毕业论文-基于PLC的全自动洗衣机控制系统的设计.doc

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1、平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 I 摘摘 要要 全自动洗衣机其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。所用的程序控制器可分为电动机驱动式和单片机式。从控制方式的发展阶段上分： 全自动洗衣机可分为两大类： 第一类电动控制洗衣机，它的程序控制器由电动元件组成。 第二类是电脑控制洗衣机，它的程序控制器由微型计算机组成。电动控制全自动 洗衣机是较早出现的自动控制类家用电器，其产品类型还属于传统的机械产品，是自 动控制

2、的初级阶段。随着计算机的及微电子技术的发展，自动控制系统正在逐步实现 硬件化。因此，电动控制洗衣机将逐步退出家电舞台。 本文介绍了利用三菱 FX2N 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。本文采用日本三菱公司生产的 FX2N-32MR 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

3、 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。 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 II 目目 录录 摘要摘要 .I 目录目录II 第一章引言第一章引言.1 第二章全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定第二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 控制系统的比较.2 2.2 洗衣机的 PLC 控制系统概述.2 2.3PLC 控制系统的设计步骤.3 第三章全自动洗衣机的基本结构第三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6 3.3 排水和进水系统7 3.4 电动机及

4、传动系统7 第四章电气控制系统第四章电气控制系统.9 4.1 控制系统结构9 4.2 控制系统原理9 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 III 4.3 检测电路系统10 第五章主要器件的选择第五章主要器件的选择.12 5.1 元器件的选择12 5.1.1PLC 的选择.12 5.1.2 电动机的选择12 5.1.3 其他元器件参数12 5.3 电路设计13 第六章全自动洗衣机的软件设计第六章全自动洗衣机的软件设计.16 6.1 输入输出接口的分配16 6.2PLC 梯形图设计.16 第七章全自动洗衣机的日常使用和维护第七章全自动洗衣机的日常使用和维护.24 7.1 使用前准备24

5、7.2 使用须知24 7.3 操作步骤25 7.4 使用后的保养25 第八章毕业设计体会第八章毕业设计体会.27 第九章结束语第九章结束语.29 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 IV 参考文献参考文献.30 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 1 页 第一章引言第一章引言 1874 年， “手洗时代”受到了前所未有的挑战美国人比尔布莱克斯发明了木制 手摇洗衣机。 1880 年，美国又出现了蒸汽洗衣机，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。 1911 年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机，标志着人类家务劳动自动化的 开端。 1922 年，

6、电动洗衣机迎来一种崭新的洗衣方式搅拌式。搅拌式洗衣机由美国 玛依塔格公司研制成功。 70 年代后期，微电脑控制的全自动洗衣机出现引领新的发展方向，让人耳目一新。 90 年代，由于电动机调速技术的提高，洗衣机实现了较宽范围的转速变换与调节， 诞生了许多新水流洗衣机。 随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，家庭电器全自动化成为必然的发展 趋势。全自动洗衣机的产生极大的方便了人们的生活。洗衣机是国内家电业唯一不打 价格战的行业，经过几年的平稳发展，国产洗衣机无论在质量上还是功能上都和世界 领先水平同步。纵观洗衣机市场，高效节能、省水、省电、环保型洗衣机一直在市场 上占主导地位。根据全自动洗衣机的工

7、作原理,利用可编程控制器 PLC 实现控制,说明 了 PLC 控制的原理方法,特点及控制洗衣机的特色。PLC 的优点是：可靠性高，耗电少， 适应性强，运行速度快，寿命长等，为了进一步提高全自动洗衣机的功能和性能，避 免传统控制的一些弊端，就提出了用 PLC 来控制全自动洗衣机这个课题。全自动洗衣 机是传统洗衣机的一次革新设计。改变了传统需要手动的缺点，节省了人们宝贵的时 间和精力。全自动洗衣机的出现为人们生活带来极大方便。 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 2 页 第二章全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定第二章全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定 2.1 总体控制方案确定总体

8、控制方案确定 2.1.1 控制系统的比较控制系统的比较 1.PLC 系统的特点： 1）可靠性高、抗干扰能力强。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

9、 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。 4）体积小、质量轻、功耗低。由于 PLC 是专门慰工业控制而设计的，其结构紧 凑、坚固，体积小巧，易于装入机械设备内部，是实现机电一体化的理想控制设备。 2.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

