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plc控制全自动洗衣机的设计本科论文
目录
摘要 ……………………………………………………………………………………………….3
第1章PLC控制系统设计 …………………………………………………………………5
1.1PLC控制系统设计的基本原则 …………………………………………………5
1.2 PLCI/O模块的选择步骤与原则 ………………………………………………5
第2章全自动洗衣机PLC控制……………………………………………………………8
2.1 洗衣机类别 ……………………………………………………………………………8
2.2 控制要求 ………………………………………………………………………………..10
2.3 控制程序的编制，并画出硬件接线图 ………………………………………..11
2.4 I/O口及定时器/计数器说明………………………………………………………14
2.5梯形图……………………………………………………………………………….....15
2.6 指令表……………………………………………………………………………………17
第3章操作说明 …………………………………………………………………………19
3.1操作说明…………………………………………………………………19
3.2电器元件一览表…………………………………………………………19
3.3电气总接线图……………………………………………………………20
第4章 毕业设计总结 …………………………………………………………………………21
第5章致谢………………………………………………………………………………………22
参考文献 …………………………………………………………………………………………….22
PLC控制全自动洗衣机的设计
摘要
PLC可编程序控制器：
PLC英文全称ProgrammableLogicController，定义是:
一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。
现已广泛应用于工业控制的各个领域，它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。
该设计主要介绍了全自动洗衣机的工作原理、控制系统的PLC的造型和资源的配置、控制系统程序设计与调试、控制系统PLC程序。
根据全自动洗衣机的工作原理，利用可编程控制器PLC实现控制，说明了PLC控制的原理方法，特点及控制洗衣机的特色。
通过本系统的设计，对三菱的FX系列PLC的特点有了深入的理解。
全自动洗衣机控制系统利用了三菱的FX系列PLC的特点，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。
充分表现现代家电用品的个性。
关键词：
PLC;洗衣机；全自动；程序控制器
Abstract
PLCProgrammableLogicController,isdefinedas:
adigitalcomputingoperationofelectronicsystemsforapplicationsinindustrialenvironmentsdesigned.Itusesaclassofprogrammablememory,foritsinternalstorageprocedures,andlogicaloperations,sequencecontrol,timing,countingandarithmeticoperationsandotheruser-orientedinstruction,and,throughdigitaloranaloginput/outputcontrolofvarioustypesmachineryorproductionprocesses.Programmablecontrollertothecomputeristheuseofautomaticcontrol,itfunctions,reliabilitystrong,programmingisasimple,easytouse,smallvolume.itiswidelyusedintheindustrialcontrolofthevariousfields,andinamicroprocessortheuseofprogramswrittenlogicalcontrol,regular,andarithmetic,anddigitalandanaloginputvolumeofoutputtocontrolmechanicaldeviceorproductionprocesses.Thedesignofthemainintroducedtheautomaticwashingmachineworks,andcontrolsystemoftheplcandtheallocationofresourcesandsystemprogrammingandtheplc,acontrolsystem.accordingtotheautomaticwashingmachineworks,theuseoftheplcprogrammablecontrollertocontrolandthecontroloftheprincipleoftheplc,andcontrolofthewashingmachine.inthissystemdesignandthemitsubishiplcFXseriesofcharacteristicsofathoroughunderstanding.Full-automaticwashingmachinecontrolsystemusingamitsubishiFXseriesofPLC,solenoidvalves,button,switchetc.Someotherinput/outputcontrolpoints,washinglaundryprocessautomation.Fullexpressionofmodernappliancespersonality.
