毕业论文全自动洗衣机控制系统.doc

电毕业设计（论文）课题名称： 全自动洗衣机控制系统 专业名称： 工业电子 设计人 ： 学 号 ： 班 级： 指导教师： 目 录毕业设计任务书-3摘要-5一、绪论-5 二、系统概述-5 三、PLC在全自动洗衣机控制系统中的应用-6 （一）全自动洗衣机控制系统的控制要求 1. 全自动洗衣机的工作原理-62. 设备的要求-6（二）全自动洗衣机控制系统程序设计1. 控制系统构成图-72. 程序流程图、构成和相关设置-8（三）全自动洗衣机控制系统PLC程序1. 硬件配置 -9 2. 系统资源分配-103. 源程序-11四、结论-15五、致谢-15附录一（梯形图程序）附录二（助记符程序）附录三（硬件电路图）毕业论文（设计）任务书院（系）：电子工程系论文（设计）题目：全自动洗衣机控制系统指导教师：张筱云 职称： 类别：毕业设计学生：吴长虹专业：工业电子班级： E0231学号：200200018 论文（设计）类型：应用型1论文（设计）的主要任务及目标l 按下启动按钮，能够全自动的完成进水、洗衣、排水、脱水四个过程。l 可用停止按钮终止任一洗涤过程。l 在“强制停止”的情况下，可用手动开关，进行手动排水和脱水。 2论文（设计）的主要内容 将水位选择开关设置在合适的位置。 按下“启动”按钮，开始进水，到达设定的水位，进水停止。 进水停止2S后洗衣，洗衣正转20S，反转20S停2S，如此循环5次后排水。 排空后脱水20S，然后从头开始再重复3次。 洗涤过程结束，报警3S，并自动停机。3论文（设计）的基本要求 内容充实、明确，语言用词准确、条理清楚； 体现设计的用途及实用性； 必要的方案论证（安全性、技术性、可靠性等）； 反映出设计思路，阐明设计的工作原理及工作特性。4主要参考文献 1 PLC应用开发技术与工程实践：求是科技编著；人民邮电出版社；2005年1月第1版出版。 2可编程控制器原理及应用：汪晓光，孙晓瑛；机械工业出版社；2001年7月第2版出版。 3 松下电工 FP系列FP0可编程控制器硬件手册；内部资料。4Protel 99从入门到实用：何英；机械工业出版社；2001年1月第1版出版。 5 IVT PLC 讲义。5进度安排论文（设计）各阶段任务起止日期1资料收集、课题选择3.15以前2方案设计、模块规划3.154.103流程图设计、软件设计4.105.054论文书写、修改5.055.255思路总结、答辩准备5.256.10全自动洗衣机控制系统摘要本设计采用松下电工公司生产的FP系列PLC，其具有：CUP速度快；可靠性高；应用灵活，使用方便；易于安装、调试、维修；体积小，重量轻等优点。对全自动洗衣机的按钮、电磁阀开关等进行控制，实现了洗衣机全过程的自动化。关键字洗衣机 PLC 一、绪论可编程控制器（Programmable Logic Controller,简称PLC）是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术发展基础上开发出来的，现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核心，用编写和程序进行逻辑控制、定时、计时和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。PLC是传统的继电器技术和计算机技术相结合的产物，所以在工业控制方面，它具有继电器技术和计算机技术所无法比拟的特点：1可靠性高，抗干扰能力强。 2可将逻辑控制，过程控制，运动控制集于一体；方便灵活组成各种规模和要求的控制，适用各种工业的需要。 3编程简单，使用方便，控制程序可变，具有很好的以柔性。 4体积小，重量轻，功耗低。如今，PLC在我国各个工业控制领域中的应用越来越广泛，在学业竞争日趋激烈的今天，掌握PLC设计和应用是从事工业控制研发技术人员必须掌握的一门专业技术。 