机电传动课程设计--全自动洗衣机的控制设计--大学毕业设计论文.doc

沈阳理工大学课程设计专用纸 No

课程设计（论文）
题目： 全自动洗衣机
的控制设计

设计名称：机电传动控制

班级学号：1201014220

学生姓名： 李盛唐

指导教师： 李 岩

2015年1月2日

成 绩 评 定 表
学生姓名
李盛唐
班级学号
1201014220
专 业
机械设计制造及其自动化
课程设计题目
全自动洗衣机
的控制设计
评

语

组长签字：

成绩

日期

20 年 月 日

课程设计任务书
学 院
机械工程学院
专 业
机械设计制造及其自动化
学生姓名
李盛唐
班级学号
1201014220
课程设计题目
全自动洗衣机的控制设计
实践教学要求与任务:
1.设计内容：
1）可以按照《指导书》要求选择水位和程序
2）根据选择完成相应的正常洗涤或脱水过程。
3）可以根据平时的积累，增加控制要求。

2.设计要求：
1）画出端子分配图和顺序功能图
2）设计并调试PLC控制梯形图
3）设计说明书
工作计划与进度安排:
1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 1天
2）PLC梯形图设计与调试 4天
3）说明书撰写 1天
4）答辩 1天

指导教师：
2014年12月10日
专业负责人：陈白宁
2014年12月10日
学院教学副院长：
2014年12月11日

目录
1.设计题目：全自动洗衣机的控制设计 5
2.控制要求 5
3.任务分析 6
4.输入输出点数的确定及PLC选型 6
5.全自动洗衣机的硬件设计 8
5.1全自动洗衣机元器件的选择 8
5.2全自动洗衣机外部接线图 8
6.I/O端子分配图 10
7.PLC程序设计及其设计说明 11
8.程序调试说明 20
参考文献 21

前言
根据全自动洗衣机的工作原理，利用可编程控制器PLC实现控制，说明了PLC控制的原理方法，特点及控制洗衣机的特色。通过本系统的设计，对西门子s7-200系列PLC的特点有了深入的理解全自动洗衣机控制系统特点，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，并实现了多台控制。由于每遍的洗涤，排水，脱水的时间由PLC内计数器控制，所以只要改变计数器参数就可以改变时间。可以把上面设定的程序时间定下来，作为固定程序使用，也可以根据衣物的质地，数量及脏污的程度来编程。只要稍作改变，就可以设计出诸如要多洗多甩的牛仔类衣物，轻洗轻甩的羊毛类衣物以及通用的标准洗涤程序，充分表现现代家电用品的个性。

1.设计题目：全自动洗衣机的控制设计
2.控制要求
水位选择：高、中、低三档，另有三个水位检测传感器。
注水状态：进水阀打开，水位至所选择水位。
洗涤状态：洗涤电磁离合器接通，电动机正转30秒，停3秒，反转30秒，停3秒，循环5次。
漂洗状态：进水阀打开，同时完成洗涤过程，循环3次。
排水状态：排水阀打开，水位至排空水位检测传感器。
脱水状态：脱水电磁离合器接通，电动机正转。
程序选择：正常洗涤、脱水
正常洗涤过程：选择水位，启动，注水---洗涤---排水---脱水150秒---（注水---漂洗---排水---脱水120秒）3次---脱水90秒，蜂鸣器间断报警10秒。
脱水过程：启动，脱水210秒
可以自行增加其他的功能程序。
图1 自动洗衣机示意图
3.任务分析
使用PLC控制时，输入设备主要有电源按钮，启动按钮，水位选择按钮（高水位选择按钮、中水位选择按钮、低水位选择按钮），水位开关（高水位开关、中水位开关、低水位开关）及排水按钮等。输出设备主要有电源指示灯，水位选择按钮信号灯（高水位选择信号灯、中水位选择信号灯、低水位选择信号灯），进水电磁阀，洗涤电动机正转接触器，洗涤电动机反转接触器，排水电磁阀，脱水电磁阀，脱水电磁离合器及报警蜂鸣器等。
课程设计任务要求，公用到8个计时器和2个计数器。
T37--脱水150秒 T38--脱水120秒
T39--脱水90秒 T40--报警10秒
T41--正转洗涤30秒 T42--停3秒
T43--反转洗涤30秒 T44--停3秒
C1正反转洗涤5次 C2--清洗3次
4.输入输出点数的确定及PLC选型
根据控制要求及控制分析，该系统需要十个输入点和十个输出点，水位在此使用行程开关代替。由于系统需要十个输入点和十个输出点，PLC可选用S7-200系列PLC——CPU226

