自动洗衣机PLC控制系统

1、目录目录内容摘要 .2关键词 .2一、可编程控制器（PLC）简介 .2(一)PLC 的产生.2(二)PLC 的定义.3(四)PLC 的应用.4二、自动洗衣机的控制要求 .5三、自动洗衣机控制系统的硬件设计 .6（一）输入输出（I/O）地址分配 .6（二）PLC 的选型.6（三）PLC 外部接线图.7四、自动洗衣机系统软件设计 .8（一）程序流程图 .8（二）梯形图程序 .10五、PLC 控制系统工作原理及调试过程.12结论 .13参考文献 .13自动洗衣机的控制自动洗衣机的控制【内容摘要内容摘要】 本文介绍了自动洗衣机控制系统设计，自动洗衣机内设置有高水位和低水位的开关量检测传感器，控制面板上

2、设置有起动开关、停止开关、定时器及自动洗衣的方式设定触摸按键等。设计基于PLC的全自动洗衣机控制，对程序流程图及编程软件进行了说明，最后对系统进行了调试。采用PLC控制开发的周期短，开发成本低，本设计以操作简单、使用可靠、维护修理方便作为主要设计方向。【关键词关键词】 自动洗衣机 可编程控制器 梯形图 PLC洗衣机是家庭中必不可少的家用电器，而全自动洗衣机因使用方便更受人们的青睐，现在的洗衣机集高度自动化、智能化、人性化于一身，从半自动、全自动到现在流行的人工智能、模糊控制，只需按一下按钮一切搞定！同时，用户可以按照自己的洗衣习惯，自主选择时间和方式，让用户真正做到随心所欲。目前中国洗衣机市场

3、正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高，目前的洗衣机主要有强弱洗涤功能、进排水系统故障自动诊断功能、暂停等七大功能，本次设计基于 PLC的全自动洗衣机控制，内部设置有高水位和低水位的开关量检测传感器，控制面板上设置有起动开关、停止开关、定时器及自动洗衣的方式设定触摸按键等。本次设计的控制系统主要是以可编程序逻辑控制器所输出的离散型指令为指令源。该系统采用 PLC控制，主要包括电动机正反转控制、离合器控制、进排水电磁阀控制、循环控制、保护和联锁，实现了对模拟洗衣机的控制。一、可编程控制器（一、可编程控制器（PLCPLC）简介）简介（一）（一）PLCPLC 的的产生产生20

4、 世纪 60 年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，为了适应白热化的市场竞争要求，1968 年美国通用汽车公司（GM）公开招标，对汽车流水线控制系统提出具体要求，归纳起来是：（1）编程方便，可现场修改程序；（2）维修方便，采用插件式结构；（3）可靠性高于继电器控制装置；（4）体积小于继电器控制盘；（5）数据可直接送入管理计算机；（6）成本可与继电器控制盘竞争；（7）输入可以是交流市电（115V） （美国电压标准）（8）输出为交流 115V，容量要求在 2A 以上，可直接驱动接触器、电磁阀等；（9）扩展时原系统改变小；（10）用户程序存储器至少能扩展到 4KB。这就是著名的“GM 十条” 。196

5、9 年美国数字设备公司（DEC）中标后，制造出世界上第一台可编程序控制器。 （Programmable Logic Controller, 简称 PLC） 。随着处理器技术的不断进步，使 PLC 得到了惊人的发展，现在已经成为自动化技术的三大支柱之一。（二）（二）PLCPLC 的定义的定义1987 年，国际电工委员会（IEC）对 PLC 作出如下定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种机械和生产过程。而有关的外围设备，都应

6、按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 ”（三）（三）PLCPLC 的特点的特点编程方法简单易学。PLC 配备了梯形图语言进行程序设计，梯形图语言的表达方式与继电器电路原理图中电路符号的表示法极为相似，且某些仅有开关量逻辑控制功能的 PLC 只有十几条指令。工程技术人员能够很快熟悉并掌握梯形图语言的使用方法并用他来编制用户程序，这就为使用者快速的编制出本单位所需要的控制程序提供了非常便捷的条件。PLC 的硬件配套齐全，接线端子一目了然，便于用户使用。由于 PLC 的设计和生产大多是系列化和模块化的，其硬件配置相当灵活，可以组合成多种规模的，满足用户各种控制要求的控制系统。（四

