全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)1.doc

全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制一、控制要求：（1） 按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開(kāi)關(guān)，開(kāi)始進(jìn)水直到高（中、 低）水位，關(guān)水（2）2秒后開(kāi)始洗滌（3）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒（4） 如此循環(huán)5次，總共320秒后開(kāi)始排水，排空后脫水30秒（5） 開(kāi)始清洗，重復(fù)（1）（4），清洗兩遍（6） 清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)（7） 若按下停車按扭，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水（不計(jì)數(shù)）輸入點(diǎn)： 輸出點(diǎn)：?jiǎn)?dòng) 10001 低水位檢測(cè) 10009 啟動(dòng)洗衣機(jī) 00001停止 10002 手動(dòng)排水 10010 進(jìn)水閥 00002高水位 10003 手動(dòng)脫水 10011 正轉(zhuǎn)及脫水 00003中水位 10004 反轉(zhuǎn) 00004低水位 10005 排水 00005排空檢測(cè) 10006 報(bào)警 00006高水位檢測(cè) 10007中水位檢測(cè) 10008二、設(shè)計(jì)與報(bào)告要求1、控制對(duì)象及控制要求分析2、輸入輸出點(diǎn)設(shè)置，IO表繪制3、PLC選型（DVP SX2）及硬件配置4、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，采用AutoCAD繪制圖紙。包括供電/主、控電路/PLC配置/IO接線原理圖紙。5、系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)。完成梯形圖程序設(shè)計(jì)，程序有批注。6、實(shí)驗(yàn)調(diào)試方案設(shè)計(jì)。采用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備（PLC、TP）驗(yàn)證程序設(shè)計(jì)正確性采用硬件按鈕/硬件輸出指示燈和TP中的軟元件模擬系統(tǒng)，搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制功能的要求，并能在模擬的系統(tǒng)中證明控制功能的正確實(shí)現(xiàn)。目 錄摘要31.全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的控制要求分析41.1全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)分析41.2全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的控制要求分析51.3全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的程序設(shè)計(jì)思想71.3.1編程軟件71.3.2程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置72. 輸入輸出點(diǎn)設(shè)置，IO表繪制93. PLC選型（DVP SX2）及硬件配置124. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)144.1主電路圖的設(shè)計(jì)144.2控制電路設(shè)計(jì)155. 系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)165.1啟動(dòng)和水位選擇及水位監(jiān)測(cè)和注水165.2洗衣過(guò)程循環(huán)175.3排水、脫水并重復(fù)注水洗滌過(guò)程185.4清洗完成并報(bào)警195.5停車及手動(dòng)排水或手動(dòng)脫水的選擇19摘要隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，家庭電器全自動(dòng)化成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。全自動(dòng)洗衣機(jī)的生產(chǎn)極大的方便了人們的生活。全自動(dòng)洗衣機(jī)綜合運(yùn)用了大量力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等知識(shí)。洗衣機(jī)的洗滌過(guò)程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機(jī)械作用和洗滌劑的潤(rùn)濕、分散作用下，將污垢拉入水中來(lái)實(shí)現(xiàn)洗凈的目的。本次課程設(shè)計(jì)就PLC在全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)中的應(yīng)用做了詳細(xì)的介紹。實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)由進(jìn)水、洗滌、排水、脫水、報(bào)警到自動(dòng)停止的循環(huán)過(guò)程。設(shè)計(jì)了相應(yīng)的程序，結(jié)合相應(yīng)的硬件系統(tǒng)，并通過(guò)三菱FX2N系列PLC仿真系統(tǒng)模擬出全自動(dòng)洗衣機(jī)的運(yùn)行過(guò)程。關(guān)鍵詞：全自動(dòng)洗衣機(jī) 可編程控制器 控制程序1.