全自动洗衣机PLC课程设计

佛山科学技术学院课程设计用纸1摘要本文利用可编程控制器PLC实现了洗衣机的全自动控制，说明了PLC控制的原理方法，特点及控制洗衣机的特色。文章在介绍洗衣机结构的同时，对全自动洗衣机的控制系统进行分析，在此基础上提出了基于PLC的全自动洗衣机控制方案，并对方案进行了论证,根据洗衣机的工作原理对程序及其开关等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化，并实现了多台控制。由于每遍的洗涤，排水，脱水的时间由PLC内计数器控制，所以只要改变计数器参数就可以改变时间。关键词：PLC;全自动洗衣机;控制佛山科学技术学院课程设计用纸2目录目录目录目录1、设计任务分析.................................................................................32、全自动洗衣机总体方案的设计.....................................................32.1洗衣机的工作方式.................................................................32.2全自动洗衣机设计的主要内容.............................................32.3全自动洗衣机设计的具体要求.............................................43、全自动洗衣机面板布置图及功能分析.........................................43.1全自动洗衣机面板布置.........................................................43.2全自动洗衣机的功能分析.....................................................53.3各状态下部分输出器件动作关系.........................................54、硬件电路设计.................................................................................65、软件系统设计.................................................................................75.1I/O端口分配.........................................................................85.2I/O端口接线图.....................................................................86、全自动洗衣机的动作流程图.........................................................97、程序调试.......................................................................................137.1部分调试...............................................................................137.2系统整体调试.......................................................................218、设计体会.......................................................................................24参考文献.............................................................................................26附录：全自动洗衣机PLC控制程序.................................................27佛山科学技术学院课程设计用纸31、设计任务分析全自动洗衣机因操作方便、节省人力和资源，有多种功能可自主选择等优点，现在已得到了普遍的应用。全自动洗衣机主要是通过PLC程序为核心进行控制，主要是通过点击的运转来带动洗衣机波轮工作，为了使洗衣机安装程序正常运转，再次加入了水位开关、洗涤选择开关、漂洗选择开关等。通过各种开关组成控制电路，来控制电动机、进水电磁阀、排水电磁阀及蜂鸣器的电压输出，使洗衣机实现程序运转，从而达到洗衣的目的。2、全自动洗衣机总体方案的设计2.1洗衣机的工作方式全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安放的，外桶固定，作盛水用内桶可以旋转，用于脱水。内桶的周围有很多小孔，使内外桶的水流相通。洗衣机的进水和排水分别有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，将水由外桶排除到机外。洗涤的正转、反转由洗涤电动机拖动波轮正、反转来实现，洗涤和清漂时，脱水桶不旋转。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、中、低水位开关分别检测洗衣桶内的高、中、低水位。按所需要功能悬着洗涤方式、洗涤过程和水位后，按启动按钮，洗衣机按所选择的要求进行洗涤，过程完成后声响报警停止工作。2.2全自动洗衣机设计的主要内容本洗衣机具有两种洗涤方式：标准洗和轻柔洗。