全自动洗衣机控制系统设计.doc

【标题】全自动洗衣机控制系统设计 【作者】李 旭 尉 【关键词】PLC??全自动洗衣机??控制 【指导老师】谭 春 禄 【专业】电子信息科学与技术 【正文】1??概?述?1.1??洗衣机的历史????洗衣机被誉为历史上100个最伟大的发明之一，洗衣机的发明使千千万万的妇女从繁重的家务劳动中解脱出来，一百年的风风雨雨走过来，洗衣机也经过了无数次的创新、改进，今天我们看到一个个外形精美的或滚筒或波轮洗衣机，可曾想到，它们可也是在历史长河慢慢“进化”而来的。自从1858年，一个美国人制成了世界上第一台洗衣机，标志了用机器洗衣的开端。经历了几十年的发展，在1911年诞生了世界上第一台电动洗衣机，是洗衣机历史上的又一个里程碑，历史的车轮进行到了20世纪50年代，人们慢慢开始厌烦了烦琐的洗衣过程，这时候随着技术的进步，洗衣机的全自动化时代也全面来临。1947年，尤浦顿机器公司发明了全世界第一台全自动洗衣机。洗衣机在它的历史上经历了一次又一次的变革，在当今时代洗衣机又进入了一个新的时代。1.2? PLC的发展????在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器占主导地位。但继电器控制领域有着十分明显的缺点：体积大、耗电多、可靠性、寿命短、运行速度慢、适应性差、尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪费。为了改变这一现状，PLC控制系统诞生了。继1969年美国数字设备公司研制出世界第一台PLC，并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期，从此，可编程控制器这一新的控制技术迅速发展起来了。在许多领域都有广泛的应用。PLC的?优点是：可靠性高，耗电少，适应性强，运行速度快，寿命长等，在洗衣机控制方面，进一步提高全自动洗衣机的功能和性能，避免了传统控制的一些弊端。1.3? PLC和单片机的比较PLC和单片机相比，PLC由专业大公司精心设计的硬件和软件系统，功能强大、可靠性好。编程方法简单易学，即使是不熟悉电脑的工程师也可以用它开发复杂的控制系统。抗干扰能力强，适用于环境恶劣的工业控制场合,有丰富的扩展模块和联网能力，可以做成大型的工业控制系统。PLC在用于开发比较复杂的智能化的多功能的家用电器时,比用单片机开发要容易实现一些,电路结构也要简单得多,因此就选用PLC来设计全自动洗衣机的控制系统。1.4??用PLC实现全自动洗衣机的控制根据全自动洗衣机的工作原理,利用可编程控制器PLC实现控制, PLC控制的原理方法、特点及控制都符合洗衣机的特色。全自动洗衣机控制系统利用了西门子S7-200系列PLC的特点,对按钮,电磁阀,开关等其他一些输入/输出点进行控制,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内计数器和定时器共同控制,所以只要改变计数器或定时器的参数就可以改变时间。可以把上面设定的程序时间定下来,作为固定程序使用,也可以根据衣物的质地,数量及油污的程度来编程。只要稍作改变,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,充分表现现代家电品的实用性。?2　课题任务分析?2.1　整体功能介绍?????洗衣机的工作流程由进水，洗衣，排水，和脱水四个过程组成。在半自动洗衣机中，这四个过程分别用相应的按扭开关来控制。全自动洗衣机中，这四个过程可做到全自动依次运行，直至洗衣结束，整个洗衣过程中共洗涤两次，清洗三次，水位的选择是由系统自动选择，前四次脱水时间为一分钟，最后一次脱水时间为三分钟。洗涤档位选择，有普通洗衣模式、棉麻类洗衣类模式、柔软和丝类洗衣类模式，每种模式之下可以选择只需单次洗衣，用以洗不是很脏的衣服时可以节约时间和水电，手动选择低水位。当负载过重时，洗衣机停止运行，并报警提示。2.2　设备控制要求??????全自动洗衣机控制要求是能实现正常运行和强制停止两种控制要求。⑴按下启动按扭，开始进水直到水位达到中水位时，停止进水开始洗涤正转?⑵洗涤时，正转10秒，停2秒，然后反转10秒，停2秒?，如此循环12次，然后开始排水?。⑶洗衣机继续正转，反转两次循环，然后脱水60秒。⑷启动清洗程序，高水位清洗一遍。⑸启动第二洗衣程序，并进洗衣粉。⑹重复第（2）步和第（3）步。⑺启动清洗程序，高水位清洗三遍，完成洗衣后自动停机。⑻若按下停止按扭，可实现强制停止和手动排水。2.3??模拟洗衣实验????主要从洗衣干净程度方面进行洗衣实验，并结合传统手工洗衣的方式，通过多次进行模拟机器的洗衣实验，发现洗衣时洗衣粉的数量与洗衣干净度不是完全成正比的。洗衣粉数量在一定范围内时与干净度成正比，但一旦超过这个范围时，洗衣粉数量明显增加而效果却变化甚微，再结合传统的手工两次洗衣模式，