10、具有使用中所需要的功能。但是，它结构简单，处理速度快。 2.2 洗衣机的洗衣机的 PLC 控制系统概述控制系统概述 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 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 3 页 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

11、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 2-2-1 所示： 图 2-2-1 PLC 控制系统的硬件组成框图 2.3PLC 控制系统的设计步骤控制系统的设计步骤 开发应用 PLC 的设计任务分为硬件和软件设计两部分。硬件设计主要包括: 1.确定安排 PLC 的输入、输出点； 2.设计外围电路, 包括主电路； 3.选购 PLC 并进行现场安装接等内容； 软件设计, 大多数用梯形图和指令程序, 主要包括: 1.设计控制流程, 根

12、据工艺要求先画出工作循环,如有必要再画详细的状态流程图； 2.根据工作循环图, 画出虚拟的电路图继电器梯形图； 3.系统调试: 根据设计要求, 对程序进行调试和修改, 必要时还可对硬件进行修改, 直到满足要求； 在电脑控制的全自动洗衣机中，又存在着两种不同的控制方式，即程序控制和模 糊控制。由于控制方式的不同，两种洗衣机在结构和原理上都有很大的区别。程序控 制洗衣机以洗衣机生产厂家设定的数十种操作程序为基础，用户在使用时可根据洗衣 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 4 页 量，布质的轻重以及衣物的脏污程度性质等因素，选择不同的洗衣程序。程序控制全 自动洗衣机的控制按钮很多，对程

13、序的选择需要有一定的洗衣经验。 模糊控制洗衣机以其内部设置的各种传感器为信息采集源，对传感器传回的洗衣 量，衣物布质，脏污程度以及脏污性质信息进行模糊逻辑推理，从而自动设置相应的 洗涤参数，并对洗衣的全过程进行实时的检测与控制。模糊控制全自动洗衣机的洗衣 按钮只有很少几个。从控制类型上来说，模糊控制属于智能控制，是自动控制的较高 形式，代表着自动控制的发展方向。但是，受自动控制水平的限制，目前的模糊控制 洗衣机还不能实现全功能上的模糊控制，另外由于使用了各种传感器和模糊逻辑控制 器，使模糊控制洗衣机的成本远高于程序控制洗衣机。故一般不采用。 第三章全自动洗衣机的基本结构第三章全自动洗衣机的基本

14、结构 3.1 全自动洗衣机的原理和构造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，因此本设计选用波轮式全自动洗衣机。首先做一下比较： 1.滚筒式洗衣机具有如下性能： 1）更好的软化衣物纤维，减小洗涤过程中衣物的损伤和变形，并且还可以使洗后 的衣物柔软而蓬松。 2）提高温度来洗涤可充分溶解洗衣粉，加快洗衣粉中弱酸性物质与污物的化学反 应速度，提高洗衣粉中酶的活性，同时有利于溶解汗渍，血渍，降低灰尘，油污的粘 附作用，从而可在同样的洗净比下大幅度降低洗涤过程对

15、机械力的需求。 3）温度高有利于污物在水中的扩散。 4）高温能有效的杀死一些细菌。 没有加温的洗涤的波轮式洗衣机无论怎样的水流，要达到一定的洗净比，都必须 有足够的机械力，而机械力对衣物是由损伤的，这就决定了波轮式洗衣机的磨损率大 大高于滚筒式洗衣机。 各种新水流基本原理是一样的，就是尽量以紊乱的水流减小衣物的缠绕，增大水 流的冲刷力以用于洗涤，与以前依靠衣物与桶壁和衣物相互之间的摩擦方式相比，水 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 5 页 流冲刷对衣物的损伤较小。 2.滚筒式洗衣机有如下特点： 1）磨损低，没有缠绕，机械传动部分简单可靠，寿命长于波轮式洗衣机。 2）自动化程度高