Keywords:
PLC,Washingmachines,Automatic,Programcontroller
第一章 PLC控制系统设计
1.1 PLC控制系统设计的基本原则
任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。
因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：
1.最大限度地满足被控对象的控制要求
充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。
这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。
同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。
2.保证PLC控制系统安全可靠
保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。
这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。
例如：
应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。
3.力求简单、经济、使用及维修方便
一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。
因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。
这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。
4.适应发展的需要
由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。
这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。
1.2 PLCI/O模块的选择步骤与原则
一般I／O模块的价格占PLC价格的一半以上。
PLC的I／O模块有开关量I／O模块、模拟量I／O模块及各种特殊功能模块等。
不同的I／O模块，其电路及功能也不同，直接影响PLC的应用范围和价格，应当根据实际需要加以选择。
1.2.1开关量I／O模块的选择
1、开关量输入模块的选择
开关量输入模块是用来接收现场输入设备的开关信号，将信号转换为PLC内部接受的低电压信号，并实现PLC内、外信号的电气隔离。
选择时主要应考虑以下几个方面：
1）输入信号的类型及电压等级
开关量输入模块有直流输入、交流输入和交流／直流输入三种类型。
选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。
直流输入模块的延迟时间较短，还可以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接；交流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。
开关量输入模块的输入信号的电压等级有：
直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。
选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。
一般5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ用于传输距离较近场合，如5Ｖ输入模块最远不得超过１０米。
距离较远的应选用输入电压等级较高的模块。
2）输入接线方式
开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式。
汇点式的开关量输入模块所有输入点共用一个公共端（COM）；而分组式的开关量输入模块是将输入点分成若干组，每一组（几个输入点）有一个公共端，各组之间是分隔的。
分组式的开关量输入模块价格较汇点式的高，如果输入信号之间不需要分隔，一般选用汇点式的。
3）注意同时接通的输入点数量
对于选用高密度的输入模块（如32点、48点等），应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60％。
4）输入门槛电平
为了提高系统的可靠性，必须考虑输入门槛电平的大小。
门槛电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越远，具体可参阅PLC说明书。
2、开关量输出模块的选择
开关量输出模块是将PLC内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信号，并实现PLC内外信号的电气隔离。
选择时主要应考虑以下几个方面：
1）输出方式
开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式。
继电器输出的价格便宜，既可以用于驱动交流负载，又可用于直流负载，而且适用的电压大小范围较宽、导通压降小，同时承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但其属于有触点元件，动作速度较慢（驱动感性负载时，触点动作频率不得超过1HZ）、寿命较短、可靠性较差，只能适用于不频繁通断的场合。
对于频繁通断的负载，应该选用晶闸管输出或晶体管输出，它们属于无触点元件。
但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。
2）输出接线方式
开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式。
分组式输出是几个输出点为一组，一组有一个公共端，各组之间是分隔的，可分别用于驱动不同电源的外部输出设备；分隔式输出是每一个输出点就有一个公共端，各输出点之间相互隔离。
