基于PLC全自动洗衣机控制系统设计

1、河南科学技术学院2009年本科毕业论文(设计)论文主题：基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计学生名称：牛秀振本科：机电学院学习的专业：机电技术教育导师的名字：王玉萍完成时间： 2009年5月20日摘要可编程控制器(PLC )是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，其功能强，可靠性高，编程简单，使用方便，小型，近年来广泛应用于工业生产，被称为现代工业自动化的主要支柱之一。现代社会，全自动洗衣机进入各家庭，本文介绍了PLC用于全自动洗衣机的控制系统。 那个有助于改善现有技术的不足、简化结构、降低成本和提高可靠性。关键词：简化全自动洗衣机可编程控制器结构，降低成本acordirsingtothefu

2、ll-automatichingmenticationplcontronthedesignofthesystemAbstractplcistakescoretocontroldevidthecalculatortechniqueastheingeneraluseautomationcontrontocomputerskills.itsfunctionisstrong，the the plait distance is simple、the usage is convenient、thephysicalvolumeiscleverlymade、它们的years PLC is the extens

3、ive application， anddriveforcontecomportrytheindustricalationmainfortheindustrionalationmaIn the modern time，the full-automaticwasherisenteringeveryfamily.theerationintroducdesannewerdeceletingclutch全自动washingmachine， itcanimpremevethecurrenttechnology，simplifystructure.itisalso帮助fletorecostandincre

4、asesreliability。keywords :全自动自动机械； 可编程控制器简单化结构；simplify structure； Decline Low Cost；目录1引言22全自动洗衣机控制系统整体控制方案决定32.1整体控制方案决定32.1.1控制系统的比较32.2.2洗衣机的PLC控制系统的概要33全自动洗衣机的基本结构53.1全自动洗衣机的原理和结构53.2洗涤脱水系统73.3排水和供水系统73.4电动机及传动系统84电气控制系统94.1控制系统构成94.2控制系统的原理94.3检测电路系统105主要器件的选定115.1电机的选定115.2传感器的选定115.3可编程控制器外部设

5、计126软件设计146.1系统的顺序功能图设计146.2全自动洗衣机的控制要求146.3控制系统序列功能图156.4控制系统的梯形设计166.5程序语句表187结束语18谢礼19参考文献201引言从古至今，洗衣是不可避免的家务劳动，洗衣机出现之前，这个劳动就像田园诗的描写一样快乐，搓手、踩脚、打棒、洗掉、打。 这些反复的简单体力劳动，留给人的感觉往往是辛苦的。1874年，“洗手时代”受到了前所未有的挑战的美国人比尔布莱克发明了挥手的洗衣机。1880年，美国出现了蒸汽洗衣机，蒸汽动力取代了人力。 之后，水力洗衣机、内燃机的洗衣机也相继出现。1911年，美国试制了世界上第一台电动洗衣机，标志着人类

6、家务劳动自动化的开始。1922年，电动洗衣机迎来了新的洗涤方式搅拌式。 搅拌式洗衣机是美国mister公司开发的。70年代后期，微机控制的全自动洗衣机引领了新的发展方向，使人耳目一新。90年代，随着电动机速度技术的提高，洗衣机实现了大范围的转速转换和调节，诞生了许多新的水流洗衣机。全自动洗衣机的特征是能自动进行洗涤、漂洗和脱水的转换，在全过程中不需要人手。 这种洗衣机采用套筒式结构，进水，排水采用电磁阀，程序控制器按照人们预先设计的程序不断发出指令，使各执行机构工作，整个洗涤过程自动完成。 使用的程序控制器可以分为电动机驱动式和单片机式.的控制装置。 从控制方式的发展阶段分开来看全自动洗衣机分

7、为两类第一种电动控制洗衣机的程序控制器由电动要素构成。二是电脑控制洗衣机，那个程序控制器由微机组成。 电动控制全自动洗衣机是自古以来就出现的自动控制类家电产品，其产品类型还是传统的机械产品，处于自动控制的初期阶段。 随着计算机和微电子技术的发展，自动控制系统正在实现硬件化. 因此，电动控制洗衣机将退出家电舞台。可编程控制器是数字运算操作的电子系统，专为在工业环境中的应用而设计。 采用可编程存储器，将执行逻辑运算、顺序控制、计时、计数和算术运算等操作的指令存储在内部，通过数字、模拟输入和输出，控制各种类型的机器和生产过程。 可编程控制器及其相关设备，都必须是各种控制系统容易融为一体、容易扩展其功