16、，可以自动投放洗衣粉，漂白粉等，为不同质地的棉制品，化纤 制品，羊毛制品设计了不同的洗涤程序和洗涤温度，使洗涤更为科学。设有防皱浸泡 功能，可将洗好的衣物浸泡在清水里，到晾晒前再甩干，避免衣物甩干后不能及时取 出晾晒而起皱。 3）省水，省洗衣粉。滚筒式洗衣机不需要水位高过衣物，从而可节约用水，并可 减少洗衣粉的投放量。 4）高温洗涤有一定的灭菌作用。 5）洗涤过程噪声小，滚筒式洗衣机属封闭式洗涤，可以有效屏蔽内桶转动声和水 流声；而波轮式洗涤的水流声，脱水内桶转动声是不可避免的且刹车装置和电磁阀动 作声音也很大。 由于滚筒式洗衣机的价格大大高于波轮式洗衣机，所以波轮式洗衣机仍然受到普 遍欢迎。

17、 3.波轮式洗衣机的特点： 1）水流方面。现在波轮式全自动洗衣机出现了一种新水流的形式。如 LG 的拳击 棒，松下的双瀑布，荣事达的网络水流等都采用了这种水流。 2）程序控制器。新推出的波轮式全自动洗衣机均采用单片机程序控制器，原来的 机械式程序控制器基本上已被淘汰。各厂家生产的各种型号的波轮式全自动洗衣机 的控制程序有所不同。如在模糊控制的洗衣机中，单片机通过采集水位传感器，布 量传感器，光传感器的信号以及电动机的转速，判断出衣物的质地多少，赃物程度， 从而自动调整对衣物进行合理的洗涤。 3）不锈钢内桶。波轮式洗衣机采用了不锈钢内桶，减小衣物和内桶壁摩擦力， 从而减轻衣物的磨损。 4）变频波

18、轮式洗衣机可以对不同质地的衣物自动选择不同的电动机转速，从而给 不同质地的衣物以恰当的洗涤强度，在保证洗得干净的同时，也最大限度地降低衣 物的磨损。同时还可以在脱水甩干时，由慢到快地启动，使衣物在桶内分布均匀， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 6 页 脱水效果好，同时由于衣物均匀分布在洗衣桶的四周，洗衣桶的重心落在轴心上， 可以减小振动，降低噪声，但是价格较贵。 波轮式全自动洗衣机通常都采用将洗涤（脱水）桶套装在盛水桶内的同轴套桶式 结构，虽然它们各自牌号和型号都不同，但其结构都是由洗涤，脱水系统，进，排水 系统，电动机和传动系统，电器控制系统以及支撑机构 5 大部分组成的。

19、支撑机构主 要有箱体，吊杆及控制台组成，它除了安装和连接洗衣机的各种零件外，还具有减振 及防护，装饰的作用。如图 3-1-1 所示：全自动套筒洗衣机内部结构图。 图 3-1-1 全自动套筒洗衣机内部结构图 3.2 洗涤脱水系统洗涤脱水系统 它主要有盛水桶，洗涤桶和波轮组成。盛水桶又称为外桶，主要用来盛放洗涤液。 盛水桶固定在钢制底板上，通过 4 根吊杆悬挂在洗衣机箱体上。电动机，离合器，排 水阀等部件都装在桶底下面。洗涤桶又称为脱水桶或者离心桶，也称为内桶，它的主 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 7 页 要功能是用来盛放衣物，在洗涤或漂洗时配合波轮完成洗涤或漂洗功能，在脱水时

20、便 成为离心式的脱水桶。波轮是全自动洗衣机中对衣物产生机械作用的主要部件。按波 轮的形状来分，基本上有小波轮（直径在 160mm 左右）的涡卷式水流和大波轮（直径 在 300mm 左右）新水流两类。 3.3 排水和进水系统排水和进水系统 波轮式全自动洗衣机的进排水系统都采用了电磁阀控制。为了对桶内的水位进行 检测和控制，洗衣机上都安装有水位控制器（水位开关） 。波轮式全自动套桶洗衣机使 用最多的水位开关是空气压力式开关，主要有气压传感器装置，控制装置及电触点开 关 3 部分组成，用来监视水位的高低。此外电磁阀分进水和排水电磁阀，进水电磁阀 是洗衣机上的自动进水开关，它受水位开关动断触点的控制。

