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《本科畢設論文-—基于plc的全自動洗衣機控制系統(tǒng)設計.doc》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、前言從古到今,洗衣服都是一項難于逃避的家務勞動,在洗衣機出現(xiàn)以前,這項勞動并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣、手搓、腳踩、棒擊、沖刷、摔打。這些不斷重復的簡單的體力勞動,留給人的感受常常是辛苦勞累。1874年,“手洗時代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)——美國人比爾·布萊克斯發(fā)明了木制手搖洗衣機。1880年,美國又出現(xiàn)了蒸汽洗衣機,蒸汽動力開始取代人力。之后,水力洗衣機,內(nèi)燃機洗衣機也相繼出現(xiàn)。1911年,美國試制成功世界上第一臺電動洗衣機,標志著人類家務勞動自動化的開端。1922年,電動洗衣機迎來一種嶄新的洗衣方式—
2、—攪拌式。攪拌式洗衣機由美國瑪依塔格公司研制成功。70年代后期,微電腦控制的全自動洗衣機出現(xiàn)引領新的發(fā)展方向,讓人耳目一新。90年代,由于電動機調(diào)速技術(shù)的提高,洗衣機實現(xiàn)了較寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié),誕生了許多新水流洗衣機。全自動洗衣機其特點是能自動完成洗滌,漂洗和脫水的轉(zhuǎn)換,整個過程不需要人工操作。這類洗衣機均采用套筒式結(jié)構(gòu),其進水,排水都采用電磁閥,由程序控制器按人們預先設計好的程序不斷發(fā)出指令,驅(qū)動各執(zhí)行器件動作,整個洗衣過程自動完成。所用的程序控制器可分為電動機驅(qū)動式和單片機式。第1章全自動洗衣機控
3、制系統(tǒng)總體控制方案確定1.1控制系統(tǒng)的比較PLC系統(tǒng)的特點:1)可靠性高,PLC作為一種通用的工業(yè)控制器,它必須能夠在各種不同的工作環(huán)境中正常工作。對工作的環(huán)境要求較低,抗外部干擾能力強,平均無故障時間長。2)使用方便靈活,PLC采用了基本單元擴展或者是模塊化的結(jié)構(gòu)形式,因此輸入/輸出信號的數(shù)量,形式,驅(qū)動能力等都可以根據(jù)實際控制要求進行選擇與確定,而且在需要時可以隨時更換,近年來,PLC的特殊模塊增多這些可以滿足不同的控制要求,使PLC的使用更加靈活與多變。3)編程簡單,PLC的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在它采用了
4、獨特的,多種面向廣大工程設計人員的編程語言,如指令表,梯形圖,邏輯功能圖,順序功能圖等,程序簡潔,明了適合各類技術(shù)人員的傳統(tǒng)習慣,即使是沒有計算機知識的人員也很統(tǒng)一掌握,特別是梯形圖與邏輯功能圖,形象直觀,動態(tài)監(jiān)測效果逼真,且與計算機控制容易。單片機系統(tǒng)的特點:1)要求環(huán)境,單片機對環(huán)境的適應能力較低,可靠性差。2)編程和PLC相比難以學習,主要是單片機采用匯編語言或者是C語言,這些高級語言和PLC語言相比,難以學習。3)功能單一只具有使用中所需要的功能。但是,它結(jié)構(gòu)簡單,處理速度快。1.2洗衣機的PLC
5、控制系統(tǒng)概述全自動洗衣機采用PLC控制系統(tǒng)將大大提高工作效率,和適應工作環(huán)境的能力。在全自動洗衣機中,洗衣機洗滌、脫水程序是由單片機為中心控制系統(tǒng)工作的。首先由于單片機的指令系統(tǒng)相對復雜,編寫洗滌、脫水程序相對復雜;其次,在設計控制系統(tǒng)硬件時.要有多種電路保護裝置,如電流保護、電壓保護、過載保護、過熱保護及欠壓保護等等這樣增加了硬件的復雜性,隱含較高的故障率無形地增加了維修成本費用,在各種控制系統(tǒng)中廣泛運用的PLC能克服單片機的缺點。它是整體模塊,集中了驅(qū)動電路、檢測電路和保護電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在
6、運用中,硬件也相對簡單,提高控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語言也相對簡單。典型的PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖1所示:圖1-1PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖1.3PLC的設計步驟開發(fā)應用PLC的設計任務分為硬件和軟件設計兩部分。硬件設計主要包括:1)確定安排PLC的輸入、輸出點;2)設計外圍電路,包括主電路;3)選購PLC并進行現(xiàn)場安裝接線等內(nèi)容;軟件設計,大多數(shù)用梯形圖和指令程序,主要包括:1)設計控制流程,根據(jù)工藝要求先畫出工作循環(huán),如有必要再畫詳細的狀態(tài)流程圖;2)根據(jù)工作循環(huán)圖,畫出虛擬的電路圖—
7、——繼電器梯形圖;按梯形圖編寫指令程序表;3系統(tǒng)調(diào)試:根據(jù)設計要求,對程序進行調(diào)試和修改,必要時還可對硬件進行修改,直到滿足要求;在電腦控制的全自動洗衣機中,又存在著兩種不同的控制方式,即程序控制和模糊控制。由于控制方式的不同,兩種洗衣機在結(jié)構(gòu)和原理上都有很大的區(qū)別。程序控制洗衣機以洗衣機生產(chǎn)廠家設定的數(shù)十種操作程序為基礎,用戶在使用時可根據(jù)洗衣量,布質(zhì)的輕重以及衣物的臟污程度性質(zhì)等因素,選擇不同的洗衣程序。程序控制全自動洗衣機的控制按鈕很多,對程序的選擇需要有一定的洗衣經(jīng)驗。第2章全自動洗衣機的基本結(jié)構(gòu)
8、2.1全自動洗衣機的原理和構(gòu)造全自動洗衣機在結(jié)構(gòu)上大致可分為3中類型,即波輪式,滾筒式和攪拌式。我國的洗衣機在結(jié)構(gòu)上主要有波輪式和滾筒式兩類,產(chǎn)品的類型以波輪式為主,其他類型為輔。首先做一下比較:滾筒式洗衣機具有如下性能:1)更好的軟化衣物纖維,減小洗滌過程中衣物的損傷和變形,并且還可以使洗后的衣物柔軟而蓬松。2)提高溫度來洗滌可充分溶解洗衣粉,加快洗衣粉中弱酸性物質(zhì)與污物的化學反應速度,提高洗衣粉中酶的活性,同時有利于溶解汗