《基于三菱FX2N系列PLC的全自动洗衣机控制系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于三菱FX2N系列PLC的全自动洗衣机控制系统（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 电气工程学院课 程 设 计 说 明 书设计题目： 全自动洗衣机PLC控制系统设计系 别： 电气工程及其自动化 年级专业： 11级应电3班 学 号： 110103030143 学生姓名： 刘浩 指导教师： 郭忠南 阚志忠 魏艳君 王德玉 电气工程学院课程设计任务书课程名称： 电气控制与PLC课程设计 基层教学单位：电气工程及自动化系 指导教师： 郭忠南等学号110103030143学生姓名刘浩（专业）班级11应电3班设计题目全自动洗衣机PLC控制系统设计设计技术参数采用PLC构成全自动洗衣机PLC电气控制系统。控制要求查阅相关文献。设计要求1) 根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括
2、PLC硬件配置电路。2) 根据控制要求，编制PLC控制程序3) 按要求编写设计说明书并绘制A1幅面图纸一张。参考资料1、PLC电气控制技术 漆汉宏主编 机械工业出版社 20082、图书馆各类期刊文献相关数据库3、相关电气设计手册周次第一周第二周应完成内容完成全部方案设计：周一、二：查、阅相关参考资料周二至周五：方案设计周六、日：设计方案完善周一、二：完成设计说明书周三、四：绘制A1设计图纸周五：答辩考核指导教师签字基层教学单位主任签字说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。 2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。电气工程学院 教务科燕 山 大 学 课 程 设 计 说
3、明 书摘要随着科学技术不断进步和社会飞速发展，洗衣机将不可避免地成为人民日常生活中及其重要的家用产品。它的存在是人民生活现代化和快速化同与日剧增的经济压力之间均衡的必需品。传统洗衣机基于电器的控制，已经不能满足人们对其自动化程度的要求了。洗衣机要更好地满足人们的要求，必须借助自动化技术的发展。自动化技术的飞速发展，使得洗衣机由最初的半自动化式发展到现在的全自动式，并正在向智能化洗衣机方向发展。本设计基于PLC电气控制技术对全自动洗衣机进行的功能实现，通过PLC的逻辑部分对主电路的继电器线圈进行控制，实现慢速正反转清洗和高速脱水以及各方面的功能满足人们的需求。本文重点介绍了基于三菱PLC全自动洗
4、衣机的设计思路和设计程序，设计程序采用步进梯形指令编写，有较强的逻辑性和易读性。此外，最后部分有关于此次设计的体会与看法。关键词PLC 自动控制 全自动洗衣机目录摘要1目录2第1章 绪论31.1 设计背景31.2 PLC简介31.2.1 PLC的定义31.2.2 PLC的特点3第2章 全自动洗衣机PLC控制系统设计42.1 全自动洗衣机的工作原理42.2 全自动洗衣机的控制要求和工作流程42.2.1全自动洗衣机的控制要求42.2.2全自动洗衣机的工作流程图52.3 全自动洗衣机的硬件设计82.3.1 元器件的选择82.3.2 电路设计82.4 全自动洗衣机的软件设计112.4.1 输入输出接口
5、的分配112.4.2 状态转移图112.4.3 步进梯形图设计14第3章 总结18参考文献19 第1章 绪论1.1 设计背景随着现在人们生活的快节奏，对全自动洗衣机要求越来越高，有些高级白领和工作狂们就需要一台衣服放入洗衣机，设定参数后就能在一段时间后洗涤完毕，并且无需照看、添加洗衣粉，洗涤完毕就自动烘干，拿出来就可即穿的。全自动洗衣机的问世，就是为了能够自动完成洗涤，漂洗和脱水的转换，整个过程一气呵成，实现傻瓜化操作，除此之外还提供了手动控制部分，对于只需要脱水、排水的问题也有较好实现。利用PLC控制技术能够简单有条理的完成此设计，实现自动洗衣功能，使洗衣更加智能化。1.2 PLC简介1.2
6、.1 PLC的定义可编程控制器（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。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。它是由三部分组成，即输入部分、逻辑部分、输出部分。逻辑部分是关键，它提供了各种逻辑部件，同时提供了组合这些逻辑部间的编程语言。PLC将各种输入信号采入到PLC内部，之后根据编程语言所组合这些逻辑部件来执行的输出1.2.2 PLC的特点1. 可靠性高
7、，抗扰能力强2. 通用性强，使用方便3. 采用模块化结构，使系统组合灵活方便4. 编程语言简单、易学，使系统组合灵活方便5. 系统设计周期短6. 对生产工艺改变适应性强7. 安装简单、调试方便、维护工作量小 第2章 全自动洗衣机PLC控制系统设计2.1 全自动洗衣机的工作原理本全自动洗衣机为波轮式套筒洗衣机，由洗涤、脱水系统，进、排水系统，电动机传动系统，PLC控制系统等部分组成。波轮式套筒洗衣机的工作原理：洗衣机的盛水桶和脱水桶是以同一轴心安放的。盛水桶外桶固定，作盛水用；内桶可以旋转，作脱水用。内桶上有很多小孔，使内外桶的水流相通。该洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来控制。进