21、而排水电磁阀是全自动 洗衣机上的自动排水装置，同时还起改变离合器工作状态。进水、排水电磁阀是采用 电流流过线圈形成磁场的原理，洗衣机电磁阀在进，排水时使用，220V 交流电压与电 磁阀线圈接通，形成磁场，电磁线圈吸合。自动打开香蕉阀门，洗衣机里的水就顺着 管道流出去了。断电后，电磁阀线圈失去电流，磁场消失，电磁铁松开，橡胶阀门自 动关闭，洗衣机里的水就流不出去了。 3.4 电动机及传动系统电动机及传动系统 波轮式全自动套桶洗衣机的电动机及传动系统主要由电动机和离合器组成，离合 器又有普通离合器和减速离合器两种。其中普通离合器用在采用小波轮的套桶洗衣机 上，这种洗衣机在洗涤或者漂洗时波轮的转速和

22、脱水时离心桶的转速相同，目前各种 大波轮新水流套桶洗衣机普遍采用减速离合器，它在洗涤，漂洗时波轮的转速较慢， 而脱水时离心桶的转速较快。电动机同时作为洗涤和脱水时的动力源，普遍采用主， 副绕组完全对称的电容式电动机。由于一般全自动套桶洗衣机的额定洗涤容量较大， 因此电动机的功率较大。采用减速离合器的全自动套桶洗衣机传动系统的原理如图 3- 4-2 所示： 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 8 页 图 3-4-2 采用减速离合器的全自动套桶洗衣机传动系统的原理图 电动机与固定在离合器下端的大传动带盘之间用 V 带传动。经第一级减速后大传 动带盘得到 150r/min 的转速。当洗

23、衣机处于洗涤或漂洗状态时，再经离合器内部的行 星齿轮减速后，使波轮得到 175r/min 低转速。此时，洗涤（脱水）桶不动。当洗衣机 处于脱水状态时，离合器输出的是未经减速的 850r/min 的高转速，驱动脱水桶和波轮 作同步高速运转。对于使用普通离合器的小波轮套桶洗衣机来说，有区别的仅仅是离 合器内部没有行星齿轮减速机构，因此在洗涤或漂洗时其波轮的转速与脱水时的转速 时相同的。 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 9 页 第四章电气控制系统第四章电气控制系统 4.1 控制系统结构控制系统结构 波轮式全自动洗衣机的电气控制系统由于洗衣机型号的不同而不尽相同，但电气 控制系统主要

24、有程序控制器，电动机，进水电磁阀，排水电磁阀，水位开关，安全开 关及各种功能选择开关等组成的，控制的基本原理也都一样。全自动洗衣机能实现洗 衣的自动化，整个洗衣过程都是在程序控制器的“指挥”下进行的。如把离合器比作 全自动套桶洗衣机的心脏，则程序控制器就是全自动洗衣机的“大脑” 。如图 4-1-1 所 示以程序控制器为核心的波轮式全自动套桶洗衣机控制系统的基本原理方框图。 图 4-1-1 波轮式全自动套桶洗衣机控制系统的基本原理方框图 4.2 控制系统原理控制系统原理 程序控制器中存储着多种程序，一旦通过选择开关选好某种程序后，程序控制器 便按这种程序自动实施对电动机，进水和排水电磁阀的控制。

25、安全开关又称为盖开关， 在洗衣机运行过程中起安全保护作用，它的功能为：在洗衣机工作时误开盖，安全开 关便会切断电动机电源，自动中断程序；在脱水过程中如桶内衣物摆放不均匀而产生 大幅度振动时，安全开关自动中断脱水过程，启动蜂鸣器。按照采用的程序控制器的 不同，波轮式全自动套桶洗衣机的电气控制电路可分为电动机驱动式程序控制器和单 片机式程序控制器电路。电动机驱动式程序控制器又称为机械式程序控制器，它具有 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 10 页 程序组合量大，工作可靠，抗干扰能力强，而且能直接控制较大电流等优点，单片机 程序控制器具有结构紧凑，操作简便，功能齐全，运行可靠等优点。

26、目前，机械式程 序控制器基本上已被淘汰。用 PLC（单片机）控制的全自动洗衣机各种动作典型的系 统结构如图 4-2-1 所示： 图 4-2-1 全自动洗衣机各种动作典型的系统结构图 PLC 在系统中是处于中心位置，水位开关的 PLC 的输入信号控制开关，进水阀， 排水阀和电动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；电动机的工作状态也由控制中心 PLC 给定信号来决定，而电动机 的正反转状态直接决定了洗衣机的洗涤状态和脱水状态。 4.3 检测电路系统检测电路系统 检测电路主要由各类传感器组成。在洗衣过程中起决定作用的物理量有衣量、衣 质、水位、水温

