全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

PAGEPAGE11?機(jī)電工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目:全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào):20094805專業(yè)班級(jí):機(jī)制F09指導(dǎo)教師：２０12年1２月１2日內(nèi)容摘要本文介紹了利用西門子系列PLＣ對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)總體控制,闡述了控制方案。實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)總體控制有多種,可以采用早期的模擬電路、數(shù)字電路或模數(shù)混合電路。近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)、ＰＬＣ的應(yīng)用不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)的控制檢測技術(shù)的不斷更新。本文采用德國西門子公司生產(chǎn)的S7－20０型PLＣ作為核心控制器進(jìn)行全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì)出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、程序指令、梯形圖以及輸入輸出端子的分配方案.同時(shí)根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)總體控制要求和特點(diǎn),確定ＰＬＣ的輸入輸出分配，并進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試。

關(guān)鍵詞:ＰLC;全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)；ＰＬC程序設(shè)計(jì)目錄TOC\o”1－3＂\h\z＼uHＹPEＲLIＮＫ2。1.1控制系統(tǒng)方案選擇?PAGEＲEF_Toc34326６803\h2ＨＹPERＬINＫ\l”_Tｏｃ３432668０４"２．1.2洗衣機(jī)的PＬC控制系統(tǒng)概述 ＰＡGEＲEF＿Toc3432668０4\ｈ2HYPＥＲLINK＼l"＿Toc３４32６6８0５＂第３章全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)?ＰAGEＲＥF_Ｔoｃ343266８05＼h4HＹPＥRＬIＮK＼l＂_Ｔoc３４32６６8０６"3．1全自動(dòng)洗衣機(jī)的原理和構(gòu)造 PＡGEＲEＦ＿Tｏc３432６６８０6\h4HＹPERLＩＮK第4章電氣控制系統(tǒng)?PAＧＥREF_Toｃ3432６6810\h7HYPERLIＮK４.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?ＰAGEREＦ_Ｔoｃ３432668１1\h７HYPERLIＮK＼ｌ”_Toc3４３２66８12＂4.2控制系統(tǒng)原理?PAGEＲＥＦ＿Toc343266８1２\h７ＨYPERLINK\l”_Ｔoｃ34３2６6813”４。3主電路圖 PAGEＲEF_Toc３43２66813＼ｈ8HYPＥRＬＩＮＫ＼l"_Toc343２６6814＂第5章主要器件的選擇?ＰＡＧＥＲEＦ_Tｏc343２6６８１4\h９ＨYPＥRLINK\l”_Toc3432６6815”5。1電動(dòng)機(jī)的選擇 ＰAGＥＲＥF＿Ｔoｃ3432６6815\ｈ９ＨYPＥRLIＮK＼l"_Tｏc343266816"５。2可編程控制器外部設(shè)計(jì)?ＰＡＧＥＲEF＿Ｔoc３43266８１6\ｈ９HYＰEＲLINK\ｌ”_Toc343２6６817"5.２．1PLC的選型?ＰＡGEREＦ＿Ｔoc3４３26681７\ｈ9ＨYPＥＲＬINK\l"_Toc3４３26６８1８＂５.2.2I／O分配表及接線圖?PAGERＥF＿Ｔoｃ３43２6６818\h1０ＨＹPERLＩNK＼l”＿Toc343２66819"第６章軟件設(shè)計(jì)?ＰAGEREF＿Ｔoc３432６６8１９＼h13HYPERLINＫ\ｌ"_Toc34326682０"6.１系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計(jì)?PＡGＥＲEF_Ｔｏc３432６6８20＼ｈ1３HＹPＥＲLＩNK＼l＂_Ｔｏｃ34３２66821＂6.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求設(shè)計(jì)步驟?ＰAＧEREF＿Ｔoc3432６６8２１\ｈ13HYＰERLＩＮK\l"_Ｔｏc34３2６6822＂６．2。1控制要求?PAGEREF_Toｃ343266８22\h１3HYPEＲLIＮK＼ｌ”_Ｔoｃ34３2668２3＂６。2．