PLC主机：选择西门子S7-200系列，其可靠性高指令功能强，易于掌握，操作方便，既可用于代替继电器的简单场合，也可用于复杂的自动化控制系统。
全自动洗衣机的控制设计计算公用12个输入，8个输出。
选用S7-200 CPU-226 AC/DC/继电器作为全自动洗衣机的控制设计的控制主机。
5.全自动洗衣机的硬件设计
5.1全自动洗衣机元器件的选择
1PLC主机：选西门子S7-200系列PLC作为全自动洗衣机控制系统的控制主机。
2液位传感器：（高中低）用来检测水位，准备下一步动作。
3按启动按钮SB1：进入初始上电工作。
按停止按钮SB2：停止当前工作。
4进水阀：用于控制水的进入。
进液阀：用于控制洗衣液的进入。
排水阀：用于控制脏水排出。
5两个电磁离合器：分别用于洗涤和脱水的状态选择。
6行星齿和传动带：将电动机的动力传递给液轮。
7液轮：用于完成洗涤和漂洗工作。

5.2全自动洗衣机外部接线图

图2 全自动洗衣机外部接线图

20

6.I/O端子分配图

图3 I/O端子分配图

7.PLC程序设计及其设计说明

图4 全自动洗衣机顺序功能图

图5 主程序梯形图

图6 子程序梯形图

图7 PLC仿真图

8.程序调试说明
基于PLC的全自动洗衣机控制系统，结合程序流程图运用梯形图和指令表对应的功能进行实现。然而在程序调试过程中遇到了开关动作冲突的现象，本来想要一个输出继电器动作而结果却是两个或多个同时产生相应。通过引入自锁及上升沿吧互相冲突的继电器隔离开，再结合PLC有关实验设备经过反复调试后得到了预期的结果。总之，整体梯形图的设计简单，有很强的可读性及操作性。
在设计程序之时发现洗涤子程序的脱水120秒加上正常洗涤过程的90秒正好是选择脱水过程的210秒，通过设计与结合就可以大大家少程序的长度与繁琐性，使程序设计的更加精炼。在程序调试时还曾发生定时器定时停不下来，执行到其中一部时不发生自锁，还有执行到下一级上一级不被复位等诸多问题，通过不断的改进与调试逐一改正出现的错误。

总结
在课程设计的这段时间里，我感觉自己收获很大。首先，在完成自己课设的过程中，我对课本知识又有了进一步的掌握和认识；其次，在对有关PLC编程及仿真器件的运用过程中，对相应的操作也有了更深刻的掌握；最后，在把理论与实践相结合的过程中，对于具体问题寻求解决方法，这都要求自己能够具体问题具体分析。特别是在解决一个现实控制问题的时候才能把书上所学的知识真正的运用到现实中，从而锻炼自己遇到问题、思考问题、解决问题的能力。这次课程设计是一次自我知识和能力的检验，同时也是为以后积累的一笔财富。在设计程序之时发现洗涤子程序的脱水120秒加上正常洗涤过程的90秒正好是选择脱水过程的210秒，通过设计与结合就可以大大家少程序的长度与繁琐性，是程序设计的更加精炼。在程序调试时还曾发生定时器定时停不下来，执行到其中一部时不发生自锁，还有执行到下一级上一级不被复位等诸多问题

参考文献
[1] 陈白宁主编.《机电传动控制基础》.第1版.东北大学出版社,2008年9月
[2] 华玉洁.起重机械与吊装.第一版.化学工业出版社.2005.8；179-204
[3] 机械设计手册.机械设计手册编写组.第一版.机械工业出版社.1981；325-447
[4] 张燕宾.SPWM变频调速应用技术.第一版.机械工业出版社2002.5；
[5] 陈白宁，《机电传动控制》课程设计指导书.