27、和浑浊度等,这些物理量都需要有适当的传感器来获取信息,并转换成 PLC 能接收的电信号。 1.水位传感器 水位检测的精度直接影响洗净度、水流强度、洗涤时间等参数。 2.浑浊度传感器 人工洗衣时可以随时用眼睛检查衣物是否洗净，但在洗涤桶内的衣物不断地进行 翻滚运行，无法直接捡测衣物的洗净程度。全自动洗衣机通过采用光传感器检测洗涤 液的透光率，从而间接捡测了洗净程度。在洗衣机排水管两侧分别安装红外发光管和 光电接收管。洗涤前，排水管中充满清水，光电接收管受光导通，以此时光敏三极管 输出电压为设定值。洗涤开始后，衣物上的污垢不断地扩散到洗涤液中， 洗涤液逐渐 变浑浊，致使透光率降低相应地，光敏三极管

28、的输出电压也随之下降。经过一段时 间后，该输出电压趋于稳定值，洗涤过程结束，然岳进漂洗阶段。 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 11 页 3.衣质传感器 衣质传感器又叫布质传感器，它是为检测衣物的质地而设置的。根据衣物纤维中 棉纤维、化学纤维所占比例的大小，衣物的布质分为“柔软棉” 、 “较硬棉” 、 “棉与化 纤”以及“化纤”四个挡 。 4.衣量传感器 衣量传感器又称衣物负载传感器，它是用来检测洗衣时衣物量多少的。当洗涤桶 内注入一定量的清水后将衣物放入桶内，这时让驱动电机以断续通电运转的方式工作 一分钟左右。利用电机绕组上产生的感应电动势，经光电隔离及比较整型，产生脉冲 信

29、号。这种矩形脉冲数目与电机惯性转过的角度成比例。若衣物多，则电机受到的阻 力大，电机惯性转过的角度就小，相应地，传感器产生的脉冲就少，这样就间接地 “测量 出了衣物量的多少。下一步需要做的就是，根据衣物量来设定水位。 衣质传感器和衣量传感器是同一个装置，只是检测的方法不同。在进行衣质检测 时。首先使洗涤桶内的水位比设定水位低一个挡级，然后仍按照测衣物量的方法让驱 动电机以通断电的方式工作一段时间。检测每次断电期间衣量传感器发出的脉冲数并 求其平均值。用测衣量时得到的脉冲数减去测衣质时得到的脉冲数，二者之差即可以 判别衣质。若桶内的衣物棉纤维所占比例大，脉冲数差就大，若化学纤维所占比例大 脉冲数

30、差就小。 5.水温传感器 适当的洗衣温度有利于污垢的变化。可以提高洗涤效果。水温传感器装在洗涤桶 的下部。以热敏电阻为检测元件。测定打开洗衣机开关时的温度为环境温度，注水结 束时的温度为水温，将所测温度信号输给 PLC。 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 12 页 第五章主要器件的选择第五章主要器件的选择 5.1 元器件的选择元器件的选择 5.1.1PLC 的选择的选择 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-32MR 型， 此 PLC 有 16 个输入接口和 16 个输出接口，输出接口为继电器型。FX2N 系列是 FX 系列 PLC 家族

31、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，程式执行更快，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。 5.1.2 电动机的选择电动机的选择 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。洗衣机设 计容量为 3.6 公斤，故电机额定功率选为 180W；洗衣转速 175r/min，脱水转速 1200r/min。综上，选择 YY104-180 型单相电容运转式异步电动机，额定功率 180W， 额定电压 220V，额定转速 1350r/min，额定电流 1.7A。 5.1.3 其他元器件

32、参数其他元器件参数 表 5-1-1 元器件目录表 文字符号名称数量规格型号备注 M电动机1YY104-180单相电容运转式异步电动机 SB1SB3手动按钮3LAY37 洗涤-绿色，停止-红色，脱 水-蓝色 G1安全盖开关1- 开盖-打开，盒盖-闭合 F1洗涤水位浮 球开关 1- 常开 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 13 页 F2水排空浮球 开关 1- 常闭 KM1KM4交流接触器4DJX-9 线圈电压：AC220V L1、L2指示灯2AD16-22 LED 显示，AC220V YA1进水电磁阀1- 线圈电压：AC220V，常闭 YA2排水电磁阀1- 线圈电压：AC220V，

