扬州职业大学毕业设计（论文）
目 录
〔摘 要〕 ............................................................................................................................ 1 前 言 ................................................................................................................................ 2 1可编程控制器的趋势与动向.......................................................................................... 2
1.1当代PLC的发张趋势 .............................................................................................. 2 1.2 当代PLC技术的发展动向 ..................................................................................... 3 1.3可编程控制器的特点.................................................................................................. 3 1.4可编程控制器的原理.................................................................................................. 4 2 全自动洗衣机工艺要求及动作流程 ......................................................................... 4 2.3 主接线路如下图所示： ......................................................................................... 8 2.4 PLC硬件连接线路如下图所示： ...................................................................... 18 2.5 设计功能顺序下图所示： .................................................................................... 19 3 I/O口及定时器/计数器说明 ...................................................................................... 20 3.2 梯形图 ....................................................................................................................... 21 3.3 指令表 ....................................................................................................................... 22 4 操作说明 .......................................................................................................................... 24 结论 ...................................................................................................................................... 25 致谢 ...................................................................................................................................... 26 参考文献 .............................................................................................................................. 27 附录：总接线路 .................................................................................................................. 28
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〔摘 要〕
该设计描述了洗衣机由进水、洗涤、排水、脱水、报警到自动停机的循环过程，并设计相应的系统软件，结合相应的硬件系统，提高控制系统的可靠性，全自动洗衣机应用了可编程控制器，它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。它结合全自动洗衣机控制系统的要求，进行程序的设计，从主要部件的选择、流程的分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。从而实现对可编程控制。
此设计主要介绍了全自动洗衣机的工作原理，控制系统的plc造型和资源的配置，控制系统程序设计与调试。根据全自动洗衣机的工作原理，利用可编程控制器实现控制。
关键词：PLC；洗衣机；全自动；可编程控制
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前 言
目前自动洗衣机已经成为每个家庭所必需的电器，随着它的畅销出现了各种各样的全自动洗衣机，该设计实现了洗衣机由进水、 洗涤、排水、脱水、报警到自动停 机的循环过程设计了相应的系统软件。在工业控制系统中广泛应用的PLC能克服单片机的缺点，它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能，因此在运用中，硬件也相对简单，提高控制系统的可靠性。另外它的编程语言也相对简单，因此在该设计中采用了PLC来实现全自动洗衣机的工作过程。
该系统由可编程控制器、变频器、触摸屏等控制组件组成，可编程控制器完成整个系统逻辑控制、各运行相关参数传送与读写、设备运行状态显示功能。变频器与可编程控制器利用自由口通讯协议通讯完成设备的启/停、简易PLC程序的执行及其它相关运行参数的传送。PLC与触摸屏通讯实现人机对话，完成相关参数设置、启停操作与状态显示。
