(完整word版)基于PLC洗衣机

<论文）任务书<指导教师填）毕业设计<论文）开题报告<学生填）目录1 引言52 全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定62.1 总体控制方案确定63 全自动洗衣机的基本结构83.1洗涤脱水系统83.2排水和进水系统83.3电动机及传动系统94 电气控制系统94.1 控制系统结构94.2 控制系统原理94.3检测电路系统105 主要器件的选择115.1 电动机的选择115.2 传感器的选择115.3 可编程控制器外部设计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 控制系统顺序功能图156.4 控制系统的梯形图设计166.5 程序语句表18设计体会 (18)7 结束语18致谢19参考文献20引言随着科学技术的和生活水平的提高，科学技术的广泛应用与人们的日常生活当中洗衣服作为一项难于逃避的家务劳动，在洗衣机出现以前，这项劳动充满了艰辛和劳累，每个步骤和过程都是简单的重复，留给人的感受常常是辛苦劳累。

而如今，随着时代的发展，洗衣机的发展也经历了巨大的变化。

无论那种洗衣机，其原理都是通过电动机驱动波轮转动从而产生水流，再有水流几轮波、滚筒产生力来洗涤衣物。

70年代后期，微电脑控制的全自动洗衣机出现引领新的发展方向，让人耳目一新。

90年代，因为电动机调速技术的提高，洗衣机实现了较宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。

全自动洗衣机其特点是能自动完成洗涤，漂洗和脱水的转换，整个过程不需要人工操作，大大的降低了劳动强度。

这类洗衣机均采用套筒式结构，其进水，排水都采用电磁阀，由程序控制器按人们预先设计好的程序不断发出指令，驱动各执行器件动作，整个洗衣过程自动完成。

所用的程序控制器可分为电动机驱动式和单片机式。

这种新型的洗衣机必将在与旧型洗衣机的竞争中表现出巨大的优势，从而无可争议的成为受欢迎的产品。

全自动洗衣机可分为两种：第一种---电动控制洗衣机，它的程序控制器由电动元件组成。

电动控制全自动洗衣机是较早出现的自动控制类家用电器，其产品类型属于传统的机械产品，是自动控制的初级阶段。

随着计算机技术、控制技术、通信技术继电气控制技术、微电子技术的发展，自动控制系统正在逐步实现硬件化。

因此，电动控制洗衣机将逐步退出家电舞台第二种---电脑控制洗衣机，它的控制系统是有微型计算机所控制。

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统, 专为在工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存贮器, 用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令, 并通过数字的、模拟的输入和输出, 控制各种类型的机械或生产过程. 可编程序控制器及其有关设备, 都应按易于与各种控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。

在电脑控制的全自动洗衣机中，又存在着两种不同的控制方式，即程序控制和模糊控制。

因为控制方式的不同，两种洗衣机在结构和原理上都有很大的区别。

程序控制洗衣机以洗衣机生产厂家设定的数十种操作程序为基础，用户在使用时可根据洗衣量，布质的轻重以及衣物的脏污程度性质等因素，选择不同的洗衣程序。

程序控制全自动洗衣机的控制按钮很多，对程序的选择需要有一定的洗衣经验。

模糊控制洗衣机以其内部设置的各种传感器为信息采集源，对传感器传回的洗衣量，衣物布质，脏污程度以及脏污性质信息进行模糊逻辑推理，从而自动设置相应的洗涤参数，并对洗衣的全过程进行实时的检测与控制。

模糊控制全自动洗衣机的洗衣按钮只有很少几个。

从控制类型上来说，模糊控制属于智能控制，是自动控制的较高形式，代表着自动控制的发展方向。

但是，受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上的模糊控制，另外因为使用了各种传感器和模糊逻辑控制器，使模糊控制洗衣机的成本远高于程序控制洗衣机。

故一般不采用。

2 全自动洗衣机的基本结构2.1 全自动洗衣机的基本工作原理自从全自动洗衣机诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进。

设计方法也开始多种多样，从而使全自动洗衣机显得更加智能化。

可编程控制器(PLC>以微处理器为核心，普遍采用依据继电、接触器控制系统电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计，编程容易，功能扩展方便，修改灵活,而且结构简单，抗干扰能力强。