全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的控制要求分析1.1全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)分析全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。 圖1-1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖洗衣機(jī)的工作流程由進(jìn)水、洗衣、排水、脫水4個(gè)過(guò)程組成。在半自動(dòng)洗衣機(jī)中，這4個(gè)過(guò)程分別用相應(yīng)的按鈕開(kāi)關(guān)來(lái)控制。全自動(dòng)洗衣機(jī)中，這4個(gè)過(guò)程可做到全自動(dòng)依次運(yùn)行，直至洗衣結(jié)束。全自洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一心安放的，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水用。內(nèi)桶的周圍有許多小孔，使內(nèi)桶和外桶的水流相通，洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來(lái)執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)通過(guò)控制系統(tǒng)將進(jìn)水電磁閥打開(kāi)，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)將排水電磁閥打開(kāi)，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤(pán)的正、反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、中、低水位控制開(kāi)關(guān)分別用來(lái)檢測(cè)高、中、低水位。啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作，停止按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水、脫水。排水按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。1.2全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的控制要求分析全自動(dòng)洗衣機(jī)的單循環(huán)工作流程示意圖如圖1-2所示。開(kāi)始進(jìn)水洗滌排水脫水結(jié)束圖1-2全自動(dòng)洗衣機(jī)的單循環(huán)工作流程示意圖全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求:（1）按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開(kāi)關(guān)，開(kāi)始進(jìn)水直到（高、中、低）水位，關(guān)水；（2）2秒后開(kāi)始洗滌；（3）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒；（4）如此循環(huán)5次，總共320秒后開(kāi)始排水，排空后脫水30秒；（5）開(kāi)始清洗，重復(fù)（1）（4），清洗兩遍；（6）清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)；（7）若按下停車按扭，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水（不計(jì)數(shù)）。1.3全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的程序設(shè)計(jì)思想1.3.1編程軟件用臺(tái)達(dá)公司的WPLsoft2.3進(jìn)行軟件編程。1.3.2程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置（1）正常運(yùn)行流程圖正常運(yùn)行流程圖如圖1-3所示。流程圖描述:按下啟動(dòng)按扭以及水位選擇按鈕，開(kāi)始進(jìn)水。進(jìn)水到規(guī)定高度后停止進(jìn)水，接通電機(jī)正傳，實(shí)現(xiàn)洗滌正轉(zhuǎn)。洗滌正轉(zhuǎn)30S后，停止2秒；反轉(zhuǎn)30S后，停2秒，計(jì)數(shù)器加1,累計(jì)洗滌次數(shù)，若未滿5次則重復(fù)進(jìn)行洗滌，直至洗滌達(dá)到5次，開(kāi)始排水。由于排水，水位降低，當(dāng)水位低于規(guī)定下限水位時(shí)，排空檢測(cè)開(kāi)關(guān)接通，開(kāi)始脫水，脫水30S后，計(jì)數(shù)器加1，脫水停止。然后再返回到進(jìn)水動(dòng)作。重復(fù)上述過(guò)程2次，報(bào)警并停機(jī)。（2）程序的構(gòu)成這個(gè)程序只有自動(dòng)方式。在自動(dòng)方式下，PLC將運(yùn)行已經(jīng)設(shè)置好的程序和參數(shù)（用于全自動(dòng)洗衣機(jī)一切都工作正常的情況下）。（3）程序的下載、安裝和調(diào)試將各個(gè)輸入/輸出端子和實(shí)際控制系統(tǒng)中的按鈕、所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。全自動(dòng)洗衣機(jī)程序是由WPLsoft2.3編程軟件的指令完成。若要修改程序，先將PLC設(shè)定在STOP狀態(tài)下,運(yùn)行編程軟件，打開(kāi)全自動(dòng)洗衣機(jī)程序，即可在線調(diào)試。