2022年全自动洗衣机控制系统研究设计.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同学姓名:学号:20214805专业班级:机制 F09指导老师:2021 年 12 月 12 日内容摘要本文介绍了利用西门子系列 PLC对全自动洗衣机掌握系统总体掌握 , 阐述了掌握方案;实现全自动洗衣机掌握系统总体掌握有多种,可以采纳早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路;近年来随着科技的飞速进展,单片机、PLC的应用不断地走向深化,同时带动传统的掌握检测技术的不断更新;本文采纳德国西门子公司生产的S7- 200 型 PLC 作为核心掌握器进行全自动洗衣机掌握系统的设计,并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输
2、入输出端子的安排方案;同时依据全自动洗衣机掌握系统总体掌握要求和特点 , 确定 PLC 的输入输出安排 , 并进行现场调试;关键词:PLC ;全自动洗衣机掌握系统; PLC程序设计欢迎下载精品学习资源目录第 1 章引言 1第 2 章全自动洗衣机掌握系统总体掌握方案确定12.1 总体掌握方案确定 12.1.1 掌握系统方案挑选 12.1.2 洗衣机的 PLC掌握系统概述 2第 3 章全自动洗衣机的基本结构 33.1 全自动洗衣机的原理和构造 33.2 洗涤脱水系统 43.3 排水和进水系统 43.4 电动机及传动系统 5第章电气掌握系统54.1 掌握系统结构 54.2 掌握系统原理 64.3 主
3、电路图 7第 5 章主要器件的挑选 75.1 电动机的挑选 75.2 可编程掌握器外部设计75.2.1 PLC的选型 75.2.2 I/O安排表及接线图 8第 6 章软件设计 106.1 系统的次序功能图设计106.2 全自动洗衣机的掌握要求设计步骤106.2.1 掌握要求 106.2.2 掌握程序的执行过程 106.4 掌握系统的梯形图设计 116.5 语句表 126.6 程序运行 13结论 16设计总结 17欢迎下载精品学习资源谢辞 18参考文献 18欢迎下载精品学习资源第 1 章引言洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电,已经成为人们生活中不行缺少的家用电器;传统的基于继电器的掌握,已经不
4、能满意人们对洗衣机的自动化程度的要求了;洗衣机需要更好地满意人们的需求,必需借助于自动化技术的进展;而随着PLC技术的进展,用 PLC作为掌握器,就能很好地满意全自动洗衣机对自动化的要求,并且掌握方式敏捷多样,掌握模式可以依据不同场合的应用而有所不同;自动化技术的飞速进展使得洗衣机由初始的半自动式洗衣机进展到现在的全自动洗衣机,又正在向智能化洗衣机方向进展;自动洗衣机就是将洗衣的全过程 泡浸- 洗涤- 漂洗- 脱水 预先设定好 N个程序, 洗衣时挑选其中一个程序 , 打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成 , 洗衣完成时由蜂鸣器发出响声;通过 PLC课程设计,进一步把握 PLC的
5、原理和系统设计方法;培育和锤炼应用 PLC的才能;为今后实际应用和设计 PLC系统打下良好的基础;要求明白 PLC掌握系统设计的全过程,熟识 PLC系统设计的相关内容,把握系统的方法和步骤;主要包括:系统工艺过程和掌握要求;系统分析和方案论证、系统功 能图;硬件设计、程序设计;系统的调试步骤和方法;完成一个小型系统上位机和下 位机的设计;第 2 章 全自动洗衣机掌握系统总体掌握方案确定2.1总体掌握方案确定2.1.1 掌握系统方案挑选单片机系统的特点:1) 要求环境,单片机对环境的适应才能较低,牢靠性差;2) 编程和 PLC相比难以学习,主要是单片机采纳汇编语言或者是C语言,这些高级语言和 P
