全自动洗衣机的PLC控制毕业设计论文开题报告

毕业设计（论文）开题报告学生姓名李勇系部电子工程系专业、班级电气自动化081指导教师姓名叶斌职称讲师从事专业PLC是否外聘□是√否题目名称全自动洗衣机的PLC控制一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义研究现状：挤出机是塑料机械的主要品种之一，占塑料机械总产值的31%，用挤出机加工的塑料制品占其总量的1/3左右。单螺杆挤出机无论作为塑化造粒机械还是成型加工机械都占有重要地位，近几年业，单螺杆挤出机有了很大的发展。目前德国生产的大型造粒用单螺杆挤出机，螺杆直径达700mm，产量为36t/h。单螺杆挤出机发展的主要标志在于其关键零件——螺杆的发展。近几年以来，人们对螺杆进行了大量的理论和实验研究，至今已有近百种螺杆，常见的有分离型、剪切型、屏障型、分流型与波状型等。从单螺杆发展来看，尽管近年来单螺杆挤出机已较为完善，但随着高分子材料和塑料制品不断的发展，还会涌现出更有特点的新型螺杆和特殊单螺杆挤出机。从总体而言，单螺杆挤出机向着高速、高效、专用化方向发展。双螺杆挤出机喂料特性好，适用于粉料加工，且比单螺杆挤出机有更好的混炼、排气、反应和自洁功能，特点是加工热稳定性差的塑料和共混料时更显示出其优越性。近些年来国外双螺杆挤出机已经有很大的发展，各种形式的双螺杆挤出机已系列化和商品化，生产的厂商也较多，在双螺杆挤出机的基础上，为了更容易加工热稳定性差的共混料，有的厂家又开发出多螺杆挤出机如行星挤出机等。中国双螺杆挤出机产品系列不全，规格较少。中国很多塑料制品企业仍采用进口的双螺杆挤出机。20世纪90年代初，华南理工大学发明了电磁动态塑化挤出机，新的理论与概念引人注目。选题的目的和意义：挤出成型是塑料加工的最主要的形式，因此发展塑料挤出成型技术与设备具有重要意义。国际上用于高分子材料共混改性的新型混炼设备主要有三大类：同向平行双螺杆挤出机、往复移动式螺杆混炼机和串联式磨盘挤出机。其中小型同向平行双螺杆挤出机国内已能生产，万吨级大型混炼挤压造粒机组全部要依靠进口。目前国内对他们的研制刚刚处于样机阶段，规格不多，品种不全，具有广阔的发展前景。通过设计过程，使学生了解塑料挤出机的基本工作原理，掌握对塑料挤出机各组成部件的结构尺寸的计算、强度校核、验算过程，驱动系统的选择等，了解和熟悉常规工程设计过程。二、设计（论文）的基本内容,拟解决的主要问题设计基本内容：(1)根据基本技术参数，初步设计纸筒切断机外型结构设计额。(2)进行切断力、电机功率、刀具行程、动力传动等方面的计算，确定各个零部件的具体外形尺寸并进行强度校核。完成总装图及部分零件图。拟解决的主要问题包括：1、刀具切断方向及动力传输以及刀具位置布置。2、机座、主轴、轴承的设计及校核。3、加工能力、效率、各部分受力计算。4、总装配图中各零部件的安装问题，及零件的定位问题。三、技术路线（研究方法）1、参阅相关产品的技术资料，如塑料挤出机的设计方法等，拟确定各结构设计方案，从而能安全实现塑料挤出的功能。2、要从各种方案中选择合适的方案，分析出各方案的优缺点，综合优化各种设计方案，从而确定出本次设计的最后设计方案。3、要完成挤出杆的设计与校核，传动进给机构，轴承的设计与校核，以及该挤出机所使用的传动方式结构的选择。4、完成总装配图，零件图，部件图设计和说明书的撰写。五、参考文献[1]杨黎明主编.机电一体化系统设计手册[S].北京：国防工业出版社，1997[2]周斌主编.机电一体化实用技术手册[S].北京：兵器工业出版社，1994[3]廖正品.中国塑料工业年鉴[M].北京：化学工业出版社，2004[4]我国塑料工业发展方向[N].北京：中国高新技术产业导报，2004[5]大连塑料机械研究所编.塑料机械产品样本[M].北京：机械工业出版社，2002[6]唐国俊主编.塑料机械设计[M]．北京：化学工业出版社,2002[7]LenzeGmbH&KG.Lenze8210manual.2000六、备注指导教师意见：签字：年月日01、基于PLC的全自动洗衣机控制系统的设计【内容提要]根据全自动洗衣机的工作原理，实现了系统的灵活性、高稳定性和可靠性。