全自动洗衣机课程设计.

《课程设计报告》

题目：全自动洗衣机控制系统设计专业：

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

2015 年 1 月 18日

信息与电气工程学院

课程设计任务书

2014—2015学年第一学期

专业：学号：姓名：

课程设计名称：现代控制系统综合课程设计

设计题目：全自动洗衣机控制系统设计

完成期限：自2015 年01 月12 日至2015 年01 月16 日共一周

设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：

一、控制要求

(1)PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好起动，起动时开始进水。

(2)水满（即水位到达高水位）时停止进水并开始洗涤正转。

(3)正洗15s后，暂停，暂停3S后开始洗涤反转，反转15s后暂停，暂停3s。

(4)若正反洗没有满3次，则返回从正洗开始的动作；若正反洗满3次，则开始排水。

(5)水位下降到低水位时开始脱水并继续排水，脱水10s即完成一次从进水到脱水的大

循环过程。

(6)若未完成3次大循环，则进行洗涤报警，报警10s后结束全部过程，自动停机。

二、I/O分配

输入：X0 启动按钮X1 停止按钮

X2 排水按钮X3 高水位开关

X4 低水位开关

输出：Y0 进水电磁阀Y1 电机正转接触器

Y2 电机反转接触器Y3 排水电磁阀

Y4 脱水电磁阀Y5 报警蜂咛器

三、设计要求

1、画出PLC的输入输出设备的接线图；

2、完成梯形图、指令表的程序设计；

3、完成课程设计报告。

摘要

本文介绍了利用三菱FX2N系列PLC对全自动洗衣机控制系统总体控制,阐述了控制方案。实现全自动洗衣机控制系统总体控制有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。本文采用日本三菱公司生产的FX2N-48MR型PLC 作为核心控制器进行全自动洗衣机控制系统的设计，并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。同时根据全自动洗衣机控制系统总体控制要求和特点,确定PLC 的输入输出分配,并进行现场调试

关键词：PLC ；全自动洗衣机控制系统；PLC程序设计

目录

第1章引言 (3)

第2章全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定 (5)

2.1 控制系统方案选择 (5)

2.2 洗衣机的PLC控制系统概述 (5)

2.3 PLC的设计步骤 (5)

第3章主要器件的选择 (6)

3.1 电动机的选择 (6)

3.2 可编程控制器外部设计 (6)

3.2.1 PLC的选型 (6)

3.2.2 I/O分配表及接线图 (7)

第4章软件设计 (9)

4.1 系统的顺序功能图设计 (9)

4.2 全自动洗衣机的控制要求 (9)

4.3控制系统的梯形图设计及程序指令表 (10)

4.4程序语句表 (12)

设计总结 (13)

设计体会 (13)

结束语 (14)

参考文献 (14)

第1章引言

从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，在洗衣机出现以前，这项劳动并不像田园诗描绘的那样充满乐趣、手搓、脚踩、棒击、冲刷、摔打。这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是辛苦劳累。

1874年，“手洗时代”受到了前所未有的挑战——美国人比尔·布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。

1880年，美国又出现了蒸汽洗衣机，蒸汽动力开始取代人力。之后，水力洗衣机，内燃机洗衣机也相继出现。

1911年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机，标志着人类家务劳动自动化的开端。

1922年，电动洗衣机迎来一种崭新的洗衣方式——搅拌式。搅拌式洗衣机由美国玛依塔格公司研制成功。

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，由于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。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。从控制方式的发展阶段上分：

全自动洗衣机可分为两大类：

第一类电动控制洗衣机，它的程序控制器由电动元件组成。

第二类是电脑控制洗衣机，它的程序控制器由微型计算机组成。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，其产品类型还属于传统的机械产品，是自动控制的初级阶段。随着计算机的及微电子技术的发展，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。

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。

第2章全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定

2.1 控制系统方案选择

PLC系统的特点：

1）可靠性高，PLC作为一种通用的工业控制器，它必须能够在各种不同的工作环境中正常工作。对工作的环境要求较低，抗外部干扰能力强，平均无故障时间长。

2）使用方便灵活，PLC采用了基本单元扩展或者是模块化的结构形式，因此，输入/输出信号的数量，形式，驱动能力等都可以根据实际控制要求进行选择与确定，而且在需要时可以随时更换，近年来，PLC的特殊模块增多这些可以满足不同的控制要求，使PLC的使用更加灵活与多变。

3）编程简单，PLC的优越性主要体现在它采用了独特的，多种面向广大工程设计人员的编程语言，如指令表，梯形图，逻辑功能图，顺序功能图等，程序简洁，明了适合各类技术人员的传统习惯，即使是没有计算机知识的人员也很统一掌握，特别是梯形图与逻辑功能图，形象直观，动态监测效果逼真，且与计算机控制容易。

因此，选用PLC作为控制系统。

2.2洗衣机的PLC控制系统概述

全自动洗衣机采用PLC控制系统将大大提高工作效率，和适应工作环境的能力。它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。因此在运用中，硬件也相对简单，提高控制系统的可靠性。另外它的编程语言也相对简单。

典型的PLC控制系统的硬件组成框图如图1所示

2.3 PLC的设计步骤

开发应用PLC 的设计任务分为硬件和软件设计两部分。硬件设计主要包括:

1）确定安排PLC 的输入、输出点;