分数：华南理工大学广州学院课程设计任务书题目：全自动洗衣机的PLC控制系统设计课程：PLC技能培训课程设计专业：自动化班级：姓名：学号：第一部分任务书《PLC技能培训》课程设计任务书一、课程设计目的编程序控制器（PLC）于20世纪60年代在美国诞生，在我国的发展与应用已有30多年的历史，现在它已经广泛应用于国民经济的各个工业生产领域，成为提高工业装备电气自动化水平的重要设备和强大支柱。

因此，PLC技术已成为电气自动化专业技能型人才必不可少的重要技能,《PLC技能培训》课程是《电气设备与PLC》课程实践教学环节，通过实践，可以帮助学生加深对理论知识消化吸收，提高PLC编程技能。

该课程设计的主要目的是通过运用三菱FX3U 系列PLC设计一控制系统，掌握PLC 控制系统设计原则、方法、过程和具体设计步骤。

通过设计还有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。

电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备及控制系统的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。

课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。

二、PLC应用系统设计的内容和步骤1．设计原则（1）系统应最大限度地满足被控设备或生产过程的控制要求。

（2）在满足控制要求的前提下，应力求使系统简单、经济，操作方便。

（3）保证控制系统工作安全可靠。

（4）考虑到生产发展和生产工艺改进，在确定PLC容量时，应适当留有裕量，使系统有扩展余地。

2．设计内容（1）拟定控制系统设计的技术条件。

（2）确定电气传动控制方案和电动机、电磁阀等执行机构。

（3）选择PLC的型号。

（4）编制PLC输入、输出端子分配表。

（5）绘制输入、输出端子接线图。

（6）根据系统控制要求，用相应的编程语言（常用梯形图）设计程序。

（7）设计操作台、电气柜及非标准电气元件。

（8）编写设计说明书和使用操作说明书。

3．设计主要步骤（1）分析被控对象的控制要求，确定控制任务.（2）选择和确定用户I/O设备.（3）选择PLC的型号.（4）系统的硬件、软件设计.（5）系统联机统调三、课程设计任务：全自动洗衣机的PLC控制系统设计，即采用三菱FX3U系列PLC完成全自动洗衣机的PLC控制系统设计。

四、课程设计控制要求1、概述洗衣机的应用现在比较普遍。

全自动洗衣机的实物示意图如图所示。

全自动洗衣机的洗衣桶(外桶)和脱水桶(内桶)是以同一中心安放的。

外桶固定，作盛水用。

内桶可以旋转，作脱水(甩水)用。

内桶的四周有很多小孔，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执行。

进水时，通过电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入到外桶。

排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外。

洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。

脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。

高、低水位开关分别用来检测高、低水位。

启动按钮用来启动洗衣机工作。

停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。

排水按钮用来实现手动排水。

电机功率为2.2KW，AC380V.2、设计任务和要求该全自动洗衣机的要求可以用下图流程图来表示。

PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。

启动时开始进水，水满(即水位到达高水位)时停止进水并开始正转洗涤。

正转洗涤15 s后暂停，暂停3 s后开始反转洗涤。

反转洗涤15s后暂停，暂停3 s后，若正、反洗涤未满3次，则返回从正转洗涤开始的动作；若正、反洗涤满3次时，则开始排水。

排水水位若下降到低位时，开始脱水并继续排水。

脱水10s即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。

若未完成3次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了3次大循环，则进行洗完报警。

报警10s结束全部过程，自动停机。

’此外，还要求可以按排水按钮以实现手动排水；按停止按钮以实现搬运，停止进水、排水、脱水及报警。

五、具体完成项目1、选择三菱可编程控制器具体型号，编制PL C输入、输出端子分配表及绘制输入、输出端子接线图。

2、绘制全自动洗衣机的PLC控制流程图。

3、根据系统控制要求，完成全自动洗衣机的PLC控制程序编程，程序元件要有注释。

4、上机调试、答辩、验收。

六、课程设计报告内容：根据上述设计要求，提交设计报告，包括上述设计基本内容、设计说明书、使用说明书、设计心得体会。

七、设计时间安排（共2周）八、设计完成期限：各班学号21-40号的同学完成该课题。

每位同学提交一份设计报告。

本设计任务书于2016年11月15日发出，2016年12月15日前上交设计报告。

本课题的调试、答辩、验收具体时间待定。

地点：PLC实验室。

内容摘要本文介绍了利用三菱系列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0第2章全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定02.1 总体控制方案确定02.1.1 控制系统方案选择02.1.2洗衣机的PLC控制系统概述1第3章全自动洗衣机的基本结构23.1 全自动洗衣机的原理和构造23.2 洗涤脱水系统43.3 排水和进水系统43.4 电动机及传动系统4第４章电气控制系统54.1 控制系统结构54.2 控制系统原理54.3 主电路图6第5章主要器件的选择65.1 电动机的选择65.2 可编程控制器外部设计75.2.1 PLC的选型75.2.2 I/O分配表及接线图7第6章软件设计96.1 系统的顺序功能图设计96.2 全自动洗衣机的控制要求设计步骤106.2.1 控制要求106.2.2控制程序的执行过程106.4控制系统的梯形图设计126.5语句表146.6程序运行16结论20设计总结21参考文献22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2-1 PLC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：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机械力的需求。

3）温度高有利于污物在水中的扩散。