【中文摘要】

隨著科學技術不斷進步和社會飛速發展，洗衣機成為人民日常生活息息相關的家用電器產品。

洗衣機的全自動化、多功能化、智能化是其發展方向。基于全自動洗衣機的應用日益廣泛，本次設計利用來PLC控制全自動洗衣機，與傳統的繼電器邏輯控制系統相比較，洗衣機可靠性、節能性得到了提高。PLC控制不需要大量的活動部件和電子元器件，它的接線也大大減少，與此同時系統維修簡單、維修時間縮短。

本次設計基于PLC的全自動洗衣機控制，課題源于市場上洗衣機產品。本設計以操作簡單、使用可靠、維護修理方便作為主要設計方向。 【關鍵詞】 全自動 洗衣機 PLC

目錄

中文摘要 ………………………………………………………………………1

第1章 PLC控制系統概述 ………………………………………………2

1.1 PLC控制系統設計的基本原 ……………………………………………2 1.2 系統的控制要求 …………………………………………………………2

第2章 主電路設計 ………………………………………………………2

2.1 全自動洗衣機的工作原理 …………………………………………………2 2.2 主電路設計 ………………………………………………………………3

第3章 PLC選擇及I/O連接圖

3.1 PLC和選擇 …………………………………………………………………3 3.2系統資源分配 ………………………………………………………………3 3.3 I/0連接圖 …………………………………………………………………4

第4章 流程圖、梯形圖

4.1 洗衣機工作流程圖 …………………………………………………………5 4.2 梯形圖 ……………………………………………………………………5

第5章 元器件選擇

5.1 全自動洗衣機的水位開關 …………………………………………………12

課程設計總結 …………………………………………………………………13 參考文獻 ……………………………………………………………………13 致謝 ……………………………………………………………………………13

第1章

1.1 PLC控制系統設計的基本原則

PLC控制系統概述

任何一種控制系統都是為了實現被控對象的工藝要求，以提高生產效率和產品質量。因此，在設計PLC控制系統時，應遵循以下基本原則：

1. 最大限度地滿足被控對象的控制要求

充分發揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計PLC控制系統的首要前提，這也是設計中最重要的一條原則。這就要求設計人員在設計前就要深入現場進行調查研究，收集控制現場的資料，收集相關先進的國內、國外資料。同時要注意和現場的工程管理人員、工程技術人員、現場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問題。

2. 保證PLC控制系統安全可靠

保證PLC控制系統能夠長期安全、可靠、穩定運行，是設計控制系統的重要原則。這就要求設計者在系統設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確保控制系統安全可靠。例如：應該保證PLC程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。

3. 在滿足控制要求的前提下，力求簡單、經濟、使用及維修方便 一個新的控制工程固然能提高產品的質量和數量，帶來巨大的經濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統簡單、經濟，而且要使控制系統的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。

4．考慮到生產發展和工藝的改進，在選用PLC時，在I/O點數和內存容量上適當留有余地。 由于技術的不斷發展，控制系統的要求也將會不斷地提高，設計時要適當考慮到今后控制系統發展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點數和內存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產的發展和工藝的改進。

5． 軟件設計主要是指編寫程序，要求程序結構清楚，可讀性強，程序簡短，占用內存少，掃描周期短。

1.2 系統的控制要求

（1） 按下啟動按鈕及水位選擇開關，開始進水直到高（中、低）水位，自動關水 （2） 進水結束2秒后開始洗滌

（3） 洗滌時，正轉30秒，停2秒，然后反轉30秒，停2秒 （4） 如此循環5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒 （5） 開始清洗，重復（1）～（4），清洗兩遍 （6） 清洗完成，報警3秒并自動停機

（7） 具有手動排水（不脫水）和手動脫水（不計數）

（8） 設有門開關保護，打開門后所有工作結束， 關門后繼續洗滌

（9） 洗衣機設有洗滌剩余時間顯示、高低水位顯示、工作過程指示

第2章 主電路設計

2.1 全自動洗衣機的工作原理

以日常生活中最常見的波輪式全自動洗衣機為例，洗衣機的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。內桶可以旋轉，作脫水（甩水）用。內桶的四周有很多小孔，使內外桶的水流相通。該洗衣機的進水和排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥來執

 

行。進水時，通過電控系統使進水閥打開，經進

水管將水注入到外桶。排水時，通過電控系統使排水閥打開，將水由外桶排出到機外。洗滌正轉、反轉由洗滌電動機驅動波盤正、反轉來實現，此時脫水桶并不旋轉。脫水時，通過電控系統將離合器合上，由洗滌電動機帶動內桶正轉進行甩干。高、低水位開關分別用來檢測高、低水位。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作。停止按鈕用來實現手動停止進水、排水、脫水及報警。排水按鈕用來實現手動排水。波輪式全自動洗衣機的實物示意圖如圖1.1所示。

