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基于三菱PLC的全自动洗衣机控制系统设计.pdf
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2022-04-06
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以三菱PLC为主控制器,设计波轮式全自动洗衣机的控制系统; 通过设计,可以自动实现洗衣机的进水、洗衣、脱水等过程; 使用组态王软件设计上位机监控系统; 使用步进顺控指令及触点、线圈指令两中方法编写程序; 系统设计要求如下: 1.了解全自动洗衣机的硬件结构、工作过程、并分析其控制要求。 2.设计其控制方案。 3.列出输入、输出点表,并画出硬件接线图。 4.画出其状态转移图。 5.用步进指令编写其控制程序并调试。 6.用触点、线圈指令编写其控制程序并调试
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基于 PLC 的全自动洗衣机控制系统设计
一、课程设计目的
1.熟悉 PLC 的硬件结构及三种编程语言。
2.熟悉 PLC 控制系统设计的基本流程与步骤。
3. 训练学生 PLC 的基本编程思想。
4. 学会使用组态王软件设计上位机监控系统。
二、课程设计内容
1. 以三菱 PLC 为主控制器,设计波轮式全自动洗衣机的控制系统
2. 通过设计,可以自动实现洗衣机的进水、洗衣、脱水等过程。
3. 学会使用步进顺控指令及触点、线圈指令两中方法编写程序。
三、课程设计要求
1.了解全自动洗衣机的硬件结构、工作过程、并分析其控制要求。
2.设计其控制方案。
3.列出输入、输出点表,并画出硬件接线图。
4.画出其状态转移图。
5.用步进指令编写其控制程序并调试。
6.用触点、线圈指令编写其控制程序并调试。
7.撰写实训报告(包括调试总结报告;
四、课程设计步骤
1、总体方案的设计
1、按下启动按钮,PLC 投入运行,系统处于初始状态,准备好起动进水电磁
阀门,起动时开始进水。
2、等到水位达到规定值(即水位(高、低)选择决定时停止进水 2s 后并开始洗
涤正转。
3、正洗 15S 后,开始洗涤反转,反转 15S,洗衣 5 次。
4、若正反转没有满 5 次,则返回从正洗开始的动作;若正反洗满 5 次,则启
动排水电磁阀开始排水。
5、水位下降到低水位时开始脱水并继续排水,脱水 30S 即完成一次从进水到
脱水的大循环过程,触发排空传感器则脱水完成。整个洗衣全过程运行 3 次。
6、脱水完成后,酸碱传感器进行检测 PH 值(检测衣物上洗衣液是否洗净,如
PH 值未达标,则进行漂洗操作,直至漂洗到 PH 标准。
7、漂洗完成后,风热烘干+消毒警示灯亮,将进行风热烘干+消毒环节,对衣
物进行消毒,并同时进行电机正转 3 秒,反转 3 秒。
8、洗衣结束,则进行洗涤报警,报警闪烁 6 次后,结束全部过程,自动停机。
基于 PLC 的全自动洗衣机控制系统设计
2、硬件结构及选型
(1)I/O 储存器容量的估算:
PLC 常用的内存有 EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(带电可擦除
可编程只读存储器)和带锂电池供电的 RAM。一般微型和小型 PLC 的存储容量是固
定的,介于 1—2KB 之间。用户应用程序占用多少内存与许多因素有关,如 I/O 点
数、控制要求、运算处理量、程序结构等。因此在程序设计之前只能粗略地估算。
根据经验,每个 I/O 点及有关功能元件占用的内存量大致如下:
开关量输入元件:10—20 B/点
开关量输出元件:5—10 B/点
定时器/计数器:2 B/个
模拟量:100—150 B/个
通信接口:一个接口一般需要 300B 以上
根据上面算出的总字节数再考虑增加 25%左右的备用量,就可估算出用户程序
所需的内存容量,从而选择合适的 PLC 内存。
基于 PLC 的全自动洗衣机控制系统设计
(2)CPU 功能与结构的选择:
由于 PLC 具有开关量逻辑运算、定时、计数、数据处理等基本功能,有些 PLC
还可扩展各种特殊功能模块,如通信模块、位置控制模块等,选型时可考虑以下
几点:功能与任务相适应,PLC 的处理速度应满足实时控制的要求、PLC 结构合理、
机型统一、在线编程和离线编程的选择。全自动洗衣机控制所要求的控制功能简
单,小型 PLC 就能满足要求了。
该控制系统 CPU 模块可采用 CPU-224(AC/DC/继电器模块,它可控制整个系统
按照控制要求有条不紊地进行。同时由于该模块采用交流 220V 供电,并且自带 14
个数字量输入点和 10 个数字量输出点,完全能满足全自动洗衣机控制系统的要求,
所以不再需要另外的电源模块、数字量和输出模块。
综上所述及根据老师要求,该系统最终选用三菱 FX2N-32MR。
(3)电机的型号选择:BLDC 电机一般会用在家电中,比如洗衣机,空调,电
风扇。吸尘机中也采用了 BLDC 电机。在某个事例中,通过变更控制系统,实现了
旋转数的大幅度上升,这个事例体现了 BLDC 电机的良好控制性。
作为重要存储介质的硬盘,其旋转部分也采用了 BLDC 电机。由于它是需要长
时间运转的电机,因此耐用性很重要。当然,它还有极力抑制电力消耗的用途。
具有良好控制性的高效率 BLDC 电机,可以通过细微的控制,延长电池的持续
时间;现在的滚筒洗衣机大致分为两种电机。一种是 BLDC 电机,另外一种是 DD
电机,现在大多数的洗衣机采用的都是 BLDC 电机。这种电机是利用皮带传动的。
动力挺强劲的,声音也很小,一根皮带至少是能用 5 年以上的,所以说这个问题
根本不用担心。
再一个这种电机性价比比较高,在性能上面也很不错的。另外一种就是 DD 电
机它是直接连接滚筒没有皮带,所以说它的动力会更加的强劲一些,但是这种电
机现在市面上很少也就 LG 的有用,但是价格都特别贵,所以说也不建议采用这种,
因此在这里我们小组选择 BLDC 电机。
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努力学习前端的小陈
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