全自動洗衣機(jī)的PLC控制

1、華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院專業(yè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告專業(yè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：全自動洗衣機(jī)的PLC控制所在學(xué)院 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級 12電氣3班 學(xué)生姓名 葉健 學(xué)生學(xué)號 201230088313 指導(dǎo)教師 楊上興 提交日期 2015年11月30日 電氣工程學(xué)院專業(yè)課程設(shè)計(jì)評閱表學(xué)生姓名 葉健 學(xué)生學(xué)號 201230088313 同組隊(duì)員 專業(yè)班級 12電氣3班 題目名稱 全自動洗衣機(jī)PLC控制 一、學(xué)生自我總結(jié) 關(guān)于全自動洗衣機(jī)PLC控制的設(shè)計(jì)，其目的更好的服務(wù)社會。全自動洗衣機(jī)已經(jīng)深入我們每個家庭，成為家居必不可少的一樣?xùn)|西。在這次的課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，我翻閱了文檔，找了很多關(guān)于全自動洗衣機(jī)PLC控

2、制的思路，參考以及融入自己的想法去完成這次設(shè)計(jì)。大概用了2個星期左右，我完成了這次的課程設(shè)計(jì)，在此期間，我問過同學(xué)，上網(wǎng)百度，以及去圖書館翻閱資料。通過這次的課程設(shè)計(jì)，讓我對全自動洗衣機(jī)PLC控制有了更深的了解，更為畢業(yè)設(shè)計(jì)提供思路。 學(xué)生簽名： 2015 年11月30日二、指導(dǎo)教師評定評分項(xiàng)目平時(shí)成績報(bào)告（答辯）綜合成績權(quán) 重5050單項(xiàng)成績教師評語： 教師簽名： 年 月 日 目 錄一、設(shè)計(jì)目的1二、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo)1三、設(shè)計(jì)內(nèi)容23.1全自動洗衣機(jī)工作原理23.2 電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)23.2.1 控制電機(jī)主電路23.2.2 控制電機(jī)主電路33.2.3洗衣機(jī)工作流程圖63.3全自動洗衣機(jī)控制系

3、統(tǒng)程序設(shè)計(jì)調(diào)試73.3.1編程軟件73.3.2程序步驟說明73.4程序清單10四、本設(shè)計(jì)改進(jìn)建議12五、總結(jié)12六、主要參考文獻(xiàn)12華南理工大學(xué)廣州學(xué)院電氣工程學(xué)院專業(yè)課程設(shè)計(jì)報(bào)告一、設(shè)計(jì)目的 通過理論設(shè)計(jì)和實(shí)物制作解決相應(yīng)的實(shí)際問題，鞏固和運(yùn)用在電氣控制與可編程控制器技術(shù)中所學(xué)的理論知識和實(shí)驗(yàn)技能，掌握PLC可編程軟件的使用，程序的一般設(shè)計(jì)方法，提高設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐動手能力，為以后從事自動化設(shè)計(jì)、研發(fā)自動化產(chǎn)品打下良好的基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)指標(biāo) 2.1設(shè)計(jì)要求：PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動。（1）按下啟動按扭及水位選擇開關(guān)，開始進(jìn)水，水滿（即水位到達(dá)高低）時(shí)停止進(jìn)水。（2）

4、2秒后開始洗滌。（3）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)15秒后暫停，暫停3秒后開始反轉(zhuǎn)洗滌，反轉(zhuǎn)洗滌15秒后暫停，暫停3秒。（4）如此循環(huán)3次后開始排水，排空后（水位下降到低位）開始脫水并繼續(xù)排水。脫水10秒即完成一次從進(jìn)水到脫水的工作循環(huán)過程。（5）若未完成3次大循環(huán)，則返回從進(jìn)水開始的全部動作，進(jìn)行下一次大循環(huán)；若完成了3次大循環(huán)，則進(jìn)行洗完報(bào)警。（6）報(bào)警10秒結(jié)束全部過程，自動停機(jī)。 （7）此外按排水按鈕可實(shí)現(xiàn)手動排水；按停車按扭可停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。2.2設(shè)計(jì)指標(biāo)：（1）畫出全自動洗衣機(jī)運(yùn)行框圖。（2）根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)程序及必要的硬件系統(tǒng)。（3）PLC選擇及I/O及其它PLC元器件分配。（4）選

5、擇電器元件，編制元件目錄表。 （5）繪制梯形圖。（6）用計(jì)算機(jī)繪制主電路圖、PLC控制電路圖、電器元件布置圖。 （7）編寫設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)小結(jié)。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容3.1全自動洗衣機(jī)工作原理 全自動洗衣機(jī)是通過水位開關(guān)與電磁進(jìn)水閥配合來控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷，從而實(shí)現(xiàn)自動控制的。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

