基于plc全自动洗衣机系统设计

1、安徽电子信息职业技术学院 毕业设计（论文）报告 题 目：基于 PLC全自动洗衣机系统设 计 姓名： 专 业：应用电子技术 班 级：电子053 指导教师： 设计完成日期 2008年3月28日 安徽电子信息职业技术学院 毕业设计任务书 题 目：基于PLC全自动洗衣机系统设计 任务与要求： 利用PLC程序设计一个全自动洗衣机的控制电路 要求如下： 1、按下启动按扭及水位选择开关 2、开始进水直到高（中、 低）水位，关水 3、2秒后开始洗涤 4、洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2 5、如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱 水30秒 6、开始清洗，重复（2 ）（5 ），清洗两遍

2、7、清洗完成，报警3秒并自动停机 8、若按下停车按扭，可手动排水和手动脱水 时 间：2007年 11 月 20 日 至 2008 年 4 月 15日 摘要 介绍可编程控制器在工业控制领域的应用以及PLC在应用过程 中，要保证正常运行应该注意的一系列问题， 并给出一些合理的建议。 多年来，可编程控制器（以下简称 PLC从其产生到现在，实现 了接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到 数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到 胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC 在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络的各方面能力都已大幅提 高，成为工

3、业控制领域的主流控制设备，在各行各业发挥着越来越大 的作用 关键词 PLC工业控制 全自动洗衣机 系统设计 目录 论绪2 第一节可编程控制器技术介绍4 第二节可编程控制系统设备选型6 第三节系统设计7 第四节系统调试9 第五节结束语14 第六节参考文献15 论绪 编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能强、可靠性极 强、编程简单、使用方便、体积小。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，用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，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。 该设计主要介绍了全自动洗衣机的工作原理、 控制系统的PLC的造型和

4、资源的配置、控制系统程序设计与调试、控制系统PLC程序。根据全自动洗衣机 的工作原理，利用可编程控制器PLC实现控制，说明了 PLC控制的原理方法，特 点及控制洗衣机的特色。通过本系统的设计，对三菱的F1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三菱的 F1系列PLC的特点，对按钮、 电磁阀、开关等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动 化。 充分表现现代家电用品的个性。 在全自动洗衣机中，洗衣机洗涤、脱水程序是由以单片机为中心控制系统工 作的。首先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，在设计控制系统硬件时，要有多种电路保护装置，

5、如电流保护、电压保护、 过载保护、过热保护以及欠压保护等等。这样增加了硬件的复杂性，隐含较高的 故障率，无形的增加了维修成本费用。在工业控制系统中广泛应用的 PLC能克服 单片机的缺点，它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯 联网功能。因此在运用中，硬件也相对简单，提高控制系统的可靠性。另外它的 编程语言也相对简单。因此在该设计中采用了 PLC来实现全自动洗衣机的工作过 程。 1洗衣机类别 1.1 洗衣机的分类 目前，我国洗衣机的分类方法主要有三种：按自动化程度分类，按洗涤方式分类， 按结构方式分类。 1按自动化程度分类，洗衣机可分为普通型、半自动型、全自动型三大类。 目前大

6、多是全自动型洗衣机，它是指洗涤、漂洗、脱水各个功能之间的转换全部 不用手工操作而能自动进行的洗衣机 第一节可编程控制器技术介绍 可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能强、可靠性 极强、编程简单、使用方便、体积小。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，用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，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 该设计主要介绍了全自动洗衣机的工作原理、 控制系统的PLC的造型和资源 的配置、控制系统程序设计与调试、控制系统PLC程序。根据全自动洗衣机的工 作原理，利用可编程控制器PLC实现控制，说明了 PLC控制

7、的原理方法，特点及 控制洗衣机的特色。通过本系统的设计，对三菱的 F1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三菱的F1系列PLC的特点，对按钮、电 磁阀、开关等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动 化。 充分表现现代家电用品的个性。 在全自动洗衣机中，洗衣机洗涤、脱水程序是由以单片机为中心控制系统工 作的。首先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，在设计控制系统硬件时，要有多种电路保护装置，如电流保护、电压保护、 过载保护、过热保护以及欠压保护等等。这样增加了硬件的复杂性，隐含较高的 故障率，无形的增加了维修成本费用。在工业

