【正文】 業(yè)設計（論文） IV 畢業(yè)設計（論文）題目： 基于 PLC 的全自動洗衣機控制系統(tǒng)的設計 一、 畢業(yè)設計（論文）內容及要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、達到的指標和應做的實驗等） 1 提供條件： 洗衣 機自動控制原理及 其相關資料，相應軟件條件 2 設計內容與要求 : 1)熟悉 PLC 相關的軟 硬件環(huán)境； 2)基于西門子（三菱） PLC 完成洗衣機自動控制系統(tǒng)設計； 3)相關設計項目的程序，原理圖設計； 4)相關資料的收集及其外文翻譯； 5)完成畢業(yè)論文。全自動洗衣機的產(chǎn)生極大的方便了人們的生活。 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。 該論文就怎樣利用 PLC 來控制全自動洗衣機進行了調查，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。 delay。 因為它是整體模塊，集中了驅動電路、檢測電路和保護電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能，所以 在使用中，硬件相對簡單，編程語言也相對簡單，并且測試容易，維修方便，更可以提高控制系統(tǒng)設計的靈活性及控制系統(tǒng)的可靠性。 世界上第一臺洗衣機 于 1858年誕生， 但這臺洗衣機使用費力，且損傷衣服，因而沒被廣泛使用，但這卻標志了用機器洗衣的 開端。 1910 年，美國試制成功世界上第一臺電動洗衣機 ， 電動洗衣機的問世，標志著人類家務勞動自動化的開端。 70 年代后期，微電腦控制的全自動洗衣機出現(xiàn)引領新的發(fā)展方向，讓人耳目一新。從控制方式的發(fā)展階段上分， 全自動洗衣機可分為兩大類： 第一類：電動控制洗衣機，它的程序控制器由電動元件組成。因此，電動控制洗衣機將逐步退出家電舞臺。 洗衣機產(chǎn)品可以分三類：普通型 、 半自動型和全自動型。 控制方法確定后投入生產(chǎn)要縮短控制系統(tǒng)的設計的時間、調試周期，且要降低成本。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單江蘇科技大學本科畢業(yè)設計 （論文） 2 的改動，也需要花費大量時間及人力和物力去改制、安裝和調試。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。 （ 4） 系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造 ， PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。 本課題研究的主要內容 本課題需研制出可靠性高、易于操作的全自動洗衣機控制方法，該系統(tǒng)采用 PLC控制，主要包括電動機正反轉控制、離合器控制、進排水電磁閥控制、循環(huán)控制、保護和聯(lián)鎖。 （ 3） 對編寫好的編譯程序進行實際調試。 3）編程簡單， PLC 的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在它采用了獨特的，多種面向廣大工程設計人員的編程語言，如 指令表，梯形圖，邏輯功能圖，順序功能圖等，程序簡潔，明了適合各類技術人員的傳統(tǒng)習慣，即使是沒有計算機知識的人員也很統(tǒng)一掌握，特別是梯形圖與邏輯功能圖，形象直觀，動態(tài)監(jiān)測效果逼真，且與計算機控制容易。但是，它結構簡單，處理速度快。 此次全自動洗衣機控制系統(tǒng)設計利用了西門子 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 。 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計 （論文） 6 第三章 硬件電路的設計 PLC 的選擇 I/O 點數(shù)統(tǒng)計 I/O 點數(shù)是 PLC 的一項重要指標。 [該系統(tǒng)有 11 個數(shù)字輸入點 6 個數(shù)字輸出點，具體的輸入輸出見表 31. [7] 表 31 I/O 點數(shù)統(tǒng)計表 輸入點 輸出點 啟動按扭 進水電磁閥 停止按扭 排水電磁閥 水位選擇開關（高水位） 洗滌電動機正轉繼電器 水位選擇開關（中水位） 洗滌電動機反轉繼電器 水位選擇開關（低水位） 脫水桶 手動排水開關 報警器 手動脫水開關 高水位傳感器 中水位傳感器 低水位傳感器 水排空傳感器 I/O 儲存器容量的估算 PLC 常用的內存有 EPROM、 EEPROM 和帶鋰電池供電的 RAM。