畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于三菱fx2n系列plc的全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 論 文</p><p>　　題 目：基于三菱FX2N系列PLC全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　作 者： 學(xué) 號(hào)： </p><p>　　系 部： 自動(dòng)控制系 </p><p>　　專

2、 業(yè)： 電氣自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)： 09電氣技術(shù)301 </p><p>　　指導(dǎo)者： 講師 </p><p>　　(姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))</p><

3、;p>　　評(píng)閱者： </p><p>　　(姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))</p><p>　　2012 年 5 月 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中英文摘要</p><p><b>　　目 次</b></p

4、><p>　　1 緒論………………………………………………………………………………5 </p><p>　　1.1 課題背景………………………………………………………………………5</p><p>　　1.2 課題意義………………………………………………………………………5</p><p>　　1.2.1 理論意義………………………………………

5、……………………………5</p><p>　　1.2.2 現(xiàn)實(shí)意義……………………………………………………………………6</p><p>　　1.3 課題主要研究內(nèi)容……………………………………………………………6</p><p>　　2 總體方案設(shè)計(jì)……………………………………………………………………6</p><p>　　2.1 PLC控

6、制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)比較 ………………………………………6</p><p>　　2.2 控制目標(biāo)………………………………………………………………………7 </p><p>　　2.2.1控制原理 ……………………………………………………………………8</p><p>　　2.2.2控制要求 ……………………………………………………………………9</p>

7、;<p>　　2.2.3設(shè)計(jì)內(nèi)容 ……………………………………………………………………9</p><p>　　2.3 本章小結(jié)………………………………………………………………………9</p><p>　　3 洗衣機(jī)電氣控制系統(tǒng)……………………………………………………………10 </p><p>　　3.1系統(tǒng)原理圖…………………………………………………

8、…………………10</p><p>　　3.2 系統(tǒng)的組成與功能 …………………………………………………………10 </p><p>　　3.3本章小結(jié) ………………………………………………………………………12</p><p>　　4 主要元器件的選擇 ……………………………………………………………12 </p><p>　　4.1 電

9、動(dòng)機(jī)的選擇 ………………………………………………………………12 </p><p>　　4.2 傳感器的選擇 ………………………………………………………………12</p><p>　　4.3參數(shù)設(shè)定與計(jì)算 ……………………………………………………………15</p><p>　　4.3.1 PLC選型 ……………………………………………………………………15

10、</p><p>　　4.3.2 接線圖 ………………………………………………………………………16</p><p>　　4.3.3控制系統(tǒng)順序功能圖 ………………………………………………………17</p><p>　　4.3.4 PLC控制程序 ………………………………………………………………18</p><p>　　4.3.5 控制系統(tǒng)指

11、令 ………………………………………………………………20</p><p>　　4.3.6 程序運(yùn)行描述 ………………………………………………………………22 </p><p>　　4.4 本章小結(jié) ………………………………………………………………………23</p><p>　　5 結(jié)論 ………………………………………………………………………………23</p&g

12、t;<p>　　6致謝………………………………………………………………………………24</p><p>　　7參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………25</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><

13、;p>　　傳統(tǒng)洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、抗干擾能力強(qiáng)，但是，這也隨之帶來了一些問題，如絕大多數(shù)控制繼電器都是長期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的，容易損壞，而且繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重的后果，在全負(fù)荷運(yùn)載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時(shí)也消耗了大量的電能，并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單的改動(dòng)，也需要花費(fèi)大量時(shí)間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試，這種電路接線多，只適用于小

