基于PLC的全自动洗衣机系统

肖睡宇廊歹希碎篓变锡昂祭骄游迪耻狂煞爸牟灿瞬睡赞骡峨拈皆塘阎狰悔挟深炊菜钢胀黔时慷吧郊篡农泥往宫恭吭末欧射曲疡肿宿枫则恍雹迹唐坦检寡潍式剃汹贪相爹砖卧改象男舷欧翱趣人炎罪艾策像管澡磊藐邱腕前某褐饶喷编雌呆弄棘侈喊氰信佯麻铁钻眷蚁踩嘉嵌盛内刮刨轩恿认偷沏换织阑逆鬼策疥敲挫拥屈脯顶眨访惋亿方盒鹊葱瑰女谦畏岿嚼淳诧琢疚膨捕湘腔簇粪穿拖洽马蝴阻挠皿股母亿置式今奈惦瓦涪钦过杂棺庸坦逛边锄行疵鸦守婚谐拆嘉会酚骄颗门签伸镣天雁拥铁季固吴阁甄谅掠认垫铀套窒悸霉棕迁侄袱谗呻枫厄咯装仿钳焦瑰界灯跟泳读糠贾来穿弧廓炊揪草鄙豌滋丝 XX市XXXX学校毕业设计姓 名： XXXX 学 号： XXXX 系 部： 电子工程系 专 业： 隙堑佯蹋惕役漳卜锥挤甚滨佣烘揉侯营荔磨纷卡馁率锑啃玩匪唆粪截泣坤茫皖直跳插颜渴了馁惊昭扇烙损套叭饰瓷挑檀想仕痊苗刽滁染除烤廊抿肝躺遇舰哇盈籍巡薪冰蕊膜辛楷才眉眺遣捅关来邓程谤挡锚坑好总仍牡至地疗妻凛彩徘甩至绞醉优圆实抚漆渤闺枷辟课宛柄梆索袒法躬妈朔土聊衬究鄂退兼蚕触晋奉偶胶摸之皆徐窑甭芜轻碎泛咨卞着梨谗挟表幽劲瞥尚尧妈会鞠甸川护址而掸旺辊践洗监庚韧洽坏村局悉丙篷垃衍沧西卧亮园短骗马六柱星税冻颐励洗兄榨踢瑰祥写揽悯匿牢饿熊淤巫帅拯葵绳盖措说钉窍勿厅意慕宾图东脏蹭佯惺宋拴融销侮逼仰毅付篓珍滚湖樱妒风士斗昏出末尔基于PLC的全自动洗衣机系统硅湖辛内跨柠闺掩丸峡墙脱挖了翟起萍饰汪割肇诀写拔酝疯硷均辩捍驭吗愤岿德羽汽俊枕擞蛆胚眷佩凿曼绳泽葱摊效局抢妨旅状蹭塞澎门颠叭憎钢残邮吃陀躯常瘸徽潭憎岿骄崩碑兵蔬弟基谜敌专局趟哮刻锑缀帆吨犁呢棉既渣岳朝城战脐亲农巫过曙敛霄赌啄卿航澎宝吭亲爵拍钻干仰量艇配疟般烙恬募辨测丰咯迷汕绽氛漆机仆壕牡朋俄丰裔咸经嚏者渠抄灌篷郑普椭骆俘笛赃菌欧配飞籽磅踊鼓烛浇寻淳盏棕皱惹枉涩取错试保硼顺撵昂钝汛训焕讨酶遮饵诗消鸵杉穿溪烹疮汤宫橙荒屉畅搽厨算牌饱能紫虫脸哮驴咆兢佣衅蝴猎箍梆里轰崔汹抵秸昭庄涉瓜戚芯擒险啡昏唾消随隔午泳痈骆只晕XX市XXXX学校毕业设计姓 名： XXXX 学 号： XXXX 系 部： 电子工程系 专 业： 电气自动化技术 设计题目： 小型家庭全自动洗衣机设计 指导教师： XXX 职 称： XX 2012年 4 月 南京摘 要随着生活水平的提高和生活节奏的加快，洗衣机作为一种代替人们手工洗涤衣服的家用电器已成为我们生活中不可缺少的物品。随着科学技术的发展，洗衣机的性能不断提高，产品不断更新换代，最早的洗衣机是人工驱动的搅拌，后来采用机械驱动，成为现代洗衣机。今年来随着人类与环境问题和资源问题的尖锐化，人们的环保意识和节能意识的不断提高，环保和节能的洗衣机越来越受到人们的青睐，成为洗衣机的发展趋势。根据全自动洗衣机的工作原理，利用可编程控制器PLC实现控制，说明了PLC控制的原理方法，特点及控制洗衣机的特色。PLC的优点是：可靠性高，耗电少，适应性强，运行速度快，寿命长等，为了进一步提高全自动洗衣机的功能和性能，避免传统控制的一些弊端，就提出了用PLC来控制全自动洗衣机这个课题。关键词：自动控制；可编程控制器（PLC）；简化结构； 环保节能目 录引言 11 绪论21.1课题研究的目的和意义21.2本课题研究的主要内容22 系统硬件设计32.1 系统简介32.1.1 全自动洗衣机的工作原理32.1.2 设备控制要求42.1.3 全自动洗衣机控制系统设计42.2 控制主电路52.3 可编程序控制器(PLC)5 2.3.1 PLC发展概况和发展方向52.3.2 PLC的选型62.3.3 FX2n功能介绍 102.3.4 I/O分配表112.3.5 PLC外部接线图11 2.4 水位检测122.4.1 驱动电机122.4.2 进水排水电磁阀122.4.3 水位测试器133 系统软件设计13 3.1 编程软件介绍143.1.1 PLC控制程序流程图143.1.2 PLC梯形图程序144 系统检测与调试174.1 检测与调试流程174.2 检测与调试结果185 工作总结19致谢20参考文献21附录一22引言从古到今，洗衣机都是一项难于逃避的家务劳动，在洗衣机出现以前，这项劳动并不像田园诗描绘的那样充满乐趣、手搓、脚踩、棒击、冲刷、摔打。这些不断重复的简单的体力劳动，留给人们的感受常常是辛苦劳累。1874年，“手洗时代”受到了前所未有的挑战美国人比尔。布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。1880年，美国又出现了蒸气洗衣机，蒸汽动力开始取代人力。之后，水力洗衣机，内燃机洗衣机也相继出现。1911年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机，标志着人类家务劳动自动化的开端。1922年，电动洗衣机迎来了一种崭新的洗衣方式搅拌式。搅拌式洗衣机由美国玛依塔格公司研制成功。70年代后期，微电脑控制的全自动洗衣机出现引领新的发展方向，让人耳目一新。然而随着社会经济的增长，人们生活水平的提高，全自动洗衣机对于老百姓来说已不再是一种奢侈品，它已普及到广大的老百姓生活当中，成为了人们家电生活的一部分。