1、桂林航天工业学院课 程 设 计 报 告系（部）：电子信息与自动化学院专业班级：自动化二班学生姓名： 学 号： 设计题目： 全自动洗衣机的 PLC 控制 完成日期 2016 年 12 月 23 日 指导教师评语：_ _ _ 成绩（五级记分制）： 指导教师（签字）：_ 桂林航天工业学院课程设计任务书设 计 题 目 ： 全自动洗衣机的 PLC 控制学生姓名课程名称 专业班级地 点 起止时间设计内容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。洗衣机的进出水由电控系统控制。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现。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
2、、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。设计参数1、启动时开始进水，水满(即水位到达高水位)时停止进水并开始正转洗涤。2、正转洗涤 15 s 后暂停 3 s 后开始反转洗涤。反转洗涤 15s 后暂停 3 s 后，若正、反洗涤未满 3 次，则返回从正转洗涤开始的动作。若满 3 次，开始排水。3、排水后脱水，脱水 10s 即完成一次从进水到脱水的工作循环过程，共三次。4、完成了 3 次大循环，则进行洗完报警。报警 10s 结束全部过程，自动停机。设计进度2016.12.19 分析课题并收集材料12.2
3、0-12.21 课题程序设计及编写，验证12.22-12.23 材料整理并完成课题报告设计成果按照设计内容编写出了完整的程序，并符合设计参数，参考资料程周.电气控制与 PLC 原理及应用M.北京：电子工业出版社，2003廖常初.PLC 编程及应用.北京：机械出版社，2002弭洪涛.可编程序控制器（PLC）原理及应用.北京：中国水利水电出版社，1999说明1本表应在每次实施前由指导教师填写一式 2 份，审批后所在系（部）和指导教师各留 1 份。2多名学生共用一题的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。3若填写内容较多可另纸附后。系（部）分管领导： 教研室主任： 指导教师：年 月 日桂林航天工
4、业学院课程设计（论文）报告用纸摘 要随着社会的经济的发展和科学技术水平的提高，家庭电器全自动化成为必然的发展趋势。全自动洗衣机的生产极大的方便了人们的生活。全自动洗衣机综合运用了大量力学、电学、光学等知识。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。本次课程设计就 PLC 在全自动洗衣机的控制系统中的应用做了详细的介绍。实现洗衣机由进水、洗涤、排水、脱水、报警到自动停止的循环过程。设计了相应的程序，结合相应的硬件系统，并通过西门子 S7-200 系列 PLC 仿真系统模拟出全自动洗衣机的运行过程。关键词：全自动洗衣机 可编程
5、逻辑控制器 控制程序桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸Abstract With the economic development of society and the improvement of science and technology, household electrical appliances fully automated become an inevitable trend of development. Automatic washing machine production greatly facilitates peoples lives. Automatic
6、washing machine comprehensive use of a large number of mechanical, electrical, optical and other knowledge. Washing machine washing process is mainly produced in the mechanical drainage, erosion and other mechanical effects and detergent wetting, dispersion, the dirt into the water to achieve the pu
7、rpose of cleaning. The course is designed to PLC in the automatic washing machine control system in the application of a detailed description. To achieve the washing machine from the water, washing, drainage, dehydration, alarm to automatically stop the cycle. Design the corresponding program, combi
8、ned with the corresponding hardware system, and through the Siemens S7-200 series PLC simulation system simulation of the automatic washing machine running process.Key words: automatic washing machine; PLC; control program桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸目录一 绪论 .11.1 课题背景 .11.2 研究目的和意义 .2二 设计任务 .32.1 设计内容 .32.2
9、控制要求 .42.3 设计要求 .5三 控制系统设计 .53.1 电动主电路设计 .53.2 确定 I/O 数量，选择 PLC 类型 .63.2.1 I/O 数量的确定 .63.3.2 PLC 类型的选择 .63.3.3 I/O 点地址的分配 .63.4 控制流程图 .73.5 控制程序梯形图 .83.6 控制程序语句表 .11四 软件仿真 .124.1 程序调试 .124.2 设计分析 .13五 总结 .13参考文献 .15附录 1.16桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸1一 绪论1.1 课题背景从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，在洗衣机出现以前，这项劳动并不像田园诗描绘的那
10、样充满乐趣、手搓、脚踩、棒击、冲刷、摔打。这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是辛苦劳累。1874 年， “手洗时代”受到了前所未有的挑战美国人比尔布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。1880 年，美国又出现了蒸汽洗衣机，蒸汽动力开始取代人力。之后，水力洗衣机，内燃机洗衣机也相继出现。1911 年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机，标志着人类家务劳动自动化的开端。1922 年，电动洗衣机迎来一种崭新的洗衣方式搅拌式。搅拌式洗衣机由美国玛依塔格公司研制成功。70 年代后期，微电脑控制的全自动洗衣机出现引领新的发展方向，让人耳目一新。90 年代，由于电动机调速技术的提高，洗衣机实现了较宽范围
