畢業(yè)論文--基于plc的全自動洗衣機的控制

1、<p>　　江蘇農牧科技職業(yè)學院</p><p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題目： 基于PLC的全自動洗衣機的控制 </p><p>　　姓名： 李瑩榮 </p><p>　　學號：

2、 201011901 </p><p>　　二級院系部： 機電工程系 </p><p>　　班級: 數(shù)控技術10 </p><p>　　專業(yè)： 數(shù)控技術 </p><p>　　指導教師：

3、尹 余 琴 職稱： 講 師 </p><p>　　二 〇 一三 年 五 月</p><p>　　江蘇農牧科技職業(yè)學院學生畢業(yè)設計（論文）誠信承諾書</p><p>　　江蘇農牧科技職業(yè)學院學生畢業(yè)設計（論文）材料目錄</p><p>　　基于PLC的全自動洗衣機的控制</p><p><b>

4、;　　【摘要】</b></p><p>　　可編程控制器是以計算機為核心的通用自動控制裝置，它的功能強、可靠性極強、編程簡單、使用方便、體積小?，F(xiàn)已廣泛應用于工業(yè)控制的各個領域，它以微處理器為核心，用編寫的程序進行邏輯控制、定時、記數(shù)和算術運算等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來控制機械設備或生產過程。</p><p>　　該設計采用三菱公司的F1系列可編程控制器。F1系列有

5、被已在國內廣泛使用的FX系列代替的趨勢。我們在這里有必要詳細介紹三菱的FX系列可編程控制器的性能指標，硬件組成和指令。</p><p>　　PLC的學習比一般編程學習困難在于，要完成一個控制系統(tǒng)不僅需要掌握一定的編程技術，更為重要的是要知道如何針對實際應用的需要選擇合適的PLC型號，然后進行資源配置，設計梯形圖控制系統(tǒng)。</p><p>　　該設計為全自動洗衣機的PLC控制，主要介紹了全自

6、動洗衣機的工作原理，控制系統(tǒng)的PLC的選型和資源的配置，控制系統(tǒng)程序設計與調試，控制系統(tǒng)PLC程序。</p><p><b>　　【關鍵詞】</b></p><p>　　PLC；梯形圖；全自動洗衣機</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The programma

7、ble controller is a universal automatic control device to the computer as the core, it features strong, very strong reliability, simple programming, convenient use, small volume. It has been widely applied in various fie

8、lds of industrial control, it takes microprocessor as the core, the procedures used to prepare the logic control, timing, counting and arithmetic operations, and input / through the digital and analog output control mach

9、inery or production process.This design adopts </p><p><b>　　Key word</b></p><p>　　plc；ladder char；single container washing and extracting machine 目 錄</p><p><b>　　

10、摘 要I</b></p><p><b>　　關鍵詞I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>　　Key wordsII</p><p><b>　　目 錄 III</b></p><p><b>　　緒 論

11、1</b></p><p>　　1.全自動洗衣機的控制要求．2</p><p>　　1.1 全自動洗衣機的工作原理2</p><p>　　1.2 全自動洗衣機的控制要求3</p><p>　　2. 全自動洗衣機控制系統(tǒng)的硬件設計4</p><p>　　2.1 三菱PLC簡介4</

12、p><p>　　2.2 I/O元件、定時器/分配器分配表5</p><p>　　2.3 PLC I/O接線圖6</p><p>　　3.全自動洗衣機控制系統(tǒng)的軟件設計7</p><p>　　3.1 系統(tǒng)的順序功能圖設計7</p><p>　　3.2 控制系統(tǒng)順序功能圖8</p><

13、p>　　3.3 控制系統(tǒng)的梯形圖設計9</p><p>　　3.4 控制系統(tǒng)的程序運行分析11</p><p><b>　　設計總結13</b></p><p><b>　　致 謝14</b></p><p><b>　　參考文獻15</b></p&