6、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)際上是一個壓力開關(guān)。氣室的入口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，推動頂桿運(yùn)動而使觸點(diǎn)改變，從而實(shí)現(xiàn)自動通斷。 3.2 電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2.1 控制電機(jī)主電路 全自動洗衣機(jī)的PLC控制系統(tǒng)主接線路圖如圖3-1所示。通過PLC來實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)，并且實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)按預(yù)先設(shè)置的程序自動執(zhí)行，完成洗衣。當(dāng)需要手動排水與脫水時(shí)，可以強(qiáng)制止自動程序的運(yùn)行，掏出自動切換到手動操作。 為防止全自動洗衣機(jī)在工作過程中，

7、電路發(fā)生短路，損壞電動機(jī)和電路的各種電氣設(shè)備，因此在主電路中安裝了熔斷器，當(dāng)電路出現(xiàn)短路故障時(shí)，能迅速、可靠的斷開電源。全自動洗衣機(jī)的電機(jī)容量較小，主電路中的熔斷器可同時(shí)作為控制電路的短路保護(hù)，所以在主電路中使用熔斷器就足夠了。PLC部分和開關(guān)電源那的熔斷器也是為了防止電路過電流，保護(hù)電路和電路中的電器元件。 全自動洗衣機(jī)在長時(shí)間工作下，為了防止電機(jī)繞組的溫升超過額定值而損壞，采用熱繼電器作為保護(hù)元件，與熔斷器搭配使用，可靠地保護(hù)電動機(jī)。 人機(jī)接口部分的按鈕等都選擇低壓電器元件，保護(hù)操作者的安全。 圖3-1 主接線路圖3.2.2 控制電機(jī)主電路 （1）I/O口分配表如下表所示： 類別元件端子符

8、號功能作用輸入SB0X0啟動按鈕SB1X1停止按鈕SB2X2排水按鈕SB3X3高水位開關(guān)SB4X4低水位開關(guān)SB5X5調(diào)節(jié)水位開關(guān)SB6X6中水位開關(guān)SB7X7少水位開關(guān)輸出KM6、LED1Y0進(jìn)水口KM1Y1洗滌正轉(zhuǎn)KM2Y2洗滌反轉(zhuǎn)KM7、LED2Y3排水口KM8、LED3Y4內(nèi)同離合器KM1Y5內(nèi)筒正轉(zhuǎn)BELLY6報(bào)警LED4Y7啟動指示燈KM3、LED5Y10高水位傳感器開關(guān)KM4、LED6Y11中水位傳感器開關(guān)KM5、LED7Y12低水位傳感器開關(guān) （2）定時(shí)器、計(jì)數(shù)器說明如下表所示：類別器件號設(shè)定值功能作用定時(shí)器T02S進(jìn)水后暫停時(shí)間T115S正傳洗滌時(shí)間T23S正轉(zhuǎn)暫停時(shí)間T31

9、5S反轉(zhuǎn)洗滌時(shí)間T43S反轉(zhuǎn)暫停時(shí)間T510S脫水時(shí)間T610S報(bào)警時(shí)間計(jì)時(shí)器C03正、反轉(zhuǎn)洗滌循環(huán)次數(shù)C13脫水次數(shù)C23調(diào)節(jié)水位模式 （3）PLC控制電路連接線路圖如圖3-2所示： 圖3-2 PLC硬件連接線路圖（4）線圈保護(hù)裝置 全自動洗衣機(jī)的排水、進(jìn)水電磁閥是一個很重要的部件，控制著排水、剎車帶和棘爪。它的受力很大，由于是雙線圈電磁閥，通過機(jī)械觸點(diǎn)進(jìn)行切換，損壞的幾率是比較大的。因此在線圈兩端并聯(lián)電容與電阻串聯(lián)構(gòu)成回路，釋放線圈中電流。 3.2.3洗衣機(jī)工作流程圖洗衣機(jī)開始洗衣時(shí)，在接通電源后，第一步是調(diào)節(jié)水位，再按啟動按鈕開關(guān)，開始進(jìn)水，水滿（即水位到設(shè)定水位）時(shí)停止進(jìn)水。2秒后開始

10、洗滌。洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)15秒后暫停，暫停3秒后開始反轉(zhuǎn)洗滌，反轉(zhuǎn)洗滌15秒后暫停。暫停3秒。按照上述步驟如此循環(huán)3次后開始排水，排空后開始脫水并繼續(xù)排水。脫水10秒即完成一次從進(jìn)水到脫水的工作循環(huán)過程。未完成3次大循環(huán)，則返回從進(jìn)水開始的全部動作，進(jìn)行下一次大循環(huán)；完成了3次大循環(huán)，則進(jìn)行洗完報(bào)警。報(bào)警10秒結(jié)束全部過程，自動停機(jī)。3.3全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)調(diào)試 3.3.1編程軟件 編程軟件采用三菱公司為其生產(chǎn)的PLC而設(shè)計(jì)的編程軟件GX Developer 8.86版本。支持梯形圖、指令表、SFC、 ST及FB、Label語言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有

