plc課程設計全自動洗衣機的控制

1、佛山科學技術學院課程設計任務書 專業(yè) 年級 班 一、 設計題目 全自動洗衣機的plc控制二、 主要內容 本洗衣機具有兩種洗滌方式：標準洗和輕柔洗。標準洗可以選擇全程洗（洗滌、清漂、脫水全過程）、清漂洗（清漂和脫水過程）、脫水中任意一種；輕柔洗只能為全程洗。每種洗滌方式有高、中、低三種水位供選擇，洗滌過程中只能改變水位，而不能改變已選擇的洗滌程序。三、 具體要求1. 按下電源按鈕，系統(tǒng)默認標準全程洗滌洗、中水位。2. 根據(jù)所需要求進行水位選擇、洗滌程序選擇和洗滌方式選擇。3. 按下啟動按鈕，洗衣機按照所選擇的方式進行洗滌。4. 水位選擇要求按動水位按鈕一次，進行一次水位選擇，按照高、中、低循環(huán)式

2、選擇，某個水位被選擇時，對應水位指示燈點亮。5. 洗滌程序選擇要求按動一次程序選擇按鈕，進行一次選擇，按照全程洗、清漂洗、脫水循環(huán)式選擇，對應的指示燈點亮。6. 洗滌方式序選擇要求按動一次程序選擇按鈕，進行一次選擇，按照標準洗、輕柔洗循環(huán)式選擇，對應的指示燈點亮。7. 如清漂過程中，清漂指示燈斷續(xù)點亮，顯示系統(tǒng)處于清漂過程中。清漂過程結束，清漂指示燈熄滅。洗滌過程、脫水過程與此相同。8. 洗衣過程中，按下啟動/暫停按鈕，暫停洗衣，再按啟動/暫停按鈕，系統(tǒng)從暫停點處開始運行。洗衣過程中按下電源開/關按鈕，系統(tǒng)復位并斷開電源。 在上述具體的要求下，完成硬件電路的制作和接線，plc控制程序的設計及聯(lián)

3、機調試，直至滿足要求。四、 進度安排1. 理解課程設計內容及設計要求，查閱資料（第一周的星期一）。2. plc外圍硬件電路的制作和接線，構思設計方案（第一周的星期二至星期三）。3. plc控制程序設計、程序調試及系統(tǒng)的總體調試，撰寫課程設計報告（第一周的星期四至第二周星期四）。4. 課程設計答辯、批改設計報告，登載成績（第二周星期五）。五、 完成后應上交的材料 plc外圍硬件連接電路、程序清單及課程設計總結報告。六、 總評成績指導教師 簽名日期 年 月 日系 主 任 審核日期 年 月 日摘要根據(jù)全自動洗衣機的工作原理，利用可編程控制器plc實現(xiàn)控制，說明了plc控制的原理方法、特點及控制洗衣機

4、的特色。通過本系統(tǒng)的設計，對三菱fx-2n系列plc的特點有了深入的理解。全自動洗衣機控制系統(tǒng)利用了三菱fx-2n系列plc的特點，對按鈕，電磁閥，開關等其它一些輸入/輸出點進行控制，實現(xiàn)了洗衣機洗衣過程的自動化。由于每遍的洗滌，排水，脫水的時間由plc內部定時器和計數(shù)器控制，所以只要改變定時器和計數(shù)器參數(shù)就可以改變時間。可以把上面設定的程序時間定下來，作為固定程序使用，也可以根據(jù)衣物的質地，數(shù)量及臟污的程度來編程。只要改變洗滌方式就能夠調整洗衣時間。充分表現(xiàn)現(xiàn)代家電用品的個性。關鍵詞：全自動洗衣機；plc控制一級標題：四號宋體加粗左對齊佛山科學技術學院課程設計用紙四號黑體加粗居中目 錄一設計

5、任務分析1二原理介紹121可編程控制器的工作原122定時器的工作原理123內部計數(shù)器的工作原理124運用指令1三系統(tǒng)方案1四系統(tǒng)硬件的設計與實現(xiàn)041系統(tǒng)i/o口的設計1五系統(tǒng)軟件的設計151程序流程圖152主要程序塊分析1六系統(tǒng)測試1七設計總結1八參考文獻1一設計任務分析內容部分：小四號宋體，左對齊，首行縮進2個字，1.5倍行距本課題主要任務利用可編程序控制器的控制，實現(xiàn)對多功能洗衣機的全自動控制。要求洗衣機有洗滌程序選擇、洗滌方式選擇和水位選擇功能。利用按鍵可以選擇不同的功能，以實現(xiàn)洗衣機的多功能全自動化。功能選擇完畢后按下啟動按鈕洗衣機開始按照選擇好的功能工作。在工作過程中，可以隨時按下

