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1、西南科技大学电气工程及其自动化专业方向设计报告 设计名称： 全自动洗衣机控制器设计 姓 名： 黄飞鸿 学 号: 201xxxxx 班 级： 电气xxxx班 指导教师： 刘德华 起止日期： 2015.11.032015.11.28 西南科技大学信息工程学院制梁荫是SB方 向 设 计 任 务 书学生班级： 电气xxxx 学生姓名： 黄飞鸿 学号：201xxxxx设计名称： 全自动洗衣机控制器设计 起止日期： 2015.11.032015.11.28 指导教师： 刘德华 设计要求：1、按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高水位，停止进水，开始洗涤。2、洗涤时，正转15秒，停3秒，然后反转15秒，
2、停3秒；3、如此循环10次，总共360秒后开始排水，排空后脱水30秒；4、清洗完成，报警10秒并自动停机；5、若按下停止按扭，洗衣机停止工作；方 向 设 计 学 生 日 志时间设计内容11.5-11.6仔细查看题目要求，查阅相关资料11.7-11.9元器件选型，绘制相关电路图11.10-11.12根据相关电路图设计思路，编写西门子PLC梯形图11.13-11.15在实验室根据自己的梯形图载入PLC进行调试，验证其正确性11.16-11.28撰写设计报告，为答辩做准备 全自动洗衣机控制器设计摘要：本文介绍了采用可编程控制器（PLC）作为核心控制部件来控制在经过高低水位选择后，洗衣机的进水、洗涤、
3、排水、脱水、报警等的全自动控制系统。文章对全自动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，设计了流程图及程序梯形图，对按钮及其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。由于洗涤，排水，脱水的时间均由PLC内计计时器控制，所以只要改变计时器参数就可以改变时间。关键词：PLC；全自动洗衣机；PLC程序设计Controller Design of Automatic Washing MachineEnglish abstract: This paper introduces the use of progr
4、ammable logic controller (PLC) as the core control unit to control the water level in the selection, washing machine washing, washing, drainage, dehydration, alarm, and other automatic control system. This paper introduces the structure of the washing machine, analyzes the control system of the auto
5、matic washing machine, and puts forward the control scheme of the automatic washing machine based on PLC. The scheme is demonstrated. According to the working principle of the washing machine, the flow chart and program ladder diagram are designed. Due to washing, drainage, dehydration of the time b
6、y the PLC timer control, so as long as the change of the timer parameters can change the time. Key words:PLC; full automatic washing machine; PLC program design一、设计目的和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。在工业生产中应用也十分广泛。但是传统胡基于继电器的控制，已经不能满足人们对洗衣机自动化程度的要求了。洗衣机需要更好的满足人们的需求，必须借助于自动化技术的发展。而随着PLC技术的发展，用
7、PLC来作为控制器，就能很好地满足洗衣机对自动化的要求，并且控制方式灵活多样，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。通过PLC课程设计，进一步掌握PLC的原理和系统设计方法，培养和锻炼应用PLC的能力，为今后实际应用和设计PLC打下坚实的基础。二、控制要求实现洗衣机的全过程如进水、洗涤、排水、脱水、报警等过程预先写入N个程序，由程序来控制洗衣机的进水量、洗涤时间、循环次数、排水、脱水洗涤等，所有工作完成后有蜂鸣器报警提示，利用可编程控制器PLC来实现洗涤过程的控制。三、设计方案论证全