起動(dòng)停機(jī)報(bào)警脫水2次30S脫水排水洗5次暫停2S30S洗滌反轉(zhuǎn)暫停2S30S洗滌正轉(zhuǎn)停止進(jìn)水進(jìn)水水滿 N Y Y N Y N Y Y N Y NY NY 圖1-3 正常運(yùn)行的流程圖2. 輸入輸出點(diǎn)設(shè)置，IO表繪制2.1數(shù)字量輸入部分全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)、停止、高水位、中水位、低水位、手動(dòng)排水和手動(dòng)脫水按鈕以及高水位、中水位、低水位和排空檢測(cè)開(kāi)關(guān)共11個(gè)輸入點(diǎn)。具體的輸入分配如表2-1所示。 表2-1 輸入地址分配類別元件端子符號(hào)功能作用輸入SB0X0啟動(dòng)按鈕SB1X1高水位選擇按鈕SB2X2中水位選擇按鈕SB3X3低水位選擇按鈕SB4X4高水位監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)SB5X5中水位監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)SB6X6低水位監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)SB7X7停車按鈕SB8X10手動(dòng)排水SB9X11手動(dòng)脫水2.2數(shù)字量輸出部分全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、正/反轉(zhuǎn)洗滌電動(dòng)機(jī)、蜂鳴器、指示燈等。具體的輸出分配如表2-2所示。表2-2 輸出地址分配輸出LED0Y0進(jìn)水口LED1Y1洗滌正轉(zhuǎn)LED2Y2洗滌反轉(zhuǎn)LED3Y3排水口LED4Y4脫水LED5Y5報(bào)警Y6注水控制（內(nèi)部用）2.3定時(shí)器部分具體的定時(shí)器分配如表2-3所示。表2-3 定時(shí)器分配類別器件號(hào)設(shè)定值功能作用定時(shí)器T02S進(jìn)水后暫停時(shí)間T130S正傳洗滌時(shí)間T22S正轉(zhuǎn)暫停時(shí)間T330S反轉(zhuǎn)洗滌時(shí)間T42S反轉(zhuǎn)暫停時(shí)間T530S排水時(shí)間T630S脫水時(shí)間T73S報(bào)警時(shí)間T830S手動(dòng)排水時(shí)間T930S手動(dòng)脫水時(shí)間2.4計(jì)數(shù)器部分具體的計(jì)數(shù)器分配如表2-4所示。表2-4 計(jì)數(shù)器分配計(jì)數(shù)器C05正、反轉(zhuǎn)洗滌循環(huán)次數(shù)C12清洗次數(shù)3. PLC選型（DVP SX2）及硬件配置下圖2-1為DVP-SX2 CPU模塊外形示意圖，我們可以通過(guò)此圖的指示可知道DVP-SX2的基本功能應(yīng)用。圖3-1 DVP-SX2 CPU 模塊外形圖產(chǎn)品特色：主機(jī)點(diǎn)數(shù)：20 (8DI/6DO, 4AI/2AO)最大I/O點(diǎn)數(shù)：494點(diǎn)程序容量：16k Steps通訊端口：內(nèi)置RS-232、RS-485與USB，兼容MODBUS ASCII / RTU通訊協(xié)議?？纱钆?臺(tái)一般特殊擴(kuò)展模塊（模擬量輸入/輸出、溫度量測(cè)、總線模塊、定位模塊），并支持左側(cè)高速模塊擴(kuò)展。內(nèi)置8組高速計(jì)數(shù)器，如表3-1所示：表3-1計(jì)數(shù)器配制一般型硬件高速計(jì)數(shù)器1相11相22相2組數(shù)頻寬組數(shù)頻寬組數(shù)頻寬2/6100kHz/10kHz2100kHz1/315kHz/5kHz下面的表3-2是DVP-SX2 CPU 模塊的I/O配置表3-2 SX2 CPU模塊I/O配制型號(hào)輸入輸出輸入/輸出配置點(diǎn)數(shù)類型點(diǎn)數(shù)類型繼電器型NPN型PNP型20SX211R8直流6繼電器 V0+S/SI0+X0VI0-X1 V1+X2I1+X3VI1-X4V2+X5I2+X6VI2-X7V3+C0I3+Y0VI3+Y1 FEY2VO0IO0C1VO1Y3IO1Y4AGY5V0+S/SI0+X0VI0-X1 V1+X2I1+X3VI1-X4V2+X5I2+X6VI2-X7V3+UPI3+ZPVI3+Y0 FEY1VO0Y2IO0Y3VO1Y4IO1Y5AGV0+S/SI0+X0VI0-X1 V1+X2I1+X3VI1-X4V2+X5I2+X6VI2-X7V3+UPI3+ZPVI3+Y0 FEY1VO0Y2IO0Y3VO1Y4IO1Y5AG20SX211TNPN晶體管20SX211SPNP晶體管SX2-R/T/S 4 模擬輸入 2模擬輸出4. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1主電路圖的設(shè)計(jì)圖4-1 主電路其中KM0、KM1、KM2、KM3、KM4、KM5分別是輸出繼電器的常開(kāi)按鈕，主電路中運(yùn)用一臺(tái)電機(jī)完成洗衣機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、脫水工作，兩個(gè)電磁閥分別在通電的情況下完成向機(jī)內(nèi)進(jìn)水和向機(jī)外排水，另外用一個(gè)指示燈完成報(bào)警工作。PLC是一種用作數(shù)字控制的專用電子計(jì)算機(jī)，它根據(jù)用戶給的指令，通過(guò)輸入接口現(xiàn)場(chǎng)采樣信息執(zhí)行邏輯或數(shù)值運(yùn)算，再通過(guò)輸出接口去控制各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。它主要由CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口模板三部分。