全自动洗衣机PLC控制设计毕业设计.docx
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全自动洗衣机PLC控制设计毕业设计
毕业设计
全自动洗衣机PLC控制
一、控制要求:
(1)按下启动按扭及水位选择开关,开始进水直到高(中、低)水位,关水
(2)2秒后开始洗涤
(3)洗涤时,正转30秒,停2秒,然后反转30秒,停2秒
(4)如此循环5次,总共320秒后开始排水,排空后脱水30秒
(5)开始清洗,重复
(1)~(4),清洗两遍
(6)清洗完成,报警3秒并自动停机
(7)若按下停车按扭,可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数)
输入点:
输出点:
启动10001低水位检测10009启动洗衣机00001
停止10002手动排水10010进水阀00002
高水位10003手动脱水10011正转及脱水00003
中水位10004反转00004
低水位10005排水00005
排空检测10006报警00006
高水位检测10007
中水位检测10008
二、设计与报告要求
1、控制对象及控制要求分析
2、输入输出点设置,IO表绘制
3、PLC选型(DVPSX2)及硬件配置
4、系统硬件设计,采用AutoCAD绘制图纸。
包括供电/主、控电路/PLC配置/IO接线原理图纸。
5、系统控制软件设计。
完成梯形图程序设计,程序有批注。
6、实验调试方案设计。
采用实验室设备(PLC、TP)验证程序设计正确性
采用硬件按钮/硬件输出指示灯和TP中的软元件模拟系统,搭建实验系统,实现控制功能的要求,并能在模拟的系统中证明控制功能的正确实现。
目录
摘要3
1.全自动控制洗衣机的控制要求分析4
1.1全自动控制洗衣机的基本结构分析4
1.2全自动控制洗衣机的控制要求分析5
1.3全自动控制洗衣机的程序设计思想7
1.3.1编程软件7
1.3.2程序的流程图、构成和相关设置7
2.输入输出点设置,IO表绘制9
3.PLC选型(DVPSX2)及硬件配置12
4.系统硬件设计14
4.1主电路图的设计14
4.2控制电路设计15
5.系统控制软件设计16
5.1启动和水位选择及水位监测和注水16
5.2洗衣过程循环17
5.3排水、脱水并重复注水洗涤过程18
5.4清洗完成并报警19
5.5停车及手动排水或手动脱水的选择19
摘要
随着社会的经济的发展和科学技术水平的提高,家庭电器全自动化成为必然的发展趋势。
全自动洗衣机的生产极大的方便了人们的生活。
全自动洗衣机综合运用了大量力学、电学、光学等知识。
洗衣机的洗涤过程主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下,将污垢拉入水中来实现洗净的目的。
本次课程设计就PLC在全自动洗衣机的控制系统中的应用做了详细的介绍。
实现洗衣机由进水、洗涤、排水、脱水、报警到自动停止的循环过程。
设计了相应的程序,结合相应的硬件系统,并通过三菱FX2N系列PLC仿真系统模拟出全自动洗衣机的运行过程。
关键词:
全自动洗衣机可编程控制器控制程序
1.全自动控制洗衣机的控制要求分析
1.1全自动控制洗衣机的基本结构分析
全自动洗衣机的基本结构如图1-1所示。
图1-1全自动洗衣机的基本结构图
洗衣机的工作流程由进水、洗衣、排水、脱水4个过程组成。
在半自动洗衣机中,这4个过程分别用相应的按钮开关来控制。
全自动洗衣机中,这4个过程可做到全自动依次运行,直至洗衣结束。
全自洗衣机的洗衣桶(外桶)和脱水桶(内桶)是以同一心安放的,内桶可以旋转,作为脱水用。
内桶的周围有许多小孔,使内桶和外桶的水流相通,洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。
进水时通过控制系统将进水电磁阀打开,经进水管将水注入到外桶。
排水时,通过控制系统将排水电磁阀打开,将水由外桶排到机外。
洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正、反转来实现,此时脱水桶并不旋转。
脱水时,控制系统将离合器合上,由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。
高、中、低水位控制开关分别用来检测高、中、低水位。
启动按钮用来启动洗衣机工作,停止按钮用来实现手动排水、脱水。
排水按钮用来实现手动排水。
1.2全自动控制洗衣机的控制要求分析
全自动洗衣机的单循环工作流程示意图如图1-2所示。
开始
进水
洗涤
排水
脱水
结束
图1-2全自动洗衣机的单循环工作流程示意图
全自动洗衣机控制系统的要求:
(1)按下启动按扭及水位选择开关,开始进水直到(高、中、低)水位,关水;
(2)2秒后开始洗涤;
(3)洗涤时,正转30秒,停2秒,然后反转30秒,停2秒;
(4)如此循环5次,总共320秒后开始排水,排空后脱水30秒;
(5)开始清洗,重复
