基于plc全自动洗衣机控制系统设计毕业论文

基于plc全自动洗衣机控制系统设计毕业论文内容摘要：

机惯性转过的角度就小，相应地，传感器产生的脉冲就少，这样就间接地“测量 出了衣物量的多少。 下一步需要做的就是，根据衣物量来设定水位。 衣质传感器和衣量传感器是同一个装置，只是检测的方法不同。 在进行衣质检测时。 首先使洗涤桶内的水位比设定水位低一个挡级，然后仍 按照测衣物量的方法让驱动电机以通断电的方式工作一段时间。 检测每次断电期间衣量传感器发出的脉冲数并求其平均值。 用测衣量时得到的脉冲数减去测衣质时得到的脉冲数，二者之差即可以判别衣质。 若桶内的衣物棉纤维所占比例大，脉冲数差就大，若化学纤维所占比例大脉冲数差就小。 5）水温传感器 15 适当的洗衣温度有利于污垢的变化。 可以提高洗涤效果。 水温传感器装在洗涤桶的下部。 以热敏电阻为检测元件。 测定打开洗衣机开关时的温度为环境温度， 注水结束时的温度为水温， 将所测温度信号输给 PLC。 5 主要器件的选择 电动机的选择 由于 家庭提供的电源限制故选 单相电容运转式异步电动机。 以 机为例 ， 由于全自动洗衣机的脱水桶直径较大，这一偏心不能不考虑，所以计算时应以洗涤物可能产生前最大偏心为计算依据。 脱水时电机功率比洗涤时要大，在确定电机功率时应以脱水时消耗的功率为依据，也就是说脱水时电机功率就是该洗衣机所确定的电机额定功率。 由于在计算时一些因素如电机转子的转动惯量等没考虑，造成一些偏差，所以 公斤全自动洗衣机电机额定功率选为 180 瓦。 符合全自动洗衣机的功率范围120W～ 250W。 故选择 YY104180 型号单相电容运 转式电动机，功率 180 瓦 ,额定电压 220V，转速1350r/min，电流。 传感器的选择 水温传感器的选择 水温检测可用热敏电阻或 MTS102 半导体温度检测器。 洗衣机水温一般为 4 ℃～40 ℃ ,在该温度范围内 MTS102线性好 ,温度敏感 ,水温检测常选用它。 水位传感器 的选择 对于 PLC控制的洗衣机 ,要求水位的检测必须是连续的 ,谐振式水位传感器是利用电磁谐振电路 LC 作为传感器的敏感元件 ,将被测物体的变化转变为 LC 参数的变化 ,最终以频率参数输出。 其工作原理是将水 位的高低通过导管转换成一个测试内腔气体变化的压力 ,驱动内腔上方的一块隔膜移动 ,带动隔膜中心的磁芯在某线圈内移动 ,从而线圈电感发生变化。 由此引起谐振电路的固有频率随水位变化。 故常采用谐振式水位传感器。 16 浑浊度传感器 的选择 浑浊度传感器主要采用红外光电传感器。 由红外发射管发出一定强度的红外光 ,红外接收管在溶液的另一侧接收红外线。 红外线在溶液中透光性的大小就决定接收方产生光电电流的大小 ,光电流经整形放大和数据处理后 ,就可以判断出水的浑浊程度。 衣质传感器 的选择 衣质的检测一般在洗涤之前 ，且 主要用来测定所洗衣物属于棉类还是化纤类。 在一定水位的前提下 不同的衣物成分 不同 ,其布阻抗就不同。 为了测出衣质 ,先加入一定的水并让电机转动 ,突然切断电源 ,由于惯性作用电机会维持短时间旋转。 此时电机处于发电机状态 ,会产生一定感应电势并逐渐衰减到零。 由于衰减速率与布阻抗有一定的线性关系 ,通过对定子绕组两端电热进行整流和检测 ,经光电隔离后形成脉冲 ,脉冲信号多，则布阻抗小 ,反之亦然。 经过几次测量就可以判断出布阻抗 ,通过推理得出衣质。 故选择 电阻传感器。 可编程控制器 外部设计 可编程控制器的选择 根据输 入信号及输出信号的数量，经过初略计算， 输人点数为 6点，输出点数为 6点；输人、输出信号都是数字量。 增加 20%备用量，以便随时增加控制功能： 输入点数为： 6 (1+20%)= 输出点数为： 6 (1+20%)= 根据 I/O 点数，可选松下 FP0C16 型可编程控制器，其输入点 8 点，输出点 8 点，扩展模块可用点数为 16 点。 可编程控制器 I/O 口分配 输入 启动 高水位传感器 低水位传感器 浑浊度传感器 衣质传感器 停止 17 PLC输入 X0 X1 X2 X3 X4 X5 输出 Y0 Y1 Y2 Y6 Y3 Y7 Y4 Y5 PLC输出 报警器 进水控制阀 正转高速洗涤 正转低速洗涤 反转高速洗涤 反转低速洗涤 排水控制阀 脱水 图 6 可编程控制器 I/O口分配表 外围接线图 图 7 可编程控制器外围接线图 洗衣机要实现衣服的洗涤，漂洗和脱水，就要通过上述动作来实现，而这些动作可以通过 PLC 控制来实现。 