基于三菱PLC的全自动洗衣机系统的设计

第一篇：基于三菱PLC的全自动洗衣机系统的设计

摘要

目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高，目前的洗衣机主要有强弱洗涤功能、进排水系统故障自动诊断功能、暂停等七大功能，在许多方面还不能达到人们的需求。这就要求设计者们有更高的专业和技术水平，能够提出更多好的建议和新的课题，将人们的需要变成现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的全自动洗衣机。目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容，大多洗衣的厂家都注重各自品牌的洗衣机的特长，突出一两个与别的洗衣机不同的个性化的功能，洗衣机的各项功能是PLC控制实现的，控制功能灵活，因此，设计出基于PLC全自动洗衣机控制电路系统具有很强的实用性。

本设计采用物美价廉的三菱为控制核心,为保证洗衣机及人身安全,设计了蜂鸣报警电路。功率驱动电路由可控硅实施对电动机,进水阀,排水阀的控制。为方便读者更快地了解,熟悉本设计,作为基础知识,还介绍了与全自动洗衣机有关的一些常见的PLC基本功能,使全自动洗衣机能更加智能化,更加完善。关键词：PLC，洗衣机，梯形图

I

目录

摘要..........................................................................I 1 洗衣机的概述...............................................................1

1.1洗衣机的分类...........................................................1

1.1.1 按结构形式划分......................................................................................................................1 1.1.2 按洗涤方式与结构原理划分...............................................................................................1 1.1.3 按自动化程度分为.................................................................................................................1 1.2全自动洗衣机的介绍.....................................................2 2 三菱PLC洗衣机控制系统设计要求.............................................3

2.1控制要求...............................................................3 2.2解决思路...............................................................4 3 软件设计...................................................................4

3.1 洗衣机工作流程图.......................................................4 3.2可编程控制器的基本指令.................................................5 3.3 梯形图设计............................................................11 4 调试与检测................................................................14

4.1 程序传送.............................................................14 4.2 监控／测试...........................................................14 4.3 I/O地址分配与接线图..................................................14 参考文献.....................................................................16 附录 总梯形图................................................................17

II 洗衣机的概述

1.1洗衣机的分类

1.1.1 按结构形式划分

洗衣机按结构形式分为：单桶、双桶、多桶型。1.1.2 按洗涤方式与结构原理划分

按洗涤方式和结构原理分类，可以分为如下几种：

（1）滚筒式洗衣机：衣物半浸没于水中，滚筒作有规律的间歇的正反转动，靠滚筒内凸起把衣物带至高处再跌下，起揉搓作用，然后进行洗涤。其类型有：a、前装式滚筒洗衣机；b、顶装式滚筒洗衣机。

（2）波轮式（涡卷式）洗衣机也称日本式洗衣机：优点：结构简单，体积小，重量轻，操作方便，耗电量少，洗净率高。缺点：漂洗衣物不均匀，损衣率高。

（3）搅拌式或摆动式洗衣机：洗衣机有一根主柱，由电动机带动摆动叶绕定轴作周期往复运动，每次转动角度小于360度，通过旋转的力度来达到洗涤衣物的效果其他形式有：喷流式、喷射式、振动式等，市场上比较少见。1.1.3 按自动化程度分为

按自动化程度分为如下几种：

（1）普通型洗衣机：搅拌动作为电动机带动正转、反转及停靠定时器控制，而进水、排水、脱水等完全手动。

（2）半自动型洗衣机：a 半自动单筒型：洗涤、漂洗、进出水均自动按设定程序与时间进行，没有脱水机。b 半自动双筒型：由洗涤、脱水两部分组成。先自动完成洗涤、漂洗。再由人工把洗净的衣物放入甩干桶中脱水。

（3）全自动型洗衣机：可按选定的工作程序自动完成洗涤、漂洗、脱水、甩干、进水、排水等动作，无看管。其类型有：a 机械全自动型：由电动程控器控制。b 电脑全自动型：由电脑程控器控制。

1.2全自动洗衣机的介绍

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，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。

它能实现的功能有：首先系统处于初始状态时，按下启动按扭及水位选择开关，开始进水，水满（即水位到达高低）时停止进水。2秒后开始洗涤，洗涤时，正转15秒后暂停，暂停3秒后开始反转洗涤，反转洗涤15秒后暂停，暂停3秒。如此循环3次，总共180秒后开始排水，排空后（水位下降到低位）开始脱水并继续排水。脱水10秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。若未完成3次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了3次大循环，则进行洗完报警。报警10秒结束全部过程，自动停机。此外按排水按钮可实现手动排水；按停车按扭可停止进水、排水、脱水及报警。全自动洗衣机的实物示意图如下图1.1所示。

进水口启动按钮停止按钮排水按钮控制器高水位开关内桶外桶低水位开关排水口波盘洗涤电机

图1.1 全自动洗衣机的实物示意图

全自动洗衣机有各种洗涤程序,可供自由选择,工作时间可任意调节(洗涤0～16分钟,脱水0～5分钟)而且工作状态及洗、脱时间在面板都有显示,能自动处理脱水不平衡(具有各种故障和高低电压自动保护功能),工作结束或电源故障会自动断电,无需看管,确保安全。它还具有浸泡,手洗水流功能。它省时省力，操作简单，非常方便的适用于人们的日常生活中，给人们带来了更多的好处。三菱PLC洗衣机控制系统设计要求

本设计采用三菱PLC对洗衣机的工作流程进行控制，使其实现全自动洗衣机的功能。

2.1控制要求

（1）按下启动按钮SB1，进水电磁阀打开，进水指示灯亮（HL1点亮）；

（2）进水到达水位上限（按上限按钮），进水电磁阀关闭（HL1熄灭）。波轮电动机进行搅拌，开始洗涤，按照正转15s→停3s→反转15s→停3s的顺序反复进行30次；（3）洗涤过程结束，排水电磁阀打开（HL2点亮），开始自动排水；

（4）排水到达水位下限（按下下限按钮），排水电磁阀关闭（HL2熄灭）。排水电磁阀关闭2s后，进水电磁阀打开（HL1点亮），开始第二次洗涤，并重复（1）~（4）的步骤；

（5）洗涤过程完成3次（第三次按下限按钮）时，开始甩干（甩干电动机工作）；洗衣机在甩干的同时自动排水;（6）甩干与排水过程中共同进行10s后，同时结束，排水电磁阀关闭（HL2熄灭）。蜂鸣器HA进行蜂鸣报警（0.5s通，0.5s断），提示洗涤过程结束，直到按下停止按钮停止蜂鸣。

