机电工程学院
课程设计说明书
设计题目:全自动洗衣机控制系统设计
学生姓名：
学号： 20094805
专业班级：机制F09
指导教师：
2018年12月12日
内容摘要
本文介绍了利用西门子系列PLC对全自动洗衣机控制系统总体控制,阐述了控制方案。实现全自动洗衣机控制系统总体控制有多种，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，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。本文采用德国西门子公司生产的S7-200型PLC 作为核心控制器进行全自动洗衣机控制系统的设计，并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。同时根据全自动洗衣机控制系统总体控制要求和特点,确定PLC 的输入输出分配,并进行现场调试。关键词：PLC ；全自动洗衣机控制系统；PLC程序设计
目录
第1章引言1
第2章全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定2 2.1 总体控制方案确定2
2.1.1 控制系统方案选择2
2.1.2洗衣机的PLC控制系统概述2
第3章全自动洗衣机的基本结构4
3.1 全自动洗衣机的原理和构造4
3.2 洗涤脱水系统5
3.3 排水和进水系统5
3.4 电动机及传动系统6
第４章电气控制系统7
4.1 控制系统结构7
4.2 控制系统原理7
4.3 主电路图8
第5章主要器件的选择9
5.1 电动机的选择9
5.2 可编程控制器外部设计9
5.2.1 PLC的选型9
5.2.2 I/O分配表及接线图10
第6章软件设计13
6.1 系统的顺序功能图设计13
6.2 全自动洗衣机的控制要求设计步骤13
6.2.1 控制要求13
6.2.2控制程序的执行过程13
6.4控制系统的梯形图设计15
6.5语句表18
6.6程序运行20
结论23
设计总结24
谢辞25
参考文献26
第1章引言
洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电，已经成为人们生活中不可缺少的家用电器。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。而随着PLC技术的发展，用PLC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。自动化技术的飞速发展使得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。
自动洗衣机就是将洗衣的全过程(泡浸-洗涤-漂洗-脱水>预先设定好N 个程序,洗衣时选择其中一个程序,打开水龙头和启动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成,洗衣完成时由蜂鸣器发出响声。
通过PLC课程设计，进一步掌握PLC的原理和系统设计方法。培养和锻炼应用PLC的能力。为今后实际应用和设计PLC系统打下良好的基础。
要求了解PLC控制系统设计的全过程，熟悉PLC系统设计的相关内容，掌握系统的方法和步骤。主要包括：系统工艺过程和控制要求；系统分析和方案论证、系统功能图；硬件设计、程序设计；系统的调试步骤和方法。完成一个小型系统上位机和下位机的设计。
第2章全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定
2.1 总体控制方案确定
2.1.1 控制系统方案选择
单片机系统的特点：
1）要求环境，单片机对环境的适应能力较低，可靠性差。
2）编程和PLC相比难以学习，主要是单片机采用汇编语言或者是C 语言，这些高级语言和PLC语言相比，难以学习。
3）功能单一只具有使用中所需要的功能。但是，它结构简单，处理速度快。
PLC系统的特点：
1）可靠性高，PLC作为一种通用的工业控制器，它必须能够在各种不同的工作环境中正常工作。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）编程简单，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统一掌握，特别是梯形图与逻辑功能图，形象直观，动态监测效果逼真，且与计算机控制容易。
因此，选用PLC作为控制系统。
2.1.2洗衣机的PLC控制系统概述
全自动洗衣机采用PLC控制系统将大大提高工作效率，和适应工作环境的能力。在全自动洗衣机中，洗衣机洗涤、脱水程序是由单片机为中心控制系统工作的。首先由于单片机的指令系统相对复杂，编写洗涤、脱水程序相对复杂；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增加了硬件的复杂性，隐含较高的故障率无形地增加了维修成本费用，在各种控制系统中广泛运用的PLC能克服单片机的缺点。它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。因此在运用中，硬件也相对简单，提高控制系统的可靠性。另外它的编程语言也相对简单。
典型的PLC控制系统的硬件组成框图如图所示：
图2-1PLC控制系统的硬件组成框图
第3章全自动洗衣机的基本结构
3.1 全自动洗衣机的原理和构造
全自动洗衣机在结构上大致可分为3中类型，即波轮式，滚筒式和搅拌式。我国的洗衣机在结构上主要有波轮式和滚筒式两类，产品的类型以波轮式为主，其他类型为辅。首先做一下比较：
滚筒式洗衣机具有如下性能：