33、常开 FR热继电器1JR16B-20/3- FU熔断器1RT16-32X 熔体 2A TC隔离变压器1BK-100 电压比 1:1，AC220V LH电磁离合器1- 常开 FM蜂鸣器1- AC220V PLC可编程序控 制器 1FX2N-32MR继电器输出 由于家庭提供的电源限制故选单相电容运转式异步电动机。以 3.6 公斤全自动洗衣 机为例，由于全自动洗衣机的脱水桶直径较大，这一偏心不能不考虑，所以计算时应 以洗涤物可能产生前最大偏心为计算依据。脱水时电机功率比洗涤时要大，在确定电 机功率时应以脱水时消耗的功率为依据，也就是说脱水时电机功率就是该洗衣机所确 定的电机额定功率。由于在计算时一些

34、因素如电机转子的转动惯量等没考虑，造成一 些偏差，所以 3.6 公斤全自动洗衣机电机额定功率选为 180 瓦。符合全自动洗衣机的功 率范围 120W250W。 故选择 YY104-180 型号单相电容运转式电动机，功率 180 瓦,额定电压 220V，转 速 1350r/min，电流 1.7A。 5.3 电路设计电路设计 主电路图设计如下： 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 14 页 图 5-3-1 主电路图 图中 FU 为熔断器，用于主电路的短路保护，FR 为热继电器，用于电动机的过载 保护。通过 FM3 和 FM4 的开闭使电位器串联到电动机绕组上，从而得到两种转速。 当

35、FM1 和 FM3 闭合时，电机低速正转洗衣，当 FM2 和 FM3 闭合时，电机低速反转洗 衣，当 FM1 和 FM4 闭合时，电机高速正转脱水 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 15 页 PLC 控制电路如下图： 图 5-3-2 PLC 控制电路图 PLC 供电回路采用隔离变压器 TC，以防止电源干扰。 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 16 页 第六章全自动洗衣机的软件设计第六章全自动洗衣机的软件设计 6.1 输入输出接口的分配输入输出接口的分配 PLC 输入输出接口的分配使用情况如下表： 表 6-1-1 输入输出接口功能表 输入输出 输入端口文字符号工位

36、名称输出端口文字符号工位名称 X000SB1开始洗涤按钮Y000KM1电机正转接触器 X001SB2手动停止按钮Y001KM2电机反转接触器 X002SB3手动脱水按钮Y002KM3电机高速接触器 X003F1洗涤水位浮球开 关 Y003KM4电机低速接触器 X004F2水排空浮球开关Y004L1洗涤状态指示灯 X005G1安全盖开关Y005L2脱水状态指示灯 X006FR电动机热保护开 关 Y006FM蜂鸣器 Y007YA1进水电磁阀继电器 Y010YA2排水电磁阀继电器 Y011LH离合器继电器 6.2PLC 梯形图设计梯形图设计 （1）初始状态 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明

37、书 第 17 页 （2）加水状态 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 18 页 （3）正转洗涤状态 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 19 页 （4）反转洗涤状态 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 20 页 （5）排水系统 （6）脱水系统 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 21 页 （7）安全盖保护状态 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 22 页 （8）洗涤次数计数状态 （9）蜂鸣器报警状态 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 23 页 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 24 页 第七章

38、全自动洗衣机的日常使用和维护第七章全自动洗衣机的日常使用和维护 7.1 使用前准备使用前准备 1.将洗衣机置于水平而牢固的地面上，若地面稍有不平，可用扳手调节机脚螺母至 水平位置。机体与墙壁至少应保持 50mm 以上的距离。切勿将洗衣机置于浴室等过于 潮湿的场所，也不要靠近火源、热流，以保证安全使用。 2.装好进水管，先将进水管与连接头分开，再将连接头固定在水龙头上，然后再把 进水管装入连接头，便可使用。 3.装好排水管，机箱两侧均设有排水孔，可根据出水方向选择其中一孔，将排水管 从所需一侧排水孔的保护圈中抽出(不可硬抽硬拉，以免损伤)。机内的排水管切勿与转 动部件相接触。排水管跨越门槛的高度

