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1、精品学习资源机电工程学院课程设计说明书设计题目 : 全自动洗衣机掌握系统设计同学姓名：学号：20214805专业班级：机制 F09指导老师：2021 年 12 月 12 日欢迎下载精品学习资源内容摘要本文介绍了利用西门子系列 PLC对全自动洗衣机掌握系统总体掌握 , 阐述了掌握方案；实现全自动洗衣机掌握系统总体掌握有多种，可以采纳早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路；近年来随着科技的飞速进展，单片机、PLC的应用不断地走向深化，同时带动传统的掌握检测技术的不断更新；本文采纳德国西门子公司生产的S7- 200 型 PLC 作为核心掌握器进行全自动洗衣机掌握系统的设计，并且设计出了系统结构图、程
2、序指令、梯形图以及输入输出端子的安排方案；同时依据全自动洗衣机掌握系统总体掌握要求和特点 , 确定 PLC 的输入输出安排 , 并进行现场调试；关键词：PLC ；全自动洗衣机掌握系统； PLC程序设计欢迎下载精品学习资源目录第 1 章引言 1第 2 章全自动洗衣机掌握系统总体掌握方案确定22.1 总体掌握方案确定 22.1.1 掌握系统方案挑选 22.1.2 洗衣机的 PLC掌握系统概述 2第 3 章全自动洗衣机的基本结构 43.1 全自动洗衣机的原理和构造 43.2 洗涤脱水系统 53.3 排水和进水系统 53.4 电动机及传动系统 6第章电气掌握系统74.1掌握系统结构74.2掌握系统原理
3、74.3主电路图 8第 5 章主要器件的挑选 95.1 电动机的挑选 95.2 可编程掌握器外部设计95.2.1 PLC的选型 95.2.2 I/O安排表及接线图 10第 6 章软件设计 136.1 系统的次序功能图设计136.2 全自动洗衣机的掌握要求设计步骤136.2.1 掌握要求 136.2.2 掌握程序的执行过程 136.4 掌握系统的梯形图设计 156.5 语句表 18欢迎下载精品学习资源6.6 程序运行 20结论 23设计总结 24谢辞 25参考文献 26欢迎下载精品学习资源第 1 章引言洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电，已经成为人们生活中不行缺少的家用电器；传统的基于继电器的
4、掌握，已经不能满意人们对洗衣机的自动化程度的要求了；洗衣机需要更好地满意人们的需求，必需借助于自动化技术的进展；而随着PLC技术的进展，用 PLC作为掌握器，就能很好地满意全自动洗衣机对自动化的要求，并且掌握方式敏捷多样，掌握模式可以依据不同场合的应用而有所不同；自动化技术的飞速进展使得洗衣机由初始的半自动式洗衣机进展到现在的全自动洗衣机，又正在向智能化洗衣机方向进展；自动洗衣机就是将洗衣的全过程 泡浸- 洗涤- 漂洗- 脱水预先设定好 N个程序, 洗衣时挑选其中一个程序 , 打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成 , 洗衣完成时由蜂鸣器发出响声；通过 PLC课程设计，进一步把握
5、 PLC的原理和系统设计方法；培育和锤炼应用 PLC的才能；为今后实际应用和设计 PLC系统打下良好的基础；要求明白 PLC掌握系统设计的全过程，熟识 PLC系统设计的相关内容，把握系统的方法和步骤；主要包括：系统工艺过程和掌握要求；系统分析和方案论证、系统功 能图；硬件设计、程序设计；系统的调试步骤和方法；完成一个小型系统上位机和下 位机的设计；欢迎下载精品学习资源第 2 章 全自动洗衣机掌握系统总体掌握方案确定2.1总体掌握方案确定2.1.1 掌握系统方案挑选单片机系统的特点：1） 要求环境，单片机对环境的适应才能较低，牢靠性差；2） 编程和 PLC相比难以学习，主要是单片机采纳汇编语言或
