新改的陈宏强的基于欧姆龙的plc的全自动洗衣机毕业设计word格式

新改的陈宏强的基于欧姆龙的plc的全自动洗衣机毕业设计word格式内容摘要：

更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步 向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富，规格更齐全，完美的人机界面、完善的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其他工业控制计算机网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。 目前的计算机集散控制 DCS（ Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。 伴随着计算机网络的发 展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分 ，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。 陕西国防学院 机电工程学院 毕业设 计 论文 9 第 3 章 系统 硬件设计 系统简介 全自动洗衣机的工作原理 洗衣机的洗涤过程主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下，将污垢拉入水中来实现洗净的目的。 首先充满于波轮叶片间的洗涤液，在离心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。 在波轮中心处，因甩出液体而形成低压区，又使得洗涤液流回波轮附近。 这样，在波轮附近形成了以波轮轴线为中心的涡流。 衣物在涡流的作用 下，作螺旋式回转，吸入中心后又被甩向桶壁，与桶壁发生摩擦。 又由于波轮中心是低压区，衣物易被吸在波轮附近，不断地与波轮发生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脱离衣物。 其次，当衣物被放进洗涤液之后，由于惯性作用运动缓慢，在水流与衣物之间存在着速度差，使得两者发生相对运动，水流与衣物便发生相对摩擦，这种水流冲刷力同样有助于污垢离开衣物。 再次由于洗衣涌形状的不规则，当旋转着的水流碰到桶壁后，其速度和方向都发生了改变，形成湍流。 在湍流的作用下，衣物做无规则地运动并翻滚，其纤维不断被弯曲、绞纽扣拉长，衣物相互相摩擦，增大 了洗涤的有效面积，提高衣物的洗净的均匀性。 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。 工艺工程分析 通常地，人们采用洗衣机来洗衣服需要经历洗衣、清洗、排水、脱水等四个 环节。 在全自动洗衣机中，这样的一个过程完全由 PLC 来完成。 当人们将衣服和洗衣液放进洗衣机，按下启动按钮后，洗衣机就会自动完成洗衣服的整个过程。 并且，全自动洗衣机需要其控制系统足够可靠，以避免洗衣机轻易出现故障。 陕西国防学院 机电工程学院 毕业设 计 论文 10 全自动洗衣机中， PLC 主要完成以下的功能： 检测功能 （ 1） 检测进水是否到了需要的水位，即进水是否完成。 （ 2） 检测排水是否完成。 控制功能 （ 1） 控制进水、洗衣、排水、脱水等洗衣机的动作。 （ 2） 控制洗衣、清洗 、脱水、蜂鸣等的时间长短。 （ 3） 控制洗衣、清洗的次数。 （ 4） 控制在洗衣机完成一个动作到下一个动作的准确转换。 （ 5） 控制完成洗衣时的信号提示。 系统的控制 方案 PLC 投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。 （ 1） 按下启动按钮。 （ 2） 开始进水，水满（即水达到高水位）时停止进水。 （ 3） 停止进水 2s 后开始洗涤。 （ 4） 洗涤时，正转 10s，停 2s，反转 10s，再停 2s。 （ 5） 如此循环 30 次， 30 次满后开始排水，排空（即水位下降到低水位）后，开始脱水。 （ 6） 重复（ 2） —— （ 4）的步骤，直到完成 3 次循环。 （ 7） 3 次循环完成后，则进行 2s 蜂鸣。 （ 8） 蜂鸣 完成后洗涤过程全部结束，自动停机。 PLC 的选型 系统设计的水平将直接影响控制系统的性能、设备的可靠性。 这其中 PLC 的选型至关重要，如何根据不同的控制要求选择合适的 PLC，设计出运行平稳、动作可靠、安全实用、调试方便、易于维护的控制系统呢。 在 PLC 系统设计时，首先应该确定系统方案，下一步工作就是 PLC 的设计选型。 选择 PLC 有如下几方面的内容： 输入 /输出（ I/O）点的估算 ： PLC 的输入输出点数是 PLC 的基本参数之一。 I/O 点数的确定以控制所需的所输入 /输出点数的总和为依据。 在一般情况下 ， PLC 的 I/O 点数应当有适当的余量。 陕西国防学院 机电工程学院 毕业设 计 论文 11 PLC 的存储器容量的估算 ： 存储器容量是指可编程序控制器本身能提供的存储单元大小，各种 PLC 的存储器容量大小可以从该 PLC 的基本参数中找到。 程序容量是存储器中用户程序所使用的存储单元的大小，因此 存储 容量应大于程序容量。 PLC 通讯功能的选择： 现在 PLC 的通讯功能越来越强大，很多 PLC 都支持多种通讯协议（有些需要配备相应的通讯模块），选择时要根据实际需要选择合适的通讯方式。 PLC 系统的通讯网络主要形式由以下几种形式： （ 1） PC 为主站，多台型号 PLC 为从站，组成简易 PLC 网络； （ 2） 1 台 PLC 为主站，其他同型号 PLC 为从站，构成主从式 PLC 网络； （ 3） PLC 网络通过特定网络接口连接到大型 DCS 中作为 DCS 的子网； （ 4） 专用 PLC 网络（各厂商的专用 PLC 通信网络）。 PLC 机型的选择： PLC 按结构分为整体型和模块型两类。 整体性 PLC 的 I/O 点数较少且相对固定，因此用户选 择 的余地较小，通常用于小型的控制系统。 模块型 PLC 提供多种 I/O 模块可以在 PLC 基板上插接，方便用户根据需要合理地选择和配置控制系统的 I/O 点数。 因此，模块型 PLC 的配置比较灵活，一般用于大中 型控制系统。 传感器的选型与工作原理 传感器按原理分类可分为两大类型：压力传感器和应变传感器。 按被测量分类主要可分为四大类型：震动、冲击传感器类、压力传感器 类 、力传感器及特性传感器类。 根据本系统的需求，我们选用压力传感器。 压力传感器又有很多种型号，每种型号都有自己特别适用的某些用途，我们必须根据使用要求选择最适合的压力传感器。 通常，选择压力传感器最主要的权衡因素是重量、频率响应和灵敏度。 本系统选用的是 LC01 系列内装 IC 压电加速度传感器，它具有 低阻抗输出，抗干扰能力强，可以进行长电缆传输而不致 引起噪音增加； 可直接与内置恒流源的数据采集器连接； 可以使用通用同轴电缆或丝线； 性能价格比高，多点测量，总的系统价格较低； 安装方便，使用简单等优点。 本系统中洗衣机的水位传感器相当于压力开关。 当设定好一个压力值以后，注水后产生 水压 ，达到压力值后就自动通电， 起 到了开关的作用，洗衣机水位开关分为电子式（可调电阻式）和开关式两种，它们都是通过水位上升时产生的空气压力通过管道传递到传感器使电阻发生变化或者内部开关接通来使用电脑产生动作的，它损坏后都会产生注水不陕西国防学院 机电工程学院 毕业设 计 论文 12 准，长注不动作（运转），排完水后不甩干等情 况。 继电器及接触器 的工作原理 继电器的工作原理 继电器是一种当输入的物理量达到规定值时，其电气输出电路被接通或者阻断的一种自动电器。 它广泛用于生产过程自动化装置，电力系统保护装置，各类运动、遥控和通信装置，是现在自动控制系统中最基础的电器元件之一。 继电器一般由输入感测机构和输出执行机构两部分组成。 前者用于反映输入量的变化，后者完成触电分合动作（对有触电的继电器）或半导体元件的通断（对无触电继电器）。 继电器具有跳跃的输入 — 输出特性，当继电器接受一个输入信号 X 时，只有它达到动作值 Xd，继电器才动作，输出从零跃至Ymax。 输入信号继续增大，输出信号仍为 Ymax 不变。 继电器动作之后，如果减少输入信号，则继电器只在输入减少到 Xf 时才动作，返回起始位置，输出信号跃回零。 这一特性称为继电特性。 这里，使继电器开始动作的输入量值（动作值）、继电器由一种状态变至另一种状态的时间（动作时间）是继电器的主要技术参数。 