畢業(yè)設計論文基于PLC在洗衣機智能控制系統(tǒng)

1、 ?？飘厴I(yè)設計(論文) 設計題目： 基于plc在洗衣機智能控制系統(tǒng) 院 部： 電氣及自動化工程學院 專 業(yè)： 電氣自動化 班 級： 電氣自動化111302 姓 名： 學 號： 指導教師： 職 稱： 副教授 2014年 6月 南 京摘 要 目前隨著中國特色社會主義的不斷發(fā)展，人們的生活水平跟著時代的步伐不斷提高。我們?nèi)粘Ｋ褂玫募矣秒娖鞯陌l(fā)展也會順應時代的步伐。智能洗衣機的產(chǎn)生將極大的方便人們的生活，提高人們的生活質(zhì)量。國內(nèi)的洗衣機在經(jīng)過這些年的平穩(wěn)快速地發(fā)展，我們自己制造的洗衣機無論在質(zhì)量上還是使用功能上都是世界先進水平。本篇論文設計我們就怎樣合理的使用西門子plc控制系統(tǒng)來對洗衣機洗衣全過程

2、進行智能化控制進行了詳細的分析和科學的研究，主要是實現(xiàn)操作過程的正常運行和強制停止。同時我們可以用智能化的程序來達到對不同材料的衣服，不同數(shù)量的衣服，衣服受污染程度的不同進行選擇合適的程序，來進行洗衣操作，用更少的時間更少的資源達到理想的洗衣效果。節(jié)能省時。關鍵詞 plc 智能洗衣機 系統(tǒng)控制abstract now the continuous development of social economy level and the continuous improvement of the level of modern science and technology, our daily u

3、se of intelligent household appliances is bound to become one of the new trend of development of the new. the use of intelligent washing machine will greatly convenient people's life, to improve the quality of people's lives. the washing machine after several years of steady and rapid develo

4、pment, the domestic washing machine both in quality and using the function leads the world average. the design of this paper is how to reasonable use of plc control of the use of the function of the intelligent washing machine, i of the software design and hardware design of very detailed analyses a

5、nd research, realize the intelligent operation of the washing machine and a mandatory stop function. use bots to clothes of different quality, different number of clothes, clothes the pollution degree of different clothes, the clothes of the desired effect. to achieve the goal of energy saving, to s

6、ave time. keyword plc smart washing machine system control目 錄1 引言12 任務分析12.1 整體功能介紹12.2 設備控制要求23 控制系統(tǒng)的設計23.1 控制系統(tǒng)框圖23.2 控制系統(tǒng)對應設備及實現(xiàn)功能33.3 控制系統(tǒng)原理34 硬件電路的設計44.1 系統(tǒng)的選型44.2 i/o分配44.3 硬件接線圖55 軟件的設計6 5.1 流程圖65.2 源程序75.2.1 進水75.2.2 洗衣95.2.3 排水105.2.4 脫水115.2.5 洗完報警125.3 洗衣方式選擇135.3.1 強洗145.3.2 輕柔洗155.4 程序運

7、行過程分析186 程序的下載、安裝和調(diào)試18結(jié) 論19致 謝20參 考 文 獻211 引言我們可以利用可編程控制器來實現(xiàn)對洗衣過程的智能化控制。洗衣機的智能控制系統(tǒng)是利用了西門子plc的優(yōu)點,對洗衣機的一些輸入輸出點進行智能化控制的過程。因為洗衣機的運行過程都是由計數(shù)器來控制的,所以我們只要改變計數(shù)器參數(shù)就可以使洗衣機做到我們所需要的操要求。我們可以把預先設定好的合適的程序記錄下來,作為可選擇的系統(tǒng)程序來使用,根據(jù)衣物的材料,衣服的數(shù)量，和衣服的受污染物程度的嚴重度來選擇合適的程序。充分的節(jié)約運行的時間，達到理想的洗衣效果，節(jié)能多效。在洗衣機的系統(tǒng)制方面。繼電器之前是占主導地位的。但是由于繼電

