2022年全自动洗衣机控制系统研究设计2.docx

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1、精品学习资源机电工程学院课程设计说明书设计题目 :全自动洗衣机掌握系统设计（三）同学姓名：学号：20214805专业班级：机制 F09指导老师：2021 年 12 月 08 日欢迎下载精品学习资源内容摘要本文介绍了采纳可编程掌握器（PLC）作为核心掌握部件来掌握在经过高低水位和强弱洗模式挑选后，洗衣机的进水、洗涤、排水、脱水、报警等的全自动掌握系 统；文章介绍了洗衣机的结构，对全自动洗衣机的掌握系统进行了分析，在此基础上提出了基于 PLC的全自动洗衣机掌握方案，并对方案进行了论证，依据洗衣机的工作原理，设计了流程图及程序梯形图，对按钮及其它一些输入 / 输出点进行掌握，实现了洗衣机洗衣过程的自

2、动化；由于洗涤，排水，脱水的时间均由 PLC内计计时器掌握， 所以只要转变计时器参数就可以转变时间；具有智能化程度高、安全牢靠、便利、灵活等特点；关键词：PLC；全自动洗衣机；按钮欢迎下载精品学习资源目录第 1 章引言 1第 2 章系统总体方案设计 错误！未定义书签；2.1 掌握系统流程图 12.2 系统设计方案 22.3 洗衣机硬件配置及组成原理2.4 PLC 接线图 82.5 程序梯形图 92.6 程序调试 172.7 程序语句表 222结论 28设计总结 29谢辞 30参考文献 31欢迎下载精品学习资源第 1 章引 言全自动洗衣机是将洗衣机的全过程如进水、洗涤、排水、脱水、报警等过程预先

3、写入 N个程序，由程序来掌握洗衣机的进水量、洗涤时间、循环次数、排水、脱水洗涤等，全部工作完成后有蜂鸣器报警提示；依据全自动洗衣机的工作原理，利用可编程掌握器PLC来实现洗涤过程的掌握；全自动洗衣机掌握系统利用西门子S7-200 系列 PLC的特点，对按钮，电磁阀，开关等其他一些输入 / 输出点进行掌握 , 实现了洗衣机洗衣过程的自动化；由于每遍的洗涤，排水，脱水的时间由 PLC内定时器和计数器掌握，所以只要转变定时器和计数器参数就可以转变洗涤时间和循环次数；也可以把上面设定的程序时间定下来，作为固 定程序使用 , 充分表现现代家电品的有用性；在洗衣机掌握方面，在 PLC问世之前，工业掌握领域

4、中是继电器占主导位置；但继电器掌握领域有着特别明显的缺点：体积大、耗电多、牢靠性、寿命短、运行速度 慢、适应性差、特别当生产工艺发生变化时，就必需重新设计、重新安装，造成时间 和资金的严峻铺张；而利用 PLC掌握的优点是：牢靠性高，耗电少，适应性强，运行速度快，寿命长等，为了进一步提高全自动洗衣机的功能和性能，防止传统掌握的一 些弊端，就提出了用 PLC来掌握全自动洗衣机这个课题；第 2 章系统总体方案设计2.1 掌握系统流程图如图 2-1 为全自动洗衣机的洗涤动作程流程图 ,依据掌握流程图并依据设计任务书进行程序的设计；欢迎下载精品学习资源图 2-1 全自动洗衣机的洗涤动作程流程图2.2 系

5、统设计方案通常地，人们采纳洗衣机来洗衣服需要经受洗涤、漂洗、排水、脱水等 4 个环节，而在全自动洗衣机中，这样的一个过程全由 PLC来完成；并且，全自动洗衣机需要其掌握系统足够牢靠，以防止洗衣机轻易显现故障；全自动洗衣机的简洁工作过程如图2.1 所示；其中，洗衣的方式（强洗或是标准）、洗衣中的水位挑选（高水位洗衣、低水位洗衣等）等两个方面需要在人们将衣服放入洗衣机洗衣服之后手动来挑选；并且是必需挑选的洗衣参数；当挑选了一种洗衣参数后，按下启动按钮，洗衣机就会自动完成洗衣服的整个过程；全自动洗衣机系统中， PLC主要完成以下功能： 1检测功能欢迎下载精品学习资源（1） 检测洗衣的方式：强洗或者是