8、自动洗衣机的工作过程一般包括启动、进水、洗涤、排水和脱水等功能。在实现控制过程中，各种采样信息都是通过控制中心进行各种判断、比较和选择，再经信息线路反馈给洗衣机各控制执行机构，决定洗衣机的工作状态。PLC 在系统中是处于中心位置，水位开关是 PLC 的输入信号控制开关，进水阀、排水阀和电机是洗衣机各种动作的执行机构，其中进水阀和排水阀由 PLC 给定信号来决定其工作状态；电机的工作状态也由控制中心 PLC 给定信号送给变频器来决定的，而电机的正反转状态直接决定了洗衣机的洗涤状态和脱水状态。全自动洗衣机的工作过程包括启动、进水、浸泡、洗涤、排水和脱水等功能。在实现控制过程中，各种采样信息都是通过
9、控制中心进行各种判断、比较和选择。再经信息线路反馈给洗衣机各控制执行机构，决定洗衣机的工作状态。如图1所示，由 PLC 控制洗衣机各种动作典型的系统控制图。排水阀 变频器（电机）水位开关PLC 进水阀 图1 系统控制图由图1可知，按下启动按钮，PLC 上电，PLC 便通过设定的程序运行。全自动洗衣机的洗衣桶（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。内桶可以旋转，作脱水（甩水）用。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执行。进水时，通过电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机
10、驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。启动按钮用来启动洗衣机工作。停止按钮用来实现手动停止进水。全自动洗衣机是通过水位开关与电磁进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。程序功能流程图如图2。否开始进水高水位到位是正转15秒延时3秒反转15秒延时3秒循环次数=10否排水是低水位到位否是脱水30秒报警10秒结束 图2 程序功能流程图四、系统设计 1.控制系统方案选择 单片机系统的特点是要求环境，单片机对环境的适应力较低，可靠性差。编程和PLC相比难以学习，主要单片机采用汇
11、编语言或者C语言，这些高级语言和PLC语言相比，难以学习。功能单一只具有使用中所需要的功能。但是，它结构简单，处理速度快。 PLC系统的特点是可靠性高，PLC作为一种通用的工业控制器，它必须能在各种不同的环境中适应工作。对工作环境要求较低，抗干扰能力强。使用方便灵活，PLC采用了基本单元扩展或者是模块化的结构形式，因此，输入/输出量的数量、形式、驱动要求都可以根据实际控制要求进行选择与确定，而且在需要时可以随时更换。编程简单，PLC的优越性主要体现在它采用了独特的，多种面向广大工程设计人员的编程语言，如指令表，梯形图，逻辑功能图等。程序简洁明了，形象直观。 因此，选用PLC作为控制系统。 2.
12、PLC的分类 （1）小型PLC是指连接开关量I/O模块、模拟量I/O模块以及其它各种特殊功能模块，能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数 输入/输出点数在128点以下的PLC称为小型PLC。其特点是体积小、结构紧凑，它可以据处理和传送、通信联网以及各种应用指令。 （2）中型PLC是指输入/输出点数在128-512点之间的 PLC称为中型PLC。它除了具有小型机所能实现在功能外，还具有强在的网络通信功能、更丰富的指令系统、更大的内存容量和更快的扫描速度。 （3）大型PLC是指输入/输出点数大于512的PLC称为大型PLC。它具有强大的软件硬件功能、自诊断功能、通信联网功能，它可以构成三级通
13、信网，实现工厂生产管理自动化。 3.PLC的主要技术指标 （1）存储器容量是指存储器用来存储程序和系统参数等，其容量是由用户程序存储器和数据存储器组成的。程序存储器容量大小决定了用户所能编写程序的长度。一般中小型PLC的存储器容量在16KB以下，大型的PLC可达到2MB左右。 （2）输入/输出点数是指根据工业系统控制要求所得到的对应于PLC的输入/输出端的个数。I/O点数越多，说明需要控制的器件和设备就越多。 （3）扫描时间是指CPU内部根据用户程序，按逻辑顺序，从开始到结束扫描一次所需的时间。PLC用户手册一般给出执行指令所用的时间。 （4）指令种类和数量决定了用户编制程序的方式和PLC的处理能力和控制能力。 （5）内部寄存器主要包括定时器、计数器、中间继电器、数据寄存器和特殊寄存器等。它们主要用来完成计时、技术、数据存储等功能。种类和数量越多，PLC的功能就越强大。 （6）PLC扩展能力是指PLC是否能具有I/O点数扩展、功能扩展、联网等一些功能。 （7） 智能模块是指能完成模拟量控制、远程控制以及通信等功能模块。 4.典型的PLC控制系统硬件组成框如图3所示接受现场信号输入接口部件中央处理单元CPU板接口部件输出受控部件电源部件 图3 PLC基本结构图