14、型的控制電路。</p><p>　　單片機(jī)雖然有一個(gè)五臟俱全的微計(jì)算機(jī)，但由于本身無自開發(fā)能力，必須借助開發(fā)工具來開發(fā)應(yīng)用軟件，以及對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行診斷。另外，單片機(jī)內(nèi)的ROM比較小，所以在設(shè)計(jì)中系統(tǒng)必須在外面配置EPROM電路和擴(kuò)展電路，所以在該項(xiàng)目中運(yùn)用該方案必須完成(1)硬件電路的設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試；（2）應(yīng)用軟件的編制、調(diào)試；(3)應(yīng)用軟件的鏈接調(diào)試、固化、脫機(jī)運(yùn)行。其缺點(diǎn)為：(1)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)相對(duì)比較復(fù)雜；

15、(2)系統(tǒng)的抗干擾能力相對(duì)較差；(3)系統(tǒng)需要自己設(shè)計(jì)電源，而且不能保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行；(4)維護(hù)維修相對(duì)比較麻煩，維修時(shí)間相對(duì)較長。</p><p>　　通過市場調(diào)研，運(yùn)用PLC控制全自動(dòng)洗衣機(jī)，可以彌補(bǔ)用繼電氣控制和單片機(jī)控制的不足。PLC控制全自動(dòng)洗衣機(jī)，可以提高洗衣機(jī)的可靠性、抗干擾能力，由于PLC還具有編程簡單、操作簡單、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝調(diào)試工作量小、維護(hù)方便、體積小、耗能低等優(yōu)點(diǎn)，所以用PLC控制全自動(dòng)

16、洗衣機(jī)是符合社會(huì)發(fā)展的。</p><p><b>　　1.2 課題意義</b></p><p>　　1.2.1 理論意義</p><p>　　可編程控制器是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字或模擬式的輸入和

17、輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。</p><p>　　可編程控制器具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單、操作簡單、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝調(diào)試工作量小、維護(hù)方便、體積小、耗能低等優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于開關(guān)量的邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等?？删幊炭刂破髡谙蛑⑿突I(yè)化、大型化、高速度、高性能方向發(fā)展，編程語言日趨標(biāo)準(zhǔn)，與其他工業(yè)控制產(chǎn)品更加融合，與現(xiàn)場總線相結(jié)合，通信聯(lián)網(wǎng)能力增強(qiáng)

18、方向發(fā)展。</p><p>　　1.2.2 現(xiàn)實(shí)意義</p><p>　　洗衣機(jī)正朝著全自動(dòng)化、多功能化、智能化方向發(fā)展?；谌詣?dòng)洗衣機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，本次設(shè)計(jì)利用PLC來控制全自動(dòng)洗衣機(jī)，與傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制系統(tǒng)相比較，使得洗衣機(jī)的可靠性、節(jié)能性得到了提高。PLC控制不需要大量的活動(dòng)部件和電子元器件，它的接線也大大減少，與此同時(shí)系統(tǒng)維修更加簡單、維修時(shí)間縮短。</p>

19、<p>　　隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，全自動(dòng)洗衣機(jī)收到了廣大消費(fèi)者的歡迎。其操作簡單、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，成為其暢銷的必要因素。本次設(shè)計(jì)基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制，課題源于市場上洗衣機(jī)產(chǎn)品，以操作簡單、使用可靠、維護(hù)修理方便作為主要設(shè)計(jì)方向。使用三菱PLC控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)，將全自動(dòng)洗衣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮得恰到好處，也將深受市場的歡迎。</p><p>　　1.3 課題主要研究內(nèi)容</p><p

20、>　　研究的具體內(nèi)容包括：</p><p>　?。?） 深入了解洗衣機(jī)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)及控制要求。</p><p>　?。?） 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。包括硬件模塊的介紹及設(shè)計(jì)、PLC的選擇、軟件設(shè)計(jì)。</p><p>　　（3） 對(duì)編寫好的編譯程序進(jìn)行實(shí)際調(diào)試并仿真。</p><p><b>　　2 方案總體設(shè)計(jì)</b><

