全自動(dòng)洗衣機(jī)plc畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、摘 要隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，家庭電器全自動(dòng)化成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。全自動(dòng)洗衣機(jī)的生產(chǎn)極大的方便了人們的生活。全自動(dòng)洗衣機(jī)綜合運(yùn)用了大量力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等知識(shí)。洗衣機(jī)的洗滌過(guò)程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機(jī)械作用和洗滌劑的潤(rùn)濕、分散作用下，將污垢拉入水中來(lái)實(shí)現(xiàn)洗凈的目的。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就PLC在全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)中的應(yīng)用做了詳細(xì)的介紹。實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)由進(jìn)水、洗滌、排水、脫水、報(bào)警到自動(dòng)停止的循環(huán)過(guò)程。設(shè)計(jì)了相應(yīng)的程序，結(jié)合相應(yīng)的硬件系統(tǒng)，并通過(guò)三菱FX2N系列PLC仿真系統(tǒng)模擬出全自動(dòng)洗衣機(jī)的運(yùn)行過(guò)程。關(guān)鍵詞：全自動(dòng)洗衣機(jī) 可編程控制器 控制程序AbstractAlong wi

2、th the social economy development and raise the level of science and technology, the automation of household appliances become inevitable trend of development. Automatic washing machine production great convenience in people's lives. Full-automatic washing machine is integrated with a mechanical

3、, electrical, optical knowledge. The washing machine washing process is basically a flyash produced in machinery, scour mechanical function and scour the wetting, dispersion, pull into the water to realize the dirt wash purpose. This course design of full-automatic washing machine is PLC in the cont

4、rol of the application of the system are described in detail. Realize by water, washing machine washing, drainage, dehydration, alarm to automatic stop cycle. The corresponding program design, combined with the corresponding hardware system, and through the mitsubishi FX2N series PLC simulation syst

5、em of automatic washing machine model the operation.Keywords: automatic washing machine PLC control procedures目 錄1 概述-3- 1.1全自動(dòng)洗衣機(jī).-3- 1.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀.-3- 1.3設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的意義.-3-2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)要求與功能實(shí)現(xiàn)-4- 2.1全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求.-4- 2.1.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理.-4- 2.1.2設(shè)備控制要求.-4- 2.2全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置.-5- 2.2.1控制系統(tǒng)構(gòu)成圖.-5-

6、2.2.2 PLC硬件接線圖.-6-3 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)PLC程序-7-3.1系統(tǒng)資源配置.-7- 3.1.1數(shù)字量輸入部分.-7- 3.1.2數(shù)字量輸出部分.-7- 3.2源程序.-8- 3.2.1輔助繼電器.-8- 3.2.2進(jìn)水.-10- 3.2.3洗水.-11- 3.2.4排水.-12- 3.2.5脫水.-13- 3.2.6洗完報(bào)警.-14-4 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試-16-4.1 編程軟件.-16-4.2 程序的流程圖，構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置.-16- 4.2.1流程圖.-16- 4.2.2程序的構(gòu)成.-17- 4.2.3程序的下載，安裝和調(diào)試.-17-5

7、 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)-18-參考文獻(xiàn)-19-致謝-19-1 概述1.1全自動(dòng)洗衣機(jī)全自動(dòng)洗衣機(jī)是通過(guò)水位開關(guān)與電磁進(jìn)水閥配合來(lái)控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。電磁進(jìn)水閥起著通、斷水源的作用。當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，移動(dòng)鐵芯在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片上，并將膜片的中心小孔堵塞，這樣閥門關(guān)閉，水流不通。當(dāng)電磁線圈通電后，移動(dòng)鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔打開，于是膜片上方的水通過(guò)中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔的流通能力，膜片上方壓強(qiáng)迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導(dǎo)通。水位開關(guān)實(shí)際上是一個(gè)壓力開關(guān)。氣室的入口