二、系统概述：此次所设计的简单的洗衣机，是通过松下电工公司生产的FP系列FP0-C10RS-E8RS型PLC来实现的。工作稳定可靠，速度快，实用性强，省时省力。当水位选择在合适的位置。按下启动按纽后就能依次完成进水、洗衣、排水、脱水全过程直到报警、停机。在洗涤过程中，按下“停止”按钮即关闭所有处于工作中的洗涤电机和电磁阀。在紧急停止的情况下，可以手动排水和脱水。三、PLC在全自动洗衣机控制系统中的应用（一）全自动洗衣机控制系统的控制要求 1全自动洗衣机的工作原理普通洗衣机的工作流程示意图如图4-1所示。开始进水洗衣排水脱水结束图4-1 普通洗衣机工作流程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。自动洗衣机的进水、洗衣、排水和脱水是通过水位开关、电磁进水阀、电磁排水阀配合进行控制，从而实现自动控制的。水位开关用来控制进水到洗衣机内高、中、低水位；电磁进水阀起着通/断水源的作用。进水时，电磁进水阀打开，将水注入；排水时，电磁排水阀打开，将水排出；洗衣时，洗涤电动机启动；脱水时，脱水桶启动。2设备控制要求全自动洗衣机控制系统的要求是能实现“正常运行”和“强制停止”两种控制方式。u “正常运行”方式具体控制要求如下：a) 将水位通过水位选择开关设在合适的位置（高、中、低），按下启动按钮，始进水，达到设定的水位（高、中、低）后，停止进水。b) 进水停止2S后开始洗衣。c) 洗衣时，正转20S，然后反转20S停2S，如止循环共5次。d) 总共210S后开始排水，排空后脱水30S。e) 然后再进水，重复a-d步，如此循环共3次。f) 洗衣过程完成后，报警3S并自动停机。u “强制停止”方式具体控制要求如下：a) 若按下“停止”按钮，洗衣机过程停止，即洗涤电机和脱水桶转、进水电磁阀 和排水电磁阀全部闭合。b) 可用手动开关进行手动排水和脱水。（二）自动洗衣机控制系统程序设计1控制系统构成图控制系统图控制系统图如图4-2所示。PLC启动按钮停止按钮手动排水开关手动脱水开关水位选择开关（高、中、低）水位检测设备（高、中、低）电磁进水阀电磁排水阀阀洗涤电动机脱水桶 图4-2 全自动洗衣机控制系统图 2程序的流程图、构成和相关设置流程图1）正常运行流程图正常运行流程图如图4-3所示。是否否计时2S水位到设定水位按动启动按钮进水停止进水设定水位是开始正转洗衣否计时20S开始正常运行反转洗衣否否按下停止按钮是计时20S是否洗涤电机、脱水桶停止转动进水排水电磁阀关闭洗衣5次是排水否否打开手动脱水开关水是否排完是是脱水否脱水否打开手动排水开关是计时30S是否排水洗衣过程运行3次结束是洗衣报警否结束计时3S是否是是图4-3正常运行流程图 图4-4强制停止流程图2）强制停止流程图强制停止流程图如图4-4所示。 程序的构成这个程序有自动方式和手动方式两种。在自动方式下，PLC将运行已经设置好的程序和参数（适用于机械一切都工作正常的情况下）。在手动方式下是在紧急停止情况下，可以手动进行排水和脱水。（三）全自动洗衣机控制系统PLC程序1硬件配置FP0-C10RS-E8RS单元种类系列规格部件号I/O点数连接方法输入类型输出类型控制单元FP0-C1010输入：6输出：4端子型24VDCsink/source继电器FP0-C10RS扩展单元FP0-E88输入：4输出：4端子型24VDCsink/source继电器FP0-E8RS本设计采用继电器输出型单元组合（FP0-C10RS-E8RS），其主要原因在于：继电器型PLC适用于频繁通断的系统中，其构成的控制系统简单可靠，性能很稳定，而晶体管型PLC多用于频繁通断的系统中，其构成的控制系统较复杂，性能不稳定。故选择继电器型PLC。