全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)plc控制一、控制要求：（1） 按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開關(guān)，開始進(jìn)水直到高（中、 低）水位，關(guān)水（2）2秒后開始洗滌（3）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒（4） 如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒（5） 開始清洗，重復(fù)（1）（4），清洗兩遍（6） 清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)（7） 若按下停車按扭，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水（不計(jì)數(shù)）輸入點(diǎn)： 輸出點(diǎn)：啟動(dòng) 10001 低水位檢測 10009 啟動(dòng)洗衣機(jī) 00001停止 10002 手動(dòng)排水 10010 進(jìn)水閥 00002高水位 10003 手動(dòng)脫水 10011 正轉(zhuǎn)及脫水 0000

2、3中水位 10004 反轉(zhuǎn) 00004低水位 10005 排水 00005排空檢測 10006 報(bào)警 00006高水位檢測 10007中水位檢測 10008二、設(shè)計(jì)與報(bào)告要求1、控制對(duì)象及控制要求分析2、輸入輸出點(diǎn)設(shè)置，io表繪制3、plc選型（dvp sx2）及硬件配置4、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，采用autocad繪制圖紙。包括供電/主、控電路/plc配置/io接線原理圖紙。5、系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)。完成梯形圖程序設(shè)計(jì)，程序有批注。6、實(shí)驗(yàn)調(diào)試方案設(shè)計(jì)。采用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備（plc、tp）驗(yàn)證程序設(shè)計(jì)正確性采用硬件按鈕/硬件輸出指示燈和tp中的軟元件模擬系統(tǒng)，搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制功能的要求，并能在模擬的系統(tǒng)中

3、證明控制功能的正確實(shí)現(xiàn)。目 錄摘要31.全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的控制要求分析41.1全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)分析41.2全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的控制要求分析51.3全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的程序設(shè)計(jì)思想71.3.1編程軟件71.3.2程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置72. 輸入輸出點(diǎn)設(shè)置，io表繪制93. plc選型（dvp sx2）及硬件配置124. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)144.1主電路圖的設(shè)計(jì)144.2控制電路設(shè)計(jì)155. 系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)165.1啟動(dòng)和水位選擇及水位監(jiān)測和注水165.2洗衣過程循環(huán)175.3排水、脫水并重復(fù)注水洗滌過程185.4清洗完成并報(bào)警195.5停車及手動(dòng)排水或手動(dòng)脫水的選擇19摘要隨著社會(huì)的

4、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，家庭電器全自動(dòng)化成為必然的發(fā)展趨勢。全自動(dòng)洗衣機(jī)的生產(chǎn)極大的方便了人們的生活。全自動(dòng)洗衣機(jī)綜合運(yùn)用了大量力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等知識(shí)。洗衣機(jī)的洗滌過程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機(jī)械作用和洗滌劑的潤濕、分散作用下，將污垢拉入水中來實(shí)現(xiàn)洗凈的目的。本次課程設(shè)計(jì)就plc在全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)中的應(yīng)用做了詳細(xì)的介紹。實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)由進(jìn)水、洗滌、排水、脫水、報(bào)警到自動(dòng)停止的循環(huán)過程。設(shè)計(jì)了相應(yīng)的程序，結(jié)合相應(yīng)的硬件系統(tǒng)，并通過三菱fx2n系列plc仿真系統(tǒng)模擬出全自動(dòng)洗衣機(jī)的運(yùn)行過程。關(guān)鍵詞：全自動(dòng)洗衣機(jī) 可編程控制器 控制程序1.全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的控制要求分析1.1全自動(dòng)控

5、制洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)分析全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。 圖1-1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖洗衣機(jī)的工作流程由進(jìn)水、洗衣、排水、脫水4個(gè)過程組成。在半自動(dòng)洗衣機(jī)中，這4個(gè)過程分別用相應(yīng)的按鈕開關(guān)來控制。全自動(dòng)洗衣機(jī)中，這4個(gè)過程可做到全自動(dòng)依次運(yùn)行，直至洗衣結(jié)束。全自洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一心安放的，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水用。內(nèi)桶的周圍有許多小孔，使內(nèi)桶和外桶的水流相通，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)通過控制系統(tǒng)將進(jìn)水電磁閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過控制系統(tǒng)將排水電磁閥打開，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)

