电气工程及其自动化毕业设计-1.1万字全自动洗衣机控制系统的PLC设计及组态.docx

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1、毕业设计报告（论文）（2022届）题目：全自动洗衣机控制系统的PLC设计及组态所属系:自动化技术系班级:自动化1021学生姓名：李闪闪学号20225332119同组成员:周洋指导教师:唐咏摘要本文首先介绍了可编程序控制器（PLC）的结构和功能，以及全自动化洗衣机的结构，然后分析和研究了全自动化洗衣机的工作原理。采用变频技术、传感器技术。自此基础上，结合工作需要，提出了以PLC为控制核心部件进行全自动化洗衣机控制系统的设计。从全自动化的六个工作过程出发，对系统方案进行可行性的分析和论证，包括PLC、变频器的选型、编程方式选择及各种外部设备的选择。最后以三菱FX2N系列PLC为控制核心的全自动洗衣

2、机的控制核心，包括了控制系统的I/O分配、PLC接线图、PLC程序设计及组态。实现洗衣机的自动化、智能化。以及在使用过程中具有方便、灵活特点。关键词：PLC,控制系统，I/O分配，编程AbstractThispaperfirstintroducesthestructureandfunctionofPLCandthestructureoffullyautomaticwashingmachine,andthenanalyzesandstudiestheworkingprindpleoffullyautomaticwashingmachine.Adoptfrequencyconversiontech

3、nology,sensortechnology.Onthisbasis,combinedwiththeworkneeds,thedesignofthecontrolsystemoffullyautomaticwashingmachinebasedonPLCisproposed.Fromthefullautomationofsixworkprocess,thefeasibilityofthesystemschemeanalysisanddemonstration,includingPLCzinverterselection,programmingmodeselectionandavarietyo

4、fexternalequipment.Finally,mitsubishiFX2NseriesPLCasthecontrolcoreoftheautomaticwashingmachinecontrolcore,includingtheCONTROLsystemI/Oallocation,PLCwiringdiagram,PLCprogrammingandconfiguration.Realizetheautomationandintelligenceofwashingmachine.Andintheuseoftheprocesswithconvenient,flexiblecharacter

5、istics.Keywords:PLC,controlsystem,I/Oallocation,programming目录第一章绪论1.1 洗衣机的发展史1.2 课题研究的目的及意义1.3 国内外研究现状1.4 发展前景1.5 本文所研究的内容第二章全自动化洗衣机的控制系统2.1 洗衣机的工作原理2.2 洗衣机的控制系统第三章全自动化洗衣机的资源配置和PLC的选型3.1 PLC的选型及结构3.2 I/O的地址分配3.3 流程图的编写3.4 梯形图的编写3.5 其他硬件选择第四章系统软件设计4.1 组态选型4.2 组态软件4.3 自动控制程序设计4.4 组态监控设计第五章系统调试5.1软、硬件调

6、试5.11 硬件调试5.12 软件调试5.2其他调试第六章总结致谢参考文献附录绪论第一章1.1 洗衣机发展历史洗衣机发展史从古到今，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，它并不像田园诗描绘的那样充满乐趣，手搓、棒击、冲刷、甩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。1858年，一个叫汉密尔顿史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。该洗衣机的主件是一只圆桶，桶内装有一根带有桨状叶子的直轴。轴是通过摇动和它相连的曲柄转动的。同年史密斯取得了这台洗衣机的专利权。但这台洗衣机使用费力，且损伤衣服，因而没被广泛使用，但这却标志了用机器洗衣的开端

