全自动洗衣机课程设计方案 2.docx

精品名师归纳总结电气掌握与 PLC课程设计题目 : 全自动洗衣机掌握系统设计院系名称：电气工程学院专业班级：同学姓名：学号：指导老师：成果：目录目录指导老师签名：1 系统概述 -日-期-：-12 系统设计方案论证 -12.1 总体方案的确定- 22.1.1 设计方案22.2 方案设计的基本理论依据22.2.1 掌握系统的比较23 硬件设计 -23.1 系统原理方框图43.2 主电路43.3 I/O 安排53.4 I/O 接线图6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.5 元器件选型3.5.1 电动机的选就763.5.2 接触器的挑选-73.5.3 传感器的挑选-73.5.4 按钮的挑选84 软件设计 -84.1 主流程94.2 梯形图115 系统调试 -12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结设计心得参考文献-13-13可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1. 系统概述全自动洗衣机的由内外桶、进水口、启动和停止按钮、掌握器、进水按钮、水位开关、排水口和洗条电机组成。洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安放的，外桶固定，作盛水用。内桶可以旋转，作脱水（甩干）用。内桶的四周有许多小孔，使内、外桶的水流相通。系统结构框图如下：全自动洗衣机的进水和排水分别有进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时， 通过电控系统把进水阀打开，经进水管将水注人外桶，排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水又外桶排到机外。洗衣机正转，反转由洗涤电机驱动波轮正反来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电机带动内桶正转进行甩干。高低水位开关分别用来测高低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作。停止按钮用来实现紧急工况下手动停止进水排水脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。由掌握要求可知，第一接通电源，用户依据衣物的多少及大小进行水位的挑选。再按下启动按钮，开头进水洗涤衣物。使用PLC 掌握时，输入设备主要有启动按钮， 水位挑选按钮（高水位挑选按钮、中水位挑选按钮、低水位挑选按钮），水位开关（高水位开关、中水位开关、低水位开关），排水按钮及脱水按钮等。输出设备主要有进水电磁阀，洗涤电动机正转接触器，洗涤电动机反转接触器，排水电磁阀，脱水可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结离合器及报警蜂鸣器等 .本设计要求：（1）按下启动按钮及水位挑选开关，注水直到高（中、低）水位，关水（2）2s 后开头洗涤（3） 洗涤时，正转 30s，停 2s，然后反转 30s，停 2s（4） 如此循环 5 次，总共 320s 后开头排水，排空后脱水 30s（5） 开头清洗，重复（ 2）（ 5），清洗两遍（6） 清洗完成，报警 3s 并自动停机（7） ）如按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）2方案论证2.1 总体设计方案的确定2.1.1 设计方案采纳 PLC 掌握全自动洗衣机，它具有牢靠性高，操作简洁等许多优点，可以克服单片机指令系统相对复杂、编写程序复杂、需要多种电路爱护装置等缺点。PLC 是一个整体模块，集中了驱动电路、检测电路和爱护电路的功能，硬件和编程也相对简洁。2.2 方案设计的基本理论依据2.2.1 掌握系统的比较1、PLC 系统的特点PLC 作为一种通用的工业掌握器，它具有牢靠性高的特点，能够在各种不同的工作环境中正常工作，对工作环境要求比较低，抗干扰性比较强。编程简洁，PLC掌握系统采纳了特殊的，多种编程语言，如指令表、梯形图、规律功能图等等，程序简洁，能满意不同的人的编程需求。使用便利敏捷，PLC 采纳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，驱动才能等都可以 依据实际掌握要求进行挑选与确定，而且在需要时可以随时更换。2、单片机系统的特点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结单片机对环境的适应才能较低，牢靠性差，单片机采纳汇编语言或者C 语言使得变成比较复杂，难以学习，功能单一，只具有使用中所需要的功能。