6、動(dòng)波盤的正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，控制系統(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、中、低水位控制開關(guān)分別用來檢測高、中、低水位。啟動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作，停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水、脫水。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。1.2全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的控制要求分析全自動(dòng)洗衣機(jī)的單循環(huán)工作流程示意圖如圖1-2所示。開始進(jìn)水洗滌排水脫水結(jié)束圖1-2全自動(dòng)洗衣機(jī)的單循環(huán)工作流程示意圖全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求:（1）按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開關(guān)，開始進(jìn)水直到（高、中、低）水位，關(guān)水；（2）2秒后開始洗滌；（3）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒；（4）如此循環(huán)5次，總共

7、320秒后開始排水，排空后脫水30秒；（5）開始清洗，重復(fù)（1）（4），清洗兩遍；（6）清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)；（7）若按下停車按扭，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水（不計(jì)數(shù)）。1.3全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的程序設(shè)計(jì)思想1.3.1編程軟件用臺(tái)達(dá)公司的wplsoft2.3進(jìn)行軟件編程。1.3.2程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置（1）正常運(yùn)行流程圖正常運(yùn)行流程圖如圖1-3所示。流程圖描述:按下啟動(dòng)按扭以及水位選擇按鈕，開始進(jìn)水。進(jìn)水到規(guī)定高度后停止進(jìn)水，接通電機(jī)正傳，實(shí)現(xiàn)洗滌正轉(zhuǎn)。洗滌正轉(zhuǎn)30s后，停止2秒；反轉(zhuǎn)30s后，停2秒，計(jì)數(shù)器加1,累計(jì)洗滌次數(shù)，若未滿5次則重復(fù)進(jìn)行洗滌，直至洗滌達(dá)到5次，開始

8、排水。由于排水，水位降低，當(dāng)水位低于規(guī)定下限水位時(shí)，排空檢測開關(guān)接通，開始脫水，脫水30s后，計(jì)數(shù)器加1，脫水停止。然后再返回到進(jìn)水動(dòng)作。重復(fù)上述過程2次，報(bào)警并停機(jī)。（2）程序的構(gòu)成這個(gè)程序只有自動(dòng)方式。在自動(dòng)方式下，plc將運(yùn)行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)（用于全自動(dòng)洗衣機(jī)一切都工作正常的情況下）。（3）程序的下載、安裝和調(diào)試將各個(gè)輸入/輸出端子和實(shí)際控制系統(tǒng)中的按鈕、所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。全自動(dòng)洗衣機(jī)程序是由wplsoft2.3編程軟件的指令完成。若要修改程序，先將plc設(shè)定在stop狀態(tài)下,運(yùn)行編程軟件，打開全自動(dòng)洗衣機(jī)程序，即可在線調(diào)試。起動(dòng)停機(jī)報(bào)警脫水2次30s脫水排水洗

9、5次暫停2s30s洗滌反轉(zhuǎn)暫停2s30s洗滌正轉(zhuǎn)停止進(jìn)水進(jìn)水水滿 n y y n y n y y n y ny ny 圖1-3 正常運(yùn)行的流程圖2. 輸入輸出點(diǎn)設(shè)置，io表繪制2.1數(shù)字量輸入部分全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)、停止、高水位、中水位、低水位、手動(dòng)排水和手動(dòng)脫水按鈕以及高水位、中水位、低水位和排空檢測開關(guān)共11個(gè)輸入點(diǎn)。具體的輸入分配如表2-1所示。 表2-1 輸入地址分配類別元件端子符號(hào)功能作用輸入sb0x0啟動(dòng)按鈕sb1x1高水位選擇按鈕sb2x2中水位選擇按鈕sb3x3低水位選擇按鈕sb4x4高水位監(jiān)測開關(guān)sb5x5中水位監(jiān)測開關(guān)sb6x6低水位監(jiān)測開關(guān)sb7x7停車按鈕