8、與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。當(dāng)水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強(qiáng)亦增大，水位開關(guān)中的波紋膜片受壓而脹起，推動(dòng)頂桿運(yùn)動(dòng)而使觸點(diǎn)改變，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通斷。1.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀目前洗衣機(jī)是一種耳熟能詳?shù)募矣秒娖?，隨著科技的進(jìn)步和人們生活質(zhì)量的提高，以及人們對(duì)精神文明的高度追求，那么全自動(dòng)洗衣機(jī)也揭開了面紗，現(xiàn)在做的比較好的，國(guó)內(nèi)有小天鵝、海爾、榮事達(dá)等等，國(guó)外有西門子，博世等等。這些廠家所生產(chǎn)的全自動(dòng)洗衣機(jī)還是比較好的，但所謂物以稀為貴，所以相對(duì)來(lái)說(shuō)價(jià)格還存在很大的異議。而人們追求的高質(zhì)量生活，也就對(duì)這些不是很過(guò)問了，只要買來(lái)好用就可以了，所以目

9、前市場(chǎng)上還是有很大的發(fā)展空間。1.3 設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的意義 全自動(dòng)洗衣機(jī)以其固有的優(yōu)點(diǎn)還是贏得了很多的消費(fèi)者的信賴，應(yīng)用而生，它將是現(xiàn)在到未來(lái)的星星產(chǎn)品，所以有必要開發(fā)和改善現(xiàn)有的全自動(dòng)洗衣機(jī)。應(yīng)用最先進(jìn)的科技技術(shù) ，投入最少的資金，你便擁有了更廣闊的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而現(xiàn)在plc價(jià)格也在下降，所以可以應(yīng)用該產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)，從而達(dá)到自動(dòng)化控制，更多的贏得消費(fèi)者的青睞。2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)要求與功能實(shí)現(xiàn)2.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求2.1.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理圖1-1全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)框圖全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別有進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來(lái)執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)把進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水

10、管將水注人外桶，排水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水又外桶排到機(jī)外。洗衣機(jī)正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)由洗滌電機(jī)驅(qū)動(dòng)波輪正反來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干；高低水位開關(guān)分別用來(lái)測(cè)高低水位；啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作；停止按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)緊急工況下手動(dòng)停止進(jìn)水排水脫水及報(bào)警；排水按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。2.1.2 設(shè)備控制要求全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求是能實(shí)現(xiàn)“正常運(yùn)行”和“強(qiáng)制停止”兩種控制方式。1 正常運(yùn)行“正常運(yùn)行”方式具體控制要求如下：將水位通過(guò)水位選擇開關(guān)設(shè)在合適的位置（高，中，低），按下“啟動(dòng)”按鈕，開始進(jìn)水，達(dá)到設(shè)定的水位（高，中，低）后，停

11、止進(jìn)水；進(jìn)水停止2S后開始洗滌；洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒；如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒；開始清洗，重復(fù)（1）（4），清洗兩遍；清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)。2. 強(qiáng)制停止“強(qiáng)制停止”方式具體控制要求如下：若按下“停止”按鈕，洗衣過(guò)程停止，即洗滌電機(jī)和脫水桶轉(zhuǎn)，進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥全部閉合；可用手動(dòng)排水開關(guān)和手動(dòng)脫水開關(guān)進(jìn)行手動(dòng)排水和脫水。2.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置2.2.1控制系統(tǒng)構(gòu)成圖1 控制系統(tǒng)圖控制系統(tǒng)圖如圖1-2所示。啟動(dòng)按鈕停止按鈕手動(dòng)排水開關(guān)手動(dòng)脫水開關(guān)水位選擇開關(guān)（高，中，低）水位檢測(cè)設(shè)備（高，中，低）

12、PLC電磁進(jìn)水閥電磁排水閥洗滌電動(dòng)機(jī)脫水桶圖1-2 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)圖2 PLC框架配置圖全自動(dòng)洗衣機(jī)控制采用西門子公司的S7-200系列整體式PLC。PLC框架配置圖如圖1-3所示。3 I/O地址分配由于CPU模塊有14點(diǎn)數(shù)字量輸入，有10點(diǎn)數(shù)字量輸出，所以不再需要輸入/輸出模塊。采用I/O分配采用自動(dòng)分配方式，模塊上的輸入端子對(duì)應(yīng)的輸入地址是I0.0-I1.5，輸出端子對(duì)應(yīng)的輸出地址是Q0.0-Q1.1。CPU 模塊CPU-224 （AC/DC/繼電器）圖1-3 PLC框架配置圖2.2.2 PLC硬件接線圖圖1-4 PLC硬件接線圖3 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)PLC程序3.1 系統(tǒng)資源配置