21、;/p><p>　　2.1 PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)比較</p><p>　　繼電器控制系統(tǒng)是一種最早實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制的方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，人們對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的安全性、可靠性的要求也越來越來高，繼電器的弱點(diǎn)已經(jīng)無法滿足全自動(dòng)洗衣機(jī)的需求。</p><p>　　可編程控制器（PLC）是以微處理機(jī)為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)等

22、現(xiàn)代化科技而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的新產(chǎn)品。其主要特點(diǎn)：可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；編程簡單，操作方便；系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小、維護(hù)方便；體積小、能耗低。</p><p>　　傳統(tǒng)洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、抗干擾能力強(qiáng)，但是這隨之帶來了一些問題，如絕大多數(shù)控制繼電器都是長期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的，容易損壞，而且繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操

23、作，引起嚴(yán)重的后果，在全負(fù)荷運(yùn)載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時(shí)也消耗了大量的電能，并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡單的改動(dòng)，也需要花費(fèi)大量時(shí)間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試，這種電路接線多，只適用于小型的控制電路。</p><p>　　可編程控制器是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)

24、數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。</p><p>　　可編程控制器具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單、操作簡單、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝調(diào)試工作量小、維護(hù)方便、體積小，耗能低等優(yōu)點(diǎn)。主要應(yīng)用于開關(guān)量的邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等?？删幊炭刂破髡谙蛑⑿突I(yè)化、大型化、高速度、高性能方向發(fā)展，編程語言日趨標(biāo)準(zhǔn)，與其他工

25、業(yè)控制產(chǎn)品更加融合，與現(xiàn)場總線相結(jié)合，通信聯(lián)網(wǎng)能力增強(qiáng)方向發(fā)展。</p><p>　　洗衣機(jī)正朝著全自動(dòng)化、多功能化、智能化方向發(fā)展?；谌詣?dòng)洗衣機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，本次設(shè)計(jì)利用PLC來控制全自動(dòng)洗衣機(jī)，與傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制系統(tǒng)相比較，洗衣機(jī)可靠性、節(jié)能性得到了提高。PLC控制不需要大量的活動(dòng)部件和電子元器件，它的接線也大大減少，與此同時(shí)系統(tǒng)維修簡單、維修時(shí)間縮短。</p><p>　　

26、隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，全自動(dòng)洗衣機(jī)收到了廣大消費(fèi)者的歡迎。其操作簡單、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，成為其暢銷的必要因素。本次設(shè)計(jì)基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制，課題源于市場上洗衣機(jī)產(chǎn)品，以操作簡單、使用可靠、維護(hù)修理方便作為主要設(shè)計(jì)方向。使用三菱PLC控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)，將全自動(dòng)洗衣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮得恰到好處，也將深受市場的歡迎。</p><p><b>　　2.2 控制目標(biāo)</b></p>&l

27、t;p>　　本課題主要研究的是基于三菱PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由PLC、邏輯控制電路組成，其中包括三相交流異步電動(dòng)機(jī)、繼電器、接觸器、行程開關(guān)、按鈕等。整個(gè)系統(tǒng)通過PLC、邏輯控制電路對(duì)洗衣機(jī)的正反轉(zhuǎn)、運(yùn)行、故障停止等進(jìn)行控制。電路中具有限位保護(hù)，以及短路、 過載等基本保護(hù)環(huán)節(jié)，電機(jī)選用變頻調(diào)速方式。</p><p>　　2.2.1 控制原理</p><p>　　自動(dòng)

28、洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心軸安放的。外桶固定，做盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，做脫水（甩干）用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)，外桶的水流相通。該洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)，排水電磁閥來執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入外桶。排水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)由洗滌電機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正，反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)

29、行甩干。高，低水位開關(guān)分別用來檢測高，低水位。啟動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水，排水，脫水及報(bào)警。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。</p><p>　　圖2.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)實(shí)物示意圖</p><p>　　2.2.2 控制要求PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好運(yùn)行。</p><p>　　啟動(dòng)時(shí)開始進(jìn)水，水滿時(shí)停止進(jìn)水并開始洗滌正轉(zhuǎn)。<