10、sb8x10手動(dòng)排水sb9x11手動(dòng)脫水2.2數(shù)字量輸出部分全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、正/反轉(zhuǎn)洗滌電動(dòng)機(jī)、蜂鳴器、指示燈等。具體的輸出分配如表2-2所示。表2-2 輸出地址分配輸出led0y0進(jìn)水口led1y1洗滌正轉(zhuǎn)led2y2洗滌反轉(zhuǎn)led3y3排水口led4y4脫水led5y5報(bào)警y6注水控制（內(nèi)部用）2.3定時(shí)器部分具體的定時(shí)器分配如表2-3所示。表2-3 定時(shí)器分配類別器件號(hào)設(shè)定值功能作用定時(shí)器t02s進(jìn)水后暫停時(shí)間t130s正傳洗滌時(shí)間t22s正轉(zhuǎn)暫停時(shí)間t330s反轉(zhuǎn)洗滌時(shí)間t42s反轉(zhuǎn)暫停時(shí)間t530s排水時(shí)間t630s脫水時(shí)間t73s報(bào)警時(shí)間t8

11、30s手動(dòng)排水時(shí)間t930s手動(dòng)脫水時(shí)間2.4計(jì)數(shù)器部分具體的計(jì)數(shù)器分配如表2-4所示。表2-4 計(jì)數(shù)器分配計(jì)數(shù)器c05正、反轉(zhuǎn)洗滌循環(huán)次數(shù)c12清洗次數(shù)3. plc選型（dvp sx2）及硬件配置下圖2-1為dvp-sx2 cpu模塊外形示意圖，我們可以通過此圖的指示可知道dvp-sx2的基本功能應(yīng)用。圖3-1 dvp-sx2 cpu 模塊外形圖產(chǎn)品特色：主機(jī)點(diǎn)數(shù)：20 (8di/6do, 4ai/2ao)最大i/o點(diǎn)數(shù)：494點(diǎn)程序容量：16k steps通訊端口：內(nèi)置rs-232、rs-485與usb，兼容modbus ascii / rtu通訊協(xié)議?？纱钆?臺(tái)一般特殊擴(kuò)展模塊（模擬量輸

12、入/輸出、溫度量測、總線模塊、定位模塊），并支持左側(cè)高速模塊擴(kuò)展。內(nèi)置8組高速計(jì)數(shù)器，如表3-1所示：表3-1計(jì)數(shù)器配制一般型硬件高速計(jì)數(shù)器1相11相22相2組數(shù)頻寬組數(shù)頻寬組數(shù)頻寬2/6100khz/10khz2100khz1/315khz/5khz下面的表3-2是dvp-sx2 cpu 模塊的i/o配置表3-2 sx2 cpu模塊i/o配制型號(hào)輸入輸出輸入/輸出配置點(diǎn)數(shù)類型點(diǎn)數(shù)類型繼電器型npn型pnp型20sx211r8直流6繼電器 v0+s/si0+x0vi0-x1 v1+x2i1+x3vi1-x4v2+x5i2+x6vi2-x7v3+c0i3+y0vi3+y1 fey2vo0io0c

13、1vo1y3io1y4agy5v0+s/si0+x0vi0-x1 v1+x2i1+x3vi1-x4v2+x5i2+x6vi2-x7v3+upi3+zpvi3+y0 fey1vo0y2io0y3vo1y4io1y5agv0+s/si0+x0vi0-x1 v1+x2i1+x3vi1-x4v2+x5i2+x6vi2-x7v3+upi3+zpvi3+y0 fey1vo0y2io0y3vo1y4io1y5ag20sx211tnpn晶體管20sx211spnp晶體管sx2-r/t/s 4 模擬輸入 2模擬輸出4. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1主電路圖的設(shè)計(jì)圖4-1 主電路其中km0、km1、km2、km3、km4、