6、水位選擇按鈕調整水位，洗滌方式選擇按鈕和洗滌程序選擇按鈕在工作過程中則無效。洗衣完成后系統(tǒng)自動復位并斷開電源。二級及以下標題：小四號宋體加粗，縮進2個字二原理介紹21可編程控制器的工作原理 plc原理圖可編程控制器硬件系統(tǒng)：可編程控制器系統(tǒng)由輸入部分、運算控制部分和輸出部分組成。輸入部分：將被控對象各種開關信息和操作臺上的操作命令轉換成可編程控制器的標準輸入信號，然后送到plc的輸入端點。運算控制部分（cpu）：由可編程控制器內部cpu按照用戶程序的設定，完成對輸入信息的處理，并可以實現(xiàn)算術、邏輯運算等操作功能。輸出部分：由plc輸出接口及外圍現(xiàn)場設備構成。cpu的運算結果通過plc的輸出電路

7、，提供給被控制裝置?？删幊炭刂破魍ㄟ^循環(huán)掃描輸入端口的狀態(tài)，執(zhí)行用戶程序，實現(xiàn)控制任務。plc采用循環(huán)順序掃描方式工作，cpu在每個掃描周期的開始掃描輸入模塊的信號狀態(tài)，并將其狀態(tài)送入到輸入映像寄存器區(qū)域；然后根據(jù)用戶程序中的程序指令來處理傳感器信號，并將處理結果送到輸出映像寄存器區(qū)域，在每個掃描周期結束時，送入輸出模塊。2、2 定時器的工作原理2、2、1 概述定時器主要用于控制系統(tǒng)的延時操作, plc 中的定時器類似于繼電接觸器控制系統(tǒng)中的時間繼電器, 由它們去完成各種各樣的時間控制.它們虛擬的模擬電路，改變了原來只有繼電器和接觸器控制的狀況，能更好的改變線路，適應不同要求的電路。在現(xiàn)代工業(yè)

8、現(xiàn)場控制中, plc作為控制系統(tǒng)的重要組成部分, 起著不可替代的用?，F(xiàn)代plc的功能不僅局限于簡單的邏輯運算, 而且具備了定時、計數(shù)、數(shù)值計算、中斷處理網(wǎng)絡配置等多種強大的功能, 使之應用于工業(yè)現(xiàn)場時更能發(fā)揮其作用。作為plc 重要功能之一的定時, 在plc 程序中, 可以進行時序構造、等待響應、人為制造中斷、產(chǎn)生時間脈沖等多種應用, 是plc 編程中不可或缺的重要手段2、2、2 定時器的種類和應用原理1 .定時器的種類定時器分為通用定時器（t0t245）和積算定時器（t246t255）兩類。通用定時器中，對于不同的plc, 其定時方式可分為兩種, 一種是增計數(shù)定時方式, 一種是減計數(shù)定時方式

9、, 如三菱公司fx2系列plc, 其定時器采用增計數(shù)定時方式, 即在定時器線圈接通時, 寄存器當前值為0, 并從0 開始每隔單位設定時間當前值加1, 直到當前值與設定值相等, 定時器產(chǎn)生輸出, 而omron 公司c 系列plc 和松下電工的fp1 和fpm 系列plc, 其定時器都是采用減計數(shù)定時方式, 即在定時器線圈接通時, 定時器寄存器當前值為設定值, 此時定時器從設定值開始每隔單位設定時間當前值減1,直到當前值減為0, 定時器產(chǎn)生輸出, 其常開觸點閉合, 常閉觸點斷開。2 .定時器的應用圖1所示程序為接通延時控制程序, 其運行過程為: 定時輸入觸點x1閉合, 定時器t1開始定時, 經(jīng)過1

10、0 s延時, t1的常開觸點接通, 使輸出繼電器y0線圈得電, y0常開觸點閉合。當x1復位, t1線圈斷電, 其常開觸點斷開, 輸出繼電器y0線圈斷電, y0常開觸點斷開。如果x1接通時間不夠10 s, 則定時器t1和輸出繼電器y0都不動作。由時序圖可以看到從輸入信號x1接通瞬間開始經(jīng)過10 s延時, y0才有信號輸出, 所以成為接通定時型控制程序。2、3 內部計數(shù)器的工作原理內部計數(shù)器是在執(zhí)行掃描操作時的內部信號進行計數(shù)。內部輸入信號的接通和斷開時間應該比plc的掃描周期稍長。內部計數(shù)器有16位增/減計數(shù)器c0c199和32位增/減計數(shù)器（c200c234）兩種，其中（c200c219）為