8、控制系统中广泛应用的 PLC能克服 单片机的缺点，它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯 联网功能。因此在运用中，硬件也相对简单，提高控制系统的可靠性。另外它的 编程语言也相对简单。因此在该设计中采用了 PLC来实现全自动洗衣机的工作过 程 第二节可编程控制系统设备选型 普通型波轮洗衣机： 结构：由洗衣桶、电动机、定时器、传动部件、箱体、箱盖及控制面板等组 成。 工作原理：依靠装在洗衣桶底部的波轮正、反旋转，带动衣物上、下、左、 右不停地翻转，使衣物之间、衣物与桶壁之间，在水中进行柔和地磨擦，在洗涤 剂的作用下实现去污清洗。 机械全自动洗衣机： 结构：由电动程控器、水位开关、

9、安全开关（盖开关）、排水选择开关、不 排水停机开关、贮水开关、漂洗选择开关、洗涤选择开关等组成。 工作原理：通过各种开关组成控制电路，来控制电动机、进水阀、排水电磁 铁及蜂鸣器的电压输出，使洗衣机实现程序运转 第三节系统设计 描述了全自动洗衣机控制系统的运作要求。 实现了洗衣机由进水、洗涤、排 水、脱水、报警到自动停机的循环过程。设计了相应的系统软件，结合相应的硬 件系统，并通过三菱公司的F1系列的PLC仿真系统模拟出全自动洗衣机的运行 过程。此项设计对于提高学生的动手能力和帮助学生对一些理论知识的理解都具 有积极的作用。 xNeoae SO Ha info23 * 2TX7*X5*X1X)*

10、X 4-XLWX3 鼎 冋2t* Tre Pel厂 *T4CO 1 SSI KI _.” 1.设计流程图 1、按下启动按扭及水位选择开关 2、开始进水直到高（中、 低）水位，关水 3、2秒后开始洗涤 4、洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒 5、如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒 6、开始清洗，重复（2）（5）,清洗两遍 7、清洗完成，报警3秒并自动停机 &若按下停车按扭，可手动排水和手动脱水 输入点： 输出点： 启动 10001 启动洗衣 机 00001 停止10002 进水 阀 00002 高水位 10003 正转 00003 中水位 10004 反转 0

11、0004 低水位 10005 排水 00005 排空检测 10006 脱水 00006 高水位检测10007 报警 00007 中水位检测 10008 低水位检测10009 手动排水 10010 手动脱水 10011 Sl 4lh 1KfiOj) TO $3 L| SFT 4 On 1 T 1 K T1 HH| e ftET EQ so xi xe HOIIJFI 皿 11 SIS HO 500）this.width=500500）this.width=500 bord er=0 （ 2）安装与布线 动力线、控制线以及PLC的电源线和I/O线应分别配线，隔离变压器与 PLC和I/O之间应采用双

12、胶线连接。将 PLC的IO线和大功率线分开走线，如必 须在同一线槽内，分开捆扎交流线、直流线，若条件允许，分槽走线最好，这不 仅能使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到最低限度。 PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备，不 能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内PLC应远离动力线（二者之间距离 应大于200mm。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载，如功率较大的继电器、 接触器的线圈，应并联RC消弧电路。 PLC的输入与输出最好分开走线，开关量与模拟量也要分开敷设。模拟 量信号的传送应采用屏蔽线， 屏蔽层应一端或两端接地， 接地电阻应小于屏蔽层 电阻的 1/10 。

13、交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆， 输出线应尽量远离高压线 和动力线，避免并行。 （3）I/O 端的接线 输入接线 输入接线一般不要太长。 但如果环境干扰较小， 电压降不大时， 输入接 线可适当长些。 输入/输出线不能用同一根电缆，输入 /输出线要分开。 尽可能采用常开触点形式连接到输入端， 使编制的梯形图与继电器原理 图一致，便于阅读。 输出连接 输出端接线分为独立输出和公共输出。 在不同组中， 可采用不同类型和 电压等级的输出电压。 但在同一组中的输出只能用同一类型、 同一电压等级的电 源。 由于 PLC 的输出元件被封装在印制电路板上， 并且连接至端子板， 若将 连接输出元件的负载

14、短路，将烧毁印制电路板。 采用继电器输出时， 所承受的电感性负载的大小， 会影响到继电器的使 用寿命，因此，使用电感性负载时应合理选择，或加隔离继电器。 PLC的输出负载可能产生干扰，因此要采取措施加以控制，如直流输出 的续流管保护， 交流输出的阻容吸收电路， 晶体管及双向晶闸管输出的旁路电阻 保护。 （4）正确选择接地点，完善接地系统 良好的接地是保证PLC可靠工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击 危害。接地的目的通常有两个，其一为了安全，其二是为了抑制干扰。完善的接 地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。 PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混

