工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精品好資料學(xué)習(xí)推薦電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)題目:工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)院系名稱：自動(dòng)化專業(yè)班級(jí)：自動(dòng)1105班學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：成績(jī)：指導(dǎo)老師簽名： 日期： 目錄1 系統(tǒng)概述31.1工業(yè)洗衣機(jī)的簡(jiǎn)介31.2 PLC的簡(jiǎn)介31.3工業(yè)洗衣機(jī)和PLC的工作原理31.3.1 工業(yè)洗衣機(jī)的工作原理31.3.2 PLC的工作原理42 方案論證52.1 常規(guī)低壓電器的控制系統(tǒng)52.3 PLC的工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)53 硬件設(shè)計(jì)53.1 主電路53.2 I/O分配表63.3 I/O接線圖63.4 元器件選型63.4.1 PLC的選型63.4.2 其他硬件的選擇74 軟件設(shè)計(jì)84.1 主流程圖84.2

2、梯形圖85 系統(tǒng)調(diào)試9設(shè)計(jì)心得10參考文獻(xiàn)10附圖A 狀態(tài)流程圖11附表B 元器件清單121 系統(tǒng)概述凡是工業(yè)控制的地方，就是可編程控制器（PLC）大顯身手的地方。如今，PLC已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)自動(dòng)化。本文利用三菱PLC進(jìn)行工業(yè)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單介紹可編程控制器的基本知識(shí)和應(yīng)用，并重點(diǎn)介紹設(shè)計(jì)的硬件、軟件等方面。1.1 工業(yè)洗衣機(jī)的簡(jiǎn)介早在上個(gè)世紀(jì)初人類就已經(jīng)發(fā)明制造出洗衣機(jī)了，可以說洗衣機(jī)這種產(chǎn)品的發(fā)明創(chuàng)造是工業(yè)發(fā)展的結(jié)晶，給人們的現(xiàn)實(shí)生活帶來了極大的便利。二十一世紀(jì)的今天，對(duì)洗衣機(jī)而言已經(jīng)徹底發(fā)生了巨大的變化，具有多功能的洗衣機(jī)已經(jīng)早在現(xiàn)實(shí)生活中廣泛使用。不僅在洗滌質(zhì)量上有更強(qiáng)的突破，

3、穩(wěn)定性、安全性、性價(jià)比方面與以往普通型洗衣機(jī)相比都實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)的超越。隨著工業(yè)技術(shù)日益成熟，我們利用現(xiàn)有技術(shù)開發(fā)一種具有商業(yè)用途的多功能型工業(yè)大容量洗衣機(jī)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)衣物的大批洗滌。這種洗衣機(jī)可以用于工廠，醫(yī)院，學(xué)校等諸多場(chǎng)合，可以極大地提高洗衣的效率。1.2 PLC的簡(jiǎn)介現(xiàn)代的可編程控制器是以微處理器為基礎(chǔ)的高度集成化的工業(yè)控制裝置，它以極高的可靠性，多種編程語言，靈活的變成方式，豐富的函數(shù)，強(qiáng)大的控制功能，系列的硬件模塊，優(yōu)良的技術(shù)性能，便捷的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，智能的檢測(cè)手段，杰出的網(wǎng)絡(luò)通信能力，良好的兼容性，優(yōu)良的耐惡劣環(huán)境能力成為工業(yè)控制領(lǐng)域中增長(zhǎng)速度最迅猛的工業(yè)控制設(shè)備，能夠勝任大型的集散控制和

4、復(fù)雜的過程控制任務(wù)，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（PLC,CAD/CAM,機(jī)器人）之一，與早期的PLC所代表的含義及擁有的功能已不能同日而語了。1.3工業(yè)洗衣機(jī)和PLC的工作原理1.3.1 工業(yè)洗衣機(jī)的工作原理洗衣機(jī)的進(jìn)水排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥控制。洗滌正傳、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)。脫水時(shí)由脫水離合器合上，排水電磁閥吸合，洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。水位超過上限時(shí)進(jìn)行報(bào)警。洗衣機(jī)在結(jié)構(gòu)上主要有波輪式和滾筒式兩類，本課程設(shè)計(jì)采用的是波輪式。 波輪式洗衣機(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(cè)和控制，洗衣機(jī)上都安裝有水位控制器（水位開關(guān)）。用干簧管式傳感器用來

5、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(chǎng)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(chǎng)，電磁線圈吸合。自動(dòng)打開橡膠閥門，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(chǎng)消失，電磁鐵松開，橡膠閥門自動(dòng)關(guān)閉，洗衣機(jī)里的水就流不出去程序控制器中存儲(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。1.3.2 PLC