30、;/p><p>　　正轉(zhuǎn)15s后暫停。暫停3s后開始洗滌反轉(zhuǎn)。</p><p>　　④反轉(zhuǎn)15s后暫停。</p><p>　?、輹和?s后，若正、反轉(zhuǎn)未滿3次，則返回從正轉(zhuǎn)開始的動(dòng)作；</p><p>　　若正、反轉(zhuǎn)滿3次時(shí)，則開始排水。</p><p>　?、匏幌陆档降退粫r(shí)開始脫水并繼續(xù)排水。</p>

31、<p>　?、呙撍?0s即完成一次從進(jìn)水到排水的大循環(huán)過程。</p><p>　?、嗳粑赐瓿?次大循環(huán)，則返回從進(jìn)水開始的全部動(dòng)作，進(jìn)行下一次大循環(huán)；</p><p>　?、崛敉瓿闪?次大循環(huán)，則進(jìn)行洗完報(bào)警。</p><p>　　⑩報(bào)警10s后結(jié)束全部過程，自動(dòng)停機(jī)。</p><p>　　此外，可以按排水按鈕以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水；按停止

32、按鈕以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水，排水，脫水及報(bào)警。洗衣機(jī)在出現(xiàn)異常的情況下電機(jī)停轉(zhuǎn)，報(bào)警5秒并切斷電源，使得洗衣機(jī)在滾桶停轉(zhuǎn)的情況下，自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到節(jié)能模式，從而減少洗衣機(jī)耗能。</p><p><b>　　2.2.3設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　?。?）設(shè)計(jì)電氣控制原理圖。</p><p>　?。?）PLC選型及I/O分配。</p>

33、<p>　?。?）PLC控制程序的編寫及調(diào)試。</p><p><b>　　2.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章通過PLC控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)比較，突出了PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合課題的控制要求，以及設(shè)計(jì)的需要等，最終確定了三菱FX2N系列PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制目標(biāo)。</p><p>　　3 洗衣機(jī)

34、電氣控制系統(tǒng)</p><p>　　3.1洗衣機(jī)控制系統(tǒng)原理圖</p><p>　　圖3.1洗衣機(jī)控制系統(tǒng)原理圖</p><p>　　在電路中我們主要是考慮如何控制交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和怎么實(shí)現(xiàn)電路保護(hù)。</p><p>　　主電路的三相電源經(jīng)隔離開關(guān)QS、主電路熔斷器FU1、交流接觸器KM1、KM2的主觸頭、熱繼電器FR的加熱元件到三相異步電動(dòng)機(jī)M構(gòu)

35、成主電路。通過接觸器線圈得電控制其主觸點(diǎn)的接通，能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)。該主電路既實(shí)現(xiàn)短路或過載保護(hù)。</p><p>　　3.2 系統(tǒng)的組成與功能</p><p>　　該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包含兩大部分，硬件部分選型，軟件部分設(shè)計(jì)。其中軟件部分包括PLC軟件部分設(shè)計(jì)，而軟件設(shè)計(jì)是核心內(nèi)容。一般來說，PLC控制系統(tǒng)有以下三種類型。</p><p>　?。?） PLC構(gòu)成的單機(jī)

36、系統(tǒng)</p><p>　　這種系統(tǒng)的被控對(duì)象是單一的機(jī)器生產(chǎn)或生產(chǎn)流水線，其控制器是由單臺(tái)PLC構(gòu)成，一般不需要與其他PLC或計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。但是，設(shè)計(jì)者還要考慮將來是否有聯(lián)網(wǎng)的需要，如果有的話，應(yīng)當(dāng)選用具有通信功能的PLC。</p><p>　　圖3.2 PLC單機(jī)系統(tǒng)</p><p>　　（2） PLC構(gòu)成的集中控制系統(tǒng)</p><p>