8、器體積偏大、耗電比較多、可靠性不是很好、壽命也比較短、運行速度比較慢、適應性能力差所造成時間上的浪費和資金上的浪費都是非常嚴重的。為了挽救這危機，plc控制系統(tǒng)被開發(fā)出來了。在二十世紀中期世界上第一臺plc控制系統(tǒng)由美國數(shù)字設備公司研制在通用汽車公司試用成功，從此開啟plc控制系統(tǒng)的時代。它被普遍應用于許多工業(yè)控制領域，由此迅速的發(fā)展起來完全取代了繼電器的地位。plc的智能控制讓洗衣機的功能達到理想的程度。2 任務分析2.1 整體功能介紹 普通洗衣機的洗衣過程如圖1所示。圖1普通洗衣機洗衣過程 手動洗衣機也是由上述四個過程組成，每個過程都是用對應的開關按鈕來實現(xiàn)人為手動控制。在智能洗衣機中四個

9、過程是的依次運行的，直到結(jié)束。實現(xiàn)整個過程都自動化，方便快捷的服務消費者，節(jié)能省時。2.2 設備控制要求 洗衣機正常工作時，當按下啟動開關，進水口進水水位達到系統(tǒng)設定的高水位時，進水口終止進水，洗衣開始，洗衣滾筒先向正方向旋轉(zhuǎn)30秒，停止2秒，在向反方向旋轉(zhuǎn)30秒，然后暫停2秒；循環(huán)運行5次，共用時320秒，然后出水口開始排水；當排水水位達到低水位時脫水操作開始并持續(xù)排水，脫水30秒；重新開始清洗衣服，重復清洗過程運行兩個循環(huán)；清洗完成后，系統(tǒng)自動報警3秒，并斷開電源停止運行。 想強制停止時，我們在洗衣機正常洗衣的過程中按下排水按鈕可以實現(xiàn)手動排水的過程；按下停止按鈕鍵，就可以達到人為的停止洗

10、衣機的進水，排水，脫水及報警的過程。3 控制系統(tǒng)的設計3.1 控制系統(tǒng)框圖圖2 智能洗衣機控制系統(tǒng)圖3.2 控制系統(tǒng)對應設備及實現(xiàn)功能表1 外部設備對應表對應的外部設備啟動按紐停止按紐水位選擇開關手動排水開關手動脫水開關水位浮球開關表2 輸出設備對應表對應的輸出設備進水電磁閥排水電磁閥電動機正轉(zhuǎn)繼電器電動機反轉(zhuǎn)繼電器洗衣脫水桶系統(tǒng)報警器3.3 控制系統(tǒng)原理智能洗衣機的運行過程都是通過輸出設備來進行控制的，用plc實現(xiàn)對洗衣過程智能控制，洗衣機的水位開關用來控制進水到達系統(tǒng)設定的水位，電磁進水閥控制洗衣機進水的過程。當進水時，電磁進水閥門將打開，進水口持續(xù)進水。在排水時，電磁排水閥門就會打開，排

11、水口持續(xù)排水。當洗衣機開始洗衣時，電動機啟動開始運行。當進行脫水時，脫水桶就會啟動運行1。4 硬件電路的設計4.1 系統(tǒng)的選型西門子plc的輸入輸出點數(shù)和設備選擇的種類，是根據(jù)被控制對象所需控制的模擬量，開關的數(shù)量，輸入和輸出設備的具體情況來選擇的，輸入輸出元件都有對應的輸入輸出點。這篇設計控制系統(tǒng)中有11個輸入點和6個輸出點，當考慮到系統(tǒng)任務中的變化，擔心輸入輸出點數(shù)不能滿足需求，所以我們可以選擇有14個輸入點10個輸出點2。統(tǒng)計的輸入:啟動開關按紐，停止開關按紐，進水水位的選擇開關，排水開關（手動），脫水開關（手動），水位浮球開關。統(tǒng)計的輸出:洗衣進水電磁閥，電動機正轉(zhuǎn)繼電器，電動機反轉(zhuǎn)繼

