PLC全自动洗衣机的设计

1、一、题目部分课题内容根据设计参数和控制要求， 设计一全自动洗衣机， 画出其运行框图及梯形图 控制程序的编制，并画出硬件接线图。设计目标及参数（ 1） 按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）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 秒后开始排水，排空后脱水 30秒（5）开始清洗，重复（1）（4）,清洗两遍（ 6） 清洗完成，报警 3 秒并自动停机（ 7） 若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）（ 8） 若重量超重，报警。循环时间超过，报警。课题要求1. 根据课题的控制要求完

2、成设计2. 对传感器选型并列出选型依据3 写出程序流程图及代码4. 完成课程设计说明书二、总体思路 全自动洗衣机控制系统的控制要求全自动洗衣机的工作原理 普通洗衣机的工作流程示意图如图所示 洗衣机的工作流程由进水、洗衣、排水、脱水 4个过程组成。在半自动洗衣 机中，这 4 个过程分别用相应的按钮开关来控制。 全自动洗衣机中， 这 4 个过程 可做到全自动依次运行，直至洗衣结束。全自洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一心安放的，内桶可 以旋转，作为脱水用。内桶的周围有许多小孔，使内桶和外桶的水流相通，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

3、打开，经进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，将水由外桶排到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正、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 机带动内桶正转进行甩干。高、中、低水位控制开关分别用来检测高、中、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。图 普通洗衣机的工作流程示意图控制设备要求全自动洗衣机控制系统的要求是能实现“正常运行”和“强制运行”两种控制方式。1. 正常运行“正常运行”方式具体控制要求如下：（1）将水位通过水位选择开关设在合适的位置 （高、

4、中、低），按下“启动” 按钮，开始进水，达到设定的水位（高、中、低）后，停止进水(2) 进水停止2s后开始洗衣。(3) 洗衣时，正转30s,停2s，然后反转30s,停2s。(4) 如此循环共5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30so(5) 然后再进水，重复(1) :(4)步，如此循环共2次。(6) 洗衣过程完成，报警3s并自动停机。2. 强制停止“强制停止”方式具体控制要求如下：(1) 若按下“停止”按钮，洗衣过程停止，即洗涤电机和脱水桶停止转动、 进水电磁阀和排水电磁阀全部闭合。(2) 可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。【注】“正常运行”和“强制停止”两种模式的运行是一

5、样的。QF洗衣机的PLC控制电路10.按钮的选择全自动洗衣机的人机接口中有按钮， 方便操作时也要保证安全，为此选择了 施奈德品牌的低压凸头按钮，并且带有指示灯 LED供电电压为直流电24V。根 据设计要求选择如下表所示的开关和相应的数量。表按钮规格按钮类别完整型号模块型号（按钮头+触点基座）备注启动按钮XB2-BW13B1CZB2BW13C+ZB2BWB31C绿灯、常开停止按钮XB2-BW14B2CZB2BW14C+ZB2BWB42C红灯、常闭高水位按钮XB2-BW14B1CZB2BW14C+ZB2BWB41C红灯、常开中水位按钮XB2-BW16B1CZB2BW16C+ZB2BWB61C蓝灯、

6、常开低水位按钮XB2-BW15B1CZB2BW15C+ZB2BWB51C黄灯、常开手动排水XB2-BW15B1CZB2BW15C+ZB2BWB51C黄灯、常开手动脱水XB2-BW16B1CZB2BW16C+ZB2BWB61C蓝灯、常开四、PLC设计及调试部分全自动洗衣机控制系统程序设计调试编程软件编程软件采用三菱公司为其生产的 PLC而设计的编程软件GX Developer程序的流程图、构成和相关设置1.流程图（1）正常运行流程图正常运行流程图如图所示。启动按钮Y进水超重YN位到设定水位停止进水N停止按钮闭合计时2sY正转洗衣N计时30sY停止洗衣反转洗衣NY停止洗衣NN衣5次时时2s开始设定

7、水位NY1F停止进水n*排水脱水超重扌艮警洗完报警图正常运行流程图(2)强制运行流程图强制运行流程图如图所示。T1正常运行开始2停止按钮YN洗涤电机和脱水桶停止转Y打开手动排水开关排水Y手动脱水开关脱水结束图强制运行流程图2.程序的构成这个程序有自动方式和手动方式两种。在自动方式下，PLC将运行已经设置好的程序和参数（适用于机械一切都正常工作的情况下）。在手动方式下是在紧 急停止情况下，可以手动排水和脱水。3. 程序的下载、安装和调试将各个输入输出端子和实际控制系统中的按钮。所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。全自动洗衣机程序是由 GX Developer软件的指令完成，正常工 作是程序存放

