PLC课程设计报告全——自动洗衣机梯形图.docx

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1、电气控制与PLC课程设计颍目:全自动洗衣机种形图控制系统设计院系名称：机电工程学院专业班级：09机楠电子工程学生XX：学号：指导教XXX设计地点:设计时间:XXXX随着社会的不断开展，全自动洗衣机已经越来越普遍的应用在人们生活当中，其控制方式也是多种多样，各有千秋。本文是基于三菱FX2N系列可编程控制器的全自动洗衣机梯形图控制系统的设it,三菱FX2N系列可编程控制器指令丰富，编程容易，功能扩展方便，修改灵活,而且构造简单，抗干扰能力强，可以接各种输出、输入扩大设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入段备和通信设备更是符合全自动洗衣机控制系统的要求与特点。本文选择三菱FX2N-24MR为核心

2、部件,着重进展硬件接口设计,利用梯形图和话句表进展编程，实现了全自动洗衣机控制系统的自动化。关缠词:PLC；步进梯形图；顺序控制目录1引言11.1 系统背景描述11.2 系统控制要求22.系统设计方案42.1 系统功能描述42.2 2案的论证52.3 确定控制方案63硬件电路设计73.1 PLC 选型 73.2 水位传感器的选择83.3 接触器的选择83.4 继电器的选择93.5 3水3的选择93.6 排水阀的选择103.7 电动机的选择103.8 I/O点分配123.9 I/O接线图134软件设计144.1 控制方案144.2 全自动洗衣机控制程序流程图154.3 全自动洗衣机步进梯形图17

3、4.4 中间变量的记录184.5 系统调试19设计心得20参考文献22附录指令表视图231引言1.1 系统背景描述从古到今，洗衣服都是一项难于逃i的家务劳动，而在洗衣机出现以前，对于许多人而言，它并不像田园诗描绘的那样充满乐趣,手提、棒击、冲刷、甩打这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是：辛苦劳累。1874年，“手洗时代”受到了前所未有的挑战一有人创造了木制手摇洗衣机。创造者是美国人比尔布莱克斯。而莱克斯的洗衣机构造极为简单，是在木筒里装上6块叶片，用手柄和齿轮传动，使衣服在筒内翻转，从而到达，争衣的目的。这套装置的问世，让那些为提高生活效率而冥思苦想的人士大受启发，洗衣机的改良过程

4、开场大大加快。1880年，美国又出现了蒸汽洗衣机，蒸汽动力开场取代大力。之后，水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。到1911年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世，标志着大类家务劳动自动化的开端。电动洗衣机几经完善，在1922年迎来一种舜新的洗衣方式“损拌式”。搅拌式洗衣机由美国玛依塔格公司研制成I这种洗衣机是在筒中心装上一个立轴，在立轴下端装有搅拌翼，电动机带动立轴，进展用期性的正反摆动，便衣物和水流不断翻滚，相互摩擦，以此涤荡污垢。抵拌式洗衣机构造科学合理，受到人们的普遍欢送。不过10年之后，美国本德克斯航空公司宣布，他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水在

5、同一个滚筒内完成。这意味着电动洗衣机的型式跃上一个新台阶，朝自动化又前进了一大步！直至今日，滚筒式洗衣机在欧美国家仍得到广泛应用。随着工业化的加速，世界各国也加快了洗衣机研制的步伐。首先由英国研制并推出了一种喷流式洗衣机,它是靠筒体一恻的运转波轮产生的强烈涡流，使衣物和洗涤液一起在筒内不断翻滚，洗净衣物。1955年，在引进英国喷流式洗衣机的根底之上，日本研制出独具贝格、并流行至今的渡轮式洗衣机。至此，波轮式、滚筒式、相牌式在洗衣机生产领域三分天下的局面初步形成。20世纪60年代以后，洗衣机在一些兴旺国家的消费市场开场形成系列，家庭普及率迅速上升。此间洗衣机在日本的开展备受瞩目。60年代的日本出

6、现了带干桶的双桶洗衣机，人们称之为“半自动型洗衣机。70年代，生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期，微电脑控制的全自动洗衣机横空出世，让人耳目一新。到80年代，“模糊控制”的应用使得洗衣机操作更简便，I力能更完备，洗衣程序更随大意，外观造型更为时尚进入90年代，由于电机调速技术的提高，洗衣机实现了宽X围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。此后，随着电机驱动技术的开展与提高，日本生产出了电机直接驱动式洗衣机，省去了齿轮传动和变速机构,引发了洗衣机驱动方式的巨大革命。现在，全自动洗衣机已经进入了千家万户之中，极大的方便了人们的日常生活,提高了人们的生活质量,使人们从那繁重的体力劳动中解

7、脱出来。所谓全自动洗衣机，就是将洗衣的全过程（泡浸-洗涤-漂洗-脱水）预先段定好N个程序，洗衣时选择其中一个程序，翻开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成，洗衣完成时由扬声器发出响声。本文是基于三菱FX2N系列PLC的全自动洗衣机梯形图系统的设计，设计完善的全自动洗衣机控制系统，以满足控制要求，实现洗衣自动化的控制。1.2 系统控制要求1按下启动按钮及水位选择开关，注水直到高中、低水位，关水22s后开场洗涤3洗涤时,正转30s,停2s,然后反转30s,停2s4如此循环5次，总共320s后开场排水，排空后脱水30s5开场清洗，重复25，清洗两遍6清洗完成，报警3s并自动停机7假设按下

