全自动洗衣机的PLC控制

1、华南理工大学广州学院电气工程学院专业课程设计报告专业课程设计报告题目：全自动洗衣机的PLC控制所在学院 电气工程学院 专业班级 12电气3班 学生姓名 叶健 学生学号 201230088313 指导教师 杨上兴 提交日期 2015年11月30日 电气工程学院专业课程设计评阅表学生姓名 叶健 学生学号 201230088313 同组队员 专业班级 12电气3班 题目名称 全自动洗衣机PLC控制 一、学生自我总结 关于全自动洗衣机PLC控制的设计，其目的更好的服务社会。全自动洗衣机已经深入我们每个家庭，成为家居必不可少的一样东西。在这次的课程设计当中，我翻阅了文档，找了很多关于全自动洗衣机PLC控

2、制的思路，参考以及融入自己的想法去完成这次设计。大概用了2个星期左右，我完成了这次的课程设计，在此期间，我问过同学，上网百度，以及去图书馆翻阅资料。通过这次的课程设计，让我对全自动洗衣机PLC控制有了更深的了解，更为毕业设计提供思路。 学生签名： 2015 年11月30日二、指导教师评定评分项目平时成绩报告（答辩）综合成绩权 重5050单项成绩教师评语： 教师签名： 年 月 日 目 录一、设计目的1二、设计要求和设计指标1三、设计内容23.1全自动洗衣机工作原理23.2 电路与系统设计23.2.1 控制电机主电路23.2.2 控制电机主电路33.2.3洗衣机工作流程图63.3全自动洗衣机控制系

3、统程序设计调试73.3.1编程软件73.3.2程序步骤说明73.4程序清单10四、本设计改进建议12五、总结12六、主要参考文献12华南理工大学广州学院电气工程学院专业课程设计报告一、设计目的 通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在电气控制与可编程控制器技术中所学的理论知识和实验技能，掌握PLC可编程软件的使用，程序的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事自动化设计、研发自动化产品打下良好的基础。二、设计要求和设计指标 2.1设计要求：PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。（1）按下启动按扭及水位选择开关，开始进水，水满（即水位到达高低）时停止进水。（2）

4、2秒后开始洗涤。（3）洗涤时，正转15秒后暂停，暂停3秒后开始反转洗涤，反转洗涤15秒后暂停，暂停3秒。（4）如此循环3次后开始排水，排空后（水位下降到低位）开始脱水并继续排水。脱水10秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。（5）若未完成3次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了3次大循环，则进行洗完报警。（6）报警10秒结束全部过程，自动停机。 （7）此外按排水按钮可实现手动排水；按停车按扭可停止进水、排水、脱水及报警。2.2设计指标：（1）画出全自动洗衣机运行框图。（2）根据控制要求设计程序及必要的硬件系统。（3）PLC选择及I/O及其它PLC元器件分配。（4）选

5、择电器元件，编制元件目录表。 （5）绘制梯形图。（6）用计算机绘制主电路图、PLC控制电路图、电器元件布置图。 （7）编写设计说明书及设计小结。三、设计内容3.1全自动洗衣机工作原理 全自动洗衣机是通过水位开关与电磁进水阀配合来控制进水、排水以及电机的通断，从而实现自动控制的。电磁进水阀起着通、断水源的作用。当电磁线圈断电时，移动铁芯在重力和弹簧力的作用下，紧紧顶在橡胶膜片上，并将膜片的中心小孔堵塞，这样阀门关闭，水流不通。当电磁线圈通电后，移动铁芯在磁力作用下上移，离开膜片，并使膜片的中心小孔打开，于是膜片上方的水通过中心小孔流入洗衣桶内。由于中心小孔的流通能力大于膜片两侧小孔的流通能力，膜

6、片上方压强迅速减小，膜片将在压力差的作用下上移，闭门开启，水流导通。水位开关实际上是一个压力开关。气室的入口与洗衣桶中的贮气室相联接。当水注入洗衣桶后，贮气室口很快被封闭，随水位上升，贮气室的水位也上升，被封闭的空气压强亦增大，水位开关中的波纹膜片受压而胀起，推动顶杆运动而使触点改变，从而实现自动通断。 3.2 电路与系统设计3.2.1 控制电机主电路 全自动洗衣机的PLC控制系统主接线路图如图3-1所示。通过PLC来实现电动机的正反转，并且实现洗衣机按预先设置的程序自动执行，完成洗衣。当需要手动排水与脱水时，可以强制止自动程序的运行，掏出自动切换到手动操作。 为防止全自动洗衣机在工作过程中，

7、电路发生短路，损坏电动机和电路的各种电气设备，因此在主电路中安装了熔断器，当电路出现短路故障时，能迅速、可靠的断开电源。全自动洗衣机的电机容量较小，主电路中的熔断器可同时作为控制电路的短路保护，所以在主电路中使用熔断器就足够了。PLC部分和开关电源那的熔断器也是为了防止电路过电流，保护电路和电路中的电器元件。 全自动洗衣机在长时间工作下，为了防止电机绕组的温升超过额定值而损坏，采用热继电器作为保护元件，与熔断器搭配使用，可靠地保护电动机。 人机接口部分的按钮等都选择低压电器元件，保护操作者的安全。 图3-1 主接线路图3.2.2 控制电机主电路 （1）I/O口分配表如下表所示： 类别元件端子符