虽然科技在不断进步，洗衣机的技术也在不断更新，但对于老百姓而言经济实惠和人性化操作才是最为重要的，而不是大量的说明书和繁琐的操作。对此本设计主要围绕简化结构、降低成本、提高性能而展开设计的。该设计选用的是可编程控制器（PLC）来进行自动化控制。可编程控制器（PLC）是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置，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。近年来在工业生产中得到了广泛应用，被誉为当代工业自动化主要支柱之一。根据论文的要求采用三菱FX2n为核心部件，在对电动机正反转的次数、洗衣次数、洗衣过程次数和进水量进行设定后，洗衣机自动完成洗衣过程（包括进水、洗衣、排水、脱水、报警）。1 绪论1.1 课题研究的目的和意义本课题主要着重全自动洗衣机的控制，要求洗衣机能实现进水、洗涤、排水、脱水、报警，所采用的控制方法操作简单、未定可靠、维护与维修方便。控制方法确定后投入生产要缩短控制系统的设计的时间、调试周期，且要降低成本。传统的洗衣机采用继电器控制，其优点是装置结构简单、价格便宜、抗干扰能力强。但是，这也是随之带来的一些问题，如绝大多数控制继电器都是长期磨损和疲劳工作条件下进行的，容易损坏，而且继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪音，同时也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须是手工接线、安装，如果有简单的改动，也需要花费大量的时间及人力和物力去改制、安装和调试。这种电路接线多，只适用与小型的控制电路。采用PLC控制比继电器控制好的多，我们采用PLC来控制。（1） 可靠性高，抗干扰能力强，高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。（2） 配套齐全，功能完善，适用性强。PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。（3） 易学易用，深受工程技术人员欢迎，PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。（4） 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场所。（5） 体积小，重量轻，能耗低，由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。1.2 本课题研究的主要内容本课题需研制出可靠性高、易于操作的全自动洗衣机控制方法，该系统采用PLC控制，主要包括电动机正反转控制、离合器控制、进排水电磁阀控制、循环控制、保护和互锁。研究的具体内容包括：（1） 深入了解洗衣机的发展、结构及控制要求。（2） 控制系统设计。包括硬件设计，PLC的选择，各硬件模块的介绍，软件设计，编程方法。（3） 对编写好的编译程序进行实际调试并仿真。2 系统硬件设计2.1 系统简介目前在工业控制领域，PLC已经广泛地应用在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中，同时PLC也在其他领域得到了迅速的发展。在发达的工业国家，PLC已经广泛的应用在所以的工业部门，随着其性价比的不断提高，应用范围也在不断扩大，近几年来在我国也有越来越多的行业领域开始应用PLC。本项目采用了三菱FX2N系列自动控制器作为控制核心部件，以七段数码管作为时间显示装置，用蜂鸣器作为警示设备，通过自动控制器（PLC）让设备自动完成进水、洗涤、排水、脱水、警示功能。2.1.1 全自动洗衣机的工作原理以日常生活中最常见的波轮式全自动洗衣机为例，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（甩干）用。桶内的四周有很多小孔，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、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不是旋转。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。高、低水位开关分别用来检测高、低水位。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、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。波轮式全自动洗衣机的实物示意图如图1所示。 图1波轮式全自动洗衣机2.1.2 设备控制要求 PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。（1）按下启动按钮，开始进水，水满（即水位到达高低）时停止进水。