它是整體模塊形式，由它作為洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，在硬件設(shè)計(jì)上就相對(duì)簡(jiǎn)單點(diǎn)。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)圖的分析，可知全自動(dòng)洗衣機(jī)的I/O點(diǎn)不多，選擇抵擋的臺(tái)達(dá)DVP-SX2可以完全滿足其要求。 4.2控制電路設(shè)計(jì)圖4-2 控制電路 如圖所示為全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制電路，選用的PLC為DVP-SX2，其中開(kāi)關(guān)X0-X7和X10-X11為觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，按下后即立刻斷開(kāi)。Y0-Y6為六路輸出，分別控制全自動(dòng)控制洗衣機(jī)的進(jìn)水、洗滌正轉(zhuǎn)、洗滌反轉(zhuǎn)、排水、脫水、報(bào)警和注水控制。開(kāi)關(guān)X0為啟動(dòng)按鈕，X1為高水位選擇按鈕，X2為中水位選擇按鈕，X3為低水位選擇按鈕，按下啟動(dòng)按鈕X0后再選擇一個(gè)水位可以讓洗衣機(jī)運(yùn)作起來(lái)。開(kāi)關(guān)X4、X5、X6分別為高水位監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)、中水位監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)、低水位監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)，其受傳感器信號(hào)的控制。開(kāi)關(guān)X7為停車按鈕，X10為手動(dòng)排水按鈕，X11為手動(dòng)脫水按鈕。5. 系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)5.1啟動(dòng)和水位選擇及水位監(jiān)測(cè)和注水圖5-1 啟動(dòng)和水位選擇及水位監(jiān)測(cè)和注水部分程序系統(tǒng)上電后，初始化系統(tǒng)，將各步進(jìn)點(diǎn)清零。按下啟動(dòng)按鈕X0轉(zhuǎn)移到步進(jìn)點(diǎn)S0，此時(shí)通過(guò)X1、X2、X3選擇高、中、低水位；其后Y0有輸出，開(kāi)始注水，同時(shí)水位監(jiān)測(cè)傳感器檢測(cè)水位，到達(dá)指定水位后相應(yīng)的傳感器控制開(kāi)關(guān)動(dòng)作，停止注水。在這一過(guò)程中，同時(shí)輸出Y0從高電平跳變到低電平，產(chǎn)生一個(gè)下降沿信號(hào)，程序跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)S1。5.2洗衣過(guò)程循環(huán)圖5-2 洗衣循環(huán)部分程序 S1得電后，T0延時(shí)兩秒后跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)S2，Y1輸出電機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí)T1延時(shí)30秒后，跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)S3，此時(shí)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，T2延時(shí)兩秒后，跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)S4，S4得電后Y2輸出使電機(jī)反轉(zhuǎn)。此后T3延時(shí)30秒后跳轉(zhuǎn)到S5，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，T4延時(shí)2秒后跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)S2同時(shí)計(jì)數(shù)器C0計(jì)數(shù)一次，如此循環(huán)當(dāng)計(jì)數(shù)器C0計(jì)數(shù)到5次時(shí)跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)S6。5.3排水、脫水并重復(fù)注水洗滌過(guò)程圖5-3排水、脫水并重復(fù)注水洗滌過(guò)程部分程序S6得電后，Y3輸出使洗衣機(jī)開(kāi)始排水，T5延時(shí)30秒，同時(shí)對(duì)計(jì)數(shù)器C0清零。T5延時(shí)30秒后，跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)S7，S7得電后，T6延時(shí)30秒，Y4輸出開(kāi)始脫水，T6延時(shí)30秒后，跳轉(zhuǎn)到S0，同時(shí)計(jì)數(shù)器C1計(jì)數(shù)一次，當(dāng)計(jì)數(shù)器C1計(jì)數(shù)兩次后跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)S8。5.4清洗完成并報(bào)警圖5-4 清洗完成并報(bào)警部分程序S8得電后，Y5輸出報(bào)警，同時(shí)T7延時(shí)3秒后，對(duì)S0到S8清零并跳出步進(jìn)。5.5停車及手動(dòng)排水或手動(dòng)脫水的選擇圖5-5停車及手動(dòng)排水或手動(dòng)脫水部分程序 按下停車按鈕X7后跳轉(zhuǎn)到步進(jìn)點(diǎn)S9，對(duì)S0到S8清零。此時(shí)，如果按下手動(dòng)排水按鈕X10或手動(dòng)脫水按鈕X11，排水輸出Y3或脫水輸出Y4得電使洗衣機(jī)進(jìn)入手動(dòng)排水或手動(dòng)脫水模式。