【正文】 1 揚州市職業(yè)大學汽車與電氣工程系 畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 作 者 : 學 號： 教研室 : 專 業(yè) : 電氣自動化 題 目 : 基于 PLC的全自動工業(yè)洗衣機系統(tǒng)控制 2 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使 用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手 段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。 作者簽名： 日 期： 3 摘 要 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術水平的提高，工業(yè)電器全自動化成為必然的發(fā)展趨勢。全自動洗衣機的產(chǎn)生極大的方便了人們的生活。 經(jīng)過幾年的平穩(wěn)發(fā)展，國產(chǎn)洗衣機無論在質(zhì)量上還是功能上都和世界領先水平同步。縱觀洗衣機市場，高效節(jié)能、省水、省電、環(huán)保型洗衣機一直在市場上占主導地位。 根據(jù)全自動洗衣機的工作原理 ,利用可編程控制器 PLC實現(xiàn)控制 ,說 明了 PLC控制的原理方法 ,特點及控制洗衣機的特色 。 PLC 的優(yōu)點是：可靠性高，耗電少，適應性強，運行速度快，壽命長等，為了進一步提高全自動洗衣機的功能和性能，避免傳統(tǒng)控制的一些弊端，就提出了用 PLC 來控制全自動洗衣機這個課題。 全自動洗衣機控制系統(tǒng)利用了西門子 S7200系列 PLC的特點 ,對 按鈕 ,電磁閥 ,開關等其他一些輸入 /輸出點進行控制 ,實現(xiàn)了洗衣機洗衣過程的自動化 。 由于每遍的洗滌 ,排水 ,脫水的時間由 PLC 內(nèi)計數(shù)器控制 ,所以只要改變計數(shù)器參數(shù)就可以改變時間 。 可以把上面設定的程序時間定下來 ,作為固定程序使用 ,也 可以根據(jù)衣物的質(zhì)地 ,數(shù)量及油污的程度來編程 。 該論文就怎樣利用 PLC 來控制全自動洗衣機進行了調(diào)查，對其中軟件設計、硬件設計等問題進行了分析和研究，實現(xiàn)了全自動洗衣機的正常運行和強制性停止功能。 關鍵字： PLC、工業(yè)全自動洗衣機、節(jié)能 4 目錄 第一章 項目概述 ..................................................... 1 全自動工業(yè)洗衣 機的介紹 ...................................... 1 第二章 性能指標 ..................................................... 3 全自動工業(yè)洗衣機的主要性能指標 .............................. 3 第三章 設計方案 .................................................... 5 可編程控制器概述 ........................................... 5 ................................. 5 ................................... 6 可編程控制器的組成 ..................................... 7 可編 程控制器的工作原理 ................................ 9 可編程控制器的選擇 .................................... 10 變頻器概述 ................................................ 12 交流電動機轉(zhuǎn)速控制 ................................... 12 異步電動機對供電裝置的要求 ........................... 13 變頻器的控制方式及分類 ............................... 14 變頻器的選擇 .......................................... 14 第四章 設計正文 ................................................... 17 硬件設計 .................................................. 17 元件選型 ............................................. 17 輸入元件 ........................................ 17 輸出元件 ........................................ 18 電動機的選擇 .................................... 18 硬件電路連接圖 ............................................ 20 .......................................... 20 （ PLC 接線圖） .......................... 21 軟件設計 ................................................... 21 洗衣各過程參數(shù)設置 ................................... 22 各子程序介紹 ......................................... 23 第五章 總結(jié) ........................................................ 32 參考文獻 ........................................................... 33 第六章 致謝 ........................................................ 34 ?？飘厴I(yè)設計說明書（論文） 1 第一章 項目概述 全自動工業(yè)洗衣機的介紹 工業(yè)洗衣機主要用于賓館、酒店、學校宿舍等需要洗衣量大、洗衣次數(shù)頻繁的地方，這就要求洗衣機的洗滌效果好、容量大、故障少、可靠性高、壽命長、磨損小、噪聲低、運行平穩(wěn)，正是基于這些要求，工業(yè)洗衣機才首選滾筒式結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代滾筒式洗衣機，一般采用不銹 鋼內(nèi)、外筒密封設計，所以運行時噪聲??