[考试]洗衣机自动控制全程洗清漂洗1
一(
设计任务的描述
1.1 洗衣机工作概述
全自动洗衣机因操作方便、节省人力和资源,有多种功能可自主选择等优点,现在已经得到了普遍的应用,全自动洗衣机的机构和工作原理简述如下:
全自动洗衣机的洗衣桶(外桶)和脱水桶(内桶)是以同一重心安放的,外桶固定,作盛水用,内桶可以旋转,用于脱水。内桶的四周有很多小孔,使内外桶的水流想通。洗衣机的进水和排水分别有进水电磁阀和排水电磁阀来进行,进水时,通过电控系统使进水阀打开,经水管水注入到外桶。排水时,通过电控系统是排水阀打开,将水由外桶排除到极外。洗涤的正转、反转由洗涤电动机拖动波轮正、反转来实现,洗涤和清漂时,脱水同不旋转。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、中、低水位开关非别检测洗衣桶内的高、中、低水位。按所需要的功能选择洗涤方式、洗涤过程和水位,按启动按钮,洗衣机所选择的要求进行洗涤,过程完成后声响警报停止工作。
1.2 洗衣机硬件配置
在输入部分,本设计使用了电源开/关按钮SB0,启动/暂停按钮SB1,水位设置按钮SB2,程序选择按钮SB3,洗涤方式选择按钮SB4,高水位开关SQ1,中水位开关SQ2,低水位开关SQ3。而在输出部分,使用了电动机正转接触器KM1,电动机翻转接触器KM2,进水电磁阀YV1,排水电磁阀YV2,脱水电磁阀YV3,报警蜂鸣器HA,高水位指示灯HL1,中水位指示灯HL2,低水位指示灯
HL3,洗涤指示灯HL4,清漂指示灯HL5,脱水指示灯HL6,
洗指示灯HL7,轻柔洗指示灯HL8。
本设计的核心硬件是三菱FX2N-32MR。FX2N-32MR的控制点数16至256点(主单元:16/32/64/80/128)1.灵活的配置除了具有满足特殊需求的大量特殊模块外,6个基本单元中的每个单元可扩展至256I/O2.高速运算基本指令:0.08us/指令应用指令:1.52至几百us/指令3.突出的寄存器容量FX2N系列包括8K步内置RAM寄存器,用一个寄存器盒可扩展到16RAM或EEPROM4.丰富的元件资源3072点辅助继电器,256点计时器,235点计数器,8000数据存储器
正转洗涤标准高脱水阀
反转高水位开关中清漂轻柔
脱水进水阀中水位开关低蜂鸣器
低水位开关排水阀
水位SB2程序选择SB3方式选择SB4启动/暂停SB1电源开/关SB0
图1.1 洗衣机面板布置图
1.3设计任务和要求
本洗衣机具有三种不同形式的功能选择,即水位选择,洗涤程序(洗衣过程)选择和洗涤方式选择。三种不同形式选择的功能如下:
水位选择:分别有
低三种水位,洗衣机水桶水位到达所选择的水位时,相应的水位开关闭合,反之水位开关断开。
洗涤程序选择:分为全程洗(洗涤,轻飘,脱水全过程),清漂洗(清漂和脱水过程),脱水三种。
洗涤方式选择:分标准洗和轻柔洗两种,标准洗和轻柔洗的不同在于,一是在洗涤,清漂,脱水各过程中所需时间不同;二是标准洗可以选择全程洗,清漂洗,脱水中任意一种,轻柔洗只能为全程洗。
洗衣机的具体控制要求如下:
(1)按下电源按钮,系统默认标准全程洗涤洗,中水位。
(2)根据所需要求进行水位选择,洗涤程序选择和洗涤方式选择。
(3)按下启动按钮,洗衣机按照所选择的方式进行洗涤,全过程如下所示。
如选择了标准全程洗涤,高水位,按下启动按钮,进入洗涤过程,首先进水,到达水位停止进水并正转洗涤,正转洗涤8s后暂停2s反转洗涤,反转洗涤8s后暂停2s;如此反复10min后开
始排水,水位降至低位后延时5s开始脱水,30s后停止脱水进入清漂过程。清漂过程与洗涤过程相似,只是电动机正反转的时间不同,清漂总时间不同。经过进水?清漂?排水?脱水?第二次进水?第二次清漂?第二次排水,完成清漂过程进行最后脱水,2min后停止脱水,报警蜂鸣器间断接通10次,以示洗衣全过程结束,关断电源。
(4)水位选择要求按动水位按钮一次,进行一次水位选择,按照高中低循环式选择,某个水位被选择时,对应水位指示灯亮。在洗衣过程中,按水位按钮都有效,除排水和脱水状态外,洗衣桶的水位低于现选择的水位时将进水。
(5)洗涤程序选择要求按动一次程序选择按钮,进行一次选择,按照全程洗,清漂洗,脱水循环式选择,对应的指示灯点亮。洗衣机工作后,按此按钮无效。
6)洗涤方式选择要求按动一次程序选择按钮,进行一 (
