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【中文摘要】
随着科学技术不断进步和社会飞速发展，洗衣机成为人民日常生活息息相关的家用电器产品。
洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。基于全自动洗衣机的应用日益广泛，本次设计利用来PLC控制全自动洗衣机，与传统的继电器逻辑控制系统相比较，洗衣机可靠性、节能性得到了提高。PLC控制不需要大量的活动部件和电子元器件，它的接线也大大减少，与此同时系统维修简单、维修时间缩短。
本次设计基于PLC的全自动洗衣机控制，课题源于市场上洗衣机产品。本设计以操作简单、使用可靠、维护修理方便作为主要设计方向。 【关键词】 全自动 洗衣机 PLC
目录
中文摘要 ………………………………………………………………………1
第1章 PLC控制系统概述 ………………………………………………2
1.1 PLC控制系统设计的基本原 ……………………………………………2 1.2 系统的控制要求 …………………………………………………………2
第2章 主电路设计 ………………………………………………………2
2.1 全自动洗衣机的工作原理 …………………………………………………2 2.2 主电路设计 ………………………………………………………………3
第3章 PLC选择及I/O连接图
3.1 PLC和选择 …………………………………………………………………3 3.2系统资源分配 ………………………………………………………………3 3.3 I/0连接图 …………………………………………………………………4
第4章 流程图、梯形图
4.1 洗衣机工作流程图 …………………………………………………………5 4.2 梯形图 ……………………………………………………………………5
第5章 元器件选择
5.1 全自动洗衣机的水位开关 …………………………………………………12
课程设计总结 …………………………………………………………………13 参考文献 ……………………………………………………………………13 致谢 ……………………………………………………………………………13
全自动洗衣机PLC控制系统设计
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第1章
1.1 PLC控制系统设计的基本原则
PLC控制系统概述
任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：
1. 最大限度地满足被控对象的控制要求
充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。
2. 保证PLC控制系统安全可靠
保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。
3. 在满足控制要求的前提下，力求简单、经济、使用及维修方便 一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。
4．考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC时，在I/O点数和内存容量上适当留有余地。 由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。
5． 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。
1.2 系统的控制要求
（1） 按下启动按钮及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，自动关水 （2） 进水结束2秒后开始洗涤
（3） 洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒 （4） 如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒 （5） 开始清洗，重复（1）～（4），清洗两遍 （6） 清洗完成，报警3秒并自动停机
（7） 具有手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）
（8） 设有门开关保护，打开门后所有工作结束， 关门后继续洗涤
（9） 洗衣机设有洗涤剩余时间显示、高低水位显示、工作过程指示
第2章 主电路设计
2.1 全自动洗衣机的工作原理
以日常生活中最常见的波轮式全自动洗衣机为例，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
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行。进水时，通过电控系统使进水阀打开，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。波轮式全自动洗衣机的实物示意图如图1.1所示。
2.2 主电路设计
KM1～220VKM2M～220V家用洗衣机电相为单相电机，常采用电容启动，单相电机改变转向的原理是：副绕组的电流超前或者滞后于主绕组便可以正传或者反转。根据这个原理你可以调换主绕组或者副绕组的接线端即可。
图2.1 单相电机正反转接线图
图2.1 单相电机正反内部线路示意图
第3章 PLC选择及I/O连接图
3.1 PLC选择
本系统涉及器件较多，需用到输入口13个，输出口14个，故选择S7-200系列CPU226型PLC,另外显示要用到TD200文本显示器显示剩余时间。
3.2系统资源分配
1. 输入地址分配
全自动洗衣机控制系统的输入有启动、停止、高水位、中水位、低水位、手动排水和手动脱水按钮以及高水位、中水位、低水位和排空检测开关等共15个输入点。具体的输入分配如表3-1所示。
表3-1
名称 通电启动按钮 停止按钮 开始洗涤 门开关 高水位按钮 中水位按钮 低水位按钮 手动排水按钮 手动脱水按钮 高水位检测开关 中水位检测开关 低水位检测开关 排空检测开关 符号 SB1 SB2 SB3 SQ1 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 SQ2 SQ3 SQ4 SQ5 地址 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4 2. 输出地址分配
全自动洗衣机控制系统的外部设备有进水电磁阀、排水电机继电器、主电机正/反转洗涤继电器、蜂鸣器、指示灯等。具体的输出分配如表3-2所示。
表3-2 名称 通电指示灯 符号 L1 地址 Q0.0 全自动洗衣机PLC控制系统设计