2.2解决思路

1.根据全自动洗衣机的控制要求，了解需要通过定时器来完成洗涤过程（正转与反转的交替）及蜂鸣器的报警的控制过程。

2.利用传感器来控制进水与排水的过程

3.利用输出所存和输出解锁存线圈更方便的来实现点动按钮的控制。软件设计

3.1 洗衣机工作流程图

脱水开始设定水位排水按下启动按钮Y水是否排完？N进水Y

水位到设定水位？Y延时10秒停止进水延时2sN

电动机反转洗衣电动机正转洗衣洗衣过程运行3次？Y洗完报警延时15秒结束暂停3秒

洗衣3次N延时15秒暂停3秒 Y图3.1洗衣机工作流程图

3.2可编程控制器的基本指令

（1）自锁电路

图3.2自锁电路梯形图

1、编程：用编程器或编程软件输入程序，并检验。

2、将X0钮子开关合上，Y0指示应亮。

3、将X0开关断开，Y0指示灯扔保持亮。

4、将X1开关接通，Y0指示灯灭。

图3.3自锁电路时序图

（2）S/R置位复位指令

图3.4 S/R置位复位指令应用梯形图

1、编程：用编程器或编程软件输入程序、并检验。

2、合上X1号开关，观察Y0指示灯。

3、断开X1号开关，观察Y0指示灯。

4、合上X2号开关，观察Y0指示灯。

5、断开X2号开关，观察Y0指示灯。

图3.5 S/R置位复位指令应用时序图

（3）PLS脉冲指令

图3.6 PLS脉冲指令应用梯形图

1、编程：用编程器或编程软件输入程序，并检查。

2、运用程序。

3、合上X0开关，观察Y0指示灯。

4、断开X0开关，观察Y0指示灯。

5、合上X1开关，观察Y0指示灯。

6、断开X1开关，观察Y0指示灯。

图3.7 PLS脉冲指令应用时序图

（4）定时器指令与应用

图3.8定时器指令应用梯形图1、2、编程：用编程器或编程软件输入程序，并检验。合上X0开关，观察Y0、Y1输出的变化。

图3.9 定时器指令应用时序图

（5）振荡器

图3.10 振荡器梯形图1、2、3、输入程序并检验，然后运行程序。观察Y0的变化。

闭合X0开关，观察Y0的变化，并监控T0、T1的工作情况。

图3.11振荡器时序图

（6）计数器指令与应用

图3.12 计数器指令应用梯形图1、2、3、4、编程输入程序并检验，然后运行程序。当X0开关断/通一次，计数器现行值加1。当X0开关断/通5次时，计数器现行值加1。当X1开关接通/断开时，C0复位，Y0灯灭。

图3.13 计数器指令应用时序图

（7）步进指令

图3.14步进指令梯形图1、2、3、编程：输入程序，并检验。

运行程序，监控S0、S1顺序接通X0-X3开关，观察Y0、Y1的发光指示。X3为关闭步进转换指令。

3.3 梯形图设计

SWOPC－FXGP／WIN－C为一个应用于FX系列可编程控制器的编程软件，可以在Windows98/ME/2000/XP操作系统下进行梯形图的编辑和指令表程序的编辑。微机与PLC的连接，可以用三菱公司的SC－08型电缆线串接SC－09型电缆线，SC－08的9针插头接微

机的RS232串行口，SC－09的圆形插头接PLC的通讯口。

运行SWOPC－FXGP／WIN－C软件。当选用语句表编程方式时，用鼠标点击语句表编辑区，其标题栏变为蓝色，成为当前工作区。用键盘输入语句表程序，覆盖工作区的“NOP”语句，回车后自动换行，当使用语句表编程时，梯形图编辑区立即将程序自动转换成梯形图，因此可以同时生成二个文件。当选用梯形图编程方式时，用鼠标点击梯形图编辑区，其标题栏变为蓝色，成为当前工作区。点击菜单栏[视图]－[功能]，将显示梯形图的绘图工具。编辑梯形图时，首先确定光标位置，在绘图工具栏内点击欲用的元件，此时出现一个对话框，输入元件号后，元件图形出现在原光标位置。按照这种方法，逐一将元件加到梯形图上。当梯形图完成后，点击工具栏的转换按钮，可以将梯形图转换成语句表程序。梯形图的单元设计如下:（1）按下启动按钮SB1时，S0初始化。按下停止按钮SB2，采用区间复位ZRST指令使洗衣机停止工作。启动和停止的梯形图如图3.15所示。

图3.15启动和停止梯形图

（2）按下启动按钮SB1，状态元件S20驱动进水电磁阀YA1输出线圈Y000，洗衣机进水，按下SB3可以实现手动排水，水到达高水位时SQ1闭合，状态元件S21驱动定时器T0延时2S，状态元件S22驱动接触器KM3闭合，驱动输出线圈Y002电动机M正转，开始洗涤。延时15S，再暂停3S后，状态元件S24驱动接触器KM4闭合，驱动输出线圈Y003电动机M反转。同样洗涤15S，在暂停3S。通过计数器C0和定时器T4的控制，如此洗涤3次。洗衣机的洗涤梯形图如图3.16所示。

图3.16洗衣机洗涤梯形图

（3）洗涤3次后，状态元件S26驱动接触器KM3闭合，驱动输出线圈Y002电动机M正转，开始脱水。低水位开关SQ2，脱水离合器YA3驱动输出线圈Y004，通过计数器C1计数3次，洗涤完成，状态元件S27驱动线圈Y005报警10S结束整个洗衣机的洗涤。脱水和报警结束梯形图如图3.17所示。

图3.17脱水和报警结束梯形图 调试与检测

4.1 程序传送

计算机RS232 C端口及PLC之间，必须用指定的电缆线及转换器连接。

读入――将PLC中的程序传送到计算机。操作方法是：执行[PLC]－[传送]－[读入]菜单命令。

写出――在PLC设置为STOP时，将计算机的程序发送到PLC中，操作方法是：执行[PLC]－[传送]－[写出]菜单命令，此时出现写出对话框，回答对话框并按确认按钮后完成。

校验――将计算机及PLC中的程序加以比较校验，操作方法是：执行[PLC]－[传送]－[校验]菜单命令。

4.2 监控／测试

PLC在运行时，可以利用“监控／测试”功能，监控元件，触点或线圈的工作情况。亦可以修改定时器与计数器的设定值。

当点击梯形图编辑区，可以完成如下监控：

首先执行[监控／测试]－[开始监控]菜单命令，监控／测试菜单出现如下几种监控命令。

元件监控（光标）――执行[监控／测试]－[元件监控]（光标）命令后，将光标选定的元件登录在元件监控窗口，可以进行监控。

改变设置值――执行[监控／测试]－[改变设置值]菜单命令后，出现改变当前值对话框。可以对定时器和计数器的设定值进行修改。

4.3 I/O地址分配与接线图

根据洗衣机操作的工艺过程及对控制系统的要求，首先归纳本系统中所有输入信号和输出信号；然后根据PLC的输入点和输出点进行I/O地址分配，使每个输入信号对应PLC内部的输入继电器，每个输出信号对应PLC内部的输出继电器。PLC洗衣机控制的I/O地址分配如表4.1所示。

表4.1 I/O分配表

牢记此分配表，将模块上的I/O口按照下图接线图连接好，检查无误后，将软件程序下载到模块中去，开启电源，手动操作按照设计要求演示好洗衣机的各个功能，修改程序直到将其能完善处理设计要求的各个功能。