6、者是C语言，这些高级语言和 PLC语言相比，难以学习；3） 功能单一只具有使用中所需要的功能；但是，它结构简洁，处理速度快；PLC系统的特点：1）牢靠性高， PLC作为一种通用的工业掌握器，它必需能够在各种不同的工作环境中正常工作；对工作的环境要求较低，抗外部干扰才能强，平均无故障时间长；2 ）使用便利敏捷， PLC采纳了基本单元扩展或者是模块化的结构形式，因此，输入/ 输出信号的数量，形式，驱动才能等都可以依据实际掌握要求进行挑选与确定，而且在需要时可以随时更换，近年来， PLC的特殊模块增多这些可以满意不同的掌握要求，使 PLC的使用更加敏捷与多变；3 ）编程简洁， PLC的优越性主要表达
7、在它采纳了特殊的，多种面对广大工程设计人员的编程语言，如指令表，梯形图，规律功能图，次序功能图等，程序简洁，明白 适合各类技术人员的传统习惯，即使是没有运算机学问的人员也很统一把握，特殊是 梯形图与规律功能图，形象直观，动态监测成效逼真，且与运算机掌握简洁；因此，选用 PLC作为掌握系统；2.1.2 洗衣机的 PLC掌握系统概述全自动洗衣机采纳 PLC掌握系统将大大提高工作效率，和适应工作环境的才能；在全自动洗衣机中，洗衣机洗涤、脱水程序是由单片机为中心掌握系统工作的；第一 由于单片机的指令系统相对复杂，编写洗涤、脱水程序相对复杂；其次，在设计掌握 系统硬件时要有多种电路爱护装置，如电流爱护、
8、电压爱护、过载爱护、过热爱护 及欠压爱护等等 这样增加了硬件的复杂性，隐含较高的故障率无形地增加了修理成本费用，在各种掌握系统中广泛运用的PLC能克服单片机的缺点；它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和爱护电路以及通讯联网功能；因此在运用中，硬件也相对简 单，提高掌握系统的牢靠性；另外它的编程语言也相对简洁；欢迎下载精品学习资源典型的 PLC掌握系统的硬件组成框图如下列图：图 2-1PLC 掌握系统的硬件组成框图欢迎下载精品学习资源第 3 章 全自动洗衣机的基本结构3.1 全自动洗衣机的原理和构造全自动洗衣机在结构上大致可分为3 中类型，即波轮式，滚筒式和搅拌式；我国的洗衣机在结构上主要有波
9、轮式和滚筒式两类，产品的类型以波轮式为主，其他类型 为辅；第一做一下比较：滚筒式洗衣机具有如下性能：1） 更好的软化衣物纤维，减小洗涤过程中衣物的损耗和变形，并且仍可以使洗后的衣物松软而蓬松；2） 提高温度来洗涤可充分溶解洗衣粉，加快洗衣粉中弱酸性物质与污物的化学反应速度，提高洗衣粉中酶的活性，同时有利于溶解汗渍，血渍，降低灰尘，油污的粘附作用，从而可在同样的洗净比下大幅度降低洗涤过程对机械力的需求；3） 温度高有利于污物在水中的扩散；4） 高温能有效的杀死一些细菌；没有加温的洗涤的波轮式洗衣机无论怎样的水流，要达到肯定的洗净比，都必需有足够的机械力，而机械力对衣物是由损耗的，这就打算了波轮式
10、洗衣机的磨损率大大高于滚筒式洗衣机；各种新水流基本原理是一样的，就是尽量以紊乱的水流减小衣物的缠绕，增大水流的冲刷力以用于洗涤，与以前依靠衣物与桶壁和衣物相互之间的摩擦方式相比，水流冲刷对衣物的损耗较小；滚筒式洗衣机有如下特点：1） 磨损低，没有缠绕，机械传动部分简洁牢靠，寿命长于波轮式洗衣机；2） 自动化程度高，可以自动投放洗衣粉，漂白粉等，为不同质地的棉制品，化纤制品，羊毛制品设计了不同的洗涤程序和洗涤温度，使洗涤更为科学；设有防皱浸泡功能，可将洗好的衣物浸泡在清水里，到晾晒前再甩干，防止衣物甩干后不能准时取出晾晒而起皱；3） 省水，省洗衣粉；滚筒式洗衣机不需要水位高过衣物，从而可节省用水
