PLC课程设计论文全自动洗衣机自动控制系统设计.doc

摘 要本设计的洗衣机具有三种不同形式的功能选择，即水位选择，洗涤程序（洗衣过程）选择和洗涤方式选择。水位选择：分别有高中低三种水位，洗衣机水桶水位到达所选择的水位时，相应的水位开关闭合，反之水位开关断开。洗涤程序选择：分为全程洗（洗涤，轻飘，脱水全过程），清漂洗（清漂和脱水过程），脱水三种。洗涤方式选择：分标准洗和轻柔洗两种，标准洗和轻柔洗的不同在于，一是在洗涤，清漂，脱水各过程中所需时间不同；二是标准洗可以选择全程洗，清漂洗，脱水中任意一种，轻柔洗只能为全程洗。关键字：二分频电路；步进指令；洗衣机；PLC目 录 前言 71 硬件配置 82 I/0端子分配及接线图 82.1 I/0端子分配 82.2 I/0端子接线图 93 控制方案得选择，控制系统方框图及说明 93.1 系统说明 93.2 洗衣过程中,各状态与部分输出器件的关系 103.3 流程图 113.3.1 主流程图 123.3.2 洗涤流程图 133.3.3 清漂流程图 144 设计梯形图控制程序，并对梯形图进行原理分析 154.1 SFC图如下所示 15 4.2 简要的程序分析 16设计体会 20致谢 20参考文献 20程序附录 21洗衣机自动控制设计前言 洗衣机是代替人工洗衣物的机器，而全自动洗衣机不但方便，而且省力。 本设计的主要内容： 本洗衣机具有两种洗涤方式：标准洗和轻柔洗。标准洗可以选择全程洗（洗涤、清漂、脱水全过程）、清漂洗（清漂和脱水过程）、脱水中任意一种；轻柔洗只能为全程洗。每种洗涤方式有高、中、低三种水位供选择，洗涤过程中只能改变水位，而不能改变已选择的洗涤程序。本设计的具体要求：1. 按下电源按钮，系统默认标准全程洗涤洗、中水位。2. 根据所需要求进行水位选择、洗涤程序选择和洗涤方式选择。3. 按下启动按钮，洗衣机按照所选择的方式进行洗涤。4. 水位选择要求按动水位按钮一次，进行一次水位选择，按照高中低循环式选择，某个水位被选择时，对应水位指示灯点亮。5. 洗涤程序选择要求按动一次程序选择按钮，进行一次选择，按照全程洗、清漂洗、脱水循环式选择，对应的指示灯点亮。6. 洗涤方式序选择要求按动一次程序选择按钮，进行一次选择，按照标准洗、轻柔洗循环式选择，对应的指示灯点亮。7. 如清漂过程中，清漂指示灯断续点亮，显示系统处于清漂过程中。清漂过程结束，清漂指示灯熄灭。洗涤过程、脱水过程与此相同。8. 洗衣过程中，按下启动/暂停按钮，暂停洗衣，再按启动/暂停按钮，系统从暂停点处开始运行。洗衣过程中按下电源开/关按钮，系统复位并断开电源。 1 硬件配置在输入部分，本设计使用了电源开/关按钮SB0，启动/暂停按钮SB1，水位设置按钮SB2，程序选择按钮SB3，洗涤方式选择按钮SB4，高水位开关SQ1，中水位开关SQ2，低水位开关SQ3。而在输出部分，使用了电动机正转接触器KM1，电动机翻转接触器KM2，进水电磁阀YV1，排水电磁阀YV2，脱水电磁阀YV3，报警蜂鸣器HA，高水位指示灯HL1，中水位指示灯HL2，低水位指示灯HL3，洗涤指示灯HL4，清漂指示灯HL5，脱水指示灯HL6，标准洗指示灯HL7，轻柔洗指示灯HL8。本设计的核心硬件是三菱FX2N-32MR。FX2N-32MR的控制点数16至256点(主单元:16/32/64/80/128)1.灵活的配置除了具有满足特殊需求的大量特殊模块外,6个基本单元中的每个单元可扩展至256I/O2.高速运算基本指令:0.08us/指令应用指令:1.52至几百us/指令3.突出的寄存器容量FX2N系列包括8K步内置RAM寄存器,用一个寄存器盒可扩展到16RAM或EEPROM4.丰富的元件资源3072点辅助继电器,256点计时器,235点计数器,8000数据存储器。 洗衣机面板布置，如下所示。2 I/0端子分配及接线图2.1 I/O端子分配2.2 I/O端子接线图3 控制方案得选择，控制系统方框图及说明3.1 系统说明本洗衣机具有三种不同形式的功能选择，即水位选择，洗涤程序（洗衣过程）选择和洗涤方式选择。