全自动洗衣机控制器设计

《全自动洗衣机控制器设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全自动洗衣机控制器设计（21页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、全自动洗衣机控制器的设计 XXX内容摘要：随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断的走向深入，同时带动了传统控制检测技术的日新月异。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为核心部件，结合具体硬件结构以及相应的软件，完成对系统的控制和驱动。基于单片机控制系统为基础的洗衣机控制器已经代替了传统的机械控制系统，成为了洗衣机应用的发展趋势。可编程控制器（PLC）是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置，它的成功性能强，可靠性高，体积小巧。该全自动洗衣机的设计是以西门子S7200PLC CPU224为控制核心，分配有12个输入点和输出点，采用了7个定时器对电机转动进行计时，2个计

2、数器对洗衣机进行循环控制。实现浸泡洗涤漂洗脱水自动控制。洗衣机控制器的设计包含硬件设计和软件设计两部分。论文从硬件电路原理、重要元器件的选型、硬件调试、用户界面、软件设计、软件调试等方面，详细介绍了洗衣机控制器的设计，通过洗衣机控制器实现了对洗衣机的控制功能。关键词：可编程控制器；全自动洗衣机；自动控制；随着社会的发展，工业话化的加速，出现了洗衣机，再就是自动洗衣机。无论是波轮式洗衣机也好，都朝着智能化，水流方式多样化，洗衣机创造化，设计更趋人性化四大特征方向发展，传统的电气控制已竟不能满足现状的要求了，使智能化得控制取代了传统的工业控制，洗衣机的工作原理：全自动化洗衣桶和脱水桶是以同一心安放

3、的，内桶可以旋转，作为脱水桶。内同的周围有许多小孔，使内桶和外桶水流相通，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。进水时通过控制系统将进水电磁阀打开，经水管将水注入到外桶。排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶拍到机外。洗涤正传、反转由洗涤电动机驱动拨盘正反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，控制系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶进行正反转甩干，高、低水位控制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。随着先进科学技术发展，应用于洗衣机上的技术越来越成熟，洗衣机的发展也越来越快，

4、将来的洗衣机主要议一下方面发展：1.高度智能化2.健康化3.节水节能4.大容量和微型化本次设计主要采用PLC控制技术设计全自动洗衣机控制系统，跟传统的洗衣机有智能化、实时监控、人性的功能，本系统最大的优点集中体现在：实现功能齐全，外围电路简单，时间计算精确一以及可维护方面等。具有可靠性高，安全性好，开发价值高等一系列的优点。1、全自动洗衣机PLC控制的控制要求与TRIPS协议以及国外关于侵犯商业秘密罪规制的比对，我国刑法存在以下缺漏：1.1全自动洗衣机的基本结构、工作流程和工作原理1.1.1全自动洗衣机的基本结构图 1 全自动洗衣机的基本结构1.1.2全自动洗衣机的工作流程图 2 全自动洗衣机

5、流程图1.1.3全自动洗衣机的工作原理(1) 洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。(2) 洗涤的正传、反转由电动机驱动波盘正、反转来实现。(3) 脱水时，由脱水电磁离合器合上，排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。(4) 洗涤完成由蜂鸣报警。1.1.4洗衣机的控制要求(1) 按下启动按钮及水位开关，开始进水直到中水位，关水。(2) 2秒后开始洗涤。(3) 洗涤时正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒。(4) 如此循环5次，总共320秒后进行排水，排空后脱水30秒。(5) 开始洗涤，重复（1）（4），清洗两遍。(6) 清洗完成，报警3秒自动停机。(7) 若按下停车按钮，可手

6、动排水和脱水。2 全自动洗衣机控制系统资源配置和选型2.1控制器的选择本设计中拥有一个控制器，它主要控制驱动信号产生，以及信息的现实等功能，控制器拥有很多种，下面介绍一些控制器以及本设计采用的控制器。方案一：选择S7-200PLC CPU224为控制核心，分配有12个输入点和输出点，采用了7个定时器对电机转动进行计时，2个计数器对洗衣机进行循环控制。该方案的实用性和可靠性比较高，可以满足绝大多数控制，选择S7-200PLC作为控制器，对于初学者可以很方便的构建一个最小控制系统，并且其的编程很简单，成本低，便于操作者实现控制目标。方案二：选择MSP430作为控制器。MSP430是TI公司生产的一