主电机正转继电器 主电机反转继电器 排水电机继电器 进水电磁阀 主电机脱水继电器 进水指示灯 洗涤指示灯 排水指示灯 脱水指示灯 报警蜂鸣器 高水位指示灯 中水位指示灯 低水位指示灯 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 L2 L3 L4 L5 M1 L6 L7 L8 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 Q1.3 Q1.4 Q1.5 4
3.3 I/0连接图 TD200文本显示F1F2F3F4SB1通电启动SB2停止SB3开始洗涤SQ1门开关高水位选择中水位选择SB6低水位选择SB7手动排水手动脱水SQ2高水位压力开关SQ3中水位压力开关SQ4低水位压力开关SQ5排空检测开关SB8SB4SB5 I0.0 Q0.0 I0.1 Q0.1L1KM1KM2通电指示灯主电机正转继电器主电机反转继电器排水电机继电器进水电磁阀主电机脱水继电器进水指示灯 I0.2 Q0.2KM3 I0.3 Q0.3 I0.4 Q0.4 I0.5 S Q0.5L2KM4KM5 I0.6 7 Q0.6 I0.7 Q0.7 I1.0 2 Q1.0 I1.1 0 Q1.1M1L3洗涤指示灯L4L5脱水指示灯蜂鸣器高水位指示灯中水位指示灯低水位指示灯排水指示灯 I1.2 0 Q1.2 I1.3 Q1.3 I1.4 Q1.4 I1.5 Q1.5 I1.6 Q1.6 I1.7 Q1.7 1M 1L 2M 2L M N L+ L1 ~220VL6L7L8~220V
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第4章 流程图、梯形图
4.1 洗衣机工作流程图
图4.1洗衣机工作流程图
4.2 梯形图
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通电标志M0.0
高水位选择指示
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中水位选择指示 低水位指示 高水位标志 中水位标志 低水位标志 自动洗涤标志M0.2 调用自动洗涤子程序
手动排水标志 手动排水 手动脱水标志 全自动洗衣机PLC控制系统设计
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手动脱水 自动洗涤程序 开盖停止所有工作 显示数据地址
进水 全自动洗衣机PLC控制系统设计 8
等待2S 洗涤正转30S 等待2S 全自动洗衣机PLC控制系统设计
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洗涤反转30S 等待2S 判断正反洗涤次数是否达到5次 全自动洗衣机PLC控制系统设计
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排水 脱水30S 全自动洗衣机PLC控制系统设计
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等待2S 判断是否洗涤2次 洗涤完成蜂鸣3S 全自动洗衣机PLC控制系统设计
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关机
第5章 元器件选择
5.1 全自动洗衣机的水位开关
本系统采用机械式控制水位开关（水位传感器）。机械式水位开关原理是在正常情况下，微电脑全自动洗衣机的水位开关在没有受到水压时，两插片的触点是断开的。在选定洗涤程序、选择水位后，洗衣机开始工作，先进水，当水位到一定高度后，盛水桶气室中的气压达到一定值，通过导气管把气压传到水位开关橡胶密封圈上，克服水位开关弹簧、扭簧的力而推动橡胶密封圈动作，使两插片触点接通，这样就给微电脑一个信号，说明已到所选水位。同样选定脱水程序，在洗衣机排水后，水位退到一定高度时，由于弹簧力作用，水位开关橡胶密封圈复原，而使两触点断开，给微电脑一个动作信号，过一段排水时间后，微电脑就控制电机运转，开始脱水。
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课程设计总结
本设计具有性能可靠，外围电路简单等优点，设计思路清晰，程序简单明了。但由于篇幅限制，很多细节没有进行相应描述。鉴于水平有限，有不对之处，望多提出批评指导。
本次课程设计使我深有感触，只要付出就有回报，遇到问题多与老师同学交流，利用网络资源学习。通过这次课程设计，我明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。
致谢
在这次课程设计的撰写过程中，我得到了许多人的帮助。
首先我要感谢在课程设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助，这是我能顺利完成这次报告的主要原因，更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题，让我能把系统做得更加完善。在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。
其次，我要感谢帮助过我的同学，他们也为我解决了不少我不太明白的设计上的难题。同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。
最后再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学。
参考文献
[1] 于桂音，邓洪伟 电气控制与PLC .中国电力出版社
[2] 谢克明，夏路易 可编程控制器原理与程序设计 [M] .北京：电子工业出版社 [3] 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
[4] 王永华 现代电气控制及PLC应用技术 [M] .北京： 北京航空航天大学出版社，2003. [5] 蒋金周 全自动洗衣机的PC智能控制 机电一体化
[6] 吴存宏 浅谈PLC在全自动洗衣机中运用 .家用电器科技，2000
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设计总结： 在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。 考核成绩及评语 指导教师签字 年 月 日 系教研室意见() 系(教研室)主任签字 年 月 日
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