13、3.1.1 數(shù)字量輸入部分這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入由啟動(dòng)按鈕，停止按鈕，水位選擇開關(guān)（高水位，中水位，低水位），手動(dòng)排水開關(guān)，自動(dòng)排水開關(guān)，高水位浮球開關(guān)，中水位浮球開關(guān)，低水位浮球開關(guān)，水排空浮球開關(guān)共11個(gè)輸入點(diǎn)。具體的輸入分配表如表1-1所示。表1-1 輸入地址分配輸入地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備I0.0啟動(dòng)按鈕I0.1停止按鈕I0.2水位選擇開關(guān)（高水位）I0.3水位選擇開關(guān)（中水位）I0.4水位選擇開關(guān)（低水位）I0.5手動(dòng)排水開關(guān)I0.6手動(dòng)脫水開關(guān)I0.7高水位浮球開關(guān)I1.0中水位浮球開關(guān)I1.1低水位浮球開關(guān)I1.2水排空浮球開關(guān)3.1.2 數(shù)字量輸出部分這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備有進(jìn)水

14、電磁閥，排水電磁閥，洗滌電動(dòng)機(jī)，脫水桶，報(bào)警器共5個(gè)設(shè)備。但是由于洗滌電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個(gè)狀態(tài)，分別都應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點(diǎn)應(yīng)該有6個(gè)。具體的輸出分配如表1-2所示。表1-2 輸出地址分配輸出地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備Q0.0進(jìn)水電磁閥Q0.1排水電磁閥Q0.2洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器Q0.3洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器Q0.4脫水桶Q0.5報(bào)警器3.2源程序3.2.1 輔助繼電器在本程序中，M0.0是按下啟動(dòng)按鈕的輔助繼電器；M0.1是判斷洗衣機(jī)水位是否和設(shè)定水位不一致的輔助機(jī)繼電器;M0.2是判斷洗衣機(jī)水位是否和設(shè)定水位一致的輔助繼電器；M0.3是停止自動(dòng)洗衣的輔助繼電器。NETWORK 1/

15、按下啟動(dòng)按鈕，開始洗衣/LD I0.0O M0.0AN I0.1= M0.0NETWORK 2/洗衣機(jī)水位與設(shè)定水位不一致輔助繼電器/LD I0.2AN I0.7LD I0.3AN I1.0OLDLD I0.4AN I1.1OLD= M0.1NETWORK 3/洗衣機(jī)水位與設(shè)定水位相一致輔助繼電器/LD I0.2A I0.7LD I0.3A I1.0OLD= M0.2NETWORK 4/停止自動(dòng)洗衣輔助繼電器/LD I0.1O M0.3AN Q0.0= M0.3所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖17所示。3.2.2 進(jìn)水在正常情況下，按下啟動(dòng)按鈕后者脫水完畢，而且洗衣大循環(huán)未到3次時(shí)，開始進(jìn)水，當(dāng)水位到設(shè)定水

16、位后停止進(jìn)水，等待2S后進(jìn)入洗衣過(guò)程。在強(qiáng)制停止情況下，當(dāng)停止按鈕按下時(shí)立即停止進(jìn)水。它的助記符程序如下：NETWORK 5/進(jìn)水到設(shè)定的水位/LD M0.0LD T40AN C51OLDO Q0.0A M0.1AN I0.1= Q0.0NETWORK 6/進(jìn)水到設(shè)定的水位后等待2S/LD M0.2AN Q0.1AN Q0.2AN Q0.3TON T37,+20所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖1-8所示。3.2.3 洗衣進(jìn)水到設(shè)定水位2S后，開始洗衣，先正轉(zhuǎn)20S，然后再反轉(zhuǎn)20S，這樣循環(huán)5次后進(jìn)入排水過(guò)程。NETWORK 7/洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)30S/LD T37LDN C50A T39OLD Q Q0.2

