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1、南京铁道职业技术学院毕 业 设 计题 目： 基于 PLC 的全自动洗衣机控制系统设计 作 者： 杭猛 学 号： 441108106 系 ： 自动控制系 专 业： 电气自动化技术 班 级： 08 电气自动化 301 班 指导者： 曹翊 工程师 (姓 名) (专业技术职务)评阅者： (姓 名) (专业技术职务)2011 年 6 月 南京铁道职业技术学院毕业论文设计2目录摘要. 3第一章 绪论511 课题研究的意义512 本课题的主要研究工作513 本章小结5第二章 全自动洗衣机的原理62.1 全自动洗衣机的系统与结构. .62.2 本章小结. 11第三章 PLC 的基本知识 .123.1 PLC
2、的定义.123.2 PLC 的特点 .123.3 PLC 的构成 .133.4 三菱 FX2N 硬件知识 .143.5 本章小结.18第四章 PLC 全自动洗衣机的系统设计194.1 实物示意图及动作流程 .194.2 PLC 全自动洗衣机的设计方案 .204.3 全自动洗衣机控制系统的控制要求 .234.4 全自动洗衣机控制系统的 PLC 选型和资源配置 244.5 全自动洗衣机控制系统程序设计和调试 .264.6 全自动洗衣机控制系统 PLC 程序 284.7 本章小结 33南京铁道职业技术学院毕业论文设计3第五章 GX 与 GT 软件简介与结合仿真345.1 GT 软件介绍 345.2
3、仿真结果 34总结与展望 38致谢 39参考文献 40南京铁道职业技术学院毕业论文设计4摘摘 要要中文摘要：该毕业设计介绍了可编程序控制器（PLC）和 PLC 控制系统的基本知识，包括 PLC 的定义、特点、分类、技术指标、基本结构、工作原理、硬件知识及PLC 控制系统等相关知识。采用三菱公司的 FX2N 系列的 PLC，设计了一个简单的全自动洗衣机控制系统。在现代的社会，全自动洗衣机进入各个家庭，本文介绍了 PLC 用于全自动洗衣机的控制系统，其可改进现有技术的不足，简化结构，有利于降低成本和提高可靠性。全自动洗衣机控制器来实现洗涤过程，省时省力。关键词 PLC 控制 全自动洗衣机 可编程控
4、制器 简化结构 降低成本AbstractThe graduation design introduces the programmable logic controller( PLC) and PLC to control the basic knowledge of the system， include PLC definition ，characteristics， arrange ，the technique target， basic structure， the work principle， the hardware knowledge and control of PLC th
5、e system related knowledge. The design adopt the PLC of the series of FX2N of the San Ling company， design an in brief control system of full-automatic washing machine . The full-automatic washing machine passes the programmable logic controller to carry out the wash process， save time labor-saving.
6、In the modern time， the Full-automatic washer is entering every family. The article introduces a new decelerating clutch， which is used in fully-auto washing machine， it can improve the current technology，simplify structure， it is also helpful to reduce cost and increases reliability.Key words: PLCc
7、ontrol Fully-auto Washing Machine Programmable Controller Simplify Structure Decline Low Cost南京铁道职业技术学院毕业论文设计5第一章第一章 绪论绪论1.1 课题研究的意义课题研究的意义目前自动洗衣机已成为每个家庭所必需的电器，随着它的畅销出现了各种各样的全自动洗衣机，该设计实现了洗衣机由进水，洗涤，排水，脱水，报警到自动停机的循环过程设计了相应的系统软件。以往以单片机为中心控制系统工作的全自动洗衣机中，存在着一些本身不能克服的缺点。首先，由于单片机的指令系统相对复杂，编写洗涤、脱水程序也相对复杂；其次
