【正文】 ................................................ 31 系統(tǒng)指令語句表 ............................................................................................ 39 第五章 程序運行過程分析 .................................................................................................... 45 第六章 總結(jié)與展望 ................................................................................................................ 46 總結(jié) .......................................................................................................................... 46 全自動洗衣機的展望 .............................................................................................. 47 參考文獻 .................................................................................................................................. 49 課程設計體會 .......................................................................................................................... 50 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 5 第一章 緒論 課題背景與意義 自 19 世紀中葉，美國人史密斯研制出世界上首臺洗衣機至今，洗衣機的發(fā)展已經(jīng)歷了一個多世紀。 The automatic control。 變頻器 。 關(guān)鍵詞： 可編程序控制器（ PLC） 。對 電磁閥， 按鈕 ,開關(guān)等其它一些輸入 /輸出點進行控制， 從而實現(xiàn)了 洗衣過程的自動化，并實現(xiàn)了多臺控制。 本科生畢業(yè)設計 說明書 （ 畢業(yè) 論文） 題 目： 基于 PLC 的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設計 學生姓名： 學 號： 20 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 電氣 1 班 指導教師： 李授 I 基于 PLC 的全自動洗衣機控制系統(tǒng) 摘要 本文 是 利用可編程控制器 PLC 實現(xiàn)了 對 洗衣機的全自動控制， 且 說明了 PLC 控制的原理方法， 優(yōu)點和特點及控制洗衣機的特色。本文 在介紹 了 洗衣機結(jié)構(gòu)的同時， 又 對全自動洗衣機的控制系統(tǒng)進行 了非常全面 分析， 并在此基礎上提出 基于 PLC 的全自動洗衣機控制方案，且 對 實施 方案進行了論證 ,根據(jù)洗衣機的工作原理 從而 對程序及其流程進行了設計 ,該系統(tǒng) 具有智能化程度高、安全可靠 和運行穩(wěn)定等特點。由于每遍的洗滌、排水、脫水的時間由 PLC 內(nèi)定時器控制，所以只要改變定時器參數(shù)就可以改變相應的控制時間。自動控制 。 洗衣機 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） II PLC in the application of fullautomatic washing machine Abstract This paper is the use of programmable controller PLC realizes the automatic control of the washing machine, but you ask clear the principle of PLC control method, the advantages and characteristics and the control characteristic of the washing machine. This article introduces the structure of the washing machine at the same time, and fully automatic washing machine control system for the very prehensive analysis, and on the basis of fully automatic washing machine control scheme based on PLC is put forward, and the implementation plan, according to the washing machine working principle and application and its process of design, the system has a high intelligent degree, safe and reliable and stable operation, etc. Some of solenoid valves, buttons, switches and other input/output point to control, so as to realize the automation of the washing process, and many sets of control could be achieved. Because every time wash, drainage and dehydration time timer control by PLC, so just change the timer parameters can control time accordingly. Key words: programmable controller (PLC)。 The inverter。 1910 年世界上第一臺電動洗衣機問世，標志著人 類家務勞動自動化的開始。 1937 年世界上第一臺全自動滾筒式洗衣機投放市場。從此，確立了攪拌式、滾筒式和波輪式三種工作方式洗衣機三足鼎立天下的局面。 70 年代，日本生產(chǎn)出波輪式套桶全自動洗衣機。 80 年代后，“模糊控制”開始應用于洗衣機，生產(chǎn)出智能型模糊控制洗衣機，使洗衣機 的功能更加完善，其洗衣程序更隨人意，其使用操作更簡單化。 20 世紀末到 21 世紀初，變頻洗衣機問世，使洗衣機的功能更具人性化，實現(xiàn)了真正意義上的智能化控制。首先由于單片機的指令系統(tǒng)相對復雜，編寫洗滌、脫水程序也相對復雜；其次，在設計控制系統(tǒng)硬件時，要有多種電路保護裝置，如電流保護、電壓保護、過載保護、過熱保護及欠壓保護等 等，這樣不但增加了硬件的復雜性，而且隱含較高的故障率，還無形地增加了維修成本費用。因為它是整體模塊，集中了驅(qū)動電路、檢測電路和保護電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。