11、的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。全自动洗衣机其特点是能自动完成洗涤，漂洗和脱水的转换，整个过程不需要人工操作。这类洗衣机均采用套筒式结构，其进水，排水都采用电磁阀，由程序控制器按人们预先设计好的程序不断发出指令，驱动各执行器件动作，整个洗衣过程自动完成。所用的程序控制器可分为电动机驱动式和单片机式。从控制方式的发展阶段上分：全自动洗衣机可分为两大类：第一类电动控制洗衣机，它的程序控制器由电动元件组成。第二类是电脑控制洗衣机，它的程序控制器由微型计算机组成。电动控制全自动洗衣机是较早出现的自动控制类家用电器，其产品类型还属于传统的机械产品，是自桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸2
12、动控制的初级阶段。随着计算机的及微电子技术的发展，自动控制系统正在逐步实现硬件化。因此，电动控制洗衣机将逐步退出家电舞台。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统, 专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器, 用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令, 并通过数字的、模拟的输入和输出, 控制各种类型的机械或生产过程. 可编程序控制器及其有关设备, 都应按易于与各种控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。全自动洗衣机是传统洗衣机的一次革新设计。改变了传统需要手动的缺点，节省了人们宝贵的时间和精力。全自动洗衣机的出现为人们生活带来极大方便。1.2
13、研究目的和意义可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统, 专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器, 用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令, 并通过数字的、模拟的输入和输出, 控制各种类型的机械或生产过程. 可编程序控制器及其有关设备, 都应按易于与各种控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。全自动洗衣机是传统洗衣机的一次革新设计。改变了传统需要手动的缺点，节省了人们宝贵的时间和精力。全自动洗衣机的出现为人们生活带来极大方便。目前，大部分洗衣机的控制普遍采用固定转换时间间隔的控制方法。为此，采用不依赖数学模型的模糊控制方法设计洗衣机控制器，
14、能较好地解决这个问题。另外随着众多高科技技术在日常生活的普遍应用，城市空中各种电磁干扰日益严重，为保证洗衣机控制的可靠、稳定，选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的 PLC 是必要的。随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的洗衣机装置远远不能满足当前高度自动化的需要。可编程控制器洗衣机控制系统集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。可编程控制器自动洗衣机系统的特点：脱机手动工作；
15、联机自动就地工作；上机控制的单周期运行方式；自动启动、自动停机控制方式。桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸3近年来 PLC 的性能价格比有较大幅度的提高，使得实际应用成为可能。本系统采用 PLC 是基于以下两个原因：PLC 具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在 30 万小时以上；抗干扰能力强，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证全自动洗衣机控制的可靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的 PLC。全自动洗衣机以其固有的优点还是赢得了很多的消费者的信赖，应用而生，它将是现在到未来的星星产品，所以有必要开发和改善现有的全自动洗衣机。应用最先进的科技技术 ，投入最少的资金
16、，你便拥有了更广阔的市场竞争力，而现在 PLC 价格也在下降，所以可以应用该产品进行研发，从而达到自动化控制，更多的赢得消费者的青睐。二 设计任务2.1 设计内容全自动洗衣机的实物结构图如下图所示：图 1.自动洗衣机示意图利用 PLC 设计全自动洗衣机的控制系统。 ，按下启动按钮，洗衣机就会按照设定的程序自动完成洗衣服的整个过程。需要完成的内容：采用 PLC 控制,列出输入输出点分配表；画出 PLC 的输入输出设备的接线图；绘制功能流程图；利用 STEP-Micro/WIN32 软件完成梯形图、指令表的程序设计与调试。桂林航天工业学院课程设计（论文）报告用纸42.2 控制要求启动按钮用来控制全
17、自动洗衣机开始工作，一般地，在用户在洗衣机内放入衣服，且已经准备好开始洗衣服之后，按下启动按钮，全自动洗衣机开始洗衣。停止按钮用来控制运行中的全自动洗衣机停止工作。在洗衣服的过程中，用户需要停止洗衣机，就可以直接按下停止按钮，洗衣机即会停止工作。高低水位是指洗衣机在洗衣过程中，洗衣机筒内保持的水位高低，一旦选择了高水位，则在洗衣过程中的水位将保持系统设定下的两个水位中的相对高一点的水位。反之则是低水位。高水位探测器用来检测洗衣机水位是否已经达到了高水位。采用数字量输出式水位探测器这样就可以直接将高水位探测器的输出直接送到 PLC 主机的数字量输入端口上。低水位探测器用来检测洗衣机水位是否已经达
18、到了低水位。采用数字量输出式水位探测器这样就可以直接将低水位探测器的输出直接送到 PLC 主机的数字量输入端口上。进水电磁阀用来控制洗衣机的进水。当然洗衣机需要外界进水时，PLC 主机发出控制信号，进水电磁阀会打开，水自动从外界送入洗衣机筒内，当水已经达到了设定的水位时，PLC 主机发出信号自动关闭进水电池阀，同时控制洗衣机进入下一个洗衣步骤。电机正转接触器用于 PLC 主机控制洗衣机电机的正转。可以直接用 PLC 主机的数字量输出端口来连接电机正转接触器，在洗衣机洗衣服的过程中，电机会正转与反转同时轮流进行。电机反转接触器用于 PLC 主机控制洗衣机电机的反转。可以直接用 PLC 主机的数字
19、量输出端口来连接电机反转接触器，在洗衣机洗衣服的过程中，电机会正转与反转同时轮流进行。洗衣机洗衣服的最后一道工序就是对衣服进行脱水，脱水电磁阀正是用于 PLC 主机控制洗衣机进行脱水，脱水需要电机带动机筒旋转，有了电磁阀后，就可以使用 PLC主机的数字量输出端口来控制电磁阀，最终达到控制脱水执行电机的目的。在脱水过程不涉及电机的调速问题，因此，用 PLC 主机加电磁阀这样一种比较觉得简单的方式就可以完成控制任务。蜂鸣器用来指示洗衣机洗衣过程中的一些声音提示，也采用电磁阀控制。对于各个程序中的指示灯也采用电磁阀进行控制。此外，还要求可以按排水按钮以实现手动排水；按停止按钮以实现搬运，停止进水、排水、脱水及报警。