14、km5分別是輸出繼電器的常開按鈕，主電路中運(yùn)用一臺(tái)電機(jī)完成洗衣機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、脫水工作，兩個(gè)電磁閥分別在通電的情況下完成向機(jī)內(nèi)進(jìn)水和向機(jī)外排水，另外用一個(gè)指示燈完成報(bào)警工作。plc是一種用作數(shù)字控制的專用電子計(jì)算機(jī)，它根據(jù)用戶給的指令，通過輸入接口現(xiàn)場采樣信息執(zhí)行邏輯或數(shù)值運(yùn)算，再通過輸出接口去控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。它主要由cpu、存儲(chǔ)器、i/o接口模板三部分。它是整體模塊形式，由它作為洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，在硬件設(shè)計(jì)上就相對(duì)簡單點(diǎn)。通過對(duì)結(jié)構(gòu)圖的分析，可知全自動(dòng)洗衣機(jī)的i/o點(diǎn)不多，選擇抵擋的臺(tái)達(dá)dvp-sx2可以完全滿足其要求。 4.2控制電路設(shè)計(jì)圖4-2 控制電路 如圖所示為全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制

15、電路，選用的plc為dvp-sx2，其中開關(guān)x0-x7和x10-x11為觸點(diǎn)開關(guān)，按下后即立刻斷開。y0-y6為六路輸出，分別控制全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的進(jìn)水、洗滌正轉(zhuǎn)、洗滌反轉(zhuǎn)、排水、脫水、報(bào)警和注水控制。開關(guān)x0為啟動(dòng)按鈕，x1為高水位選擇按鈕，x2為中水位選擇按鈕，x3為低水位選擇按鈕，按下啟動(dòng)按鈕x0后再選擇一個(gè)水位可以讓洗衣機(jī)運(yùn)作起來。開關(guān)x4、x5、x6分別為高水位監(jiān)測開關(guān)、中水位監(jiān)測開關(guān)、低水位監(jiān)測開關(guān)，其受傳感器信號(hào)的控制。開關(guān)x7為停車按鈕，x10為手動(dòng)排水按鈕，x11為手動(dòng)脫水按鈕。5. 系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)5.1啟動(dòng)和水位選擇及水位監(jiān)測和注水圖5-1 啟動(dòng)和水位選擇及水位監(jiān)測和注水

16、部分程序系統(tǒng)上電后，初始化系統(tǒng)，將各步進(jìn)點(diǎn)清零。按下啟動(dòng)按鈕x0轉(zhuǎn)移到步進(jìn)點(diǎn)s0，此時(shí)通過x1、x2、x3選擇高、中、低水位；其后y0有輸出，開始注水，同時(shí)水位監(jiān)測傳感器檢測水位，到達(dá)指定水位后相應(yīng)的傳感器控制開關(guān)動(dòng)作，停止注水。在這一過程中，同時(shí)輸出y0從高電平跳變到低電平，產(chǎn)生一個(gè)下降沿信號(hào)，程序跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)s1。5.2洗衣過程循環(huán)圖5-2 洗衣循環(huán)部分程序 s1得電后，t0延時(shí)兩秒后跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)s2，y1輸出電機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí)t1延時(shí)30秒后，跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)s3，此時(shí)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，t2延時(shí)兩秒后，跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)s4，s4得電后y2輸出使電機(jī)反轉(zhuǎn)。此后t3延時(shí)30秒后跳轉(zhuǎn)到s5，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，t4延時(shí)2秒后跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)s2同時(shí)計(jì)數(shù)器c0計(jì)數(shù)一次，如此循環(huán)當(dāng)計(jì)數(shù)器c0計(jì)數(shù)到5次時(shí)跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)s6。5.3排水、脫水并重復(fù)注水洗滌過程圖5-3排水、脫水并重復(fù)注水洗滌過程部分程序s6得電后，y3輸出使洗衣機(jī)開始排水，t5延時(shí)30秒，同時(shí)對(duì)計(jì)數(shù)器c0清零。t5延時(shí)30秒后，跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)s7