39、不得超过 150mm；若要延长排水管时，其接长 部分应小于 3m。排水管头部不要放进污水中。 4.接地必须可靠，将黄绿标志的接地线一端接在可靠的接地装置上。绝对不允许将 接地线接在煤气管道上。 5.检查电源线，勿使其受重压(例如被压在洗衣机的脚轮下)，以免电源线损伤而引 起漏电或短路，烧毁部件等事故。当拔出电源线时，应握住电源插头，切勿手拉电线， 以防人为故障。 6.选用的洗涤剂，以低泡型高效洗衣粉或液体皂为宜。用温水洗涤，效果更佳。 7.2 使用须知使用须知 1.对含有挥发性液体(汽油、煤油、酒精、稀释剂等)的衣物不允许在机内洗涤或脱 水，以防万一引起爆炸或火灾。 2.洗涤前，应先清除衣袋中

40、的杂物，如火柴、发夹、硬币，钥匙等。 3.根据衣物的种类、脏污程度和颜色，先作分类，而后进洗涤。 4.毛线、丝绸等织物，宜放入网袋后洗涤，把带有钮扣或被勾去纤维的衣服翻向里 面，以防损伤。 5.不要用高于 50的热水洗涤，以免桶内塑料部件变形受损。 6.衣服领口、袖口等严重脏污处，预先用洗涤剂揉搓，务使洗涤均匀。 7.使用漂白剂时，不要把漂白剂直接倒在待洗织物上，以免织物褪色。液体型漂白 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 25 页 剂应在注水时从漂白粉注入口处倒入。其他型漂白剂，应事先用水溶解稀释后在洗涤 时倒入。 8.脱水桶在转动时，切勿将手伸入桶内，即使旋转很慢，依然可能造

41、成事故。 9.洗衣机工作时，若出现剧烈振动或异常噪声，应立即停机检查，待排除故障后再 开机。 10.加入软化剂时，应将“软化剂自动投入装置”的盖开启约 90 左右。若盖的开启 角度过小，或者倒入软化剂的量过多，软化剂将会立即进入洗涤转桶而失效。并且不 要把软化剂长时间地留在自动投入装置的注入口盒子内，否则会凝固。 11.关于水的重复利用。当洗涤水或漂洗水比较干净而且洗涤量比较大，需要分两 次洗时，可取出第一次洗涤的衣物，并补充进水，选定程序，再洗第二次衣物，然后， 再漂洗第一次衣物，以节约用水。 7.3 操作步骤操作步骤 1.打开面框盖板，加入适量洗涤剂。 2.放入要洗的衣物，盖上面框盖板。

42、3.转动“水位选择”旋钮至所需水位。 4.选定漂洗方式，使“漂洗选择”按健置于所需要的状态。 5.按下“电源开关”按键。 6.按下“标准”(或“节约”)程序的起动按钮。 7.4 使用后的保养使用后的保养 1.使用结束后，应关闭“电源开关”，关闭水龙头；拆下进水管；排净桶内和排水管 中积水，将排水管挂在挂钩上；拆除接地线(若洗衣机固定安装，可不拆除，但应适时 检查，使其保持良好的接地状态)；从插座上拔下电源插头。 2.用毕后，宜用软布揩擦机体，但切忌使用溶剂、酒精等，以免损伤表面保护层。 3.每次洗涤后，应清理线屑过滤器。进水阀过滤网、进水管连接头过滤网也应定期 清理，以保持水流畅通。 4.洗衣

43、机盖板上勿放置重物或发热器具等，以免造成盖板等塑料部件受压而变形。 5.控制面板的各部位，切勿用水冲洗，以免水份渗入电器元件，发生故障或触电事 故。 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 26 页 6.对于经常处在潮湿环境下工作的电动机、电容器、线路、开关和定时器等，要保 持干燥，勿使受潮。电动机轴承等传动部分应定期加油。 7.不可在零度及以下的环境中使用，也不可在洗衣捅内贮水。 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 27 页 第八章毕业设计体会第八章毕业设计体会 经过一个多月的努力我的毕业设计终于完成了,但是现在回想起来做毕业设计的整 个过程，颇有心得，其中有苦也有甜