2控制程序的執(zhí)行過程 PAＧEＲEF_Toc３４3２66８23\h1３HＹPERLＩNＫ\l”_Tｏc3432６682４"6.4控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)?PAＧEＲEF_Ｔoc34326６8２4\h15ＨYＰＥRLＩＮK\ｌ"_Ｔoc3432６682５"6．5語句表?PＡGＥRＥF_Toｃ3４326６８25\h1８ＨYＰERＬＩNK\l＂_Toc3４３2668２6"6．６程序運(yùn)行 ＰＡGＥＲEＦ＿Tｏc3４3２66826＼h2０ＨYＰERLINK\l”_Ｔoｃ34３26６8２7＂結(jié)論?PAGEＲEF＿Toc34３2６６82７\h２3HYＰEＲLINK參考文獻(xiàn)?ＰAGEＲＥＦ_Toｃ34３26683０\h26第1章引言洗衣機(jī)是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊环N家電，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的家用電器。傳統(tǒng)的基于繼電器的控制，已經(jīng)不能滿足人們對(duì)洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度的要求了。洗衣機(jī)需要更好地滿足人們的需求,必須借助于自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。而隨著PLＣ技術(shù)的發(fā)展，用PLＣ作為控制器，就能很好地滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)對(duì)自動(dòng)化的要求,并且控制方式靈活多樣，控制模式可以根據(jù)不同場合的應(yīng)用而有所不同。自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展使得洗衣機(jī)由初始的半自動(dòng)式洗衣機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在的全自動(dòng)洗衣機(jī)，又正在向智能化洗衣機(jī)方向發(fā)展。自動(dòng)洗衣機(jī)就是將洗衣的全過程(泡浸-洗滌—漂洗—脫水)預(yù)先設(shè)定好N個(gè)程序，洗衣時(shí)選擇其中一個(gè)程序，打開水龍頭和啟動(dòng)洗衣機(jī)開關(guān)后洗衣的全過程就會(huì)自動(dòng)完成,洗衣完成時(shí)由蜂鳴器發(fā)出響聲。通過ＰLC課程設(shè)計(jì),進(jìn)一步掌握PＬC的原理和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法.培養(yǎng)和鍛煉應(yīng)用PLC的能力。為今后實(shí)際應(yīng)用和設(shè)計(jì)PLC系統(tǒng)打下良好的基礎(chǔ)。要求了解PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過程，熟悉ＰLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容，掌握系統(tǒng)的方法和步驟.主要包括:系統(tǒng)工藝過程和控制要求；系統(tǒng)分析和方案論證、系統(tǒng)功能圖;硬件設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)；系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法。完成一個(gè)小型系統(tǒng)上位機(jī)和下位機(jī)的設(shè)計(jì).第2章全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)總體控制方案確定2。1總體控制方案確定2．１．1控制系統(tǒng)方案選擇單片機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn):１)要求環(huán)境,單片機(jī)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較低,可靠性差。2）編程和PLＣ相比難以學(xué)習(xí)，主要是單片機(jī)采用匯編語言或者是C語言，這些高級(jí)語言和PＬＣ語言相比，難以學(xué)習(xí)。3)功能單一只具有使用中所需要的功能.但是，它結(jié)構(gòu)簡單,處理速度快。PLC系統(tǒng)的特點(diǎn):１)可靠性高,PＬC作為一種通用的工業(yè)控制器，它必須能夠在各種不同的工作環(huán)境中正常工作.對(duì)工作的環(huán)境要求較低,抗外部干擾能力強(qiáng),平均無故障時(shí)間長。2)使用方便靈活,PLC采用了基本單元擴(kuò)展或者是模塊化的結(jié)構(gòu)形式，因此，輸入/輸出信號(hào)的數(shù)量，形式,驅(qū)動(dòng)能力等都可以根據(jù)實(shí)際控制要求進(jìn)行選擇與確定，而且在需要時(shí)可以隨時(shí)更換,近年來,ＰＬC的特殊模塊增多這些可以滿足不同的控制要求,使PＬＣ的使用更加靈活與多變。