同时加上开关和按钮，数码管显示器，蜂鸣报警器和欠电压检测保护电路等，就可以形成完整的 PLC 控制系统。 通过软件编程达到对整个洗衣过程进行检测控制和用户交互。 18 此外，在少数全自动 洗衣机上，以继电器作各电气工作部件驱动电路的电源开关，由 PLC控制继电器触点开关的通断，实现洗衣机的程序运转。 6 软件设计 系统的顺序功能图设计 全自动洗衣机工作原理 ： 全自动洗衣机的洗衣桶 (外桶 )和脱水桶 (内桶 )是以同一中心安放的。 外桶固定，作盛水用。 内桶可以旋转，作脱水 (甩水 )用。 内桶的四周有很多小孔，使内外桶的水流相通。 该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，通过电 动控制 系统 ， 使进水阀打开，经进水管将水注入到外桶。 排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外。 洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。 脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。 高、低水位开关分别用来检测高、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停止进水、排水、脱水及报警。 排水按钮用来实现手动排水。 全自动洗衣机的控制要求 1） PLC投入运行，系统处于初始状态准备好启动； 2） 启动时开始进水； 3） 水满 (上限位 )时停止进水并开始洗涤正转； 4） 正转 30s后暂停； 5） 暂停 2s后开始洗涤反转； 6） 反转 30s后暂停； 7） 暂停 2s后，若正、反转未满 5次时，返 回 从正洗开始的动作； 8） 暂停 5s后，若正、反洗涤满 5次时则开始排水； 9） 水位下降到低水位时开始脱水井继续排水； 10） 脱水 30s即完成一次从进水到排水的大循环过程； 11） 若完成 2次大循环，洗完报警 3s后自动停机； 19 12） 可以按“停止”按钮实现手动停止进水、排水、脱水及报警； 13） 可以按“排水”按钮实现手动排水 ； 控制系统顺序功能图 图 9 全自动洗衣机控制系统顺序功能图 PLC 投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。 按下启动按钮时开始进水，水满(即 水位到达高水位 )时停止进水， 2s后开始正转洗涤。 正转洗涤 30s后暂停，暂停 2s后开始反转洗涤。 反转洗涤 30s 后暂停，暂停 2s 后，若正、反洗涤未满 5 次，则返回从正转洗涤开始的动作。 若正、反洗涤满 5 次时，则开始排水。 排水水位若下降到低水位时，开始脱水并继续排水。 脱水 30s即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。 若未完 20 成 2 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 2 次大循环，则进行洗完报警。 报警 3s结束全部过程，自动停机。 若按下停止按钮，可以手动排水和手动脱水。 控制系 统的梯形图设计 21 图 10 PLC控制 系统的梯形图 按下启动按钮 S1， X0 动合触点闭合，内部辅助继电器 R10得电为“ 1”，同时 R10动合触点闭合自锁。 R10动合触点闭合使输出继电器 Y1 得电为“ 1”，进水阀打开，开始注水。 到高水位检测传感器， K1 闭合，使其动断触点 X1 断开，进水阀关闭。 同时 X1动合触点闭合，计时器 T0开始通电计时，2s 后 T0 动合触点闭合，输出继电器 Y2 得电为“ 1”，洗衣机开始正转洗涤；同时计时器 T1 得电，30s 后 T1 动断触点断开， Y2 断电，正转洗涤停止。 同时 T1 动合触点闭合，计时器 T2得电， 2s后T2动合触点闭合，输出继电器 Y3得电为“ 1”，洗衣机开始反转洗涤，同时计时器 T3得电， 30s后 T3动合触点闭合， T4 得电， 2s 后 T4 动合触点闭合，计数器 CT100 计数 1 次。 T4 动断触点断开，计时器 T0、 T T T T4 失电复位， T4失电后其动断触点恢复闭合， T0得电， 2s后， Y2得电，开始正转洗涤，如此循环 5次，计数器 CT100计数 5次后， C100 动合触点闭合，输出继电器 Y4 得电为“ 1”，排水阀打开排水，待排水至低水位检测开关 K2时，输入继电器 X2动断触点断开， Y4 失电为“ 0”，停止排水，同时 X2 动合触点闭合，输出继电器 Y5 得电为“ 1”，脱水电机运转，开始脱水， 22 同时计时器 T5 得电， 30s 后 T5 动断触点断开， Y5 失电为“ 0”，脱水停止。 