6、LC语言相比,难以学习;3) 功能单一只具有使用中所需要的功能;但是,它结构简洁,处理速度快;PLC系统的特点:1)牢靠性高, PLC作为一种通用的工业掌握器,它必需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,抗外部干扰才能强,平均无故障时间长;2 )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,而欢迎下载精品学习资源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意不同的掌握要求,使 PLC的使用更加敏捷与多变;3 )编程简洁, PLC的优越性主要表达在它采纳了
7、特殊的,多种面对广大工程设计人员的编程语言,如指令表,梯形图,规律功能图,次序功能图等,程序简洁,明白适合各类技术人员的传统习惯,即使是没有运算机学问的人员也很统一把握,特殊是梯形图与规律功能图,形象直观,动态监测成效逼真,且与运算机掌握简洁;因此,选用 PLC作为掌握系统;2.1.2 洗衣机的 PLC掌握系统概述全自动洗衣机采纳 PLC掌握系统将大大提高工作效率,和适应工作环境的才能;在全自动洗衣机中,洗衣机洗涤、脱水程序是由单片机为中心掌握系统工作的;第一 由于单片机的指令系统相对复杂,编写洗涤、脱水程序相对复杂;其次,在设计掌握 系统硬件时要有多种电路爱护装置,如电流爱护、电压爱护、过载
8、爱护、过热爱护 及欠压爱护等等 这样增加了硬件的复杂性,隐含较高的故障率无形地增加了修理成本费用,在各种掌握系统中广泛运用的PLC能克服单片机的缺点;它是整体模块,集中了驱动电路、检测电路和爱护电路以及通讯联网功能;因此在运用中,硬件也相对简 单,提高掌握系统的牢靠性;另外它的编程语言也相对简洁;典型的 PLC掌握系统的硬件组成框图如下列图:欢迎下载精品学习资源图 2-1PLC 掌握系统的硬件组成框图第 3 章 全自动洗衣机的基本结构3.1 全自动洗衣机的原理和构造全自动洗衣机在结构上大致可分为3 中类型,即波轮式,滚筒式和搅拌式;我国的洗衣机在结构上主要有波轮式和滚筒式两类,产品的类型以波轮
9、式为主,其他类型 为辅;第一做一下比较:滚筒式洗衣机具有如下性能:1) 更好的软化衣物纤维,减小洗涤过程中衣物的损耗和变形,并且仍可以使洗后的衣物松软而蓬松;2) 提高温度来洗涤可充分溶解洗衣粉,加快洗衣粉中弱酸性物质与污物的化学反应速度,提高洗衣粉中酶的活性,同时有利于溶解汗渍,血渍,降低灰尘,油污的粘附作用,从而可在同样的洗净比下大幅度降低洗涤过程对机械力的需求;3) 温度高有利于污物在水中的扩散;4) 高温能有效的杀死一些细菌;没有加温的洗涤的波轮式洗衣机无论怎样的水流,要达到肯定的洗净比,都必需有足够的机械力,而机械力对衣物是由损耗的,这就打算了波轮式洗衣机的磨损率大大高于滚筒式洗衣机
10、;各种新水流基本原理是一样的,就是尽量以紊乱的水流减小衣物的缠绕,增大水流的冲刷力以用于洗涤,与以前依靠衣物与桶壁和衣物相互之间的摩擦方式相比,水流冲刷对衣物的损耗较小;滚筒式洗衣机有如下特点:1) 磨损低,没有缠绕,机械传动部分简洁牢靠,寿命长于波轮式洗衣机;2) 自动化程度高,可以自动投放洗衣粉,漂白粉等,为不同质地的棉制品,化纤制品,羊毛制品设计了不同的洗涤程序和洗涤温度,使洗涤更为科学;设有防皱浸泡功能,可将洗好的衣物浸泡在清水里,到晾晒前再甩干,防止衣物甩干后不能准时取出晾晒而起皱;3) 省水,省洗衣粉;滚筒式洗衣机不需要水位高过衣物,从而可节省用水,并可削减洗衣粉的投放量;4) 高
11、温洗涤有肯定的灭菌作用;5) 洗涤过程噪声小,滚筒式洗衣机属封闭式洗涤,可以有效屏蔽内桶转动声和水流声;而波轮式洗涤的水流声,脱水内桶转动声是不行防止的且刹车装置和电磁阀动作声音也很大;欢迎下载精品学习资源由于滚筒式洗衣机的价格大大高于波轮式洗衣机,所以波轮式洗衣机仍旧受到普遍欢迎;波轮式洗衣机的特点:1 水流方面;现在波轮式全自动洗衣机显现了一种新水流的形式;如LG的拳击棒,松下的双瀑布,荣事达的网络水流等都采纳了这种水流;2)程序掌握器;新推出的波轮式全自动洗衣机均采纳单片机程序掌握器,原先的机械式程序掌握器基本上已被剔除;各厂家生产的各种型号的波轮式全自动洗衣机的掌握程序有所不同;如在模