全自动洗衣机利用可编程控制器、变频器与人机界面等自动化产品的有机结合来实现对工业洗涤设备的自动控制，其主要控制思路是对洗涤设备的进水/出水、洗涤模式、洗涤时间、脱水频率的设定、可编程控制器通讯功能的应用、变频器简易PLC功能的应用进行有机的组合与设计。
此论文的初始对自动洗衣机进行了分类。 按自动化程度分类，洗衣机可分为普通型、半自动型、全自动型三大类。并依次做了简单的介绍，同时全自动洗衣机应用了可编程控制器，它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。现已广泛应用于工业控制的各个领域，然后主要是介绍全自动洗衣机的工作原理，利用可编程控制器PLC实现控制。
1可编程控制器的趋势与动向
1.1当代PLC的发张趋势
发展迅速，产品更新换代；开发各种智能化模块，不断增强过程功能；PLC与个人计算机（PC）结合；通信联网功能不断增强；发展新的编程语言，增强容错功能。
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1.2 当代PLC技术的发展动向
美国通用汽车以用户身份提出新一代控制器应具备十大条件，这十大条件是： (1) 编程方便，可在现场修改程序； (2) 维修方便，最好是插件式； (3) 可靠性高于继电器控制柜； (4) 体积小于继电器控制柜； (5) 可将数据直接送入管理计算机； (6) 在成本上可与继电器控制竞争； (7) 输入可以是交流115V；
(8) 输出为交流115V/2A以上，能直接驱动电磁阀； (9) 在扩展时，原有系统只要很小变更； (10) 用户程序存储容量至少能扩展到4K字节。
1.3可编程控制器的特点
硬件配置灵活，编程方法简便，抗干扰能力强，能适应较恶劣的工业环境（工作室温度可在0-60℃，存放温度可为-40～80℃,相对湿度可达95%），体积小，维护费用低。
（1）PLC能接收、处理和输出各种开关量、模拟量和不同码制的数码，除能实现一般的逻辑控制（顺序、步进、时序、条件和锁存等）功能外，还能实现数值运算、数据转换及数据通信等功能，配备适当的外围设备可以进行打印。
（2）由于编程软件化（可新编程序、可修改程序和数据处理的可接口性），当生产工艺（或流程）改变时只需要修改软件，而不需要改变硬件即可满足新的控制要求，大大方便了设计和现场使用，缩短了设计施工和调试周期。
（3）PLC能与上一级计算机直接相连，在综合自动化控制系统中可以合理地实现分级控制，作为基础控制级使用。
（4）PLC采用独特而简便的编程方法，并采用与工艺流程相适应的一般符号。编
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程方法简明通俗，易学、易编、易改，很容易将原来的继电器控制线路直接翻译到PLC软件上。
1.4可编程控制器的原理
可编程控制器是一种数字式运算操作的电子系统，专为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，并通过数字式、模拟式的知识界面输出，控制各种类型的机械或生产过程。plc扩充其功能的原则进行高度人性化。因此，可编程控制器以其简单易懂、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命长等一系列优点，在汽车、钢铁、航空航天、船舶、化工、纺织、食品、造纸、军工等工业领域获得了广泛的应用。 本书以我国目前应用最广泛的三种高性能小型机为背景，系统阐述了可编程控制器的结构、工作原理、硬件和软件系统以及plc控制系统从设计到安装到维护的系统设计过程，并对plc的组网技术进行了详细介绍。 本书内容新颖，深入浅出，语言通俗易懂，理论联系实际。通过实例，详细地介绍了plc在不同行业中的具体应用，在编写形式上，注重理论与实践的结合，不但在各章节适时插入实例，使读者加深理解和掌握具体内容，而且以综合举例作为最后一章，以便于读者参考和提高综合应用可编程控制器的能力。 本书可作为高等学校机电一体化专业、自动化专业、电气技术专业及其它相关专业的教材，也可作为广大工程技术人员的参考用书。
2 全自动洗衣机工艺要求及动作流程
洗衣机的应用现在比较普遍。全自动洗衣机的实物示意图如下图1所示。
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进水口启动按钮停止按钮排水按钮控制器高水位开关内桶外桶低水位开关排水口波盘洗涤电机
图
1自动洗衣机示意图
全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）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（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，通过电控系统使进水阀打开，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
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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。 2.1 功能描述
洗衣服全过程描述：转好衣服放好洗涤液后，关上洗衣机的门，门开关SB0闭合后才能正常洗涤。按下启动按钮SB1，洗衣机的进水电磁阀Y1打开，开始进水，上限水位开关SB2闭合停止进水。开始进行预浸5分钟。当然在开始洗涤前就要选择好洗涤方式，这里只设置三种洗涤方式，强洗、标准洗、柔洗。
强洗：是洗涤电动机只进行正转进行衣服的洗涤，洗涤时间为15分钟： 标准洗：是洗涤电动机先正转20秒，然后停转5秒，早反转20秒，有停转5秒，在又正转，如此反复循环，整个标准洗的时间为20分钟：
柔洗：是洗涤电动机先正转15秒，再停10秒，然后反转15秒，再停10秒，又开始正转，如此反复循环，整个柔洗的时间为30分钟。
洗涤完成后，打开排水电磁阀Y2开始排水，当下限水位开关SB3断开时表示水已经排完，就开始进入到漂洗阶段。拍哦洗就是放进干净水，上限水位开关闭合后停止进水，洗涤电动机采用标准洗的工作方式进行漂洗，单次漂洗时间为5分钟，时间到后开始将水排完，又重新进行新一轮漂洗，总共漂洗4次。漂洗结束后将水排完，在进行脱水，次是洗涤电动机接通的是高速绕组，进行高速旋转，通过长生的离心力
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将衣服的水分从桶壁的小孔甩出去，脱水时间不能超过5分钟。当脱水过程结束后，开始蜂鸣器YW报警，提示衣服已经那个洗好。
2.2 控制要求
PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。
(1） 按下启动按扭及水位选择开关，开始进水，水满（即水位到达高低）时停止进水。
(2）2秒后开始洗涤。
(3）洗涤时，正转15秒后暂停，暂停3秒后开始反转洗涤，反转洗涤15秒后暂停，暂停3秒。
(4） 如此循环3次，总共180秒后开始排水，排空后（水位下降到低位）开始脱水并继续排水。脱水10秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。