它们表征继电器工作过程的性能，又是选用继电器的依据。 继电器有很多种类。 如电气量继电器，非电气量继电器；保护继电器，控制继电器；有触电继电器，无触点继电器等等。 常用的 按工作原理分类的继电器有电磁继电器、极化继电器、舌簧继电器、热继电器和时间继电器等。 20 世纪后，继电器有很大发展，先后出现磁性无触点继电器、半导体无触点继电器、专用集成电路式电子时间继电器、固态继电器、印刷电路板安装式继电器，以及代微机处理器的保护继电器和智能化继电器。 接触器的工作原理 接触器 (Contactor)是指 能频繁关合、承载和开断正常电流及规定的过载电流的开断和关合 的 装置。 在电工学上，因为可快速切断交流与直流主回路和可频繁地接通与大电流控制 (某些型 号 可达 800 安培 )电路的装置，所以 经常运用于电动机做为控制对象﹐也可用作控制工厂设备﹑电热器﹑工作母机和各样电力机组等电力负载，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。 接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制。 是自动控制系统中的重要元件之一。 接触器是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。 接触器由电磁系统（铁心，静铁心，电磁线圈）触头系统（常开触头和常闭触头）和灭弧装置组成。 其原理是当接触器的电磁线圈通电后，陕西国防学院 机电工程学院 毕业设 计 论文 13 会产生很强的磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开；常开 触头闭合，两者是联动的。 当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：常闭触头闭合；常开触头断开。 系统控制主电路 本次设计的控制系统主要是以可编程序逻辑控制器所输出的离散指令为指令元，通过这些数字信号的输出以及其他控制电路的受控行为来指挥供电电路，实现对洗衣机的控制。 控制电路的组成主要包括：可编程序控制器、继电器组。 其中，继电器为主要执行模块， PLC 所发出的数字指令控制继电器线圈，而继电器的开合直接控制电机的电源电路，实现对电动机的控制。 洗衣机 PLC 控制主电路图如图 31 所示 图 31 PLC 控制主电路图 主电路由隔离开关 QS、主电路熔断器 FU交流接触器 KM KM2 的主触头、热继电器 FR 的热敏元件和三相异步电动机 M 构成。 其中，隔离开关 将电气设备和电源隔开或接通 ， 由于有明显的断开点，比较容易判断电路是否已经切断电源。 如检修时就常用隔离开关把电源断开，检修好后再接通，以保证工作上的安全。 断路器 FU1 实现对电机的短路保护，当电路出现短路时能尽快地切断电路，实现短路保护。 热继电器 FR 的热敏陕西国防学院 机电工程学院 毕业设 计 论文 14 元件在电机过载时会发生形变，通过断开辅助常闭触头将主电路断开，实现电机的过载保护。 接触器的主触头 KM1 和 KM2 实现电机的正反转控制， PLC 控制接触器 KM KM2的线圈通断电，进而控制接触器的主触头通断，实现电机的正反转，从而带动洗衣机实现洗衣过程。 I/O 分配 CPM1A 系列 PLC 是欧姆龙公司生产的小型整体式可编程序控制器，它的性能价格比很高，在小规模控制中已获广泛应用。 CPM1A 系列 PLC 中又有很多种型号的 PLC。 此全自动洗衣机系统中共有 4 个输入点和 6 个输出点，共需要 10 点 I/O，根据点数及程序容量，选择了 CPM1A20CDRA 作为其主机。 I/O 分配 ： 输入：启 动按钮 00000 SB1 停止按钮 00001 SB2 高水位按钮 00002 SB3 低水位按钮 00003 SB4 输出：进水电磁阀 01000 YA1 电机正传接触器 01001 KM1 电机反转接触器 01002 KM2 排水电磁阀 01003 YA2 脱水离合器 01004 KM3 蜂鸣器 01005 KM4 PLC 的接线图 PLC 的接线图如图 32 所示。 陕西国防学院 机电工程学院 毕业设 计 论文 15 S。