〔关键词7PLC;控制;全自动;灵活性利用可编程控制器((PLC)对全自动洗衣机控制系统进行设计，引言以往以单片机为中心控制系统工作的全自动洗衣机中，存在着一些本身不能克服的缺点。首先由于单片机的指令系统相对复杂，编写洗涤、脱水程序也相对复杂;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，这样不但增加了硬件的复杂性，而且隐含较高的故障率，还无形地增加了维修成本费用。如果在全自动洗衣机的控制系统中采用PLC来控制将能克服单片机的这些缺点。因为它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。所以在使用中，硬件相对简单，编程语言也相对简单，并且测试容易，维修方便，更可以提高控制系统的设计的灵活性及控制系统的可靠性。1.系统组成全自动洗衣机的工作过程一般包括启动、进水、洗涤、排水和脱水等功能。本文所设计的是带有洗涤方式选择(弱洗和强洗)、水位选择(底水位和高水位)的全自动洗衣机，这样用PLC控制的全自动洗衣机的洗涤动作控制程序要求增加洗涤方式选择、洗涤水位选择。在实现控制过程中，各种采样信息都是通过控制中心进行各种判断、比较和选择，再经信息线路反馈给洗衣机各控制执行机构，决定洗衣机的工作状态。PLC在系统中是处于中心位置，水位开关是PLC的输入信号控制开关，进水阀、排水阀和电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;电机的工作状态也由控制中心PLC给定信号来决定的，而电机的正反转[收稿日期」2007-11-26状态直接决定了洗衣机的洗涤状态和脱水状态。2.硬件设计控制部分采用可编程序控制器(ProgrammableLogicalController，简称PLC)为主对系统加以控制，PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动化控制技术和通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。用可编程序控制器(软件编程)来代替传统继电器硬件布线控制，使控制系统有了极大的柔性和通用性，同时由于PLC功能齐全，不仅能完成复杂的逻辑控制，并且可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、性能优越、灵活通用，能在恶劣的工况环境下长时间连续运行，结构简单、编程简单，维护简单，使得系统可靠性大大提高:可以模拟全自动洗衣机的工作循环，也可以按照自己的要求任意设定仪器的工作循环。根据控制系统的需要，我们采用德国西门子公司生产的S7-200CPU226型PLC，该种PLC结构紧凑、可靠性高、通用性强，功能完善、操作方便，在一个PLC里面集成了输入端、输出端、操作键盘和显示面板，设计紧凑，所有功能集成在一起，使用简单，十分灵活方便，编程可以通过在微机上面提供的STEP7-Micro/WIN32软件创建、测试、仿真和修改PLC控制程序，然后使用西门子提供的专用电缆非常简单的将程序载入和载出模块。02、基于PLC的全自动洗衣机控制系统的设计引言以往以单片机为中心控制系统工作的全自动洗衣机中，存在着一些本身不能克服的缺点。首先由于单片机的指令系统相对复杂，编写洗涤、脱水程序也相对复杂；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，这样不但增加了硬件的复杂性，而且隐含较高的故障率，还无形地增加了维修成本费用。如果在全自动洗衣机的控制系统中采用PLC来控制将能克服单片机的这些缺点。因为它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。所以在使用中，硬件相对简单，编程语言也相对简单，并且测试容易，维修方便，更可以提高控制系统的设计的灵活性及控制系统的可靠性。1．系统组成全自动洗衣机的工作过程一般包括启动、进水、洗涤、排水和脱水等功能。