14、gt;<p><b>　　緒論</b></p><p>　　世界上第一臺洗衣機于1858年誕生，但這臺洗衣機使用費力，且損傷衣服，因而沒被廣泛使用，但這卻標志了用機器洗衣的開端。1874年,“手洗時代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)，美國人發(fā)明了木制手搖洗衣機。1880年，美國發(fā)明了蒸氣洗衣機，蒸氣動力開始取代人力。蒸汽洗衣機之后，水力洗衣機、內燃機洗衣機也相繼出現(xiàn)。1910年，美國試制

15、成功世界上第一臺電動洗衣機，電動洗衣機的問世，標志著人類家務勞動自動化的開端。1922年，美國改造了洗衣機的洗滌結構，把拖動式改為攪拌式，使洗衣機的結構固定下來，這也就是第一臺攪拌式洗衣機的誕生。1932年，美國研制成功第一臺前裝式滾筒洗衣機。1955年，在引進英國噴流式洗衣機的基礎之上，日本研制出獨具風格、并流行至今的波輪式洗衣機。</p><p>　　全自動洗衣機從結構上分有波輪式,攪拌式,滾筒式。目前,國內

16、市場上銷售的大都是波輪式和滾筒式，供應最多的是波輪式洗衣機。波輪式洗衣機的特點是洗凈率高,但對衣服的磨損很大,隨著人們生活水平不斷地提高，絲綢,毛料,羊毛等大量走進普通家庭,廠商又適時地推出了滾筒洗衣機,它最大的優(yōu)點是磨損率小,但洗凈率比波輪式低,價格高。</p><p>　　洗衣機產品可以分三類：普通型、半自動型和全自動型。普通型和半自動型洗衣機，都需要人為參與操作，才能完成洗衣、甩干、排水全過程；而全自動洗衣

17、機在整個洗滌、甩干、排水過程中，無需人為操作和監(jiān)控。</p><p>　　本設計采用物美價廉的三菱F1系列PLC為控制核心,為保證洗衣機及人身安全,設計了蜂鳴報警器.因本設計輸入按鍵較少,所以采用直接輸入方式,使電路簡單化. 本設計只設計了全自動洗衣機的基本功能,其他的一些功能可在原有的基礎上擴展升級,使全自動洗衣機能更加智能化,更加完善。</p><p>　　1全自動洗衣機的控制要求&l

18、t;/p><p>　　1.1全自動洗衣機的工作原理</p><p>　　以日常生活中最常見的波輪式全自動洗衣機為例，洗衣機的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。內桶可以旋轉，作脫水（甩水）用。內桶的四周有很多小孔，使內外桶的水流相通。該洗衣機的進水和排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進水時，通過電控系統(tǒng)使進水閥打開，經進水管將水注入到外桶。排水時，通過電

19、控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機外。洗滌正轉、反轉由洗滌電動機驅動波盤正、反轉來實現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉。脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合</p><p>　　上，由洗滌電動機帶動內桶正轉進行洗衣機工作。停止按鈕用來實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫水及報警。 </p><p>　　圖1-1 波輪式全自動洗衣機的實物示意圖</p><p>　　1.2 全自動洗衣機的控

20、制要求</p><p>　　如果雙位開關S1擺到標準洗滌模式時，按下啟動按鈕后，洗衣機開始進水。水滿時開始（即水位達到高水位，高水位開關由OFF變?yōu)镺N）停止進水，并開始洗滌正轉，正轉洗滌15S后暫停3S后開始洗滌反轉。反洗15S后暫停。暫停3S后，若正、反洗未滿3次，則返回從正洗開始的動作；若正、反洗滿3次時，則開始排水。水位下降到低水位時（低水位開關由ON變?yōu)镺FF）開始脫水并繼續(xù)排水。脫水10S即完成一次從

21、進水到脫水的大循環(huán)過程。若未完成3次大循環(huán)，則返回從進水開始的全部動作，進行下一次大循環(huán)；若完成3次大循環(huán)，則進行洗完報警。報警10S后結束全部過程，自動停機。</p><p>　　如果雙位開關S1擺到快速洗滌模式時，按下啟動按鈕后，洗衣機開始進水。水滿時開始（即水位達到高水位，高水位開關由OFF變?yōu)镺N）停止進水，并開始洗滌正轉，正轉洗滌10S后暫停3S后開始洗滌反轉。反洗10S后暫停。暫停3S后，若正、反洗未

