PLC洗衣机毕业设计开题报告

题目名称 学生姓名 基于三菱PLC的自动洗衣机的设计 专业班级 测控07-1班 学号 一、选题的目的和意义： 人类改进洗衣机的过程经历了一个漫长的时期。 17年，“手洗时代”受到前所未有的挑战，有人发明了木质手摇洗衣机。发明者是美国人比尔.布莱克斯。布莱克斯的洗衣机构造极为简单，是在木桶里装上六块叶片，用手柄和齿轮转动，使衣服在筒内翻转，从而达到“净衣的目的、这套装置的问世，让那些为提高生活效率而苦想的人士大受启发，洗衣机的改进过程开始大大加快。1880年，美国又出现了蒸汽机洗衣机，蒸汽动力开始取代人力。之后，水力洗衣机，内燃机洗衣机也相继出现。到1910年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。随着工业化的加速，世界各国也加快了洗衣机的研制的步伐，20世纪60年代，洗衣机在一些发达国家的消费市场开始形成系列，家庭普及率迅速上升。此间，洗衣机在日本的发展备受瞩目。60年代的日本出现了带干桶的双桶洗衣机，人们称之为”半自动型洗衣机“。70年代，微电脑控制的全自动洗衣机横空出世，让人耳目一新。到80年代，“模糊控制”的应用使得洗衣机操作更简便功能更完备，洗衣程序更随人意，外形造型更为时尚。进入90年代，由于电动调速技术的提高，洗衣机实现了宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。此后，随着电动驱动技术的发展与提高，日本生产出了电动直接驱动式洗衣机，省去了齿轮转动和驱动方式的巨大改革。 自动洗衣机的发明是洗衣机技术的一个重大，设计人员设计的洗衣程序使这款洗衣机更加智能化。它不仅大大节省了人力，而且还进一步扩大了机洗衣物的范围。羽绒服、羽绒被、面料结实的棉服等等都可省去手洗的麻烦和送到洗衣店干洗的费用。使用全自动洗衣机洗衣时可以根据衣物的质地、体积，在微电脑控制板上选择水流的强弱、时间的长短以及水量的多少。所以从问世至今，自动洗衣机一直都受到消费者的偏爱。 传统的基于继电器的控制，已经不能满足人们对洗衣机的自动化程度的要求了。洗衣机需要更好地满足人们的需求，必须借助于自动化技术的发展。随着自动化技术的飞速发展。洗衣机由初始的半自动式洗衣机发展到现在的全自动洗衣机，又正在向智能化洗衣机方向发展。随着微电子技术和计算机技术的迅速发展．PLC(即可编程控制器)在工业控制领域内得到十分广泛地应用。PLC是一种基于数字计算机技术、专为在工业环境下应用而设计的电子控制装置。它采用可编程序的存储器．用来存储用户指令．通过数字或模拟的输入／输出，完成一系列逻辑、顺序、定时、计数、运算等确定的功能，来控制各种类型的机电一体化设备和生产过程。它的优点是：可靠性高，耗电少，适应性强，运行速度快，寿命长等。随着PLC技术的发展，用PLC来作为控制器．就能很好地满足全自动洗衣机对自动化的要求．并且控制方式灵活多样，控制模式可以根据不同场合的应用而有所不同。 通过这次毕业设计不仅可以使我对洗衣机内部的结构和工作原理有更加深刻的了解，而且可以锻炼自己的动手能力和设计、开发软硬件的能力,把自己所学到的专业知识真正的用于社会实践,解决现实生活中的一些问题,从而初步过渡到工程应用上面，真正的做到学以致用。 二、国内外研究现状简述： 以往以单片机为中心控制系统工作的家用全自动洗衣机中，存在着一些本身不能克服的缺点。首先由于单片机的指令系统相对复杂，编写洗涤、脱水程序也相对复杂;其次，在设计控制系统硬件时，要有多种电路保护装置，如电流保护、电压保护、过载保护、过热保护及欠压保护等等，这样不但增加了硬件的复杂性，而且隐含较高的故障率，还无形地增加了维修成本费用。如果在全自动洗衣机的控制系统中采用PLC来控制将能克服单片机的这些缺点。因为PLC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。所以在使用中，硬件相对简单，编程语言也相对简单，并且测试容易，维修方便，更可以提高控制系统的设计的灵活性及控制系统的可靠性。但由于PLC相对于普通单片机来说，价格比较昂贵，所以现在基于PLC的自动洗衣机多出现在工业洗衣机中，工业洗衣机适用于宾馆、酒店、医院、学校、服装厂，水洗厂，工矿企业等，满足大容量的洗衣要求。家用洗衣机采用PLC进行控制的还相对较少。 三、毕业设计（论文）所采用的研究方法和手段： 自动洗衣机主要有以下几部分组成：1、电磁进水阀，是为洗衣机进水的自动控制而设计的。当需要进水是，PLC将它的电路接通，就可以打开进水通道，向洗衣机内注水。２、水位开关，是为了控制洗涤桶内水量的多少而设定的，一般水位开关设有四档或五档的可调水位，当注水量达到一定高度是，水位开关动作，将电磁进水阀的电路切断，使它停止进水，同时通过PLC将电机的电路接通，开始洗涤工作。