8、在设计控制系统硬件时，要有多种电路保护装置，如电流保护、电压保护、过载保护、过热保护及欠压保护等，这样不但增加了硬件的复杂性，而且隐含较高的故障率，还无形地增加了维修成本费用，如果在全自动洗衣机的控制系统中采用 PLC 来控制将能克服单片机的这些缺点。因为它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。所以，在使用中，硬件相对简单，编程语言也相对简单，并且测试容易，维修方便，更可以提高控制系统的设计的灵活性及控制系统的可靠性。 在工业系统控制中广泛应用的 PLC 能克服单片机的缺点，它是整体模块，集中了驱动电路，检测电路和保护电路以及通讯连网功能，因此在运用中，硬件也相对简单
9、，提高控制系统的可靠性。另外它的编程语言也很简单，因此在该设计中采用了 PLC 来实现全自动洗衣机的工作过程。该系统由可编控制器，变频器和触摸屏等控制元件的组成，可编控制器完成整个系统逻辑控制，各运行相关参数传送与读写，设备运行状态显示功能。全自动洗衣机利用可编程控制器，变频器与人机界面等自动化产品的有机结合来实现对工业洗涤设备的自动控制，其主要控制思路是对洗涤设备的进水/出水，洗涤模式，洗涤时间，脱水频率的设定，可编控制器通讯功能的运用，变频器简易 PLC 功能的运用进行有机的组合与设计。 该设计为全自动洗衣机的 PLC 控制，主要介绍了全自动洗衣机的工作原理，控制系统的 PLC 的选型和资
10、源的配置，控制系统程序设计与调试，控制系统PLC 程序。12 本课题主要的研究工作本课题主要的研究工作1、根据洗衣机的工作要求设计出 PLC 洗衣机控制系统；南京铁道职业技术学院毕业论文设计62、根据洗衣机控制系统的梯形图编写指令程序，然后将其输入 PLC 中；3、检查调试运行洗衣机的控制指令程序。13 本章小结本章小结本章节是绪论部分，简单介绍了课题的研究意义，以及接下来要做的研究工作，明确了课题的研究方向。南京铁道职业技术学院毕业论文设计7第二章第二章 全自动洗衣机的原理全自动洗衣机的原理2.1 全自动洗衣机的系统与结构全自动洗衣机的系统与结构:2.1.1 全自动洗衣机控制原理与结构分析全
11、自动洗衣机综合运用了大量力学、电学、光学等知识洗衣机的洗涤过程主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下，将污垢拉入水中来实现洗净的目的。首先充满于波轮叶片间的洗涤液，在离心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。在波轮中心处，因甩出液体而形成低压区，又使得洗涤液流回波轮附近。这样，在波轮附近形成了以波轮轴线为中心的涡流。衣物在涡流的作用下，作螺旋式回转，吸入中心后又被甩向桶壁，与桶壁发生摩擦。又由于波轮中心是低压区，衣物易被吸在波轮附近，不断地与波轮发生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脱离衣物。其次，当衣物被放进洗涤液之后，由于惯性作用运动缓慢，在水流与衣物之间存在着速
12、度差，使得两者发生相对运动，水流与衣物便发生相对摩擦，这种水流冲刷力同样有助于污垢离开衣物。再次由于洗衣涌形状的不规则，当旋转着的水流碰到桶壁后，其速度和方向都发生了改变，形成湍流。在湍流的作用下，衣物做无规则地运动并翻滚，其纤维不断被弯曲、绞纽扣拉长，衣物相互相摩擦，增大了洗涤的有效面积，提高衣物的洗净的均匀性。全自动洗衣机是通过水位开关与电磁水阀配合来控制进水、排水以及电机的通断：从而实现自动控制的。电磁进水阀起着通、断水源的作用。当电磁线圈断电时，移动铁芯在重力和弹簧力的作用下，紧紧顶在橡胶膜片上，并将膜片的中心小孔堵塞，这样阀门关闭，水流不通。当电磁线圈通电后，移动铁芯在磁力作用下上移
13、，离开膜片，并使膜片的中心小孔打开，于是膜片上方的水通过中心小孔流入洗衣桶内。由于中心小孔的流通能力大于膜片两侧小孔的流通能力，膜片上方压强迅速减小，膜片将在压力差的作用下上移，闭门开启，水流导通。 水位开关实际上是一个压力开关。气室的入口与洗衣桶中的贮气室相联接。当水注入洗衣桶后，贮气室口很快被封闭，随水位上升，贮气室的水位也上升，被封闭的空气压强亦增大，水位开关中的波纹膜片受压而胀起，推动顶杆运动南京铁道职业技术学院毕业论文设计8而使触点改变，从而实现自动通断。智能型模糊控制的全自动洗衣机还可以自动判断水温、水位、衣质衣量、衣物的脏污情况，决定投放适量的洗涤剂和最佳的洗涤程序。其方法是：在洗衣桶内注入一定量水后使电机低速运转，平稳后快速断电，洗衣桶在惯性作用下带动电机继续转动。此时，电机绕组产生反电动势，对其半波整流并放大整形后获得一矩形脉冲系列。通过分析脉冲个数和脉冲宽度。就能得到衣质衣量情况。衣物的脏污程度是通过水的透明度来判断的。在洗衣桶的排水口处加一红外光电传感器，使红外光通过水而进入另一侧的接收管。若水的透明度低，接收管获得的光能小，说明衣物较脏。脱水时采用压电传感器。当脱水桶高度旋转时，从脱水桶喷射出来的水作用于压电传感器上，根据这个压力变化，自动停止脱水运
