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1、燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 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： 10级应电二班 学 号： 100103030051 学生姓名： 刘克 指导教师： 郭忠南等 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100103030051学生姓名刘克（专业）班级10级应电二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
2、控制系统硬件电路设计，包括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 教务科目录摘要1
3、前言1第1章 可编程逻辑控制器PLC21.1 PLC的概述.21.1.1 PLC的发展历史21.1.2 PLC的发展趋势31.1.3 PLC系统的特点41.2 PLC的硬件结构41.3 PLC的工作原理.51.4 PLC的应用.7第2章 全自动洗衣机的系统结构和工作原理.72.1 系统结构.72.2 基本工作原理82.3 全自动洗衣机的系统分析.8第3章 PLC的控制要求和硬件与软件设计93.1 PLC的控制要求.93.2 PLC的硬件设计103.2.1 元器件的选择.103.2.2 电路设计.113.3 PLC的软件设计123.3.1 输入输出接口的分配.123.3.2 设计分析.133.3
4、.3 梯形图设计与程序说明13总结.18参考文献.19摘 要随着科学技术不断进步和社会飞速发展，洗衣机成为人民日常生活息息相关的家用电器产品。而从全自动洗衣机诞生以来，洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。其内部的电路控制系统就不断的被改进。设计方法也开始多种多样，从而使全自动洗衣机显得更加智能化。基于全自动洗衣机的应用日益广泛，本次设计利用三菱公司生产的PLC控制全自动洗衣机，与传统的继电器逻辑控制系统相比较，可编程控制器(PLC)以微处理器为核心，普遍采用依据继电接触器控制系统电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计，编程容易，功能扩展方便，修改灵活，而且结构简单，抗干扰能力强。P
5、LC控制不需要大量的活动部件和电子元器件，它的接线也大大减少，与此同时系统维修简单、维修时间缩短。三菱FX2N系列可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设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-32MR为核心部件，着重进行硬件接口设计，利用梯形图和语句表进行编程，实现了全自动洗衣机控制系统的自动化。关键词PLC PLC梯形图设计 可编程控制器 全自动洗衣机前 言可编程序逻辑控制器（PLC）是一种新型的具有极高可靠性的通用工业自动化控制装置。它既可以取代传统的继电接触器控制系统，也可以进行复杂的过程控制，构成分
6、布式自动化控制系统。它具有可靠性高、功能强、编程简单、通用性好、使用方便、体积小、重量轻以及易于扩展等一系列优点。PLC控制全自动洗衣机的编程语言容易掌握，是电控人员所熟悉的梯形语言，实用术语依然是“继电器”一类术语，大部分与继电器触头的链接相对应，使电控人员一目了然。PLC控制使用起来简单，它内部的I/O已经做好，输入和输出信号可直接链接，非常方便，而输出口具有一定的驱动能力，起输出出头容易达到220V、2A。PLC是专门应用于工业现场的自动控制装置，在系统硬件上采用了抗干扰措施。当工作程序需要改变时，只需改变PLC的内部，重新编程而无需对外围进行重新改动。从这些方面突出了使用PLC控制全自
7、动洗衣机的优越性。第1页 共19页全自动洗衣机其特点是能自动完成洗涤，漂洗和脱水的转换，整个过程不需要人工操作。这类洗衣机均采用套筒式结构，其进水，排水都采用电磁阀，由程序控制器按人们预先设计好的程序不断发出指令，驱动各执行器件动作，整个洗衣过程自动完成。目前市场上出售的全自动洗衣机大体分为三类：发明最早的是前置式侧开门滚筒式洗衣机，这种洗衣机是欧洲发明的。在洗涤时保证衣物不受损害，而且有良好的加温措施。但是这种洗衣机洗涤时间长、洗净度差、用水用电量大，是其它洗衣机的几倍，尤其是采用了不锈钢内筒，产生的噪音较大。另外一种是美洲人发明的“搅拌式”洗衣机。这种洗衣机洗净度非常高，是波轮式洗衣机的十