；通過內(nèi)筒有規(guī)律的正、反滾動形成的水流沖擊，使水、衣物相互摩擦，這樣柔和的洗滌衣物，使磨損大大降到，而且不會纏繞，可以減小衣物的報廢率，對酒店等節(jié)約成本，具有直接的經(jīng)濟意義。 傳統(tǒng)工業(yè)洗衣機的程序控制器與水位、水溫等控制是分開的，目前已淘汰，隨著計算機技術的發(fā)展，單片機與PLC 已成為洗衣機的主流控制器。單片機就是在一片半導體硅片上集成了微處理器、存儲器和各種 I/O 接口，這一塊集成電路芯片具有一臺微型計算機的屬性。它主要用于測控領域，用以實現(xiàn)各種測試和控制功能。單片機體積 小，集成度高，性能穩(wěn)定，種類多，價格便宜，適合大規(guī)模生產(chǎn)，但是它只能在特定的環(huán)境中使用，無法適應電磁干擾、粉塵惡劣的環(huán)境，另外壽命也不很高，這些特點滿足家用洗衣機（產(chǎn)量多、價格低）的要求，所以市場上家用洗衣機常使用單片機作控制器。變頻洗衣機產(chǎn)品具有節(jié)能、超低噪音、可變水流、高脫水轉(zhuǎn)速等特點，最大的特點就是噪音低，而 PLC 專為工業(yè)環(huán)境應用而設計，它的穩(wěn)定性高，抗干擾性強，壽命長，環(huán)境適應能力強，輸入輸出接口多，雖然其價格比單片機高，但專科畢業(yè)設計說明書（論文） 2 適合工業(yè)洗衣機的需要，再加上工業(yè)洗衣機利潤高，因此現(xiàn)代工業(yè)洗衣機普遍采用 PLC控制。 工業(yè)洗衣機的洗滌工藝一般由正反轉(zhuǎn)洗滌、排水和脫水等幾部分組成，整個洗滌控制的關鍵是低速洗滌時有很平滑的力矩以及脫水時有很高的旋轉(zhuǎn)速度。洗衣機的傳動系統(tǒng)相當復雜，在洗滌和脫水時電機轉(zhuǎn)速相差很大，一般為三相異步電機采用離合器切換運轉(zhuǎn)實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)，而且由于負載很大，為了獲得大的起動轉(zhuǎn)矩要采用串大電阻電機，減速時還另需制動裝置，隨著變頻調(diào)速技術的發(fā)展，這種系統(tǒng)已不合洗衣機的發(fā)展要求。 本設計采用 Siemens S7200 PLC 和 MM440 型變頻器作為工業(yè)洗衣機的控制系統(tǒng)?？删幊炭刂破鞯氖褂锰岣?了系統(tǒng)的抗干擾能力，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；變頻器的使用顯著提高了工業(yè)洗衣機的性能，可用一臺電動機從低速到高速大范圍調(diào)節(jié)，滿足低速洗滌大轉(zhuǎn)矩和高速脫水的要求，且傳動裝置可做得很小，控制性能和操作性能大幅提高。 ?？飘厴I(yè)設計說明書（論文） 3 第二章 性能指標 全自動工業(yè)洗衣機的主要性能指標 洗衣機要完成洗衣工作，除了對一般洗衣過程的人工工作及效能進行模擬之外，還要根據(jù)洗衣機的機械電子性質(zhì)進行有關控制和檢測。首先要求能完成洗衣功能；同時還要根據(jù)用戶的不同需求，設置幾種不同的洗衣程序；還要考慮洗滌時間長短，決定洗滌的強弱情 況。 （ 1）洗滌強度分類：可分為三種弱洗、標準、強洗。由于衣物有臟污程度之分，對于不同的衣物如果還是按同一種強度進行洗滌的話，這樣對不臟的衣物洗滌便浪費電能和時間，而對于太臟的衣物洗滌效果又不佳。所以應就衣物臟污程度洗滌不同的時間。為實現(xiàn)三種輸入，可選用一個單輸入的選擇開關對應三種強度洗滌。 （ 2）三種工作方式：全自動、單漂洗、單脫水、單排水。洗衣機主要用于全自動洗衣，有時人們生活需要如對某些衣物只需脫水等，所以考慮附加一些工作方式。為實現(xiàn)這三種功能，我們選用三個按鈕，當需要那種方式時便按相應按鈕便可。 （ 3）織物類型選擇功能：不同類型的衣物，所能承受的最高溫度不一樣，同時脫水的轉(zhuǎn)速也不一樣，織物纖維分為四種： 1)棉纖維 它由纖維素巨分子相互聯(lián)接而成的束狀物，并相互環(huán)繞成卷曲帶狀，其本身有豐富的毛細管孔道，所以它的吸水性很強，并能在水中膨大，對極性污垢的吸附力較強，對非極性污垢吸附力稍弱。常在高溫下對其洗滌，并且脫水速度高才能脫干。 2)羊毛纖維 羊毛纖維是由羊毛蛋白質(zhì)分子聚結(jié)而成，其表面有一層鱗片緊密覆蓋，可防止污垢的侵入，故較易洗凈。但如果鱗片被破壞時就易污染，這時就不易洗凈，溫度高的話就易使其變形。并 且羊毛纖維吸水性很強，分子之間的引力了比棉纖維大，吸附油污比棉纖維多。羊毛纖維只能在低溫下洗滌。 3)絲纖維 它也是一種蛋白質(zhì)纖維，表面比較光滑，污垢附著較輕，易于濕潤，也易于洗滌。同時脫水也容易，因此常在低溫下洗滌，低速下就能脫干。它與羊毛纖維性質(zhì)類似，可合為一類。 4)化學纖維 它可分為人造纖維（棉纖維相似，但表面光滑，不易沾污，較易洗?？飘厴I(yè)設計說明書（論文） 4 凈）和合成纖維（以石油化工產(chǎn)品為原料制成，疏水性高，所以洗后干燥極快，其表面光滑，不易沾污）兩種，此類衣物，常使用中等溫度下洗滌，脫水也要較高轉(zhuǎn)速才能脫干。 所以衣物大體 可分為四種：純棉類、化纖類、羊毛類、化學纖維類。 洗滌時，先對衣物做好分類，這樣采用不同的洗滌溫度和脫水速度進行針對性地對待，才能在不損傷衣物的情況下，清得更干凈。 （ 4）停止功能：在出現(xiàn)意外或需要停止時，可按停止按鈕停止。用一個按鈕輸入便可。 （ 5）聲光提示功能：對于洗衣的工作狀態(tài)有指示燈提示。同時洗完后應有聲音提示。 專科畢業(yè)設計說明書（論文） 5 第三章 設計方案 可編程控制器概述 可編程控制器簡稱PLC （ Program Logic Control）。國際電工委員會 (IEC)頒布的對 PLC的定義為 ：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應用而設計。它采用可編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出來控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。由此可知， PLC 是專為“工業(yè)環(huán)境下應用而設計”，“易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一體”