(1)~(4),清洗两遍;
(6)清洗完成,报警3秒并自动停机;
(7)若按下停车按扭,可手动排水(不脱水)和手动脱水(不计数)。
1.3全自动控制洗衣机的程序设计思想
1.3.1编程软件
用台达公司的WPLsoft2.3进行软件编程。
1.3.2程序的流程图、构成和相关设置
(1)正常运行流程图
正常运行流程图如图1-3所示。
流程图描述:
按下启动按扭以及水位选择按钮,开始进水。
进水到规定高度后停止进水,接通电机正传,实现洗涤正转。
洗涤正转30S后,停止2秒;反转30S后,停2秒,计数器加1,累计洗涤次数,若未满5次则重复进行洗涤,直至洗涤达到5次,开始排水。
由于排水,水位降低,当水位低于规定下限水位时,排空检测开关接通,开始脱水,脱水30S后,计数器加1,脱水停止。
然后再返回到进水动作。
重复上述过程2次,报警并停机。
(2)程序的构成
这个程序只有自动方式。
在自动方式下,PLC将运行已经设置好的程序和参数(用于全自动洗衣机一切都工作正常的情况下)。
(3)程序的下载、安装和调试
将各个输入/输出端子和实际控制系统中的按钮、所需控制设备正确连接,完成硬件的安装。
全自动洗衣机程序是由WPLsoft2.3编程软件的指令完成。
若要修改程序,先将PLC设定在STOP状态下,运行编程软件,打开全自动洗衣机程序,即可在线调试。
起动
停机报警
脱水2次
30S
脱水
排水
洗5次
暂停2S
30S
洗涤反转
暂停2S
30S
洗涤正转
停止进水
进水
水满
N
Y
Y
N
Y
N
Y
Y
N
Y
N
Y
N
Y
图1-3正常运行的流程图
2.输入输出点设置,IO表绘制
2.1数字量输入部分
全自动洗衣机控制系统的输入有启动、停止、高水位、中水位、低水位、手动排水和手动脱水按钮以及高水位、中水位、低水位和排空检测开关共11个输入点。
具体的输入分配如表2-1所示。
表2-1输入地址分配
类别
元件
端子符号
功能作用
输入
SB0
X0
启动按钮
SB1
X1
高水位选择按钮
SB2
X2
中水位选择按钮
SB3
X3
低水位选择按钮
SB4
X4
高水位监测开关
SB5
X5
中水位监测开关
SB6
X6
低水位监测开关
SB7
X7
停车按钮
SB8
X10
手动排水
SB9
X11
手动脱水
2.2数字量输出部分
全自动洗衣机控制系统的外部设备有进水电磁阀、排水电磁阀、正/反转洗涤电动机、蜂鸣器、指示灯等。
具体的输出分配如表2-2所示。
表2-2输出地址分配
输出
LED0
Y0
进水口
LED1
Y1
洗涤正转
LED2
Y2
洗涤反转
LED3
Y3
排水口
LED4
Y4
脱水
LED5
Y5
报警
Y6
注水控制(内部用)
2.3定时器部分
具体的定时器分配如表2-3所示。
表2-3定时器分配
类别
器件号
设定值
功能作用
定时器
T0
2S
进水后暂停时间
T1
30S
正传洗涤时间
T2
2S
正转暂停时间
T3
30S
反转洗涤时间
T4
2S
反转暂停时间
T5
30S
排水时间
T6
30S
脱水时间
T7
3S
报警时间
T8
30S
手动排水时间
T9
30S
手动脱水时间
2.4计数器部分
具体的计数器分配如表2-4所示。
表2-4计数器分配
计数器
C0
5
正、反转洗涤循环次数
C1
2
清洗次数
3.PLC选型(DVPSX2)及硬件配置
下图2-1为DVP-SX2CPU模块外形示意图,我们可以通过此图的指示可知道DVP-SX2的基本功能应用。
图3-1DVP-SX2CPU模块外形图
产品特色:
主机点数:
20(8DI/6DO,4AI/2AO)
最大I/O点数:
494点
程序容量:
16kSteps
通讯端口:
内置RS-232、RS-485与USB,兼容MODBUSASCII/RTU通讯协议。
可搭配8台一般特殊扩展模块(模拟量输入/输出、温度量测、总线模块、定位模块),并支持左侧高速模块扩展。
内置8组高速计数器,如表3-1所示:
表3-1计数器配制
一般型
硬件高速计数器
1相1
1相2
2相2
组数
频宽
组数
频宽
组数
频宽
2/6
100kHz/10kHz
2
100kHz
1/3
15kHz/5kHz
下面的表3-2是DVP-SX2CPU模块的I/O配置
表3-2SX2CPU模块I/O配制
型号
输入
输出
输入/输出配置
点数
类型
点数
类型
继电器型
NPN型
PNP型
20SX211R
8
直流
6
继电器
V0+
S/S
I0+
X0
VI0-
X1
V1+
X2
I1+
X3
VI1-
X4
V2+
X5
I2+
X6
VI2-
X7
V3+
C0
I3+
Y0
VI3+
Y1
FE
Y2
VO0
IO0
C1
VO1
Y3
IO1
Y4
AG
Y5
V0+
S/S
I0+
X0
VI0-
X1
V1+
X2
I1+
X3
VI1-
X4
V2+
X5
I2+
X6
VI2-
X7
V3+
UP
I3+
ZP
VI3+
Y0
FE
Y1
VO0
Y2
IO0
Y3
VO1
Y4
IO1
Y5
AG