图4.1模块接线图

参考文献

[1]张立科、PLC应用开发技术与工程实践、北京：人民邮电出版社、2005.1 [2]李国厚.PLC原理及应用设计.化学工业出版社,2005 [3]潘海燕.波轮式全自动洗衣机的单片控制[J].电子世界，2003（3）[4] 吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用[J].设计与开发,1999 [5] 王玉梅.全自动洗衣机的模糊控制系统[J].潍坊学院学报,2000 [6] 余剑生.基于模糊控制的智能洗衣机的程序控制系统[J].广东技术师范学院学报,2005 [7] 周德林.电脑的程序控制系统.家用电器,2005 [8] 荣俊昌.全自动洗衣机原理与维修.高等教育出版社,1998 [9]钱如竹.快修家用洗衣机.北京 ：人民邮电出版社,2003

附录 总梯形图

第二篇：全自动洗衣机三菱PLC控制程序

说明：

X2 急停按钮 M5 运行指示灯

X3、x4、x5 高、中、低水位选择 X1 全自动洗衣开始

Y1 进水阀

到达预定水位后 停2s时间然后开始正转洗衣 Y3正转（演示用所以设为3s）Y4反转 反复5遍

Y5 放水

X6 放空检测信号 Y6脱水

2遍 Y7 洗好 X12 手动放水 X13 手动脱水

第三篇：基于FX2N三菱PLC的全自动洗衣机控制系统概要

实训(论文 说明书

题 目：全自动洗衣机PLC 控制系统 系 别：机电工程系 专 业：机械电子工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 题目类型： 软件开发

2013年12月30日 摘 要

本文主要介绍了基于三菱FX2N 系列PLC 的全自动洗衣机控制系统，包括总体设计思想、原理分析、电气设计等内容, 全面地阐述了设计方案。实现全自动洗衣机的控制系统有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC 的应用不断地走向深入，同时带动了传统控制检测技术的不断更新。本文采用三菱公司生产的FX2N-24MR 型PLC 作为可编程控制器进行全自动洗衣机控制系统的设计，并且设计了系统结构图、工作流

程图、电路原理图、程序梯形图、输入输出接口功能表以及元器件目录表等，同时对程序进行了GT Desinger2触摸屏软件的模拟调试，验证了本设计的可行性。

关键词：PLC ；PLC 程序设计；可编程控制器；全自动洗衣机 Abstract This article mainly introduced the automatic washing machine control system based on mitsubishi FX2N series PLC, including the overall design idea, principle analysis, electrical design, such as content, comprehensively expounds the design scheme.To realize fully automatic washing machine control system has a variety of, can adopt the earlier analog digital circuit, or hybrid modulus.In recent years, with the rapid development of science and technology, the application of single-chip computer, PLC constantly going deeper, at the same time the traditional control test technology constantly updated.This article produced by mitsubishi FX2N-24 Mr PLC programmable controller as the fully automatic washing machine control system design, and design the system structure, work flow chart, circuit principle diagram and ladder diagram program, input and output interface function table and components such as catalogue, at the same time, the program is simulated debugging, verify feasibility of this design.Key words: PLC ；The PLC program design；Programmable Logic Controller；Fully automatic washing machine 目 录

引言...........................................................1 1 绪论........................................................1 1.1 设计背景..............................................................1 1.2 PLC简介..............................................................1

1.2.1 PLC 的定义..........................................................1 1.2.2 PLC 的特点..........................................................1 2 全自动洗衣机的工作原理和控制要求............................2 2.1 全自动洗衣机的结构和工作原理..........................................2 2.2 全自动洗衣机的控制要求和工作流程......................................3 3 全自动洗衣机的硬件设计.............................................4 3.1 元器件的选择..........................................................5 3.2 电路设计..............................................................5 4 全自动洗衣机的软件设计.............................................6 4.1 PLC的输入输出接口分配................................................6 4.2 梯形图设计............................................................7 5 GT Designer3软件的仿真模拟................................10 5.1 GT Designer3触摸屏画面的设计........................................10 5.2 PLC与GT Desinger3之间的通讯.........................................13 6 总结......................................................13 谢辞..........................................................15 参考文献......................................................16 附录..........................................................17 桂林电子科技大学信息科技学院实训（论文）说明书

引言

目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高，目前的洗衣机主要有强弱洗涤功能、进排水系统故障自动诊断功能、暂停等七大功能，在许多方面还不能达到人们的需求。这就要求设计者们有更高的专业和技术水平，能够提出更多好的建议和新的课题，将人们的需要变成现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的全自动洗衣机。目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容，大多洗衣的厂家都注重各自品牌的洗衣机的特长，突出一两个与别的洗衣机不同的个性化的功能，洗衣机的各项功能是PLC 控制实现的，控制功能灵活，因此，设计出基于PLC 全自动洗衣机控制电路系统具有很强的实用性。

本设计采用物美价廉的三菱PLC 为控制核心, 为保证洗衣机及人身安全, 设计了蜂鸣报警电路。功率驱动电路由可控硅实施对电动机, 进水阀, 排水阀的控制。使全自动洗衣机能更加智能化, 更加完善。绪论 1.1 设计背景

从古至今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动。随着时代的进步，手摇洗衣机、蒸汽洗衣机、内燃机洗衣机相继出现，到了20世纪末，电动洗衣机已走进千家万户，解放了人们的双手。随着科技的迅速发展，微电脑控制的全自动洗衣机的出现引领了新的发展方向，使洗衣更加智能化。

全自动洗衣机的特点是能自动完成洗涤，漂洗和脱水的转换，整个过程不需要人工操作。这类洗衣机均采用套筒式结构，其进水，排水都采用电磁阀，由程序控制器按人们预先设计好的程序不断发出指令，驱动各执行器件动作，整个洗衣过程自动完成。

1.2 PLC简介

1.2.1 PLC的定义

可编程控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。总之，可编程控制器是一台专为工业环境而设计的计算机，它是将传统的计算机技术、继电器技术和通信技术相融合而发展起来的一种新型的控制装置。在具体的国内工业应用中，由于它不是针对某一具体的工业应用，因此它的硬件应根据实际需要来进行配置，其软件则根据控制要求进行编写。

1.2.2 PLC的特点

（1）可靠性高。PLC 作为一种通用的工业控制器，对工作的环境要求较低，抗外部干扰能力强，平均无故障时间长。

（2）使用方便灵活。PLC 采用了基本单元扩展或者是模块化的结构形式，因此，输

入/输出信号的数量、形式、驱动能力等都可以根据实际控制要求进行选择与确定，而且在需要时可以随时更换。近年来，PLC 的特殊模块增多，这些可以满足不同的控制要求，使PLC 的使用更加灵活与多变。