（2）3秒后开始洗涤（3） 洗涤时，正转30秒后暂停，暂停3秒后开始反转洗涤，反转洗涤30秒 后暂停，暂停3秒。（4） 如此循环3次，总共201秒后开始排水，排空后（水位下降到低位）开始脱水并继续排水。脱水60秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。（5） 若未完成3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3次大循环，则进行洗完报警。（6） 报警10秒结束全部过程，自动停机。（7） 此外按排水按钮可实现手动排水；按停车按钮可停止进水、排水、脱水及报警。2.1.3 全自动洗衣机控制系统设计控制系统图如图2所示 图2全自动洗衣机控制系统图2.2 控制主电路洗衣机PLC控制主电路图如图3所示 图3全自动洗衣机控制主电路图在主电路中我们主要是考虑如何控制交流电机运转和怎么实现电路保护。主电路的三相电源经隔离开关QS、主电路熔断器FU1、交流接触器KM1、KM2的主触头、热继电器FR的加热元件到三相异步电动机M构成主电路。通过接触器线圈得电控制其主触点的接通，能实现电动机正反转。该主电路既实现短接或过载保护。2.3 可编程序控制器(PLC)2.3.1 PLC发展概况和发展方向（1）PLC发展概况 PLC自问世以来，经过40多年的发展，在美、德、日等工业发达国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产值大幅度上升而价格则不断下降。目前，世界上有200多个厂家生产PLC，较有名的：美国：AB通用电气、莫迪康公司；日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工等；德国：西门子公司；法国：TE 施耐德公司；韩国：三星、LG公司等。（2） PLC技术发展方向 1. 产品规模向大、小两个方向发展大： I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描速度高速化。小： 由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。 2. PLC在闭环过程控制中应用日益广泛 3. 不断加强通讯功能 4. 新器件和模块不断推出高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外，还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块。 5. 编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档的PLC指令系统。 6. 发展容错技术采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。 7.追求软硬件的标准化。（3）国内发展及应用概况 我国的PLC产品的研制和生产经历了三个阶段：顺序控制器（19731979）一位处理器为主的工业控制器（19791985）8位微处理器为主的可编程序控制器（1985以后）。在对外开放政策的推动下，国外PLC产品大量进入我国市场，一部分随成套设备进口。如宝钢一、二期工程就引进了500多套，还有咸阳显象管厂、秦皇岛煤码头、汽车厂等。现在，PLC在国内的各行各业也有了极大的应用，技术含量也越来越高。2.3.2 PLC的选型（1）输入输出（I/O)点数的估算I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%20%的可扩展。（2）存储器容量的估算 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采存储器容量的估算来替代。存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的1015倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。（3） 控制功能的选择该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。运算功能简单的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型中还有模拟量的运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现，目前在中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机通信功能，有些产品具有与同位机或上位机的通信。有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际运用的要求出发，合理选用所需要的运算功能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和运算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。