自动洗衣机设计毕业设计.docx

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自动洗衣机设计毕业设计

天津大学仁爱学院

PLC课程设计报告

设计题目：

自动洗衣机

专业班级：

自动化x班

学生姓名：

xx

学生学号：

xxxxxxxxxxx

指导教师：

xxxxxxx

成绩：

20年月日

目录

一、引言………………………………………………………………………………3

1.1全自动洗衣机的介绍………………………………………………………3

1.2全自动洗衣机的发展背景…………………………………………………3

1.3全自动洗衣机的发展前景 ………………………………………………3

1.4全自动洗衣机的设计目的…………………………………………………4

2、系统总体方案设计………………………………………………………………4

2.1MCGS嵌入版组态软件的介绍……………………………………………4

2.2系统控制设计要求…………………………………………………………5

2.3控制程序流程图设计………………………………………………………6

2.4系统硬件配置及系统组成图………………………………………………6

2.5联机运行……………………………………………………………………7

2.6系统变量定义及分配表……………………………………………………7

三、上位监控系统设计………………………………………………………………7

3.1PLC与上位监控软件通讯…………………………………………………7

3.2组态设计……………………………………………………………………8

3.3实现的效果…………………………………………………………………8

四、系统调试及结果分析……………………………………………………………8

五、总结收货及心得…………………………………………………………………9

六、参考文献…………………………………………………………………………10

附录……………………………………………………………………………………10

一、引言

1.1全自动洗衣机的介绍

洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器,发展非常快,而全自动式洗衣机因使用方便更加得到大家的青睐,全自动即进水、洗涤、漂洗、甩干等一系列过程自动完成,控制器通常设有几种洗涤程序,对不同的衣物可选择不同的洗涤方式。

1.2全自动洗衣机的发展背景 

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，它并不像田园诗描绘的那样充满乐趣，手搓、棒击、冲刷、甩打......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。

从1858年起，汉密尔顿·史密斯制成了世界上第一台洗衣机，到第二次世界大战结束后，洗衣机得到了迅速的发展，研制出具有独特风格的波轮式洗衣机。

这种洗衣机由于其波轮安装在洗衣桶底，又称涡卷式洗衣机。

近几十年，在工业发达国家，全自动洗衣机制造技术又得到迅速发展，其年总产量及社会普及率均以达到相当高得水平。

1.3全自动洗衣机的发展前景 

全自动洗衣机的发展首先表现在洗涤方式发生巨大变化。

原先大多侧重于水流的改变、动力的加大。

现在，超音波、电解水、臭氧和蒸汽洗涤的运用，使洗衣机的去污能力从单纯依靠洗衣粉、洗涤剂的化学作用和强弱变化的水流机械作用，向更高层次的健康、环保洗涤方式转变，特别是电解水、超音波技术在洗衣机行业的运用几乎改变了洗衣机的历史——洗衣不用或少用洗衣粉、洗涤剂，减少化学品对皮肤的损害和对环境的污染。

电解水、臭氧、蒸汽的杀菌除味及消毒功能倍受青睐，引发了洗衣机消费健康潮。

另一变化就是高度自动化、智能化、人性化。

从半自动、全自动到现在流行的人工智能、模糊控制，只需按一下按钮一切搞定！

同时，用户可以按照自己的洗衣习惯，自主选择时间和方式，自编和记忆程序让用户真正做到随心所欲。

人性化还表现在使用的方便和舒适，如子母分洗洗衣机可以做到不同衣物分开洗；斜桶和顶开滚筒可以做到取放衣物方便不需深弯腰；蒸汽烘干功能使得晾晒更加方便，DD直驱电机在节能降噪方面效果更加突出，等等。

1.4全自动洗衣机的设计目的 

a.认识TPC7062K和MCGS嵌入版组态软件，完全掌握TPC7062K与PLC的通讯连结。

b.目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高，目前的洗衣机主要有强弱洗涤功能、进排水系统故障自动诊断功能、暂停等七大功能，在许多方面还不能达到人们的需求。

这就要求设计者们有更高的专业和技术水平，能够提出更多好的建议和新的课题，将人们的需要变成现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的全自动洗衣机。

目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容，大多洗衣的厂家都注重各自品牌的洗衣机的特长，突出一两个与别的洗衣机不同的个性化的功能，洗衣机 的各项功能是由单片机控制实现的，单片机的体积小，控制功能灵活，因此，设计出基于单片机的全自动洗衣机控制电路系统具有很强的实用性。

