基于FX2N三菱PLC的全自动洗衣机控制系统

1、实训（论文）说明书题 目 全自动洗衣机 PLC控制系统 系 别：专 业：学生姓名：学 号：指导教师：职 称：题目类型：理论研究匚实验研和工程设计工程技术研究软件开发匚2013年12月30日本文主要介绍了基于三菱 FX2N系列PLC的全自动洗衣机控制系统，包括总体设计 思想、原理分析、电气设计等内容，全面地阐述了设计方案。实现全自动洗衣机的控制 系统有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。近年来随着科技的 飞速发展，单片机、PLC的应用不断地走向深入，同时带动了传统控制检测技术的不断 更新。本文采用三菱公司生产的FX2N-24M型PLC作为可编程控制器进行全自动洗衣机 控制系统的设计，并且设计了系统结构图、工作流程图、电路原理图、程序梯形图、输 入输出接口功能表以及元器件目录表等，同时对程序进行了GT Desinger2触摸屏软件的模拟调试，验证了本设计的可行性。关键词：PLC PLC程序设计；可编程控制器；全自动洗衣机AbstractThis article mai nly in troduced the automatic wash ing machi ne con

2、trol system based on mitsubishi FX2N series PLC, in clud ing the overall desig n idea, prin ciple an alysis, electrical desig n, such as content, comprehe nsively expo unds the desig n scheme. To realize fully automatic wash ing machi ne con trol system has a variety of, can adopt the earlier an alog digital circuit, or hybrid modulus. In recent years, with the rapid development of science and tech no logy, the applicati on of sin gle-chip computer, PLC con sta ntly going deeper, at the same tim

3、e the traditi onal con trol test tech no logy con sta ntly updated. This article produced by mitsubishi FX2N - 24 Mr PLC programmable controller as the fully automatic washing machine control system design, and design the system structure, work flow chart, circuit prin ciple diagram and ladder diagram program, in put and output in terface fun cti on table and comp onents such as catalogue, at the same time, the program is simulated debuggi ng, verify feasibility of this desig n.Key words: PLC;Th

4、e PLC program design Programmable Logic Controller； Fully automatic wash ing mach ine引言 11 绪论 11.1设计背景 11.2 PLC 简介 11.2.1 PLC 的定义 11.2.2 PLC 的特点 12 全自动洗衣机的工作原理和控制要求 22.1全自动洗衣机的结构和工作原理 22.2全自动洗衣机的控制要求和工作流程 33 全自动洗衣机的硬件设计 43.1元器件的选择 53.2电路设计 54 全自动洗衣机的软件设计 64.1 PLC的输入输出接口分配 64.2梯形图设计 75 GT Designer3 软件的仿真模拟 105.1 GT Designer3 触摸屏画面的设计 105.2 PLC 与 GT Des in ger3 之间的通讯 136 总结 13谢辞 15参考文献 16附录 17桂林电子科技大学信息科技学院实训（论文）说明书第#页共20页引言目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也 越来越高，目前的洗衣机主要有强弱洗涤功能、进排水系统故障自动诊断功能、暂停

5、等 七大功能，在许多方面还不能达到人们的需求。这就要求设计者们有更高的专业和技术 水平，能够提出更多好的建议和新的课题，将人们的需要变成现实，设计出更节能、功 能更全面、更人性化的全自动洗衣机。目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容，大多洗 衣的厂家都注重各自品牌的洗衣机的特长，突出一两个与别的洗衣机不同的个性化的功 能，洗衣机的各项功能是PLC控制实现的，控制功能灵活，因此，设计出基于 PLC全自 动洗衣机控制电路系统具有很强的实用性。本设计采用物美价廉的三菱PLC为控制核心，为保证洗衣机及人身安全，设计了蜂鸣 报警电路。功率驱动电路由可控硅实施对电动机，进水阀,排水阀的控制。使全自动洗衣 机能更加智能化，更加完善。1绪论1.1设计背景从古至今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动。随着时代的进步，手摇洗衣机、 蒸汽洗衣机、内燃机洗衣机相继出现，到了20世纪末，电动洗衣机已走进千家万户，解放了人们的双手。随着科技的迅速发展，微电脑控制的全自动洗衣机的出现引领了新 的发展方向，使洗衣更加智能化。全自动洗衣机的特点是能自动完成洗涤，漂洗和脱水的转换，整个过程不需要人工 操作。这类洗衣机均采用套筒