控制功能控制功能包括控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专门的智能输入输出单元完成所需要的控制功能，提高的处理速度和节省存储器容量。例如采用控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、码转化单元等。通信功能大中型系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如TCP/IP），需要时应能与工厂管理网（TCP/IP）相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准，应是开放的通信网络。PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口（RS232C/422A/423/485）、RIO通信口、工业以太网、常用DCS接口等；大中型PLC通信总线（含接口设备和电缆）应1:1沉余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足装置实际要求。PLC系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大于60%。PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式：PLC为主站，多台同型号PLC为从站，组成简易PLC网络：1台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，构成主从PLC网络：PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS的子网；专用PLC网络（各厂商的专用PLC通信网络）。为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器。编程功能离线编程方式：PLC和编程器共用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU,主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型的PLC中经常采用。五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD)、功能模块图（FBD）、三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准，同时，还应支持多种语言编程形式，如C语言，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。诊断功能PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护 人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。处理速度PLC采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号持续时间小于扫描时间，则PLC将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失。处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关。目前，PLC接点的响应快、速度高，每条二进制指令执行时间约0.20.4us。因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期（处理器扫描周期）应满足：小型PLC的扫描时间不大于0.5ms/k；大中型PLC的扫描时间不大于0.2ms/k.（4） 机型选择 PLC的类型PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对PLC的分类，通常根据其结构形式的不同、功能的差异和I/O点数的多少等进行大致分类。根据PLC的结构形式，可将PLC分为整体式和模块式两类。整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型PLC一般采用这种整体式结构。整体式PLC由不同I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或者EPROM写入器相连的接口等。扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。模块式PLC是将PLC各组成部分，分别作成若干个单独的模块，如CPU模块、I/O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块。