根據(jù)經(jīng)驗，每個 I/O 點及有關功能元件占用的內存量大致如下： 開關量輸入元件： 10— 20B/點 開關量輸出元件： 5— 10B/點 定時器 /計數(shù)器： 2B/個 模擬量： 100— 150B/個 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計 （論文） 7 通信接口：一個接口一般需要 300B 以上 [8] 根據(jù)上面算出的總字節(jié)數(shù)再考慮增加 25%左右的備用量，就可估算出用戶程序所需的內存容量，從而選擇合適的 PLC 內存。 該控制系統(tǒng) CPU 模塊可采用 CPU224（ AC/DC/繼電器）模塊，它可控制整個系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地進行。 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計 （論文） 8 圖 3 PLC 外部接線圖 PLC 外部接線圖 如圖 22 所示為洗衣機示意圖，在圖中 ST4 為高水位傳感器， ST5 為中水位傳感器， ST6 為低水位傳感器， ST7 位水排盡傳感器，當選擇好水位后， YV1 打開開始 進水，當水位到達相應水位時，相應的傳感器送出 ON 信號否則為 OFF,只有當水上升到與選擇水位相開關一致時， YV1 關閉停止進水，開始洗衣。 表 43 內部地址分配表 定時器 /計時器 對應的作用 T37 進水暫停計時 T38 正洗計時 T39 正洗暫停計時 T40 反轉計時 T41 反轉暫停計時 T42 脫水計時 T43 報警計時 C50 正反洗循環(huán)計數(shù) C51 大循環(huán)計數(shù) 系統(tǒng)流程圖 強制停止流程圖 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計 （論文） 12 圖 4 強制停止流程圖 正常運行流程圖 全自動洗衣機正常運行時即洗衣機按照程序設定依次完成依次 洗衣過程，從選擇水位， 按下啟動按扭，開始進水直到水滿（即水位達到高水位）時停止進水開始洗滌正轉，洗滌時，正轉 30 秒，停兩秒，然后反轉 30 秒，停 2 秒，如此循環(huán) 5 次，總共320 秒開始排水，水位下降到低水位時開始脫水并繼續(xù)排水，脫水 30 秒，開始清洗，重復以上過程，清洗兩遍，清洗完成，報警 3 秒并自動停機。 [11] 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計 （論文） 15 圖 6 PLC控制狀態(tài)流程圖 系統(tǒng)梯形圖 一、梯形圖的特點 梯形圖是 PLC 模擬繼電器控制系統(tǒng)的編程方法。觸點閉合可以使能量流過，直到下一個元件；觸點斷開將阻止能量流過。 觸點：代表邏輯控制條件。能量流到，則該線圈被激勵。 梯形圖中，每個輸出元素可以構成一個梯級。每一個邏輯行起于左母線，然后是觸點的連接，最后終止于繼電器線圈或右母線。 (3) 在每個邏輯行中，串聯(lián)觸點多的支路應放在上方。 (5) 梯形圖中，不允許一個觸點上有雙向“電流”通過。因此，也建議盡可能用輸入設備的常開觸點與 PLC 輸入端連接。其編寫好的程序可通過專用編程線纜下載的 PLC 中運行。 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計 （論文） 20 系統(tǒng)指令語句表 a Network 1 // Network Title // 進水 LD A T43 O O O AN = Network 2 LD O O LD A LD AN C51 OLD ALD O AN AN = = Network 3 // 進水完停 2 秒 LD A LD A OLD LD A OLD A O AN = TON T37, +20 Network 4 // 正轉 LD A T37 LD AN C50 OLD O AN AN = Network 5 LD = TON T38, +300 Network 6 // 正轉完停 2 秒 LD A T38 O AN = TON T39, +20 Network 7 // 反轉 30 秒 LD A T39 O AN AN = Network 8 LD = TON T40, +300 Network 9 // 反轉完停 2 秒 江蘇科技大學本科畢業(yè)設計 （論文） 21 系統(tǒng)指令語句表 b LD A T40 O AN = TON T41, +20 Network 10 // 正反轉小循環(huán) 5 次 LD A T41 O AN AN = Network 11 LD LD CTU C50, +5 Network 12 // 排水 LD A C50 O AN AN = Network 13 LD A O O O AN T42 AN = Network 14 // 脫水 30 秒 LD A O AN AN = Network 15 LD O AN