V0+
S/S
I0+
X0
VI0-
X1
V1+
X2
I1+
X3
VI1-
X4
V2+
X5
I2+
X6
VI2-
X7
V3+
UP
I3+
ZP
VI3+
Y0
FE
Y1
VO0
Y2
IO0
Y3
VO1
Y4
IO1
Y5
AG
20SX211T
NPN晶体管
20SX211S
PNP晶体管
SX2-R/T/S
4
模拟输入
2
模拟输出
4.系统硬件设计
4.1主电路图的设计
图4-1主电路
其中KM0、KM1、KM2、KM3、KM4、KM5分别是输出继电器的常开按钮,主电路中运用一台电机完成洗衣机的正转、反转、脱水工作,两个电磁阀分别在通电的情况下完成向机内进水和向机外排水,另外用一个指示灯完成报警工作。
PLC是一种用作数字控制的专用电子计算机,它根据用户给的指令,通过输入接口现场采样信息执行逻辑或数值运算,再通过输出接口去控制各种执行机构动作。
它主要由CPU、存储器、I/O接口模板三部分。
它是整体模块形式,由它作为洗衣机控制系统,在硬件设计上就相对简单点。
通过对结构图的分析,可知全自动洗衣机的I/O点不多,选择抵挡的台达DVP-SX2可以完全满足其要求。
4.2控制电路设计
图4-2控制电路
如图所示为全自动洗衣机的控制电路,选用的PLC为DVP-SX2,其中开关X0-X7和X10-X11为触点开关,按下后即立刻断开。
Y0-Y6为六路输出,分别控制全自动控制洗衣机的进水、洗涤正转、洗涤反转、排水、脱水、报警和注水控制。
开关X0为启动按钮,X1为高水位选择按钮,X2为中水位选择按钮,X3为低水位选择按钮,按下启动按钮X0后再选择一个水位可以让洗衣机运作起来。
开关X4、X5、X6分别为高水位监测开关、中水位监测开关、低水位监测开关,其受传感器信号的控制。
开关X7为停车按钮,X10为手动排水按钮,X11为手动脱水按钮。
5.系统控制软件设计
5.1启动和水位选择及水位监测和注水
图5-1启动和水位选择及水位监测和注水部分程序
系统上电后,初始化系统,将各步进点清零。
按下启动按钮X0转移到步进点S0,此时通过X1、X2、X3选择高、中、低水位;其后Y0有输出,开始注水,同时水位监测传感器检测水位,到达指定水位后相应的传感器控制开关动作,停止注水。
在这一过程中,同时输出Y0从高电平跳变到低电平,产生一个下降沿信号,程序跳转到步进点S1。
5.2洗衣过程循环
图5-2洗衣循环部分程序
S1得电后,T0延时两秒后跳转到步进点S2,Y1输出电机正转,同时T1延时30秒后,跳转到步进点S3,此时电机停止转动,T2延时两秒后,跳转到步进点S4,S4得电后Y2输出使电机反转。
此后T3延时30秒后跳转到S5,电机停止转动,T4延时2秒后跳转到步进点S2同时计数器C0计数一次,如此循环当计数器C0计数到5次时跳转到步进点S6。
5.3排水、脱水并重复注水洗涤过程
图5-3排水、脱水并重复注水洗涤过程部分程序
S6得电后,Y3输出使洗衣机开始排水,T5延时30秒,同时对计数器C0清零。
T5延时30秒后,跳转到步进点S7,S7得电后,T6延时30秒,Y4输出开始脱水,T6延时30秒后,跳转到S0,同时计数器C1计数一次,当计数器C1计数两次后跳转到步进点S8。
5.4清洗完成并报警
图5-4清洗完成并报警部分程序
S8得电后,Y5输出报警,同时T7延时3秒后,对S0到S8清零并跳出步进。
5.5停车及手动排水或手动脱水的选择
图5-5停车及手动排水或手动脱水部分程序
按下停车按钮X7后跳转到步进点S9,对S0到S8清零。
此时,如果按下手动排水按钮X10或手动脱水按钮X11,排水输出Y3或脱水输出Y4得电使洗衣机进入手动排水或手动脱水模式。
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:
日 期:
指导教师签名:
日 期:
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本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:
按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:
日 期:
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
日期:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:
日期:
年月日
导师签名:
日期:
年月日
指导教师评阅书
指导教师评价:
一、撰写(设计)过程
1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
指导教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价:
一、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