11、，并可削减洗衣粉的投放量；4） 高温洗涤有肯定的灭菌作用；5） 洗涤过程噪声小，滚筒式洗衣机属封闭式洗涤，可以有效屏蔽内桶转动声和水流声；而波轮式洗涤的水流声，脱水内桶转动声是不行防止的且刹车装置和电磁阀动作声音也很大；由于滚筒式洗衣机的价格大大高于波轮式洗衣机，所以波轮式洗衣机仍旧受到普欢迎下载精品学习资源遍欢迎；波轮式洗衣机的特点：1水流方面；现在波轮式全自动洗衣机显现了一种新水流的形式；如LG的拳击棒，松下的双瀑布，荣事达的网络水流等都采纳了这种水流；2）程序掌握器；新推出的波轮式全自动洗衣机均采纳单片机程序掌握器，原先的机械式程序掌握器基本上已被剔除；各厂家生产的各种型号的波轮式全自动
12、洗衣机的掌握程序有所不同；如在模糊掌握的洗衣机中，单片机通过采集水位传感器，布量传感器，光传感器的信号以及电动机的转速，判定出衣物的质地，多少，赃物程度，从而自动调整对衣物进行合理的洗涤；3不锈钢内桶；波轮式洗衣机采纳了不锈钢内桶，减小衣物和内桶壁摩擦力，从而减轻衣物的磨损；4同心洗；同心洗是直接把电动机轴与洗衣桶主轴同心安装，直接驱动；使洗涤和脱水时洗衣桶振动减小，噪声降低；5变频波轮式洗衣机可以对不同质地的衣物自动挑选不同的电动机转速，从而给不同质地的衣物以恰当的洗涤强度，在保证洗得洁净的同时，也最大限度地降低衣物的磨损；同时仍可以在脱水甩干时，由慢到快地启动，使衣物在桶内分布匀称，脱水成
13、效好，同时由于衣物匀称分布在洗衣桶的四周，洗衣桶的重心落在轴心上，可以减小振动，降低噪声，但是价格较贵；6 ）波轮式全自动洗衣机通常都采纳将洗涤 脱水）桶套装在盛水桶内的同轴套桶式结构，虽然它们各自牌号和型号都不同，但其结构都是由洗涤，脱水系统，进，排水系统，电动机和传动系统，电器掌握系统以及支撑机构5 大部分组成的；支撑机构主要有箱体， , 吊杆及掌握台组成，它除了安装和连接洗衣机的各种零件外仍具有减震防护功能；3.2 洗涤脱水系统它主要有盛水桶，洗涤桶和波轮组成；盛水桶又称为外桶，主要用来盛放洗涤液；盛 水桶固定在钢制底板上，通过 4 根吊杆悬挂在洗衣机箱体上；电动机，离合器，排水阀等部件
14、都装在桶底下面；洗涤桶又称为脱水桶或者离心桶，也称为内桶，它的主要 功能是用来盛放衣物，在洗涤或漂洗时协作波轮完成洗涤或漂洗功能，在脱水时便成 为离心式的脱水桶；波轮是全自动洗衣机中对衣物产生气械作用的主要部件；按波轮 的外形来分，基本上有小波轮 直径在 160mm左右）的涡卷式水流和大波轮 直径在300mm左右）新水流两类；3.3 排水和进水系统波轮式全自动洗衣机的进排水系统都采纳了电磁阀掌握；为了对桶内的水位进行 检测和掌握，洗衣机上都安装有水位掌握器水位开关）；波轮式全自动套桶洗衣机使欢迎下载精品学习资源用最多的水位开关是空气压力式开关，主要有气压传感器装置，掌握装置及电触点开关 3 部
15、分组成，用来监视水位的高低；此外电磁阀分进水和排水电磁阀，进水电磁阀是洗衣机上的自动进水开关，它受水位开关动断触点的掌握；而排水电磁阀是全自动洗衣机上的自动排水装置，同时仍起转变离合器工作状态；进水、排水电磁阀是采纳电流流过线圈形成磁场的原理，洗衣机电磁阀在进，排水时使用，220V 沟通电压与电磁阀线圈接通，形成磁场，电磁线圈吸合；自动打开阀门，洗衣机里的水就顺着管道流出去了；断电后，电磁阀线圈失去电流，磁场消逝，电磁铁松开，阀门自动关闭， 洗衣机里的水就流不出去了；3.4 电动机及传动系统波轮式全自动套桶洗衣机的电动机及传动系统主要由电动机和离合器组成，离合器又有一般离合器和减速离合器两种；
