PLC课程设计--全自动洗衣机.doc

第一章：题目部分 1.1课题内容 根据设计参数和控制要求，设计一全自动洗衣机，画出其运行框图及梯形图控制程序的编制，并画出硬件接线图。 1.2设计目标及参数 （1） 按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，关水 （2）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） 若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数） （8） 若重量超重，报警。循环时间超过，报警。 1.3 课题要求 1. 根据课题的控制要求完成设计 2. 对传感器选型并列出选型依据 3．写出程序流程图及代码 4. 完成课程设计说明书 第二章：总体思路 2.1全自动洗衣机控制系统的控制要求 2.1.1 全自动洗衣机的工作原理 普通洗衣机的工作流程示意图如图2.1所示 洗衣机的工作流程由进水、洗衣、排水、脱水4个过程组成。在半自动洗衣机中，这4个过程分别用相应的按钮开关来控制。全自动洗衣机中，这4个过程可做到全自动依次运行，直至洗衣结束。 全自洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一心安放的，内桶可以旋转，作为脱水用。内桶的周围有许多小孔，使内桶和外桶的水流相通，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行。进水时通过控制系统将进水电磁阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，控制系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、低水位控制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。 图2.1 普通洗衣机的工作流程示意图 2.1.2控制设备要求 全自动洗衣机控制系统的要求是能实现“正常运行”和“强制运行”两种控制方式。 1.正常运行 “正常运行”方式具体控制要求如下： （1）将水位通过水位选择开关设在合适的位置（高、中、低），按下“启动”按钮，开始进水，达到设定的水位（高、中、低）后，停止进水。 （2）进水停止2s后开始洗衣。 （3）洗衣时，正转30s，停2s，然后反转30s，停2s。 （4）如此循环共5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30s。 （5）然后再进水，重复（1）（4）步，如此循环共2次。 （6）洗衣过程完成，报警3s并自动停机。 2.强制停止 “强制停止”方式具体控制要求如下: （1）若按下“停止”按钮，洗衣过程停止，即洗涤电机和脱水桶停止转动、进水电磁阀和排水电磁阀全部闭合。 （2）可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。 【注】“正常运行”和“强制停止”两种模式的运行是一样的。 2.2全自动洗衣机控制系统的PLC选型和资源配置 2.2.1控制系统构成图 1.控制系统图 控制系统图如图2.2所示 图2.2 全自动洗衣机控制系统图 2.PLC的选型 全自动洗衣机控制采用三菱公司的FX2N系列整体式PLC。根据设计要求，全自动洗衣机共有12个输入点，6个输出点，故选择PLC的型号为FX2N-32MR001，如下图2.3所示。 图2.3 FX2N-32MR001 3.I/O模块的选择和I/O地址分配 开关量输入模块是用来接收现场输入设备的开关信号，将信号转换为PLC内部接受的低电压信号，并实现PLC内、外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面： 1）输入信号的类型及电压等级 2）输入接线方式 3）注意同时接通的输入点数量 4）输入门槛电平开关量输出模块是将PLC内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信号，并实现PLC内外信号的电气隔离。选择时主要应考虑以下几个方面： 1）输出方式 2）输出接线方式 3）驱动能力 4）注意同时接通的输出点数量 5)输出的最大电流与负载类型、环境温度等因素有关 X017，输出端子对应的输出地址是Y000Y017。 2.2.2模块功能概述 FX2N系列PLC硬件组成与其他类型PLC基本相同，主体由三部分组成，主要包括中央处理器CPU、存储系统和输入、输出接口。PLC的基本结构如图1-1所示。系统电源有些在CPU模块内，也有单独作为一个单元的，编程器一般看作PLC的外设。PLC内部采用总线结构，进行数据和指令的传输。 外部的开关信号、模拟信号以及各种传感器检测信号作为PLC的输入变量，它们经PLC的输入端子进入PLC的输入存储器，收集和暂存被控对象实际运行的状态信息和数据；经PLC内部运算与处理后，按被控对象实际动作要求产生输出结果；输出结果送到输出端子作为