全自动洗衣机课程设计

全自动洗衣机课程设计

PLC课程设计

院系名称： 机电工程学院 题 目: 全自动洗衣机的控制

专业班级： 电自化0803 学生姓名： 学 号： 设计地点：

设计时间： 2011-11-28至2011-12-09 指导教师：

一、 概述

全自动洗衣机已经是普及的家用电器，并且现在工业用的全自动洗衣

机由于其特殊性，也越来越多的采用 PLC、变频器和触摸屏。该控制对象具有如下功能：波轮式全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安装的。外桶固定，作乘水用；内桶可以旋转，作脱水（甩干）用。内桶的四周有许多小孔，使内外桶水流相通。洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀控制。进水时，控制系统使进水电磁阀打开，将水注入外桶；排水时，使排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外。洗涤和脱水由同一台电动机拖动，通过电磁阀离合器来控制，将动力传递给洗涤波轮或甩干桶（内桶）。电磁离合器失电时，电动机带动洗涤波轮实现正、反转，进行洗涤；电磁离合器得电时，电动机带动内桶单向旋转，进行甩干（此时波轮不转）。水位高低分别由高低水位开关进行检测，启动按钮用来启动洗衣机工作。

二、控制要求

启动时，首先进水，到高位时停止进水，开始洗涤。正转洗涤15s 暂停3s后反转洗涤15s，暂停3s后再正转洗涤，如此反复30次。洗涤结束后开始排水，当水位下降到低水位时，进行脱水（同时排水），脱水时间为10s。这样完成一次从进水到脱水的大循环过程。

经过3次上述大循环后（第2、3次为漂涤），进行完成后报警，报警10s后结束全部过程，自动停机。

此外，还要求可以按下排水按钮以实现手动排水；按下停止按钮以实现手动停止进水、排水、脱水及报警。

三、 所需设备

（1） 液位传感器、按钮、报警器、选择开关、电磁离合器、电动机等； （2） 计算机（用户自备）一台； （3） 可编程控制器（带编程电缆）一根； （4） 编程软件； （5） 导线若干 。

四、硬件电路设计

4.1 PLC选型

PLC是一种用作数字控制的专用电子计算机，它根据用户给的指令，通过输入接口现场采样信息执行逻辑或数值运算，再通过输出接口去控制各种执行机构动作。它主要由CPU、存储器、I/O接口模板三部分。它是整体模块形式，由它作为洗衣机控制系统，在硬件设计上就相对简单点。通过对结构图的分析，可知全自动洗衣机的I/O点不多，选择抵挡的三菱FX2N系列FX2N---32MR，可以完全满足其要求，FX2N---32MR有32个I/O，根据输入，输出口的总点数，考虑留有适当余量，采用三菱FX2N-32MR型PLC，可满足设计要求。 4.2输入输出地址分配表

I/O地址 X000 X001 X002 X003 X004 Y000 Y001 Y002 Y003 Y004 Y005

五、软件设计 5.1控制方案

在工业控制领域，许多的控制过程都可用顺序控制的方式来实现，使用步进指令实现顺序控制既方便又便于阅读修改，所以在全自动洗衣机的梯形图控制中，采用步进顺序指令来实现控制。利用状态寄存器S0-S499中的一部分来编写步进梯形图进行控制。PLC顺序控制编程的主要依据是状态流程图，运用STL和RET步进指令进行编程。利用SET置位指令将某状态的状态继电器元件置位后，该状态的步进点闭合，这时顺序控制进入该状态。当转移至下一状态的条件满足时，利用SET置位指令又将下一状态的状态寄存器置位，这时顺序控制进入下一个状态，而上一个状态寄存器自动复位。 5.2全自动洗衣机控制程序流程图

信号名称 启动按钮 高水位开关 低水位开关 停止按钮 手动排水 启动洗衣机 电动机正转线圈 电动机反转线圈 排水阀 脱水电磁离合器 报警 功能说明 开启洗衣机运行 选择高水位 选择底水位 关闭洗衣机运行 选择手动排水 开启洗衣机 电动机正转 电动机反转 开启排水 开启脱水 启动报警 备注 常开 常开 常开 常开 常开 通有效 通有效 通有效 通有效 通有效 通有效