性能规格项目继电器输出型（C10RS）编程方法/控制方法继电器符号/循环操作可控I/O点控制单元总数10个：输入6个，输出4个扩展单元最多58个程序存贮器内置EEPROM程序容量2720步项目继电器输出型（C10RS）操作速度09微秒每步操作存储器点数（继电器）外部输入继电器（X）208（X0至X12F）外部输出继电器（Y）208（Y0至Y12F）内部继电器（R）1008（R0至R62F）专用内部继电器（R）64点（R9000至R903F）定时器/计数器（T/C）144点（初始设置为100个定时器点，T0至T99；44个计数器点，（C100至C143），定时器范围：1ms ,10ms, 100ms ,1s;用指令选择）2系统资源分配数字量输入部分该控制系统的输入有启动按钮、停止按钮、水位选择开关（高水位、中水位、低水位），手动排水开关、手动脱水开关、高水位浮球开关、中水位浮球开关、低水位浮球开关、水排空浮球开关共11个输入点。具体的输入分配如表4-1所示。表4-1 输入地址分配输入地址对应的外部设备X0启动按钮X1停止按钮X2水位选择开关（高水位）X3水位选择开关（中水位）X4水位选择开关（低水位）X5手动排水开关X6手动脱水开关X7高水位浮球开关X10中水位浮球开关X11低水位浮球开关X12水排空浮球开关数字量输出部分该控制系统需要控制的外部设备有进水电磁阀、排水电磁阀、洗涤电机电磁阀、脱水桶、报警器共5个设备。但是由于洗涤电动机有正转和反转两个状态，分别对应正转继电器和反转继电器，所以输出点应该有6个点。具体的分配如表4-2所示。表4-2 输出地址分配输出地址对应的外部设备Y0进水电磁阀Y1排水电磁阀Y2洗涤电动机正转继电器Y3洗涤电动机反转继电器Y4脱水桶Y5报警器定时器该控制系统需要对停止进水、正转洗衣、反转洗衣、脱水、报警的时间进行控制。具体的定时器分配如表4-3所示。表4-3定时器分配定时器功能T0停止进水定时2ST1正转洗衣定时20ST2反转洗衣定时20ST3脱水定时30ST4报警定时3S3. 源程序辅助继电器在本程序中，R0是按下启动按钮的辅助继电器；R1是判断洗衣机是否和设定水位不一致的辅助继电器；R2是判断洗衣机水位是否和设定水位一致的辅助继电器；R3是停止自动洗衣的辅助继电器。它的助记符程序为：所对应的梯形图如图4-5所示。图4-5进水在正常情况下，按下启动按钮或者脱水完毕，而且洗衣大循环未到3次时，开始进水，当水位到设定的水位后停止进水，等待2S后进入洗衣过程。在强制停止情况下，当停止按钮按下时立即停止进水。它的助记符程序为：所对应的梯形图如图4-6所示。图4-6洗衣进水到设定的水位2S后，开始洗衣，先正转而20S，然后再反转20S，这样循环5次后进入排水过程。它的助记符程序为：所对应的梯形图如图4-7所示。图4-7排水洗衣过程完毕后，进入排水过程。水排空后停止排水。它的助记符程序为：所对应的梯形图如图4-8所示。图4-8脱水水排空后，开始脱水，脱水30S后停止脱水。因为判断水排空是否在排水完毕后，所以要用到排水完毕继电器。它的助记符程序为： 所对应的梯形图如图4-9所示。图4-9洗完报警洗衣大循环3次后，开始执行洗完报警程序，3S后停止报警，这样整个洗衣过程结束。它的助记符程序为： 所对应的梯形图如图4-10所示。图4-10四、结论该毕业设计在一定的程度上具有相当的使用价值，而该项设计也是对本人这几年来在校学习情况的一个总结，是我今后走向社会的一个衡量标准。通过本系统的设计，对松下FP系列PLC的特点有了深入的理解。全自动洗衣机控制系统利用了松下FP系列PLC的特点，对按钮、电磁阀、开关等其他一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的全程自动化。不过，令人遗憾的是，该毕业设计还不是很完善，并没有达到我自定的预期目标，在此希望以后能够有机会对其进行扩充，将它作为一个具有一定市场价值的产品回敬给我的母校，而不是一个单纯的毕业设计。这也算是以一己之力，给母校培养我三年的回报吧！由于时间仓促以及学识和经验的局限，本设计难免存在不妥或不完