12、電器，洗衣排水電磁閥，脫水桶，報警器。 s7-200系列plc出色表現(xiàn)：系統(tǒng)運行穩(wěn)定，使用操作簡單方便，市場價格便宜，很適用于中小型控制系統(tǒng)的系統(tǒng)控制。廣泛適用于各種行業(yè)的系統(tǒng)控制，擁有極高的性價比4。 s7-200系列plc的缺點表現(xiàn)：i/o點數(shù)比較有限，有時候感覺太少了點。4.2 i/o分配 plc控制系統(tǒng)的輸入地址和對應的外部設備分配如下表：表4 數(shù)字量輸入地址分配表輸入地址對應的外部設備i0.0i0.1i0.2i0.3i0.4i0.5i0.6i0.7i1.0i1.1i1.2i1.3i1.4i1.5i1.6啟動按鈕停止按鈕水位選擇開關（高水位）水位選擇開關（中水位）水位選擇開關（低水位）

13、手動排水開關手動脫水開關高水位浮球開關中水位浮球開關低水位浮球開關水排空浮球開關標準洗開關輕柔洗開關強洗開關漂洗開關 plc 控制系統(tǒng)的輸出地址及對應的輸出設備分配如下表：表5 數(shù)字量輸出地址分配表輸出地址對應的輸出設備q0.0q0.1q0.2q0.3q0.4q0.5q0.6q0.7進水電磁閥排水電磁閥洗滌電動機正轉(zhuǎn)繼電器洗滌電動機反轉(zhuǎn)繼電器脫水桶報警器快軸觸點組一快軸觸點組二 plc控制系統(tǒng)的內(nèi)部位原件分配如下表：表6 內(nèi)部位元件地址分配表定時器/計時器對應的作用t37t38t42t39t43t40t41c50c51進水暫停計時正洗計時正洗暫停計時反轉(zhuǎn)計時反轉(zhuǎn)暫停計時脫水計時報警計時正反洗循

14、環(huán)計數(shù)大循環(huán)計數(shù)4.3 plc接線圖圖3 plc接線圖5 軟件的設計5.1 流程圖智能洗衣機的控制要求是正常運行和強制停止。 結(jié)束脫水 打開手動脫水閥排水打開手動排水閥 洗滌電機和脫水桶停止轉(zhuǎn)動， 進水和排水電磁閥閉合 按動停止按鈕正常運行開始nynyny圖5 強制停止流程圖圖6 正常運行流程圖5.2 源程序5.2.1 進水 程序設計中，m0.0是輔助繼電器對應啟動按鈕；m0.1和m0.2是判斷實際水位和設定水位是否一致的輔助繼電器；m0.3是輔助繼電器對應停止洗衣機的自動洗衣。當我們按下啟動按紐，進水口開始進水，當進水的實際水位達到系統(tǒng)設定的水位后，進水口進水停止，等待2秒，自動進行洗衣操作

15、。它的程序為：network5進水達到系統(tǒng)設定的水位ld m0.0ld t40an c51oldo q0.0a m0.1an i0.1= q0.0network6 等待2sld m0.2an 10.1an q0.2an 10.3ton t37，+20所對應的梯形圖如圖所示。圖8 進水梯形圖 5.2.2 洗衣當進水口進水達到系統(tǒng)設定水位2秒后，洗衣開始，先正轉(zhuǎn)30秒，然后停止2秒，然后再反轉(zhuǎn)30秒，在停止2秒鐘就這樣運行5次循環(huán)后開始排水。network7洗滌電動機正轉(zhuǎn)30sld t37ldn c50a t39oldo q0.2an t38= q0.2ton t38，+300network8洗滌

16、電動機停2sld t38on t42o t39ton t42，+20network9洗滌電動機反轉(zhuǎn)300sld t42an c50o q0.3an t39= q0.3ton t39，+300network10洗滌電動機停2sld t39ton t43，+20所對應的梯形圖如圖所示圖9 洗衣梯形圖 5.2.3 排水洗衣結(jié)束，進行排水。水排完后停止排水。它的程序為：network11洗衣5次小循環(huán)ld q0.3ld q0.1ctu c50，+5network12進入排水過程ld c50o q0.1an i0.1an i1.2ld m0.3a i0.5old= q0.1 所對應的梯形圖如圖所示。 圖