6、的工作原理PLC的工作原理與計(jì)算機(jī)的工作原理基本一致。PLC按集中輸入、集中輸出、周期性循環(huán)掃描的方式工作。在這種方式下，PLC從第一條指令開始，在無間斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲(chǔ)的地址號(hào)遞增的順序逐條執(zhí)行，直到程序結(jié)束。然后再?gòu)念^開始掃描，并周而復(fù)始地重復(fù)進(jìn)行。PLC工作時(shí)的掃描過程包括5個(gè)階段：內(nèi)部處理階段、通信處理階段、輸入掃描階段、程序執(zhí)行階段、輸出處理階段。1.4 工業(yè)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)要求 1、按下啟動(dòng)按鈕及水位選擇開關(guān)，注水直到（高、中、低）水位，關(guān)水2、2s后開始洗滌3、洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30s，停2s，然后反轉(zhuǎn)30s，停2s4、如此循環(huán)5次，總共320s后開始排水，排空后脫水30s5

7、、開始清洗，重復(fù)（2）（5），清洗兩遍6、清洗完成，報(bào)警3s并自動(dòng)停機(jī)2方案論證2.1 常規(guī)低壓電器的控制系統(tǒng)采用常規(guī)低壓元器件實(shí)現(xiàn)工業(yè)洗衣機(jī)的控制，成本低，但是接線復(fù)雜，不具有拓展功能。2.2 單片機(jī)控制的工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)單片機(jī)作為一種控制器被廣泛的使用在生活中。使用單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制中心，其硬件電路復(fù)雜，軟件設(shè)計(jì)比較麻煩，另外電壓不穩(wěn)時(shí)容易造成工業(yè)洗衣機(jī)不正常工作。2.3 PLC控制的的工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)可靠性PLC控制的工業(yè)洗衣機(jī)過程開發(fā)簡(jiǎn)單，接線容易，而且抗干擾能力強(qiáng)、高，軟件編寫簡(jiǎn)單，維修方便，具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性。綜上所述，本設(shè)計(jì)選用PLC作為工業(yè)洗衣機(jī)的控制器，實(shí)現(xiàn)控制要求。3硬

8、件設(shè)計(jì)3.1 主電路主電路原理圖如下所示3.2 I/O分配表工業(yè)洗衣機(jī)PLC的I/O分配表如圖表一所示表一 工業(yè)洗衣機(jī)PLC的I/O分配輸入輸出名稱地址名稱地址啟動(dòng)SB1X0進(jìn)水閥YV1Y0普洗SB2X1排水閥YV2Y1強(qiáng)洗SB3X2脫水KM1Y2水位選擇低SA1X3加熱KM2Y3水位選擇中SA2X4報(bào)警Y4水位選擇高SA3X5電機(jī)正轉(zhuǎn)STFY5停止SB0X6電機(jī)反轉(zhuǎn)STRY6高速RHY7中速RMY83.3 I/O接線圖PLC的I/O接線圖如圖所示3.4 元器件選型3.4.1 PLC的選型由控制分析可知，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn)7個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn)9個(gè)?；谏鲜鯬LC的輸入、輸出的特點(diǎn)，在尋求最大限

9、度地滿足被控對(duì)象的控制要求，保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠，另外在經(jīng)濟(jì)適用及維修方面的考慮，選擇FX2N-32MR PLC作為洗衣機(jī)的控制器型號(hào)。3.4.2 其他硬件的選擇 （1）電動(dòng)機(jī)的選擇這里電機(jī)采用上海東德電機(jī)，型號(hào)Y290L-4，輸入額定功率為1.5KW，額定電壓為380V，由計(jì)算得正常使用電流。 （2）組合開關(guān)的選擇組合開關(guān)作為電源系統(tǒng)的總開關(guān)，控制的對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，由于負(fù)載電動(dòng)機(jī)功率分別為1.5KW啟動(dòng)電流較小，一般開關(guān)即可滿足要求。（3） 熱繼電器的選擇脫水，加熱部分由熱繼電器器FR1、實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。選擇型號(hào)為JR16-20/3的熱繼電器。（4） 熔斷器的選擇熔斷器選擇螺旋式的，明顯的