12、糊掌握的洗衣机中,单片机通过采集水位传感器,布量传感器,光传感器的信号以及电动机的转速,判定出衣物的质地,多少,赃物程度,从而自动调整对衣物进行合理的洗涤;3) 不锈钢内桶;波轮式洗衣机采纳了不锈钢内桶,减小衣物和内桶壁摩擦力,从而减轻衣物的磨损;4) 同心洗;同心洗是直接把电动机轴与洗衣桶主轴同心安装,直接驱动;使洗涤和脱水时洗衣桶振动减小,噪声降低;5) 变频波轮式洗衣机可以对不同质地的衣物自动挑选不同的电动机转速,从而给不同质地的衣物以恰当的洗涤强度,在保证洗得洁净的同时,也最大限度地降低衣物的磨损;同时仍可以在脱水甩干时,由慢到快地启动,使衣物在桶内分布匀称,脱水成效好,同时由于衣物匀
13、称分布在洗衣桶的四周,洗衣桶的重心落在轴心上,可以减小振动,降低噪声,但是价格较贵;6 )波轮式全自动洗衣机通常都采纳将洗涤(脱水)桶套装在盛水桶内的同轴套桶式结构,虽然它们各自牌号和型号都不同,但其结构都是由洗涤,脱水系统,进,排水系统,电动机和传动系统,电器掌握系统以及支撑机构5 大部分组成的;支撑机构主要有箱体, , 吊杆及掌握台组成,它除了安装和连接洗衣机的各种零件外仍具有减震防护功能;3.2 洗涤脱水系统它主要有盛水桶,洗涤桶和波轮组成;盛水桶又称为外桶,主要用来盛放洗涤液;盛 水桶固定在钢制底板上,通过 4 根吊杆悬挂在洗衣机箱体上;电动机,离合器,排水阀等部件都装在桶底下面;洗涤
14、桶又称为脱水桶或者离心桶,也称为内桶,它的主要 功能是用来盛放衣物,在洗涤或漂洗时协作波轮完成洗涤或漂洗功能,在脱水时便成 为离心式的脱水桶;波轮是全自动洗衣机中对衣物产生气械作用的主要部件;按波轮 的外形来分,基本上有小波轮(直径在160mm左右)的涡卷式水流和大波轮(直径在300mm左右)新水流两类;3.3 排水和进水系统波轮式全自动洗衣机的进排水系统都采纳了电磁阀掌握;为了对桶内的水位进行欢迎下载精品学习资源检测和掌握,洗衣机上都安装有水位掌握器(水位开关);波轮式全自动套桶洗衣机使用最多的水位开关是空气压力式开关,主要有气压传感器装置,掌握装置及电触点开关 3 部分组成,用来监视水位的
15、高低;此外电磁阀分进水和排水电磁阀,进水电磁阀是洗衣机上的自动进水开关,它受水位开关动断触点的掌握;而排水电磁阀是全自动洗衣机上的自动排水装置,同时仍起转变离合器工作状态;进水、排水电磁阀是采用电流流过线圈形成磁场的原理,洗衣机电磁阀在进,排水时使用,220V 沟通电压与电磁阀线圈接通,形成磁场,电磁线圈吸合;自动打开阀门,洗衣机里的水就顺着管道流出去了;断电后,电磁阀线圈失去电流,磁场消逝,电磁铁松开,阀门自动关闭,洗衣机里的水就流不出去了;3.4 电动机及传动系统波轮式全自动套桶洗衣机的电动机及传动系统主要由电动机和离合器组成,离合器又有一般离合器和减速离合器两种;其中一般离合器用在采纳小
16、波轮的套桶洗衣机上,这种洗衣机在洗涤或者漂洗时波轮的转速和脱水时离心桶的转速相同,目前各种大波轮新水流套桶洗衣机普遍采纳减速离合器,它在洗涤,漂洗时波轮的转速较慢, 而脱水时离心桶的转速较快;电动机同时作为洗涤和脱水时的动力源,普遍采纳主, 副绕组完全对称的电容式电动机;由于一般全自动套桶洗衣机的额定洗涤容量较大, 因此电动机的功率较大;电动机与固定在离合器下端的大传动带盘之间用V 带传动;经第一级减速后大传动带盘得到 150r/min的转速;当洗衣机处于洗涤或漂洗状态时,再经离合器内部的行 星齿轮减速后,使波轮得到 175r/min低转速;此时,洗涤(脱水)桶不动;当洗衣机处于脱水状态时,离
17、合器输出的是未经减速的850r/min 的高转速,驱动脱水桶和波轮作同步高速运转;对于使用一般离合器的小波轮套桶洗衣机来说,有区分的仅仅是离合器内部没有行星齿轮减速机构,因此在洗涤或漂洗时其波轮的转速与脱水时的转速时相同的;第章电气掌握系统4.1 掌握系统结构波轮式全自动洗衣机的电气掌握系统由于洗衣机型号的不同而不尽相同,但电气掌握系统主要有程序掌握器,电动机,进水电磁阀,排水电磁阀,水位开关,安全开关及各种功能挑选开关等组成的,掌握的基本原理也都一样;全自动洗衣机能实现洗衣的自动化,整个洗衣过程都是在程序掌握器的“指挥”下进行的;如把离合器比作全自动套桶洗衣机的心脏,就程序掌握器就是全自动洗
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