1.5设计内容及实现的目标

a.洗衣机进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。

b.洗涤正、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现。

2、系统总体方案设计（设计要求）

2.1MCGS嵌入版组态软件的介绍

MCGS嵌入版组态软件是昆仑通态公司专门开发用于mcgsTpc的组态软件，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制。

MCGS嵌入版组态软件与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。

如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。

它有以下特点：

简单灵活的可视化操作界面：

采用全中文、可视化的开发界面，符合中国人的使用习惯和要求。

实时性强、有良好的并行处理性能：

是真正的32位系统，以线程为单位对任务进行分时并行处理。

丰富、生动的多媒体画面：

以图像、图符、报表、曲线等多种形式，为操作员及时提供相关信息。

完善的安全机制：

提供了良好的安全机制，可以为多个不同级别用户设定不同的操作权限。

强大的网络功能：

具有强大的网络通讯功能。

多样化的报警功能：

提供多种不同的报警方式，具有丰富的报警类型，方便用户进行报警设置。

支持多种硬件设备。

总之，MCGS嵌入版组态软件具有与通用组态软件一样强大的功能，并且操作简单，易学易用。

嵌入式组态软件的组态环境和模拟运行环境相当于一套完整的工具软件，可以在PC机上运行。

嵌入式组态软件的运行环境则是一个独立的运行系统，它按照组态工程中用户指定的方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。

运行环境本身没有任何意义，必须与组态工程一起作为一个整体，才能构成用户应用系统。

一旦组态工作完成，并且将组态好的工程通过USB口下载到嵌入式一体化触摸屏的运行环境中，组态工程就可以离开组态环境而独立运行在TPC上。

从而实现了控制系统的可靠性、实时性、确定性和安全性。

2.2系统控制设计要求

初始状态，按启动按钮开始进水。

到达高水位时，停止进水，开始洗涤过程。

1.洗涤时，波盘正转15s，停3s；而后波盘反转15s，停3s。

如此反复3次，完成一个洗涤过程。

2.脱水时，水位先下降到低水位。

开始脱水并继续排水，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电机正转进行甩干，脱水时间为10s。

3.脱水完成后打开进水阀，进水15s，完成漂洗过程：

正转5s，停3s，正转5s，停3s，反转5s，停3s，为一个漂洗过程；脱水10s；整个漂洗过程2遍。

4.最后一次脱水完成后蜂鸣器报警5s，洗衣机自动停止。

5.停止按钮用来手动随时停止洗衣机的运转。

6.操作面板上设置启动按钮SB1、停止按钮SB2。

7.数码显示洗衣机工作时间。

8.可进行手动操作，按照需要设计洗涤时间（洗涤过程中的各时间不变）、脱水时间。

2.3控制程序流程图设计

图2.3普通洗衣机的工作流程示意图

2.4系统硬件配置及系统组成图

图2.4触摸屏效果图

图中设置了八盏指示灯，分别为开始，停止，进水，脱水，正转，反转，等待，报警；设置了两个按钮，一个旋转叶轮及注水管和排水管。

等摁下开始按钮时，注水指示灯亮，进水管显示进水，达到最高水位后叶轮开始旋转，正转指示灯亮，15秒后等待指示灯亮，3秒后反转指示灯亮且叶轮旋转，15秒后等待指示灯亮，循环2次，直到脱水，正转指示灯亮，排水管出水，10秒后报警指示灯亮，5秒后停止）

2.5联机运行

将图中各个元件的路径改成PLC程序中的位置，工程下载后点击触摸屏上的开始按钮，则可以达到跟PLC同步运行，并且可以完全控制PLC的启动停止。

2.6系统变量定义及分配表

变量

定义

变量

定义

时钟

Timer

指示灯8

报警

指示灯1

开始

输入框1

进水时间

指示灯2

停止

输入框2

脱水时间

指示灯3

进水

输入框3

等待时间

指示灯4

脱水

输入框4

报警时间

指示灯5

正转

叶轮

旋转可见度

指示灯6

反转

进水

i

指示灯7

等待

排水

b

表2.6系统变量定义分配表

三、上位监控系统设计

3.1PLC与上位监控软件通讯

点击工具条中的下载按钮，进行下载配置。

选择“连机运行”，连接方式选择“USB通讯”，然后点击“通讯测试”按扭，通讯测试正常后，点击“工程下载”。

下载完成后在触摸屏上点击进入运行状态。

3.2组态设计

首先我学习了TPC7062K与MCGS全中文组态软件的简单使用方法，并通过具体实例，以最简单、最快捷的方式，学会了TPC7062K和MCGS嵌入版组态软件的功能和特点；TPC7062K与欧姆龙PLC的接线方式；该软件与欧姆龙PLC通讯控制工程的组态步骤，学会了怎样建立窗口，建立基本原件，其工具箱中按钮，指示灯，标签，输入框的使用，并且学会了它们应怎样建立数据连接，修改其功能。

