课程设计：投币式洗衣机plc设计

投币式洗衣机课程设计报告书课程设计报告书课程名称 P L C 应 用 技 术 姓 名 郭 铮 学 号 5 专 业 工 业 电 气 自 动 化 班 级 自 动 化 指导教师 徐 洁 课程设计成绩 不合格 合格 良好 优秀2013年5月27日课程设计任务书课程设计题 目投币式洗衣机plc设计课程设计时 间2013 年5月24日 2013年5月31日课程设计小组成员郭 铮 课程设计目 的1、进一步熟悉和掌握plc的结构及工作原理。2、掌握单plc的接口技术及外围芯片的外特性，控制方法。3、通过课程设计，掌握以plc为核心的电路设计的基本方法和技术。4、通过实际程序设计和调试，逐步掌握plc设计方法和调试技术。5、通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发plc应用系统的全过程，为今后从事相应事业打下基础。课程设计任 务1、构思本次课题方案2、通过软件设计电路3、通过软件设计程序4、调试程序是否可行5、装接元件并且排版课程设计主要技术指 标一、原理图设计1、原理图设计符合项目的工作原理，连线正确。2、图中所使用的元器件合理选用。二、程序设计1、根据总体要求画出流程图。2、根据流程图设计出完整的程序。3、按照IO分配表画出外部接线图三、程序调试1、按所设计的接线图，在PLC上连线，检查无误。2、将编写成的文件传送到PLC中，执行该程序，检查该程序是否达到设计要求，若未达到，修改程序，直到达到要求为止。课程设计进度计划2013年5月24日：构思课题方案2013年5月27日：设计程序2013年5月28-30日：修改完善程序2013年5月31日：完成课题实验报告任务签发时间2013年5月24日任务完成时间2013年5月31日学生签名指导教师签名第 19 页 共 19 页一、 三菱 FX2N-48MR PLC简介展示简介 FX2N-48MR是日本三菱公司的可编程控制器(PLC),继电器输出及输入24点,输出24点.FX2N是FX系列中功能最强、速度最高的微型PLC，内置用户存储器8K步，可扩展到16K步，最大可扩展到256个I/O点，可有多种特殊功能扩展，实现多种特殊控制功能（PID、高速计数、A/D、D/A、等）。有功能很强的数学指令集。通过通信扩展板或特殊适配器可实现多种通信和数据链接。特点-系统配置即固定又灵活；-编程简单；-备有可自由选择，丰富的品种；-令人放心的高性能；-高速运算；-使用于多种特殊用途；-外部机器通讯简单化；-共同的外部设备。性能规格二、 投币式洗衣机 介绍展示 简介随着洗衣机的商用进程加深，商用洗衣机开始朝着家用洗衣机不同的方向发展，高质耐用、操作简单、完全自动化、减少管理成本的机型成为行业的迫切需求，投币洗衣机应时而生。投币洗衣机采用更高品质的电机、减速器以及耐腐蚀的材料以保证在公共场所的长期正常使用。更重要的是这种洗衣机配备投币箱，由投币系统自动控制洗衣机的运行，操作简单，无需有人值守，极大的降低了管理成本，成为公共场所（学校、工厂、酒店等）商用洗衣机的首选。型号种类投币洗衣机根据结构可分为连体式、分体式两种： 连体式投币洗衣机：投币箱与洗衣机集成为一体，可灵活移动，安装过程更为简单，分体式由于安装复杂、移动不便，故在市场上份额很少。分体式投币洗衣机：投币箱与洗衣机由一条电缆连接，投币箱一般安装在固定位置（如墙上），这种安装方式给消费者会带来使用上的不便，难成主流产品。