37、　　這種系統(tǒng)的被控對(duì)象通常是數(shù)臺(tái)機(jī)器或數(shù)臺(tái)流水線構(gòu)成，該系統(tǒng)的控制單元由單臺(tái)PLC構(gòu)成，每個(gè)被控對(duì)象與PLC指定的I/O相連。由于采用一臺(tái)PLC控制，因此，各被控對(duì)象之間的數(shù)據(jù)、狀態(tài)不需要另外的通信線路。但是，這種系統(tǒng)也有一個(gè)缺點(diǎn)，一但PLC出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將停止工作。對(duì)于大型的集中系統(tǒng)，通常采取冗余系統(tǒng)克服上述缺點(diǎn)。</p><p>　　圖3.3 PLC集中控制</p><p>　?。?/p>

38、3） PLC構(gòu)成的分布式控制系統(tǒng)</p><p>　　這類系統(tǒng)的被控對(duì)象通常比較多，分布在一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)，相互之間比較遠(yuǎn)，而且，被控對(duì)象之間經(jīng)常的交換數(shù)據(jù)和信息。這種系統(tǒng)的控制器采用若干個(gè)相互之間具有通信能力的PLC構(gòu)成，系統(tǒng)地上位機(jī)可以采用PLC，也可以采用工控機(jī)。</p><p>　　圖3.4 PLC分布式控制</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)只有1臺(tái)被

39、控電機(jī)以及數(shù)量不是很多的其他被控對(duì)象，采用PLC集中控制方法，單臺(tái)PLC進(jìn)行多個(gè)對(duì)象的控制，只要適當(dāng)?shù)倪x用PLC，完全能夠完成任務(wù)。</p><p><b>　　3.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹了全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)主回路原理、系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)與功能，并且給出了相應(yīng)的原理圖，側(cè)面印證了使用PLC控制全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)的可靠性。</p>

40、;<p>　　4. 主要器件的選擇及計(jì)算</p><p>　　4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算</p><p>　　由于家庭提供的電源限制故選單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電動(dòng)機(jī)。以3.6公斤全自動(dòng)洗衣機(jī)為例，由于全自動(dòng)洗衣機(jī)的脫水桶直徑較大，這一偏心不能不考慮，所以計(jì)算時(shí)應(yīng)以洗滌物可能產(chǎn)生前最大偏心為計(jì)算依據(jù)。脫水時(shí)電機(jī)功率比洗滌時(shí)要大，在確定電機(jī)功率時(shí)應(yīng)以脫水時(shí)消耗的功率為依據(jù)，也就是說脫

41、水時(shí)電機(jī)功率就是該洗衣機(jī)所確定的電機(jī)額定功率。由于在計(jì)算時(shí)一些因素如電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等沒考慮，造成一些偏差，所以3.6公斤全自動(dòng)洗衣機(jī)電機(jī)額定功率選為180瓦。符合全自動(dòng)洗衣機(jī)的功率范圍120W～250W。</p><p>　　故選擇YY104-180型號(hào)單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)，功率180瓦,額定電壓220V，轉(zhuǎn)速1350r/min，電流1.7A。</p><p>　　4.2 傳感器的選擇

42、 </p><p>　　對(duì)于PLC控制的洗衣機(jī),要求水位的檢測必須是連續(xù)的,諧振式水位傳感器是利用電磁諧振電路LC 作為傳感器的敏感元件,將被測物體的變化轉(zhuǎn)變?yōu)長C 參數(shù)的變化,最終以頻率參數(shù)輸出。其工作原理是將水位的高低通過導(dǎo)管轉(zhuǎn)換成一個(gè)測試內(nèi)腔氣體變化的壓力,驅(qū)動(dòng)內(nèi)腔上方的一塊隔膜移動(dòng),帶動(dòng)隔膜中心的磁芯在某線圈內(nèi)移動(dòng),從而線圈電感發(fā)生變化。由此引起諧振電路的固有頻率隨水位變化。故常采用諧振式水位傳感器。&