5.3全自动洗衣机步进梯形图

5.4 中间变量的记录

程序中共用到6个计时器，2个计数器。T0为正转15s计时器，T1为正转

15后暂停2s计时器，T2为反转15s计时器，T3反转后暂停3s计时器，T4为脱水10s计时器，T5为报警10计时器。C0为正反洗涤30次计数器， C1为反复进水脱水3次计数器。

程序运行时，PLC由STOP状态变为RUN状态，M8002有信号，从而置位S0，复位计数器C1。闭合启动按钮，置位S20，复位C0，并且系统控制进水阀开始进水，进水完毕后，计时器T0开始计时，从0递增到15，之后正转计时器T1开始计时，由0递增到150。正转15s后，T2计时器工作，从0到15，暂停3s。接着反转计时器T3工作，也是从0到150，之后T4计时器启动，从0到15变化。T4计时完毕，计数器C0开始计数一次，此后回到S22，T1计时器重新开始计时，依次到T4,当C0计数30次到时，排水。排空后，T5计时器计时，从0到100，开始脱水10s。脱水完毕，C1开始计数一次，之后程序返回到S20状态寄存器。重新开始进水—洗涤—排水过程，直到反复三次后，即C1计数二次时，T6计时器启动，从0到3，报警10s。

5.5 系统调试

连接好PLC，打开软件，选定合适的通信端口。首先用软件远程使PLC停止工作，RUN灯熄灭。然后把编好的程序写入PLC，再用软件启动PLC，发现PLC的RUN指示灯亮，程序运行时，按下启动按钮X0，置位状态寄存器S20，控制进水阀开始进水。由外部跟定液位信号，比如选定高水位洗涤，则闭合X1,

过一会儿再闭合X1，相当于已达到高水位，从而置位S21，S20自动复位，关闭进水，同时启动T0计时器暂停3s。计时完毕，T0常开点闭合，置位S22，洗衣机开始正转，并开启T0计时器计时15s。计时完毕，T1常开点闭合，置位S23，开启暂停3s的T2计时器。计时完毕，T2常开点闭合，置位S24，控制电动机反转，同时开启T3计时器计时15s。计时完毕，T3常开点闭合，从而置位S25，开启暂停3s计时器T4。计时到时，并启动计时器C0，计数一次，同时返回S22，直到计数器计到30次时，置位S26，开始排水.当排空后，从而置位S27,启动脱水，并保持排水，同时开启T5计时器计时10s。计时到时，T5常开点闭合，C1计数一次，同时返回S20，直到C1计时3次时，即反复洗涤三次后，C1常开点闭合，置位S28，开启报警电路，扬声器发出响声提示洗衣完成。在每一步顺序运行时，上一步的状态寄存器均自动复位。

在程序运行中，闭合X3，各状态寄存器均无信号，通过选择手动排水和手动脱水档位，可实现手动排水和手动脱水功能。若要实现轻柔洗功能，需添加X0作为轻柔洗档位，把X1设为标准洗档位，轻柔洗的过程可以通过一些计时器把正反转的时间设定的小一些。编程和上述基本类似。

六．设计心得

经过将近一周的全自动洗衣机PLC课程设计，让我收获颇丰，不仅熟悉了全自动洗衣机的工作过程，还学会了使用步进指令。步进指令简单，直观，易于阅读，使用它来控制洗衣机的工作过程，真的很是方便。几天的课程设计，让我加深了对PLC的认识和理解，也知道了PLC应用于工业控制的优点所在，更重要的是让我看到了自己知识的匮乏，也坚定了以后要不断的学习，不断的向身边的人虚心请教，同时要借助于图书馆和网络来扩充自己的知识面的决心。也只有这样，在以后的社会竞争中，自己才能有立足之地，才能有所作为。

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