基于PLC的全自动洗衣机设计 1.docx
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基于PLC的全自动洗衣机设计1
摘要
随着人们生活水平的不断提高，洗衣机已经作为一件必备实用家用电器进入了千家万户。
人们迫切需要洗衣机各项性能得到提升，并且对洗衣机的智能化程度有着越来越高的要求。
近年来，可编程控制器在我国的迅速发展，它所具有的功能性强、可靠性高、配制方法灵活等特点是其它控制器所无法匹敌的，因此它被越来越广泛的应用于各类工业控制领域。
本文讲述的是如何利用PLC实现全自动洗衣机的控制，以实现洗衣过程的全自动控制。
本文结合任务设计书的要求，以洗衣机为研究对象，采用了三菱公司FX2N系列可编程逻辑控制器作为洗衣机的控制器。
对洗衣机的控制系统的总体功能进行了分析，提出了洗衣机硬件组成及详细的软件设计方案，实现了全自动洗衣机的基本要求。
关键字：
洗衣机；全自动；可编程逻辑控制器；
目录
一、绪论1
二、设计要求2
1）正常运行2
2）强制停止2
三、总体方案3
方案主接线3
方案外部接线图4
方案PLC外部接线及PLC内部软元件分配4
流程图5
状态转移图6
四、程序7
程序7
梯形图8
五、设计体会10
参考文献11
一、绪论
全自动洗衣机的出现是洗衣机制造业的一个重大革命，全自动洗衣机包括进水、洗涤、排水、脱水等程序，启动洗衣机后洗衣机就会根据相关设置完成相应的洗衣程序。
全自动洗衣机的出现大大节省了人力，所以全自动洗衣机从问世至今一直受到消费者的偏爱。
可编程控制器是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，本课程设计就怎样利用PLC来控制全自动洗衣机进行了研究，并对其中软件设计、硬件设计等问题进行了相关设计，实现了课程设计所规定的各种要求。
二、设计要求
由进水、洗衣、排水和脱水4个过程组成。
洗衣机的进水、洗衣、排水和脱水是通过水位开关、电磁进水阀和电磁排水阀配合进行控制，从而实现自动控制的。
水位开关用来控制进水到洗衣机内高、中、低水位；电磁进水阀起着通/断水源的作用。
进水时，电磁进水阀打开，将水注入；排水时，电磁排水阀打开，将水排出；洗衣时，洗涤电动机启动；脱水时，脱水桶启动。
要求能实现“正常运行”和“强制停止”两种控制方式
1）正常运行：
将水位通过水位选择开关设在合适的位置（高、中、低），按下“启动”按钮，开始进水，达到设定的水位后，停止进水；
进水停止2s后开始洗衣；
洗衣时，正转20s，停2s，然后反转20s，停2s；
如此循环共5次，总共220s后开始排水，排空后脱水30s；
洗衣过程完成，报警3s并自动停机。
2）强制停止：
若按下“停止”按钮，洗衣过程停止，即洗涤电机和脱水桶转、进水电磁阀和排水电磁阀全部闭合；
可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。
三、总体方案
全自动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。
排水时，排水阀打开，将水由外桶排出到机外。
洗涤正转、反转由电动机驱动波盘正、反转来实现。
脱水时，由电动机带动内桶正转进行甩干。
高、中、低水位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强制停止。
排水、脱水按钮用来实现手动排水、脱水。
为防止全自动洗衣机在工作过程中，电路发生短路，损坏电动机和电路的各种电气设备，因此在主电路中安装了熔断器，当电路出现短路故障时，能迅速、可靠的断开电源。
为了防止全自动洗衣机在长时间工作下电机绕组的温升超过额定值而损坏，采用热继电器作为保护元件，与熔断器搭配使用，可靠地保护电动机。
全自动洗衣机的控制部分由PLC来实现，PLC接受各种按钮及相应的行程开关的信号，经PLC处理后输出各种控制信号，从而实现全自动洗衣机的自动正常运行。
全自动洗衣机控制程序较为简单，输入输出信息不多，考虑留有适当余量，本次课程设计PLC选用有16个输入点、16个输出点的三菱FX2N---32MRPLC来实现全自动洗衣机的控制功能。
方案主接线如下：
图3.1主接线
方案外部接线图如下：
图3.2外部接线图
方案PLC外部接线及PLC内部软元件分配如下：
表3.1PLC外部接线及PLC内部软元件分配表
输入
输出
输入继电器
电路元件
作用