6、弱洗的挑选；（2） 检测洗衣时的水位：高水位或者是低水位的挑选；（3） 检测进水是否到了需要的水位，即进水是否完成；（4） 检测排水是否已经完成；2.掌握功能（1） 掌握进水、洗涤、排水、脱水等洗衣机的动作；（2） 掌握洗涤、脱水等的时间长短；（3） 掌握洗涤的次数；（4） 掌握在洗衣机完成一个动作后到下一个动作的精确转换；（5） 掌握完成洗衣时的信号提示；针对洗涤循环次数的掌握有两种方案可供挑选：方案一、利用计数器来掌握循环次数，每循环一次，计数器加1，达到设定值后执行下一个程序；优缺点：思路简洁，易于懂得，但程序量稍大，易出错；方案二、利用循环程序指令，调用强洗弱洗子程序，循环完成执行下一

7、程序；优缺点：优化程序结构，结构清楚，但在所下载模拟器中无法运行，调试；方案挑选：为加强常用计数器的运用娴熟程度，并依据编者水平和无法调试的详细情形挑选方案一为最终方案；2.3 洗衣机硬件配置及组成原理依据掌握流程图，来实现功能；挑选西门子S7-200 系列 PLC作为此全自动洗衣欢迎下载精品学习资源机的掌握主机；在西门子 S7-200 系列 PLC中又有 CPU22、1CPU22、2CPU22、4欢迎下载精品学习资源CPU22、6 CPU226XM等之分；此全自动洗衣机系统中总共有7 个数字量输入， 10 个数字量输出，共需 17 点 I/O, 依据 I/O 点数及程序容量，挑选了 CPU2

8、24作为其主机；启动按钮用来掌握全自动洗衣机开头工作与否，一般地，在用户在洗衣机内放入衣服，且已经预备好开头洗衣服之后，按下启动按钮，全自动洗衣机开头洗衣；停止按钮用来掌握运行中的全自动洗衣机停止工作与否；在洗衣服的过程中，用户需要停止洗衣机，就可以直接按下停止按钮，洗衣机即会停止工作；高低水位是指洗衣机在洗衣过程中，洗衣机筒内保持的水位高低，一旦挑选了高水位，就在洗衣过程中的水位将保持系统设定下的两个水位中的相对高一点的水位；反之就是低水位；强洗标准洗涤开关用来设置洗衣机洗衣服的模式，当挑选强洗时，洗衣机自动依据强洗模式洗衣服；反之就相反，挑选标准洗模式；需要说明的是，标准模式与强洗模式的

9、挑选必需在用户一开头洗衣之前完成；欢迎下载精品学习资源高水位探测器用来检测洗衣机水位是否已经达到了高水位；采纳数字量输出式水 位探测器这样就可以直接将高水位探测器的输出直接送到PLC主机的数字量输入端口上；低水位探测器用来检测洗衣机水位是否已经达到了低水位；采纳数字量输出式水 位探测器这样就可以直接将低水位探测器的输出直接送到PLC主机的数字量输入端口上；同样零水位探测器用来探测是否将水排干；采纳数字量输出式水位探测器这样就可以直接将零位探测器的输出直接送到PLC主机的数字量输入端口上；进水电磁阀用来掌握洗衣机的进水；当然洗衣机需要外界进水时，PLC主机发出掌握信号，进水电磁阀会打开，水自动从

