工業(yè)用全自動洗衣機的PLC控制-開題報告.doc

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高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文開題報告 論文題目： 工業(yè)用全自動洗衣機的PLC控制 考生姓名： 準(zhǔn)考證號： 專業(yè)層次： 本科 院 （系）：機械與動力工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 職 稱： 講師 重慶科技學(xué)院 二O一O年十月二十日  本課題的目的及意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 本課題目的及意義： 工業(yè)洗衣機主要用于賓館、酒店、學(xué)校宿舍等需要洗衣量大、洗衣次數(shù)頻繁的地方，這就要求洗衣機的洗滌效果好、容量大、故障少、可靠性高、壽命長、磨損小、噪聲低、運行平穩(wěn)，正是基于這些要求，工業(yè)洗衣機才首選滾筒式結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代滾筒式洗衣機，一般采用不銹鋼內(nèi)、外筒密封設(shè)計，所以運行時噪聲小；通過內(nèi)筒有規(guī)律的正、反滾動形成的水流沖擊，使水、衣物相互摩擦，這樣柔和的洗滌衣物，使磨損大大降到，而且不會纏繞，可以減小衣物的報廢率，對酒店等節(jié)約成本，具有直接的經(jīng)濟意義。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析： 傳統(tǒng)工業(yè)洗衣機的程序控制器與水位、水溫等控制是分開的，目前已淘汰，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，單片機與PLC已成為洗衣機的主流控制器。單片機就是在一片半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器、存儲器和各種I/O接口，這一塊集成電路芯片具有一臺微型計算機的屬性。它主要用于測控領(lǐng)域，用以實現(xiàn)各種測試和控制功能。單片機體積小，集成度高，性能穩(wěn)定，種類多，價格便宜，適合大規(guī)模生產(chǎn)，但是它只能在特定的環(huán)境中使用，無法適應(yīng)電磁干擾、粉塵惡劣的環(huán)境，另外壽命也不很高，這些特點滿足家用洗衣機（產(chǎn)量多、價格低）的要求，所以市場上家用洗衣機常使用單片機作控制器。而PLC專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計，它的穩(wěn)定性高，抗干擾性強，壽命長，環(huán)境適應(yīng)能力強，輸入輸出接口多，雖然其價格比單片機高，但適合工業(yè)洗衣機的需要，再加上工業(yè)洗衣機利潤高，因此現(xiàn)代工業(yè)洗衣機普遍采用PLC控制。 本課題的任務(wù)、重點內(nèi)容、實現(xiàn)途徑 本課題的任務(wù)： 選擇西門子S7-200系列可編程控制器作為控制系統(tǒng)的核心，使其能在惡劣的環(huán)境下，能高可靠地連續(xù)工作；另外通過USS協(xié)議來控制MM440變頻器，實現(xiàn)交流變頻調(diào)速，從而簡化傳動系統(tǒng)，減少機械故障。 在硬件上，通過分析控制功能要求，確定輸入與輸出，選擇相應(yīng)的元件，畫出了控制系統(tǒng)的電氣原理圖。在軟件上，設(shè)置各個洗衣過程參數(shù)，用順序功能圖介紹程序的運行過程；在變頻器的初始參數(shù)表配合下，用梯形圖實現(xiàn)對變頻器的控制。最后通過實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)滿足工業(yè)洗衣機的控制要求。 重點內(nèi)容： （1）洗衣機的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的設(shè)計。 （2）變頻調(diào)速器的選擇以及控制方式。 （3）工業(yè)用全自動洗衣機的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計。 （4）全自動洗衣機控制系統(tǒng)總體控制要求和特點,確定PLC 的輸入輸出分配,并進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試。 實現(xiàn)途徑： 采用Siemens S7-200 PLC和MM440型變頻器作為工業(yè)洗衣機的控制系統(tǒng)。