43、lt;/p><p>　　圖4.1 水位傳感器示意圖</p><p>　　圖4.2 水位傳感器實(shí)物圖</p><p>　　本課題涉及的是較為簡單的PLC控制程序，為了使程序更加方便易操作，全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)也可以加入其他傳感器，如：水溫傳感器、渾濁度傳感器、衣質(zhì)傳感器等。</p><p>　　基于控制系統(tǒng)的要求，需要選定工作方式:控制按鈕SB1～SB

44、3、限位開關(guān)SQ1～SQ2、熱繼電器FR。</p><p>　　過流繼電器具有反時(shí)限特性，應(yīng)用于電機(jī)、變壓器等主設(shè)備以及輸配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)回路中。當(dāng)主設(shè)備或輸配電系統(tǒng)出現(xiàn)過負(fù)荷及短路故障時(shí)，該繼電器能按預(yù)定的時(shí)限可靠動(dòng)作或發(fā)出信號(hào)。繼電器的工作原理是復(fù)合式的，由公用一個(gè)線圈的感應(yīng)式和電磁式的兩個(gè)元件組成。當(dāng)繼電器的線圈通以交流電流時(shí)，則在鐵芯的遮蔽與未遮蔽部分產(chǎn)生兩個(gè)具有一定相位差的磁通。圓盤在此磁通的作用下，

45、產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。在20%~40%動(dòng)作電流整定值下，圓盤開始轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)由于扇齒與蝸桿沒有咬合，故障電器觸點(diǎn)不動(dòng)作。當(dāng)線圈中的電流增大至整定電流時(shí)，電磁力矩大于彈簧的反作用力矩?？蚣苻D(zhuǎn)動(dòng)，使扇齒與蝸桿咬合，扇齒上升。在扇齒頂桿的推動(dòng)下，使動(dòng)鐵動(dòng)作，觸點(diǎn)閉合。 </p><p>　　表4.1 PLC輸入元件表</p><p>　　系統(tǒng)輸出量為Y0～Y5，一一對(duì)應(yīng)于進(jìn)水、電機(jī)正轉(zhuǎn)、電機(jī)反轉(zhuǎn)、排水、脫水和

46、報(bào)警，其中排水和脫水通過電磁閥YV1～YV2實(shí)現(xiàn)最終控制，電機(jī)的正反轉(zhuǎn)通過電動(dòng)機(jī)線圈KM1～KM2實(shí)現(xiàn)最終控制，脫水則通過離合器CL實(shí)現(xiàn)最終控制，BE控制報(bào)警。</p><p>　　表4.2 PLC輸出元件表</p><p>　　圖4.3 熱繼電器結(jié)構(gòu)原理圖</p><p>　　圖4.4 熱繼電器實(shí)物圖</p><p>　　4.3 參數(shù)設(shè)定

47、與計(jì)算</p><p>　　4.3.1 PLC選型</p><p>　　洗衣機(jī)要實(shí)現(xiàn)衣服的洗滌，漂洗和脫水，就要通過上述動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)，而這些動(dòng)作可以通過PLC控制來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)加上開關(guān)和按鈕，數(shù)碼管顯示器，蜂鳴報(bào)警器和欠電壓檢測保護(hù)電路等，就可以形成完整的PLC控制系統(tǒng)。通過軟件編程達(dá)到對(duì)整個(gè)洗衣過程進(jìn)行檢測控制和用戶交互。</p><p>　　此外，在少數(shù)全自動(dòng)洗衣機(jī)