11、通用型，c220c234為斷電保持型。c200c234是增計數(shù)器還是減計數(shù)器，分別由特殊繼電器m8200m8234設定。下面以16位增計數(shù)器為例。16位增計數(shù)器（c0c199）共兩百點，其中c0c99為通用型，c100c199共100點為斷電保持型。這類計數(shù)器為遞加計數(shù)，應用前先對其設置一設定值，當輸入信號個數(shù)累加到設定值時，計數(shù)器動作，其常開觸點閉合、常閉觸點斷開。計數(shù)器設定值為132767（16位二進制），設定值除了常數(shù)看k設定外，還可以間接通過指定寄存器設定。如圖所示，x10為復位信號，當x10為on時c0復位。x11是計數(shù)輸入，每當x11接通一次計數(shù)器當前值加1.當計數(shù)器的當前值為設定

12、值10時，計數(shù)器c0的輸出觸點動作，y0被接通。此后即使輸入x11再接通，計數(shù)器的當前值也保持不變。當復位輸入x10接通時，執(zhí)行rst復位指令，計數(shù)器復位，輸出觸點也復位，y0被斷開。2、4 運用指令2、4、1中斷指令開中斷 fnc04 ei關中斷 fnc05 di中斷返回 fnc03 iret 2、4、2傳送指令 fnc12 mov按下x0后，d10的值為100。2、4、3循環(huán)位移指令按一次x4，m40的值左移一位。三系統(tǒng)方案根據(jù)設計要求，本洗衣機具有三種不同形式的功能選擇，即水位選擇，洗滌程序（洗衣過程）選擇和洗滌方式選擇。三種不同形式選擇的功能如下：水位選擇：分別有高中低三種水位，洗衣機

13、水桶水位到達所選擇的水位時，相應的水位開關閉合，反之水位開關斷開。洗滌程序選擇：分為全程洗（洗滌，輕飄，脫水全過程），清漂洗（清漂和脫水過程），脫水三種。洗滌方式選擇：分標準洗和輕柔洗兩種，標準洗和輕柔洗的不同在于，一是在洗滌，清漂，脫水各過程中所需時間不同；二是標準洗可以選擇全程洗，清漂洗，脫水中任意一種，輕柔洗只能為全程洗。洗衣機的具體控制要求如下： 1、按下電源按鈕，系統(tǒng)默認標準全程洗滌洗，中水位。根據(jù)所需要求進行水位選擇，洗滌程序選擇和洗滌方式選擇。按下啟動按鈕，洗衣機按照所選擇的方式進行洗滌。如選擇了標準全程洗滌，高水位，按下啟動按鈕，進入洗滌過程，首先進水，到達水位停止進水并正轉洗

14、滌，正轉洗滌8s后暫停2s反轉洗滌，反轉洗滌8s后暫停2s；如此反復10min后開始排水，水位降至低位后延時5s開始脫水，30s后停止脫水進入清漂過程。清漂過程與洗滌過程相似，只是電動機正反轉的時間不同，清漂總時間不同。經(jīng)過進水清漂排水脫水第二次進水第二次清漂第二次排水，完成清漂過程進行最后脫水，2min后停止脫水，報警蜂鳴器間斷接通10次，以示洗衣全過程結束，關斷電源。 2、水位選擇要求按動水位按鈕一次，進行一次水位選擇，按照高中低循環(huán)式選擇，某個水位被選擇時，對應水位指示燈亮。在洗衣過程中，按水位按鈕都有效，除排水和脫水狀態(tài)外，洗衣桶的水位低于現(xiàn)選擇的水位時將進水。洗滌程序選擇要求按動一次

15、程序選擇按鈕，進行一次選擇，按照全程洗，清漂洗，脫水循環(huán)式選擇，對應的指示燈點亮。洗衣機工作后，按此按鈕無效。洗滌方式選擇要求按動一次程序選擇按鈕，進行一次選擇，按照標準洗，輕柔洗循環(huán)式選擇，對應的指示燈點亮。洗衣機工作后，按此按鈕無效。 3、如清漂過程中，清漂指示燈斷續(xù)點亮，顯示系統(tǒng)處于清漂過程中。清漂過程結束，清漂指示燈熄滅。洗滌過程，脫水過程與此相同。洗衣過程中，按下啟動/暫停按鈕，暫停洗衣，再按啟動/暫停按鈕，系統(tǒng)從暫停點處開始運行。洗衣過程中按下電源開/關按鈕,系統(tǒng)復位并斷開電源。四系統(tǒng)硬件的設計與實現(xiàn)41系統(tǒng)i/0口設計plc硬件設計是只plc外部設備的設計。在硬件設計中最重要的是

