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全自动洗衣机的PLC控制
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全自动洗衣机的PLC控制
一、课题背景
1、课题背景
从古到今,洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动,在洗衣机出现以前,这项劳动并不像田园诗描绘的那样充满乐趣、手搓、脚踩、棒击、冲刷、摔打。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。
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。
1880年,美国又出现了蒸汽洗衣机,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,标志着人类家务劳动自动化的开端。
1922年,电动洗衣机迎来一种崭新的洗衣方式——搅拌式。搅拌式洗衣机由美国玛依塔格公司研制成功。
70年代后期,微电脑控制的全自动洗衣机出现引领新的发展方向,让人耳目一新。
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。
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则设计。
全自动洗衣机是传统洗衣机的一次革新设计。改变了传统需要手动的缺点,节省了人们宝贵的时间和精力。全自动洗衣机的出现为人们生活带来极大方便。
2、研究目的和意义
目前,大部分洗衣机的控制普遍采用固定转换时间间隔的控制方法。为此,采用不依赖数学模型的模糊控制方法设计洗衣机控制器,能较好地解决这个问题。另外随着众多高科技技术在日常生活的普遍应用,城市空中各种电磁干扰日益严重,为保证洗衣机控制的可靠、稳定,选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC是必要的。
随着科学技术的日新月异,自动化程度要求越来越高,原有的洗衣机装置远远不能满足当前高度自动化的需要。可编程控制器洗衣机控制系统集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品;充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制;充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点,采用标准化、模块化、系统化设计,配置灵活、组态方便。
可编程控制器自动洗衣机系统的特点:
①脱机手动工作;
②联机自动就地工作;
③上机控制的单周期运行方式;
④自动启动、自动停机控制方式。
近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高,使得实际应用成为可能。
本系统采用PLC是基于以下四个原因:
①PLC具有很高的可靠性,通常的平均无故障时间都在30万小时以上;
②抗干扰能力强,目前空中各种电磁干扰日益严重,为了保证全自动洗衣机控制的可靠稳定,我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC。
3、本文的主要工作
二、已知情况、控制要求、设计要求
图1. 示意图
1、已知情况
本题目用PLC来模拟并实现自动洗衣机的控制功能
2、控制要求
全自动洗衣机系统的控制要求如下:
(1)按下起动按钮后,进水电磁阀打开并开始进水。达到高水位时停止进水,进入洗涤状态。
(2)洗涤时内桶正转洗涤15s暂停3s,再发转洗涤15s暂停3s,又正转洗涤15s暂停3s……..如此循环反复30次。
(3)洗涤结束后,排水电磁阀打开,进入排水状态。当水位下降到低水位时,进入脱水状态并同时排水,脱水时间为10s。这样就完成从进水到脱水的一个大循环。
(4)经过3次上述大循环后,洗衣机自动报警。报警10s后,自动停机。
3、设计要求
根据生产设备工作方面及其它方面的需要,本次设计要达到如下设计要求:
(1)要求本次设计的控制装置采用PLC技术实现;
(2)?要能完全满足控制要求;
(3)?要按照电气设计惯例,提供短路、过载、联锁等故障保护措施;
(4)?本次设计的控制装置应由
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