３)編程簡單,PＬC的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在它采用了獨(dú)特的,多種面向廣大工程設(shè)計(jì)人員的編程語言,如指令表，梯形圖,邏輯功能圖，順序功能圖等,程序簡潔，明了適合各類技術(shù)人員的傳統(tǒng)習(xí)慣，即使是沒有計(jì)算機(jī)知識(shí)的人員也很統(tǒng)一掌握,特別是梯形圖與邏輯功能圖，形象直觀，動(dòng)態(tài)監(jiān)測效果逼真，且與計(jì)算機(jī)控制容易。因此，選用ＰLC作為控制系統(tǒng)。2。１．2洗衣機(jī)的ＰLＣ控制系統(tǒng)概述全自動(dòng)洗衣機(jī)采用PＬＣ控制系統(tǒng)將大大提高工作效率,和適應(yīng)工作環(huán)境的能力。在全自動(dòng)洗衣機(jī)中，洗衣機(jī)洗滌、脫水程序是由單片機(jī)為中心控制系統(tǒng)工作的.首先由于單片機(jī)的指令系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜,編寫洗滌、脫水程序相對(duì)復(fù)雜；其次，在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件時(shí).要有多種電路保護(hù)裝置，如電流保護(hù)、電壓保護(hù)、過載保護(hù)、過熱保護(hù)及欠壓保護(hù)等等這樣增加了硬件的復(fù)雜性,隱含較高的故障率無形地增加了維修成本費(fèi)用,在各種控制系統(tǒng)中廣泛運(yùn)用的PLＣ能克服單片機(jī)的缺點(diǎn).它是整體模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運(yùn)用中，硬件也相對(duì)簡單,提高控制系統(tǒng)的可靠性.另外它的編程語言也相對(duì)簡單.典型的ＰLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖所示:圖2－1PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖第3章全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3.1全自動(dòng)洗衣機(jī)的原理和構(gòu)造全自動(dòng)洗衣機(jī)在結(jié)構(gòu)上大致可分為3中類型，即波輪式，滾筒式和攪拌式。我國的洗衣機(jī)在結(jié)構(gòu)上主要有波輪式和滾筒式兩類,產(chǎn)品的類型以波輪式為主，其他類型為輔.首先做一下比較:滾筒式洗衣機(jī)具有如下性能：１）更好的軟化衣物纖維,減小洗滌過程中衣物的損傷和變形，并且還可以使洗后的衣物柔軟而蓬松。2）提高溫度來洗滌可充分溶解洗衣粉,加快洗衣粉中弱酸性物質(zhì)與污物的化學(xué)反應(yīng)速度,提高洗衣粉中酶的活性,同時(shí)有利于溶解汗?jié)n,血漬,降低灰塵,油污的粘附作用，從而可在同樣的洗凈比下大幅度降低洗滌過程對(duì)機(jī)械力的需求。3)溫度高有利于污物在水中的擴(kuò)散。４）高溫能有效的殺死一些細(xì)菌.沒有加溫的洗滌的波輪式洗衣機(jī)無論怎樣的水流，要達(dá)到一定的洗凈比，都必須有足夠的機(jī)械力，而機(jī)械力對(duì)衣物是由損傷的，這就決定了波輪式洗衣機(jī)的磨損率大大高于滾筒式洗衣機(jī)。各種新水流基本原理是一樣的，就是盡量以紊亂的水流減小衣物的纏繞，增大水流的沖刷力以用于洗滌，與以前依靠衣物與桶壁和衣物相互之間的摩擦方式相比,水流沖刷對(duì)衣物的損傷較小.滾筒式洗衣機(jī)有如下特點(diǎn):１)磨損低，沒有纏繞，機(jī)械傳動(dòng)部分簡單可靠,壽命長于波輪式洗衣機(jī)。2)自動(dòng)化程度高，可以自動(dòng)投放洗衣粉，漂白粉等，為不同質(zhì)地的棉制品,化纖制品,羊毛制品設(shè)計(jì)了不同的洗滌程序和洗滌溫度,使洗滌更為科學(xué)。設(shè)有防皺浸泡功能,可將洗好的衣物浸泡在清水里,到晾曬前再甩干，避免衣物甩干后不能及時(shí)取出晾曬而起皺。3)省水,省洗衣粉。滾筒式洗衣機(jī)不需要水位高過衣物，從而可節(jié)約用水,并可減少洗衣粉的投放量.4)高溫洗滌有一定的滅菌作用。5）洗滌過程噪聲小，滾筒式洗衣機(jī)屬封閉式洗滌，可以有效屏蔽內(nèi)桶轉(zhuǎn)動(dòng)聲和水流聲；而波輪式洗滌的水流聲,脫水內(nèi)桶轉(zhuǎn)動(dòng)聲是不可避免的且剎車裝置和電磁閥動(dòng)作聲音也很大。由于滾筒式洗衣機(jī)的價(jià)格大大高于波輪式洗衣機(jī)，所以波輪式洗衣機(jī)仍然受到普遍歡迎。波輪式洗衣機(jī)的特點(diǎn):１）水流方面.現(xiàn)在波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)出現(xiàn)了一種新水流的形式。如LＧ的拳擊棒,松下的雙瀑布，榮事達(dá)的網(wǎng)絡(luò)水流等都采用了這種水流.2)程序控制器.新推出的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)均采用單片機(jī)程序控制器，原來的機(jī)械式程序控制器基本上已被淘汰。