（3）编程方法简单易学。PLC 的优越性主要体现在它采用了独特的、多种面向广大工程设计人员的编程语言，如指令表、梯形图、逻辑功能图、顺序功能图等，程序简洁明了，适合各类技术人员的传统习惯，即使是没有计算机知识的人员也很容易掌握。

（4）功能强，性价比高。一台小型可编程控制器内有成百上千个可供用户使用的编程元件。有很强的功能，可以实现非常复杂的控制要求。与相同功能的继电

器系统相比，具有很高的性能价格比。可编程控制器可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。

（5）维修方便。可编程控制器的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。可编程控制器或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据可编程控制器上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。全自动洗衣机的工作原理和控制要求 2.1 全自动洗衣机的结构和工作原理

本全自动洗衣机为波轮式套筒洗衣机，由洗涤、脱水系统，进、排水系统，电动机传动系统，PLC 控制系统等部分组成。其结构如下图2.1所示：

图2-1 波轮式套筒洗衣机内部结构图

波轮式套筒洗衣机的工作原理：洗衣机的盛水桶和脱水桶是以同一轴心安放的。盛

水桶外桶固定，作盛水用；内桶可以旋转，作脱水用。内桶上有很多小孔，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控制。进水时，通过控制系统进水阀打开，经进水管将水注入到桶内。排水时，通过控制系统使排水阀打开，将水由外桶排出。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波轮正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过控制系统将离合器合上，由电动机带动内桶正转进行甩干。洗涤水位浮球开关用来检测是否到达洗涤水位，水排空浮球开关用来检测水是否全部排出。启动按钮（开始洗涤按钮）启动洗衣机进行洗衣，手动脱水按钮用来直接选择脱水模式，手动停止按钮用来实现洗衣机的暂停和停止。2.2 全自动洗衣机的控制要求和工作流程

本全自动洗衣机要求能实现“自动控制”和“手动控制”两种控制方式。

1、自动控制：

（1）按下启动键，进行10秒时间的选择，若选择脱水，则进行脱水工作；否则10秒时间到，进水阀门打开，冼衣桶开始进水；

（2）水位到达上限，上限开关按下，则进水阀灯灭，表示水已经注满；冼衣波轮开 始旋转，左转方向5秒，停2秒，右转方向5秒，再停2秒，周而复始循环运行3次，波轮停止转动，排水阀灯亮，开始排水；

（3）水位到达下限位，下限开关按下，甩干桶指示灯亮，甩干桶开始工作20秒；20秒后又开始进水，系统进行 附 录 附录一：程序指令表

桂林电子科技大学信息科技学院实训（论文）说明书 桂林电子科技大学信息科技学院实训（论文）说明书 桂林电子科技大学信息科技学院实训（论文）说明书

第四篇：PLC全自动洗衣机研究

引言............................................................................................................................1 2 全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定............................................................3

2.1 总体控制方案确定.......................................................错误！未定义书签。

2.1.1 控制系统的比较................................................错误！未定义书签。2.2.2 洗衣机的PLC控制系统概述............................错误！未定义书签。全自动洗衣机的基本结构......................................................错误！未定义书签。

3.1 全自动洗衣机的原理和构造.......................................错误！未定义书签。3.2 洗涤脱水系统...............................................................错误！未定义书签。3.3 排水和进水系统...........................................................错误！未定义书签。3.4 电动机及传动系统.......................................................错误！未定义书签。4 电气控制系统..........................................................................错误！未定义书签。

4.1 控制系统结构...............................................................错误！未定义书签。4.2 控制系统原理...............................................................错误！未定义书签。4.3 检测电路系统...............................................................错误！未定义书签。5 主要器件的选择......................................................................错误！未定义书签。

5.1 电动机的选择...............................................................错误！未定义书签。5.2 传感器的选择...............................................................错误！未定义书签。5.3 可编程控制器外部设计...............................................错误！未定义书签。6 软件设计..................................................................................错误！未定义书签。

6.1 系统的顺序功能图设计...............................................错误！未定义书签。6.2 全自动洗衣机的控制要求...........................................错误！未定义书签。6.3 控制系统顺序功能图.....................................................................................4 6.4 控制系统的梯形图设计...............................................错误！未定义书签。6.5 程序语句表.....................................................................................................5 7 结束语......................................................................................错误！未定义书签。致谢................................................................................................................................9 参考文献......................................................................................................................17 引言

从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，在洗衣机出现以前，这项

劳动并不像田园诗描绘的那样充满乐趣、手搓、脚踩、棒击、冲刷、摔打。这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是辛苦劳累。洗衣机问世后大大减轻了人们的负担，节省了宝贵的时间和精力。当然随着时代的发展洗衣机也在不断改进和发展：从木制手摇洗衣机到蒸汽洗衣机再到电动洗衣机，由手工洗衣到半自动洗衣再到今天的全自动化洗衣。而今方便、快捷、自助式的洗衣服务已来到我们身边，受到越来越多的广大消费者的认可和推崇。

自助式投币洗衣机，可广泛用于学校、工厂、宾馆、社区、外来人聚集地等公共场所，具有庞大的市场和旺盛的需求。现在市场上的投币式洗衣机较多的采用单片机控制，其指令系统复杂，编程难度大，而且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，这样不仅增加了系统硬件的复杂性，而且隐含较高的故障率，还无形的增加了维修成本。而可编程序控制器（programmable logical controller ,PLC）是以微处理器为基础，把计算机技术、自动化技术和通信技术融为一体的，面向控制过程、面向用户，适合工业环境、操作方便、可靠性高的新一代通用工业自动装置。它具有编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等优点。因此，采用PLC研究这个课题显得很有意义。作为我的毕业设计，我想通过学习研究基本弄清投币式洗衣机的工作原理及过程实现。由于本人知识有限，把全文重点放在了PLC应用于投币式洗衣机控制系统的设计方面。

自助式投币洗衣机，可广泛用于学校、工厂、宾馆、社区、外来人聚集地等公共场所，具有庞大的市场和旺盛的需求。现在市场上的投币式洗衣机较多的采用单片机控制，其指令系统复杂，编程难度大，而且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，这样不仅增加了系统硬件的复杂性，而且隐含较高的故障率，还无形的增加了维修成本。而可编程序控制器（programmable logical controller ,PLC）是以微处理器为基础，把计算机技术、自动化技术和通信技术融为一体的，面向控制过程、面向用户，适合工业环境、操作方便、可靠性高的新一代通用工业自动装置。它具有编程简单、可靠性高、抗干扰能力强等优点。因此，采用PLC研究这个课题显得很有意义。作为我的毕业设计，我想通过学习研究基本弄清投币式洗衣机的工作原理及过程实现。由于本人知识有限，把全文重点放在了PLC应用于投币式洗衣机控制系统的设计方面。

1.2 全自动洗衣机的研究现状

全自动洗衣机是集洗涤，漂洗，脱水于一体，并且能自动完成洗衣全过程的洗衣机它有多种洗涤程序可供您自由选择，工作时间可任意调节，更先进的洗衣机还采用了模糊技术，即洗衣机能对传感器提供的信息进行逻辑推理，自动判别

