【中文摘要】

随着科学技术不断进步和社会飞速发展，洗衣机成为人民日常生活息息相关的家用电器产品。

洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。基于全自动洗衣机的应用日益广泛，本次设计利用来PLC控制全自动洗衣机，与传统的继电器逻辑控制系统相比较，洗衣机可靠性、节能性得到了提高。PLC控制不需要大量的活动部件和电子元器件，它的接线也大大减少，与此同时系统维修简单、维修时间缩短。

本次设计基于PLC的全自动洗衣机控制，课题源于市场上洗衣机产品。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】 全自动 洗衣机 PLC

目录

中文摘要 ………………………………………………………………………1

第1章 PLC控制系统概述 ………………………………………………2

1.1 PLC控制系统设计的基本原 ……………………………………………2 1.2 系统的控制要求 …………………………………………………………2

第2章 主电路设计 ………………………………………………………2

2.1 全自动洗衣机的工作原理 …………………………………………………2 2.2 主电路设计 ………………………………………………………………3

第3章 PLC选择及I/O连接图

3.1 PLC和选择 …………………………………………………………………3 3.2系统资源分配 ………………………………………………………………3 3.3 I/0连接图 …………………………………………………………………4

第4章 流程图、梯形图

4.1 洗衣机工作流程图 …………………………………………………………5 4.2 梯形图 ……………………………………………………………………5

第5章 元器件选择

5.1 全自动洗衣机的水位开关 …………………………………………………12

课程设计总结 …………………………………………………………………13 参考文献 ……………………………………………………………………13 致谢 ……………………………………………………………………………13

第1章

1.1 PLC控制系统设计的基本原则

PLC控制系统概述

任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：

1. 最大限度地满足被控对象的控制要求

充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。

2. 保证PLC控制系统安全可靠

保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。

3. 在满足控制要求的前提下，力求简单、经济、使用及维修方便 一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。

4．考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC时，在I/O点数和内存容量上适当留有余地。 由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。

5． 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。

1.2 系统的控制要求

（1） 按下启动按钮及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，自动关水 （2） 进水结束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） 具有手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）

（8） 设有门开关保护，打开门后所有工作结束， 关门后继续洗涤

（9） 洗衣机设有洗涤剩余时间显示、高低水位显示、工作过程指示

第2章 主电路设计

2.1 全自动洗衣机的工作原理

以日常生活中最常见的波轮式全自动洗衣机为例，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（甩水）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，将水由外桶排出到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、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。波轮式全自动洗衣机的实物示意图如图1.1所示。

2.2 主电路设计

～家用洗衣机电相为单相电机，常采用电容启动，单相电机改变转向的原理是：副绕组的电流超前或者滞后于主绕组便可以正传或者反转。根据这个原理你可以调换主绕组或者副绕组的接线端即可。

图2.1 单相电机正反转接线图

图2.1 单相电机正反内部线路示意图

第3章 PLC选择及I/O连接图

3.1 PLC选择

本系统涉及器件较多，需用到输入口13个，输出口14个，故选择S7-200系列CPU226型PLC,另外显示要用到TD200文本显示器显示剩余时间。

3.2系统资源分配

1. 输入地址分配

全自动洗衣机控制系统的输入有启动、停止、高水位、中水位、低水位、手动排水和手动脱水按钮以及高水位、中水位、低水位和排空检测开关等共15个输入点。具体的输入分配如表3-1所示。

表

 

 

 

2. 输出地址分配

全自动洗衣机控制系统的外部设备有进水电磁阀、排水电机继电器、主电机正/反转洗涤继电器、蜂鸣器、指示灯等。具体的输出分配如表3-2所示。

表

 

 

通电启动

停止

开始洗涤

门开关高水位选择中水位选择

低水位选择

手动排水手动脱水

高水位压力

开关中水位压力

开关

低水位压力

开关

排空检测开

关

通电指示灯主电机正转继电器主电机反转继电器排水电机继

电器进水电磁阀主电机脱水继电器进水指示灯

洗涤指示灯

脱水指示灯蜂鸣器高水位指示

灯中水位指示

灯低水位指示

灯排水指示灯

第4章 流程图、梯形图

4.1 洗衣机工作流程图

 

图4.1洗衣机工作流程图

4.2 梯形图

 

通电标志

 

M0.0

 

高水位选择指示

全自动洗衣机 PLC 控制系统设计

6

中水位选择指示

低水位指示

高水位标志

中水位标志

低水位标志

自动洗涤标志 M0.2

调用自动洗涤子程序

手动排水标志

手动排水

手动脱水标志

 

全自动洗衣机 PLC 控制系统设计

7

手动脱水

自动洗涤程序

开盖停止所有工作

显示数据地址

进水

 

 

全自动洗衣机 PLC 控制系统设计

8

等待 2S

洗涤正转 30S

等待 2S

 

全自动洗衣机 PLC 控制系统设计

9

洗涤反转 30S

等待 2S

判断正反洗涤次数是否达到 5 次

 

 

10

 

11

 

 

 

12

第5章 元器件选择

5.1 全自动洗衣机的水位开关

本系统采用机械式控制水位开关（水位传感器）。机械式水位开关原理是在正常情况下，微电脑全自动洗衣机的水位开关在没有受到水压时，两插片的触点是断开的。在选定洗涤程序、选择水位后，洗衣机开始工作，先进水，当水位到一定高度后，盛水桶气室中的气压达到一定值，通过导气管把气压传到水位开关橡胶密封圈上，克服水位开关弹簧、扭簧的力而推动橡胶密封圈动作，使两插片触点接通，这样就给微电脑一个信号，说明已到所选水位。同样选定脱水程序，在洗衣机排水后，水位退到一定高度时，由于弹簧力作用，水位开关橡胶密封圈复原，而使两触点断开，给微电脑一个动作信号，过一段排水时间后，微电脑就控制电机运转，开始脱水。

课程设计总结

本设计具有性能可靠，外围电路简单等优点，设计思路清晰，程序简单明了。但由于篇幅限制，很多细节没有进行相应描述。鉴于水平有限，有不对之处，望多提出批评指导。

本次课程设计使我深有感触，只要付出就有回报，遇到问题多与老师同学交流，利用网络资源学习。通过这次课程设计，我明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。

致谢

在这次课程设计的撰写过程中，我得到了许多人的帮助。

首先我要感谢在课程设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助，这是我能顺利完成这次报告的主要原因，更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题，让我能把系统做得更加完善。在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。

其次，我要感谢帮助过我的同学，他们也为我解决了不少我不太明白的设计上的难题。同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。

最后再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学。

参考文献

[1] 于桂音，邓洪伟 电气控制与PLC .中国电力出版社

[2] 谢克明，夏路易 可编程控制器原理与程序设计 [M] .北京：电子工业出版社 [3] 廖常初 可编程序控制器应用技术（第四版） 重庆大学出版社 2002

[4] 王永华 现代电气控制及PLC应用技术 [M] .北京： 北京航空航天大学出版社，2003. [5] 蒋金周 全自动洗衣机的PC智能控制 机电一体化

[6] 吴存宏 浅谈PLC在全自动洗衣机中运用 .家用电器科技，2000