标准洗可以佛山科学技术学院课程设计用纸4选择全程洗（洗涤、清漂、脱水全过程）、清漂洗（清漂和脱水过程）、脱水中任意一种；轻柔洗只能为全程洗。每种洗涤方式有高、中、低三种水位供选择，洗涤过程中只能改变水位，而不能改变已选择的洗涤程序。2.3全自动洗衣机设计的具体要求（1）按下电源按钮，系统默认标准全程洗涤洗、中水位。（2）根据所需要求进行水位选择、洗涤程序选择和洗涤方式选择。（3）按下启动按钮，洗衣机按照所选择的方式进行洗涤。（4）水位选择要求按动水位按钮一次，进行一次水位选择，按照高、中、低循环式选择，某个水位被选择时，对应水位指示灯点亮。（5）洗涤程序选择要求按动一次程序选择按钮，进行一次选择，按照全程洗、清漂洗、脱水循环式选择，对应的指示灯点亮。（6）洗涤方式序选择要求按动一次程序选择按钮，进行一次选择，按照标准洗、轻柔洗循环式选择，对应的指示灯点亮。（7）如清漂过程中，清漂指示灯断续点亮，显示系统处于清漂过程中。清漂过程结束，清漂指示灯熄灭。洗涤过程、脱水过程与此相同。（8）洗衣过程中，按下启动/暂停按钮，暂停洗衣，再按启动/暂停按钮，系统从暂停点处开始运行。洗衣过程中按下电源开/关按钮，系统复位并断开电源。3、全自动洗衣机面板布置图及功能分析3.1全自动洗衣机面板布置全自动洗衣机面板布置图如图3-1所示佛山科学技术学院课程设计用纸5高中低洗涤清漂脱水标准轻柔水位SB2程序选择SB3方式选择SB4启动/暂停SB1电源开/关SB0正转反转高水位开关中水位开关低水位开关进水阀排水阀脱水阀蜂鸣器图3-1全自动洗衣机面板布置图3.2全自动洗衣机的功能分析本洗衣机具有三种的功能选择，即水位选择、洗涤程序（洗衣过程）选择和洗涤方式选择。三种不同形式选择的功能如下：水位选择：分别有高、中、低三种水位，洗衣机水桶水位到达所选择的水位时，相应的水位开关闭合，反之水位开关断开。洗涤程序选择：分为全程洗（洗涤、清漂、脱水全过程）、清漂洗（清漂和脱水过程）、脱水三种。洗涤方式选择：分标准洗和轻柔洗两种，标准洗和轻柔洗的不同在于，一是在洗涤、清漂、脱水各过程中所需时间不同；二是标准洗可以选择全程洗、清漂洗、脱水中任意一种，轻柔洗只能为全程洗。3.3各状态下部分输出器件动作关系洗衣过程中，各状态与部分输出器件的关系如图3-2所示。佛山科学技术学院课程设计用纸6表3-2各状态下部分输出器件动作关系进水电磁阀排水电磁阀脱水电磁阀电动机正转接触器电动机反转接触器报警蜂鸣器进水ONOFFOFFOFFOFF洗涤正转OFFOFFOFFONOFFOFF洗涤反转OFFOFFOFFOFFONOFF清漂正转OFFOFFOFFONOFFOFF清漂反转OFFOFFOFFOFFONOFF排水OFFONOFFOFFOFFOFF脱水OFFONONONOFFOFF结束报警OFFOFFOFFOFFOFFON4、硬件电路设计硬件电路图如图4-1所示。佛山科学技术学院课程设计用纸7图4-1硬件电路设计5、软件系统设计佛山科学技术学院课程设计用纸85.1I/O端口分配输入端的I/0端口分配如图5-1所示，输出端I/O端口分配如图5-2所示。表5-1输入端I/0端口分配名称功能I/O编号名称功能I/O编号SB0电源开/关按钮X00SB4洗涤方式选择按钮X04SB1启动/暂停按钮X01SQ1高水位开关X05SB2水位设置按钮X02SQ2中水位开关X06SB3程序选择按钮X03SQ3低水位开关X07表5-2输出端I/O端口分配名称功能I/O编号名称功能I/O编号KM1电动机正转接触器Y00HL2中水位指示灯Y07KM2电动机反转接触器Y01HL3低水位指示灯Y10YV1进水电磁阀Y02HL4洗涤指示灯Y11YV2排水电磁阀Y03HL5清漂指示灯Y12YV3脱水电磁阀Y04HL6脱水指示灯Y135.2I/O端口接线图I/0端口接线图如图5-3所示。佛山科学技术学院课程设计用纸9图5-3I/0端口接线图6、全自动洗衣机的动作流程图洗衣机全过程流程图如图6-1所示。佛山科学技术学院课程设计用纸10图6-1洗衣全过程流程图开始停机起动按照选择方式洗涤起动选择洗涤方式洗涤程序水位起动工作完成报警按照标准方式最后脱水（标准：2min)(轻柔：1min）按照选择方式清漂标准洗涤？全程洗涤？清漂加脱水？NYYNN佛山科学技术学院课程设计用纸11洗衣机洗涤过程流程图如图6-2所示。图6-2洗涤过程流程图进水到达选择水位电机正转（标准：8s轻柔：3s）电机停止（2s）NY电机反转（标准：8s轻柔：3s）电机停止（2s）洗涤标准时间到？（标准：10min轻柔：6min）排水（时间：到达低水位再拖延5s）洗涤过程脱水（30s）佛山科学技术学院课程设计用纸12洗衣机清漂过程流程图如图6-3所示。图6-3清漂过程脱水进水清漂反转（标准：8s轻柔：3s）到达选择水位清漂正转（标准：8s轻柔：3s）电机停止2s清漂过程脱水（30s）电机停止2s排水（排水时间：到达低水位后再延时5s）清漂时间到？（标准：5min轻柔：2min）脱水次数等于1？最后过程脱水YNYN佛山科学技术学院课程设计用纸137、程序调试7.1部分调试7.1.1电源开/关电源开/关控制程序如图7-1所示。图7-1电源开/关控制程序如图7-1，按下电源开/关按钮，产生一个上升沿微分输出M10，并同时对所有计数器、所有状态、所有指示灯、主控开关复位。采用二分频电路原理，后接主控电路。M12用于洗衣机工作完成断开电源。7.1.2启动/暂停启动/暂停控制程序如图7-2所示图7-2启动/暂停控制程序佛山科学技术学院课程设计用纸14如图7-2，按下启动/暂停按钮，产生一个上升沿微分输出M21。采用二分频电路原理，后接主控电路一级嵌套N1。7.1.3水位选择和进水水位选择和进水控制程序如图7-3所示。图7-3水位选择和进水控制程序佛山科学技术学院课程设计用纸15如图7-3，此模块采用一级嵌套，主控开关M17接通，此时计数器C0的值为0，K1C0，M0为ON，中水位指示灯0N，高、低水位指示灯OFF，符合设计要求默认中水位；按下一次水位选择按钮，C0为1，K1=C0。M1为ON，低水