衣服质地、重量、脏污程度，从而自动选择最佳的洗涤时间、进水量、漂洗次数、脱水时间，达到了整个洗涤时间自动化，使用方便，节能节水。全自动洗衣机从结构上主要有波轮式、搅拌式、滚筒式三种。

它们的特点如下：

a.波轮式洗衣机

洗衣特点：省时省力。

缺点：耗电、耗水、衣物易缠绕、清洁性不佳，b.滚筒式洗衣机

洗衣特点：衣物无缠绕，最不会损耗衣物的方式。

缺点：特别耗时，洁净力不强，适合洗涤羊毛、羊绒以及丝绸、纯毛类织物。

c.搅拌式洗衣机

洗衣特点：衣物洁净力最强，省洗衣粉。

缺点：喜欢缠绕，相比前两种方式损坏性加大，噪音最大。国内一般选用波轮式，搅拌式少见,滚筒式比波轮式昂贵。

为了满足公共场合自助洗衣需要，全自动洗衣机又有投币式、感应式、IC卡式等；从控制系统分，有集成电路控制、单片机控制和PLC控制、模糊控制等。单片机以其控制功能强、环境适应性好、开发方便、体积小、价格适中等优点在家用电器上得到日益广泛的应用。但是它也有不少的缺点：指令系统复杂，编程难度大且控制系统的硬件要求多种电路保护装置；而基于PLC控制的全自动洗衣机具有编程简单、实现功能齐全、外围电路简单、时间计算精确以及可维护方便等一系列优点。只是它的价格比单片机昂贵的多，比较适合温度过高、震动和冲击过强等工业环境，在家用电器控制中应用并不广泛。目前市场上的全自动洗衣机也多采用单片机控制，本文选用PLC来控制是从探究、学习的角度出发的，对PLC在工业洗衣机中的应用也具有重要参考价值。

1.3 课题研究的目的

对于本次设计，其目的在于：（1）掌握 PLC的原理、性能、使用特点和方法，提高运用PLC梯形图对系统进行编程的能力。

（2）本课题的研究可以使本人更好地掌握基于PLC控制系统的分析与设计方法，培养创新意识和理论联系实际的学风，提高自动化家电产品研发素质，增强针对实际应用进行控制系统设计的能力。

1.4 论文的主要内容

（1）概要阐述课题来源、研究现状及研究意义；

（2）简要论述PLC的产生和发展，介绍PLC的工作原理及控制系统的设计方法、原则；

（3）对基于PLC投币式洗衣机的控制系统进行设计，主要包括控制要求、PLC选型、硬件接线、控制程序设计（流程图和程序框图）PLC的概述

2.1 PLC的产生和发展

1969年美国数字设备公司（DEC），研制出了世界上第一台可编程控制（Programmable Logic Controller, 简称PLC），在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，并取得了满意效果，可编程控制器由此诞生。

早期的可编程控制器主要由分立元件和中小规模集成电路组成，只具有逻辑运算功能。20世纪70年代中期，微处理器及其他大规模集成电路芯片成为其核心部件，是其具有自我诊断功能，可靠性、性价比有很大突破。到20世纪80年代，可编程控制器采用微处理器（CPU）、只读存储器、随机存储器或是单片机作为其核心，处理速度大大提高，功能更强体积又小。90年代末，PLC几乎完全计算机化，各种智能模块不断开发出来，使其不断扩展着它在各类工业控制过程中的作用。

PLC一直在飞速发展中，因此一直没有比较明确的定义。1987年，国际电工委员会（IEC）对PLC做出的定义如下：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种机械和生产过程。而有关的外围设备，都应按照易于与工业系统联成一体，易于扩充其功能的原则设计。”定义强调了PLC直接应用于工业环境；是“数字运算操作的电子系统”，即计算机；是用软件方式来实现“可编程”的。

2.2 PLC的基本结构

PLC实质上是一种工业控制用的专用计算机。从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。这里介绍一般PLC的结构：

1.通用型PLC的硬件结构

2.通用型PLC的硬件基本结构主要由中央处理单元CPU、存储器、输入/输出（I/O）模块及电源组成。

（1）中央处理单元CPU

PLC的CPU与通用微机的CPU一样，是PLC的核心部分，它按PLC中系统程序赋予的功能，接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；用扫描方式查询现场输入装置的各种信号状态或数据，并存入输入过程状态寄存器或数据寄存器中；诊断电源及PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误等；在PLC进入运行状态后，从存储器逐条读取用户程序，经过命令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去启闭有关的控制电路；分时、分渠道地去执行数据的存取、传送、组合、比较和变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑运算或算术运算等任务；根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出状态寄存器的内容，再由输出状态寄存器的位状态或数据寄存器的有关内容实现输出控制、制表打印、数据通信等功能。以上这些都是在CPU的控制下完成的。PLC常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机或双极型位片式微处理器。（2）存储器

存储器（简称内存），用来存储数据或程序。它包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。

PLC配有系统程序存储器和用户程序存储器，分别用以存储系统程序和用户程序。系统程序存储器用来存储监控程序、模块化应用功能子程序和各种系统参数等，一般使用ROM；用户程序存储器用作存放用户编制的梯形图等程序，一般使用RAM，若程序不经常修改，也可写入到EPROM中；存储器的容量以字节为单位。系统程序存储器的内容不能由用户直接存取。因此一般在产品样本中所列的存储器型号和容量，均是指用户程序存储器。（3）输入/输出（I/O）模块

I/O模块是CPU与现场I/O设备或其他外部设备之间的连接部件。PLC提操作电平和输出驱动能力的I/O模块供用户选用。I/O模块要求具有抗干扰性能，并与外界绝缘。因此，多数都采用光电隔离回路、消抖动回路、多级滤波等措施。I/O模块可以制成各种标准模块，根据输入、输出点数来增减和组合。I/O 模块还配有各种发光二极管来指示各种运行状态。

（4）电源

PLC配有开关式稳压电源的电源模块，用来对PLC的内部电路供电。了很大方便。

（5）编程器

编程器分简易型和智能型两种。简易型编程器只能在线编程，它通过一

个专用接口与PLC连接。智能型编程器即可在线编程又可离线编程，还以远离PLC插到现场控制站的相应接口进行编程。智能型编程器有许多不同的应用程序软件包，功能齐全，适应的编程语言和方法也较多。

2.PLC软件系统

PLC的软件系统是指PLC所使用的各种程序的集合。它包括系统程序和用户程序。

（1）系统程序

统程序包括监控程序、编译程序及诊断程序等。监控程序又称为管理程序，主要用于管理全机。编译程序用来把程序语言翻译成机器语言。诊断程序用来诊断机器故障。系统程序由PLC生产厂家提供，并固化在EPROM中，用户不能直接存取，故也不需要用户干预。