投币式洗衣机特点更加安全：采用防鼠底盖设计，使用更安全；特设的调整底脚结构，产品洗衣过程更平稳、安全； 通过泄水、隔板等的结构，使得水电分离，使用更安全；商用设计：箱体采用进口工程塑料，经久耐用，永不锈蚀，绝缘性能好，使用更安全外露式线屑过滤网，线屑一网打尽；控制台采用倾斜式设计，操作更方便；洗衣过程一目了然，洗衣过程安全省心。故障提示：机器安装了高智能芯片可以进行系统智能自检，当出现人为操作不当或机器运行环境异常状态时，LED显示窗可以智能提示故障信息，用户只需对照故障信息表操作即可解决问题，大大减少了维修成本，提高了终端运营经济效益；揭盖即停：在洗衣程序运行中，甩干时揭盖即停，以免机内动力伤及人体；安装方便：本机采用分体设计，占用场地小，机动性强，可安装在宿舍走廊，楼梯空地，洗漱区域，洗衣房等地方，使产品更贴进用户，带来更多便利，增加使用频率；节电省水：额定功率为255W（待机不耗电），洗涤一次时间为10-40分钟左右，用电仅为0.1度，洗涤结束，洗衣机蜂鸣提示后自动断电，使用更省电、省心；全四防：机器安全性能设计上采用防水，防潮，防震，防雷，使安全性能进一步提高；时间：洗衣程序经过仔细设计，增加了洗涤时间，删减了不要的冗余步骤，使洗衣效率大大提高，让用户满意功能特点1、体积小 和普通家庭式洗衣机一样，安装容易。2、全封闭面板 洗衣机控制面板为全封闭面板，洗衣卡通过电磁波与读卡模块交换数据。3、低故障率 洗衣机和洗衣卡采用非接触控制技术，具有防尘、防水、防磁、防静电的功能，在潮湿、多尘的使用环境中同样能保持良好的读写性能。4、操作简单 洗衣机在使用时按下电源开关后无须进行任何选择，只需在感应区内挥动一下洗衣卡或者投币，即可启动洗衣机进行正常工作。5、针对公用洗衣机的使用特性，增加了臭氧消毒、灭菌装置，通过独特设计的气泵及臭氧发生器，洗衣过程中产生臭氧气泡并溶解于水中，形成双氧水，达到很好的消毒灭菌、防止细菌交叉感染的效果。适用范围1、大专院校 建立自助式洗衣房理想产品，采用先进收费管理模式，可加快资金回收并有效降低管理成本。2、大型企业 解决单身员工生活难题，体现人性化管理模式。3、投资者 中小型投资者的理想投资工具，通过投资自助式洗衣房，获取丰厚回报。三、 基于PLC的程序设计工作原理结构：由电动程控器、水位开关、安全开关（盖开关）、排水选择开关、不排水停机开关、贮水开关、漂洗选择开关、洗涤选择开关等组成。工作原理：通过各种开关组成控制电路，来控制电动机、进水阀、排水电磁铁及蜂鸣器的电压输出，使洗衣机实现程序运转。 波轮式洗衣机：波轮式洗衣机中产生机械作用的主要部件是波轮。它设置在洗涤捅底，在电机的驱动下重复作“正转-停-反转-停-正转”运动。波轮旋转时对洗涤液的作用力可以分解为与转轴平行方向的轴向分力及在波轮平面内的切向分力和径向分力。轴向分力可以减少衣物与波轮的摩擦；切向分力使洗涤液产生水平方向的涡流；径向分力将洗涤液甩向桶壁使之沿桶壁上升，造成波轮中心区的负压。因压力差，四周的液体迅速向下流动，以弥补波轮四周的液体。这样就形成了洗涤桶内上下翻滚的流场。 普通型波轮洗衣机结构：由洗衣桶、电动机、定时器、传动部件、箱体、箱盖及控制面板等组成。工作原理：依靠装在洗衣桶底部的波轮正、反旋转，带动衣物上、下、左、右不停地翻转，使衣物之间、衣物与桶壁之间，在水中进行柔和地摩擦，在洗涤剂的作用下实现去污清洗。控制分析投币式洗衣机于家用全自动洗衣机的工作过程相同包括启动、进水、洗涤、排水和脱水等功能。