22、滿2次，則返回從正洗開始的動作；若正、反洗滿2次時，則開始排水。水位下降到低水位時（低水位開關由ON變?yōu)镺FF）開始脫水并繼續(xù)排水。脫水10S即完成一次從進水到脫水的大循環(huán)過程。若未完成2次大循環(huán)，則返回從進水開始的全部動作，進行下一次大循環(huán)；若完成2次大循環(huán)，則進行洗完報警。報警10S后結束全部過程，自動停機。</p><p>　　此外,還要求可以按排水按鈕以實現(xiàn)手動排水；按停止按鈕以實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫

23、水及報警。</p><p>　　2. 全自動洗衣機控制系統(tǒng)的硬件設計</p><p>　　2.1三菱PLC簡介</p><p>　　三菱公司的PLC是較早進入中國市場的產品。其小型機F1/F2系列是F系列的升級產品，早期在我國的銷量也不小。F1/F2系列加強了指令系統(tǒng)，增加了特殊功能單元和通信功能，比F系列有了更強的控制能力。繼F1/F2系列之后，20世紀80年代末

24、三菱公司又推出FX系列，在容量、速度、特殊功能、網絡功能等方面都有了全面的加強。FX2系列是在90年代開發(fā)的整體式高功能小型機，它配有各種通信適配器和特殊功能單元。FX2N是近年推出的高功能整體式小型機，它是FX2的換代產品，各種功能都有了全面的提升。近年來還不斷推出滿足不同要求的微型PLC，如FXOS、FX1S、FX0N、FX1N及α系列等產品。</p><p>　　三菱公司的大中型機有A系列、QNA系列、Q系

25、列，具有豐富的網絡功能，I/O點數(shù)可達8192點。其中Q系列具有超小的體積、豐富的機型、靈活的安裝方式、雙CPU協(xié)同處理、多存儲器、遠程口令等特點，是三菱公司現(xiàn)有PLC中最高性能的PLC。</p><p>　　在此，我選用性價比較高的三菱F1系列的F1-16MR，性能參數(shù)是：8個入節(jié)點，8個出節(jié)點。AC電源型：AC100V-240V 輸入規(guī)格：DC24V 7mA/5mA 8000步內置、注釋輸入、可以在RUN時寫

26、入。</p><p>　　2.2 I/O元件、定時器/計數(shù)器通道分配表</p><p>　　表2-1 輸出/入元件分配表</p><p>　　表2-2定時器/計數(shù)器通道分配</p><p>　　2.3 PLC I/O接線圖</p><p>　　圖2-3 I/O接線圖</p><p><b

27、>　　3．軟件設計</b></p><p>　　3.1 系統(tǒng)的順序功能圖設計</p><p>　　全自動洗衣機工作原理：全自動洗衣機的洗衣桶(外桶)和脫水桶(內桶)是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。內桶可以旋轉，作脫水(甩水)用。內桶的四周有很多小孔，使內外桶的水流相通。該洗衣機的進水和排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進水時，通過電動控制系統(tǒng)，使進水閥打開，

28、經進水管將水注入到外桶。排水時，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機外。洗滌正轉、反轉由洗滌電動機驅動波盤正、反轉來實現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉。脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機帶動內桶正轉進行甩干。高、低水位開關分別用來檢測高、低水位。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作。停止按鈕用來實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫水及報警。排水按鈕用來實現(xiàn)手動排水。</p><p>　　3.2 控制系統(tǒng)順序功能圖</

29、p><p>　　圖3-1PLC控制系統(tǒng)順序功能圖</p><p>　　3.3 控制系統(tǒng)的梯形圖設計</p><p>　　圖3-2 PLC控制系統(tǒng)的梯形圖</p><p>　　3.4 控制系統(tǒng)的程序運行分析</p><p>　　如果雙位開關S1擺到標準洗滌模式時，按下啟動按鈕，X0為ON，M0為ON并自鎖，Y0為ON，打開進