8、在存储卡中，若要修改程序，先将PLC设定在STOP犬态下，运行GX Developer编程软件，打开全自动洗衣机程序，即可在线调试，也可用编程 器进行调试。全自动洗衣机控制系统PLC程序系统资源分配1.数字量输入部分这个控制系统的输入有启动按钮、停止按钮、水位选择开关（高水位、中水 位、低水位）、手动排水、自动排水开关、高水位浮球开关、中水位浮球开关， 低水位浮球开关、水排空浮球开关、压力开关共12个。具体的输入地址分配如表所示。表输入地址分配输入地址对应的元器件对应的外部设备X001SB1启动按钮X002SB2停止按钮X003SB3高水位选择开关X004SB4中水位选择开关X005SB5低水

9、位选择开关X006SQ1水排空检测开关X007SQ2咼水位检测开关X010SQ3中水位检测开关X011SQ4低水位检测开关X012SB6手动排水X013SB7手动脱水X014SP1压力开关2.数字量输出部分这个控制系统需要控制的外部设备有进水电磁阀、 排水电磁阀、洗涤电动机、脱水桶、报警器共五个设备。但是由于洗涤电动机有正转和反转两个状态，分别都应正转继电器和反转继电器，所以输出点有六个。具体的输出地址分配如表所 示。表输出地址分配输出地址对应的元器件对应的外部设备Y001YA1启动洗衣机Y002Y003Y004Y005Y0063.定时器和计数器YA2进水电磁阀KM1洗涤电动机正转继电器及脱水

10、KM2洗涤电动机反转继电器YA3排水电磁阀YH报警器全自动洗衣机的控制系统中的工作时间和循环次数需要定时器和计数器来控制。具体定时器和计数器分配如表所示表定时器和计数器分配类别兀器件号设定值作用T02s进水后暂停时间疋T130s正转洗涤计时T22s正转暂停计时时T330s反转洗涤计时T42s反转暂停计时器T530s脱水计时T63s洗完报警计时计数器co5次正反洗循环计数C13次大循环计数I/O硬件接线图根据全自动洗衣机控制系统的输入、 输出地址分配和定时器、计时器分配以及所选PLC型号，PLC I/O硬件接线图如下图所示。图I/O硬件接线图源程序1.辅助继电器在本程序中，M0是按下启动按钮的辅

11、助继电器；M1是判断洗衣机水位是否 和设定水位不一致的辅助继电器；M2是判断洗衣机是否和设定水位一致的辅助 继电器；M3是停止自动洗衣机的辅助继电器，它的助记符如下。水在正常情况下，按下启动按钮或者脱水完毕，而且洗衣大循环未到三次时， 开始进水，当水位达到设定水位后停止进水，等待2s后进入洗衣程序。在强制停止情况下，当停止按钮按下时立即停止进水。它的助记符程序为：衣进水到设定水位2s后，开始洗衣，先正转30s，停止2s然后再反转30s， 停止 2s 这样循环 5 次后进入排水过程。水 洗衣过程完毕后，进入排水过程。水排空后停止排水。它的助记符程序为： 水水排空后，开始脱水，脱水30s后停止脱水

12、。因为判断水排空是否在排水完毕后，所以要用到水排完毕辅助继电器。它的助记符程序如下：完报警洗衣大循环 3 次后，开始洗完报警过程， 3s 后停止报警，这样整个洗衣过 程结束。它的助记符程序为：/ 洗衣大循环 3 次/LD Y003OUT C1 K3LD C1OUT Y006/ 报警 3s/LD Y006ANI T6ANI X002OUT Y006OUT Y006OUT T6 K30END程序梯形图GOYOGIT67T39T卜YOO471<Y0O4K200 <T39K20<T43K5C5OC5O75| 卜C5C XO02X0O6井<Y0O5丫 005M3 X012Y0G5

13、 7003箝 T r-<M4M*X002丫 003103Y003T hI卜丫 003C51Y006I FT41XO02K300<T40K3<C51<YO06<YOO?K30五、总结该系统采用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，降低了测试经费。它的灵活性、操作方便性也方便测试者随时输入、 调试和修改 控制程序。PLC又设有串行接口，方便地与计算机进行连接，组成测控系统，给 系统的维护和使用带来了很大方便

14、。通过本系统的设计，对三菱 FX2N系列PLC的特点有了深入的理解。全自动 洗衣机控制系统利用了三菱 FX2N系列PLC的特点，对按钮、电磁阀、开关等其 他一些输入输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。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，降低了测试经费。它灵 活性、操作方便性也方便测试者随时输入、调试和修改控制程序。PLC又设有串 行接口，方便地与计算机进行连接，组成测控系统，给系统的维护和使用带来了 很大方便。但与此同时，该系统还有很多地方需要完善和进一步加强。例如，洗衣过程中有些衣物的洗涤对水温也有要求， 这就需要添加个温度传感器，并把相应的程 序添加进去；不同衣物洗涤时有不同的洗涤强度要求， 这就要求全自动洗衣机在 正常工作模式下有不同的工作模式，如“强洗”、“标准”、“轻洗”。随着现 在人们生活的快节奏，对全自动洗衣机