7、）（四）PLCPLC 的应用的应用目前，PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。可归纳如下几类：1 1、开关量的逻辑控制、开关量的逻辑控制这是 PLC 最基本最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制。2 2、模拟量控制、模拟量控制在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器能够处理模拟量，必须实现模拟量和数字量之间的 A/D转换及 D/A 转换，使可编程控制器用于模拟量控制。3 3、运动控制、运动控制PLC 可用于圆

8、周运动或直线运动的控制。如应用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4 4、过程控制、过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC 能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5 5、数据处理、数据处理现代 PLC 具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸业、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。6 6、通信及联网、通信及联网PLC 通信包含 PLC 间的通信及

9、 PLC 与其他智能设备间的通信。二、自动洗衣机的控制要求二、自动洗衣机的控制要求自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。内桶可以旋转，作脱水（甩干）用。内桶的四周有很多小孔，使内、外桶的水流相通。该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，通过电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排到机外。洗涤正转、反转由洗涤电机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水同并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电机带动内桶正转进行甩干。高、低水位开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣

10、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。洗衣机工作过程由 PLC 进行控制，接通电源系统处于初始状态，准备好启动。（1） 按下启动按钮后，进水阀闭合开始进水，水满（即水位到达高水位）时停止进水了；（2） 开始洗涤正转（闭合电机正向接触器） ，正洗 15S 后暂停；（3） 暂停 3S 后，开始反向洗涤（闭合电机反向接触器） ，反洗 15S 后暂停；（4） 暂停 3S 后，完成一次洗涤过程；（5） 再返回进行从正向洗涤开始的全部动作，连续重复 3 次后结束；（6） 打开排水阀开始排水；（7） 水位下降到低水位时开始脱水并继续排水；（8） 脱水 10S 后结

11、束，即完成一次从进水到脱水的循环过程；（9） 连续完成 3 次循环，进行洗完报警。报警 10S 后结束，自动停机。此外，还要求可以按排水按钮实现手动排水；按停止按钮以实现手动停止进水、排水、脱水及报警。三、自动洗衣机控制系统的硬件设计三、自动洗衣机控制系统的硬件设计（一）输入输出（一）输入输出（I/OI/O）地址分配）地址分配PLC 输入端所接外部输入器件PLC 输出入端所接外部输出入器件X0启动按钮 SB0Y0进水电磁阀 YA1X1停止按钮 SB1Y1排水电磁阀 YA2X2低水位限位开关 SQ0Y2电磁离合器 YA3X3高水位限位开关 SQ1Y3正转接触器 KM1X4手动排水按钮 SB2Y4

12、反转接触器 KM2Y5蜂鸣器 HA（二）（二）PLCPLC 的选型的选型根据控制功能需要及输入输出点数选择三菱 FX 系列 PLC:FX2N-32MR-001（三）（三）PLCPLC 外部接线图外部接线图四、自动洗衣机系统软件设计四、自动洗衣机系统软件设计（一）程序流程图（一）程序流程图（二）梯形图程序（二）梯形图程序系统处于初始状态，准备好启动，M8002 是初始化脉冲，上电运行后产生，按下启动按钮 X0，系统运行，打开进水电磁阀 Y0，当系统的高水位限位开关 X3 检测到水满时，关闭进水电磁阀 Y0并停止运行 2 秒。如图 3.2 程序梯形图所示。当状态位 S22 置位时，定时器 T1 工