30、水電磁閥。當水位到達高水位時，X3為ON，斷開進水電磁閥，同時Y1為ON，電動機正轉，開始正向洗滌，并啟動定時器T0。15S后，T0動作，使Y1為OFF,停止正向洗滌，并啟動定時器T1，經過3S的暫停，Y2為ON，電動機反轉，開始反向洗滌并啟動定時器T2。反洗15S后，T2動作，使Y2為OFF，停止反向洗滌，并啟動定時器T3。經過3S的暫停，T3動作，使定時器T0、T1、T2、T3復位；使計數(shù)器C6計數(shù)一次，此時Y1又為ON，重新進行從

31、正向洗滌開始到反向洗滌結束的小循環(huán)。直到計數(shù)器C6計滿3次數(shù)時，C6為ON，第一次洗滌過程結束，同時使計數(shù)器C6復位，為下一次洗滌過程的計數(shù)做好準備。在C6為ON的當前掃描周期，Y3為ON，開始排水。當水位到達低水位時，X4由ON變?yōu)镺FF，使Y4為ON，接通脫水電磁閥離合器，并再次使Y1為ON，使電動機正轉，開始脫水，并啟動定時器T4。10S后，T4動作，使脫水計數(shù)器C7計數(shù)一次，并使Y3、Y4為OFF，停止排水和脫水，結束從進水到脫

32、水的一次大循環(huán)。兩個掃</p><p>　　當S1擺到快速洗滌模式時，按下啟動按鈕，X0為ON，M1為ON并自鎖，Y0為ON，打開進水電磁閥。當水位到達高水位時，X3為ON，斷開進水電磁閥，同時Y1為ON，電動機正轉，開始正向洗滌，并啟動定時器T6。10S后，T6動作，使Y1為OFF,停止正向洗滌，并啟動定時器T1，經過3S的暫停，Y2為ON，電動機反轉，開始反向洗滌并啟動定時器T7。反洗10S后，T7動作，使Y

33、2為OFF，停止反向洗滌，并啟動定時器T3。經過3S的暫停，T3動作，使定時器T1、T3、T6、T7復位；使計數(shù)器C8計數(shù)一次，此時Y1又為ON，重新進行從正向洗滌開始到反向洗滌結束的小循環(huán)。直到計數(shù)器C8計滿2次數(shù)時，C8為ON，第一次洗滌過程結束，同時使計數(shù)器C8復位，為下一次洗滌過程的計數(shù)做好準備。在C8為ON的當前掃描周期，Y3為ON，開始排水。當水位到達低水位時，X4由ON變?yōu)镺FF，使Y4為ON，接通脫水電磁閥離合器，并再次

34、使Y1為ON，使電動機正轉，開始脫水，并啟動定時器T4。10S后，T4動作，使脫水計數(shù)器C9計數(shù)一次，并使Y3、Y4為OFF，停止排水和脫水，結束從進水到脫水的一次大循環(huán)。兩個掃描周期后，</p><p><b>　　設計總結</b></p><p>　　全自動洗衣機控制系統(tǒng)的設計,我覺得這個課題是很容易的。當真正做起來的時候，還是覺得有點困難的，有些東西以前學了，但

35、現(xiàn)在用起來可能又有點疑問。在程序設計過程中，我對以前的編程方法做了歸納，之前我習慣用功能流程寫程序，遇到難點的時候習慣翻書，對照例子提取點精華?，F(xiàn)在能靈活運用經驗設計法、順序控制設計法。一個流程圖無論多么復雜，都可以拆分上面的形式，然后就可以利用上面的方法編程了。</p><p>　　全自動洗衣機控制系統(tǒng)的設計,根據課題的控制要求決定I/O設備及分配，接下來是對全自動洗衣機狀態(tài)轉移圖的設計。</p>

36、<p>　　本次論文設計中通過采用選擇開關、啟動按鈕、停止按鈕、手動排水（手動脫水和洗衣機的進水、正轉、反轉、脫水和報警）來實現(xiàn)洗衣機洗衣過程的自動化,按排水按鈕以實現(xiàn)手動排水；按停止按鈕以實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫水及報警。</p><p>　　這次的課程設計使我把可編程控制器的理論知識用在實踐中，實現(xiàn)了理論和實踐相結合，從中更懂得理論是實踐的基礎，實踐又能檢驗理論的正確性，更加體會到PLC的可靠性