16、其中一般离合器用在采纳小波轮的套桶洗衣机上，这种洗衣机在洗涤或者漂洗时波轮的转速和脱水时离心桶的转速相同，目前各种大波轮新水流套桶洗衣机普遍采纳减速离合器，它在洗涤，漂洗时波轮的转速较慢， 而脱水时离心桶的转速较快；电动机同时作为洗涤和脱水时的动力源，普遍采纳主， 副绕组完全对称的电容式电动机；由于一般全自动套桶洗衣机的额定洗涤容量较大， 因此电动机的功率较大；电动机与固定在离合器下端的大传动带盘之间用V 带传动；经第一级减速后大传动带盘得到 150r/min的转速；当洗衣机处于洗涤或漂洗状态时，再经离合器内部的行 星齿轮减速后，使波轮得到 175r/min低转速；此时，洗涤 脱水）桶不动；当
17、洗衣机处于脱水状态时，离合器输出的是未经减速的850r/min 的高转速，驱动脱水桶和波轮作同步高速运转；对于使用一般离合器的小波轮套桶洗衣机来说，有区分的仅仅是离合器内部没有行星齿轮减速机构，因此在洗涤或漂洗时其波轮的转速与脱水时的转速时相同的；欢迎下载精品学习资源第章电气掌握系统4.1 掌握系统结构波轮式全自动洗衣机的电气掌握系统由于洗衣机型号的不同而不尽相同，但电气掌握系统主要有程序掌握器，电动机，进水电磁阀，排水电磁阀，水位开关，安全开关及各种功能挑选开关等组成的，掌握的基本原理也都一样；全自动洗衣机能实现洗衣的自动化，整个洗衣过程都是在程序掌握器的“指挥”下进行的；如把离合器比作全自
18、动套桶洗衣机的心脏，就程序掌握器就是全自动洗衣机的“大脑”；如下列图以程序掌握器为核心的波轮式全自动套桶洗衣机掌握系统的基本原理方框图；图 4-1基本原理方框图4.2 掌握系统原理程序掌握器中储备着多种程序，一旦通过挑选开关选好某种程序后，程序掌握器便按这种程序自动实施对电动机，进水和排水电磁阀的掌握；安全开关又称为盖开 关，在洗衣机运行过程中起安全爱护作用，它的功能为：在洗衣机工作时误开盖，安全开关便会切断电动机电源，自动中断程序；在脱水过程中如桶内衣物摆放不匀称而产生大幅度振动时，安全开关自动中断脱水过程，启动蜂鸣器；依据采纳的程序掌握器的不同，波轮式全自动套桶洗衣机的电气掌握电路可分为电
19、动机驱动式程序掌握器和单片机式程序掌握器电路；电动机驱动式程序掌握器又称为机械式程序掌握器，它具有程序组合量大，工作牢靠，抗干扰才能强，而且能直接掌握较大电流等优点，单片机程序掌握器具有结构紧凑，操作简便，功能齐全，运行牢靠等优点；目前，机械式程序掌握器基本上已被剔除；用PLC小模拟量 IO 印象区大小33Hz 布尔指令执行速无16 入/16 出0.37/ 微妙 / 指令32 入/32 出度内部继电器256计数器 / 定时器256/256次序掌握继电器256依据上表可知，该全自动洗衣机掌握系统CPU模块可采纳 CPU- 和脱水桶 内桶是以同一中心安放的；外桶固定，作盛水用；内桶可以旋转，作脱水
20、 甩水用；内桶的四周有很多小孔，使内外桶的水流相通；该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，通过电动掌握系统，使进水阀打开，经进水管将水注入到外 桶；排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外；洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转；脱水时，通过电控系统将离合器合上，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，停止按钮用来关闭洗衣机工作；6.2 全自动洗衣机的掌握要求设计步骤6.2.1 掌握要求 1）洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行；2）洗涤正转、反转由洗