输出继电器
电路元件
作用
X000
SB1
启动按钮
Y000
KA1
进水电磁阀控制
X001
SB2
高水位选择
Y001
KM1
电动机正转控制
X002
SB3
中水位选择
Y002
KM2
电动机反转控制
X003
SB4
低水位选择
Y003
KA2
排水电磁阀控制
X004
SB5
手动排水
Y004
KM1
洗衣机脱水控制
X005
SB6
手动脱水
Y005
KA4
报警蜂鸣器控制
X006
SB7
停止按钮
T0
T0
进水后定时2s
X007
SQ1
高水位检测
T1
T1
电机正转定时20s
X010
SQ2
中水位检测
T2
T2
正转后定时2s
X011
SQ3
低水位检测
T3
T3
电机反转定时20s
X012
SQ4
排水检测
T4
T4
反转后定时2s
T5
T5
脱水定时30s
T6
T6
报警定时3s
C100
C100
循环计数5次
流程图如下：
图3.3流程图
状态转移图如下：
图3.4状态转移图
四、程序
编程软件采用三菱公司为其生产的PLC而设计的编程软件GXDeveloper8.86版本。
适用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可编程控制器。
支持梯形图、指令表、SFC、ST及FB、Label语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能,结构化程序的编写（分部程序设计），可制作成标准化程序,在其它同类系统中使用。
程序如下：
LDM8002
SETS0
STLS0
RSTC100
LDX0
ANIX4
ANIX5
SETS20
LDX4
ANIX5
SETS26
LDX5
ANIX4
SETS27
STLS20
LDIX6
OUTY0
LDX1
ANDX7
LDX2
ANDX10
ORB
LDX3
ANDX11
ORB
SETS21
STLS21
OUTTOK20
LDT0
SETS22
STLS22
LDIX6
OUTY1
OUTT1K200
LDT1
SETS23
STLS23
OUTT2
LDT2
SETS24
STLS24
LDIX6
OUTY2
OUTT3K200
LDT3
SETS25
STLS25
OUTT4K20
LDT4
OUTC100K5
LDC100
ANDT4
SETS26
LDIC100
ANDT4
SETS20
STLS26
LDIX6
OUTY3
LDX12
SETS27
STLS27
LDIX6
ANIX4
OUTY4
LDIX4
ANIX6
OUTY1
OUTT5K200
LDT5
SETS28
STLS28
LDIX6
OUTY5
OUTT6K30
LDT6
SETS0
RET
梯形图如下：
图4.1梯形图
五、设计体会
电气控制与PLC是一门实践性很强的专业课，PLC当今社会发展异常迅速，各生产厂家也推出了许多强大的新型PLC，使PLC成为集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具，因此学好PLC对我们非常重要。
这次课程设计要求设计一个全自动洗衣机，经过两个星期终于完成了，回顾起这次PLC课程设计，感慨颇多，也的确从中学到了许多知识，学会了怎样把课本理论知识运动到实际中去。
从开始得到老师给定课题后就着手准备，我们查阅了很多的资料，并认真的阅读这些与我们设计相关的资料。
在做设计时，复习了很多专业课的知识，同时也发现了知识上存在的漏洞，这使得我们的专业知识得到了巩固和提高。
在这次设计中遇到了不少困难，也出了一些小错误，但最终还是圆满完成了此次的课程设计。
课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，也是对自己能力的一种提高。
这次课程设计使我们明白了自己知识的欠缺，自己要学习的东西还有很多。
在以后的工作、生活中我们都将会不断的学习、提高自己知识和综合素质。
参考文献
[1]史国生.电气与可编程控制器技术（三菱FX系列）第三版.北京：
化学工业出版社，2010
[2]张宪.电气制图与识图.北京：
化学工业出版社，2005
[3]潘月琴.全自动洗衣机的维修【M】．北京：
北京科学技术出版社,2004
[4]熊幸明.电气控制与PLC.北京：
机械工业出版社,2010
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