各廠家生產(chǎn)的各種型號(hào)的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制程序有所不同.如在模糊控制的洗衣機(jī)中，單片機(jī)通過采集水位傳感器，布量傳感器，光傳感器的信號(hào)以及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，判斷出衣物的質(zhì)地,多少，贓物程度，從而自動(dòng)調(diào)整對(duì)衣物進(jìn)行合理的洗滌。3)不銹鋼內(nèi)桶。波輪式洗衣機(jī)采用了不銹鋼內(nèi)桶,減小衣物和內(nèi)桶壁摩擦力，從而減輕衣物的磨損.4)同心洗。同心洗是直接把電動(dòng)機(jī)軸與洗衣桶主軸同心安裝,直接驅(qū)動(dòng)。使洗滌和脫水時(shí)洗衣桶振動(dòng)減小,噪聲降低。５)變頻波輪式洗衣機(jī)可以對(duì)不同質(zhì)地的衣物自動(dòng)選擇不同的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而給不同質(zhì)地的衣物以恰當(dāng)?shù)南礈鞆?qiáng)度,在保證洗得干凈的同時(shí)，也最大限度地降低衣物的磨損。同時(shí)還可以在脫水甩干時(shí)，由慢到快地啟動(dòng),使衣物在桶內(nèi)分布均勻，脫水效果好，同時(shí)由于衣物均勻分布在洗衣桶的四周，洗衣桶的重心落在軸心上,可以減小振動(dòng)，降低噪聲,但是價(jià)格較貴。６）波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)通常都采用將洗滌(脫水)桶套裝在盛水桶內(nèi)的同軸套桶式結(jié)構(gòu)，雖然它們各自牌號(hào)和型號(hào)都不同，但其結(jié)構(gòu)都是由洗滌,脫水系統(tǒng),進(jìn),排水系統(tǒng),電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)，電器控制系統(tǒng)以及支撐機(jī)構(gòu)5大部分組成的。支撐機(jī)構(gòu)主要有箱體，，吊桿及控制臺(tái)組成，它除了安裝和連接洗衣機(jī)的各種零件外還具有減震防護(hù)功能。3．2洗滌脫水系統(tǒng)它主要有盛水桶，洗滌桶和波輪組成。盛水桶又稱為外桶，主要用來盛放洗滌液.盛水桶固定在鋼制底板上，通過4根吊桿懸掛在洗衣機(jī)箱體上.電動(dòng)機(jī)，離合器，排水閥等部件都裝在桶底下面.洗滌桶又稱為脫水桶或者離心桶，也稱為內(nèi)桶,它的主要功能是用來盛放衣物，在洗滌或漂洗時(shí)配合波輪完成洗滌或漂洗功能，在脫水時(shí)便成為離心式的脫水桶。波輪是全自動(dòng)洗衣機(jī)中對(duì)衣物產(chǎn)生機(jī)械作用的主要部件。按波輪的形狀來分,基本上有小波輪（直徑在160mm左右）的渦卷式水流和大波輪(直徑在３00mｍ左右）新水流兩類。3．3排水和進(jìn)水系統(tǒng)波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)排水系統(tǒng)都采用了電磁閥控制。為了對(duì)桶內(nèi)的水位進(jìn)行檢測和控制,洗衣機(jī)上都安裝有水位控制器（水位開關(guān)）。波輪式全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)使用最多的水位開關(guān)是空氣壓力式開關(guān)，主要有氣壓傳感器裝置，控制裝置及電觸點(diǎn)開關(guān)3部分組成，用來監(jiān)視水位的高低。此外電磁閥分進(jìn)水和排水電磁閥，進(jìn)水電磁閥是洗衣機(jī)上的自動(dòng)進(jìn)水開關(guān),它受水位開關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)的控制。而排水電磁閥是全自動(dòng)洗衣機(jī)上的自動(dòng)排水裝置，同時(shí)還起改變離合器工作狀態(tài)。進(jìn)水、排水電磁閥是采用電流流過線圈形成磁場的原理,洗衣機(jī)電磁閥在進(jìn)，排水時(shí)使用，２２0V交流電壓與電磁閥線圈接通,形成磁場，電磁線圈吸合。自動(dòng)打開閥門，洗衣機(jī)里的水就順著管道流出去了。斷電后,電磁閥線圈失去電流，磁場消失,電磁鐵松開，閥門自動(dòng)關(guān)閉,洗衣機(jī)里的水就流不出去了。3.４電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)波輪式全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)和離合器組成，離合器又有普通離合器和減速離合器兩種.其中普通離合器用在采用小波輪的套桶洗衣機(jī)上,這種洗衣機(jī)在洗滌或者漂洗時(shí)波輪的轉(zhuǎn)速和脫水時(shí)離心桶的轉(zhuǎn)速相同,目前各種大波輪新水流套桶洗衣機(jī)普遍采用減速離合器，它在洗滌，漂洗時(shí)波輪的轉(zhuǎn)速較慢，而脫水時(shí)離心桶的轉(zhuǎn)速較快.