8、号功能作用输入SB0X0启动按钮SB1X1停止按钮SB2X2排水按钮SB3X3高水位开关SB4X4低水位开关SB5X5调节水位开关SB6X6中水位开关SB7X7少水位开关输出KM6、LED1Y0进水口KM1Y1洗涤正转KM2Y2洗涤反转KM7、LED2Y3排水口KM8、LED3Y4内同离合器KM1Y5内筒正转BELLY6报警LED4Y7启动指示灯KM3、LED5Y10高水位传感器开关KM4、LED6Y11中水位传感器开关KM5、LED7Y12低水位传感器开关 （2）定时器、计数器说明如下表所示：类别器件号设定值功能作用定时器T02S进水后暂停时间T115S正传洗涤时间T23S正转暂停时间T31

9、5S反转洗涤时间T43S反转暂停时间T510S脱水时间T610S报警时间计时器C03正、反转洗涤循环次数C13脱水次数C23调节水位模式 （3）PLC控制电路连接线路图如图3-2所示： 图3-2 PLC硬件连接线路图（4）线圈保护装置 全自动洗衣机的排水、进水电磁阀是一个很重要的部件，控制着排水、刹车带和棘爪。它的受力很大，由于是双线圈电磁阀，通过机械触点进行切换，损坏的几率是比较大的。因此在线圈两端并联电容与电阻串联构成回路，释放线圈中电流。 3.2.3洗衣机工作流程图洗衣机开始洗衣时，在接通电源后，第一步是调节水位，再按启动按钮开关，开始进水，水满（即水位到设定水位）时停止进水。2秒后开始

10、洗涤。洗涤时，正转15秒后暂停，暂停3秒后开始反转洗涤，反转洗涤15秒后暂停。暂停3秒。按照上述步骤如此循环3次后开始排水，排空后开始脱水并继续排水。脱水10秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。未完成3次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；完成了3次大循环，则进行洗完报警。报警10秒结束全部过程，自动停机。3.3全自动洗衣机控制系统程序设计调试 3.3.1编程软件 编程软件采用三菱公司为其生产的PLC而设计的编程软件GX Developer 8.86版本。支持梯形图、指令表、SFC、 ST及FB、Label语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调试，具有

11、异地读写PLC程序功能,结构化程序的编写(分部程序设计)，可制作成标准化程序, 在其它同类系统中使用。 3.3.2程序步骤说明 （1）调节水位程序段图3-4 调节水位程序段启动洗衣机时第一步是调节水位，该洗衣机有三个水位为“少”、“中”、“高”，本程序段设为中水位，通过按钮X005来调节水位，顺序为：Y010、Y011、Y012依次循环。（2）启动、手动停止、手动排水程序图3-5启动、手动停止、手动排水程序 X000表示启动洗衣机，Y007是启动运行指示灯，Y000是进水电磁阀。按下按钮X000后，Y007和Y000通电，运行指示灯亮起，进水电磁阀开启进水。按下按钮X001起到手动停止运行功能

12、。按下按钮X002起到手动排水功能。（3）到达指定水位开始运行程序段图3-6 到达指定水位开始运行程序段 X003、X007、X006分别为指定高度水位的传感器输入信号，T0为当水位到达指定水位是暂停2S时间。 （4）小循环洗衣程序段图3-7 小循环洗衣程序段 暂停2S后，Y001开始运行15S，T2为正转洗涤15S后暂停3S，Y002开始运行15S，T4为反转洗涤15S后暂停3S，再跳到Y001正转洗涤，循环3次后，Y003导通排水。（5）洗涤结束报警程序段图3-8 洗涤结束报警程序段 Y006为报警T6为10S报警时间，10S报警结束后，复位C1、Y007，整个洗涤过程结束。（6）正转脱水

13、和大循环程序段图3-9正转脱水和大循环程序段当排水时水位到达低水位X004感应，使离合器Y004导通，离合器合上，Y005导通开始正转脱水，时间10S后，脱水结束，这时T5为10S，复位C0、Y000到Y005，指令跳到“启动、手动停止、手动排水程序段”开始新的洗涤，直到C1为3时，大循环3次结束。3.4程序清单四、本设计改进建议 本设计虽然完成了全自动洗衣机的洗涤功能，但是考虑到现实因素，洗衣机时间控制方面可以增加选择洗涤时间的控制，比如30分钟停止，一小时停止等等的设定。另外，还可以增加在洗涤过程中洗衣机打开盖板自动停止洗涤的功能。五、总结刚开始做PLC实验的时候，觉得很难，连试验报告书上

14、特别简单的程序也读不懂，通过不断学习和钻研并且上机实验，再加上本次课程设计，我已经可以独立编写较为复杂的程序，当然，还存在许多问题，经验尚且不足，但是专业里别的同学和指导老师对我进行了辅导，克服了好多问题。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，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累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见，所以在这里非常感谢帮助我的老师和同学。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。做