工业用全自动洗衣机的PLC控制-开题报告.doc

高等教育自学考试本科毕业论文开题报告论文题目： 工业用全自动洗衣机的PLC控制 考生姓名： 准考证号： 专业层次： 本科 院 （系）：机械与动力工程学院 指导教师： 职 称： 讲师 重庆科技学院二O一O年十月二十日 本课题的目的及意义，国内外研究现状分析本课题目的及意义：工业洗衣机主要用于宾馆、酒店、学校宿舍等需要洗衣量大、洗衣次数频繁的地方，这就要求洗衣机的洗涤效果好、容量大、故障少、可靠性高、寿命长、磨损小、噪声低、运行平稳，正是基于这些要求，工业洗衣机才首选滚筒式结构。现代滚筒式洗衣机，一般采用不锈钢内、外筒密封设计，所以运行时噪声小；通过内筒有规律的正、反滚动形成的水流冲击，使水、衣物相互摩擦，这样柔和的洗涤衣物，使磨损大大降到，而且不会缠绕，可以减小衣物的报废率，对酒店等节约成本，具有直接的经济意义。国内外研究现状分析：传统工业洗衣机的程序控制器与水位、水温等控制是分开的，目前已淘汰，随着计算机技术的发展，单片机与PLC已成为洗衣机的主流控制器。单片机就是在一片半导体硅片上集成了微处理器、存储器和各种I/O接口，这一块集成电路芯片具有一台微型计算机的属性。它主要用于测控领域，用以实现各种测试和控制功能。单片机体积小，集成度高，性能稳定，种类多，价格便宜，适合大规模生产，但是它只能在特定的环境中使用，无法适应电磁干扰、粉尘恶劣的环境，另外寿命也不很高，这些特点满足家用洗衣机（产量多、价格低）的要求，所以市场上家用洗衣机常使用单片机作控制器。而PLC专为工业环境应用而设计，它的稳定性高，抗干扰性强，寿命长，环境适应能力强，输入输出接口多，虽然其价格比单片机高，但适合工业洗衣机的需要，再加上工业洗衣机利润高，因此现代工业洗衣机普遍采用PLC控制。本课题的任务、重点内容、实现途径本课题的任务：选择西门子S7-200系列可编程控制器作为控制系统的核心，使其能在恶劣的环境下，能高可靠地连续工作；另外通过USS协议来控制MM440变频器，实现交流变频调速，从而简化传动系统，减少机械故障。在硬件上，通过分析控制功能要求，确定输入与输出，选择相应的元件，画出了控制系统的电气原理图。在软件上，设置各个洗衣过程参数，用顺序功能图介绍程序的运行过程；在变频器的初始参数表配合下，用梯形图实现对变频器的控制。最后通过实验结果表明，系统满足工业洗衣机的控制要求。重点内容：（1）洗衣机的软件系统和硬件系统的设计。（2）变频调速器的选择以及控制方式。（3）工业用全自动洗衣机的基本结构设计。（4）全自动洗衣机控制系统总体控制要求和特点,确定PLC 的输入输出分配,并进行现场调试。实现途径：采用Siemens S7-200 PLC和MM440型变频器作为工业洗衣机的控制系统。可编程控制器的使用提高了系统的抗干扰能力，保证了系统的稳定性；变频器的使用显著提高了工业洗衣机的性能，可用一台电动机从低速到高速大范围调节，满足低速洗涤大转矩和高速脱水的要求，且传动装置可做得很小，控制性能和操作性能大幅提高，另外，变频器的使用可以节约大量的水和电，最后实现全自动洗衣机控制系统总体控制要求。预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施遇到问题：编程和PLC相比难以学习，主要是单片机采用汇编语言或者是C语言，这些高级语言和PLC语言相比，难以学习。同时此次设计还有许多不足，首先在洗涤时省去了许多检测，比如滚筒内泡沫多少、混浊度等，这样会导致有时洗涤剂过量而浪费、有些衣物没洗净等现象发生；其次控制系统中没有显示屏来显示洗衣机所处的状态信息；再次洗衣机在脱水时，程序设置不现实，还不能实现在最短时间内平稳地脱干。提出解决问题的措施：在图书馆查阅大量的可编程控制器（PLC）的资料、询问实验室指导老师以及上网查询相关资料认真完成相关工作，查阅有关全自动洗衣机的一些相关优化设计资料，来解决滚筒内泡沫多少、混浊度等问题，多看一些可编程控制的书籍，多做实验。以求得最佳的设计方案。完成本课题所需的工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法 PLC硬件设计分析指导书、计算机一台、PLC实验室做关于PLC的软件编程、试验，变频器的调试和选取。在学校图书馆查阅资料，在网上查阅相关PLC硬件设计资料，利用学校PLC实验器材，实验室电脑一台，应用实验室PLC编程软件和计算机模拟等方式对软件的设计进行检验。变频器的选用控制来让洗衣机在工作中更加的平稳。主要参考文献（由指导教师指定）：1万忠，刘明芹电器与PLC控制技术.北京：化学工业出版社，20082陈浩，保和平洗衣机原理与维修技术.郑州：河南科学技术出版社，19993马锈坤等S7-200PLC与数字调速系统的原理与应用.北京：国防工业出版社，2009 4李发海,王岩.电机与拖动基础.北京：清华大学出版社，20055李艳杰等S7-200 PLC原理与实用开发指南.北京：机械工业出版社，20086李志斌PLC和变频器在工业洗衣机控制系统中的应用.变频与调速， 20087刘锋，魏青工业洗衣机变频调速控制系统.电力电子技术， 19998程宏权，张伟华变频器在工业洗衣机上的应用.视野， 20069王建民工业洗衣机节水自动控制系统的研究.节能， 200510梁丽桢，梁永刚可编程控制器在工业洗衣机中的应用.电气传动自动化， 200411张登山,肖芳.西门子通用变频器实用手册.北京：西门子标准传动部，2002同组设计者及分工：论文工作的进度计划（或工作方案分析）（由指导教师确定）起止时间进度安排备注2010-10-18选题2010-10-26完成开题报告2010-11-10上交目录2010-12-10论文初稿2010-12-19论文终稿2010-12-25论文上交,答辩指导教师意见：（对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计结果的预测）指导教师签名: 年 月 日教研室审查意见： 教研室负责人签名: 年 月 日