6、式结构，其进水，排水都采用电磁阀，由程序控制器按人 们预先设计好的程序不断发出指令，驱动各执行器件动作，整个洗衣过程自动完成。1.2 PLC简介1.2.1 PLC的定义可编程控制器（PLQ是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而 设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、 顺序控制、定时、 计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机 械的生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于与工业控制系统连成一个 整体，易于扩充其功能的原则设计。总之，可编程控制器是一台专为工业环境而设计的 计算机，它是将传统的计算机技术、继电器技术和通信技术相融合而发展起来的一种新 型的控制装置。在具体的国内工业应用中，由于它不是针对某一具体的工业应用，因此 它的硬件应根据实际需要来进行配置，其软件则根据控制要求进行编写。1.2.2 PLC的特点（1）可靠性高。PLC作为一种通用的工业控制器，对工作的环境要求较低，抗外部 干扰能力强，平均无故障时间长。（2）使用方便灵活。PLC采用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

7、的数量、形式、驱动能力等都可以根据实际控制要求进行选择与确定，而 且在需要时可以随时更换。近年来，PLC的特殊模块增多，这些可以满足不同的控制要 求，使PLC的使用更加灵活与多变。（3）编程方法简单易学。PLC的优越性主要体现在它采用了独特的、多种面向广大 工程设计人员的编程语言，如指令表、梯形图、逻辑功能图、顺序功能图等，程序简洁 明了，适合各类技术人员的传统习惯，即使是没有计算机知识的人员也很容易掌握。（4）功能强，性价比高。一台小型可编程控制器内有成百上千个可供用户使用的 编程元件。有很强的功能，可以实现非常复杂的控制要求。与相同功能的继电器系统相 比，具有很高的性能价格比。可编程控制器可以通过通信联网，实现分散控制，集中管 理。（5）维修方便。可编程控制器的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。可编程控制器或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据可编程控制器上的发光 二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。2全自动洗衣机的工作原理和控制要求2.1全自动洗衣机的结构和工作原理本全自动洗衣机为波轮式套筒洗衣机，由洗涤、脱水系统，进、排

8、水系统，电动机 传动系统，PLC控制系统等部分组成。其结构如下图 2.1所示：图2-1波轮式套筒洗衣机内部结构图波轮式套筒洗衣机的工作原理：洗衣机的盛水桶和脱水桶是以同一轴心安放的。盛 水桶外桶固定，作盛水用；内桶可以旋转，作脱水用。内桶上有很多小孔，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控制。进水时，通 过控制系统进水阀打开，经进水管将水注入到桶内。排水时，通过控制系统使排水阀打 开，将水由外桶排出。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波轮正、反转来实现，此时脱 水桶并不旋转。脱水时，通过控制系统将离合器合上，由电动机带动内桶正转进行甩干。 洗涤水位浮球开关用来检测是否到达洗涤水位，水排空浮球开关用来检测水是否全部排 出。启动按钮（开始洗涤按钮）启动洗衣机进行洗衣，手动脱水按钮用来直接选择脱水 模式，手动停止按钮用来实现洗衣机的暂停和停止。2.2全自动洗衣机的控制要求和工作流程本全自动洗衣机要求能实现“自动控制”和“手动控制”两种控制方式。1、自动控制：（1）按下启动键，进行10秒时间的选择，若选择脱水，则进行脱水工作；否则 10 秒时间到，进水阀门打开，

9、冼衣桶开始进水；（2）水位到达上限，上限开关按下，则进水阀灯灭，表示水已经注满；冼衣波轮开 始旋转，左转方向5秒，停2秒，右转方向5秒，再停2秒，周而复始循环运行3 次, 波轮停止转动，排水阀灯亮，开始排水；（3） 水位到达下限位，下限开关按下，甩干桶指示灯亮，甩干桶开始工作20秒； 20秒后又开始进水，系统进行第二次清洗工作。（4）两次洗涤完成，蜂鸣器响，5秒后整个冼衣过程自动停止；（5）按下停止键，冼衣机停止工作；其中：系统能对水位进行实时监控，在洗衣过程中若水位低于上限位，则进水阀门自动 打开进行补水。2、手动控制：在按下启动按钮时，若选择脱水，则排水阀门打开，开始脱水工作，20秒后蜂鸣器响，5秒后系统停止。工作流程图2-2所示：N图2-2工作流程图3全自动洗衣机的硬件设计3.1元器件的选择（1）PLC的选择本设计所用PLC采用日本三菱公司生产的FX2N系列机型中的FX2N-24MF型，此PLC 有12个输入接口和12个输出接口，输出接口为继电器型。FX2N系列是FX系列PLC家 族中最先进的系列，由于 FX2N系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点，程序 执行更快，全面补充了通信功能，适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特 殊功能模块，拥有强大的灵活性和控制能力。（2）电动机的选择本洗衣机的电动机选用了家用电器常用的单相电容运转式异步电动机。选择YY104-180型单相电容运转式异步电动机，额定功率 360W额定电压220V,额定

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