(5） 若未完成3次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了3次大循环，则进行洗完报警。
(6）报警10秒结束全部过程，自动停机。
(7） 此外按排水按钮可实现手动排水；按停车按扭可停止进水、排水、脱水及报警。
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2.3 主接线路如下图所示：
NBCA
QSFUKM2KM1FRPE3～M
主接线图图2.5
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2.4 PLC硬件连接线路如下图所示：
三菱 FX-2N 系列SB1 (启动按纽)X000X001X002 Y000YA1
Y001 Y002SB2(停止按纽)KM1NSB3 (排水按纽)
KM2LＳＬ1（高水位）X003 Y003YA2X004ＳＬ2（底水位） Y004YA3 Y005YHCOM COM～220L ～220N
图2.4
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设计功能顺序下图所示：
图2.5 19
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3 I/O口及定时器/计数器说明
I/O口分配表：
类别 组件 SB1 输 入 SB2 SB3 SL1 SL2 YV1 KM1 输 出 KM2 YV2 YC1 KM3
端子号 X0 X1 X2 X3 X4 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 作用 启动按钮 停止按钮 排水按钮 高水位开关 低水位开关 进水电磁阀 电机正转接触器 电机反转接触器 排水电磁阀 脱水电磁离合器 报警蜂鸣器 3.1 定时器、计数器说明：
类别 器件号 T0 T1 定 时 器 T2 T3 T4 T5 T6 C0 计数器 C1 20 设定值 2S 15s 3s 15s 3s 10s 10s 3次 3次 作用 进水候暂停时间 正转洗涤计时 正洗暂停计时 反转洗涤计时 反洗暂停计时 脱水计时 洗完报警计时 正、反洗循环计数 脱水（大循环）计数
3.2 梯形图
工步介绍： s0 初始化 s20洗衣机进水
s21电动机正转 s22电动机反转 s23洗衣机脱水 s24报警
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3.3 指令表
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4 操作说明
按下启动按钮，X0为ON，进入工步S20，y0为ON，打开进水电磁阀。当水位到达高水位时，X3为ON，M0自锁，同时断开进水电磁阀，同时T0为ON，记时2秒。进入工步2，电动机正转，开始接通Y1（正向洗涤），并启动定时器T1。15s后，T1触点动作，使Y1为OFF，停止正向洗涤，并启动定时器T2。经过3s的暂停，T2触点为ON，进入工步S22.电动机反转，开始反向洗涤，并启动定时器T3。反洗15s后，T3触点动作，使Y2(反转洗涤)为OFF，停止反向洗涤，并启动定时器T4。经过3s的定时，T4动作，使计数器C100计一次时；同时判段记数次数若为3，并且X4（底水位）接通则进2工步S23, 同时复位C100.若不为3则进入工步S21重新进行从正向洗涤开始到反向洗涤结束的小循环只到 C100是3为止。当C100满3且进入工步S23（脱水）后，边排水边脱水同时 T5记时10秒，10秒后C101通记数一次若C101不为3则进入工步s20开始大循环，若C101是3则进入工步S24,开始报警接通Y5（报警）同时T6记时10秒后T6触点通，复位S20~S24,程序结束。
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结论
随着毕业日子的到来，课程设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了。在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。
在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。
我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
在此要感谢我们的指导老师对我们悉心的指导，感谢老师们给我们的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。
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致谢
通过课程设计，我深刻的体会到了实践和理论的区别与联系，让我明白怎么样才能把理论应用与实践，要这次实训中，我得到了锻炼，但是也感觉到了自己的不足，因此，我必须在剩下的的时间里对自己提高要求，让自己适应社会潮流，满足社会需要，所以我应该忠心的感谢学校给我们提供的这次课程设计的机会，让我在设计中体会到了我现在所处的位置和将来要达到的位置，同时也要感谢老师给我们的指导和同学给我的帮助，在这次课程设计中由于我们现在所学知识还不能满足实训的要求，所以我们在图书馆查阅了大量的数据，所以也应该感谢学校给我们提供了大量图书，和在图书馆的工作人员，一个人的想法总是有限的，所以要设计一个梯形图就需要和大家共同交流，多采取同学的意见，再此感谢他们的帮助。同时也应该感谢老师给了我们这此机会 ，让我们能更贴近实际的学习PLC知识，使编程能力得到更进一步的提升。
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参考文献
1：孙平主编《可编程控制器原理及应用》 2002.5
2：王永华主编《现代电气及可编程控制技术》北京航空航天大学 2002.5 3：胡学林主编《可编程控制器应用技术》.高等教育出版社.2000.4 5：张运波《工厂电气控制技术》 2001 6：田瑞庭《可编程控制器应用技术》 1994 7：曲非非《 PLC应用技术200例》 2003
8：常斗南 《可编程控器「原理⊙应用⊙实验」第2版 2002》 9：王振民《PLC原理及应用》
10: 谢克明《夏路易.可编程控制器原理与程序设计》 11: 王永华《现代电气控制及PLC应用技术》 12: 蒋金周《全自动洗衣机的PC智能控制》
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附录：总接线路
123456FFEWVU三菱 FX-2N 系列NSB1 (启动按纽)EYA1X000X001X002 Y000 Y001 Y002KM2KM1NLSB2(停止按纽)QSSB3 (排水按纽)DFUＳＬ1（高水位）X003 Y003YA2X004ＳＬ2（底水位） Y004YA3D Y005YHCOMKM2CKM1 L COM～220CNFRBPE~3主接线图PLC外部硬件接线图全自动洗衣指导老师罗雪莲课题名称机的PLC控制MBA校核设计制图123胡功伟胡功伟4图号共一张NO.156A
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