8、停车按扪,可手动排水不脱水和手动脱水不计数输入点： 输出点：启动X1低水位检测X11 启动洗衣机yi停顿X2 手动排水X12 进水阀y2高水位x3 手动脱水x 13正转 y3中水位x 4低水位x 5反转y4排水y5脱水y6高水位枪测7中水位枪测x10报警 V7排空检测x62.假设要求启动开关分为标准洗和轻柔洗，试改变有关输入点，并在程序中参加轻柔洗功能轻柔洗过程自定3 . I/O编址4 .编程并调试2.系统设计方案2.1 系统明能描述全自动洗衣机的由内外桶、进水口、启动和停顿按钮、控制器、进水按钮、水位开关、排水口和洗条电机组成。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

9、桶可以旋转，作脱水用干用。内桶的四周有很多小孔,使内、外桶的水流相通。系统构造框图如下:全自动洗衣机的进水和排水分别有进水电磁阀和排水电磁用来执行。进水时，通过电控系统把进水阀翻开，经进水管将水注入外桶，排水时，通过电控系统使排水阀翻开，将水Q外桶排到机外。洗衣机正转，反转由洗涤电机驱动波轮正反来实现，此时脱水桶并不能转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电机带动内桶正转进展用干；上下水位开关分刖用来测上下水位；启动按钮用来启动洗衣机工作；停顿按钮用来实现紧急工况下手动停顿进水排水脱水及报警；排水按钮用来实现手动排水。图2-1全自动洗衣机示意图由控制要求可知，全自动洗衣机的工作流程图如图

10、2-1所示。首先接通电源，用户根据衣物的多少及大小进展水位的选择。再按下启动按钮，开场进水洗涤衣物。使用PLC控制时，输入设备主要有启动按钮，水位选择按钮高水位选择按钮、中水位选择按钮、低水位选择按钮，水位开关高水位开关、中水位开关、低水位开关，排水按钿及脱水按钿等。输出设备主要有进水电磁阀，洗涤电动机正转接触器,洗涤电动机反转接触器,排水电磁阀，脱水离合器及报警蜂鸣器等。2.2 方案的论证1工业PC对于一个任务不算小的系统段计来说，工业PC是首选。它是专门考虑了生产现场环境条件差及各种干扰大而设计的，可以长期可靠运行，可靠性和可维护性都可到达要求。另外，除了有多种模块的主机系统板外看，还配备

11、有多种接口板，如多路模拟量输入/输出板、开关量输入输出板、图形板，以及扩展用的RS-232C、RS-422、RS-485、总线接口板和EPROM编程板等。总之,可犷大性不成问题。此外，模拟量输入输出、开关量输入输出的接口很多，并有大量的软件支持，如汇编、高级诏言和中文等。2单片机现今的单片机正向着提高工业环境下控制系统的可靠性和灵活方便地构成应用系统界面的方向开展，并且控制班能越来越丰富。在CPU芯片上，除嵌 RAM、ROM、和IO外，还有A/D、D/A、PWMs DMA、看门狗、串行接口和定时器/计数器等，另外还有显示驱动、键盘控制、比拟器和函数发生器等，能构成I力能强大的应用系统。单片机比

12、专用处理器最适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。特刖是它体积小，集成度高。性能稳定，可靠性高，有较高的性价比。但由于单片机的指令系统相对复杂，编写洗涤、脱水程序相对复杂；其次，在设计控制系统硬件时，要有多种电潞保护装置，如电流保护、电压保护、过我保护、ii热保护以及欠压保护等等。这样增加了硬件的复杂性，隙含较高的故障率，无形的增加了维修本钱费用。3PLC PLC是一种能峭适应多种工业环境的控制装置，其稳定的性能受到广阔工业生产者的好评这种控制系统具有极高的可靠性和灵活性，而且编程简单，易用，应用面广、I力能陨大、使用方便，是当代工业自动仪的主要设备之一。PLC B经广泛地应用在各种机

13、械设备和生产过程的自动控制系统中，当然PLC在其他领域也得到了迅速的开展。在性能价格比不断提高的同时，它所带来的成果越来越明显。在工业控制系统中广泛应用的PLC能克制单片机的缺点，它是整体模块，集中了驱动电路、枪测电路和保护电路以及通爪联网功能。因此在运用中，硬件也相对简单,提高控制系统的可靠性。另外它的编程语言也相对简单。2.3 确定控制方案根据上述方案的论证，本次设计的全自动洗衣机梯形图控制系统将由PLC可编程序控制器来作为主要组成局部，从而实现对全自动洗衣机的工作过程控制。PLC即Programmable logic Controller,可编程遗辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专

14、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，执行谩辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模扭式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC在硬件上又根本单元包含中央处理器单元，存儡器，输入输出接口，内部电源，1/0 口扩展单元，及外部段备组成。其输入接口电路通常有干接触，直流输入，交流输入三种形式。输出形式有：缩电器输出，晶体管输出和品同管输出。PLC采用循环打描的的工作方式，其工作时的打描过程包括5个阶段：内部处理，通信处理，输入H描，程序执行，输出处理。其中程序执行过程又分为输入采样，程序执行和输出刷新三个主要阶段。应用PLC进展

15、控制，具有以下几个优点:1 .可靠性高，抗干扰能力强。2 .编程简单，易于实现。3 .功能完善,灵活3便,4 .体积小，质量轻，功耗低。3硬件电路设计3.1 PLC选型PLC是一抻用作数字控制的专用电子计算机，它根据用户给的指令，通过输入接口现场采样信息执行遛辑或数值运算，再通过输出接口去控制各种执行机构动作。它主要由CPU、存俯器、I/O接口模板三局部。它是整体模块形式，由它作为洗衣机控制系统，在硬件设计上就相对简单点。通过对构造图的分析，可知全自动洗衣机的I/O点不多，选择抵挡的三菱FX2N系列FX2N32MR,可以完全满足其要求,FX2N-32MR有32个I/O,根据输入，输出口的总点数，考虑留有适当余量，采用三菱F