7、款低功耗控制芯片，其功耗低，供电电压3.3V，其可以工作在低功耗模式，可以减少系统的功耗，并且MSP430单片机是16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，只有简洁的27条指令，大量的指令则是模拟指令，众多的寄存器以及片内数据寄存器都可参加多种运算。该方案在低功耗和运算能力上具有很大的优势，然而其的可靠性不高，其抗干扰能力比较差，最重要的是其编写程序比较复杂，芯片成本比较高，编写程序复杂。联系本设计的任务，对于控制器的要求不是很高，所以从设计成本以及可靠性和实施难度等方面考虑，本设计选择控制方案一作为控制方案选择。2.2PLC的选型2.2.1PLC的外形图外形图全自动洗衣机控制系统选择

8、西门子公司的S7200系列和控制单元，如图3所示为PLC的图 3 S7200系列和控制单元2.2.2I/O的地址分配1）数字量输入部分 全自动洗衣机控制系统的输入有启动、停止、高水位、中水位、低水位、手动排水和手动脱水按钮以及高水位、中水位、低水位和排空检测开关总共11个输入点，具体的输入分配如图下表所示。2）数字输出部分全自动洗衣机控制系统的外部设备有进水电磁阀、排水电磁阀、正、反洗涤电动机、蜂鸣器、指示灯等，具体的输出分配如下表所示2.2.3PLC的选型从上面的分析可以知道，系统共有12个输入点和9个输出点。如果选用CPU222，需要扩展单元，如果选用CPU226PLC，则价格较高，浪费较

9、大。选择西门子S7200PLC。2.3电机驱动器选择本设计要对洗衣机的电机进行控制，选择恰当的电机驱动方案有利于电机控制，在本设计中要求电机可以调速，电机可以改变方向，具体方案如下：方案一：采用数字电位器加大电流稳压器构建调压电路，采用继电器构建电压方向改变电路。在本方案中，通过驱动数字电位器改变大电流稳压器的输出电压，从而实现电压调速，通过继电器切换电压方向来改变输出电压方向，从而改变电机转向，采用这一种办法来实现电机调速虽然方便智能，但是由于使用了大量价格昂贵的数字电位器等芯片，成本很高，并且调速范围不广。方案二：采用专用电机调速控制器L298来进行电机控制。L298通过四个控制引脚来控制

10、两个电机的运行速度以及运行电压方向，不过使用L298来对电机调速的时候，要运用PWM波形进行控制，这种控制方案不仅集成度高，便于控制，而且整个系统的成本相对较低。联系本设计的任务，设计都对成本又要求，所以，在本设计选用方案一来对电机控制。2.4其它器件选择1）.输入器件： 启动、停止选择点动按钮；水位选择开关选用具有动合触点但无自动复位的旋转开关；检测传感器选用液位开关；手动排水，手动脱水选择具有动合触点且自动复位的按钮。2).输出器件: 启动、正传及脱水、反转选用接触线圈；进水电磁阀、排水电磁阀由于采用直流输入。所以选用国标为MB的电磁阀；报警与水位显示选用PG指示灯。3）主要电路部分： 由

11、低压断路器、热保护元件、动合触点及YXD120系列洗衣机专用电机组成。3全自动洗衣机控制系统程序设计3.1编程软件 西门子公司为S7200PLC设计的STEP7Microwin32V3.2编程软件S7200汉化版仿真软件3.2流程图1）正常流程图如图4所示 流程图描述： 按下启动按钮开始进水；进水到规定高度，使水位开关接通，实现洗涤正转，并停止进水；洗涤正转30秒后，停止2秒，反转30秒后，停止2秒。计数器加1，累计洗涤次数；若未满5次则重复进行洗涤。直至洗涤达到5次，开始排水，由于排水，水位降低，当水位低于规定下限水位时，排空检测开关接通，开始脱水30秒后，计数器加1，脱水停止，然后再返回到