16、輸入設備選擇和輸出設備選擇的設計等。硬件設計包括plc的i/o通道的分配。由系統(tǒng)要求功能可知，系統(tǒng)總共需要7個開關輸入量，14個開關輸出量。其i/o端子分配如下表所示。輸入輸出x0電源開/關按鈕y0電動機正轉x1啟動/暫停按鈕y1電動機反轉x2水位設置按鈕y2進水電磁閥x3程序選擇按鈕y3排水電磁閥x4洗滌方式選擇y4脫水電磁閥x5高水位開關y5報警蜂鳴器x6中水位開關y6高水位指示燈x7低水位開關y7中水位指示燈y10低水位指示燈y11洗滌指示燈y12清漂指示燈y13脫水指示燈y14標準洗指示燈y15輕柔洗指示燈i/o口分配表各種狀態(tài)下輸出器件動作的關系如下表所示。進水電磁閥排水電磁閥脫水電

17、磁閥電動機正轉接觸器電動機反轉接觸器報警蜂鳴器進水onoffoffoffoffoff洗滌正轉offoffoffonoffoff洗滌反轉offoffoffoffonoff清漂正轉offoffoffonoffoff清漂反轉offoffoffoffonoff排水offonoffoffoffoff脫水offonononoffoff結束報警offoffoffoffoffon 進水時進水電磁閥開，其它繼電器全部關。洗滌正轉是電機正轉接觸器開，其它繼電器全部關。洗滌反轉跟洗滌正轉一樣，洗滌反轉開的是電機反轉繼電器。清漂正轉跟清漂反轉的繼電器狀態(tài)跟洗滌的一樣。排水時排水電磁閥開，其它繼電器全部關。脫水時脫水電

18、磁閥和排水電磁閥開，同時電機正轉，其它繼電器全部關。結束時蜂鳴器報警，其它繼電器全部關。五系統(tǒng)軟件的設計 5、1軟件設計流程圖1、洗衣全過程的程序流程圖52主要程序塊分析顯2、洗滌過程流程圖3、 清漂過程流程圖示5、2 主要程序塊分析1、功能選擇狀態(tài)按下電源按鈕x0后即可開始功能選擇，接通電源時默認標準全程洗滌、中水位。根據(jù)需求進行功能選擇，如按下程序選擇按鈕x3就從洗滌方式跳到清漂方式，再按一次就跳到脫水方式，如此不斷的循環(huán)。水位選擇和方式選擇跟程序選擇類同。有一點要注意的是，若程序選擇直接選擇清漂方式，那么方式選擇只能是標準方式，此時按下方式選擇鍵x4無效。功能選擇完成后按下啟動鍵洗衣機即

19、按選擇好的功能狀態(tài)開始工作。2、洗滌狀態(tài)洗衣機進水，到達選擇水位后洗衣機開始轉動。若選擇標準洗滌，則電機先正轉8s，之后停止2s，再反轉8s，如此不斷循環(huán)，直到標準洗滌時間10分鐘到達，跳到30s脫水狀態(tài)進行洗滌過程脫水。若選擇輕柔洗滌，則電機先正轉3s，之后停止2s，再反轉3s，如此不斷循環(huán)，直到輕柔洗滌時間6分鐘到達，跳到30s脫水狀態(tài)進行洗滌過程脫水。 3、30s脫水狀態(tài)排水到達低水位5s后進行洗滌過程脫水，脫水時間30s到達后跳到清漂狀態(tài)。4、清漂狀態(tài)與洗滌狀態(tài)類似，洗衣機進水，到達選擇水位后洗衣機開始轉動。若洗滌狀態(tài)選擇標準洗滌，則清漂狀態(tài)跟著也是標準清漂。電機先正轉8s，之后停止2s，再反轉8s，如此不斷循環(huán)，直到標準清漂時間5分鐘到達，判斷清漂次數(shù)是否等于2，若不等于2跳到30s脫水狀態(tài)進行清漂過程脫水，脫水后又跳回清漂狀態(tài)再清漂一次。若等于2則跳到最后脫水狀態(tài)進行最后脫水。若洗滌時選擇輕柔洗滌，則清漂時也跟著選擇輕柔清漂，電機先正轉3s，之后停止2s，再反轉3s，如此不斷循環(huán)，直到輕柔清漂時間2分鐘到達，判斷