電動(dòng)機(jī)同時(shí)作為洗滌和脫水時(shí)的動(dòng)力源，普遍采用主，副繞組完全對(duì)稱的電容式電動(dòng)機(jī)。由于一般全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)的額定洗滌容量較大，因此電動(dòng)機(jī)的功率較大。電動(dòng)機(jī)與固定在離合器下端的大傳動(dòng)帶盤之間用V帶傳動(dòng).經(jīng)第一級(jí)減速后大傳動(dòng)帶盤得到15０r/ｍin的轉(zhuǎn)速。當(dāng)洗衣機(jī)處于洗滌或漂洗狀態(tài)時(shí)，再經(jīng)離合器內(nèi)部的行星齒輪減速后，使波輪得到175r/mｉn低轉(zhuǎn)速。此時(shí)，洗滌（脫水）桶不動(dòng)。當(dāng)洗衣機(jī)處于脫水狀態(tài)時(shí),離合器輸出的是未經(jīng)減速的8５０r/mｉｎ的高轉(zhuǎn)速，驅(qū)動(dòng)脫水桶和波輪作同步高速運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于使用普通離合器的小波輪套桶洗衣機(jī)來說，有區(qū)別的僅僅是離合器內(nèi)部沒有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，因此在洗滌或漂洗時(shí)其波輪的轉(zhuǎn)速與脫水時(shí)的轉(zhuǎn)速時(shí)相同的。第4章電氣控制系統(tǒng)4。1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的電氣控制系統(tǒng)由于洗衣機(jī)型號(hào)的不同而不盡相同，但電氣控制系統(tǒng)主要有程序控制器，電動(dòng)機(jī)，進(jìn)水電磁閥，排水電磁閥,水位開關(guān)，安全開關(guān)及各種功能選擇開關(guān)等組成的，控制的基本原理也都一樣。全自動(dòng)洗衣機(jī)能實(shí)現(xiàn)洗衣的自動(dòng)化，整個(gè)洗衣過程都是在程序控制器的“指揮"下進(jìn)行的。如把離合器比作全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)的心臟,則程序控制器就是全自動(dòng)洗衣機(jī)的“大腦".如圖所示以程序控制器為核心的波輪式全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的基本原理方框圖.圖4-１基本原理方框圖4。2控制系統(tǒng)原理程序控制器中存儲(chǔ)著多種程序,一旦通過選擇開關(guān)選好某種程序后,程序控制器便按這種程序自動(dòng)實(shí)施對(duì)電動(dòng)機(jī)，進(jìn)水和排水電磁閥的控制。安全開關(guān)又稱為蓋開關(guān)，在洗衣機(jī)運(yùn)行過程中起安全保護(hù)作用,它的功能為:在洗衣機(jī)工作時(shí)誤開蓋，安全開關(guān)便會(huì)切斷電動(dòng)機(jī)電源,自動(dòng)中斷程序;在脫水過程中如桶內(nèi)衣物擺放不均勻而產(chǎn)生大幅度振動(dòng)時(shí)，安全開關(guān)自動(dòng)中斷脫水過程,啟動(dòng)蜂鳴器。按照采用的程序控制器的不同，波輪式全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)的電氣控制電路可分為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式程序控制器和單片機(jī)式程序控制器電路。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式程序控制器又稱為機(jī)械式程序控制器，它具有程序組合量大，工作可靠,抗干擾能力強(qiáng)，而且能直接控制較大電流等優(yōu)點(diǎn)，單片機(jī)程序控制器具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡便，功能齊全,運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。目前,機(jī)械式程序控制器基本上已被淘汰.用ＰLC（單片機(jī)）控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)各種動(dòng)作典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示:圖4－2各種動(dòng)作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖PLC在系統(tǒng)中是處于中心位置，水位開關(guān)的PＬC的輸入信號(hào)控制開關(guān),進(jìn)水閥,排水閥和電動(dòng)機(jī)是洗衣機(jī)各種動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中進(jìn)水閥和排水閥由PLＣ給定信號(hào)來決定其工作狀態(tài)；電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)也由控制中心ＰＬC給定信號(hào)來決定,而電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)狀態(tài)直接決定了洗衣機(jī)的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài).4．