10、外界送入洗衣机筒内，当水已经达到了设定的水位时， PLC主机发出信号自动关闭进水电磁阀，同时掌握洗衣机进入下一个洗衣步骤；电机正转接触器用于 PLC主机掌握洗衣机电机的正转；可以直接用PLC主机的数字量输出端口来连接电机正转接触器，在洗衣机洗衣服的过程中，电机会正转与反转同时轮番进行；电机反转接触器用于 PLC主机掌握洗衣机电机的反转；可以直接用PLC主机的数字量输出端口来连接电机反转接触器，在洗衣机洗衣服的过程中，电机会正转与反转同时轮番进行；排水电磁阀用于 PLC主机掌握洗衣机机筒内的排放；选用数字式电磁阀，可以直接用 PLC主机的数字量输出端口来连接到排水电磁阀，当洗衣机在完成洗衣或者漂

11、洗后，需要将机筒内的脏水排出机筒，此时，PLC主机发出掌握命令打开排水电磁阀， 进行排水；洗衣机洗衣服的最终一道工序就是对衣服进行脱水，脱水电磁离合器正是用于PLC主机掌握洗衣机进行脱水，脱水需要电机带动机筒旋转，有了电磁离合器后，就可以直接使用 PLC主机的数字量输出端口来掌握电磁离合器，最终达到掌握脱水执行电机的目的；在脱水过程不涉及电机的调速问题，因此，用PLC主机加电磁离合器这样一种比较觉得简洁的方式就可以完成掌握任务；蜂鸣器用来指示洗衣机洗衣过程中的一些声音提示，也采纳电磁阀掌握；对于各个程序中的指示灯也采纳电磁阀进行掌握；全自动洗衣机掌握系统为单机掌握系统；PLC 的输入点，包括启

12、动按钮、停止按钮、高低水位按钮、标准强洗模式按钮、高水位探测器、低水位探测器，零水位探测 器一共 7 点；输出点包括进水电磁阀、电机正转接触器、电机反转接触器、排水离合器、脱水离合器、蜂鸣器接触器和四个指示灯一共10 点；由于点数不多，考虑 20%30%的余量，选用小型 PLC便可实现， 本次设计挑选西门子 S7-200 系列的 CPU224型的 PLC，可以满意使用需求；它的主要特点是：欢迎下载精品学习资源14 输入/10 输出共 24 个数字量 I/O 点；13KB的程序和数据储备空间；6 个独立的 30KHZ的高速计数器， 2 路独立的 20KHZ的高速脉冲输出；具有 PID 掌握器；1

13、 个 RS485通信/ 编程口；具有多点接口 MPI（ Multi Point Interface）通信协议具有点对点接口 PPIPoint to Point Interface通信协议具有自由通信口I/O 端子排可以很简洁地整体拆卸洗衣机的电动机是满意 220V 单相电源的沟通异步电动机，要想转变电动机的旋转方向只需在电路中串联一个电容以转变相位差；，达到掌握电机正反转的目的；如图 2-2 为主电路电机正反转的掌握线路图 2-2电机正反转掌握图中掌握“正转”、“反转”功能为掌握电动机电源方向的两个继电器KM2,KM，3 它们的线圈分别与 PLC的输出端“KM2”“ KM3”相连，受控于 PL

14、C的输欢迎下载精品学习资源启动按钮SB1I0.0启动洗衣机停止按钮SB2I0.1停止洗衣机高低水位挑选按钮SB3I0.2高低水位挑选洗涤模式挑选按钮SB4I0.3洗涤模式挑选高水位探测ST3I0.4高水位检测低水位探测ST2I0.5低水位检测零水位探测ST1I0.6零水位检测出信号；如表 2-1 为全自动洗衣机中 PLC主机的 IO 地址安排；表 2-1全自动洗衣机plc主机的 I/O 地址安排信号名称电路器件地址编号说明输入信号输出信号进水电磁阀YV1Q0.0进水掌握电机正转接触器KM2Q0.1电机正转掌握电机反转接触器KM3Q0.2电机反转掌握排水电磁阀YV2Q0.3排水掌握脱水离合器KM