PLC 即 Programmable logic Controller，可编程规律掌握器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采纳一类可编程的储备器，用于其内部储备程序，执行规律运算，次序掌握，定时，计数与算术操作等面对用户的指令，并通过数字或模拟式输入/ 输出掌握各种类型的机械或生产过程。PLC 在硬件上又基本单元（包含中心处理器单元，储备器，输入输出接口，内部电源） ,I/O 口扩展单元，及外部设备组成。其输入接口电路通常有干接触，直流输入，沟通输入三种形式。输出形式有：继电器输出，晶体管输出和晶闸管输出。PLC 采纳循环扫描的的工作方式，其工作时的扫描过程包括5 个阶段：内部处理， 通信处理，输入扫描，程序执行，输出处理。其中程序执行过程又分为输入采样，程序执行和输出刷新三个主要阶段。应用 PLC 进行掌握，具有以下几个优点： 1牢靠性高，抗干扰才能强。2. 编程简洁，易于实现。3. 功能完善，敏捷便利，4. 体积小，质量轻，功耗低。3. 硬件设计3.1 系统的原理方框图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.2 主电路PLC 掌握主电路图如下图所示：PLC掌握的全自动洗衣机的主电路图此主电路由三相电源、隔离开关QS、熔断器 FU1、接触器 KM1 、KM2 、热继电器 FR 和三相异步电动机 M 共同构成，接触器线圈得电后掌握主触点的接通，实现电动机正反转。熔断器和热继电器分别起到短路爱护和过载爱护功能。3.3 I/O 安排：如下表所示表： I/O 安排可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结输入输出X1启动按钮 SB1Y1进水X2停止按钮 SB2Y2正转洗涤X3高水位指示Y3反转洗涤X4中水位指示Y4排水X5低水位掌握Y5脱水X6排空检测Y6报警器X7高水位监测X10中水位监测X11低水位监测X12手动排水3.4 I/O 接线图 ：如下图所示I/O 接线图3.5 元器件选型3.5.1 电动机的挑选可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结本次设计依据实际生活情形进行，全自动洗衣机用的电容式电机是正、反两个方向工作的，依据家庭电源的情形挑选单相电容式异步电动机，由于全自动洗衣机的脱水桶直径较大，这一偏心要考虑，运算时应以洗涤物可能产生最大偏心为运算依 据。脱水时电机功率比洗涤时要大，在确定电机功率时应以脱水时消耗的功率为依据，也就是说脱水时电机功率就是该洗衣机所确定的电机额定功率。3.5.2 接触器的挑选沟通接触器的挑选主要考虑到主触点的额定电流、额定电压、线圈电压等，主触点额定电流 IN，PN 为被掌握电机额定功率， K 为比例系数，一般取 1.4，UN 为被掌握电动机的额定线电压，沟通接触器主触点额定电压一般按高于电路额定电压来确定，所以，可取 K=1 ，可选施奈德 LC1-D0610M5C 型沟通接触器，额定电压220V，额定电流 6A 。3.5.3 传感器的挑选1、水温传感器的挑选：水温检测可用热敏电阻或MTS102 半导体温度检测器。洗衣机水温一般为 4 40 ,在该温度范畴内 MTS102 线性好,温度敏锐 ,水温检测常选用它。2、水位传感器的挑选：对于PLC 掌握的洗衣机 ,要求水位的检测必需是连续的 , 谐振式水位传感器是利用电磁谐振电路LC 作为传感器的敏锐元件 ,将被测物体的变化转变为 LC 参数的变化 ,最终以频率参数输出。其工作原理是将水位的高低通过导管转换成一个测试内腔气体变化的压力,驱动内腔上方的一块隔膜移动 ,带动隔膜中心的磁芯在某线圈内移动 ,从而线圈电感发生变化。由此引起谐振电路的固有频率随水位变化。故常采纳谐振式水位传感器。3、 浑浊度传感器的挑选：浑浊度传感器主要采纳红外光电传感器。由红外发射管发出肯定强度的红外光 ,红外接收管在溶液的另一侧接收红外线。红外线在溶液中透光性的大小就打算接收方产生光电电流的大小,光电流经整形放大和数据处理后,就可以判定出水的浑浊程度。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结专业班级：电气 F1103同学姓名：张智勇学号：2021129109163.7.4 按钮的挑选指导老师：王艳芳全自动洗衣机的人机接口中有按钮，可挑选施奈德低压凸头按钮，带有指示灯，供电电压为直流 24成V绩。： 按钮型号如下表 3 所示表 3按钮型号可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结按钮类别型 号启动按钮XB2-BW13B1C指导老备师签注名： 日绿期：灯 常开可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结停止按钮XB2-BW14B2C红灯常闭高水位按钮XB2-BW14B1C红灯常开中水位按钮XB2-BW16B1C黄灯常开可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结低水位按钮XB2-BW15B1C 1黄灯 常开可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结排水按钮XB2-BW15B1C黄灯 常开4. 