全自动洗衣机自动控制系统的设计Word下载.docx
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2、
随着社会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。
全自动洗衣机的产生极大的方便了人们的生活。
洗衣机是国内家电业唯一不打价格战的行业,通过本课题的设计,使学生掌握全自动洗衣机的硬件和软件系统的结构及设计,将所学PLC等理论知识应用于实践中。
2、技术指标
(1)、按下启动按钮后,洗衣机开始进水。
水满时(即水位到达高水位,高水位开关由OFF变ON,PLC停止进水,并开始洗涤正转,正转洗涤15S后暂停,暂停3S后开始洗涤反转。
反洗15S后暂停,暂停3S后,若正、反洗未满3次,则返回从正洗开始的动作;
若正反洗满3次时,则开始排水。
(2)、水位信号下降到低水位时(低水位开关由ON变OFF)开始脱水并继续排水。
脱水10S即完成一次从进水到脱水的大循环过程。
(3)、若未完成3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;
(4)、若完成了3次大循环,则进行洗完报警,报警10S后结束全部过程,自动停机;
(5)、要求可以按排水按钮手动排水;
按停止按钮以实现手动停止进水、排水、脱水及报警。
要求:
1.确定控制对象及控制范围
详细了解被控对象的控制要求,确定必须完成的动作及完成的顺序,归纳出工作循环和状态流程图。
2.PLC型号的选定
根据生产工艺要求,分析被控对象的复杂程度,进行I/O点数和I/O点的类型(数字量、模拟量等)统计,列出清单。
适当进行内存容量的估计,确定适当的留有余量而不浪费资源的机型(小、中、大形机器)。
并且结合市场情况,考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况,选定价格性能比较好的PLC机型。
3.硬件设计
根据所选用的PLC产品,了解其使用的性能。
按随机提供的资料结合实际需求,同时考虑软件编程的情况进行外电路的设计,绘制电器控制系统总装配图和接线图。
4.软件设计并上机调试
(1)在进行硬件设计的同时可以同时着手软件的设计工作。
软件设计的主要任务是根据控制要求将工艺流程图转换为梯形图,这是PLC应用的最关键的问题,程序的编写是软件设计的具体表现。
在程序设计的时候建议将使用的软继电器(内部继电器、定时器、计数器等)列表,标明用途以便于程序设计、调试和系统运行维护,检修时候查阅。
(2)程序初调也成为模拟调试。
将设计好的程序通过程序编辑工具下载到PLC控制单元中。
由外接信号源加入测试信号,通过各种状态指示灯了解程序运行的情况,观察输入/输出之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求,并及时修改和调整程序,消除缺陷,直到满足设计的要求为止。
5.完成设计说明书
说明书格式要求按学院要求格式执行。
3、主要参考资料:
[1]
蒋金周
全自动洗衣机的PC智能控制
机电一体化
[2]谢克明,夏路易.可编程控制器原理与程序设计
电子工业出版社
[3]
吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用
.家用电器科技,2000
年
[4]
廖常初
可编程序控制器应用技术(第四版)
重庆大学出版社
2002年
基本工作量要求
一周时间了解设计要求,收集资料;
两周时间了解被控对象的控制要求,确定必须完成的动作及完成的顺序,归纳出工作循环和状态流程图;
一周时间根据生产工艺要求,分析被控对象的复杂程度,进行I/O点数和I/O点的类型(数字量、模拟量等)统计,列出清单。
并且结合市场情况,考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况,选定价格性能比较好的PLC机型;
一周时间进行硬件设计;
三周时间进行软件设计并上机调试
两周时间编写《毕业设计说明书》,准备答辩。
进度计划
起止时间
工作内容
2011年10月26日—10月30日
2011年11月2—11月13日
2011年11月6日-11月20日
2011年11月23日-11月27日
2011年11月30日-12月18日
2011年12月28日-12月31日
了解设计要求,收集资料
了解被控对象的控制要求,确定必须完成的动作及完成的顺序,
归纳出工作循环和状态流程图
根据要求选择PLC
进行硬件设计
进行软件设计并上机调试
编写《毕业设计说明书》,准备答辩
参考文献
机电一体化[2]谢克明,夏路易.可编程控制器原理与程序设计
吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用家用电器科技,2000
2002
指导教师:
教研室主任:
系主任:
引言
从古到今,洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动,而在洗衣机出现以前,对于许多人而言,洗衣服是辛苦而劳累的,自上世纪电动洗衣机诞生至今在不断地完善,并向智能化发展。
实现全自动洗衣机控制系统总体控制有多种,可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。