选择时主要根据PLC输出设备的电源类型和电压等级的多少而定。
一般整体式PLC既有分组式输出，也有分隔式输出。
3）驱动能力
开关量输出模块的输出电流（驱动能力）必须大于PLC外接输出设备的额定电流。
用户应根据实际输出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。
如果实际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中间放大环节。
4）注意同时接通的输出点数量
选择开关量输出模块时，还应考虑能同时接通的输出点数量。
同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允许通过的电流值，如一个220V／2A的８点输出模块，每个输出点可承受2A的电流，但输出公共端允许通过的电流并不是16A（8×2A），通常要比此值小得多。
一般来讲，同时接通的点数不要超出同
一公共端输出点数的60％。
5）输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关
开关量输出模块的技术指标，它与不同的负载类型密切相关，特别是输出的最大电流。
另外，晶闸管的最大输出电流随环境温度升高会降低，在实际使用中也应注意。
1.2.2模拟量I／O模块的选择
模拟量I／O模块的主要功能是数据转换，并与PLC内部总线相连，同时为了安全也有电气隔离功能。
模拟量输入（A／D）模块是将现场由传感器检测而产生的连续的模拟量信号转换成PLC内部可接受的数字量；模拟量输出（D／A）模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出。
典型模拟量I／O模块的量程为-10V~+10V、0~+10V、4~20mA等，可根据实际需要选用，同时还应考虑其分辨率和转换精度等因素。
一些PLC制造厂家还提供特殊模拟量输入模块，可用来直接接收低电平信号（如RTD、热电偶等信号）。
1.2.3、特殊功能模块的选择
目前，PLC制造厂家相继推出了一些具有特殊功能的I／O模块，有的还推出了自带CPU的智能型I／O模块，如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PID控制模块、通信模块等。
第二章 全自动洗衣机PLC控制
2.1洗衣机类别
2.1.1洗衣机的分类
目前，我国洗衣机的分类方法主要有三种：
按自动化程度分类，按洗涤方式分类，按结构方式分类。
1按自动化程度分类，洗衣机可分为普通型、半自动型、全自动型三大类。
目前大多是全自动型洗衣机，它是指洗涤、漂洗、脱水各个功能之间的转换全部不用手工操作而能自动进行的洗衣机。
这种洗衣机在选定的工作程序内由机电式程序控制器或微电脑程序控制器适时发出各种指令，自动完成各个执行机构的动作，使整个洗衣过程自动化。
2按结构方式分类，洗衣机可分为单桶、双桶、套桶三大类。
（1）单桶洗衣机。
单桶洗衣机自动化程度较低，多为简易型和普通型，少量的为半自动型。
其主要特点是占地面积小，价格便宜。
（2）双桶洗衣机。
双桶洗衣机实际上就是单桶洗衣机和脱水机的组合。
它的洗衣部分和甩干部分有各自的电动机和定时器。
双桶洗衣机功能齐全，使用方便，操作简单，省水，省电，价格适宜，品种多样。
目前，我国双桶波轮式洗衣机占主导地位。
双桶洗衣机。
脱水桶壁上设有许多小孔，甩干电动机高速运转，在大的离心力作用下，衣物水分被甩出，并顺着排水管排出。
（3）套桶洗衣机。
该洗衣机的特点是内、外两个立式容器套装在同一个轴心上。
波轮式套桶洗衣机多为全自动型。
因其离心桶的外径小于盛水桶的内径，故将外桶和内桶套装在同一个轴心上，减少了占地面积。
其外桶作为盛水容器，内桶作为洗涤、漂洗、离心脱水用。
常见的波轮式套桶洗衣机是单电机的，洗涤及脱水工作由离合器控制。
洗涤时波轮转动而脱水桶不转，脱水是波轮与脱水桶一齐旋转。
3按洗涤方式分类，洗衣机可分为波轮式、滚筒式等
（1）波轮式洗衣机。
波轮式洗衣机是将洗涤衣物浸泡在水中，靠波轮正、反方向的交替转动或连续单方向的转动使衣物在水中不断翻滚，而
达到洗净衣物的目的。
主要特点是：
洗涤能力强、洗涤时间短、结构简单、可调节水位、成本低、易维修、易操作。
（2）滚筒式洗衣机。
滚筒式洗衣机自动化程度高，洗涤性能好，容量大，质量高。
2.1.2．全自动工艺要求及动作流程
全自动洗衣机的实物示意图如下图1所示。
图1全自动洗衣机示意图
全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安放的。
外桶固定，作盛水用。
内桶可以旋转，作脱水（甩水）用。
内桶的四周有很多小孔，使内外桶的水流相通。
该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，通过电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入到外桶。
排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外。
洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。
脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。
高、低水位开关分别用来检
测高、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停止进水、排水、脱水及报警。
排水按钮用来实现手动排水。
2.2 控制要求
PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。
（1）按下启动按扭及水位选择开关，开始进水，水满（即水位到达高低）时停止进水。
（2）2秒后开始洗涤。