44、，艰辛同时又充满乐趣,不过乐趣尽在其中！通过 本次毕业设计，没有接受任务以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结， 但是通过这次做毕业设计发现毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是 对自己能力的一种提高。 这次毕业设计要求设计一个全自动洗衣机控制，自行设计这对我将来踏上工作岗 位是非常有帮助的。尽管上一届的同学已经完成的非常出色，但是我仍然希望通过自 己的努力完成设计并希望有所突破。这也是我对自己的考验。于是本次设计过程中我 完全按照软件设计步骤的要求来进行，从课题分析开始，再进行总体设计、详细设计, 最后到系统实现。每一步都让我将理论学习的知识应用到实践中去。也使我掌握了一

45、 整套规范的设计操作流程。 在课题分析阶段，由于本次是设计一个 PLC 控制系统，所以对其中的 PLC 的工作 分析尤为重要。对指导老师提供的资料必须要吃透。这是关键，从查阅资料、提出问 题，到慢慢一一解决问题，老师给了我很大的帮助。 在总体设计阶段，由于课题分析做的比较全面，很快就对系统的功能，控制机制 有了充分的认识，形成了装备流水线的控制。 详细设计阶段，首先考虑各电路模块的主要功能及软件的设计，分别进行安装调 试。其次，将写好的程序进行上机调试，这时就遇到了非常大的困难，烦琐的接口采 集数据,分析数据,检测，调用，很容易出错。 最后，系统运行环节。对已完成的程序和硬件系统相结合。调试时

46、，由于控制逻 辑上出现了一点问题，使得硬件和软件不能完全统一。当时我心里是非常焦急的，这 一出错也意味着前功尽弃。然而，在指导老师的分析与鼓励下，我重新纠错找到了错 误并改正。使我意识到今后不论遇到什么情况都要分析原因，列出可能的情况后，沉 着应对，必然能“化险为夷”。 下面我对整个毕业设计的过程做一下简单的总结。 第一，接到任务以后进行选题。选题是毕业设计的开端，选择恰当的、感兴趣的 题目. 第二，题目确定后就是找资料了。查资料是做毕业设计的前期准备工作，到图书 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 28 页 馆、书店、资料室去虽说是比较原始的方式，但也有可取之处的。总之，不管通

47、过哪 种方式查的资料都是有利用价值的，要一一记录下来以备后用。 第三，通过上面的过程，已经积累了不少资料，对所选的题目也大概有了一些了 解，这一步就是在这样一个基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。 第四，有了研究方向，就要动手实现。编写源代码的时候最好是编写一个小模块 就进行调试，这样可以避免设计的最后出现太多的错误而乱成一团糟。一步步地做下 去之后，你会发现要做出来并不难，只不过每每做一会儿会发现一处错误要修改，就 这样在不断的修改调试，再修改再调试。 第五, 写论文能提升以下几个方面的能力: 1、文字表述:论文里的语言非常讲究，这方面需要继续加强。 2、交流、讨论:文章的大致内容写完

48、后，一定要和老师、其他同学多交流，让他们 多提点建议。一些计量软件使用方法，可以向学长们请教。 3、细心:模型公式编辑、标点符号、文章各段格式等，都需要细心。 4、搜索:需要搜索很多资料，如何在短时间找到你想要得资料，得在搜索关键词上 有所设置才行。一些好的统计数据网站，需要随时记录下来，以便日后继续使用。 我的心得也就这么多了，总之，这次毕业设计让我学习到很多。虽然结束了，但 这只能是一个开始。今后作为技术员，要学习的规范，程序设计语言还有很多。怎样 使自己从普通的 PG 升为 SE，在微型计算机控制领域，要学的实在太多，仅大学生涯 所学实在有限。我们只有对自己有了更高的要求，才能作为动力不

49、断取得新的成绩! 不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。 在此要感谢我的指导老师聂老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计 过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式， 使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得 了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对 今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会 到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在 设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）说明书 第 29 页 第九章结束语第九章结束语 该系统采用 PLC 为控制核心结构合理、测试方法可靠，它具有较强的灵活性，提 高了设备运行的可靠性，缩短产品开发周期，保证新产品各项技术开发的同步性，提 高了劳动效率，达到了良好的经济效果。 此外，PLC 可以重复使用，降低了测试经费。它的灵活性、操作方便性也方便测 试者随时输入、调试和修改控制程序。PLC 又设有串行接口，方便地与计算机进行连 接，组成测控系统，给系统