15、5Q0.4脱水掌握蜂鸣器HAQ0.5声音提示进水指示灯HL1Q0.6进水提示洗涤指示灯HL2Q0.7洗涤提示排水指示灯HL3Q1.0排水提示脱水指示灯HL4Q1.1脱水提示2.4 PLC 接线图依据分 IO 安排及 s7200 的接口设计，如图 2-3 为全自动洗衣机 PLC IO 接线图欢迎下载精品学习资源图 2-3洗衣机 PLC IO 接线图2.5 程序梯形图主程序依据设计要求，主要实现以下几点主要功能，一对于程序的起停掌握，二对于高低水位的挑选，三对于洗涤模式的挑选，四在实现以上要求之后，通过程序的掌握，实现进水，排水，洗涤，脱水四个主要功能，同时达到在各个过程中能够有信号指示灯指示各个

16、工作状态下的信号状态，并且能够在洗涤完成之后达到通过蜂鸣器报警提示的功能 .程序梯形图如图 2-4 所示欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源图 2-4程序梯形图2.6 程序调试在用 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP4 软件编写完程序后点击文件中的导出选项，导出一个 awl 后缀命名的文件，将这个文件在S7_200.exe 模拟调试软件中进行调试， cpu 型号为 cpu224，运行的预期成效为：1. 低水位下的弱洗模式：按下 I0.0和 I0.5后洗涤指示灯

17、 Q0.7 和进水指示灯亮Q0.6 亮；在洗涤过程中正转接触器Q0.1 暂停，反转接触器 Q0.1，暂停四个过程循环运行，而洗涤指示灯 Q0.7 在洗涤工作中始终亮着；待排水终止后按下零水位检测I0.6 （实际工作中会自动闭合）后洗衣机开头脱水，此时洗衣机正转接触器Q0.1 排欢迎下载精品学习资源水离合器 Q0.3 脱水离合器 Q0.4 脱水指示灯 Q1.1 亮；脱水完成后报警蜂鸣器 Q0.5亮；2. 高水位下的弱洗模式：按下启动 I0.0高水位挑选 I0.2高水位检测 I0.4后其余过程及显示情形同低水位下的弱洗模式的情形；3. 低水位下的强洗模式：按下启动 I0.0强洗模式 I0.3低水位

18、检测 I0.5后除工作过程各工步时间连续长短外其余过程及显示情形同低水位下的弱洗模式的情形；4. 高水位下的强洗模式：按下启动 I0.0高水位挑选 I0.2强洗模式 I0.3高水位检测I0.4后其余过程及显示情形同高水位下的强洗模式的情形；详细调试及运行情形见图 2-5 到图 2-13 ；图 2-5进水欢迎下载精品学习资源图 2-6正转图 2-7暂停图 2-8反转图 2-9暂停欢迎下载精品学习资源图 2-10排水图 2-11脱水图 2-12报警欢迎下载精品学习资源图 2-13洗涤完成欢迎下载精品学习资源2.7 程序语句表在用 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP4 软件编写完程序后点

19、击查看菜单下的STL选项直接生成梯形图的语句表；语句表如图2-14 所示；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源图 2-14程序语句表欢迎下载精品学习资源结论此 PLC掌握程序可以实现，洗衣机的进水，排水，分别有进水电磁和排水电磁阀执行；洗涤正转反转由洗涤电机驱动拨盘，正反转来实现；脱水时由脱水电磁离合器合上，排水电磁阀吸合，洗涤电机正转进行甩干；洗涤完成由蜂鸣器报警，洗衣机通过高水位限位检测 ST3，低水位限位检测 ST2，零水位限位检测 ST1，来检测水位的高度位置，水位挑选有一个按钮完成；洗涤方式挑选也哟一个按钮完成，用四个L