37、高，抗干擾能力強，.通用性強，控制程序可變，使用方便等優(yōu)點。更加熟悉了三菱編程軟件使用方法與各種基本指令。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.隨著科學技術發(fā)展的日新日異，PLC已經成為當今空前活躍的領域，

38、 在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀的大學來說掌握PLC的開發(fā)技術是十分重要的。</p><p>　　回顧起此次PLC畢業(yè)設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在作畢業(yè)設計的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次畢業(yè)設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠

39、的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次畢業(yè)設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。</p><p>　　這次畢業(yè)設計終于順利完成了，在設計中

40、遇到了很多編程問題，最后在指導老師的辛勤、指導下，終于游逆而解。同時，在指導老師的身上我學得到很多實用的知識，在次我表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位指導老師再次表示忠心的感謝。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　(1) 蔣金周.全自動洗衣機的PC智能控制[M].人民郵電出版社,2002:19-22 </p>&

41、lt;p>　　(2) 謝克明.夏路易主編.可編程控制器原理與程序設計[J].機械工業(yè)出版社,2007:39-55 </p><p>　　(3) 史增芳.可編程控制器原理與應用[M].中國林業(yè)出版社,2007:32-45</p><p>　　(4) 周美蘭.plc電氣控制與組態(tài)設計[M].科學出版社,2005:34-77</p><p>　　(5) 吳存宏.淺談

42、PLC在全自動洗衣機中運用家用電器科技[J],2000:66-88 </p><p>　　(6) 廖常初.可編程序控制器應用技術（第四版）[M].重慶大學出版社,2002:90-101</p><p>　　(7) 魏志精.可編程控制器應用基礎[M]. 電子工業(yè)出版社,2003:74-99</p><p>　　(8) 周恩濤.可編程控制器原理及應用[M].機械工業(yè)出版

43、社,2007:44-66</p><p>　　(9) 潘月琴.全自動洗衣機維修[M].北京科學技術出版社,2004:100-112</p><p>　　(10) 廖常初.PLC基礎及應用[M].機械工業(yè)出版社,2003:99-120</p><p>　　(11) 李國厚.PLC及應用設計[J].化學工業(yè)出版社，2005:43-57 </p><p

44、>　　(12) 潘海燕.波輪式全自動洗衣機的單片控制[J].電子世界,2003:78-99</p><p>　　(13) 張鳳珊.電氣控制及可編程序控制器[M].中國輕工業(yè)出版社,1998:55-83</p><p>　　(14) 榮俊昌.全自動洗衣機原理與維修[M].剛等教育出版社,1998:32-48</p><p>　　(15) 邱士安.機電一體化技術[

45、M].西安電子科技大學出版社,1997:55-63</p><p>　　(16) 董儒胥.模糊集合及其應用[M].高等教育出版社，2002:48-62</p><p>　　江蘇農牧科技職業(yè)學院學生畢業(yè)設計（論文）任務書</p><p>　　江蘇農牧科技職業(yè)學院學生畢業(yè)設計（論文）開題報告</p><p>　　注：開題報告至少應包括以下內容：國

46、內外研究現(xiàn)狀、選題意義、設計思路、計劃進程、參考書目等。</p><p>　　江蘇農牧科技職業(yè)學院學生畢業(yè)設計（論文）指導記錄 </p><p>　　江蘇農牧科技職業(yè)學院學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查記錄表</p><p>　　江蘇農牧科技職業(yè)學院學生畢業(yè)設計（論文） 指導教師意見表</p><p>　　江蘇農牧科技職業(yè)學院學生畢業(yè)設計（論文

47、） 評閱教師意見表</p><p>　　江蘇農牧科技職業(yè)學院學生畢業(yè)設計（論文）答辯記錄</p><p>　　答辯小組組長簽名： 記錄人簽名：</p><p><b>　　答辯小組成員簽名：</b></p><p>　　江蘇農牧科技職業(yè)學院學生畢業(yè)設計（論文）成績評定表</p&g