10、優(yōu)點(diǎn)是不用任何工具就可取下或更換熔體。熔斷器熔體額定電流的選定，由于電路中只有一臺(tái)電機(jī)熔斷器額定電流 式中，為電動(dòng)機(jī)額定電流。由計(jì)算式得，所以FU1FU3的額定電流為6A，型號(hào)選為RL6-25（1.5元）； （5）接觸器的選擇交流接觸器，一般有3對(duì)主觸頭，2對(duì)輔助觸頭。其額定電壓應(yīng)大于或等于所控線路的電壓，主觸頭的電流為電動(dòng)機(jī)的額定電流。因此選額定電流為3A的接觸器，型號(hào)為CJ10-10（10A，30元），線圈電壓為220V的交流接觸器。 （6）按鈕的選擇用啟動(dòng)停止和選擇水位按鈕來控制工業(yè)洗衣機(jī)系統(tǒng)。按鈕有常開和常閉觸頭，主要根據(jù)所需要的觸點(diǎn)數(shù)、適用場(chǎng)合及顏色來選擇。一般紅色按鈕表示停止，綠色

11、表示啟動(dòng)，所以選用型號(hào)為L(zhǎng)AY37（1.7）的按鈕。水位按鈕選擇R13-507。4軟件設(shè)計(jì)4.1 主流程圖工業(yè)洗衣機(jī)的主流程圖。4.2 梯形圖5系統(tǒng)調(diào)試按下啟動(dòng)按鈕SB1，X0 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Y1 得電為“1”，進(jìn)水閥打開，開始注水。到高水位檢測(cè)傳感器，使其動(dòng)斷觸點(diǎn)X5斷開，進(jìn)水閥關(guān)閉; 同時(shí)X5動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，計(jì)時(shí)器T0開始通電計(jì)時(shí)，2s 后T0 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Y5得電為“1”，洗衣機(jī)開始正轉(zhuǎn)洗滌；同時(shí)計(jì)時(shí)器T1 得電，30s 后T1 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，Y5斷電，正轉(zhuǎn)洗滌停止。同時(shí)T1 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，計(jì)時(shí)器T2得電，2s后T2動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Y6得電為“1”，洗衣機(jī)開始

12、反轉(zhuǎn)洗滌，同時(shí)計(jì)時(shí)器T3得電，30s后T3動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，T4 得電，2s 后T4 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，計(jì)數(shù)器C0 計(jì)數(shù)1 次; T4 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，計(jì)時(shí)器T0、T1、T2、T3、T4 失電復(fù)位，T4失電后其動(dòng)斷觸點(diǎn)恢復(fù)閉合，T0得電，2s后，Y2得電，開始正轉(zhuǎn)洗滌，如此循環(huán)5次，計(jì)數(shù)器C0計(jì)數(shù)5次后，C1 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Y1 得電為“1”，排水閥打開排水，待排水至低水位檢測(cè)到低位時(shí)，輸入繼電器X3動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，Y1失電為“0”，停止排水，同時(shí)X3 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Y2 得電為“1”，脫水電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，開始脫水，同時(shí)計(jì)時(shí)器T5 得電，30s 后T5 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，Y5 失電為“0”，脫水

13、停止; 同時(shí)T5 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，計(jì)數(shù)器C1計(jì)數(shù)1 次。同時(shí)T5 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，使高水位進(jìn)水閥打開注水，開始第2 次大循環(huán)，第2 次大循環(huán)結(jié)束后，計(jì)數(shù)器C1 動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Y4得電為“1”，報(bào)警器報(bào)警，同時(shí)計(jì)時(shí)器T6 得電，3s 后T6 動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，Y4失電為“0”，報(bào)警停止，自動(dòng)洗衣過程完成。設(shè)計(jì)心得通過本次如何對(duì)工業(yè)洗衣機(jī)進(jìn)行PLC的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加深了對(duì)PLC的指令、定時(shí)器的理解，熟悉了流程圖和電氣原理圖的繪制，熟練了梯形圖的編寫及設(shè)計(jì)的思想，掌握了一般PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟，為以后畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)開始時(shí)，總感覺內(nèi)容繁多，無從下手，有了打退堂鼓的想法，但是根據(jù)老師的設(shè)計(jì)提示，一步一步規(guī)劃好各時(shí)間階段內(nèi)的任務(wù)，就這樣一點(diǎn)一點(diǎn)如期地完成了設(shè)計(jì)要求。但是由于時(shí)間及知識(shí)的不足，附加的功能未完全實(shí)現(xiàn)，比如加熱等。這次課程設(shè)計(jì)是一次很好的思想鍛煉以及對(duì)時(shí)間的規(guī)劃。在設(shè)計(jì)過程中遇到了一些問題，但由于同學(xué)及老師的幫助，設(shè)計(jì)得以按時(shí)完成，在此表示感謝！參考文獻(xiàn)1 任勝杰主編.電氣控制