20、ED 发光二极管来只是当前的工况状态，等一系列的要求可以实现；本程序设计如对强弱洗循环中掌握相同时间的计时器进行合并就可进一步简化程序；除此之外仍可以用循环指令代替计数器实现循环次数的掌握；设计总结通过这次课程设计不仅使我对于机电传动掌握这门课进行了一次综合性的复习， 同时仍让我学到了很多东西，比如说当自己觉得程序设计的挺好时，可在运行时却发觉运行的结果漏洞百出，自己或没想到或想得太简洁，总是前后不能兼顾；在不断修改完善中运行结果才按要求一一实现；在完成程序设计的同时毫无疑问对于plc 的懂得与以前相比深了很多；有很多细节是在做了之后才会真正的去发觉一些从未留意的东西，比如，在这次的课程设计，

21、我就发觉word 其实并不是像我以前想的那么不人性化，由于自己以前从来没有留意这些细节的内容所以才会以为有那么多的不顺手的 地方；对于这次的课程设计，对于PLC的设计使我对于电路的掌握有了更加详细话的明白，像洗衣机，电梯，各种设备都可以用PLC进行掌握设计，生活中有那么多的电器可以用他它来进行掌握，这让我看到了我们现在学习的东西并非是一无是处，他都 将会在社会中有所作为的；谢辞两周的课程设计也接近了尾声，经过两周的奋战我的设计最终完成了；在没有做plc 课程设计以前觉得课程设计只是对这半年来所学学问的单纯总结，但是通过这次做课程设计发觉自己的看法有点太片面；课程设计不仅是对前面所学学问的一种检

22、 验，而且也是对自己才能的一种提高；通过这次设计使我明白了自己原先学问仍比较欠缺；自己要学习的东西仍太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂， 有点眼高手低；通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积存的过程，在以后的工作、生活中都应当不断的学习，努力提高自己学问和综合素养；在这次课程设计中同学们之间的关系更进一步了，同学之间相互帮忙，有什么不懂的大家在一起商议，听听不同的看法对我们更好的懂得学问，所以在这里特别感谢我的同学冯达 , 段成杰, 温雪峰等的帮忙；欢迎下载精品学习资源在此我要感谢我的指导老师王宗才老师对我们尽心的照料，感谢老师对我们的督促，感谢老师的耐心解答和良好的指导；在

23、设计过程中，我通过查阅大量有关资料， 与同学沟通体会和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少学问，也经受了不少艰辛，但收成同样庞大；在整个设计中我懂得了很多东西，也培育了我独立工作的才能，树立了对自己工作才能的信心，信任会对今后的学习工作生活有特别重要的影响；而且大大提高了动手的才能，使我充分体会到了在制造过程中探究的艰巨和胜利时的欢乐；虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过中所学到的东西是这次课程设计的最大收成和财宝，使我终身受益；参考文献1 王宗才 .机电传动与掌握 .北京 :电子工业出版社 . 2021.2 于庆广 . 可编程掌握器原理及系统设计. 北京 : 清华高校出版社 .200

24、4.3 胡学林 .电气掌握及 PLC. 北京：冶金工业出版社, 1997.4 廖常初 . PLC编程及应用 .北京：机械出版社， 2002.5 罗伟 . 邓木生 .PLC 与电气掌握 . 北京：中国电力出版社，2005.6 马光 . 全自动洗衣机中的传感器J.北京 : 家用电器 ,1999.7 孙振强 . 可编程掌握器原理及应用教程. 北京：清华高校出版社.2003.8 刘子林 . 电机与电气掌握 M. 北京 : 电子工业出版社 ,2003.9 程周 . 电气掌握与 PLC原理及应用 M. 北京: 电子工业出版社 ,2003.10 蒋金周 . 全自动洗衣机的 PC智能掌握 J.机电一体化 ,2004.欢迎下载