三菱系列可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备更是符合全自动洗衣机控制系统的要求与特点。

本设计选择三菱为核心部件，实现了全自动洗衣机控制系统的自动化。

全自洗衣机的洗衣桶<外桶）和脱水桶<内桶）是以同一心安放的，内桶可以旋转，作为脱水用。

内桶的周围有许多小孔，使内桶和外桶的水流相通，洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。

进水时通过控制系统将进水电磁阀打开，经进水管将水注入到外桶。

排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外。

洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。

脱水时，控制系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。

高、中、低水位控制开关分别用来检测高、中、低水位。

启动按钮用来启动洗衣机工作，停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。

排水按钮用来实现手动排水。

普通洗衣机的工作流程示意图如图1.14根吊杆悬挂在洗衣机箱体上。

电动桶，也称为内桶，它的主要功能是用来盛放衣物，在洗涤或漂洗时配合波轮完成洗涤或漂洗功能，在脱水时便成为离心式的脱水桶。

波轮是全自动洗衣机中对衣物产生机械作用的主要部件。

按波轮的形状来分，基本上有小波轮<直径在160mm左右）的涡卷式水流和大波轮<直径在300mm左右）新水流两类。

在此系统中，用户首先设置参数、按下‘启动’键、注水、洗涤、排水、脱水。

重复以上动作直到规定的次数，当次数达到后，洗衣过程完成，设置的自动报警系统会发出响声，同时电动机停止工作，洗衣过程结束。

如果未经设置而直接按下‘启动’键，则系统按照标准的模式洗涤脱水。

在洗涤、脱水系统过程中，若按下‘暂停’键，则电机停转，电源指示灯闪烁，其他指示灯灭，显示关闭。

当取消‘暂停’时，洗衣机继续暂停前的状态工作。

在洗涤、脱水时，对应的指示灯用2位数码管显示工作时间。

在洗涤脱水系统中，有PLC控制的系统可以实现控制电路对主电路的控制。

当按下启动键后，电动机开始运行，程序在控制系统控制下自动运行。

首先，总开关闭合，控制开关闭合，线圈KM1通电，衔铁吸合，主电路中KM1开关闭合，洗衣机实现正转。

当KM1闭合后，时间继电器闭合，启动通电延时功能，在这里设置好需要的时间如15s,当正转15s后。

开关KT闭合，线圈KM2得电，主电路中开关KM2闭合，从而实现电动机反转，完成洗衣机洗涤系统的反向工作。

2.3排水和进水系统波轮式全自动洗衣机的进排水系统都采用了电磁阀控制。

为了对桶内的水位进行检测和控制，洗衣机上都安装有水位控制器<水位开关）。

波轮式全自动套桶洗衣机使用最多的水位开关是空气压力式开关，主要有气压传感器装置，控制装置及电触点开关3部分组成，用来监视水位的高低。

此外电磁阀分进水和排水电磁阀，进水电磁阀是洗衣机上的自动进水开关，它受水位开关动断触点的控制。

而排水电磁阀是全自动洗衣机上的自动排水装置，同时还起改变离合器工作状态。

进水、排水电磁阀是采用电流流过线圈形成磁场的原理，洗衣机电磁阀在进，排水时使用，220V交流电压与电磁阀线圈接通，形成磁场，电磁线圈吸合。

自动打开阀门，洗衣机里的水就顺着管道流出去了。

断电后，电磁阀线圈失去电流，磁场消失，电磁铁松开，橡胶阀门自动关闭，洗衣机里的水就流不出去了。

PLC投入运行时，系统处于初始状态，启动时进水，水位达到一定高度后，进水停止开始洗涤，一次循环完成后，开始排水，当检测到水位下降到低水位时，开始脱水并继续排水，脱水10s后完成一次进水到脱水的循环。

完成3此循环后，自动报警，之后自动停机。

2.4 电动机及传动系统波轮式全自动套桶洗衣机的电动机及传动系统主要由电动机和离合器组成，离合器又有普通离合器和减速离合器两种。

其中普通离合器用在采用小波轮的套桶洗衣机上，这种洗衣机在洗涤或者漂洗时波轮的转速和脱水时离心桶的转速相同，目前各种大波轮新水流套桶洗衣机普遍采用减速离合器，它在洗涤，漂洗时波轮的转速较慢，而脱水时离心桶的转速较快。

电动机同时作为洗涤和脱水时的动力源，普遍采用主，副绕组完全对称的电容式电动机。

因为一般全自动套桶洗衣机的额定洗涤容量较大，因此电动机的功率较大。

采用减速离合器的全自动套桶洗衣机传动系统的原理如图所示：图3 采用减速离合器的全自动套桶洗衣机传动系统的原理图电动机与固定在离合器下端的大传动带盘之间用V带传动。

经第一级减速后大传动带盘得到150r/min的转速。

当洗衣机处于洗涤或漂洗状态时，再经离合器内部的行星齿轮减速后，使波轮得到175r/min低转速。

此时，洗涤<脱水）桶不动。

当洗衣机处于脱水状态时，离合器输出的是未经减速的850r/min 的高转速，驱动脱水桶和波轮作同步高速运转。

对于使用普通离合器的小波轮套桶洗衣机来说，有区别的仅仅是离合器内部没有行星齿轮减速机构，因此在洗涤或漂洗时其波轮的转速与脱水时的转速时相同的。

4 电气控制系统4.1 控制系统结构波轮式全自动洗衣机的电气控制系统因为洗衣机型号的不同而不尽相同，但电气控制系统主要有程序控制器，电动机，进水电磁阀，排水电磁阀，水位开关，安全开关及各种功能选择开关等组成的，控制的基本原理也都一样。

全自动洗衣机能实现洗衣的自动化，整个洗衣过程都是在程序控制器的“指挥”下进行的。

如把离合器比作全自动套桶洗衣机的心脏，则程序控制器就是全自动洗衣机的“大脑”。

如图所示以程序控制器为核心的波轮式全自动套桶洗衣机控制系统的基本原理方框图。

图4 波轮式全自动套桶洗衣机控制系统的基本原理方框图4.2 控制系统原理程序控制器中存储着多种程序，一旦通过选择开关选好某种程序后，程序控制器便按这种程序自动实施对电动机，进水和排水电磁阀的控制。

安全开关又称为盖开关，在洗衣机运行过程中起安全保护作用，它的功能为：在洗衣机工作时误开盖，安全开关便会切断电动机电源，自动中断程序；在脱水过程中如桶内衣物摆放不均匀而产生大幅度振动时，安全开关自动中断脱水过程，启动蜂鸣器。

按照采用的程序控制器的不同，波轮式全自动套桶洗衣机的电气控制电路可分为电动机驱动式程序控制器和单片机式程序控制器电路。

电动机驱动式程序控制器又称为机械式程序控制器，它具有程序组合量大，工作可靠，抗干扰能力强，而且能直接控制较大电流等优点，单片机程序控制器具有结构紧凑，操作简便，功能齐全，运行可靠等优点。