17、AN T38= Q0.2TON T38,+300NETWORK 8/洗滌電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)30s/LD T38O Q0.3AN T39= Q0.3TON T39,+300所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖1-9所示。3.2.4 排水洗衣過(guò)程完畢后，進(jìn)入排水過(guò)程。水排空后停止排水。它的助記符程序?yàn)椋篘ETWORK 9/洗衣小循環(huán)5次/LD Q0.3LD Q0.1CTU C50,+5NETWORK 10/排水，直至水排空/LD C50O Q0.1AN I0.1AN I1.2LD M0.3A I0.5OLD = Q0.1所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖1-10所示。3.2.5 脫水水排空后，開始脫水，脫水30S后停止脫水。因?yàn)榕袛嗨趴?/p>

18、是否在排水完畢后，所以要用到排水完畢輔助繼電器。它的助記符程序?yàn)椋篘ETWORK 11/排水完畢輔助繼電器/LD Q0.1O M0.4AN Q0.4= M0.4NETWORK 12/脫水30S/LD I1.2A M0.4O Q0.4AN T40AN I0.1O I0.6= Q0.4TON T40,+300所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖1-11所示。3.2.6 洗完報(bào)警洗衣大循環(huán)3次后，開始洗完報(bào)警過(guò)程，3S后停止報(bào)警，這樣整個(gè)洗衣過(guò)程結(jié)束。它的助記符程序?yàn)椋篘ETWORK 13/洗衣大循環(huán)3次/LD Q0.4LD Q0.5CTU C51,+3NETWORK 14/報(bào)警3S/LD C51O Q0.5AN T

19、41AN I0.1= Q0.5TON T41,+30所對(duì)應(yīng)的梯形圖如圖1-12所示。4 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試4.1 編程軟件編程軟件采用西門子公司為其生產(chǎn)的PLC而設(shè)計(jì)的編程軟件STEP7-MICRO/WIN32。4.2 程序的流程圖，構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置4.2.1 流程圖（1）強(qiáng)制停止流程圖開始正常運(yùn)行按動(dòng)停止按鈕洗滌電機(jī)和脫水桶停止轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)水和排水電磁閥閉合打開手動(dòng)脫水開關(guān)脫水打開手動(dòng)排水開關(guān)排水結(jié)束強(qiáng)制停止流程圖如圖1-5所示（2）正常運(yùn)行流程圖正常運(yùn)行流程圖如圖1-6所示4.2.2 程序的構(gòu)成這個(gè)程序有自動(dòng)方式和手動(dòng)方式。再自動(dòng)方式下，PLC將運(yùn)行已經(jīng)設(shè)置好的程序如參數(shù)（適用于

20、機(jī)械一切都工作正常的情況下）。在手動(dòng)方式下是緊急停止情況下，可以手動(dòng)進(jìn)行排水和脫水。4.2.3程序的下載，安裝和調(diào)試將各個(gè)輸入/輸出端子和實(shí)際控制系統(tǒng)中的按鈕，所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。全自動(dòng)洗衣機(jī)程序是由STEP7-MIRCO/WIN32軟件的指令完成，正常工作時(shí)程序存放在存貯卡中，若要修改程序，先將PLC設(shè)定在STOP狀態(tài)下，運(yùn)行STEP7-MIRCO/WIN32編程軟件，打開全自動(dòng)洗衣機(jī)程序，即可在線調(diào)試，也可用編程器進(jìn)行調(diào)試。5 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)西門子S7-200系列PLC的特點(diǎn)有了深入的了解。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)利用了西門子S7-200系列PLC的特點(diǎn)，對(duì)按鈕，電磁閥，開關(guān)等其他一些輸入/輸出點(diǎn)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過(guò)程的自動(dòng)化。可編程控制器(PLC)技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，可編程控制器技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展異常迅速，各生產(chǎn)廠家也推出了許多強(qiáng)大的新型PLC、各種特殊模塊和通信聯(lián)網(wǎng)器件，使可編程控制器成為集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的一種強(qiáng)有力的工具。在這次設(shè)計(jì)以前，我對(duì)PLC一點(diǎn)也不懂，對(duì)指令感覺好模糊，當(dāng)我拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書時(shí)，感覺把課題完整的做出來(lái)太難了，但后來(lái)通過(guò)在PLC實(shí)驗(yàn)室不斷的調(diào)試程序以及老師的耐心指導(dǎo)，經(jīng)過(guò)兩周的時(shí)間，我終于把設(shè)計(jì)完成了，