（2）用户程序用户程序是用户根据现场控制的需要，用PLC的程序语言编制的应用程序，用以实现各种控制要求。PLC的编程语言有梯形图、指令表和顺序功能流程图三种。

2.3 PLC的用途及特点

PLC可实现顺序控制、运动控制、闭环过程控制、数据处理及通信和联网等功能。其中顺序控制是PLC最广泛应用的领域，主要用来取代传统的继电器顺序控制。PLC可应用于单机控制、多集群控制、生产自动线控制，例如注塑机、订书机械、组合机床、装配生产线及电梯控制等。

PLC的特点：

（1）可靠性高，抗干扰能力强（2）适应性强，应用灵活（3）编程方便，易于使用（4）功能强，扩展能力强

（5）PLC系统设计、安装、调试方便

（6）维修方便，维修工作量小

（7）PLC体积小，重量轻，易于实现机电一体化

基于以上特点，使PLC应用范围极为广泛，可以说只要有工厂，有控制要求，就会有PLC的应用。

2.4 PLC的工作过程

PLC是按照上电处理、扫描过程、出错处理这个顺序来运行的。当PLC处于正常运行时，它将不断重复图扫描过程，不断循环地工作下去。如果对远程I/O特殊模块和其他通信服务暂不考虑，这样扫描过程就只剩下“输入采样”、“程序执行”和“输出刷行”三个阶段了。如下图

2-1 所示：

（1）输入采样阶段 PLC在输入采样阶段，首先扫描所有输入端子.并将各输入状态存入相对应的输入映像寄存器中。此时，输入映像寄存器被刷新。接着，进入程序执行阶段，在程序执行阶段和输出刷新阶段，输入映像寄存器与外界隔离，无论输入信号如何变化，其内容保持不变，直到下一扫描周期的输入采样阶段，才重新写入输入端的新内容。所以一般来说，输入信号的宽度要大于一个扫描周期，否则很可能造成信号的丢失

（2）程序执行阶段 根据 PLC梯形图程序扫描原则，一般来说，PLC按先左后右、先上后下的步序逐句扫描。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。当指令中涉及输入、输出状态时，PLC就从输入映像寄存器中“读入”对应输入端子状态，从元件映像寄存器“读入”对应元件（“软继电器”）的当前状态。然后，进行相应的运算，运算结果再存入元件映像寄存器中。对元件映像寄存器来说，每一个元件（“软继电器”）的状态会随着程序执行过程而变化。

（3）输出刷新阶段 在所有指令执行完毕后，元件映像寄存器中所有输出继电器的状态（接通/断开）在输出刷新阶段转存到输出锁存器中，通过一定方式输出，最后经过输出端子驱动外部负载。2.5 PLC的设计内容及原则

1.PLC控制系统设计的基本内容：

（1）选择用户输入设备(按钮、操作开关、限位开关、传感器等)、输设备(继电器、接触器、信号灯等执行元件)以及由输出设备驱动的控制对象(电动机、电磁阀等)。这些设备属于一般的电器元件，其选择的方法在其他有关书籍中已有介绍。

（2）PLC的选择。PLC是PLC控制系统的核心部件，正确选择PLC对保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要的作用。选择PLC，应包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。

（3）分配I/O点，绘制I/O连接图。

（4）设计控制程序。包括设计梯形图、语句表(即程序清单)或控制系统流程图。控制程序是控制整个系统工作的条件，是保证系统工作正常、安全·可靠的关键。控制系统的设计必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止。

（5）必要时还需设计控制台(柜)。

（6）编制控制系统的技术文件。包括说明书、电器固件及电器元件明细表等。

2.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。设计前，应深入现场进行调查研究，搜集资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电器控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。

（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便。

（3）保证控制系统的安全、可靠。

（4）考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择容量时，应适当留有裕量。基于PLC的投币式洗衣机控制系统的设计

3.1 工艺介绍及控制要求

3.1.1投币洗衣机构成 以波轮式洗衣机为例：

波轮式全自动洗衣机主要由机械系统、控制系统、给排水系统和支撑吊杆系统等组成，以一个电动机完成洗涤和脱水。波轮式投币洗衣机的洗衣桶（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。外桶下部壁上装有储气管，与水位传感器连接，控制水位高低。桶壁上部开有溢水孔，用于排出溢水和漂洗时洗涤液泡迅速排出。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甩干。投币器挂在洗衣机体侧面也可以挂在墙壁上，体积小，美观大方。通过对投币总值进行判别就可以启动不同的洗涤程序（一元单脱水、两元快洗、三元标准洗）。投币器只识别一圆人民币硬币，其它游戏币或代用币无效，投入的无效币会自动从退币口退出，还具备防吊币、防钩功能。3.1.2 控制要求

投币式洗衣机的控制要求描述如下：

（1）通电状态，放入待洗衣服和洗衣粉并盖上洗衣盖子，洗涤过程不能打开，否则停机。

（2）根据洗涤衣物种类选择相关洗涤方式，通过投币器投入所需要的1元

硬币（限用1元币）。

（3）当投币总值1元时，进行单独脱水工作方式且其指示灯亮；当投币总值2元时，进行快洗工作方式且其指示灯亮；当投币总值3元时，进行标准洗工作方式且其指示灯亮。（快洗如轻薄衣物5-7件，标准洗如轻薄衣物7-10件或厚重衣物4-6件）

（4）洗涤时，电机正转3s,停1s，然后反转3s,停1s，如此算作1次，则快洗循环40次，标准洗循环80次，排空后高速脱水30s。

（5）开始漂洗，重复正反转过程，漂洗两遍。完成后蜂鸣器报警5s提示洗涤结束。

（6）当打开机盖取出衣服，复位进入下一轮洗衣准备。3.2 控制分析

3.2.1 控制系统的I/O点及地址分配

根据课题的动作要求，列出控制系统的输入/输出信号的名称、代码及地址编号如表3-

1、表3-2所示:

3.2.2 PLC系统选型

根据控制要求，系统的输入量有：检测机盖合上的接近开关KP，1元投币光电开关SQ1，零、高水位检测传感器SQ2、SQ3（传感器遇水就通：ON；离水就断：OFF）。系统输出有：单脱水、快洗、标准洗工作方式指示灯HL0~HL2，蜂鸣器驱动HA，进、排水电磁阀YV1、YV2，电机正、反转接触器KM1、KM2及高速脱水电磁离合器YC。共需实际输入点数4个，输出点数9个。考虑到I/O点数、功能、价格等综合因素系统选用西门子公司的CPU 224，它有14个输入点、10个输出点已经可以满足本系统的需要。CPU 224的一些简单技术参数介绍如下：

CPU电源： 120/240V AC

输入电压：20.4～ 28.8 V DC /85～264V AC（47～63Hz）输出电压：5～ 30 V DC /5～250V AC 本机数字输入/输出：14输入/10输出 24V DC传感器电源容量：280 mA 用户程序空间：4096字 用户数据：2560字（永久存储）数字I/O映像区：256（128入/128出）脉冲输出：2个20KHz（仅限于DC输出）