并且通过中级教程的学习，学会使用MCGS软件组态工程常用的几大功能：

动画、报警、配方和多语言。

学会了旋转、移动、大小变化等常用动画形式的组态过程；并且初次接触了脚本程序的编写，旋转脚本程序的编写。

但定时程序的编写需要在网上及书籍搜集资料，通过学习，可以使用脚本程序编辑器中的定时器函数实现。

3.3实现的效果

虽不能达到完美的预期效果，但也能够达到系统要求的大致结果，如：

能够实现叶轮的转动，水位的上升，指示灯的正常工作等等。

四、系统调试及结果分析

在系统调试时，发现程序只运行到正转结束就直接跳过反转程序到排水程序，通过各方面调试，发现问题出现在编程方法上，编程语句只用到了!

TimerReset和!

TimerStop：

例如：

if计时>15then

正转=0

等待=1

!

TimerReset（2,0）

!

TimerStop

（2）

Endif

虽然逻辑上说的通，但是正确的编程方法应该是

if注水=1and时间>5then

!

TimerReset（2,0）

!

TimerStop

（1）

注水=2

Endif

if注水=2then

!

TimerClearOutput

（1）

!

TimerRun

（2）

正转=1

注水=0

Endif；

其次还遇到由于正转等语言都是多次要用到的，则必须赋值给他们不同的数值才可实现。

最后联机运行时，发现一切正常，唯独叶轮不转，通过同学的帮助，要在叶轮旋转程序中加上一个条件，及plc程序中正转反转时的输出端口。

由此调试成功。

五、总结收获及心得

通过本次课程设计，学到了很多。

不光是知识本身还有思维过程的锻炼。

比如，在这次设计中我就发现自己的想法太片面，缺乏开放性。

课程设计就是给自己一个独立思考问题解决问题的最好机会，特别是在自己独立思考，按照自己思路去完成设计时肯定会遇到各种问题，说明自己在某些知识方面存在着欠缺，需要自己去填补空白。

遇到问题不能一味的寻求同学帮助，那样自己根本得不到提高。

做完课程设计以后，和同学对比，比较双方各自的思路，看哪些方面彼此双方需要改进，共同进步。

本次课程设计让我明白了学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中我都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。

在此，同时感谢扈书亮老师、张海玮老师对学生的悉心教诲。

六、参考文献

[1] mcgsTPC初级教程北京昆仑通态字的动画软件科技有限公司

[2] mcgsTPC中级教程北京昆仑通态字的动画软件科技有限公司

附录

脚本循环编码

IF正转=1OR正转=3OR正转=5OR正转=7OR正转=9OR正转=11OR正转=13OR正转=15OR正转=17OR反转=10OR反转=8OR反转=6OR反转=4OR反转=2THEN

旋转可见度=1-旋转可见度

ENDIF

IFi<100THEN

i=i+2

ELSE

i=0

ENDIF

IFb<100THEN

b=b+1

ELSE

b=0

ENDIF

!

TimerSetOutput（1,进水时间）

!

TimerSetOutput（2,计时时间）

!

TimerSetOutput（3,等待时间）

!

TimerSetOutput（4,排水时间）

!

TimerSetOutput（5,报警时间）

!

TimerSetOutput（6,脱水时间）

IF启动=1THEN

c=1

进水=1

!

TimerRun

（1）

ENDIF

IF进水=1THEN

a=a+5

IFa>105THEN

a=105

c=0

进水=0

!

TimerStop

（1）

!

TimerRun

（2）

正转=1

ENDIF

ENDIF

IF正转=1AND计时时间>15THEN

!

TimerStop

（2）

正转=0

等待=1

ENDIF

IF等待=1THEN

!

TimerReset（1,0）

!

TimerRun（3）

等待=2

ENDIF

IF等待=2AND等待时间>3THEN

!

TimerReset（2,0）

!

TimerStop（3）

反转=1

等待=0

ENDIF

IF反转=1THEN

!

TimerRun

（2）

反转=2

ENDIF

IF反转=2AND计时时间>15THEN

!

TimerReset（3,0）

!

TimerStop

（2）

反转=0

等待=3

ENDIF

IF等待=3THEN

!

TimerRun（3）

等待=4

ENDIF

IF等待=4AND等待时间>3THEN

!

TimerReset（2,0）

!

TimerStop（3）

正转=2

等待=0

ENDIF

IF正转=2THEN

!