8、水时，通过控制系统进水阀打开，经进水管将水注入到桶内。排水时，通过控制系统使排水阀打开，将水由外桶排出。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波轮正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过控制系统将离合器合上，由电动机带动内桶高速正转进行甩干。启动按钮（开始洗涤按钮）启动洗衣机进行洗衣，手动脱水按钮用来直接选择脱水模式，手动排水按钮用来排水，手动停止按钮用来实现洗衣机的暂停和停止。2.2 全自动洗衣机的控制要求和工作流程2.2.1全自动洗衣机的控制要求具体控制要求如下：（1） 按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，关水（2） 2秒后开始洗涤（3） 洗涤时，正转20秒，停2秒，
9、然后反转20秒，停2秒（4） 如此循环5次，后开始排水，排空后脱水30秒（5） 开始清洗，重复（1）（4），清洗两遍（6） 清洗完成，报警3秒并自动停机（7） 若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）（8） 若在加水阶段重量超重，则停止进水，并报警。 (9) 若在脱水时打开盖子，则停止脱水。（10）当进水或洗衣时按下“手动停止”按扭，洗衣过程中止，即电机停转，进水电磁阀和排水电磁阀全部闭合；（11）当脱水时按下“手动停止”按扭，脱水过程中止，即电机停转；（12）当洗衣机处于开启状态时按下“手动脱水”按扭，可实现脱水，脱完后关机；按下“手动排水”按扭，可实现排水，排完关机。2.2
10、.2全自动洗衣机的工作流程图手动脱水手动排水设定水位按启动按钮进水水位到设定水位停止进水计时2s正转洗衣计时20s反转洗衣计时20s洗衣5次开始NYNNYYYYYNNNN停止洗衣计时2sN停止洗衣计时2sN停止进水停止按钮闭合超重 图1 全自动洗衣机工作流程图2.3 全自动洗衣机的硬件设计2.3.1 元器件的选择（1）PLC的选择本设计所用PLC采用日本三菱公司生产的FX2N系列机型中的FX2N-48MR型，此PLC有24个输入接口和24个输出接口，输出接口为继电器型。FX2N系列是FX系列PLC家族中最先进的系列，由于FX2N系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点，程式执行更快，全面补充
11、了通信功能，适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，拥有强大的灵活性和控制能力。（2）电动机的选择本洗衣机的电动机选用了家用电器常用的单相电容运转式异步电动机。洗衣机设计容量为3.6公斤，故电机额定功率选为180W；洗衣转速175r/min，脱水转速1200r/min。综上，选择YY104-180型单相电容运转式异步电动机，额定功率180W，额定电压220V，额定转速1350r/min，额定电流1.7A。（3）其他元器件参数见下表：文字符号名称数量规格型号备注M电动机1YY104-180单相电容运转式异步电动机SB1SB4手动按钮4LAY37分别控制开、关、手动脱排水SB5安
12、全盖开关1-开盖-打开，盒盖-闭合KM1KM4交流接触器4DJX-9线圈电压：AC220VHL1指示灯1AD16-22LED显示，AC220VYA1进水电磁阀1-线圈电压：AC220V，常闭YA2排水电磁阀1-线圈电压：AC220V，常开FR热继电器1JR16B-20/3-FU熔断器1RT16-32X熔体2AFM蜂鸣器1-PLC可编程序控制器1FX2N-48MR继电器输出表1 元器件目录表2.3.2 电路设计主电路图设计如下： 图2 主电路图图中FU为熔断器，用于主电路的短路保护。通过KM3和KM4的开闭使电位器串联到电动机绕组上，从而得到两种转速。当KM1和KM3闭合时，电机低速正转洗衣，当
13、KM2和KM3闭合时，电机低速反转洗衣，当KM1和KM4闭合时，电机高速正转脱水。PLC控制电路如下图： 图3 PLC控制电路图2.4 全自动洗衣机的软件设计2.4.1 输入输出接口的分配PLC输入输出接口的分配使用情况如下表：输入输出输入端口文字符号工位名称输出端口文字符号工位名称X001SB1启动按钮Y001L1启动显示灯X002SB2停止按钮Y002YA1进水X003SQ1高水位Y003KM1正转X004SQ2中水位Y004KM2反转X005SQ3低水位Y005KM3低速X006SQ4排空检测Y006FM蜂鸣器X007SB3手动脱水Y007YA2排水X010SB4手动排水Y010KM4高速X011KP超重检测X012SB5安全盖开关表2 输入输出接口功能表
