基于PLC的全自动洗衣机控制系统的设计

第２８卷第１期２００８年１月湖北广播电视大掌学报Ｊｏ啪ａｌｏｆＨｕＢｅｉＴＶｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｖ０１．２８，Ｎｏ．１Ｊ觚ｕａｒｙ．２００８，１５９～１６０基于ＰＬＣ的全自动洗衣机控制系统的设计李小光，段春霞（洛阳理工学院，河南［内容提要］洛阳４７１００３）根据全自动洗衣机的工作原理，利用可编程控制器（ＰＬＣ）对全自动洗衣机控制系统进行设计，实现了系统的灵活性、高稳定性和可靠性。［关键词】ＰＬＣ；控制；全自动；灵活性【中图分类号】Ｔｐ２７３［文献标识码］Ａ［文章编号］１００８—７４２７（２００８）０１－０１５９－０２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ＰＩＣ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Ｃ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（Ｐｌ＿ｏｇ船ｍｍａｂｌｅＬＱｇｉｃａｌＣｏｎ仃ｏｌＩｅｒ，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，所有功微机上面提供的ｓＴＥＰ７．Ｍｉ渊烈３２软件创建、测试、仿非常简单的将程序载入和载出模块。３．软件设计３．１能集成在一起，使用简单，十分灵活方便，编程可以通过在真和修改ＰＬＣ控制程序，然后使用西门子提供的专用电缆Ｉ，０分配表该系统的狄）分配表如表１所示。洗衣机通过零水位检测开关ｓＴｌ、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：０Ｎ；离水就万方数据１６０湖北广播电视大学学报第１期断：０ＦＦ）。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ＰＩＣ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。输入启动按钮ＳＡ停止按钮ｓＢｌ零水位限位检测开关ｓＴｌ低水位限位检测开关ｓＴ２高水位限位检测开关ｓＴ３洗涤方式选择按钮ＳＢ２洗涤水位选择按钮ＳＢ３ＩＯ．１１０．２Ｉｏ．３ＩＯ．４Ｉｏ．５带来了很大方便。输出高水位选定指示ｕＤｌ底水位选定指示ｕＤ２强洗选定指示ｕＤ３弱洗选定指示ＵｉＩ）４进水电磁阀ＹＶｌ排水电磁阀Ｙｖ２电机正转继电器ＫＭｌ电机反转继电器ＫＭ２蜂鸣器ＨＡ脱水电磁阀ＹＣＱ０．１Ｑ０。２ＱＯ．３Ｑ０．４Ｑ０．５Ｉｏ．６ＩＯ．７Ｑ０．６ＱＯ．７Ｑ１．ＯＱ１．１Ｑ１．２图１全自动洗衣机ＰＬＣ控制系统的工艺流程图坠少二Ｑ仉１＿仉ｌＱ也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。３．３的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，ＰＩ￡可以重复使用，、一一？犷——纩一－疋歹一竺』竺一，少７一蛐ｍ．２Ｑ们ｍ．３Ｑ仉４ｍ．４Ｑ眦５ｍ５—萨—

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竺ＬＰＬＣ舛６Ｑ吼７兰Ｌ／一一？ｙ一ｍ６Ｑ１．Ｏｍ．７ＱＬｌ一＿［产—用兰金竺—９ＱＬ２—庐—庐ＣＯＭ００Ｍ圈２全自动洗衣机ＰＬＣ控制系统的硬件连线图【参考文献】【１１魏志精．可编程控制器应用基础ｐ哪．电子工业出版杜．．【２】周恩涛．可编程控制器原理及其在液压系统中的应用【Ｍ】．机械工业出版社．【３】潘月琴．全自动洗衣机的维修【Ｍ】．｜Ｅ京科学技术出版社．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ＴｈｅＤｅｓｉ印ｏｆｔｈｅｔｏＣｏｎｔｒｏＩｓｙｓ锄ｍｏｆＡｕｔｏｍａ廿ｃｗａ８ｈｉｎｇＭａｃｈｉｎｅＢａｓｅｄｏｎＰＬＣ【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＡｃｃｏｒｄｉＩｌｇ１０９ｉｃｃｏｎ臼Ｄｌｌｃｒ（ｆ’ＬＣ）ｏｎｔｌｌｅＵ）（ｉａ０一ｇｕ锄ｇ，ＤＵＡＮＣｈｕｎ—ｘｉａｔｌｌｅｗｏｒ虹ｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆａｕｔｏｍ撕ｃｗａｓｌｌｉｎｇｍａｃｌｌｉｎｅ，ｔｔｌｅｕｓｅｏｆｐｒｏｇｍｍｍａ＿ｂｌｅａｕｔｏｍ撕ｃｗａｓｍｎｇｍａｃｌｌｉｎｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎ，ｒｅａＨｚａｔｉｏｎｏｆｔｔｌｅｓｙｓｔｅｍ’ｓｎｅｘｉｂｉＨｔｙ，ｌｌｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，【Ｋｅｙｗｏ州蚓ＰＩＬＣ；Ａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌ：Ｒｅｘｉｂｍｔｙ万方数据基于PLC的全自动洗衣机控制系统的设计作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：李小光，段春霞，LIXiao-guang，DUANChun-xia洛阳理工学院,河南,洛阳,471003湖北广播电视大学学报JOURNALOFHUBEIRADIO&TELEVISIONUNIVERSITY2008，28(1)1次参考文献(3条)1.魏志精可编程控制器应用基础2.周恩涛可编程控制器原理及其在液压系统中的应用3.潘月琴全自动洗衣机的维修相似文献(10条)1.