7、。次年在德国出现了一种用捣衣杵作为搅拌器的洗衣机，当捣衣杵上下运动时，装有弹簧的木钉便连续作用于衣服。19世纪末期的洗衣机已发展到用手柄转动的八角形洗衣缸，洗衣时缸内放入热肥皂水，衣服洗净后，由轧液装置把衣服挤干。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。布莱克斯的洗衣机构造极为简单，是在木筒里装上6块叶片,用手柄和齿轮传动，使衣服在筒内翻转，从而达到“净衣”的目的。这套装置的问世，让那些为提高生活效率而冥思苦想的人士大受启发，洗衣机的改进过程开始大大加快.1880年，美国又出现了蒸气洗衣机，蒸气动力开始取代人力。经历了上百年的发展改进，现代蒸汽洗衣

8、机较早期有了无与伦与的提高，但原理是相同的。现代蒸汽洗衣机的功能包括蒸汽洗涤和蒸汽烘干，采用了智能水循环系统，可将高浓度洗涤液与高温蒸气同时对衣物进行双重喷淋，贯穿全部洗涤过程，实现了全球独创性的“蒸汽洗”全新洗涤方式。与普通滚筒洗衣机在洗涤时需要加热整个滚筒的水不同，蒸汽洗涤是以深层清洁衣物为目的，当少量的水进入蒸汽发生盒并转化为蒸汽后，通过高温喷射分解衣物污渍。蒸汽洗涤快速、彻底，只需要少量的水，同时可节约时间。对于放在衣柜很长时间产生褶皱、异味的冬季衣物，能让其自然舒展，抚平褶皱。“蒸汽烘干”的工作原理则是把恒定的蒸汽喷泗在衣物上，将衣物舒展开之后，再进行恒温冷凝式烘干。通过这种方式，厚

9、重衣物不仅干得更快，并且具有舒展和熨烫的效果。蒸汽洗衣机之后，水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。水力洗衣机包括洗衣筒、动力源和与船相连接的连接件，洗衣机上设有进、出水孔，洗衣机外壳上设有动力源，洗衣筒上设有衣物进口孔，其进口上设有密封盖，洗衣机通过连接件与船相连。它无需任何电力，只需自然的河流水力就能洗涤衣物，解脱了船民在船上洗涤衣物的烦恼，节约时间，减轻家务劳动强度。1910年，美国的费希尔在芝加哥试制成功世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。1922年,美国玛塔依格公司改造了洗衣机的洗涤结构,把拖动式改为搅拌式,使洗衣机的结构固定下来，这也就是第一台搅

10、拌式洗衣机的诞生。这种洗衣机是在筒中心装上一个立轴，在立轴下端装有搅拌翼，电动机带动立轴，进行周期性的正反摆动，使衣物和水流不断翻滚，相互摩擦，以此涤荡污垢。搅拌式洗衣机结构科学合理，受到人们的普遍欢迎。染的产品。伴随着科技的进一步发展，相信新型更适合人们使用的洗衣机会给我们的生活带来新的方式。1.2 课题提出的目的及意义随着数字技术的快速发展，数字技术被广泛应用于智能控制的领域中。单片机以其集成度高、运算速度快、体积小、运行可靠、价格低廉等特点，在过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到了广泛的应用。洗衣机是现代人必备的日常生活家电，它的发明和应用使人们的洗

11、衣工作变得省时又省力，很好地缓解了人们在家务劳动方面的压力。而随着人们对生活质量的不断追求，普通的洗衣机已经不能再满足部分人的需求，所以研究多功能的洗衣机具有重大的意义。目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高，目前的洗衣机主要有强弱洗涤功能、进排水系统故障自动诊断功能、暂停等几大功能，在许多方面还不能达到人们的需求。这就要求设计者们有更高的专业和技术水平，能够提出更多好的建议和新的课题，将人们的需求变成现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的全自动洗衣机。目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容，大多数洗衣机的厂家都只注重各自品牌的特长，突出一两个与别的洗