３主電路圖圖4－3主電路圖第5章主要器件的選擇５.１電動(dòng)機(jī)的選擇由于家庭提供的電源限制故選單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電動(dòng)機(jī)。以3。6公斤全自動(dòng)洗衣機(jī)為例,由于全自動(dòng)洗衣機(jī)的脫水桶直徑較大，這一偏心不能不考慮,所以計(jì)算時(shí)應(yīng)以洗滌物可能產(chǎn)生前最大偏心為計(jì)算依據(jù)。脫水時(shí)電機(jī)功率比洗滌時(shí)要大，在確定電機(jī)功率時(shí)應(yīng)以脫水時(shí)消耗的功率為依據(jù),也就是說脫水時(shí)電機(jī)功率就是該洗衣機(jī)所確定的電機(jī)額定功率.由于在計(jì)算時(shí)一些因素如電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等沒考慮,造成一些偏差，所以３.6公斤全自動(dòng)洗衣機(jī)電機(jī)額定功率選為18０瓦。符合全自動(dòng)洗衣機(jī)的功率范圍１20W~250Ｗ.故選擇ＹY10４-１8０型號(hào)單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)，功率18０瓦,額定電壓2２0V，轉(zhuǎn)速1350r／mｉｎ,電流1。7A。5。２可編程控制器外部設(shè)計(jì)５．2.1HYPERLIＮK\ｌ”_Ｔoｃ213７2４245＂ＰLC的選型PLC的功能日益強(qiáng)大,一般PLC都具有開關(guān)量邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)處理等基本功能,有些PLC還可擴(kuò)展各種特殊功能模塊,如通信模塊、位置控制模塊等，選型時(shí)可考慮以下幾點(diǎn)：功能與任務(wù)相適應(yīng),PLC的處理速度應(yīng)滿足實(shí)時(shí)控制的要求、PLＣ結(jié)構(gòu)合理、機(jī)型統(tǒng)一、在線編程和離線編程的選擇。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制所要求的控制功能簡單,小型ＰLＣ就能滿足要求了。表5—1常用PLC的CPU型號(hào)CPU221CPＵ222CPＵ２2４CPU226程序存儲(chǔ)器２04８字節(jié)40９6字節(jié)用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器１0２４字節(jié)2560字節(jié)用戶存儲(chǔ)器類型EEPROM數(shù)據(jù)后備典型時(shí)間5０h１9０ｈI／Ｏ6輸入４輸出８輸入6輸出14輸入１０輸出２4輸入１6輸出擴(kuò)展模塊數(shù)量無2個(gè)7個(gè)數(shù)字量I/O印象區(qū)大小2５6(128入／128出)模擬量IO印象區(qū)大小無１6入/1６出３2入／3２出３3Hz布爾指令執(zhí)行速度0.3７/微妙/指令內(nèi)部繼電器２56計(jì)數(shù)器/定時(shí)器２５６/256順序控制繼電器256根據(jù)上表可知，該全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)CPＵ模塊可采用CPU－2２2(ＡC/DC/繼電器）模塊,它可控制整個(gè)系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地進(jìn)行。同時(shí)由于該模塊采用交流２20V供電，并且自帶８個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和６個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn),完全能滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求，所以不再需要另外的電源模塊、數(shù)字量和輸出模塊。HYPERLＩＮK5。2．２Ｉ／Ｏ分配表及接線圖I／Ｏ點(diǎn)數(shù)是PLC的一項(xiàng)重要指標(biāo)。合理選擇I/Ｏ點(diǎn)數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求,又可使系統(tǒng)總投資最低。PLC的輸入輸出總點(diǎn)數(shù)和種類應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象所需控制的模擬量、開關(guān)量、輸入輸出設(shè)備情況來確定，一般一個(gè)輸入輸出元件要占用一個(gè)輸入輸出點(diǎn)?？