评阅教师:
(签名)单位:
(盖章)
年月日
教研室(或答辩小组)及教学系意见
教研室(或答辩小组)评价:
一、答辩过程
1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文(设计)质量
1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?
□优□良□中□及格□不及格
三、论文(设计)水平
1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意?
设计是否有创意?
□优□良□中□及格□不及格
3、论文(设计说明书)所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩:
□优□良□中□及格□不及格
(在所选等级前的□内画“√”)
教研室主任(或答辩小组组长):
(签名)
年月日
教学系意见:
系主任:
(签名)
年月日
学位论文原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。
尽我所知,除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明并表示感谢。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者(本人签名):
年月日
学位论文出版授权书
本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”),愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版,并同意编入CNKI《中国知识资源总库》,在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播,同意按“章程”规定享受相关权益。
论文密级:
□公开□保密(___年__月至__年__月)(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)
作者签名:
_______导师签名:
_______
_______年_____月_____日_______年_____月_____日
独创声明
本人郑重声明:
所呈交的毕业设计(论文),是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议。
尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本设计(论文)不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
毕业设计(论文)使用授权声明
本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版,同意学校保存学位论文的印刷本和电子版,或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计(论文);同意学校在不以营利为目的的前提下,建立目录检索与阅览服务系统,公布设计(论文)的部分或全部内容,允许他人依法合理使用。
(保密论文在解密后遵守此规定)
作者签名:
二〇一〇年九月二十日
致谢
时间飞逝,大学的学习生活很快就要过去,在这四年的学习生活中,收获了很多,而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。
首先非常感谢学校开设这个课题,为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验,奠定了基础。
本次毕业设计大概持续了半年,现在终于到结尾了。
本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。
经过这次毕业设计,我的能力有了很大的提高,比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。
这期间凝聚了很多人的心血,在此我表示由衷的感谢。
没有他们的帮助,我将无法顺利完成这次设计。
首先,我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导,在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导,为我理清了设计思路和操作方法,并对我所做的课题提出了有效的改进方案。
郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。
从他身上,我学到了许多能受益终生的东西。
再次对周巍老师表示衷心的感谢。
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- 全自动 洗衣机 PLC 控制 设计 毕业设计