计数器：C0-C255

接通/断开延时定时器（100ms）：T37～T63 位存储器：M0.0～M31.7 可连接的最大扩展模块数量：7个 编程软件：Step7-Micro/WIN 3.3 硬件接线图 3.3.1 主接线图

系统主接线图如下图3-1所示(单相异步交流电机，1、2为主绕组，3、4为副绕组)：

3.3.2 PLC的I/O接线图

这里采用的是西门子S7-200系列CPU 224 AC/DC/RELAY的接线方式，如下图3-2所示：

3.4 PLC程序流程图

3.5 PLC程序梯形图 PLC的程序梯形图如下：

程序解释：

第1,2逻辑行：接通电源或上次洗衣完成使内部寄存器M0.0闭合一个扫描周期，对投币计数存储器MB1复位。

第3—5逻辑行：当顾客投入1元硬币后，接近开关I0.1产生累加脉冲，MB1增1，并对投币间隔进行定时。

第6逻辑行：当投币间隔超过9s，视为投币结束，对投币值进行判断。若为1元，单脱水工作方式指示灯Q0.0接通；若为2元，快洗工作方式指示灯Q0.1接通；若为3元，标准洗工作方式指示灯Q0.2接通。

第7逻辑行：若为快洗Q0.1或标准Q0.2且漂洗次数未达到（C12常闭触点接通）则进水阀Q0.3接通，开始进水，达设定水位停止。

第8--14逻辑行：电机正转3s停1s；再反转3s停1s。进行洗涤循环操作，并分别在第12、13逻辑行进行快洗40次、标准洗80次计数，达设定次数完成洗涤M0.3接通。

第15--16逻辑行：当完成洗涤M0.3或单脱水Q0.0接通开始排水，排水电磁阀Q0.4接通排水。当零水位检测开关失电（水已排空）且Q0.4接通，开始脱水，脱水离合器Q1.0接通30s，进行脱水。

第17逻辑行：当脱水时间到T41常开触点闭合，且非单脱水方式Q0.0常闭触点断开，开始漂洗2遍（重复执行6—17逻辑行）。

第18逻辑行：当漂洗次数到达C12常开触点闭合或单脱水Q0.0接通且脱水时间到达T41闭合，蜂鸣器Q1.1接通，报警5s提示全部程序完成并返回。当打开盖子取衣时，I0.0断开使相关信号复位，为新的一轮洗衣做准备。

定时器、计数器说明：

表3-3 定时器、计数器说明表

类别

器件号

设定值

作用

T31 9s

投币间隔计时

T37 3s

正转洗涤计时

T38 1s

正转后暂停两秒

定时器 T39 3s 反转洗涤计时

T40 1s

反转后暂停两秒

T41 30s 脱水计时 T42 5s 洗完报警计时

C10 40 快洗计数

计时器

C11 80 标准洗计数

C12

3脱水计数(除单脱水)设计小结

在认真学习了PLC的理论知识，遵循PLC控制系统设计方法的基础上，本人成功地完成了基于PLC的投币式洗衣机控制系统的设计。该系统可以通过对投币总值的判断选择不同的洗衣程序满足商用自助洗衣的需要，而且PLC程序可根据洗衣时间、水位、价格等不同要求做出相应修改，面向控制，面向用户，具有编程简单、安装调试方便、可靠性高、抗干扰能力强等众多优点。另外，该设计对研究PLC在工业洗衣机中的应用也有可贵的参考价值。但是由于水平和时间有限，设计中难免有不足之处，比如在洗衣机正面机箱上没有设置LED数码管来显示各工作过程及剩余时间。而且，从性价比角度来看，这个设计目前还不适合大规模投入生产，真正投入生产需要后续更多的研究工作。其实PLC最适合的还是环境恶劣、要求条件高的工业环境，对于家用电器的控制显得有些大材小用。然而完成这篇论文对于本人的能力提高无疑是有很大意义的：通过它我学会了PLC的设计方法，掌握了PLC的硬件及软件编程的知识，学会了用专门软件绘制PLC的流程图及I/O接线图，同时还培养了质疑、探究、创新的学习精神，必将对我以后的学习、工作产生久远影响。

毕业设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，PLC已经成为当今空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握PLC的开发技术是十分重要的。

回顾起此次PLC毕业设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在作毕业设计的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。

这次毕业设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在指导老师的辛勤、指导下，终于游逆而解。同时，在指导老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢。

参考文献

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[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】．北京科学技术出版社,2004 [4] 廖常初.PLC基础及应用．北京：机械工业出版社,2003 [5] 李国厚.PLC原理及应用设计.化学工业出版社,2005 [6] 潘海燕.波轮式全自动洗衣机的单片控制[J].电子世界，2003（3）[7] 吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用[J].设计与开发,1999 [8] 王玉梅.全自动洗衣机的模糊控制系统[J].潍坊学院学报,2000 [9] 余剑生.基于模糊控制的智能洗衣机的程序控制系统[J].广东技术师范学院学报,2005 [10] 周德林.电脑的程序控制系统.家用电器,2005 [11] 荣俊昌.全自动洗衣机原理与维修.高等教育出版社,1998 [12] 钱如竹.快修家用洗衣机.北京 ：人民邮电出版社,2003 [13] 邱士安.机电一体化技术.西安电子科技大学出版社,1997 [14] 赵雅君．家用电器中的自动控制系统[M]．北京：中国轻工业出版社，1996 [15] 倪远平．模糊控制器的硬件电路实现[J]．电工技术,1998 [16] 王俊普．模糊集和及其应用[M]．上海：上海科学技术出版社,1983 [17] 倪远平．21世纪的核心技术——模糊逻辑控制技术[J]．电工技术，1998(4)[18] 董儒胥.电工电子实训[M].北京:高等教育出版社,2002.[19] 窦振中．PIC系列单片机应用设计与实例．北京：北京航空航天大学出版社,1997 [20] 张凤珊.电气控制及可编程序控制器.中国轻工业出版社,1998