在实现控制过程中，各种采样信息都是通过控制中心进行各种判断、比较和选择，再经信息线路反馈给洗衣机各控制执行机构，决定洗衣机的工作状态。如右图所示，是PLC控制洗衣机的各种动作的经典控制图。由图可知，PLC在系统中是处中心位置，水位开关是PLC的输入信号控制开关、进水阀、排水阀和电机是洗衣机各种动作的执行机构。其中进水阀和排水阀由PLC给定信号来决定其工作状态；电机的工作状态也由控制中心PLC给定信号来决定，而电机的正反转状态直接决定了洗衣机的洗涤状态和脱水状态。另外由于洗衣机工作过程是顺序过程，所以利用PLC作为洗衣机的控制系统是可行的。控制要求初始状态，等待投币：投币1元 1-3件衣物清洗：(1)投币结束后，开始进水，当水满（即水位到达中水位时），停止进水。(2)等待1秒后开始洗涤。(3)洗涤时，正转洗涤5秒，暂停1秒，再反转洗涤5秒，暂停1秒。(4)如此循环往复10次。(5)当满10次以后，开始排水。(6)水排空（即水位下降到低位时），开始脱水并继续排出多余水分。(7)脱水8秒后，即完成一次从进水到脱水的整个工作流程。(8)大循环2次整个过程。(9)当大循环满2次完成后，则进行洗完报警。(10)报警5秒后，结束全部过程，自动停机。投币2元 4-6件衣物洗涤：(1)快速按钮后，当水满（即水位到达高水位时），停止进水。(2)等待2秒后开始洗涤。(3)洗涤时，正转洗涤10秒，暂停2秒，再反转洗涤10秒，暂停2秒。(4)如此循环往复20次。(5)当满20次以后，开始排水。(6)水排空（即水位下降到低位时），开始脱水并继续排出多余水分。(7)脱水15秒后，即完成一次从进水到脱水的整个工作流程。(8)大循环2次整个过程，。(9)当大循环满2次完成后，则进行洗完报警。(10)报警5秒后，结束全部过程，自动停机。投币3元 7-9件衣物或床单被单清洗：(1)投币结束后，开始进水，当水满（即水位到达高水位时），停止进水。(2)等待2秒后开始洗涤。(3)洗涤时，正转洗涤15秒，暂停2秒，再反转洗涤15秒，暂停2秒。(4)如此循环往复20次。(5)当满20次以后，开始排水。(6)水排空（即水位下降到低位时），开始脱水并继续排出多余水分。(7)脱水20秒后，即完成一次从进水到脱水的整个工作流程。(8)大循环3次整个过程。(9)当大循环满2次完成后，则进行洗完报警。(10)报警5秒后，结束全部过程，自动停机。四、 程序设计IO分配表输入：输出：X0投币箱Y0报警灯HLX1高水位触点Y1进水电机M1X2低水位触点Y2正转电机M2X3中水位触点Y3反转电机M3Y4排水电机M4Y5脱水电机M5外部接线图X0 Y0X1 Y1X2 FX2N-48MR Y2X3 Y3 Y4 Y5 COM COM1 COM2COM3 SB1SB2SB3SB4AC 220vHLKM1KM2KM3KM4KM5+24v-FU1FU2FU3流程图梯形图五、系统调试程序编写在模拟时，应注意几个方面的问题1. FX软件生成的4个文件应保存在同一文件夹里，否则程序不能正常执行。2. 在运行PLC程序之前，保持通讯正常，再写入程序，不然程序也无法正常运行。PLC运行第一步：目测。检查外部的各种元件与PLC链接是否正常。第二步：写入程序。将程序利用软件写入PLC中。第三步：通电检查。通电后发现PLC输出与设计程序相同。六、课题小结短暂的一个星期过去了，意味着一周的单PLC实验结束了，在这次实验中我学到，得到很多东西，课程设计的主要目的是培养学生综合运用所学知识，通过自己