17、10 排水梯形圖 5.2.4 脫水當洗完衣服的水排完后，進行脫水操作，脫水持續(xù)30s。程序為：network13排水完畢ld q0.1o m0.4an q0.4= m0.4network14脫水進行30sld i1.2a m0.4o q0.4an t40an i0.1o i0.6= q0.4ton t40，+300所對應的梯形圖如圖所示。圖11 脫水梯形圖5.2.5 洗完報警 洗衣運行3次循環(huán)后，報警操作開始，3秒后停止，結(jié)束洗衣過程。它的程序為：network15洗衣3次循環(huán)ld q0.4ld q0.5ctu c51，+3network16報警持續(xù)3sld c51o q0.5an t41=

18、q0.5ton t41，+30所對應的梯形圖如圖所顯示圖12 洗完報警梯形圖5.3 洗衣方式選擇5.3.1 強洗 本程序中q0.6和q0.7對應主電機和程控電動機的快軸觸點組繼電器km10和km11。network17ld i1.3or i1.4out q0.6ani i1.3out q0.7所對應的梯形圖如圖圖13 洗衣機選擇方式梯形圖強洗程序運行時，當進水水位達到設定水位2秒后，洗衣過程開始，正方向旋轉(zhuǎn)40秒，然后停止2秒，反方向旋轉(zhuǎn)40秒，停止2秒這樣10次循環(huán)后自動進入排水過程。network7洗滌電動機正轉(zhuǎn)40sld t37ldn c50a t39oldo q0.2an t38= q

19、0.2ton t38，+400network8洗滌電動機停2sld t38on t42o t39ton t42，+20network9洗滌電動機反轉(zhuǎn)40sld t42an c50o q0.3an t39= q0.3ton t39，+400network10洗滌電動機停2sld t39ton t43，+20強洗衣過程完畢后，進入強排水過程。強排水空后停止排水。network11洗衣小循環(huán)10次ld q0.3ld q0.1ctu c50，+10network12排水，直至水排空ld c50o q0.1an i0.1ld m0.3a i0.5old= q05.3.2 輕柔洗當洗衣機水位達到統(tǒng)設定水位

20、2秒后，洗衣機開始工作，正轉(zhuǎn)10秒，停止2秒，反轉(zhuǎn)10秒，停止2秒鐘這樣5次循環(huán)后進行排水操作。network7洗滌電動機正轉(zhuǎn)10sld t37ldn c50a t39oldo q0.2an t38= q0.2ton t38，+100network8洗滌電動機停2sld t38on t42ton t42，+20network9洗滌電動機反轉(zhuǎn)10sld t42an c50o q0.3an t39= q0.3ton t39，+100network10洗滌電動機停2sld t39ton t43，+20洗衣過程完畢后，進入排水過程，輕柔洗的排水源程序跟標準洗排水源程序相同。進水口進水達到設定水位2秒鐘

21、后，洗衣開始，先正方向旋轉(zhuǎn)5秒，停止2秒再反方向旋轉(zhuǎn)5秒，停止2秒這樣5次循環(huán)后進入排水過程。network7洗滌電動機正轉(zhuǎn)5sld t37ldn c50a t39oldo q0.2an t38= q0.2ton t38，+50network8洗滌電動機停2sld t38on t42o t39ton t42，+20network9洗滌電動機反轉(zhuǎn)5sld t42an c50o q0.3an t39= q0.3ton t39，+50network10洗滌電動機停2sld t39ton t43，+20洗衣結(jié)束，進入排水過程。漂洗完排水結(jié)束后停止排水。它的源程序為：network11洗衣小循環(huán)10次l