三种不同形式选择的功能如下：水位选择：分别有高中低三种水位，洗衣机水桶水位到达所选择的水位时，相应的水位开关闭合，反之水位开关断开。洗涤程序选择：分为全程洗（洗涤，轻飘，脱水全过程），清漂洗（清漂和脱水过程），脱水三种。洗涤方式选择：分标准洗和轻柔洗两种，标准洗和轻柔洗的不同在于，一是在洗涤，清漂，脱水各过程中所需时间不同；二是标准洗可以选择全程洗，清漂洗，脱水中任意一种，轻柔洗只能为全程洗。洗衣机的具体控制要求如下： （1）按下电源按钮，系统默认标准全程洗涤洗，中水位。 （2）根据所需要求进行水位选择，洗涤程序选择和洗涤方式选择。 （3）按下启动按钮，洗衣机按照所选择的方式进行洗涤，全过程如下所示。如选择了标准全程洗涤，高水位，按下启动按钮，进入洗涤过程，首先进水，到达水位停止进水并正转洗涤，正转洗涤8s后暂停2s反转洗涤，反转洗涤8s后暂停2s；如此反复10min后开始排水，水位降至低位后延时5s开始脱水，30s后停止脱水进入清漂过程。清漂过程与洗涤过程相似，只是电动机正反转的时间不同，清漂总时间不同。经过进水清漂排水脱水第二次进水第二次清漂第二次排水，完成清漂过程进行最后脱水，2min后停止脱水，报警蜂鸣器间断接通10次，以示洗衣全过程结束，关断电源。 （4）水位选择要求按动水位按钮一次，进行一次水位选择，按照高中低循环式选择，某个水位被选择时，对应水位指示灯亮。在洗衣过程中，按水位按钮都有效，除排水和脱水状态外，洗衣桶的水位低于现选择的水位时将进水。 （5）洗涤程序选择要求按动一次程序选择按钮，进行一次选择，按照全程洗，清漂洗，脱水循环式选择，对应的指示灯点亮。洗衣机工作后，按此按钮无效。 （6）洗涤方式选择要求按动一次程序选择按钮，进行一次选择，按照标准洗，轻柔洗循环式选择，对应的指示灯点亮。洗衣机工作后，按此按钮无效。 （7）如清漂过程中，清漂指示灯断续点亮，显示系统处于清漂过程中。清漂过程结束，清漂指示灯熄灭。洗涤过程，脱水过程与此相同。 （8）洗衣过程中，按下启动/暂停按钮，暂停洗衣，再按启动/暂停按钮，系统从暂停点处开始运行。洗衣过程中按下电源开/关按钮,系统复位并断开电源。3.2 .洗衣过程中，各状态与部分输出器件的关系3.3 流程图3.3.1 主流程图3.3.2 洗涤流程图3.3.3.清漂流程图4. 梯形图控制程序，并对梯形图进行原理分析4.1 SFC图如下所示4.2 简要的程序分析控制电源开关、启动/暂停，采用二分频电路，其中M180可以令程序暂停时按电源关有效，X000为电源开关按钮，M104为洗衣程序结束自动关闭时信号，X001为启动/暂停按钮。二分频时序图如下。当按第一下，电源接通；再按一下，电源断开；再按，则会闭合，如斯是循环。上图为水位选择，每按一下D20加一，当D20的值为4时，再赋值为1.。这样就可以让水位在3个位置中，循环选择。在程序选择和方式选择中，也才用了这种方法。上图是对个时间继电器赋值。程序一开始的时候就通过判断，是轻柔（Y015）还是标准（Y014）。轻柔和标准的洗衣过程是一样的，只是时间不同。所以在进入轻柔或标准的时候赋值，则可以使程序变得简洁。上图该梯形图为进水到进水完之后电机正转，洗衣机开始工作后，Y006、Y007、Y010为水位，其中一个一定有输出，所以Y002启动，洗衣机进水。进水完后M120置位洗衣机正转，在其中改变水位电机依然转动。上图为电机正反转时间设定，电机正转D0s由（T0控制）后停D1s（T4控制），再反转D0s（T1控制），再停D1s（T5控制），其中C0控制其正反转总次数，即为洗涤时间。该梯形图与清漂正反转，轻柔状态下的方式相同。上图为洗衣机由洗涤状态变为清漂状态，当脱水时间T10闭合D21的值变为2，等由洗涤改为清漂，并进入步进S40。T11为第一次漂洗排水后30s，30s后再进入S40，再进行一次清漂过程。T12为排水时间，当第二次漂洗后，T12计数完了，就闭合，接着进入脱水阶段（S51）。当脱水结束后，断电。接着，系统复位。复位部分如下图所示。当不接通电源时，M180是闭合的。程序附录38