在排水是，当桶内的水位降到一定高度时，水位开关发出信号，通过PLC将电机的脱水电路接通，开始脱水工作。３、安全开关，也叫盖开关，主要作用是起安全保障作用。如果我们在洗衣机工作过程中打开机盖，洗衣机会立即停止工作。４、排水电磁铁，主要有三个作用，第一是打开或关闭进水阀，第二是控制刹车臂的位置，使得它可以通过刹车带抱紧或放松脱水轴，完成脱水轴运转的准备工作或刹车。第三是通过棘爪，放松或卡紧棘轮，使得动力簧能够起到离合脱水轴的作用，也就是实现脱水与洗涤功能的转换。５、电机和电容，点击是洗衣机的动力来源。通过行星减速器，电机可以驱动波轮和脱水桶运转，完成洗衣机的中心工作。洗衣机用的电机是单向电容起动运转式电机，所以在电机的电路中要加上电容器。电容器的作用是确定电机的旋转方向，并增加他的运转力矩。６、PLC，是洗衣机的大脑，控制洗衣机的各个部件，可以通过编程完成洗衣机的各种功能。 PLC位于系统的中心位置，水位开关是PLC的输入信号控制开关，进水阀、排水阀和电机是洗衣机各种动作的执行机构。其中进水阀和排水阀由PLC给定信号来决定其工作状态，电机的工作状态也由控制中心PLC给定信号来决定的，而电机的正反转状态直接决定了洗衣机的洗涤状态和脱水状态。所以利用PLC梯形图，对洗衣机的整个洗衣过程进行编程，从而实现洗衣机自动进水、浸泡、洗涤、排水、漂洗、脱水和洗完警报，这种基于PLC的自动洗衣机设计是可行的。 用PLC设计自动控制系统与微机控制系统开发过程也不完全相同，需要根据PLC的特点进行系统设计。PLC与继电器控制系统也有本质区别，硬件和软件可分开进行设计是PLC的一大特点，PLC应用设计，一般应按以下步骤尽享设计：1、熟悉控制对象确定控制范围，确定了控制对象后，好要明确控制任务和设计要求。要了解工艺过程和机械运动与电气执行元件之间的关系和对电气控制系统的控制要求。最后归纳出电气执行元件的动作接拍表。PLC的根本任务就是正确实现这个节拍表。2、制定控制方案，进行PLC选型，根据生产生产工艺和机械运动的控制要求，确定电控系统的工作方式，通过研究工艺过程和机械运动的各个步骤和状态，来确定各种控制信号和检测反馈信号的相互转换和联系，并且确认哪些型号需要输入PLC，哪些信号要由PLC输出或者哪些负载要由PLC驱动，分门别类统计出各输入输出量的性质和参数，要根据结果选择合适的PLC型号并确定各种硬件配置。3、硬件和软件设计，对PLC的输入输出进行合理的地址编号，会给PLC系统的硬件设计、软件设计、系统调整带来很多方便。输入输出地址编号确定后，硬件设计和软件设计工作可平行进行。用户的程序编写即为软件设计，画出梯形图，写出语句表。4、模拟调试，将设计好的程序键入PLC后仔细检查与验证，改正程序设计的语法错误。之后在实验室里进行用户程序的模拟运行和程序调试，观察各输入量、输出量之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求，发现问题及时修改，直到满足工艺流程图的要求。5、现场运行调试，模拟调试好的程序传送到现场使用的PLC存储器中，接入PLC的实际输入接线和负载。进行现场调试的前提是PLC的外部接线一定要准确无误。反复现场调试，发现问题现场解决。现场调试结束后，一般将程序固化在有长久记忆功能的可擦写可编程可制度存储器（EPROM）卡盒中长期保存。 四、主要参考文献与资料获得情况： １、王兆义，《可编程控制器教程》，机械工业出版社 ２、荣俊昌，《全自动洗衣机原理与维修》，高等教育出版社 ３、唐文彦，《传感器》，机械工业出版社 ４、杨叔子，杨克冲，《机械工程控制基础》，华中科技大学出版社 ５、杨后川，张春平，张学民，陶征，《三菱PLC应用100例》，电子工业出版社 6、《三菱FX系列PLC应用技术》，人民邮电出版社 7、 高安邦，薛岚，刘晓艳，《三菱PLC工程应用设计》，机械工业出版社 8、 陈立定，《电气控制与可编程控制器》，高等教育出版社 9、 张进秋，《可编程控制器原理及应用实例》，机械工业出版社 10、齐从谦，《PLC技术及应用》，机械工业出版社 五、毕业设计（论文）进度安排（按周说明）： (1)4月11日至4月17日(第7周)，熟悉课题，明确课题设计任务，搜集设计资料并仔细阅读相关资料，达到对研究课题有相对较深的了解。 (2)4月18日至4月24日(第8周)，确定初步的课题设计方案。 (3)4月25日至5月1日(第9周)，对课题设计方案进行多方面的改进，以确定最终的设计方案。 (4)5月2日至5月15日(第10、11周)，根据设计方案，进行硬件的搭建和编写课题软件程序。 (5)5月16日至5月22日(第12周)，整理论文等相关内容，做出论文说明书的初稿，并答疑。 (6)5月23日至5月30日，老师批阅，定稿并且审稿,修改论文，准备答辩。 六、指导教师审批意见（对选题的可行性、研究方法、进度安排作出评价，对是否开题作出决定）： 指导教师： （签名） 年 月 日