本文在 PLC 控制系 統(tǒng)設計中，主要增加了水位選擇、工作流程選擇和工作模式 ，并且在電機正反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)速方面運用了西門子 M440 變頻器控制，這樣既提高了系統(tǒng)的穩(wěn) 定性又實現(xiàn)了節(jié)能措施。 采用 PLC 控制 開發(fā)的周期短，開發(fā)成本低，可以直接用于工業(yè)現(xiàn)場控制。 因為它是整體模塊，集中了驅(qū)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。 全自動洗衣機簡介 全自動洗衣機的工作過程一般包括啟動、進水、洗滌、排水和脫水等功能。在實現(xiàn)控制過程中，各種采樣信息都是通過控制中心進行各種判斷、比較和選擇，再經(jīng)信息線路反饋給洗衣機各控制執(zhí)行機構(gòu)，決定洗衣機的工作狀態(tài)。 全自動洗衣機的工作過程包括啟動、進水、浸泡、洗滌、排水和脫水等功能。再經(jīng)信息線路反饋給洗衣機各控制執(zhí)行機構(gòu)，決定洗衣機的工作狀態(tài)。然后依次選擇工作流程、洗衣模式、溫度等，PLC 便通過設定的程序運行， PLC 在系統(tǒng)中是處中心位置，水位開關(guān)是 PLC 的輸入信號控制開關(guān)。其中進水閥和排水閥由 PLC 給定信號來決定其工作狀態(tài)；電機的工作狀態(tài)也由控制中心 PLC 給定信號送給變頻器來決定的，而電機的工作轉(zhuǎn)狀態(tài)直接決定了 洗衣機的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。全自動洗衣機的實物示意圖如下圖 所示。外桶固定，作盛水用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。進水時，通過電控系統(tǒng)使進水閥打開，經(jīng)進水管將水注入到外桶。洗衣機水溫通過調(diào)整蒸汽閥開度來控制，利用熱電偶傳感器檢測水溫，運用 PID 算法保持恒 溫。脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進行甩干。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作。 全自動洗衣機是通過水位開關(guān)與電磁進水閥配合來控制進水、排水以及電機的通斷：從而實現(xiàn)自動控制的。當電磁線圈斷電時，移動鐵芯內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 8 在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片上，并將膜片的中心小孔堵塞，這樣閥門關(guān)閉，水流不通。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔的流通能力，膜片上方壓強迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導通。氣室的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。 進 水 口 啟 動 按 鈕 停 止 按 鈕排 水 按 鈕控 制 器高 水 位 開 關(guān)低 水 位 開 關(guān)排 水 口內(nèi) 桶外 桶波 盤洗 滌 電 機 圖 全自動洗衣機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 全自動洗衣機控制技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 在洗衣機控制方面，在 PLC 問世之前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器占主導地位。為了改變這一現(xiàn)狀， PLC 控制系統(tǒng)產(chǎn)生了。在許多領(lǐng)域都有廣泛的應用。 本文主要的工作 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(zhuǎn)控制、變頻器控制、進排水電磁閥控制、循環(huán)控制、保護和聯(lián)鎖。 （ 2） 控制系統(tǒng)設計。 （ 3） 對編寫好的編譯程序進行實際調(diào)試。對工作的環(huán)境要求較低，抗外部干擾能力強，平均無故障時間長。 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(shù)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。 2）編程和 PLC 相比難以學習，主要是單片機采用匯編語言或者是 C 語言，這些高級語言和 PLC 語言相比，難以學習。 典型的 PLC 控制系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖 ： 內(nèi)蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 11 電 源輸入接口輸出接口通 訊 接 口內(nèi) 部 設 備存 儲 器C P U外 部 輸 入 外 部 輸 出P L C 圖 典型的 PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖 控制系統(tǒng)框圖 此次設計根據(jù)全自動洗衣機的工作原理 , 洗衣機的工作流程由進水，洗衣，排水，和脫水四個過程組成。利用可編程控制器 PLC 實現(xiàn)控制 ,用于說明 PLC 控制 的原理方法 ,特點及工作特色 。 根據(jù)以上要求 PLC的控制系統(tǒng)框圖如下圖 。 對于 PLC控制的洗衣機 ,要求水位的檢測必須是連續(xù)的 ,諧振式水位傳感器是利用電磁諧振電路 LC 作為傳感器的敏感元件 ,將被測物體的變化轉(zhuǎn)變?yōu)?LC 參數(shù)的變化 ,最終以頻率參數(shù)輸出。由此引起諧振電路的固有頻率隨水位變化。 ⑵ 進水閥、排水閥 進水電磁閥是安裝在自動洗衣機上的水源控制開關(guān)。當線圈不通電時，金屬閥芯在彈簧彈力的作用下，將橡皮膜片中心孔緊緊堵住，這時水經(jīng)橡皮膜片上的平衡小孔進入金屬閥芯側(cè)氣室形成水壓，而使橡皮膜壓住出水口，使閥處于關(guān)閉狀態(tài)；當線圈通電時，產(chǎn)生的電磁力克服彈簧力而使金屬閥芯離開橡皮膜，這時膜的中心孔開通，又因中心孔遠大于平衡小孔，因此金屬閥芯側(cè)氣室水壓低 于進水壓力，在該壓力差的作用下，橡皮膜向閥芯方向移動， 打開出水口，進水閥則處于開通狀態(tài)。電磁進水閥起著通、斷水源的作用。當電磁線圈通電后，移動鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔打開，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。 水位開關(guān)實際上是一個壓力開關(guān) ⑶ 去抖開關(guān) 洗衣機工作過程中抖動通常原因 : 洗滌的衣物分布 不 均勻。 ⑷ 報警器 變頻器 本系統(tǒng)采用西門子 M440 變頻器。 M440 變頻器既可用于單機驅(qū)動系統(tǒng)，也可集成到自動化系統(tǒng)中。 M440 變頻器的性能特征： ⑴ 具有矢量控制功能，包括無傳感器矢量控制（ SLVC）和帶編碼器的矢量控 制（ VC）； ⑵ 具有 U/F 控制性能：磁通電流控制（ FCC）改善了動態(tài)響應和電動機的控制特性多內(nèi)蒙古科