可編程控制器的使用提高了系統(tǒng)的抗干擾能力，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；變頻器的使用顯著提高了工業(yè)洗衣機的性能，可用一臺電動機從低速到高速大范圍調(diào)節(jié)，滿足低速洗滌大轉(zhuǎn)矩和高速脫水的要求，且傳動裝置可做得很小，控制性能和操作性能大幅提高，另外，變頻器的使用可以節(jié)約大量的水和電，最后實現(xiàn)全自動洗衣機控制系統(tǒng)總體控制要求。 預(yù)計可能遇到的困難，提出解決問題的方法和措施 遇到問題： 編程和PLC相比難以學(xué)習(xí)，主要是單片機采用匯編語言或者是C語言，這些高級語言和PLC語言相比，難以學(xué)習(xí)。同時此次設(shè)計還有許多不足，首先在洗滌時省去了許多檢測，比如滾筒內(nèi)泡沫多少、混濁度等，這樣會導(dǎo)致有時洗滌劑過量而浪費、有些衣物沒洗凈等現(xiàn)象發(fā)生；其次控制系統(tǒng)中沒有顯示屏來顯示洗衣機所處的狀態(tài)信息；再次洗衣機在脫水時，程序設(shè)置不現(xiàn)實，還不能實現(xiàn)在最短時間內(nèi)平穩(wěn)地脫干。 提出解決問題的措施： 在圖書館查閱大量的可編程控制器（PLC）的資料、詢問實驗室指導(dǎo)老師以及上網(wǎng)查詢相關(guān)資料認(rèn)真完成相關(guān)工作，查閱有關(guān)全自動洗衣機的一些相關(guān)優(yōu)化設(shè)計資料，來解決滾筒內(nèi)泡沫多少、混濁度等問題，多看一些可編程控制的書籍，多做實驗。以求得最佳的設(shè)計方案。 完成本課題所需的工作條件（如工具書、計算機、實驗、調(diào)研等）及解決辦法 PLC硬件設(shè)計分析指導(dǎo)書、計算機一臺、PLC實驗室做關(guān)于PLC的軟件編程、試驗，變頻器的調(diào)試和選取。 在學(xué)校圖書館查閱資料，在網(wǎng)上查閱相關(guān)PLC硬件設(shè)計資料，利用學(xué)校PLC實驗器材，實驗室電腦一臺，應(yīng)用實驗室PLC編程軟件和計算機模擬等方式對軟件的設(shè)計進(jìn)行檢驗。變頻器的選用控制來讓洗衣機在工作中更加的平穩(wěn)。 主要參考文獻(xiàn)（由指導(dǎo)教師指定）： [1]萬忠，劉明芹．電器與PLC控制技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008 [2]陳浩，保和平．洗衣機原理與維修技術(shù).鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1999 [3]馬銹坤等．S7-200PLC與數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)的原理與應(yīng)用.北京：國防工業(yè)出版社，2009 [4]李發(fā)海,王巖.電機與拖動基礎(chǔ).北京：清華大學(xué)出版社，2005 [5]李艷杰等．S7-200 PLC原理與實用開發(fā)指南.北京：機械工業(yè)出版社，2008 [6]李志斌．PLC和變頻器在工業(yè)洗衣機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.變頻與調(diào)速， 2008 [7]劉鋒，魏青．工業(yè)洗衣機變頻調(diào)速控制系統(tǒng).電力電子技術(shù)， 1999 [8]程宏權(quán)，張偉華．變頻器在工業(yè)洗衣機上的應(yīng)用.視野， 2006 [9]王建民．工業(yè)洗衣機節(jié)水自動控制系統(tǒng)的研究.節(jié)能， 2005 [10]梁麗楨，梁永剛．可編程控制器在工業(yè)洗衣機中的應(yīng)用.電氣傳動自動化， 2004 [11]張登山,肖芳.西門子通用變頻器實用手冊.北京：西門子標(biāo)準(zhǔn)傳動部，2002 同組設(shè)計者及分工： 論文工作的進(jìn)度計劃（或工作方案分析）（由指導(dǎo)教師確定） 起止時間 進(jìn)度安排 備注 2010-10-18 選題 2010-10-26 完成開題報告 2010-11-10 上交目錄 2010-12-10 論文初稿 2010-12-19 論文終稿 2010-12-25 論文上交,答辯 指導(dǎo)教師意見：（對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計結(jié)果的預(yù)測） 指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日 教研室審查意見： 教研室負(fù)責(zé)人簽名: 年 月 日