（3）洗涤时，正转15秒后暂停，暂停3秒后开始反转洗涤，反转洗涤15秒后暂停，暂停3秒。
（4）如此循环3次，总共180秒后开始排水，排空后（水位下降到低位）开始脱水并继续排水。
脱水10秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。
（5）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；若完成了3次大循环，则进行洗完报警。
（6）报警10秒结束全部过程，自动停机。
（7）此外按排水按钮可实现手动排水；按停车按扭可停止进水、排水、脱水及报警。
2.3 控制程序的编制，并画出硬件接线图
2.3.1主接线路如下图所示：
2.3.2PLC硬件连接线路如下图所示：
2.3.3设计功能顺序如下图所示：
2.4、I/O口及定时器/计数器说明
I/O口分配表：
类别
元件
端子号
作用
输
入
SB1
X0
启动按钮
SB2
X1
停止按钮
SB3
X2
排水按钮
SL1
X3
高水位开关
SL2
X4
低水位开关
输
出
YV1
Y0
进水电磁阀
KM1
Y1
电机正转接触器
KM2
Y2
电机反转接触器
YV2
Y3
排水电磁阀
YC1
Y4
脱水电磁离合器
KM3
Y5
报警蜂鸣器
定时器、计数器说明：
类别
器件号
设定值
作用
定
时
器
T0
2S
进水候暂停时间
T1
15s
正转洗涤计时
T2
3s
正洗暂停计时
T3
15s
反转洗涤计时
T4
3s
反洗暂停计时
T5
10s
脱水计时
T6
10s
洗完报警计时
计数器
C0
3次
正、反洗循环计数
C1
3次
脱水（大循环）计数
2.5梯形图
工步介绍：
s0初始化s20洗衣机进水
s21电动机正转s22电动机反转
s23洗衣机脱水s24报警
2.6指令表
第三章、操作说明
3.1操作说明
按下启动按钮，X0为ON，进入工步S20，y0为ON，打开进水电磁阀。
当水位到达高水位时，X3为ON，M0自锁，同时断开进水电磁阀，同时T0为ON，记时2秒。
进入工步2，电动机正转，开始接通Y1（正向洗涤），并启动定时器T1。
15s后，T1触点动作，使Y1为OFF，停止正向洗涤，并启动定时器T2。
经过3s的暂停，T2触点为ON，进入工步S22.电动机反转，开始反向洗涤，并启动定时器T3。
反洗15s后，T3触点动作，使Y2（反转洗涤）为OFF，停止反向洗涤，并启动定时器T4。
经过3s的定时，T4动作，使计数器C100计一次时，同时判段记数次数若为3，并且X4（底水位）接通则进2工步S23,同时复位C100.若不为3则进入工步S21重新进行从正向洗涤开始到反向洗涤结束的小循环只到C100是3为止。
当C100满3且进入工步S23（脱水）后，边排水边脱水同时T5记时10秒，10秒后C101通记数一次若C101不为3则进入工步s20开始大循环，若C101是3则进入工步S24,开始报警接通Y5（报警）同时T6记时10秒后T6触点通，复位S20~S24,程序结束。
3.2电器元件一览表
名称
代号
台数
PLC
FX—2N
1台
三项异步电动机
M
1台
定时器
T
7台
计数器
C
2台
按钮
SB
3台
行程开关
ST
2台
接触器
KM
2台
松开、夹紧电磁铁
YA
2台
指示灯
YH
1台
3.3电气总接线图
第四章 毕业设计总结
随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。
经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了。
在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。
毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。
通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。
自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。
通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。
在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。
总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。
最后终于做完了有种如释重负的感觉。
此外，还得出一个结论：
知识必须通过应用才能实现其价值！
有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
在此要感谢我的指导老师吴志坚老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。
在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。
在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。
第五章致谢
通过毕业设计，我深刻的体会到了实践和理论的区别与联系，让我明白怎么样才能把理论应用与实践，要这次实训中，我得到了锻炼，但是也感觉到了自己的不足，因此，我必须在剩下的的时间里对自己提高要求，让自己适应社会潮流，满足社会需要，所以我应该忠心的感谢学校给我们提供的这次毕业设计的机会，让我在设计中体会到了我现在所处的位置和将来要达到的位置，同时也要感谢老师给我们的指导和同学给我的帮助，在这次课程设计中由于我们现在所学知识还不能满足实训的要求，所以我在图书馆查阅了大量的资料，所以也应该感谢学校给我们提供了大量图书，和在图书馆的工作人员，一个人的想法总是有限的，所以要设计一
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