基于PLC的全自动洗衣机控制系统论文电气自动化专业.docx

洗衣机控制系统设计 摘 要：随着社会经济的增长，自动化的洗衣机已经开始慢慢替代了传统的手工洗衣！从19世纪，单片机往往被用作核心部件所以我们片面掌握SCM知识是不够的。我们还应该深入了解单片机具体的应用对象特性，结合详细的硬件结构和软件组合，将整个体系进一步完善。 洗衣机控制系统的设计以51单片机为核心，通过51单片机与外围电路结合，控制数字显示的时间，LED灯进水，出水模拟，直流电机旋转，蜂鸣器人声模拟发出声音提示。 优异的硬件固然重要，但如果没有软件可以驱动，硬件就是一个没有灵魂的外壳，花瓶。无论是在此次设计的电脑或洗衣机系统上，软件优化都可以使整体效果更加理想。本文的主要思想是通过硬件和软件的结合来编译和实现功能模块。 全自动洗衣机六个工作过程出发，对系统控制方案进行了可行性分析和论证，包括 PLC 以及外围设备选型、编程方式选择、各种抗干扰措施等。最后设计了以西门子 S7-200 系列 PLC 为控制核心的全自动工业洗衣机控制系统，包括了控制系统的 I/O 端口分配、PLC 接线图及 PLC 程序设计，并详细分析了程序的控制过程，实现了洗衣机洗衣过程的自动化，具有智能化程度高、安全可靠、方便、灵活等特点。 关键词：单片机，直流电机，控制系统，数码管 Washing machine control system design Abstract:With the growth of society and economy, automatic washing machines have begun to slowly replace the traditional manual laundry! The advent of the first washing machine in the 19th century has brought tremendous benefits to mankind. It seems that in the recent decades, due to the rapid development of computer networks in various fields of society, the use of single-chip microcomputers has also continued to increase. At the same time, it has also mobilized the new momentum of traditional control and detection. In the design and development of application microcontroller systems, single-chip microcomputers are often used as the core components. Therefore, it is not enough to grasp the knowledge of SCM in one piece. We should also thoroughly understand the specific application object characteristics of the SCM, and combine the detailed hardware structure and software combination to further improve the entire system. The design of the washing machine control system is based on 51 single-chip microcomputer, through the combination of 51 single-chip microcomputer and peripheral circuit, controlling the time of digital display, LED lamp water inlet, water outlet simulation, DC motor rotation, buzzer vocal simulation to give voice prompts. Excellent hardware is important, but if there is no software to drive, the hardware is a shell without a soul, a vase. Whether it is in the computer or washing machine system designed this time, software optimization can make the overall effect more ideal. The main idea of вЂ‹вЂ‹this paper is to compile and implement functional modules through a combination of hardware and software. Keywords: MCU, DC motor, buzzer, number keys, LED indicator, digital tube 目录 目录 4 第一章 绪论 6 1.1.洗衣机控制系统课题的背景和意义 6 1.2.洗衣机控制系统国内外研究现状 7 1.3.