软件设计4.1 主流程全自动洗衣机 PLC掌握程序流程图如下图所示：开头按下启动按钮时开头进水，水满 即水位到达高水位 时停止进水， 2s 后开头正转洗涤。正转洗涤 30s 后暂停，暂停 2s水后位开选始反转洗涤。反转洗涤 30s 后暂停，暂停 2s 后，如正、反洗涤未满 5 次，就返回从正转洗涤开头的动作。 如正、反洗涤满 5 次时，就开头排水。排水水位如启下动降进到水低水位时，开头脱水并连续排水。脱水 30s 即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。如未完成 2 次大循环，就返回从进水开头的全部动作，进行下一次到大达预循设环水。位如完成了 2 次大循环，就进行洗完报警。报警 3s 终止全部过程，自动停机。如按下停止按钮，可以手动排水和手可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结动脱水。4.2 梯形图暂停 2s30s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结暂停 2s反转 30s暂停 2s否是否已洗涤5 次是排水到达水位排水、脱水30s否是否反复洗涤3次可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5. 系统调试连接好 PLC，打开软件，选定合适的通信端口。第一用软件远程使PLC 停止工作， RUN 灯熄灭。然后把编好的程序写入PLC，再用软件启动 PLC，发觉 PLC 的 RUN 指示灯亮，程序运行时，按下启动按钮X1 ，置位状态寄存器 S20，掌握进水阀开头进水。由外部跟定液位信号，比如选定高水位洗涤，就闭合X3,过一会儿再闭合 X7，相当于已达到高水位，从而置位S21， S20自动复位，关闭进水，同时启动 T0 计时器暂停 2s。计时完毕， T0 常开点闭合，置位 S22，洗衣机开头正转， 并开启 T1 计时器计时 30s。计时完毕， T1 常开点闭合，置位 S23，开启暂停 2s 的T2 计时器。计时完毕， T2 常开点闭合，置位S24，掌握电动机反转，同时开启T3 计时器计时 30s。计时完毕， T3 常开点闭合，从而置位S25，开启暂停 2s 计时器T4。计时到时，并启动计时器C0，计数一次，同时返回S22，直到计数器计到 5 次时，即正反转320s 后，置位 S26，开头排水 .当排空后， X11 有信号，从而置位S27,启动脱水，并保持排水，同时开启T5 计时器计时 30s。计时到时， T5 常开点闭合， C1 计数一次，同时返回 S20，直到 C1 计时 3 次时，即反复洗涤三次后， C1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结常开点闭合，置位 S28，开启报警电路，扬声器发出响声提示洗衣完成，同时启动T6 计时器，掌握报警声 3s 后停止，之后返回到 S0,程序停止。在每一步次序运行时，上一步的状态寄存器均自动复位。在程序运行中，闭合X2，各状态寄存器均无信号，通过挑选手动排水和手动 脱水档位，可实现手动排水和手动脱水功能。如要实现轻柔洗功能，需添加X0 作为轻柔洗档位，把 X1 设为标准洗档位，轻柔洗的过程可以通过一些计时器把正反转的时间设定的小一些。编程和上述基本类似。设计心得经过近两周的 PLC 课程设计，我受益匪浅，不仅仅熟识了全自动洗衣机的工作过程，仍进一步的学会和熟识了步进指令。也让我深深的体会到了理论到实际的困难和重要性，虽然全自动洗衣机就在我们身边，我们每天都在用它，开头时我在想设计确定很简洁，由于虽然硬件电路很简洁但软件设计就没那么简洁了。为了更好的把软件程序设计出来可谓吃尽了苦头，懊悔起初没学好，查阅了好多资料，又把所学的指令仔细的学习和熟识了一边。从这次的课程设计中我学到了好多学问，这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论学问是远远不够的， 只有把所学的理论学问与实践相结合起来，才能的到应用。通过这次课程设计，我不单单学会了课本上的学问，更懂得的解决问题的方法，明白了怎样把理论学问怎样运用到实践中去，更懂得了实践中的问题怎样用理论学问去解决。在这次课程设计中同学的帮忙和老师细心指导是不行缺少的，感谢他们的帮忙。也明白了自己的不足，知道了努力的方向，长风波浪会有时，直挂云帆济沧海。信任在同学和老师的帮忙下我以后会做的更好！参 考 文 献1 漆汉宏 PLC 电气掌握技术北京：机械工业出版社2 王兆义小型可编程掌握器有用技术北京：机械工业出版社3 王兆义可编程掌握器教程北京：机械工业出版社4 韩教礼机械电气设计简明手册北京：机械工业出版社5 常晓玲，电气掌握系统与可编程掌握器北京：机械工业出版社。可编辑资料 - - - 欢迎下载