TimerRun

（2）

正转=3

ENDIF

IF正转=3AND计时时间>15THEN

!

TimerReset（3,0）

!

TimerStop

（2）

正转=0

等待=5

ENDIF

IF等待=5THEN

!

TimerRun（3）

等待=6

ENDIF

IF等待=6AND等待时间>3THEN

!

TimerReset（2,0）

!

TimerStop（3）

反转=3

等待=0

ENDIF

IF反转=3THEN

!

TimerRun

（2）

反转=4

ENDIF

IF反转=4AND计时时间>15THEN

!

TimerReset（3,0）

!

TimerStop

（2）

反转=0

等待=7

ENDIF

IF等待=7THEN

!

TimerRun（3）

等待=8

ENDIF

IF等待=8AND等待时间>3THEN

!

TimerReset（2,0）

!

TimerStop（3）

正转=4

等待=0

ENDIF

IF正转=4THEN

!

TimerRun

（2）

正转=5

ENDIF

IF正转=5AND计时时间>15THEN

!

TimerReset（3,0）

!

TimerStop

（2）

正转=0

等待=9

ENDIF

IF等待=9THEN

!

TimerRun（3）

等待=10

ENDIF

IF等待=10AND等待时间>3THEN

!

TimerReset（2,0）

!

TimerStop（3）

反转=5

等待=0

ENDIF

IF反转=5THEN

!

TimerRun

（2）

反转=6

ENDIF

IF反转=6AND计时时间>15THEN

!

TimerReset（3,0）

!

TimerStop

（2）

反转=0

等待=11

ENDIF

IF等待=11THEN

!

TimerRun（3）

等待=12

ENDIF

IF等待=12AND等待时间>3THEN

!

TimerReset（4,0）

!

TimerStop（3）

排水=1

等待=0

ENDIF

IF排水=1THEN

!

TimerReset（2,0）

!

TimerRun（4）

排水=2

ENDIF

IF排水=2THEN

d=1

a=a-5

ENDIF

IFa<10ANDd=1THEN

a=10

!

TimerReset（1,0）

!

TimerReset（6,0）

ENDIF

IFa=10AND排水时间>10THEN

!

TimerStop（4）

!

TimerRun（6）

正转=7

d=1

排水=3

ENDIF

IF排水=3AND脱水时间>10THEN

正转=0

排水=0

d=0

!

TimerStop（6）

!

TimerRun

（1）

!

TimerReset（4,0）

c=1

进水=2

ENDIF

IF进水=2THEN

a=a+10

ENDIF

IFa>100AND进水时间>15THEN

!

TimerReset（2,0）

!

TimerStop

（1）

进水=0

c=0

正转=8

ENDIF

IF正转=8THEN

!

TimerReset（1,0）

!

TimerReset（6,0）

!

TimerRun

（2）

正转=9

ENDIF

IF正转=9AND计时时间>15THEN

!

TimerReset（3,0）

!

TimerStop

（2）

正转=0

等待=13

ENDIF

IF等待=13THEN

!

TimerRun（3）

等待=14

ENDIF

IF等待=14AND等待时间>3THEN

!

TimerReset（2,0）

!

TimerStop（3）

正转=10

等待=0

ENDIF

IF正转=10THEN

!

TimerRun

（2）

正转=11

ENDIF

IF正转=11AND计时时间>15THEN

!

TimerReset（3,0）

!

TimerStop

（2）

正转=0

等待=15

ENDIF

IF等待=15THEN

!

TimerRun（3）

等待=16

ENDIF

IF等待=16AND等待时间>3THEN

!

TimerReset（2,0）

!

TimerStop（3）

反转=7

等待=0

ENDIF

IF反转=7THEN

!

TimerRun

（2）

反转=8

ENDIF

IF反转=8AND计时时间>15THEN

!

TimerReset（3,0）

!

TimerStop

（2）

反转=0

等待=17

ENDIF

IF等待=17THEN

!

TimerRun（3）

等待=18

ENDIF

IF等待=18AND等待时间>3THEN

!

TimerReset（2,0）

!

TimerStop（3）

等待=0

ENDIF

IF停止=1THEN

正转=0

反转=0

等待=0

进水=0

报警=0

排水=0

!

TimerReset（1,0）

!

TimerClearOutput

（1）

!

TimerReset（2,0）

!

TimerClearOutput

（2）

!

TimerReset（3,0）

!

TimerClearOutput（3）

!

TimerReset（4,0）

!

TimerClearOutput（4）

!

TimerReset（5,0）

!

TimerClearOutput（5）

ENDIF