近年来随着科技的飞速发展,单片机、PLC的应用不断地走向深入,同时带动传统的控制检测技术的不断更新。
本文介绍了利用三菱FX系列PLC对全自动洗衣机控制系统总体控制,阐述了控制方案。
作为核心控制器进行全自动洗衣机控制系统的设计,并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。
文章在介绍洗衣机结构的同时,对全自动洗衣机的控制系统进行分析,在此基础上提出了基于PLC的全自动洗衣机控制方案,并对方案进行了论证,根据洗衣机的工作原理对程序及其流程进行了设计,具有智能化程度高、安全可靠等特点。
对按钮,电磁阀,开关等其它一些输入/输出点进行控制,实现了洗衣机洗衣过程的自动化控制。
5.4变频器的选择及参数设置24
5.5主要元器件的布置图31
概述
1.1洗衣机发展历程
年份
标志性事件
1874年
美国人比尔·
布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。
1880年
美国出现了蒸汽洗衣机,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。
1922年
美国玛依塔格公司研制成搅拌式洗衣机。
70年代后
微电脑控制的全自动洗衣机出现引领新的发展方向。
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的转速变换与调节,诞生了许多新水流洗衣机。
1.2洗衣机发展结构变化
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。
第二章全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定
2.1总体控制方案确定
2.1.1控制系统的比较(主要与单片机比较)
PLC系统的特点:
1)可靠性高,PLC作为一种通用的工业控制器,它必须能够在各种不同的工作环境中正常工作。
对工作的环境要求较低,抗外部干扰能力强,平均无故障时间长。
2)使用方便灵活,PLC采用了基本单元扩展或者是模块化的结构形式,因此,输入/输出信号的数量,形式,驱动能力等都可以根据实际控制要求进行选择与确定,而且在需要时可以随时更换,近年来,PLC的特殊模块增多这些可以满足不同的控制要求,使PLC的使用更加灵活与多变。
3)编程简单,PLC的优越性主要体现在它采用了独特的,多种面向广大工程设计人员的编程语言,如指令表,梯形图,逻辑功能图,顺序功能图等,程序简洁,明了适合各类技术人员的传统习惯,即使是没有计算机知识的人员也很统一掌握,特别是梯形图与逻辑功能图,形象直观,动态监测效果逼真,且与计算机控制容易。
单片机系统的特点:
1)要求环境,单片机对环境的适应能力较低,可靠性差。
2)编程和PLC相比比较麻烦
2.2.2洗衣机的PLC控制系统概述
全自动洗衣机采用PLC控制系统将大大提高工作效率,和适应工作环境的能力。
在全自动洗衣机中,洗衣机洗涤、脱水程序是由单片机为中心控制系统工作的。
首先由于单片机的指令系统相对复杂,编写洗涤、脱水程序相对复杂;
其次,在设计控制系统硬件时.要有多种电路保护装置,如电流保护、电压保护、过载保护、过热保护及欠压保护等等这样增加了硬件的复杂性,隐含较高的故障率无形地增加了维修成本费用,在各种控制系统中广泛运用的PLC能克服单片机的缺点。
它是整体模块,集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。
因此在运用中,硬件也相对简单,提高控制系统的可靠性。
另外它的编程语言也相对简单。
典型的PLC控制系统的硬件组成框图如图1所示:
图1PLC控制系统的硬件组成框图
PLC的设计步骤
开发应用PLC的设计任务分为硬件和软件设计两部分。
硬件设计主要包括:
因素,选择不同的洗衣程序。
程序控制全自动洗衣机的控制按钮很多,对程序的选择需要有一定的洗衣经验。
模糊控制洗衣机以其内部设置的各种传感器为信息采集源1)确定安排PLC的输入、输出点;
2)根据工作循环图,画出继电器梯形图;
按梯形图编写指令程序表;
3系统调试:
根据设计要求,对程序进行调试和修改,必要时还可对硬件进行修改,直到满足要求;
在电脑控制的全自动洗衣机中,又存在着两种不同的控制方式,即程序控制和模糊控制。
由于控制方式的不同,两种洗衣机在结构和原理上都有很大的区别。
程序控制洗衣机以洗衣机生产厂家设定的数十种操作程序为基础,用户在使用时可根据洗衣量,布质的轻重以及衣物的脏污程度性质等,对传感器传回的洗衣量,衣物布质,脏污程度以及脏污性质信息进行模糊逻辑推理,从而自动设置相应的洗涤参数,并对洗衣的全过程进行实时的检测与控制。
模糊控制全自动洗衣机的洗衣按钮只有很少几个。
从控制类型上来说,模糊控制属于智能控制,是自动控制的较高形式,代表着自动控制的发展方向。
第三章全自动洗衣机的机构
3全自动洗衣机的基本结构
3.1全自动洗衣机的原理和构造
全自动洗衣机在结构上大致可分为3中类型,即波轮式,滚筒式和搅拌式。
我国的洗衣机在结构上主要有波轮式和滚筒式两类,产品的类型以波轮式为主,其他类型为辅。
首先做一下比较:
滚筒式洗衣机具有如下性能:
1)更
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