紤]到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，一般應(yīng)在估計(jì)的總點(diǎn)數(shù)上再加上20％-３0％的備用量。該系統(tǒng)有４個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn)６個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)。根據(jù)Ｉ／O點(diǎn)數(shù),可選西門子Ｓ7-２00CＰＵ222型可編程控制器。其Ｉ/Ｏ分配表與I/Ｏ接線圖表５—2I/O分配表控制信號(hào)信號(hào)名稱元件名稱元件符號(hào)地址編碼輸入信號(hào)啟動(dòng)信號(hào)常開按鈕SB1I0．0停止信號(hào)常閉按鈕SＢ２I０.1高水位信號(hào)高水位開關(guān)SB3I０．2低水位信號(hào)低水位開關(guān)SＢ4Ｉ0．３輸出信號(hào)進(jìn)水信號(hào)電磁閥ＹV0Ｑ０．０電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)信號(hào)接觸器ＫM1Q0.１電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)信號(hào)接觸器KＭ2Q０.２排水信號(hào)電磁閥YＶ１Ｑ0．3脫水信號(hào)電磁離合器YＶ２Q0．4報(bào)警信號(hào)報(bào)警器HAＱ0.5.圖５-1I/O接線圖第６章軟件設(shè)計(jì)６.1系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)工作原理：全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶(外桶）和脫水桶(內(nèi)桶）是以同一中心安放的.外桶固定,作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn),作脫水(甩水）用.內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。該洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行.進(jìn)水時(shí),通過電動(dòng)控制系統(tǒng)，使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開,將水由外桶排出到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn).脫水時(shí),通過電控系統(tǒng)將離合器合上,由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干.高、低水位開關(guān)分別用來檢測高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作，停止按鈕用來關(guān)閉洗衣機(jī)工作。６。2全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求設(shè)計(jì)步驟6.２.1控制要求１)洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。２）洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。3)脫水時(shí)，有脫水電磁離合器合上、排水電磁閥吸合，洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。4)洗滌完成由蜂鳴器報(bào)警.5)停止按鈕用來手動(dòng)結(jié)束洗滌過程.操作面板上設(shè)有啟動(dòng)按鈕ＳＢ1及停止按鈕ＳB2。6．2．2控制程序的執(zhí)行過程按下啟動(dòng)按鈕，I0.0接通，Q0。0接通并自鎖，Ｑ0.0接通,進(jìn)水電磁閥打開，開始進(jìn)水。到高水位時(shí),I0．3接通，Ｉ0.3常閉觸點(diǎn)斷開，Q0.0斷開,進(jìn)水電磁閥關(guān)閉,進(jìn)水停止；Ｑ0．１接通，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)（１5S）,正轉(zhuǎn)洗滌，同時(shí)T38開始計(jì)時(shí),T38計(jì)時(shí)到，T38常閉觸點(diǎn)斷開，Q0.1斷開,正洗結(jié)束；Ｔ３8常開觸點(diǎn)閉合，M０.0進(jìn)行自鎖,T42開始計(jì)時(shí),T42計(jì)時(shí)到，暫停結(jié)束.Ｔ4２常開觸點(diǎn)閉合,Q0．2接通，反洗，T39開始計(jì)時(shí).T39計(jì)時(shí)到，T39常閉觸點(diǎn)斷開Q0.2斷開，反洗暫停；T39常開觸點(diǎn)閉合，Ｍ0.1進(jìn)行自鎖,T４3開始計(jì)時(shí).T4３計(jì)時(shí)到T4３常開觸點(diǎn)閉合,Ｃ1計(jì)一次數(shù)；Ｔ43常閉觸點(diǎn)斷開，使T38、T42、T３9、T43復(fù)位，Q０．