第五篇：PLC控制全自动洗衣机设计

杭州职业技术学院

课程设计说明书

题

目

机电一体化课程设计

――PLC控制全自动洗衣机设计

系

别

机电工程系

专

业

机电一体化

班

级

机电0511

姓

名

官智俊

指导教师

吴晓苏

二○○ 八 年 一

月 十

日

设计说明书

课程设计任务书

一、设计任务：

PLC控制全自动洗衣机设计

二、设计要求：

１．水位控制：高水位

２５Ｓ

中水位进水 １５Ｓ

低水位进水 １０Ｓ ２.程序选择：全程序

简易程序

（１）全程序过程：（循环３次）

进水－洗涤（正转３Ｓ，反转２Ｓ，停１Ｓ，２００次）－排水（２０Ｓ）－脱水（１０Ｓ）－停止（２）简易程序：（循环２次）

进水－洗涤（正转３Ｓ，反转２Ｓ，停１Ｓ，２００次）－排水（２０Ｓ）－脱水（１０Ｓ）－停止

三、设计期限

2008

年月 日至

2008 年 1 月 20 日

杭州职业技术学院机电工程系

设计说明书

目录

一．ＰＬＣ控制全自动洗衣机的研究意义…………………………………………………………………4

二．ＰＬＣ机型……………………………………………………………………………………………..4

三．程序设计要求…………………………………………………………………………………………..5

四.设计流程图 ……………………………………………………………………………………………6

五.课程设计小结…………………………………………………………………………………………..18

杭州职业技术学院机电工程系

设计说明书

一．ＰＬＣ控制全自动洗衣机的研究意义

ＰＬＣ控制全自动洗衣机的编程语言容易掌握，是电控人员熟悉的梯形语言，使用术语依然是＂继电器＂一类术语，大部分与继电器触头的连接相对应，使电控人员一目了然．

ＰＬＣ控制使用简单，他的Ｉ／Ｏ已经做好，输入输出信号可直接连接，非常方便，而输出口具有一定驱动能力，其输出触头容易达２２０Ｖ．２Ａ．

ＰＬＣ是专门应用手工业现场自动控制装置，再系统软硬件上采用抗干扰措施．

当工作程序需要改变时，只需改变ＰＬＣ的内部，惊醒重新编程而无需对外围进行重新改动． 从这些方面突出了使用ＰＬＣ控制全自动洗衣机的优越性．

二．ＰＬＣ机型

日本三凌公司的Ｆ系列ＰＬＣ

三．程序设计要求

１．水位控制：高水位

２５Ｓ

中水位进水 １５Ｓ

低水位进水 １０Ｓ ２.程序选择：全程序

简易程序（１）全程序过程：（循环３次）

进水－洗涤（正转３Ｓ，反转２Ｓ，停１Ｓ，２００次）－排水（２０Ｓ）－脱水（１０Ｓ）－停止（２）简易程序：（循环２次）

进水－洗涤（正转３Ｓ，反转２Ｓ，停１Ｓ，２００次）－排水（２０Ｓ）－脱水（１０Ｓ）－停止

注意：要求画出控制流程图 四.Ｉ／Ｏ分配图

启动

Ｘ０

Ｙ０

进水

水位（高）Ｘ１

Ｙ１

排水

水位（中）Ｘ２

Ｙ２

电机正转

水位（低）Ｘ３

Ｙ３

电机反转

全程序

Ｘ４

Ｙ４

脱水

简易程序 Ｘ５

ＣＯＭ

ＣＯＭ

五.软硬件系统设计

１.硬件组织

２.元件组成

（１）梯形图及其分析

（２）状态转移图及其分析

（３）指令表

杭州职业技术学院机电工程系

设计说明书

设计要求：

1、按下启动按扭及水位选择开关

2、开始进水直到高（中、低）水位，关水3、2秒后开始洗涤

4、洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒

5、如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒

6、开始清洗，重复（2）～（5），清洗两遍

7、清洗完成，报警3秒并自动停机

8、若按下停车按扭，可手动排水和手动脱水

输入点： 输出点：

启动 10001 启动洗衣机 00001 停止 10002 进水阀 00002 高水位 10003 正转 00003 中水位 10004 反转 00004 低水位 10005 排水 00005 排空检测 10006 脱水 00006 高水位检测 10007 报警 00007 中水位检测 10008 低水位检测 10009 手动排水 10010 手动脱水 10011

全自动洗衣机的I/O分配并设计PLC外围硬件线路：

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设计流程图：

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全自动洗衣机的梯形图：（由于版面限制，我只能把这个梯形图分解成几块，标志图X）

图（1）

图（2）

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图（3）

杭州职业技术学院机电工程系8

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图（4）

杭州职业技术学院机电工程系9

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图（5）

图（6）

我这是使用步进梯形指令（STL）编程方式，当然也可以使用起保停电路编程方式。杭州职业技术学院机电工程系

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启动 10001 启动洗衣机 00001 停止 10002 进水阀 00002 高水位 10003 正转 00003 中水位 10004 反转 00004 低水位 10005 排水 00005 排空检测 10006 脱水 00006 高水位检测 10007 报警 00007 中水位检测 10008 低水位检测 10009 手动排水 10010 手动脱水 10011

I0.0 启动信号 I0.1 停止信号 I0.2 高水位 I0.3 中水位 I0.4 低水位 I0.5 排空检测 I0.6 高水位检测 I0.7 中水位检测 I1.0 低水位检测 I1.1 手动排水 I1.2 手动脱水

Q0.0 启动指令 Q0.1 进水阀控制 Q0.2 正转及脱水 Q0.3 反转 Q0.4 排水 Q0.5 报警

M0.1 开始洗涤

转:

二、控制要求：

（1）按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，关水

（2）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

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（7）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）

图片：

图片：

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图片：13

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图片：14

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图片：15

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NETWORK 1 //开始洗涤

//开始洗涤，M0.1为洗涤状态；M0.2为每次洗涤（共四次）的状态；M0.3为进水阀控制；LD I0.0 AN C2 AN I0.1 =

M0.1

NETWORK 2

//进水阀控制 //

//进水阀控制 // LD M0.1 EU LD I0.5 EU

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OLD O

M0.3 AN M0.2 =

M0.3

NETWORK 3 LD I0.2 AN I0.6 LD I0.3 AN I0.7 OLD LD I0.4 AN I1.0 OLD A

M0.3 =

Q0.1

NETWORK 4 LD Q0.1 ED TON T37, +20

NETWORK 5 LD T37 O

M0.2 AN C1 A

M0.1 =

M0.2

NETWORK 6

//正转及脱水控制 //正转及脱水控制 LD M0.2 AN T38 AN Q0.3 A

M0.1 LD I0.5 AN T40 AN Q0.3 A

M0.1 OLD LD I1.2 AN M0.1 OLD =

Q0.2

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NETWORK 7 LD M0.2 AN T39 TON T38, +300

NETWORK 8

//反转控制 //反转控制 LD T38 AN T39 AN I0.5 A

M0.1 =

Q0.3

NETWORK 9 LD Q0.3 TON T39, +300

NETWORK 10 LD T39 ED LD T40 ED CTU C1, +5

NETWORK 11

//出水阀控制 //出水阀控制 LD C1 LD I1.1 AN M0.1 OLD =

Q0.4

NETWORK 12

//脱水计时 //脱水计时 LD I0.5 TON T40, +300

NETWORK 13

//洗涤和漂洗计数 //洗涤和漂洗计数 LD M0.2 ED LDN M0.1 CTU C2, +3

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NETWORK 14

//报警输出 //报警输出 LD M0.1 TOF T30, +30

NETWORK 15 LDN M0.1 A

T30 =

Q0.5

六：课程设计小结

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，PLC已经成为当今空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握PLC的开发技术是十分重要的。

回顾起此次PLC课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在 整整两星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。

这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在吴小苏老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在吴小苏老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！

参考文献：

《电器控制与PLC》

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指导教师评语：

成绩答辩评定：

指导教师签名：签名：

年 月 杭州职业技术学院机电工程系

日设计说明书

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