1、毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 基于 PLC 的全自动洗衣机控制系统设计 一、课题研究意义及现状 随着生活水平的日益提高，人们已经不在满足半自动洗衣机的洗涤方式，改为全自动洗衣机。全自动洗衣机从结构上分有波轮式，搅拌式，滚筒式，目前，国内市场上销售的大都是波轮式和搅拌式。全自动洗衣机是集洗涤，脱水于一体，并且能自动完成戏衣全过程的洗衣机。全自动洗衣机有各种洗涤程序，可供自由选择，工作时间可任意调节工作状态及洗，脱水时间在面板都有显示，能自动处理脱水不平衡 ， 工作结束或电源故障会自动断电，无需看管，确保安全。 目前，有的全自动洗衣机上还采用了模糊技术，即洗衣机能对传感器提供的信息进行逻辑
2、推理，自动判别衣服的质地，重，脏污和度，从而自动选择最佳的洗涤时间，进水量，漂洗次数，脱水时间，并显是洗涤剂的用量，达到整个洗涤时间自动化，使用方便，节能节水。可编程控制器是一种数字式运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计 。由于 PLC 具有可靠性高、抗干扰能力强、组合灵活、编程简单、维修方便等诸多优点， PLC 已广泛地应用于开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制和过程控制等领域。 本次研究的课题是利用 PLC 技术来实现全自 动洗衣机的控制系统设计。参照海尔洗衣机是一款年销售和销售额均很高、最稳健发展、最具竞争力的洗衣机品牌。海尔洗衣机的洗衣模式通过精确智能控制、自动调整洗涤、漂洗
3、时间、衣服洗干净便自动停止。要实现洗衣机的自动控制功能，以PLC 软件编程来实现全自动洗衣机的主控模块， PLC 是以嵌入式 CPU 为核心，加上输入、输出等模块。PLC 的程序设计大多采用类似于继电器控制线路的梯形语言 。这样我们可以很方便的根据自动洗衣机的各个功能，来编写出程序语言。从而实现洗衣机各个功能的实现，完成洗衣机整体所需要达到的设计要求。 二、课题研究 的主要内容和预期目标 1主要内容 主要内容是 设计一个全自动洗衣机控制系统，主控部分用 PLC 来实现。了解全自动洗衣的整个过程和各个步骤的控制实现原理，在此基础上设定 个相关环节，包括检测和时间等参数 ；给出具体实现的可行性方案
4、，实现环节的自动和手工控制设置， 洗衣时选择其中一个程序 ,打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成 ,洗衣完成时由蜂鸣器发出响声 ； 硬件和软件电路设计，进行传感器的选取， PLC 的选型和 I/O 地址分配等，并结合要求给出综合电气控制图，系统控制的程序框图、控制梯形图和具体程序等；综合考虑 控制要求、环境要求、性价比、 安全性和可靠性等问题。 2预期目标 1）预期设计一个日常使用的全自动洗衣机，利用主要以 PLC 软件编程实现全自动洗衣机的主控模块。全自动洗衣机 清洗的 衣物有 丝织物 、 棉织物 、 粗厚的粘纤织物 和 毛织品 等 ，洗衣过程 一般包括 加水、洗涤、 漂洗
5、、脱水 等步骤，洗衣时间分配通常因 衣物 及 布质类别而异 。全自动洗衣机的 控制电路组成主要 有 可编程序控制器、继电器组和变频器 等， 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源电路，实现对电动机的控制 ， 变频器在电路中控制 洗涤时的电机转速，正反向旋转及高速脱水均由继电器实现 。洗衣机的 PLC 选型根据所需功能和容量进行选择 ,并考虑维护的方便性 ,备件的通用性 ,是否易于扩展 ,有无特殊功能，洗衣机的 传感器 有洗衣桶水位上限传感 、 压力传感器 、 甩干压力传感器 、 红外传感器 、 洗衣桶水位上限传感 、 洗衣液上限传感器