48、上，以繼電器作各電氣工作部件驅(qū)動(dòng)電路的電源開關(guān)，由PLC控制繼電器觸點(diǎn)開關(guān)的通斷，實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的程序運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　根據(jù)輸入信號(hào)及輸出信號(hào)的數(shù)量，經(jīng)過初略計(jì)算， 輸人點(diǎn)數(shù)為6點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為6點(diǎn)；輸人、輸出信號(hào)都是數(shù)字量。增加20%備用量，以便隨時(shí)增加控制功能：</p><p>　　輸入點(diǎn)數(shù)為： 6×(1+20%)=7.2</p><p>　　輸出

49、點(diǎn)數(shù)為： 6×(1+20%)=7.2</p><p>　　根據(jù)計(jì)算以及查表，最終確定選用FX2N-16MR型PLC。</p><p>　　表4.3 I/O分配表</p><p><b>　　4.3.2接線圖</b></p><p>　　圖4.5 PLC外部接線圖</p><p>　　4.

50、3.3 控制系統(tǒng)順序功能圖</p><p>　　圖4.6控制系統(tǒng)順序功能圖</p><p>　　4.3.4 PLC控制程序</p><p>　　4.3.5全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)指令</p><p>　　4.3.6程序運(yùn)行描述</p><p>　　初始脈沖M8002使初始狀態(tài)S0置位，初始狀態(tài)指示燈Y6亮。</p&

51、gt;<p>　　當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕X0置位S20，X3閉合，高水位電磁閥打開，開始進(jìn)水。</p><p>　　當(dāng)水注滿時(shí)，X3自動(dòng)斷開，停止注水。</p><p>　　狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S21，Y1導(dǎo)通，洗滌電機(jī)正轉(zhuǎn)，計(jì)時(shí)器T0計(jì)時(shí)15秒，15秒結(jié)束T0斷開，置位S22</p><p>　　狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22，計(jì)時(shí)器T1計(jì)時(shí)3秒，3秒結(jié)束時(shí)，T1斷開，置位S23&

52、lt;/p><p>　　狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S23，Y2導(dǎo)通，洗滌電機(jī)反轉(zhuǎn)，計(jì)時(shí)器T2計(jì)時(shí)15秒，15秒結(jié)束后，T2斷開，置位S24</p><p>　　置位轉(zhuǎn)移到S24,電機(jī)反轉(zhuǎn)后暫停3秒，計(jì)時(shí)器T3計(jì)時(shí)，3秒結(jié)束時(shí)，若正反轉(zhuǎn)未滿3次，T3C1導(dǎo)通閉合S21，則執(zhí)行狀態(tài)S21到S24之間全部動(dòng)作，則進(jìn)行下一次大循環(huán)；若滿三次，T4C2閉合，S27置位</p><p>　　狀態(tài)轉(zhuǎn)

53、移到S27，報(bào)警蜂鳴器Y5開始報(bào)警，報(bào)警10秒后由時(shí)間繼電器T5計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)器C2復(fù)位，10秒后T5閉合，自動(dòng)停機(jī)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到初始狀態(tài)。</p><p><b>　　4.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要介紹了電動(dòng)機(jī)的選擇、傳感器的選擇，以及關(guān)于PLC型號(hào)的確定及計(jì)算，并且闡述了PLC的I/O分配，給出了PLC外部接線圖、控制系統(tǒng)順序功能圖、PLC程序、

54、控制程序指令以及程序運(yùn)行描述。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本課題主要進(jìn)行了以下研究工作：</p><p>　　① 綜述了全自動(dòng)洗衣機(jī)的發(fā)展過程及控制技術(shù)的最新進(jìn)展：介紹了三菱FX2N系列PLC的特點(diǎn)以及系統(tǒng)的各種組成結(jié)構(gòu)。</p><p>　　② 對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理、要求進(jìn)行

55、了說明。</p><p>　?、?對(duì)PLC控制技術(shù)進(jìn)行了深入研究，并進(jìn)行了設(shè)計(jì)。</p><p>　?、?在系統(tǒng)中加入了熱繼電器保護(hù)裝置，使得洗衣機(jī)在異常狀況下自動(dòng)停轉(zhuǎn)，報(bào)警并切斷電源，有效地減少了洗衣機(jī)的耗能。 </p><p>　　該系統(tǒng)采用PLC 為控制核心結(jié)構(gòu)合理、測試方法可靠，它具有較強(qiáng)的靈活性，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，保證新產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)

