计的具体表现。

在程序设计的时候建议将使用的软继电器（内部继电器、定时器、计数器等）列表，标明用途以便于程序设计、调试和系统运行维护，检修时候查阅。

（2）程序初调也成为模拟调试。

将设计好的程序通过程序编辑工具下载到PLC控制单元中。

由外接信号源加入测试信号，通过各种状态指示灯了解程序运行的情况，观察输入/输出之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求，并及时修改和调整程序，消除缺陷，直到满足设计的要求为止。

 5．完成设计说明书

说明书格式要求按学院要求格式执行。

3、主要参考资料：

[1] 蒋金周  全自动洗衣机的PC智能控制   机电一体化

[2]谢克明，夏路易.可编程控制器原理与程序设计  电子工业出版社

[3] 吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用  .家用电器科技，2000

年

[4] 廖常初 可编程序控制器应用技术（第四版） 重庆大学出版社 

2002年

基本工作量要求

一周时间了解设计要求，收集资料；

两周时间了解被控对象的控制要求，确定必须完成的动作及完成的顺序，归纳出工作循环和状态流程图；

一周时间根据生产工艺要求，分析被控对象的复杂程度，进行I/O点数和I/O点的类型（数字量、模拟量等）统计，列出清单。

适当进行内存容量的估计，确定适当的留有余量而不浪费资源的机型（小、中、大形机器）。

并且结合市场情况，考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况，选定价格性能比较好的PLC机型；

一周时间进行硬件设计；

三周时间进行软件设计并上机调试

两周时间编写《毕业设计说明书》，准备答辩。

进度计划

起止时间

工作内容

2011年10月26日—10月30日

2011年11月2—11月13日

2011年11月6日-11月20日

2011年11月23日-11月27日

2011年11月30日-12月18日

2011年12月28日-12月31日

了解设计要求，收集资料

了解被控对象的控制要求，确定必须完成的动作及完成的顺序，

归纳出工作循环和状态流程图

根据要求选择PLC

进行硬件设计

进行软件设计并上机调试

编写《毕业设计说明书》，准备答辩

参考文献

[1] 蒋金周  全自动洗衣机的PC智能控制   机电一体化[2]谢克明，夏路易.可编程控制器原理与程序设计  电子工业出版社

[3] 吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用家用电器科技，2000

[4] 廖常初 可编程序控制器应用技术（第四版） 重庆大学出版社 2002

指导教师：

教研室主任：

系主任：

引言

从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，而在洗衣机出现以前，对于许多人而言，洗衣服是辛苦而劳累的，自上世纪电动洗衣机诞生至今在不断地完善，并向智能化发展。

实现全自动洗衣机控制系统总体控制有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。

近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。

本文介绍了利用三菱FX系列PLC对全自动洗衣机控制系统总体控制,阐述了控制方案。

作为核心控制器进行全自动洗衣机控制系统的设计，并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。

文章在介绍洗衣机结构的同时，对全自动洗衣机的控制系统进行分析，在此基础上提出了基于PLC的全自动洗衣机控制方案，并对方案进行了论证,根据洗衣机的工作原理对程序及其流程进行了设计,具有智能化程度高、安全可靠等特点。

对按钮，电磁阀，开关等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化控制。

5.4变频器的选择及参数设置24

5.5主要元器件的布置图31

概述

1.1洗衣机发展历程

年份

标志性事件

1874年

美国人比尔·布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。

1880年

美国出现了蒸汽洗衣机，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。

1922年

美国玛依塔格公司研制成搅拌式洗衣机。

70年代后

微电脑控制的全自动洗衣机出现引领新的发展方向。

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。

1.2洗衣机发展结构变化

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。

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。

第二章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（主要与单片机比较）

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相比比较麻烦

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

PLC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:

因素，选择不同的洗衣程序。

程序控制全自动洗衣机的控制按钮很多，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1）确定安排PLC的输入、输出点;

2）根据工作循环图,画出继电器梯形图;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，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。

第三章全自动洗衣机的机构

3全自动洗衣机的基本结构

3.1全自动洗衣机的原理和构造

全自动洗衣机在结构上大致可分为3中类型，即波轮式，滚筒式和搅拌式。

我国的洗衣机在结构上主要有波轮式和滚筒式两类，产品的类型以波轮式为主，其他类型为辅。

首先做一下比较：

滚筒式洗衣机具有如下性能：

1）更