13、作，接触器线圈 Y3 接通，洗衣机正转洗涤，定时器 T1 定时 15 秒到，S22 状态自动复位的同时置位 S23，洗衣机停止运行，定时器 T2 开始定时，定时器 T2定时 3 秒到，自动复位状态 S23 的同时置位 S24，,接触器 Y4 接通，定时器 T3 开始定时，洗衣机反转洗涤，反转洗涤 15 秒到，复位 S24 同时置位 S25，洗衣机停止运行 3 秒。如图 3.3 程序梯形图所示。状态位 S26 置位时，计数器 C0 开始计数的同时与计数器 C0 当前值做比较，当 C0 的值不等于3 时，状态位 S22 置位,循环洗涤；当 C0 的值等于 3 时，计数器 C0 清零，状态位 S26

14、 复位同时 S27置位，排水电磁阀 Y1 打开并复位计数器 C0,当低水位限位开关 X2 检测到水排空后，置位 S28 的同时复位 S27。如图 3.4 程序梯形图所示。状态位S28置位时，排水电磁阀Y1打开，离合器Y2合上，接触器Y3线圈得电，抱闸将洗涤电机轴和内桶抱紧，带动其内桶正转进行甩干，定时器T5定时10秒到，自动复位S28的同时置位S29，计数器C1开始计数的同时与计数器C1当前值做比较，当C1的值不等于3时，状态位S20置位,循环从进水开始的全部动作；当C0的值等于3时，状态位S29复位。如图3.5程序梯形图所示。状态位 S30 置位时，蜂鸣器 Y5 进行洗完报警，计数器 C1

15、清零，为下次洗涤工作做好准备，计数器有记忆功能，所以每次比较完后要记得清零，蜂鸣器 Y5 报警 10 秒后结束全部过程，自动停机并返回初始状态。如图 3.6 程序梯形图所示。当按下手动排水按钮 X4，排水电磁阀 Y1 闭合，实现手动排水；当按下停止按钮 X1, 实现停止进水、排水、脱水及报警。如图 3.7 程序梯形图所示。五、五、PLCPLC 控制系统工作原理及调试过程控制系统工作原理及调试过程1. 初始脉冲 M8002 使初始状态 S2 置 1，按下启动按扭 X1，状态转入 S20，Y1 得电启动洗衣机，选择水位（高、中、低）状态转入 S21，Y2 得电开始进水，达到选定水位后相应的水位检测

16、触点接通，状态转入 S22.2. 状态转入 S22，T0 定时 2S，2S 后 T0 的触点接通，状态转入 S23，Y3 得电，洗衣机正转，并用 T1 定时 30S，30S 后 T1 触点接通，状态转入 S24，T2 开始定时 2S，2S后其触点接通，状态转入 S25，Y4 得电衣机反转并用 T3 定时 30S，30S 后 T3 触点接通，状态转入 S26，此时用 T4 定时 2S，C0 计数 5 次，2S 后 T4 触点接通，当计数未达 5 次，C0 的常闭继续闭合状态转入 S23，当计数达 5 次，C0 的常闭断开，常开闭合，状态转入 S27.3. 状态转入 S27 后，Y5 得电，开始排

17、水，当水排空后，X6 闭合状态转入 S28，Y6 得电，T5 定时 30S，C1 计数 2 次，开始脱水，30S 后 T5 触点接通，此时当 C1 计数未达 2 次，则 C1 的常闭继续闭合，状态转入 S21，若 C1 计数达到 2 次，则 C1 的常开就闭合，状态转入 S29.4. 状态转入 S29 后，Y7 得电，T6 定时 3S 报警，3S 后，T6 触点接通，状态转入 S2.步进阶梯结束，程序结束.结论结论这次的毕业设计详细分析了自动洗衣机控制，自动洗衣机内设置有高水位和低水位的开关量检测传感器，控制面板上设置有起动开关、停止开关、定时器及自动洗衣的方式设定触摸按键等。自动洗衣的过程有：洗涤、清洗和脱水。经过这几个月的设计，基本完成设计任务。通过这次设计使我明白了自己知识上的缺陷，要学习的知识也还很多，并且要学会锻炼自己的思维，把课堂上的知识运用到现实生活中。这次毕业设计也