21、涤电机驱动波盘正、反转来实现；3 脱水时，有脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干；4 洗涤完成由蜂鸣器报警；5 停止按钮用来手动终止洗涤过程；操作面板上设有启动按钮SB1及停止按钮SB2；6.2.2 掌握程序的执行过程按下启动按钮， I0.0接通， Q0.0 接通并自锁， Q0.0 接通，进水电磁阀打开，开头进水；到高水位时， I0.3接通， I0.3常闭触点断开， Q0.0 断开，进水电磁阀关闭，进水停止； Q0.1 接通，电动机正转 15S, 正转洗涤，同时 T38 开头计时， T38 计时到， T38 常闭触点断开， Q0.1 断开，正洗终止；T38 常开触点闭合，
22、 M0.0 进行自锁， T42 开头计时， T42 计时到，暂停终止； T42 常开触点闭合， Q0.2 接通，反洗， T39 开头计时； T39 计时到， T39 常闭触点断开 Q0.2 断开，反洗暂停； T39 常开触点闭合， M0.1 进行自锁， T43 开头计时； T43 计时到 T43 常开触点闭合， C1计一次数； T43 常闭触点断开，使 T38、T42、T39、T43 复位， Q0.0 又接通，重复进行以上从正洗开头的全部动作，直到C1 计满 3 次数时， C1 常开触点接通，开头排水， Q0.3 对 C1实现复位；欢迎下载精品学习资源排水到低水位时， I0.2 接通， Q0.
23、2 接通，开头脱水 10S）， T40 开头计时； T40 计时到， T40 常闭触点断开，脱水完毕，停止排水和脱水； T40 常开触点闭合、 Q0.5 接通并自锁，报警； T41 开头计时， T41 计时到， T41 常闭触点断开，停止报警；运行中按停止按钮时， I0.1 常闭触点断开，就 M0.0、Q0.0、Q0.1、Q0.4、Q0.5 断开，停止进水、排水、脱水及报警；6.3 次序功能图图 6-1 次序功能图欢迎下载精品学习资源6.4 掌握系统的梯形图设计欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源6.5 语句表欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源6.6 程序运行I0
24、.0按下后 Q0.0 得电并自锁开头进水当水达到高水位时， I0.3瞬时接通 Q0.0 失电停止进水； Q0.1 得电且自锁，开头正转计时器开头计时；当计时器计时 15s 后，自动复位开头暂停3s；欢迎下载精品学习资源当 T42 计时到 3s 时，暂停终止；开头反转15s 计时器T39 开头计时 ；计时器 T39 计时 15s 后，自动复位， Q0.2 失电，停止反转开头暂停 3s；欢迎下载精品学习资源T43 计时 3s 终止时，暂停终止，计数器加1，当 C1小于环；当 C1 计数等于 3 时， Q0.3 接通自锁，开头排水；3 时返回网络 2 开头循当水位低于低水位时， I0.2瞬时转变状态
25、； Q0.4 得电自锁开头脱水 10s，计时器开头计时；欢迎下载精品学习资源当计时器 T40 计时终止时， Q0.4 失电，停止脱水，报警 10s 终止后，停止；Q0.5 得电，开头报警；结论本次设计主要是完成全自动洗衣机洗衣过程的程序设计，采纳西门子S7-200 编写程序；所编程序能够满意指定的要求，完成从进水、检测水位、正转、暂停、反转、暂停、循环三次、排水、脱水、报警、停机一系列过程；虽然所设计的程序能满意控制要求，但在程序设计过程中，发觉该程序仍是存在肯定的不足之处，但由于所学学问有限，并没有做出最合理的设计；欢迎下载精品学习资源设计总结回忆起此次 PLC课程设计，至今我仍感叹颇多，刚