15、 乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均， 不同接地点间存在地电位 差，引起地环路电流，影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地，如果 电缆屏蔽层两端 A、 B 都接地，就存在地电位差，有电流流过屏蔽层，当发生异 常状态如雷击时，地线电流将更大。 此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下， 屏蔽层内又会出现感应电流， 通过屏蔽层与芯线之间的耦合， 干扰信号回路。 若 系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分 布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC工作的逻辑电压干扰容限 较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响 PLC的逻

16、辑运算和数据存贮，造成数据混 乱、程序跑飞或死机。 模拟地电位的分布将导致测量精度下降， 引起对信号测控 的严重失真和误动作。 安全地或电源接地 将电源线接地端和柜体连线接地为安全接地。 如电源漏电或柜体带电， 可从 安全接地导入地下，不会对人造成伤害。 系统接地 PLC控制器为了与所控的各个设备同电位而接地，叫系统接地。接地电阻值 不得大于4Q, 般需将PLC设备系统地和控制柜内开关电源负端接在一起，作 为控制系统地。 信号与屏蔽接地 一般要求信号线必须要有唯一的参考地， 屏蔽电缆遇到有可能产生传导干扰 的场合，也要在就地或者控制室唯一接地， 防止形成“地环路” 。信号源接地时， 屏蔽层应在

17、信号侧接地；不接地时，应在 PLC侧接地；信号线中间有接头时，屏 蔽层应牢固连接并进行绝缘处理， 一定要避免多点接地； 多个测点信号的屏蔽双 绞线与多芯对绞总屏蔽电缆连接时， 各屏蔽层应相互连接好， 并经绝缘处理， 选 择适当的接地处单点接点。 （5）对变频器干扰的抑制 变频器的干扰处理一般有下面几种方式： 加隔离变压器， 主要是针对来自电源的传导干扰， 可以将绝大部分的传导干 扰阻隔在隔离变压器之前。 使用滤波器， 滤波器具有较强的抗干扰能力， 还具有防止将设备本身的干扰 传导给电源，有些还兼有尖峰电压吸收功能。 使用输出电抗器，在变频器到电动机之间增加交流电抗器主要是减少变频器 输出在能量

18、传输过程中线路产生电磁辐射，影响其它设备正常工作。 第五节 结束语 PLC控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，因此在抗干扰设计中应综合 考虑各方面的因素，合理有效地抑制抗干扰，才能够使PLC控制系统正常工作。 随着PLC应用领域的不断拓宽，如何高效可靠的使用PLC也成为其发展的重要因 素。21世纪，PLC会有更大的发展，产品的品种会更丰富、规格更齐全，通过完 美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求，PLC作 为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分， 将在工业控制领域发挥越来 越大的作用 参考文献 1 中国家用电器研究所 . 家用电器时尚消费， 20022003

19、2 王春刚 . 洗衣机的特点及原理 . 北京：农村读物出版社， 2002 3吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用.J家用电器科技，2004 4余雷声，方宗达等编.电气控制与PLC应用.北京：机械工业出版社，1996 5 邓则名. 电器与可编程序控制器应用技术 . 北京：机械工业出版社， 1998 6韩服善，张石平全自动洗衣机PC控制系统设计 J 家用电器.消费， 2002，（ 06） 7 宋德玉主编 . 可编程序控制器原理及应用系统设计技术 . 北京：冶金工业 出版社， 2001 目录 第一章 总 论 1.1 项目概况 1.2 研究依据及范围 . 1.3 主要技术经济指标 错. 误！未定义书签。 .错误！未定义书签 .错误！未定义书签 .错误！未定义书签 1.4 研究结论及建议 错误！未定义书签 第二章 项目建设的背景和必要性 错误！未定义书签。 2.1 项目建设的背景 错误！未定义书签 2.2 项目建设的必要性 错误！未定义书签 第三章 项目服务需求分析 错误！未定义书签。 第四章 项目选址与建设条件 错误！未定义书签。 4.1 选址原则 错. 误！未定义书签 4.2 项目选址 错误！未定义书签 4.3 建设条件 错误！未定义书签 4.4 项目建设优势条件分析 错误！未定义书签 第五章 建设方案 错误！未定义书签。 5