基于PLC的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設計畢業(yè)論文.doc

目錄1引言.22全自動洗衣機控制系統(tǒng)總體控制方案確定.32.1總體控制方案確定.32.1.1控制系統(tǒng)的比較.32.2.2洗衣機的PLC控制系統(tǒng)概述.33全自動洗衣機的基本結構.53.1全自動洗衣機的原理和構造.53.2洗滌脫水系統(tǒng).73.3排水和進水系統(tǒng).73.4電動機及傳動系統(tǒng).84電氣控制系統(tǒng).94.1控制系統(tǒng)結構.94.2控制系統(tǒng)原理.94.3檢測電路系統(tǒng).105主要器件的選擇.115.1電動機的選擇.115.2傳感器的選擇.115.3可編程控制器外部設計.126軟件設計.146.1系統(tǒng)的順序功能圖設計.146.2全自動洗衣機的控制要求.146.3控制系統(tǒng)順序功能圖.156.4控制系統(tǒng)的梯形圖設計.166.5程序語句表.187結束語.18致謝.19參考文獻.201引言從古到今，洗衣服都是一項難于逃避的家務勞動，在洗衣機出現(xiàn)以前，這項勞動并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣、手搓、腳踩、棒擊、沖刷、摔打。這些不斷重復的簡單的體力勞動，留給人的感受常常是辛苦勞累。1874年，“手洗時代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)美國人比爾布萊克斯發(fā)明了木制手搖洗衣機。1880年，美國又出現(xiàn)了蒸汽洗衣機，蒸汽動力開始取代人力。之后，水力洗衣機，內燃機洗衣機也相繼出現(xiàn)。1911年，美國試制成功世界上第一臺電動洗衣機，標志著人類家務勞動自動化的開端。1922年，電動洗衣機迎來一種嶄新的洗衣方式攪拌式。攪拌式洗衣機由美國瑪依塔格公司研制成功。70年代后期，微電腦控制的全自動洗衣機出現(xiàn)引領新的發(fā)展方向，讓人耳目一新。90年代，由于電動機調速技術的提高，洗衣機實現(xiàn)了較寬范圍的轉速變換與調節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機。全自動洗衣機其特點是能自動完成洗滌，漂洗和脫水的轉換，整個過程不需要人工操作。這類洗衣機均采用套筒式結構，其進水，排水都采用電磁閥，由程序控制器按人們預先設計好的程序不斷發(fā)出指令，驅動各執(zhí)行器件動作，整個洗衣過程自動完成。所用的程序控制器可分為電動機驅動式和單片機式。從控制方式的發(fā)展階段上分：全自動洗衣機可分為兩大類：第一類電動控制洗衣機，它的程序控制器由電動元件組成。第二類是電腦控制洗衣機，它的程序控制器由微型計算機組成。電動控制全自動洗衣機是較早出現(xiàn)的自動控制類家用電器，其產(chǎn)品類型還屬于傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品，是自動控制的初級階段。隨著計算機的及微電子技術的發(fā)展，自動控制系統(tǒng)正在逐步實現(xiàn)硬件化。因此，電動控制洗衣機將逐步退出家電舞臺?？删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器,用來在其內部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令,并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程.可編程序控制器及其有關設備,都應按易于與各種控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴充其功能的原則設計。2全自動洗衣機控制系統(tǒng)總體控制方案確定2.1總體控制方案確定2.1.1控制系統(tǒng)的比較PLC系統(tǒng)的特點：1）可靠性高，PLC作為一種通用的工業(yè)控制器，它必須能夠在各種不同的工作環(huán)境中正常工作。對工作的環(huán)境要求較低，抗外部干擾能力強，平均無故障時間長。2）使用方便靈活，PLC采用了基本單元擴展或者是模塊化的結構形式，因此，輸入/輸出信號的數(shù)量，形式，驅動能力等都可以根據(jù)實際控制要求進行選擇與確定，而且在需要時可以隨時更換，近年來，PLC的特殊模塊增多這些可以滿足不同的控制要求，使PLC的使用更加靈活與多變。3）編程簡單，PLC的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在它采用了獨特的，多種面向廣大工程設計人員的編程語言，如指令表，梯形圖，邏輯功能圖，順序功能圖等，程序簡潔，明了適合各類技術人員的傳統(tǒng)習慣，即使是沒有計算機知識的人員也很統(tǒng)一掌握，特別是梯形圖與邏輯功能圖，形象直觀，動態(tài)監(jiān)測效果逼真，且與計算機控制容易。單片機系統(tǒng)的特點：1）要求環(huán)境，單片機對環(huán)境的適應能力較低，可靠性差。2）編程和PLC相比難以學習，主要是單片機采用匯編語言或者是C語言，這些高級語言和PLC語言相比，難以學習。3）功能單一只具有使用中所需要的功能。但是，它結構簡單，處理速度快。2.2.2洗衣機的PLC控制系統(tǒng)概述全自動洗衣機采用PLC控制系統(tǒng)將大大提高工作效率，和適應工作環(huán)境的能力。在全自動洗衣機中，洗衣機洗滌、脫水程序是由單片機為中心控制系統(tǒng)工作的。首先由于單片機的指令系統(tǒng)相對復雜，編寫洗滌、脫水程序相對復雜；其次，在設計控制系統(tǒng)硬件時要有多種電路保護裝置，如電流保護、電壓保護、過載保護、過熱保護及欠壓保護等等這樣增加了硬件的復雜性，隱含較高的故障率無形地增加了維修成本費用，在各種控制系統(tǒng)中廣泛運用的PLC能克服單片機的缺點。它是整體模塊，集中了驅動電路、檢測電路和保護電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運用中，硬件也相對簡單，提高控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語言也相對簡單。典型的PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖1所示：圖1PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖2.2.3PLC的設計步驟開發(fā)應用PLC的設計任務分為硬件和軟件設計兩部分。硬件設計主要包括:1）確定安排PLC的輸入、輸出點；2）設計外圍電路,包括主電路；3）選購PLC并進行現(xiàn)場安裝接線等內容；軟件設計,大多數(shù)用梯形圖和指令程序,主要包括:1）設計控制流程,根據(jù)工藝要求先畫出工作循環(huán),如有必要再畫詳細的狀態(tài)流程圖；2）根據(jù)工作循環(huán)圖,畫出虛擬的電路圖繼電器梯形圖；按梯形圖編寫指令程序表；3系統(tǒng)調試:根據(jù)設計要求,對程序進行調試和修改,必要時還可對硬件進行修改,直到滿足要求；在電腦控制的全自動洗衣機中，又存在著兩種不同的控制方式，即程序控制和模糊控制。由于控制方式的不同，兩種洗衣機在結構和原理上都有很大的區(qū)別。程序控制洗衣機以洗衣機生產(chǎn)廠家設定的數(shù)十種操作程序為基礎，用戶在使用時可根據(jù)洗衣量，布質的輕重以及衣物的臟污程度性質等因素，選擇不同的洗衣程序。程序控制全自動洗衣機的控制按鈕很多，對程序的選擇需要有一定的洗衣經(jīng)驗。模糊控制洗衣機以其內部設置的各種傳感器為信息采集源，對傳感器傳回的洗衣量，衣物布質，