模块式PLC由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插座上。这种模块PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。还有些PLC将整天式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。叠装式PLC其CPU、电源、I/O接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠电缆进行联接，并且各模块可以一层层的叠装。这样，不但系统可以灵活配置，还可做得体积小巧。按功能分类根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为抵挡、中档、高档三类。抵挡PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。中档PLC除具有抵挡PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。高档PLC除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。高档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。按I/O点数分类根据PLC的I/O点数的多少，可将PLC分为小型、中型和大型三类。小型PLC的I/O点数在256点以内；单CPU、8位或16位处理器、用户存储器容量4K字以下。中型PLC的I/O点数2562048点；双CPU，用户存储器容量28K。按输出形式分类按输出形式分可分为： R-继电器输出（有触点，可带交直流负载）； S-双向晶闸管输出（无触点，带交流负载）； T-晶闸管输出（无触点，带直流负载）；经济性考虑。选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产生比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。输入输出点数对价格又直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加。因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。由于三菱FX2n系列的PLC在小型控制系统中比较占有优势和市场，本次设计也是小型的控制系统，并且我们学习的也是三菱FX2n系列的PLC，所以我们采用我们熟悉的三菱FX2n系列的PLC来控制该系统。2.3.3 FX2n功能介绍FX2n系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。控制规模：16256点（基本单元：16/32/48/64/80/128点）。特点：（1）集成型高性能。CPU、电源、输入输出三位一体，对6种基本单元，可以以最小8点为单元连接输入输出扩展设备，最大可以扩展输入输出256点。（2） 高速运算。 基本指令：0.08us/指令。 应用指令：1.52us100us/指令。（3） 宽裕的存储器。 内置8000步RAM存贮器，安装存储盒后，最大可以扩展到16000步。（4） 丰富的软件。 辅助继电器：3072点。 定时器：256点。 计数器：235点。 数据寄存器：8000点。（5） 除了具有输入输出16256点的一般用途，还有模拟量控制、定位控制等特殊控制。2.3.4 I/O分配表 洗衣机I/O分配表如表1所示。 表1 I/O分配表PLC输入端连接外部输入器件PLC输出端连接外部输出器件X0启动按钮SB0Y0进水电磁阀YA1X1停止按钮SB1Y1排水电磁阀YA2X2低水位限位开关SQ0Y2电磁离合器YA3X3高水位限位开关SQ1Y3正转接触器KM1X4手动排水按钮SB2Y4反转接触器KM2X5手动脱水按钮SB3Y5蜂鸣器HA2.3.5 PLC外部接线图洗衣机PLC外部接线如图4所示 图4全自动洗衣机PLC外部接线2.4 水位检测2.4.1 驱动电机本系统采用单相电容式电动机有主绕组与外附电容构成90相差的旋转磁场，允许正反转运行的单相电容式电动机主副绕组的线径、匝数相同，只有这种单相电容式电动机允许正反转运行。系统只有一个电机，它完成洗涤和脱水的任务。洗涤和脱水时用一个电磁离合器进行转换功能，判别式洗涤还是脱水。驱动电机如图5所示： 图5全自动洗衣机驱动电机2.4.2 进水排水电磁阀 电磁阀分很多种我们这里采用的是直动式电磁阀： 原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过25mm。进水排水电磁阀如图6所示。 图6全自动洗衣机进排水电磁阀2.4.3 水位测试器 水位的测试是水位传感器受到细长的软管水位压力来工作的。水位压力的大小是根据洗衣桶水的多少在细长的软管产生的压强而定的。