26、开头拿到题目，感觉很简洁，从选题到定稿，从理论到实践，在星期的时间里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的学问，而且学到了很多在书本上所没有学到过的学问；通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论学问是远远不够的，只有把所学的理论学问与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手才能和独立摸索的才能；在设计的过程中遇到欢迎下载精品学习资源问题，可以说得是困难重重，这究竟第一次做关于PLC的课程设计，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发觉了自己的不足之处，对以前所学过的学问理 解得不够深刻，把握得不够坚固，通
27、过这次课程设计之后，肯定把以前所学过的学问重新温故；通过本系统的设计，我明白了 PLC基本规律指令的应用，知道怎样去设计一个PLC应用程序，也感觉得到了 PLC在掌握方面的庞大优势和潜力，同时也更增强了我学好PLC的决心和信心；对全自动洗衣机的掌握系统有了深化的懂得；全自动洗衣机掌握系 统利用了西门子 PLC的特点，对按钮、电磁阀、开关等其他一些输入输出点设备进行掌握，实现了洗衣机洗衣过程的自动化；由于每遍的洗涤, 排水, 脱水的时间由 PLC内计数器掌握 , 所以只要转变计数器参数就可以转变时间；可以把上面设定的程序时间定下来, 作为固定程序使用 , 也可以依据衣物的质地 , 数量及油污的程
28、度来编程；只要稍作转变, 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 , 充分表其有用性；总结两个星期来的设计，体会如下：第一：任何工作都的与人打交道，课程设计设计也不例外，这就需要我们充分的利用好彼此的力气，充分的协作，针对设计中显现的问题，站在不同的角度分析问 题，汇结大家的看法，最终达成一样，发挥了团队精神；其次：对待任何工作，责任心是必要的；这次毕业设计的体会，我收成至深；然更重要的是，在责任心的促使下，又该采纳何种方法完成，采纳何种方法更省时省 力，解决问题的方案很多，永久坚信“方法总比困难多”，我想第一分析任务本身， 就拿毕业设计来说，课题
29、有了，关键是何处着手；何时何地查找相关资料等等，查找突破口充分的解决好问题；第三：遇到不懂的问题，准时请教老师，抓紧设计的每分每秒，需要调整和转变的地方准时做出改动，而不能墨守成规，做人也是同样的道理；第四：时刻保持奋进的头脑，不断接受新事物，挑战新的问题；千万记住秒针不停的划圈，我们的思想也应不断的修正提高；谢 辞在这次课程设计的撰写过程中，我得到了很多人的帮忙；第一我要感谢在课程设计上赐予我的指导、供应应我的支持和帮忙，帮我解决了很多技术上的难题的王宗才老师，他的指导让我能把系统做得更加完善；在此期间，我不仅学到了很多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计才能；其次，我要感谢帮忙过我
30、的同学， 他们也为我解决了不少我不太明白的设计上的难题；同时也感谢学院为我供应良好的欢迎下载精品学习资源做毕业设计的环境；最终再一次感谢全部在设计中曾经帮忙过我的良师益友和同学；参考文献1 王宗才 . 机电传动与掌握 . 北京：电子工业出版社，2021.2 赵景波 . 零基础学西门子 S7-200PLC. 北京：机械工业出版社，2021.3 左建民 . 液压与气压传动 . 北京：机械工业出版社，2007.4 张建民等 . 机电一体化系统设计 . 北京：高等训练出版社，2001.欢迎下载精品学习资源5 高钦和 . 可编程序掌握器应用技术与设计实例. 北京：人民邮电出版社，2004.6 李颖卓 . 机电一体化系统设计 . 北京：化学工业出版社，2021.7 郭海潮等 . 西门子 S7-200 系列 PLC应用与开发 . 北京：中国水利水电出版社，2007.欢迎下载