22、d q0.3ld q0.1ctu c50，+10network12排水，直至水排空ld c50o q0.1an i0.1an i1.2ld m0.3a i0.5old= q0.15.4 程序運行過程分析當我們按下啟動開關時，輸入i0.0得電使m0.0得電自保，當q0.0得電時，進水口就開始進水。 洗衣機進水水位達到系統(tǒng)設定的高水位時，輸入點i0.7得電，則i0.7的常閉觸點就會自動切斷，當q0.0斷開后，進水過程終止；當i0.7的常開觸點閉合，q0.2得電，洗衣機開始正轉(zhuǎn)運行，洗衣開始，t38進行計時，當t38計時到系統(tǒng)設定值時，t38的常閉觸點就會斷開，q0.2也斷開，洗衣機正轉(zhuǎn)洗衣過程暫停

23、；當t38的常開觸點閉合時，t38得電自保，t42進行計時。t42計時到系統(tǒng)設定值時，t42常開觸點閉合，q0.3得電，洗衣機反轉(zhuǎn)洗衣操作開始，t39進行計時。當t39計時到系統(tǒng)設定值時，t39常閉觸點就斷開，則q0.3也斷開，洗衣機反轉(zhuǎn)洗衣操作暫停；t39常開觸點閉合，使t39得電自保，t43進行計時。當t43計時到系統(tǒng)設定值時，t43常開觸點就閉合，c50計數(shù)一次，t43常閉觸點斷開，使t38、t42、t39、t43都復位，q0.0得電，重復開始的操作，直到c50計數(shù)滿5次，c50常開觸點得電，q0.1得電自保，排水口開始排水，水排完，c50就復位，準備下一次循環(huán)時再開始計數(shù)。當排水到達系

24、統(tǒng)預設的低水位時，i1.1斷開，i1.1常閉觸點閉合，q0.2、q0.4同時得電，開始放水的過程，t40進行計時。t40計時到系統(tǒng)預設值時，t40常閉觸點斷開，q0.1、q0.2、q0.4斷開，洗衣機停止排水和脫水；t40常開觸點得電，c51計一次數(shù)。q0.1常閉觸點閉合，q0.0又得電，重復從進水開始的動作，直到c51計數(shù)滿兩次，c51常閉觸點斷開，m0.0斷開，洗衣機停止洗滌；c51常開觸點得電，q0.5得電自保，開始報警。c51常開觸點得電又使c51復位，c51常閉觸點閉合，準備好下一次啟動。q0.5常開觸點得電時，t41進行計時。t41計時到系統(tǒng)預設值時，t41常閉觸點斷開，洗衣機停止

25、洗衣并開始報警。當洗衣機在正常洗衣過程中按停止按紐時，輸入點i0.1常閉觸點斷開，q0.0、q0.1、q0.4、q0.5斷開，停止進水、排水、脫水及報警的四個過程，達到強制停止功能。6 程序的下載、安裝和調(diào)試我們可以將輸入端子和輸出端子與實際智能控制系統(tǒng)中的按紐開關、所需控制的設備進行正確的連接，來完成洗衣機設備的安裝過程。智能洗衣機的洗衣過程是由plc控制系統(tǒng)來進行智能控制的，正常工作時運行的程序存放在機器中，當我們想要改變洗衣工程時，可以通過修改程序，來達到改變的目的，將plc控制系統(tǒng)停止，進行編寫程序，打開智能洗衣機的控制程序，就可以在線修改及調(diào)試程序，也可用編程器進行修改及調(diào)試5。 結(jié) 論我們通過對智能洗衣機控制系統(tǒng)的設計，對智能洗衣機的控制系統(tǒng)有了更加深入的理解。智能洗衣機控制系統(tǒng)充分利用了西門子plc的優(yōu)點，實現(xiàn)了洗衣機在洗衣全過程中的智能化。因為洗衣機工作的過程是由計數(shù)器控制的,所以我們只要改變計數(shù)器參數(shù)就能達到想要的洗衣過程。我們可以把自己先前設定好的洗衣程序記錄下來,根據(jù)衣物的材料,洗衣的數(shù)量及衣服受污染的程度的嚴重性來進行合理的編程，根據(jù)不同的情況選擇不同的程序,用更少的時間，更少的水資源，更少的電，來達到預期的洗衣效果，充分展現(xiàn)智能洗衣機的實用性，為節(jié)能減排做出自己的貢獻。積極響應社會的號召，將節(jié)能減排進行到底。這也會讓智能洗衣機更加好的