6、、 洗衣液下限传感器等。 2）由于主要是对以 PLC 为主的主控模块进行实现，所以根据全自动洗衣机的控制对象和控制要求进行编程。首先编写完整的梯形图设计，以及根据功能来分配 I/O 接口，完成了编程以后，通过模拟调试， 使控制程序基本满足控制要求。 3）然后考虑用组态软件仿真实现综合功能。 4)为了应对洗衣机工作时遇到的突发情况 ,如突然断电以及突发情况。需要设计加入备用电源，紧急暂停按钮和复位按钮。 三、课题研究的方法及措施 1研究方法 首先要对全自动洗衣机的原理和 PLC 进行了解，这需要查阅一定的资料，清楚全自动洗衣机所需要实现的功能以及如何实现这些功能， PLC 的原理和其所能实现的功
7、能。因为本次研究完成的主要是对 全自动洗衣机的控制系统的设计，其控制系统主要由 可编程控制器、变频器、触摸屏、继电器等 组成。根据这些器件以及相关资料，对全自动洗衣机所要实现的 功能对 PLC 进行编程，并调式通过。尝试通过组态软件来实现各种综合功能的控制。在这个过程中，需要查阅相关信息资料。需要编写完整 梯形图的设计，并通过调试达到预期的效果。 2研究措施 1） 收集查阅 全自动洗衣机的 相关资料，对 PLC 的应用设计情况进行了熟悉了解；了解不同的设计实现方法，比较现有的相关方案，确定本课题研究和实现方案，然后对方案中的各单元进行了必要的分析和研究。 2）对所研究的全自动洗衣机的控制系统的
8、功能进行深入研究，根据所要设计洗衣机的性能综合考虑系统的电气控制关系、 PLC 的选型、相关运行动作和时间 的确定、检测元器件的考虑等，另外还要考虑软硬件如何综合调试和优化。 3）根据全自动洗衣车机所要实现的功能，编写完整的梯形图设计。以及根据功能来分配 I/O 接口。完成了编程以后，通过调试通过，看是否满足预先所设想的功能。初步设计系统的控制方案为： 综合调试考虑用组态软件实现。 4） 考虑控制系统的可靠性和实现的稳定性。需要采取一些措施，保证控制系统能够长期稳定的工作。 四、课题研究进度计划 1 2010 年 10 月 15 日至 2010 年 12 月 3 日 分析任务，查阅常见 洗衣机
9、控制系统的相关资料；对资料进行消化，进行理论准备，方案的考虑、设计和优化；基本完成开题报告、中、英文翻译和文献综述等。 2 2010 年 12 月 4 日至 2010 年 12 月 31 日 确定洗衣机控制系统的最佳设计方案； PLC 选型、 IO 口分配、电气控制设置；传感器确定；电气控制原理图等。 3 2011 年 1 月 1 日至 2011 年 3 月 22 日 对洗衣机控制系统的实现进行硬件设计、软件编程和综合调试等；应用组态软件的调试。 4 2011年 3 月 23 日至 2011 年 4月 24日 制作好具体模型，完成毕业设计论文；做好答辩用的 PPT，并作好 答辩准备。 五、参考
10、文献 1 陈建明 .电气控制与 PLC 应用 M.北京：电子工业出版 社， 2006 年 8 月 . 2 易泓可 .电气控制系统设计基础与范例 M.北京 :机械工业出版社 ,2005 年 5 月 . 3 王曙光 .S7-200PLC 应用基础与实例 M.北京： 人民邮电出版社 ,2007 年 1 月 . 4 Loan ides,Maria G. Design and implementation of PLC-based monitoring control system for induction motorM.IEEE Transactions on Energy Conversion,2
11、004， 9. PLC 启动按钮 手动排水开关 手动脱水开关 水位选择 水位检测设备 电磁进水阀 电磁排水阀 洗涤电动机 脱水桶 停止按钮 5 严盈富 .西门子 S7-200PLC 入门 M.北京： 人民邮电出版社 ,2007 年 8 月 . 6 龙志文 .SIMATIC 子 S7-200PLC 原理及应用 M.北京： 机械工业出版社 ,2007 年 7 月 . 7 罗宇航 .流行 PLC 实用程序及设计（西门子 S7-200PLC 系列） M.西安： 西安电子科技大学出版社 ,2007 年 3 月 . 1 刘祖其 ,刘海 , 井建康 . 全自动洗衣机的 PLC 程序设计与研究 J. 机电产品开发与创新 ,2010，(4):151 152. 2 卞海玲 .浅谈 PLC 技术的发展及 应用 J. 现代制造技术与装备， 2010， (2):57 58. 3 程立新 .利用 PLC实现对全自动洗衣机的控制 J. 科技情报开发与经济， 2008， (5):201.