11、異地讀寫PLC程序功能,結(jié)構(gòu)化程序的編寫(分部程序設(shè)計(jì))，可制作成標(biāo)準(zhǔn)化程序, 在其它同類系統(tǒng)中使用。 3.3.2程序步驟說明 （1）調(diào)節(jié)水位程序段圖3-4 調(diào)節(jié)水位程序段啟動洗衣機(jī)時(shí)第一步是調(diào)節(jié)水位，該洗衣機(jī)有三個水位為“少”、“中”、“高”，本程序段設(shè)為中水位，通過按鈕X005來調(diào)節(jié)水位，順序?yàn)椋篩010、Y011、Y012依次循環(huán)。（2）啟動、手動停止、手動排水程序圖3-5啟動、手動停止、手動排水程序 X000表示啟動洗衣機(jī)，Y007是啟動運(yùn)行指示燈，Y000是進(jìn)水電磁閥。按下按鈕X000后，Y007和Y000通電，運(yùn)行指示燈亮起，進(jìn)水電磁閥開啟進(jìn)水。按下按鈕X001起到手動停止運(yùn)行功能

12、。按下按鈕X002起到手動排水功能。（3）到達(dá)指定水位開始運(yùn)行程序段圖3-6 到達(dá)指定水位開始運(yùn)行程序段 X003、X007、X006分別為指定高度水位的傳感器輸入信號，T0為當(dāng)水位到達(dá)指定水位是暫停2S時(shí)間。 （4）小循環(huán)洗衣程序段圖3-7 小循環(huán)洗衣程序段 暫停2S后，Y001開始運(yùn)行15S，T2為正轉(zhuǎn)洗滌15S后暫停3S，Y002開始運(yùn)行15S，T4為反轉(zhuǎn)洗滌15S后暫停3S，再跳到Y(jié)001正轉(zhuǎn)洗滌，循環(huán)3次后，Y003導(dǎo)通排水。（5）洗滌結(jié)束報(bào)警程序段圖3-8 洗滌結(jié)束報(bào)警程序段 Y006為報(bào)警T6為10S報(bào)警時(shí)間，10S報(bào)警結(jié)束后，復(fù)位C1、Y007，整個洗滌過程結(jié)束。（6）正轉(zhuǎn)脫水

13、和大循環(huán)程序段圖3-9正轉(zhuǎn)脫水和大循環(huán)程序段當(dāng)排水時(shí)水位到達(dá)低水位X004感應(yīng)，使離合器Y004導(dǎo)通，離合器合上，Y005導(dǎo)通開始正轉(zhuǎn)脫水，時(shí)間10S后，脫水結(jié)束，這時(shí)T5為10S，復(fù)位C0、Y000到Y(jié)005，指令跳到“啟動、手動停止、手動排水程序段”開始新的洗滌，直到C1為3時(shí)，大循環(huán)3次結(jié)束。3.4程序清單四、本設(shè)計(jì)改進(jìn)建議 本設(shè)計(jì)雖然完成了全自動洗衣機(jī)的洗滌功能，但是考慮到現(xiàn)實(shí)因素，洗衣機(jī)時(shí)間控制方面可以增加選擇洗滌時(shí)間的控制，比如30分鐘停止，一小時(shí)停止等等的設(shè)定。另外，還可以增加在洗滌過程中洗衣機(jī)打開蓋板自動停止洗滌的功能。五、總結(jié)剛開始做PLC實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，覺得很難，連試驗(yàn)報(bào)告書上

14、特別簡單的程序也讀不懂，通過不斷學(xué)習(xí)和鉆研并且上機(jī)實(shí)驗(yàn)，再加上本次課程設(shè)計(jì)，我已經(jīng)可以獨(dú)立編寫較為復(fù)雜的程序，當(dāng)然，還存在許多問題，經(jīng)驗(yàn)尚且不足，但是專業(yè)里別的同學(xué)和指導(dǎo)老師對我進(jìn)行了輔導(dǎo)，克服了好多問題。通過這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。 在設(shè)計(jì)的過程中我們還得到了老師的幫助與意見，所以在這里非常感謝幫助我的老師和同學(xué)。在學(xué)習(xí)的過程中，不是每一個問題都能自己解決，向老師請教或向同學(xué)討論是一個很好的方法，不是有句話叫做思而不學(xué)者殆。做