56、開發(fā)的同步性，提高了勞動(dòng)效率，達(dá)到了良好的經(jīng)濟(jì)效果。</p><p>　　此外，PLC 可以重復(fù)使用，降低了測試經(jīng)費(fèi)。它的靈活性、操作方便性也方便測試者隨時(shí)輸入、調(diào)試和修改控制程序。PLC 又設(shè)有串行接口，方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，組成測控系統(tǒng)，給系統(tǒng)的維護(hù)和使用帶來了很大方便。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)使我深有感觸，只要付出就有回報(bào)，遇到問題多與老師同學(xué)交流，利用網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)。通過

57、這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷地學(xué)習(xí)，努力提高自己的知識(shí)和綜合素質(zhì)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)是針對(duì)我們所學(xué)過的有關(guān)三菱FX2N系列PLC的知識(shí)，再聯(lián)系實(shí)踐進(jìn)行綜合性的電路設(shè)計(jì)，期間我遇到了很多問題，后來經(jīng)過查閱資料、向老師同學(xué)請(qǐng)教以及自己的研究，解決了遇到的問題。為

58、了完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我還對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)行了實(shí)物探究。此次設(shè)計(jì)，使我的動(dòng)手操作能力得到了提高，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，對(duì)PLC這門課程的了解也更加深入。在此，我要感謝在這次設(shè)計(jì)過程中給予我支持和幫助的張鑫老師和各位同學(xué)，最后祝指導(dǎo)老師工作順利，身體健康，闔家幸福，預(yù)祝所有同學(xué)取得輝煌的成就。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　?。?］高

59、親和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例.北京：人民郵電出版社，2004.7</p><p>　?。?］周美蘭、周封、王岳宇.PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì).北京：科學(xué)出版社，2003</p><p>　　［3］王永康.繼電器保護(hù)及自動(dòng)裝置.北京：中國鐵道出版社。2001.7</p><p>　?。?］韓兵.PLC編程和故障排除.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.12</

60、p><p>　?。?］程立英，野瑩瑩，彭澤波.PLC教程：原理·應(yīng)用·設(shè)計(jì)·實(shí).。北京：人民郵電出版社，2009.1</p><p>　?。?］孫振強(qiáng)、王暉、孫玉峰.可編程控制器原理及應(yīng)用教程（第2版）.北京：清華大學(xué)出版社，2008.5</p><p>　?。?］賈德勝.PLC應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序.人民郵電出版社.2006</p>

61、;<p>　?。?］于慶廣.可編程控制器原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社.2004</p><p>　　［9］張進(jìn)秋.可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例.機(jī)械工業(yè)出版社.2004</p><p>　?。?0］吳作明.PLC開發(fā)與應(yīng)用實(shí)例詳解.北京航空航天大學(xué)出版社.2007</p><p>　　［11］胡學(xué)林.可編程控制器教程（實(shí)訓(xùn)篇）.北京：電子工業(yè)出版社，2

62、004.7</p><p>　?。?2］皮壯行.可編程控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000</p><p>　?。?3］陸林吉.王堅(jiān)。可編程控制器原理及應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2002</p><p>　?。?4］鐘肇新.范建東。可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：華南理工大學(xué)出版社，2004</p><p>

63、　?。?5］程子華.劉小明.PLC原理與編程實(shí)例分析.國防工業(yè)出版社，2006</p><p>　　［16］李建興.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004</p><p>　?。?7］陶亦亦、吳倩、陸春元.電氣控制與PLC應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2010.10</p><p>　?。?8］王宇、任思璟、李忠勤.PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì).北京：