期刊论文彭婧.PENGJing基于PLC控制的双头车床主电路设计-机械2010,37(2)我国大多数机床主电路采用的是继电器控制,近10年来,随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大,越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制.采用PLC控制替换传统继电器控制,可以提高机床设备的技术水平与性能,使机床设备获得技术升级,相同I/O点数的控制系统,用PLC控制比用传统的继电器控制,其成本要低大约40%左右.PLC没有专用操作站,它用的软件和硬件都是通用的,所以维护成本比继电器要低很多.一个PLC的控制器,可以接收几千个I/O点(最多可达8000多个I/O).如果被控对象主要是设备连锁、回路很少,采用PLC较为合适.PLC在我国的应用增长十分迅速.随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高,今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头.通过对YX-C46中间驱动双头车床的数控化改造,提出基于PLC控制的双头车床主电路设计新思路.2.期刊论文崔延.CUIYan采用PLC控制步进电机实现点位控制-组合机床与自动化加工技术2009(4)数控系统的点位控制一般用在孔加工机床上,其特点是:机床移动部件能实现由一个位置到另一个位置的精确移动,即准确控制移动部件的终点位置,但并不考虑其运动轨迹.PLC具有抗干扰能力强、可靠性极高、编程方便等显著优点,文章以OMRON公司CP1H-X40D型PLC为例,分析如何利用PLC指令软件编程实现对步进电机的定位/速度控制,提供了实现数控系统中点位控制的经济、有效的具体方法.3.期刊论文王智忠.WANGZhi-zhong接触器控制与PLC控制在电工学实验中的对比研究-电气电子教学学报2006,28(3)对"电工学"课程实验中的电机正反转控制和"Y-△"启动控制,分别用接触器控制和PLC的计时器控制,并对两种方法进行了对比研究;为解决接触器控制中触点竞争问题提供了一种新思路.通过这种实验,极大地激发了学生学习的兴趣,培养了学生的实践能力和创新能力,提高了实验教学质量.4.学位论文贺熙颖面向PLC通用控制平台的设计2003可编程序控制器，简称PLC，是20世纪60年代发展起来的被国外称为“先进国家三大支柱”之首的工业自动化理想控制装置。随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC在工业控制领域内得到十分广泛的应用。随着工业自动化的发展，对PLC之间以及PLC同其它控制设备之间相互联系的要求也相应提高。但是PLC的生产厂家众多，各公司都有自己专用网络通讯手段，各种机型互不兼容，没有明确一致的标准，在编程元件的种类、数目、编程语言等方面各不相同，互不兼容。这造成了不同PLC之间的通讯困难，不利于实际生产。随着工业控制的发展，这样的问题将越来越突出。针对这些问题，本文设计了面向PLC的通用图形化控制平台，它能实现控制网络中的不同型号PLC之间联网和通讯。该平台根据主流的PLC的通讯协议，采用星形的网络结构和串行通讯技术来进行设计，能自动识别PLC的型号和指令格式，实现各种PLC之间的互换和通讯。平台根据PLC的梯形图，自动生成PLC的指令程序，并下装到PLC执行。平台在水电机组仿真机上进行了验证，达到了设计要求。本平台不仅具有众多的PLC编程调试软件的功能，而且可以实现不同PLC应用程序在功能相同的前提下的相互转换，使该平台能凌驾于PLC之上。该平台的主要优点是：1)系统工程师可以只需要熟悉该软件就能对不同PLC进行使用、控制，而无须了解各种PLC的通讯协议；2)节约资金，可把现有的PLC用于自动控制中，而不必再购买相互兼容的PLC；3)节约人力，只需少数几人就可对整个控制系统中的PLC进行控制，而无须培训较多的技术人员；4)可方便地对PLC进行联网，提高控制范围及控制规模。可以预见，这种面向PLC的图形化软件将在我国的工业生产中有着非常广阔的应用前景。5.期刊论文卢艳军.任立义.闻邦春基于软件PLC的I/O控制研究-机械制造2005,43(7)分析了传统数控系统中常用的离散I/O控制的不足,给出了将软件PLC嵌入到数控系统的一个参考结构,并对软件PLC的系统结构进行了总体设计,确定了PLC具有的几个基本功能模块,包括梯形图的编辑、编译、模拟显示、执行、打印等,最后定义了部分PLC与数控系统以及PLC与机床的接口信号.6.期刊论文龚仲华.GONGZhong-huaFANUCOi倍率信号的PLC控制-机床电器2006,33(1)本文介绍了一种用于FANUCOi系统,通过PLC数据表的设定,可以任意改变倍率值的进给倍率控制PLC程序.7.期刊论文李松玲.LISong-lingPLC控制交流变频调速控制系统在船用电梯中的应用-船舶工程2009,31(z1)以OMRON的CQM1PLC控制安川VS-616G5组成的控制系统为例,介绍了该系统在齿轮齿条驱动的船用电梯中应用的硬件结构、PLC和变频器通讯的相关程序设计及变频器的参数设置,以及基于自定义协议的PLC与环境监测智能仪表之间的通讯.突出了PLC+变频器在船用电梯中的控制特点,为PLC+变频器在船用电梯控制中的应用提供了实际经验.8.期刊论文尤亚峰.马新华.李乔军.肖开华.YOUYa-feng.MAXin-hua.LIQiao-jun.XiaoKai-hua基于PLC的水泵试验台电动阀门PI控制的实现-排灌机械2007,25(4)阀门控制是水泵试验台自动控制系统的一个关键.采用工业控制计算机,根据专家系统确定最优工况的各试验流量,通过泵参数测量仪接收传感器的数据,对采集的相应数据进行处理分析并向PLC发出指令,PLC采用