全自动洗衣机控制系统设计

1、城市职业毕业设计指导目:全自动洗衣机控制系统设计院:机电学院级:号:学生姓名:起讫日期:指导教师:张志刚 职称:助教张志刚教研室主任: 审核日期:本文利用可编程控制器 PLC实现了洗衣机的全自动控制，说明了 PLC控制的原理方法，特点及控制洗衣机的特色。文章在介绍洗衣机结构的同时，对全自动洗衣机的控制系统进行分析，在此基础 上提出了基于PLC的全自动洗衣机控制方案，并对方案进行了论证根据洗衣机的工作原理对程序及其流程进行了设计，具有智能化程度高、安全可靠等特点。对按钮，电磁阀，开关等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化控制。由于每遍的洗涤，排水，脱水的时间由 PLC 内计

2、数器控制，所以只要改变计数 器参数就可以改变时间。关键词 ： 全自动洗衣机 可编程控制器摘要 第1章 可编程控制器概论第节可编程控制器的定义 第节可编程控制器概况 第 节 PLC 控制系统设计原则第2章 全自动洗衣机的基本结构第 节 全自动洗衣机的原理和构造 第节控制面板及控制系统设计 参考文献. 可编程控制器概论可编程控制器的定义可编程控制器（ Programmable Logic Controller ，简称 PLC） ，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用 一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算 , 顺序控制，定 时，计数与算术操作等面向用

3、户的指令，并通过数字或模拟式输入 / 输出控 制各种类型的机械或生产过程.PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场 工作的电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。可编程控制器概况PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行出入信息变换，多只考虑信息本身，信息的出入，只要人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息出入的可靠性、实时性，以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题。出入信息变 换、可靠物理实现，可以说是 P LC实现控制的两个基本要

4、点。出入信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。PLC程序既有生产厂家的系统程序（不 可更改 ） ，又有用户自行开发的应用（用户）程序。系统程序提供运行平台， 同时，还为PLC程序可靠运行及信号与信息转换进行必要的公共处理。用户 程序由用户按控制要求设计。 什么样的控制要求， 就应有什么样的用户程序。可靠物理实现主要靠输人 （INPUT及输出（OUTPUT电路。PLC的I/O 电路，都是专门设计的。 输入电路要对输入信号进行滤波， 以去掉高频干扰。而且与内部计算机电路在电上是隔离的，靠光耦元件建立联系。输出电路内 外也是电隔离的，靠光耦元件或输出继电器建立联系。输出电路还要进行功 率放大，

5、以足以带动一般的工业控制元器件，如电磁阀、接触器等等。I/O电路是很多的，每一输入点或输出点都要有一个I或O电路。PLC有多 I/O 用点，一般也就有多少个 I/O 用电路。但由于它们都是由高度集成 化的电路组成的，所以，所占体积并不大。输入电路时刻监视着输入状况，并将其暂存于输入暂存器中。每一输入 点都有一个对应的存储其信息的暂存器。输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。 输出锁存器与输出点也对应的这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是 PLC处理器I/O 口的寄存器。它们与计算机内存交换信息通过计算机总线，并主要由运行系统程序实现。把输人暂存器的信息读到PLC的内存中，称输入刷新。PLC

6、内存有专门开辟 的存放输入信息的映射区。 这个区的每一对应位 （bit ）称之为输入继电器 。这些位置成 1，表示接点通，置成 0 为接点断。由于它的状态是由输入刷新 得到的，所以，它反映的就是输入 状态。PLC控制系统设计原则PLC控制系统设计的基本原则任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时,应遵循以下基本原则： 1. 最大限度地满足被控对象的控制要求充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求， 是设计 PLC 控制系统的首要 前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深 入现场进行调查研究，收

7、集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资 料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密 配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。 2. 保证 PLC控制系统安全可靠保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设 计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编 程上要全面考虑， 以确保控制系统安全可靠。 例如：应该保证 PLC 程序不仅 在正常条件下运行， 而且在非正常情况下 （如突然掉电再上电、 按钮按错等）， 也能正常工作。 3.力求简单、经济、使用及维修方便一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社