0又接通，重復(fù)進(jìn)行以上從正洗開始的全部動(dòng)作,直到C１計(jì)滿3次數(shù)時(shí)，C1常開觸點(diǎn)接通，開始排水，Q０.3對(duì)C１實(shí)現(xiàn)復(fù)位。排水到低水位時(shí)，I0。2接通,Ｑ0.2接通，開始脫水（10S），T４0開始計(jì)時(shí)。Ｔ4０計(jì)時(shí)到，T40常閉觸點(diǎn)斷開，脫水完畢，停止排水和脫水;T4０常開觸點(diǎn)閉合、Q０。5接通并自鎖,報(bào)警.Ｔ４１開始計(jì)時(shí),Ｔ41計(jì)時(shí)到，T４1常閉觸點(diǎn)斷開，停止報(bào)警.運(yùn)行中按停止按鈕時(shí),I0.1常閉觸點(diǎn)斷開，則M0．0、Ｑ０.０、Q0.1、Ｑ０.4、Q0．5斷開,停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。6.３順序功能圖圖６—１順序功能圖６。4控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)６．5語句表６.6程序運(yùn)行I0.0按下后Ｑ０．0得電并自鎖開始進(jìn)水當(dāng)水達(dá)到高水位時(shí)，I0．3瞬時(shí)接通Ｑ0.0失電停止進(jìn)水。Q0．１得電且自鎖，開始正轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。當(dāng)計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)1５s后，自動(dòng)復(fù)位開始暫停３s。當(dāng)T4２計(jì)時(shí)到３s時(shí),暫停結(jié)束。開始反轉(zhuǎn)1５s計(jì)時(shí)器Ｔ3９開始計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)器T3９計(jì)時(shí)1５s后，自動(dòng)復(fù)位，Ｑ0．２失電，停止反轉(zhuǎn)開始暫停3s.Ｔ4３計(jì)時(shí)3s結(jié)束時(shí)，暫停結(jié)束,計(jì)數(shù)器加１,當(dāng)C1小于3時(shí)返回網(wǎng)絡(luò)2開始循環(huán)。當(dāng)Ｃ1計(jì)數(shù)等于3時(shí),Q0。3接通自鎖,開始排水。當(dāng)水位低于低水位時(shí)，Ｉ0.2瞬時(shí)改變狀態(tài)。Q０.4得電自鎖開始脫水10s，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。當(dāng)計(jì)時(shí)器T4０計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí),Q０。4失電,停止脫水，Q0．5得電，開始報(bào)警。報(bào)警10s結(jié)束后,停止。結(jié)論本次設(shè)計(jì)主要是完成全自動(dòng)洗衣機(jī)洗衣過程的程序設(shè)計(jì)，采用西門子Ｓ７-2０0編寫程序.所編程序能夠滿足指定的要求，完成從進(jìn)水、檢測水位、正轉(zhuǎn)、暫停、反轉(zhuǎn)、暫停、循環(huán)三次、排水、脫水、報(bào)警、停機(jī)一系列過程。雖然所設(shè)計(jì)的程序能滿足控制要求,但在程序設(shè)計(jì)過程中,發(fā)現(xiàn)該程序還是存在一定的不足之處，但由于所學(xué)知識(shí)有限,并沒有做出最合理的設(shè)計(jì).設(shè)計(jì)總結(jié)回顧起此次PLＣ課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多,剛開始拿到題目，感覺很簡單,從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在星期的時(shí)間里,可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西,同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí),而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的,只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力.在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題,可以說得是困難重重，這畢竟第一次做關(guān)于PLC的課程設(shè)計(jì)，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固,通過這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過的知識(shí)重新溫故。通過本系統(tǒng)的設(shè)計(jì),我了解了PLＣ基本邏輯指令的應(yīng)用,知道怎樣去設(shè)計(jì)一個(gè)ＰLC應(yīng)用程序,也感覺得到了PLC在控制方面的巨大優(yōu)