本文所设计的是带有洗涤方式选择（弱洗和强洗）、水位选择（底水位和高水位）的全自动洗衣机，这样用PLC控制的全自动洗衣机的洗涤动作控制程序要求增加洗涤方式选择、洗涤水位选择。在实现控制过程中，各种采样信息都是通过控制中心进行各种判断、比较和选择，再经信息线路反馈给洗衣机各控制执行机构，决定洗衣机的工作状态。PLC在系统中是处于中心位置，水位开关是PLC的输入信号控制开关，进水阀、排水阀和电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；电机的工作状态也由控制中心PLC给定信号来决定的，而电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。2．硬件设计控制部分采用可编程序控制器(ProgrammableLogicalController，简称PLC)为主对系统加以控制，PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动化控制技术和通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。用可编程序控制器（软件编程）来代替传统继电器硬件布线控制，使控制系统有了极大的柔性和通用性，同时由于PLC功能齐全，不仅能完成复杂的逻辑控制，并且可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、性能优越、灵活通用，能在恶劣的工况环境下长时间连续运行，结构简单、编程简单，维护简单，使得系统可靠性大大提高：可以模拟全自动洗衣机的工作循环，也可以按照自己的要求任意设定仪器的工作循环。根据控制系统的需要，我们采用德国西门子公司生产的S7-200CPU226型PLC，该种PLC结构紧凑、可靠性高、通用性强，功能完善、操作方便，在一个PLC里面集成了输入端、输出端、操作键盘和显示面板，设计紧凑，所有功能集成在一起，使用简单，十分灵活方便，编程可以通过在微机上面提供的STEP7-Micro/WIN32软件创建、测试、仿真和修改PLC控制程序，然后使用西门子提供的专用电缆非常简单的将程序载入和载出模块。3．软件设计3.1I/O分配表该系统的I/O分配表如表1所示。洗衣机通过零水位检测开关ST1、底水位检测开关ST2、高水位检测开关ST3来检测水位的高度位置（检测开关遇水就通：ON；离水就[收稿日期]2007-11-26湖北广播电视大学学报第1期断：OFF）。水位选择有一个选择按钮来完成，水位传感器用来采样水位信息，由于水位传感器输出的信号是模拟信号，通过模数转换器，再输入PLC，由PLC来控制进水阀和排水阀动作；电动机驱动波盘来实现正、反转，电机在快速转换过程中，电势能够快速转换，但电机内部磁场和电势不是同步换向的，因此在设计控制过程中要考虑电机有一个暂停过程，以便电机可靠地转换电势方向下，否则直接影响洗衣机的洗涤和脱水程序。利用该PLC设计的全自动洗衣机可根据衣物的洁净程度实现强洗或弱洗，洗涤方式选择有有另一个按钮SB2来完成。洗涤水位选择用SB3来实现，并且用4个LED发光二极管来指示当前的工作状况。输入输出启动按钮SAI0.1高水位选定指示LED1Q0.1停止按钮SB1I0.2底水位选定指示LED2Q0.2零水位限位检测开关ST1I0.3强洗选定指示LED3Q0.3低水位限位检测开关ST2I0.4弱洗选定指示LED4Q0.4高水位限位检测开关ST3I0.5进水电磁阀YV1Q0.5洗涤方式选择按钮SB2I0.6排水电磁阀YV2Q0.6洗涤水位选择按钮SB3I0.7电机正转继电器KM1Q0.7电机反转继电器KM2Q1.0蜂鸣器HAQ1.1脱水电磁阀YCQ1.23.2工艺流程分析根据前面的I/O分配表和系统结构分析可得全自动洗衣机的PLC控制系统程序工艺流程图，其如图1所示。3.3I/O硬件连线根据工艺流程图可以得出其硬件连线图，如图2所示。洗涤、排水、脱水时间是由PLC内的计数器和定时器中的参数控制的，只要改变参数大小就可以改变程序的时间长短，也可以根据衣物的质地、数量及脏污程度来实现强洗、弱洗。4．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