8、会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制 要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不 断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而 且要使控制系统的使用和维护方便、 成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。4. 适应发展的需要由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提 高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLG输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。O模块的选择步骤与原则一般I/O模块的价格 占PLC价格的一半以上。PLC

9、的I /O模块有开关量I /O模块、模拟量I /O 模块及各种特殊功能模块等。不同的 I/O模块，其电路及功能也不同，直接影响PLC的应用范围和价格，应当根据实际需要加以选择。1.2.1开关量I /O模块的选择1、开关量输入模块的选择开关量输入模块是用来接收现场 输入设备的开关信号，将信号转换为PLC内部接受的低电压信号，并实现PLC内、外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面：1）输入信号的类型及电压等级开关量输入模块有直流输入、 交流输入和交流直流输入三 种类型。选择时主要根据现场输入信号和周围环境因素等。直流输入模块的 延迟时间较短，还可以直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接

10、；交 流输入模块可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境下使用。开关量输入 模块的输入信号的电压等级有：直流 5V、12V、24V、48V、60V等；交流110V、220V等。选择时主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来 考虑。一般5V、12V、24V用于传输距离较近场合，如 5V输入模块最远2）输入接不得超过10米。距离较远的应选用输入电压等级较高的模块。线方式开关量输入模块主要有汇点式和分组式两种接线方式， 如图6-2所示。图 6-2 开关量输入模块的接线方式 a） 汇点式输入 b） 分组式输入汇点式的开 关量输入模块所有输入点共用一个公共端（COM;而分组式的开关量输入模 块是将输入点

11、分成若干组，每一组（几个输入点）有一个公共端，各组之间 是分隔的。分组式的开关量输入模块价格较汇点式的高，如果输入信号之间 不需要分隔，一般选用汇点式的。 3）注意同时接通的输入点数量对于选用高密度的输入模块 （如 32点、48点等），应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的 60。4;输入门槛电平为了提高系统的可靠性，必须考虑输入门槛电平的大小。门槛电平越高，抗干扰能力越强，传输距离也越 远，具体可参阅PLC说明书。2、开关量输出模块的选择开关量输出模块是将PLC内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信号，并实现 PLC 内外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面： 1）输

12、出方式开关量输出模块有继电器输出、晶闸管输出和晶体管输出三种方式。继电器输出的价格便宜，既可以用于驱动交流负载，又可用于直流负 载，而且适用的电压大小范围较宽、导通压降小，同时承受瞬时过电 压和过电流的能力较强，但其属于有触点元件，动作速度较慢（驱动 感性负载时，触点动作频率不得超过 1HZ、寿命较短、可靠性较差,只能适用于不频繁通断的场合。对于频繁通断的负载， 应该选用晶闸 管输出或晶体管输出，它们属于无触点元件。但晶闸管输出只能用于交流负载，而晶体管输出只能用于直流负载。2）输出接线方式开关量输出模块主要有分组式和分隔式两种接线方式，如图 6-3 所示。图6-3 开关量输出模块的接线方式

13、a) 分组式输出 b) 分隔式输出分组式 输出是几个输出点为一组，一组有一个公共端，各组之间是分隔的， 可分别用于驱动不同电源的外部输出设备； 分隔式输出是每一个输出点就有一个公共端，各输出点之间相互隔离。选择时主要根据PLC输出设备的电源类型和电压等级的多少而定。一般整体式PLC既有分组 式输出，也有分隔式输出。 3)驱动能力开关量输出模块的输出电流 ( 驱 动能力 )必须大于 PLC 外接输出设备的额定电流。用户应根据实际输 出设备的电流大小来选择输出模块的输出电流。 如果实际输出设备的电流较大，输出模块无法直接驱动，可增加中间放大环节。4)注意同时接通的输出点数量选择开关量输出模块时， 还应考虑能同时接通 的输出点数量。 同时接通输出设备的累计电流值必须小于公共端所允 许通过的电流值，如一