洗衣机控制系统技术特点 8 第二章 洗衣机控制系统的总体设计 8 2.1 洗衣机控制系统整体方案设计思路 8 2.2系统总方案设计 8 2.3 设计总方框图 9 2.4 设计流程图 10 2.5 单片机选择； 10 2.5.1 AT89S51单片机的优点 10 2.5.2 单片机比较 11 2.6 L298N电机驱动芯片 13 2.7 74HC573锁存器 14 第三章 系统的硬件实现 16 3.1 概括 16 3.2PLC控制 16 3.2.1PLC概念 16 3.2全自动洗衣机PLC控制系统 17 3.2.1PLC控制系统 17 3.2.2显示电路 17 3.2.3报警电路 17 3.2.4水位开关 17 3.3电源设计 18 3.4 数码管设计 22 3.5 按键设计 25 3.6 电机驱动电路 27 3.7 LED模拟部分 29 3.8 蜂鸣器报警电路 30 第四章 系统的软件实现 32 4.1 数码管显示电路 32 4.2 按键控制操作 32 4.3 LED灯显示 33 4.4 电机驱动 34 第五章 仿真调试 36 5.1仿真调试图 36 5.2 Keil2调试图 37 5.3 程序下载图 38 结 论 40 致谢 41 参考文献 42 第一章 绪论 1.1.洗衣机控制系统课题的背景和意义 在中国，目前市场上洗衣机越来越被人们所需求，中国洗衣机市场处于一种稳步上升的状态，潜力巨大，由于人们对洗衣机的需求也越来越高，就会出现许多新老洗衣机的淘汰替换情况，需要我们设计一种具有高效且不易被淘汰的洗衣机更符合人们的需求。目前市场上的洗衣机主要有强力和弱洗涤功效，自动诊断进水和出水系统故障，并暂停。不过，洗衣机仅仅具备这样的功能并不能引起人们你的亲睐，在许多方面，它们还远远不能满足人们的需求。这无形就是对人们对技术的掌握的要求越来越高，需要很高的技术才能完成设计。 洗衣机产业将研发中心转为以“绿色环保”，“节水节能”为主题的新焦点，在洗衣机市场的国内市场上，由于水资源持续减少等水费增加等因素，市场上洗衣机的销售量相对较大，导致节水洗衣机的销售受阻继续看起来不错。针对市场需求的变化，小天鹅，达克林，海尔等一些生产厂家陆续推出了多款节水自动洗衣机。在未来，洗衣机将全体变更为变频时代，变频技术将会使洗衣机行业技术推向一个新的高度，洗衣机行业的发展会有良好的势头。 目前的洗衣机并不完全兼容，许多洗衣机生产商都注重自己品牌洗衣机的优势，突出与其他洗衣机的一两种不同的个性化功能，洗衣机的功能由单片机控制，所以设计基于单片机的洗衣机控制电路系统具有很强的实用性。单片机技术的发展越来越快，技术越来越先进，单片机由于种种强而有优势的优点而被人们广泛应用于生产过程控制，智能仪表，家用电器等多重领域。总之，多种技术的飞快发展对洗衣过程的自动化都起到了积极的促进作用。 洗衣机的新老更替越来越快，主要因为人们对洗衣机功能的要求越来越高，所以才会出现许多老式洗衣机被淘汰。这就要求设计师要有较高的专业技术水平，并能提出更多的好建议和新意见。该项目将把人们的需求变得更加切合现实，我们或许能通过此次设计来探讨设计出更节能，更全面，更人性化的全自动洗衣机。洗衣机的设计也是为了满足一些用户的不同需求。而且，单片机控制技术在人们日常生活中也被应用的越来越广泛，单片机的发展越来越符合人们的生活节奏。对人们未来科技发展有良好的促进作用。我相信通过个人设计，它肯定会受益匪浅。 1.2.洗衣机控制系统国内外研究现状 普通洗衣机：普通洗衣机的功能非常具有局限性，其包含的洗涤，漂洗，脱水等功能都必须人们主动控制，很难满足人们的需求;半自动洗衣机：可实现洗涤，漂洗，脱水等功能之间的一定功能自动转换;自动洗衣机：解决了人们必须手动洗衣机的局限，能够自动实现普通洗衣机的功能。 研究现状和水平： 按结构自动洗衣机可分为波轮自动洗衣机，滚筒式自动洗衣机和全自动洗衣机三大类。 （1） 波轮自动洗衣机：衣服纤维的更好软化减少了洗涤过程中衣物的损坏和变形，并且还使洗过的衣物柔软蓬松。提高洗涤温度可以使洗衣粉充分溶解，加快弱酸性物质的化学反应速率和洗衣粉中的污垢，提高洗衣粉中酶的活性，同时也是有利的用于溶解汗液，血渍，减少灰尘和油脂的附着。 （2） 滚筒式自动洗衣机：由于滚筒式机器的价格远远高于波轮式机器，因此使用波轮式机器对中国人来说很方便，因此普遍受到欢迎。新推出的波轮式自动洗衣机采用单片机程序控制器。各厂家生产的各类波轮自动洗衣机有不同的控制程序。至少有几个控制，每个项目有几个不同的洗涤程序可供选择，这是足够的不同洗涤。要求，所以没有必要考虑这个问题。关于不锈钢内桶：不锈钢内桶可以有效地保护洗衣过程中对衣服的损坏，它能减少衣服与不锈钢内桶壁之间的摩擦，所以不锈钢内桶是我们优先考虑选择的。关于同心清洗：同心清洗是将电机轴直接安装到清洗缸轴上并直接驱动。这减少了洗涤和脱水过程中浴缸的振动，并降低了噪音。为达到一定的清洁效果，必须有足够的机械力量，机械力对衣服造成损害，这使得波轮式洗衣机的磨损率远高于滚筒式洗衣机。 1.3.洗衣机控制系统技术特点 可靠性高 使用灵活方便 编程简单 便于维修 第二章 洗衣机控制系统的总体设计 2.1 洗衣机控制系统整体方案设计思路 系统功能简介： 1.系统的数码管具备显示功能，可以用来实现我们所计划的时间显示倒计时； 2.系统的按键具有可用性作用，通过按键我们可以实现我们所需的功能执行相对应的程序； 3.系统的LED灯具备指示作用，我们可以用不同的灯来显示我们设计的不同含义； 4.系统的蜂鸣器可以发出声音，提示报警后到停止结束。 2.2系统总方案设计 本次设计的控制系统主芯片有4个，AT89S51单片机，L298N电机驱动芯片，74HC573锁存器两个。通过单片机为主体来精确控制L298N的工作状态，达到需求的控制电机转动的目的，控制74HC573锁存器状态以达到控制数码管的显示功能。 洗衣过程：开机后，洗衣机首先执行洗衣过程。在洗衣过程中，首先打开入口阀