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1、 天津商业大学2008 届本科过程控制系统课程设计全自动洗衣机控制系统设计姓 名： 系 别： 专 业： 学 号： 指导教师： 2011 年 11 月1目 录摘要 21 研究的目的与意义 311 课题基本目的 312 全自动洗衣机的背景与基本功能 31.2.1 全自动洗衣机的背景 31.2.2 全自动洗衣机的基本功能 313 课题的意义 32 全自动洗衣机 PLC 控制系统设计概述 421 PLC 定义 422 PLC 系统的特点 423 可编程控制器的基本结构 424 洗衣机的 PLC 控制系统概述 525 编程软件 53 全自动洗衣机控制系统总体设计 531 全自动洗衣机控制系统简介 532
2、 PLC 的设计步骤 533 全自动洗衣机的硬件 63.3.1 PLC 接线图 63.3.2 可编程序控制器 I/O 分配表 634 全自动洗衣机控制系统软件设计 83.4.1 控制系统顺序功能图 83.4.2 梯形程序图程序段落分析 94 结束语 11致谢 12参考文献 13过程控制系统课程设计1摘 要随着科学技术不断进步和社会的飞速发展，洗衣机成为人民日常生活中息息相关的家用电器产品。洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。本文首先介绍了全自动洗衣机的基本功能,并且采用可编程控制器（PLC）作为核心控制部件的全自动洗衣机控制系统。然后文章从洗衣机的结构、功能，主要从功能入手对全自动
3、洗衣机的控制系统进行了分析，在此基础上提出了基于 PLC 的全自动洗衣机控制方案，并对方案进行了论证，根据洗衣机的工作原理，设计了流程及程序，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。关键词： PLC 全自动洗衣机 功能过程控制系统课程设计2全自动洗衣机控制系统设计1研究的目的与意义1.1课题基本目的本课题在于全自动控制洗衣机功能的研究，全自动控制洗衣机使得人们节省了大量的时与精力，在洗涤过程中实现自动化，全自动洗衣机将洗衣的全过程分为泡浸-洗涤-漂洗-脱水,预先设定好 N 个程序，洗衣时选择其中一个程序开始洗衣完成时由蜂鸣器发出响声。在现在这个“时间就如同生命”的社会里，提高效率成为人们不屑追求的目标。
4、所以传统的基于半手动的控制，已经不能满足人们对洗衣机自动化程度的要求了。洗衣机需要更好地满足人们的需求，必须借助于自动化技术的发展。1.2全自动洗衣机的背景与基本功能1.2.1全自动洗衣机的背景从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，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，手搓、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。从 1874 年， “手洗时代”至今“全自动时代”洗衣机几经完善，终于实现了使洗衣机操作更简便，功能更完备。 1.2.2全自动洗衣机的基本功能全自动洗衣机的基本功能包含泡浸-洗涤-漂洗-脱水四部分环节。应用 P
5、LC 投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。按下启动按钮时开始进水，水满(即水位到达高水位)时停止进水，2s 后开始正转洗涤。正转洗涤 30s 后暂停，暂停 2s 后开始反转洗涤。反转洗涤 30s 后暂停，暂停 2s 后，若正、反洗涤未满 5 次，则返回从正转洗涤开始的动作; 若正、反洗涤满 5 次时，则开始排水。排水水位若下降到低水位时，开始脱水并继续排水。脱水 30s 即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。若未完成 2 次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环; 若完成了 2 次大循环，则进行洗完报警。报警 3s 结束全部过程，自动停机。若按下停止按钮，可以手动排水和手动脱
6、水。 1.3课题的意义洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电，已经成为人们生活中不可缺少的家用电器。在工业生产中的应用也十分广泛，本课题在于全自动控制洗衣机的研究，自动控过程控制系统课程设计3制用洗衣机适用于洗涤棉、毛、化纤、丝绸等衣物织品。水磨洗涤机可用于服装厂水洗牛仔服及丝绸等衣物。自动控制用洗衣机适用于宾馆、饭店、医院、学校、工厂等领域，满足大容量的洗衣要求。但是传统的基于半手动的控制，已经不能满足人们对洗衣机的自动化程度的要求了。洗衣机需要更好地满足人们的需求，必须借助于自动化技术的发展。而随着 PLC 技术的发展，用 PLC 作为控制器，就能很好地满足全自动洗衣机对自动化的要求，并且控
7、制方式灵活多样，控制模式可以根据不同场合的应用而有所不同。自动化技术的飞速发展使得洗衣机由初始的半自动式洗衣机发展到现在的全自动洗衣机，又正在向智能化洗衣机方向发展。2 全自动洗衣机 PLC控制系统设计概述2.1 PLC定义可编程控制器（Programmable Logic Controller ，简称 PLC）是一种数字运算操作的电子系统, 专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器, 用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令, 并通过数字的、模拟的输入和输出, 控制各种类型的机械或生产过程. 可编程序控制器及其有关设备, 都应按易于与各种控制系统形成
8、一个整体,易于扩充其功能的原则设计。2.2 PLC系统的特点可编程控制器具有编程方法简单易学、功能强大、性价比高、硬件配套齐全，用户使用方便、适应性强、可靠性强、抗干扰能力强、系统的设计、安装、调试工作量少、维护工作量小、维护方便、体积小、能耗低等特点。2.3可编程控制器的基本结构PLC 主要由 CPU 模块、输入模块、输出模块和编程装置组成，如图所示。PLC 的特殊功能模块用来完成某些特殊的任务。可编程逻辑器部分开关电源图 1 可编程控制器的基本结构图CPU模块输入模块输出模块过程控制系统课程设计42.4 洗衣机的 PLC控制系统概述本次设计的控制系统主要是以可编程序逻辑控制器所输出的离散型
9、指令为指令源。通过这些数字信号的输出以及其他控制电路的受控行为来指挥供电电路给电动机供电，实现了对模拟洗衣机的控制。控制电路的组成主要包括：可编程序控制器、继电器组和连接电路（变频器） 。其中，继电器为主要执行模块，PLC 所发出的数字指令控制继电器线圈，而继电器的开合直接控制电源电路，实现对电动机的控制。另外，变频器只是作为演示时增强效果的连接装置，在电路中控制洗涤时的电机转速，不作为必要装置。2.5编程软件以西门子公司为 S7-200PLC 设计的 V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4 编程软件为例。3 全自动洗衣机控制系统总体设计3.1全自动洗衣机控制系统简介全自动洗衣机控制系统包括洗涤脱水系统、排水和进水系统、电动机及传动系统、电气控制系统、检测电路系统。其中我们主要以电气控制系统为主来实现全自动洗衣机功能。但是检测电路系统也是十分关键的，它