同时 T5 动合触点闭合，计数器 CT101计数 1 次。 同时 T5 动合触点闭合，使高水位进水阀打开注水，开始第 2 次大循环，第2 次大循环结束后，计数器 CT101 动合触点闭合，输出继电器 Y0 得电为“ 1”，报警器报警，同时计时器 T6 得电， 3s 后 T6 动断触点断开， Y0 失电为“ 0”，报警停止，自动洗衣 过程完成。 其中 S2为手动排水按钮， S3为手动脱水按钮， S4 为手动停止按钮。 23 程序语句表 图 11 程序语句表 24 毕业设计体会 经过一个多月的努力我的毕业设计终于完成了 ,但是现在回想起来做毕业设计的整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜，艰辛同时又充满乐趣 ,不过乐趣尽在其中。 通过本次毕业设计，没有接受任务以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。 这次毕业设计要求 设计一个 全自动洗衣机控制 ，自行设计这对我将来踏上工作岗位是非常有帮助的。 尽管上一届的同学已经完成的非常出色，但是我仍然希望通过自己的努力完成设计并希望有所突破。 这也是我对自己的考验。 于是本次设计过程中我完全按照软件设计步骤的要求来进行，从课题分析开始，再进行总体设计、详细设计 ,最后到系统实现。 每一步都让我将理论学习的知识应用到实践中去。 也使我掌握了一整套规范的设计操作流程。 在课题分析阶段，由于本次是设计一个 PLC 控制系统，所以对其中的 PLC 的工作分析尤为重要。 对指导老师提供的资料必须要吃透。 这是关键，从 查阅资料、提出问题，到慢慢一一解决问题，老师给了我很大的帮助。 在总体设计阶段，由于课题分析做的比较全面，很快就对系统的功能，控制机制有了充分的认识，形成了 装备流水线的控制 详细设计阶段，首先考虑各电路模块的主要功能及软件的设计，分别进行安装调试。 其次，将写好的程序进行上机调试，这时就遇到了非常大的困难，烦琐的接口采集数据 ,分析数据 ,检测，调用，很容易出错。 最后，系统运行环节。 对已完成的程序和硬件系统相结合。 调试时，由于控制逻辑上出现了一点问题，使得硬件和软件不能完全统一。 当时我心里是非常焦急的，这一 出错也意味着前功尽弃。 然而，在指导老师的分析与鼓励下，我重新纠错找到了错误并改正。 使我意识到今后不论遇到什么情况都要分析原因，列出可能的情况后，沉着应对，必然能 “ 化险为夷 ”。 下面我对整个毕业设计的过程做一下简单的总结。 25 第一，接到任务以后进行选题。 选题是毕业设计的开端，选择恰当的、感兴趣的题目 . 第二，题目确定后就是找资料了。 查资料是做毕业设计的前期准备工作，到图书馆、书店、资料室去虽说是比较原始的方式，但也有可取之处的。 总之，不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的，要一一记录下来以备后用。 第三， 通过上面的过程，已经积累了不少资料，对所选的题目也大概有了一些了解，这一步就是在这样一个基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。 第四，有了研究方向，就要动手实现。 编写源代码的时候最好是编写一个小模块就进行调试，这样可以避免设计的最后出现太多的错误而乱成一团糟。 一步步地做下去之后，你会发现要做出来并不难，只不过每每做一会儿会发现一处错误要修改，就这样在不断的修改调试，再修改再调试。 第五 , 写论文能提升以下几个方面的能力 : 文字表述 :论文里的语言非常讲究，这方面需要继续加强。 交流、讨论 :文章 的大致内容写完后，一定要和老师、其他同学多交流，让他们多提点建议。 一些计量软件使用方法，可以向学长们请教。 细心 :模型公式编辑、标点符号、文章各段格式等，都需要细心。 搜索 :需要搜索很多资料，如何在短时间找到你想要得资料，得在搜索关键词上有所设置才行。 一些好的统计数据网站，需要随时记录下来，以便日后继续使用。 我的心得也就这么多了，总之，这次毕业设计让我学习到很多。 虽然结束了，但这只能是一个开始。 今后作为技术员，要学习的规范，程序设计语言还有很多。 怎样使自己。