基于FX2N三菱PLC的全自动洗衣机控制系统概要_基于三菱plc的全自动

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实训(论文 说明书

题 目：全自动洗衣机PLC 控制系统 系 别：机电工程系 专 业：机械电子工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 题目类型： 软件开发

2013年12月30日 摘 要

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-24MR 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 Abstract This article mainly introduced the automatic washing machine control system based on mitsubishi FX2N series PLC, including the overall design idea, principle analysis, electrical design, such as content, comprehensively expounds the design scheme.To realize fully automatic washing machine control system has a variety of, can adopt the earlier analog digital circuit, or hybrid modulus.In recent years, with the rapid development of science and technology, the application of single-chip computer, PLC constantly going deeper, at the same time the traditional control test technology constantly 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 principle diagram and ladder diagram program, input and output interface function table and components such as catalogue, at the same time, the program is simulated debugging, verify feasibility of this design.Key words: PLC ；The PLC program design；Programmable Logic Controller；Fully automatic washing machine 目 录

引言...........................................................1 1 绪论........................................................1 1.1 设计背景..............................................................1 1.2 PLC简介..............................................................1

1.2.1 PLC 的定义..........................................................1 1.2.2 PLC 的特点..........................................................1 2 全自动洗衣机的工作原理和控制要求............................2 2.1 全自动洗衣机的结构和工作原理..........................................2 2.2 全自动洗衣机的控制要求和工作流程......................................3 3 全自动洗衣机的硬件设计.............................................4 3.1 元器件的选择..........................................................5 3.2 电路设计..............................................................5 4 全自动洗衣机的软件设计.............................................6 4.1 PLC的输入输出接口分配................................................6 4.2 梯形图设计............................................................7 5 GT Designer3软件的仿真模拟................................10 5.1 GT Designer3触摸屏画面的设计........................................10 5.2 PLC与GT Desinger3之间的通讯.........................................13 6 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

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。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（PLC）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。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，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 附 录 附录一：程序指令表

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