2.2 主電路設計

～家用洗衣機電相為單相電機，常采用電容啟動，單相電機改變轉向的原理是：副繞組的電流超前或者滯后于主繞組便可以正傳或者反轉。根據這個原理你可以調換主繞組或者副繞組的接線端即可。

圖2.1 單相電機正反轉接線圖

圖2.1 單相電機正反內部線路示意圖

第3章 PLC選擇及I/O連接圖

3.1 PLC選擇

本系統涉及器件較多，需用到輸入口13個，輸出口14個，故選擇S7-200系列CPU226型PLC,另外顯示要用到TD200文本顯示器顯示剩余時間。

3.2系統資源分配

1. 輸入地址分配

全自動洗衣機控制系統的輸入有啟動、停止、高水位、中水位、低水位、手動排水和手動脫水按鈕以及高水位、中水位、低水位和排空檢測開關等共15個輸入點。具體的輸入分配如表3-1所示。

表

 

 

 

2. 輸出地址分配

全自動洗衣機控制系統的外部設備有進水電磁閥、排水電機繼電器、主電機正/反轉洗滌繼電器、蜂鳴器、指示燈等。具體的輸出分配如表3-2所示。

表

 

 

通電啟動

停止

開始洗滌

門開關高水位選擇中水位選擇

低水位選擇

手動排水手動脫水

高水位壓力

開關中水位壓力

開關

低水位壓力

開關

排空檢測開

關

通電指示燈主電機正轉繼電器主電機反轉繼電器排水電機繼

電器進水電磁閥主電機脫水繼電器進水指示燈

洗滌指示燈

脫水指示燈蜂鳴器高水位指示

燈中水位指示

燈低水位指示

燈排水指示燈

第4章 流程圖、梯形圖

4.1 洗衣機工作流程圖

 

圖4.1洗衣機工作流程圖

4.2 梯形圖

 

通電標志

 

M0.0

 

高水位選擇指示

全自動洗衣機 PLC 控制系統設計

6

中水位選擇指示

低水位指示

高水位標志

中水位標志

低水位標志

自動洗滌標志 M0.2

調用自動洗滌子程序

手動排水標志

手動排水

手動脫水標志

 

全自動洗衣機 PLC 控制系統設計

7

手動脫水

自動洗滌程序

開蓋停止所有工作

顯示數據地址

進水

 

 

全自動洗衣機 PLC 控制系統設計

8

等待 2S

洗滌正轉 30S

等待 2S

 

全自動洗衣機 PLC 控制系統設計

9

洗滌反轉 30S

等待 2S

判斷正反洗滌次數是否達到 5 次

 

 

10

 

11

 

 

 

12

第5章 元器件選擇

5.1 全自動洗衣機的水位開關

本系統采用機械式控制水位開關（水位傳感器）。機械式水位開關原理是在正常情況下，微電腦全自動洗衣機的水位開關在沒有受到水壓時，兩插片的觸點是斷開的。在選定洗滌程序、選擇水位后，洗衣機開始工作，先進水，當水位到一定高度后，盛水桶氣室中的氣壓達到一定值，通過導氣管把氣壓傳到水位開關橡膠密封圈上，克服水位開關彈簧、扭簧的力而推動橡膠密封圈動作，使兩插片觸點接通，這樣就給微電腦一個信號，說明已到所選水位。同樣選定脫水程序，在洗衣機排水后，水位退到一定高度時，由于彈簧力作用，水位開關橡膠密封圈復原，而使兩觸點斷開，給微電腦一個動作信號，過一段排水時間后，微電腦就控制電機運轉，開始脫水。

課程設計總結

本設計具有性能可靠，外圍電路簡單等優點，設計思路清晰，程序簡單明了。但由于篇幅限制，很多細節沒有進行相應描述。鑒于水平有限，有不對之處，望多提出批評指導。

本次課程設計使我深有感觸，只要付出就有回報，遇到問題多與老師同學交流，利用網絡資源學習。通過這次課程設計，我明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己的知識和綜合素質。

致謝

在這次課程設計的撰寫過程中，我得到了許多人的幫助。

首先我要感謝在課程設計上給予我的指導、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術上的難題，讓我能把系統做得更加完善。在此期間，我不僅學到了許多新的知識，而且也開闊了視野，提高了自己的設計能力。

其次，我要感謝幫助過我的同學，他們也為我解決了不少我不太明白的設計上的難題。同時也感謝學院為我提供良好的做畢業設計的環境。

最后再一次感謝所有在設計中曾經幫助過我的良師益友和同學。

參考文獻

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[2] 謝克明，夏路易 可編程控制器原理與程序設計 [M] .北京：電子工業出版社 [3] 廖常初 可編程序控制器應用技術（第四版） 重慶大學出版社 2002

[4] 王永華 現代電氣控制及PLC應用技術 [M] .北京： 北京航空航天大學出版社，2003. [5] 蔣金周 全自動洗衣機的PC智能控制 機電一體化

[6] 吳存宏 淺談PLC在全自動洗衣機中運用 .家用電器科技，2000