8、能的原则设计。2全自动洗衣机控制系统整体控制方案不确定2.1整体控制方案的决定2.1.1控制系统的比较PLC系统的特点：1 )可靠性高，PLC作为通用的产业控制器，需要能在各种工作环境下正常工作。 工作对环境要求低，抗外部干扰，平均故障时间长。2 )由于易用性灵活，PLC采用了基本单元的扩张或模块化的结构形式，所以输入输出信号的数量、形式、驱动能力等可根据实际的控制要求进行选择和确定，并且可以根据需要随时更换，近年来，PLC的特殊模块增加了3 )编程简单，PLC的优势主要独特，面向多种工程人员的编程语言，如命令表、梯形图、逻辑功能图、顺序功能图等，程序简洁，适合各种技术人员的传统习惯明确，没有

9、计算机知识的人单片机系统的特点：1 )环境要求，单片机对环境的适应力低，可靠性差。2 )编程比PLC难学习，主要是单片机采用汇编语言或c语言，这些高级语言比PLC语言难学习。3 )功能在使用中只具有必要的功能。 但是结构简单，处理速度快。2.2.2洗衣机的PLC控制系统的概要全自动洗衣机采用PLC控制系统，能大幅度提高工作效率和适应工作环境的能力。 在全自动洗衣机中，洗衣机的洗涤脱水程序以单片机为中心作为控制系统工作。 首先单片机的指令系统比较复杂，制作洗涤、脱水程序比较复杂，其次在设计控制系统的硬件时，如电流保护、电压保护、过载保护、过热保护、欠电压保护等增加了硬件的复杂性， 暗示高故障率增

10、加修理成本，各种控制系统中广泛使用的PLC可以克服单片机的缺点。 这是一个整体的模块，汇集了驱动电路、检测电路和保护电路、通信网络功能。 因此，在运用中，硬件也比较简单，提高了控制系统的可靠性。 此外，编程语言也比较简单。典型的PLC控制系统的硬件结构框图如图1所示图1 PLC控制系统的硬件结构框图2.2.3 PLC的设计步骤开发应用程序PLC的设计任务分为硬件和软件设计。 硬件设计主要是：1 )决定PLC的输入输出点2 )设计包含主电路的外围电路3 )购买PLC，在现场安装配线等内容软件设计主要是通过包括：的梯形和指令程序设计的1 )设计控制流程，根据过程的要求首先描绘工作循环，必要时描绘详

11、细的状态流程图2 )基于动作周期图，用描绘虚拟电路图继电器梯形的梯形来制作指令程序表3系统调试器：可以基于设计请求对程序进行调试和修改，并根据需要修改硬件，直到满足要求计算机控制的全自动洗衣机有程序控制和模糊控制两种不同的控制方式。 根据控制方式不同，两种洗衣机在结构和原理上有很大差异。 程序控制洗衣机基于洗衣机制造商设定的数十种操作程序，使用者可根据洗涤量、布质重量、衣服污垢程度等要素，选择不同的洗涤程序。 程序有很多控制全自动洗衣机的控制按钮，程序的选择需要一定的洗涤经验。模糊控制洗衣机以设置在其内部的各种传感器作为信息收集源，通过模糊逻辑推论传感器返回的洗涤量、衣服的布质、污垢的程度及污

12、垢性质的信息，自动设定对应的洗涤参数，实时检测并控制洗涤的全过程。 模糊控制全自动洗衣机的洗涤按钮只有几个。 从控制类型来说，模糊控制是智能控制，是高自动控制的形式，代表了自动控制的发展方向。 但是，受到自动控制水平的限制，目前的模糊控制洗衣机还不能实现全功能的模糊控制。 另外，由于使用了各种传感器和模糊逻辑控制器，模糊控制洗衣机的成本远远高于程序控制洗衣机。 所以一般不采用。3全自动洗衣机的基本结构3.1全自动洗衣机的原理和结构全自动洗衣机在结构上大致分为波轮式、滚筒式、搅拌式三种类型。 我国洗衣机结构上主要分为波轮式和滚筒式两种，产品类型以波轮式为主，其他类型为辅助。 首先比较一下。滚筒式