次选择,按照标准洗,轻柔洗循环式选择,对应的指示灯点亮。洗衣机工作后,按此按钮无效。
(7)如清漂过程中,清漂指示灯断续点亮,显示系统处于清漂过程中。清漂过程结束,清漂指示灯熄灭。洗涤过程,脱水过程与此相同。
(8)洗衣过程中,按下启动/暂停按钮,暂停洗衣,再按启动/暂停按钮,系统从暂停点处开始运行。洗衣过程中按下电源开/关按钮,系统复位并断开电源。
十六( I/0端子分配及接线图
2.1 I/0端子分配
图2.1 I/O端子分配图
2.2I/0端子接线图
图2.2 I/0端子接线图
十七( 控制系统的方框图
3.1全过程
图
开始
选择洗涤方式洗涤程序水
位
N
标准洗
涤, Y
全程洗
涤,
Y
清漂加脱水,
起动 N Y
起动 起动 按照选择方式洗
涤
按照选择方式清
漂
按照选择方式最后脱
水 (标准:2min)
(轻柔:1min)
工作完成报警
停机
3.2洗衣过程流程图
图3.1 全过程流程图
进水
到达选择水位 电动机正转 (标准:8s 轻柔:3s)
电动机停止(2s) 电动机反转 (标准: 8s 轻柔:3s)
电动机停止 (2s)
洗涤时间到, N
(标准:10min
轻柔: 6min)
Y
排水(时间:到达水位
后再延时5s)
洗涤过程脱水(30s)
图3.2 洗涤过程流程图
3.3清漂过程流程图
进水
到达选择水位
清漂正转 (标准: 8s 轻柔: 3s)
电动机停止(2s)
清漂反转(标准: 8s 轻柔: 3s)
电动机停止(2s) 清漂
过程
脱水
(30s) N 清漂时间到?
(标准:5min
轻柔:2min)
排水(排水时间:到达
低水位后再延时5s)
脱水次数等于1,
Y 最后过程脱水
图3.3 清漂过程流程图
十八( 程序主要环节剖析
4.1各状态下部分输出器件的关系
1各状态下部分输出器件的关系
4.2主要程序分析
图4.1 二分频电路梯形图
X000为电源开/关按钮,采用了二分频电路。按一下X000电源启动,再按一下则关闭电源。M150的作用是等洗衣过程完毕,M150闭合,起到
了洗衣过程结束时的关闭电源作用。
二分频时序图如下。当按第一下,电源接通;再按一下,电源断开;再按,则会闭合,如斯是循环。
图4.2 二分频时序图
图4.3 水位选择梯形图
此段梯形图为水位选择,默认情况下K1
C1,M2闭合,选择了低水位。再按C1就被复位了,水位回到默认的中水位。
图4.4 洗涤程序选择梯形图
X003为洗涤程序选择按钮,如果洗涤方式已经选择了轻柔洗,则X0003不起选择程序作用,在此只讨论在标准洗的情况下的程序选择。在选择了标准洗后,默认情况下是全程洗的,按一下X003则选择了漂洗加脱水,再按一下则选择的是脱水,再次按X003则又回到了默认状态。
图4.5 传送指令梯形图 上图为传送指令,通过赋值,来控制电动机的正反转时间,停止时间。
图4.6 脱水环节梯形图 上图为脱水环节,此时电动机正转,排水、脱水阀门打开,脱水2次完成此环节。
图4.7 蜂鸣器控制梯形图
上图为蜂鸣器的控制,当脱水过程完成后,蜂鸣器响,M150接通,前面的二分频电路接通一次,实现关闭电源作用。 十九( 心得体会
经过将近二周的全自动洗衣机PLC课程设计,让我收获颇丰,不仅熟悉了全自动洗衣机的工作过程,还学会了使用步进指令。步进指令简单,直观,易于阅读,使用它来控制洗衣机的工作过程,真的很是方便。
从图书馆借来的《PLC应用技术易读通》一书中,有很多和老师布置课题相似的题目,其中有音乐喷泉控制系统,三相步进电机控制系统等,也有全自动洗衣机控制,不过其是用SFC图来控制的,而且I/O点数很少,我参考着课本上的例子,把它转化成步进梯形图,然后又在此基础上不断进行扩展修改,最终完成梯形图的编程,当时很有成就感,就决定把书上的那些实例复印下来,方便自己以后好好研究。
几天的课程设计,让我加深了对PLC的认识和理解,也知道了PLC应用于工业控制的优点所在,更重要的是让我看到了自己知识的匮乏,也坚定了以后要不断的学习,不断的向身边的人虚心请教,同时要借助于图书馆和网络来扩充自己的知识面的决心。也只有这样,在以后的社会竞争中,自己才能有立足之地,才能有所作为。
参 考 文 献
1文辉,张志芳. PLC应用技术易读通. 北京:中国电力出版社,2008
2初.PLC基础及应用.第2版. 北京.机械工业出版社.2007
3晶.维修电工(高级).北京.机械工业出版社.2007
附录 梯形图