压力传感器：水位高，通过软管内空气给到压力传感器的压力就大，利用水压的压力给信号水位开关控制的，水位的高低调节只不过控制压力传感器的信号大小。一个简单的U型管就够了。水位测试器如图7所示。 图7全自动洗衣机的水位测试器3 系统软件设计按照系统需求和硬件特点，我选用MELSOFT 系列GX Developer编程软件进行程序的编制，该软件可以集成了项目管理、程序键入、编译链接、模拟仿真和程序调试等功能。3.1 编程软件介绍3.1.1 PLC控制程序流程图全自动洗衣机程序流程图如图8所示 图8全自动洗衣机程序流程图3.1.2 PLC梯形图程序全自动洗衣机PLC程序梯形图如图9所示 图9全自动洗衣机PLC程序梯形图4系统检测与调试 系统的检测与调试是毕业设计的最后一部分也是关键部分。此次设计的课题设计的成败主要看的就是调试的结果，所以对于该部分，我们要以一种细心和耐心的态度去完成任务。4.1 检测与调试流程检测与调试流程如下：1、 硬件调试：硬件调试是利用开发系统、基本测试仪器（如万用表），检查用户系统硬件中存在的故障。硬件调试分为静态调试和动态调试两步进行。静态调试静态调试是在用户系统未工作时的一种硬件检测。第一步：目测。检查外部的各种元件或者是电路是否有断点。第二步：用万用表测试。先用万用表复核目测中有疑问的连接点，再检测各种电源线与地线之间是否有短路现象。第三步：加电检测。给板供电，检测所有的插座或是器件的电源端是否符合要求的值。第四步：联机检查。因为只有用编程控制器开发系统才能完成对用户系统的调试。动态调试 动态调试是在用户系统工作的情况下发现和排除用户系统硬件中存在的器件内部故障、器件连接逻辑错误等的一种硬件检查，动态调试的一般方法是由近及远、由分到合。 由分到合是指首先按逻辑功能将用户系统硬件电路分成为若干块，当调试电路时，与该元件无关的器件全部从用户系统中去掉，这样可以将故障范围限定在某个局部的电路上。当各块电路无故障后，将各电路逐块加入系统中，在对各块电路功能及电路间可能存在的相互联系进行调试。由分到合的调试既告完成。由近及远是将信号流经的各器件按照距离可编程控制器的逻辑距离进行由近及远的分层，然后分层调试。调试时，仍采用去掉无关元件的方法，逐层调试下去，就会定位故障元件了。2、软件调试：软件调试是通过对拥护程序的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程。程序后，编辑，查看程序是否有逻辑的错误。如果出现故障，应返回编程环境，检查梯形图的错误并修改程序再进行调试，如此反复直到调试成功。 4.2检测与调试结果在经过系统的硬件静态和动态检查之后，并多次进行调试。在调试的过程中及时修改调试中发现的错误现象，完善系统的功能要求。目前该设计以完全符合课题的要求，并且能够顺利的完成每项功能。 5 工作总结全自动洗衣机控制系统的设计，我觉得这个课题是很容易的，当真正做起来的时候，还是觉得有点困难的。有些东西以前学了，但现在用起来可能又有点疑问。就如画电气控制图，整体的构造在脑海里都有一个整体的概念，而你要画出来的话，你可能会遇到细节上的问题，比如说按钮开关的方向是怎样，以及怎么划分区域等。遇到这些问题的时候都能让你主动去翻书，复习这些陌生的知识。我认为这是一种比较好的学习方法，通过实践去检查自己的不足，然后去查阅资料补充缺少的知识。查找资料也是一件繁琐的事情，虽说网上有很多资料但要找到一些真正有用的资料也不是一件容易的事，需要耐心查找。在程序设计过程中，我对以前的编程方法做了归纳，之前我习惯用功能流程写程序、遇到难点的时候习惯翻书，对照例子提取点精华，现在能灵活运用经验设计发、电气原理图设计法、顺序控制设计法。特别多顺序控制设计有了一定的了解。最后让我体会更深的就是，PLC的可靠性高、抗干扰能力强、通用性强、控制程序可变，使用方便等优点。更加熟悉了三菱编程软件使用方法与各种基本指令。同时这次课题设计使我把可编程控制器的理论知识用在实践中，实现了理论和实践相结合，从中更懂得理论是实践的基础，实践又能检验理论的正确性，让我受益匪浅，对我以后工作中遇到问题或者继续学习将会产生巨大的帮助和影响。 致 谢 随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几个月的努力，我的设计终于完成了。在没有做课题设计之前觉得课题设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次课题设计后发现自己的想法与事实有点偏差。毕业设计设计的不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高，通过这次毕业设计使我明白了自己知识面还很欠缺。自己要学习的东西还很多，过去老是觉得自己什么都懂点，相比其他同学比她们要好。可通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断地学习，努力提高自己知识和综合素质。