13、洗衣机具有如下性能1 )使衣服的纤维更好地软化，减小洗涤中的衣服的损伤和变形，使洗涤后的衣服柔软松软。2 )提高温度清洗可以很好地溶解洗涤剂，加快洗涤剂中弱酸性物质和污垢的化学反应速度，提高洗涤剂中酶的活性，同时降低汗水、血渍、灰尘、油污的附着作用，以相同的清洗比大幅度降低清洗过程对机械力的需求3 )温度高有利于污水在水中的扩散。4 )高温能有效地杀死细菌。没有加温洗涤的波型洗衣机，无论什么水流，为了达到一定的清洗比，都需要足够的机械力，因为机械力给衣服带来了损伤，所以波型洗衣机的磨损率大幅度高于滚筒式洗衣机。各种新水流的基本原理相同，尽可能用混乱的水流减少衣服的缠绕，增大水流的清洗力用于洗涤

14、，与以往依赖于衣服、桶壁和衣服的摩擦方式相比，水流清洗对衣服的损伤小。滚筒式洗衣机具有以下特征。1 )磨损低、不缠绕、机械传动部分简单、可靠性高、寿命长、波形洗衣机。2 )自动化程度高，自动投入洗涤剂、漂白剂等，为质地不同的棉制品、化学纤维制品、羊毛制品设计不同的洗涤过程和洗涤温度，使洗涤科学。 因为具有防皱功能，所以可以把洗好的衣服浸在水里，在晾衣服前晾干，洗好的衣服晾干后，可以马上把洗好的衣服取出来避免起皱。1 )节约水，节约洗涤剂。 滚筒式洗衣机不需要水位高的衣服，所以可以节约水，减少洗涤剂的投入量。2 )高温清洗具有一定的灭菌作用。3 )洗涤过程的噪音小，滚筒式洗衣机为密闭式洗涤，能有

15、效地遮蔽内槽的旋转声和水流声，另外，用脉冲器方式洗涤的水流声，脱水内槽的旋转声不可避免，制动装置和电磁阀的动作声也很大。由于滚筒式洗衣机的价格比波型洗衣机大幅度高，所以波型洗衣机依然很受欢迎。 波型洗衣机的特征：1 )关于水流。 目前波轮式全自动洗衣机出现了新的水流形式。 LG的拳击棒、松下的双瀑布、荣事们的网络水流等都采用了这种水流。2 )程序控制器。 新上市的波轮式全自动洗衣机采用单片机，传统的机械程序控制器基本淘汰。 制造商不同，各种型号的波轮式全自动洗衣机的控制程序也不同。 例如，在模糊控制的洗衣机中，单片机通过收集水位传感器、布量传感器、光传感器的信号和电动机的转速，判断衣服的质量、

16、量、盗窃的程度，自动调整衣服的合理洗涤。3 )不锈钢内桶。 波浪式洗衣机采用不锈钢制的内槽，减小了衣服和内槽壁的摩擦力，减轻了衣服的磨损。4 )同心清洗。 同心清洗是将电机轴和洗涤槽的主轴直接同心安装，直接驱动。 洗涤和脱水时洗涤槽的振动变小，噪音降低。5 )变频式洗衣机可以自动选择不同布料的衣服的不同电动机转速，给不同布料的衣服赋予适当的洗涤强度，在保持洗涤清洁的同时，还能把衣服的磨损抑制到最小限度。 同时脱水、脱水、脱水时，通过缓慢地快速启动，衣物均匀分布在滚筒内，脱水效果高的同时，衣物均匀分布在滚筒周围，因此滚筒的重心落入轴心，可以减小振动，降低噪音，但价格高。波轮式全自动洗衣机通常采用将洗涤(脱水)槽装入桶中的同轴滚筒式的构造，虽然各自的品牌和型号不同，但其构造由洗涤、脱水系统、入水系统、排水系统、电动机和传动系统、电气控制系统和支承机构5的大部分构成