8、几倍，但由于洗净度和磨损率成正比，所以很损伤衣物。发明最晚的洗衣机是亚洲人发明的波轮上开门洗衣机。这种洗衣机的特点是洗涤时间短，用水量小，洗净度高，是滚筒式的很多倍，由于内筒是塑料材料制成，噪音小，而且上开盖，能使洗涤液反复利用，价格也比较经济。第1章 可编程逻辑控制器（PLC）1.1 PLC的概述在PLC问世之前，传统的生产机械采用的是继电器控制系统。继电器控制系统存在着体积大、耗电多、在复杂的系统中可靠性低、维修和改变控制逻辑困难等缺点，越来越不适合现代工业发展的需要，迫切需要一种新型的自动控制装置代替传统的继电器控制系统来实现工业自动控制。而计算机具有完备而通用的功能，灵活多变的系统结构
9、和控制程序。美国最大的汽车制造厂家通用汽车公司首先提出是否可以将继电器控制系统和计算机的简单易学、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置，并将计算机编程方法和程序输入方法加以简化，形成简单易学的编程方法、灵活方便的操作方法和尽量低廉的价格，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。所以，可编程序逻辑控制器（Programmabie Logic Controller,缩写PLC）是在继电器控制技术和计算机控制技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，综合计算机、通信、联网以及自动控制等相关技术而开发的新一代工业控制装置。PLC自问世以来，由于其具有通用灵活的控制性能，简单方
10、便的使用性能，可以适应各种工业环境的可靠性，因此在工业自动化各领域取得了广泛的应用。有人将它与数控技术、CAD/CAM技术、工业机械人技术并称为现代工业自动化技术的四大支柱。1.1.1 PLC的发展历程在可编程控制器出现之前，继电器控制应用广泛，在工业电气控制领域中占据着主导地位。但继电器控制系统存在的体积大、可靠性低、查找和排除故障困难等缺点，特别是其接线复杂、不易更改，对生产工艺变化的适应性差。令其无法满足控制的要求和现代化大生产管理的需要。第2页 共19页早期的可编程控制器仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器（Programmab
11、le Logic Controller ）。随着微电子技术和计算机技术的发展，微处理器技术应用到PLC中，使PLC不仅具有逻辑控制功能，还增加了算术运算、数据传送和数据处理等功能。随着大规模、超大规模集成电路等微电子技术的迅速发展，16位和32位微处理器应用于PLC中，使PLC得到迅速发展。PLC不仅控制功能增强，同时可靠性提高，功耗、体积减小，成本降低，编程和故障检测更加灵活方便，而且具有通信和联网、数据处理和图象显示等功能，使PLC真正成为具有逻辑控制、过程控制、运动控制、数据处理、联网通信等功能的名符其实的多功能控制器。PLC的发展过程大致可以分为如下四个阶段：第一阶段（19691980
12、年）：PLC的结构定型阶段。在这一阶段，由于PLC刚诞生，各种类型的顺序控制器不断出现（如逻辑电路型、1位机型、通用计算机型、单板机型等），但迅速被淘汰。最终以微处理器为核心的现有PLC结构形成，取得了市场的认可，得以迅速发展和推广。PLC的原理、结构、软件、硬件趋向统一与成熟，PLC的应用领域由最初的小范围、有选择使用逐步向机床、生产线扩展。第二阶段（19801990年）：PLC的普及阶段。在这一阶段，PLC的生产规模日益扩大，价格不断下降，PLC被迅速普及。各PLC生产厂家产品的价格。品种开始系列化，并且形成了固定I/O点型、基本单元加扩展块型、模块化结构型这三种延续至今的基本结构模型。P
13、LC的应用范围开始向顺序控制的全部领域扩展。第三阶段（19902000年）：PLC的高性能与小型化阶段。在这一阶段，随着微电子技术的进步，PLC的功能日益增强，PLC的CPU运算速度大幅度上升、位数不断增加，使得适用于各种特殊控制的功能模块不断被开发，PLC的应用范围由单一的顺序控制向现场控制拓展。此外，PLC的体积大幅度缩小，出现了各类微型化PLC。第四阶段(2000年至今)：PLC的高性能与网络化阶段。在本阶段，为了适应信息技术的发展与工厂自动化的需要，PLC的各种功能不断进步。一方面，PLC在继续提高CPU的运算速度和位数的同时，开发了适用于过程控制和运动控制的特殊功能与模块，使PLC的应用范围开始涉及工业自动化的全部领域。与此同时，PLC的网络与通信功能得到迅速发展，PLC不仅可以连接传统的编程与通入/输出设备，还可以通过各种总线构成网络，为工厂自动化奠