12、衣机不同的个性化的功能。因此，在使用PLC对洗衣机进行控制系统的控制，会有效的解决这类问题，还能提高洗衣机的性能，使洗衣机跟家方便快捷。1.3 国内外研究现状国外研究现状：20世纪60年代以后，洗衣机在一些发达国家的普及率迅速上升。70年代，日本生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期，日本又生产出微电脑控制型波轮式套桶全自动洗衣机。80年代后，“模糊控制”开始应用于洗衣机，生产出了智能型模糊控制洗衣机，使洗衣机的功能更加完善，其洗衣程序更随人意，其使用操作更简单化。进入90年代，由于电机调速技术的提高，实现了洗衣机的宽度范围大调速比的转速变换与调节，诞生了各种新水流洗衣机。20世纪末到21

13、世纪初，变频洗衣机问世，使洗衣机的功能更具人性化，实现真正意义上的智能化控制成为目前人们研究的主要方向。国内研究现状：由于我国洗衣机起步晚，在技术方面存在问题，不可避免的在现有洗衣机机型中存在噪声大，麻电和漏水等弊病，在质量方面与国外存在一定的差距。所以现在内资品牌正立足技术升级，也开始重视高端产品研发，洗衣机的技术革命正在国内愈演愈烈。1.4 发展前景随着更多国内外强势品牌加入研究新的技术，开发新的产品，洗衣机行业将爆发新一轮以“绿色环保”、“节水节能”为主题的大战。而技术制高点则是未来的竞争焦点。在国内从洗衣机市场得到的商情显示，由于受水资源不断减少，自来水费有所提高等因素的影响，具有节水

14、功能的洗衣机不断被人们看好。针对市场需求的变化，一些生产厂家如小天鹅、小鸭、海尔等，先后向市场推出了一批节水型全自动洗衣机，受到消费者的青睐，成为洗衣机中的购买热点。节水型全自动洗衣机的主要特点是可供用水的水位在选择上有6种、8种、10种等多种。有的节水型全自动洗衣机最低水位在12升至20升之间，使得用水量大大减少。今后，洗衣机将以高可靠性，完善的功能，节水省电，降噪省时以及规格品种多样化为发展方向。1.5 系统的工作流程洗衣机的工作流程包括：洗涤f脱水f漂洗f脱水f漂洗一烘干。上述工作程序中，包含三个过程，洗涤过程、漂洗过程、脱水过程。1.洗涤过程：放好待洗物，启动开关，进水阀通电，向洗衣机

15、供水，当供水达到预定水位时，水位开关接通，进水阀断电关闭，停止供水。洗涤电动机接通电源，带动波轮旋转，搅动衣物进行洗涤。通过电动机不停地正传，停，反转，反复循环，形成洗涤水对衣物产生强烈的翻滚作用，同时，衣物之间，衣物与四周桶壁之间产生相互摩擦和撞击力，以此达到洗涤衣物的目的。2.漂洗过程：与洗涤过程动作完全一样。3.脱水过程：洗涤或漂洗过程结束后，电动机停止转动，排水阀通电打开，进行排水，当水位低到一定程度时，满足安全条件，脱水电动机接通，带动脱水桶高速旋转，利用离心力把衣服上的水从桶壁的小眼里甩出，全部洗衣工作完成后，由蜂鸣器发出音响，表示衣物已洗干净.1.6 本文所研究的内容（1）介绍了

16、洗衣机的洗涤原理、分类情况，阐述了洗衣机的发展历史、课题研究的背景、国内外发展现状及发展前景。（2）阐述了全自动波轮式洗衣机传动系统结构组成和基本原理，对重点机构减速离合器和行星齿轮减速器作了重点地原理介绍和示意图说明。同时对传动系统通过离合器改变的两种工作状态作了具体传动路线和相关零部件状态的阐述说明。（3）对PLC进行详细的介绍，主要是用PLC对洗衣机进行控制。在此过程详细说明梯形图的编写，及洗衣机在PLC控制下的工作方式。（4）组态的过程进行详细的说明，本文主要用的是组态王软件，会详细介绍组态的过程。第二章全自动化洗衣机的控制系统2.1 洗衣机的工作原理1、工作原理：全自动洗衣机在程控器的控制下，自动完成洗涤和