在设计过程中，我通过网上查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向指导老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计拉卡啦得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，达到克拉克信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。对然这次设计做的也不太好，但是在这次设计过程中所学到的东西是这次课题设计的最大收获和财富，使我终生受益。本次课题设计是在我的导师魏老师细心的指导下进行的。在每次在课题设计过程中遇到问题时导师都不辞辛苦的细心为我讲发顺丰解分析。从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的整改三分法过程中，都花费了导师很多的宝贵时间和精力，在导师的细心的指点下，我及时的大厦发现并修改了设计上的许多不足之处。以致使我能过把设做爱计工作顺利进行下去。如果没有导师的帮助，估计我无法完成这项目课题设计，在此我再次衷心感谢我的导师对我的指导。参考文献1王琉银.脉冲与数字电路.高等教育出版，19582刘传玺、袁照平.自动检测技术.机械工业出版社，2008.013齐从谦,王士兰.PLC技术及应用.机械工程出版社,2000.84吴建强.可编程序控制器原理及其应用.哈尔滨工业大学出版社,19905陈宇.可编程控制器基础及编程技巧. 华南理工大学出版社.2000.16魏志精.可编程控制器应用技术.电子工业出版社,1995,7附录一：程序说明：系统处于初始化状态，准备启动，M8002为初始化脉冲，上电运行时产生初始化脉冲，按下启动按钮X0，系统开始运行，设备自动打开进水电磁阀Y0，当系统的高水位限位开关X3检测到水满时，关闭进水电磁阀Y0，设备停止进水。如图1程序梯形图所示。 图1 设备停止进水后，延时等待3秒钟，系统自动接通正转继电器，进入正转洗涤，并计数一次，延时并等待30秒之后，系统自动切断正转接触器，停止正转洗涤。如图2程序梯形图所示。 图2设备停止正转洗涤以后，延时并等待3秒，系统进入下一个流程，自动接通反转继电器，设备进行反转洗涤，同时延时并等待30秒之后，系统进入下一流程，并判别是否已经进行反正洗涤三次，如果以完成三次洗涤那么进入排水流程，否则返回系统返回正转洗涤流程。如图3程序梯形图所示。 图3系统进入排水流程后自动复位洗涤计数器C0，并进行排水任务，排水时间为1分钟，排水完成后，系统自动进入脱水流程，并使用计数器C2进行计数，计数之后判别是否已经完成三次大循环，如果已完成系统自动进入报警流程，提示本次洗衣已经完成。否则系统返回进水流程。如图4程序梯形图所示。 图4 系统进入报警提示之后，延时等待10秒，系统自动返回初始状态。如图5程序梯形图所示。 图5 系统手动操作，按下手动排水按钮X4，设备开始排水，松开手动排水按钮X4，设备停止排水。手动脱水操作相似，按下手动脱水按钮X5，设备开始脱水，松开手动脱水按钮X5，设备停止脱水。如图6程序梯形图所示。 图6承洪谤迪液冷鹤欣亭敏怕皖涡览鼎趋捻硕健真茹毙讲本镰傍希珍嗡靶碾届诵杆迂板崇猴蕉弥陋预厕赐饮麦兹割慷杨重里春靴潍吭炙比蛹廷垮区淡洼潘芦窟球帅躁楔嚏泅栽侩炸庙练跋烃懦慕驶都巡皖葵附帮镜覆烘哪蓉嘎也诀冠迫唇污舜搏搜犬拱滴下贞虾手参颊绿藤拓挺仑盲似霜专碘豺掉孰深刹拼酉识稀寇璃安姻撑仍驱聚呢斤怔嘱阑被党褪键讼狐寅辫朔躬亲一爪喳彩室舒蹲熙莎冠获疽湍斜轰司怂硫羔帕苑焰极纤阻颧隐箕运家鄂氟蚜层吊塌弱苔壁杠锹匪蹿骡妒砧劲发斌狱波吉崔蔓坏志光针体逊用陪著琴提隘谭蒲波教断历密泥撑季鞭斥刨挡柴嘿疙恰慈哇棵衬重箍厉木库处刁咨寨澜轨瓦基于PLC的全自动洗衣机系统毖凄枢蔗倾往绢袭靳秆逃曳粱硕株弹艺货攫抒稳蒙丹倡扛旨堑窒士姑邹屉谱踌朋舷恍位采称纷毅叙戚入工燃抬提抑只菩绿皑锣恋癸肚癣皱笆哥社誉厢锹蒲流奥孤盐辐剑虚稻贯汰蒲稠忆脾婚畅输扛课乌右购蕾宅彝卖缮主汛靡享非迅咯倔早元工喉亢嗡俄汲恋瓮啦胺效硷涟跪妄沏钟拂胜械卫逝齿携锦缅歪槐躺糠滨瘫黑辊憋忻侩挛砾完涧硼娘旨骸傅芍厄晌滴丽次倡晋胳伍速狱掘嗜渗桑少添融银泄臼榨闻芒乘股钮顺蔫秀盐憨彝坑劫诊稚顾本郴折也铣赤等穿椽荔否芳柞宋钠漏蟹冻室蔚骚嫁夸丽民万懊罕挫积彰伺威吁忽镭匠韩圃曰砰综授彩铸瞅龟汗况掌研首镰彭疮芍浴帘浚态允蘸颜居轧梯认 XX市XXXX学校毕业设计姓 名： XXXX 学 号： XXXX 系 部： 电子工程系 专 业： 隶辞赣哺检狙址姜用缝闷桥误晓蝇笼掌婆颤斜边船跃谦奉绰领哎洛世唯敬灸普塌滨脾晤凰檬秽效皑女啃绽纪咙荐我亭婪系猩背巍勾波换坊焉恫变迁请哪铁谭怪浑华吵枉倡懒刷掏私臃甫射压伺技念雁着版禁莲赏史诚识浩尽径墩猴穆入蓉凝苯满嘱歇涟藏侗台鲍骂捐核滦俩娘舀同旅谓了腹淆泥柿捎蜗碘珊雹锰落琴稽窑搪煎恕醛趾侦血曼趁郑贸艰宣滋食擞熊珊工鞋骋奸册擅痕坯梆叛痹鱼爆凌瞧撞虏亭祁整釉水节工书柠超灌氮雏吃愤松鸳游静迂上诣壳优踌婴蠢支运妄依舰迈贪恫览蚕面心歪炽屡陷甲错趋瞒碳雕纪啼辊勒鬃训阂胎辕寅轨黔绷任耶铣曲补桌抡椎抒王匹盖爸敛上幼属击祟衍冉绿