【中文摘要】

隨著科學技術不斷進步和社會(hui) 飛速發展，洗衣機成為(wei) 人民日常生活息息相關(guan) 的家用電器產(chan) 品。

洗衣機的全自動化、多功能化、智能化是其發展方向。基於(yu) 全自動洗衣機的應用日益廣泛，本次設計利用來PLC控製全自動洗衣機，與(yu) 傳(chuan) 統的繼電器邏輯控製係統相比較，洗衣機可靠性、節能性得到了提高。PLC控製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(yu) 此同時係統維修簡單、維修時間縮短。

本次設計基於(yu) PLC的全自動洗衣機控製，課題源於(yu) 市場上洗衣機產(chan) 品。本設計以操作簡單、使用可靠、維護修理方便作為(wei) 主要設計方向。 【關(guan) 鍵詞】 全自動 洗衣機 PLC

目錄

中文摘要 ………………………………………………………………………1

第1章 PLC控製係統概述 ………………………………………………2

1.1 PLC控製係統設計的基本原 ……………………………………………2 1.2 係統的控製要求 …………………………………………………………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係統資源分配 ………………………………………………………………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(guan) …………………………………………………12

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

第1章

1.1 PLC控製係統設計的基本原則

PLC控製係統概述

任何一種控製係統都是為(wei) 了實現被控對象的工藝要求，以提高生產(chan) 效率和產(chan) 品質量。因此，在設計PLC控製係統時，應遵循以下基本原則：

1. 最大限度地滿足被控對象的控製要求

充分發揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控製要求，是設計PLC控製係統的首要前提，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，收集控製現場的資料，收集相關(guan) 先進的國內(nei) 、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，擬定控製方案，共同解決(jue) 設計中的重點問題和疑難問題。

2. 保證PLC控製係統安全可靠

保證PLC控製係統能夠長期安全、可靠、穩定運行，是設計控製係統的重要原則。這就要求設計者在係統設計、元器件選擇、軟件編程上要全麵考慮，以確保控製係統安全可靠。例如：應該保證PLC程序不僅(jin) 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. 在滿足控製要求的前提下，力求簡單、經濟、使用及維修方便 一個(ge) 新的控製工程固然能提高產(chan) 品的質量和數量，帶來巨大的經濟效益和社會(hui) 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，在滿足控製要求的前提下，一方麵要注意不斷地擴大工程的效益，另一方麵也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅(jin) 應該使控製係統簡單、經濟，而且要使控製係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(chan) 發展和工藝的改進，在選用PLC時，在I/O點數和內(nei) 存容量上適當留有餘(yu) 地。 由於(yu) 技術的不斷發展，控製係統的要求也將會(hui) 不斷地提高，設計時要適當考慮到今後控製係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(nei) 存容量時，要適當留有裕量，以滿足今後生產(chan) 的發展和工藝的改進。

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

1.2 係統的控製要求

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

（3） 洗滌時，正轉30秒，停2秒，然後反轉30秒，停2秒 （4） 如此循環5次，總共320秒後開始排水，排空後脫水30秒 （5） 開始清洗，重複（1）～（4），清洗兩(liang) 遍 （6） 清洗完成，報警3秒並自動停機

（7） 具有手動排水（不脫水）和手動脫水（不計數）

（8） 設有門開關(guan) 保護，打開門後所有工作結束， 關(guan) 門後繼續洗滌

（9） 洗衣機設有洗滌剩餘(yu) 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(wei) 例，洗衣機的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nei) 桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。內(nei) 桶可以旋轉，作脫水（甩水）用。內(nei) 桶的四周有很多小孔，使內(nei) 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，通過電控係統使進水閥打開，經進

水管將水注入到外桶。排水時，通過電控係統使排水閥打開，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，此時脫水桶並不旋轉。脫水時，通過電控係統將離合器合上，由洗滌電動機帶動內(nei) 桶正轉進行甩幹。高、低水位開關(guan) 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(wei) 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後於(yu) 主繞組便可以正傳(chuan) 或者反轉。根據這個(ge) 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(nei) 部線路示意圖

第3章 PLC選擇及I/O連接圖

3.1 PLC選擇

本係統涉及器件較多，需用到輸入口13個(ge) ，輸出口14個(ge) ，故選擇S7-200係列CPU226型PLC,另外顯示要用到TD200文本顯示器顯示剩餘(yu) 時間。

3.2係統資源分配

1. 輸入地址分配

全自動洗衣機控製係統的輸入有啟動、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(guan) 等共15個(ge) 輸入點。具體(ti) 的輸入分配如表3-1所示。

表

 

 

 

2. 輸出地址分配

全自動洗衣機控製係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(ti) 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(guan) 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(guan) 中水位壓力

開關(guan)

低水位壓力

開關(guan)

排空檢測開

關(guan)

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

 

通電標誌

 

M0.0

 

高水位選擇指示

全自動洗衣機 PLC 控製係統設計

6

中水位選擇指示

低水位指示

高水位標誌

中水位標誌

低水位標誌

自動洗滌標誌 M0.2

調用自動洗滌子程序

手動排水標誌

手動排水

手動脫水標誌

 

全自動洗衣機 PLC 控製係統設計

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 控製係統設計

8

等待 2S

洗滌正轉 30S

等待 2S

 

全自動洗衣機 PLC 控製係統設計

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(guan)

本係統采用機械式控製水位開關(guan) （水位傳(chuan) 感器）。機械式水位開關(guan) 原理是在正常情況下，微電腦全自動洗衣機的水位開關(guan) 在沒有受到水壓時，兩(liang) 插片的觸點是斷開的。在選定洗滌程序、選擇水位後，洗衣機開始工作，先進水，當水位到一定高度後，盛水桶氣室中的氣壓達到一定值，通過導氣管把氣壓傳(chuan) 到水位開關(guan) 橡膠密封圈上，克服水位開關(guan) 彈簧、扭簧的力而推動橡膠密封圈動作，使兩(liang) 插片觸點接通，這樣就給微電腦一個(ge) 信號，說明已到所選水位。同樣選定脫水程序，在洗衣機排水後，水位退到一定高度時，由於(yu) 彈簧力作用，水位開關(guan) 橡膠密封圈複原，而使兩(liang) 觸點斷開，給微電腦一個(ge) 動作信號，過一段排水時間後，微電腦就控製電機運轉，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(you) 點，設計思路清晰，程序簡單明了。但由於(yu) 篇幅限製，很多細節沒有進行相應描述。鑒於(yu) 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，隻要付出就有回報，遇到問題多與(yu) 老師同學交流，利用網絡資源學習(xi) 。通過這次課程設計，我明白學習(xi) 是一個(ge) 長期積累的過程，在以後的工作、生活中都應該不斷的學習(xi) ，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(xie) 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(jue) 了許多技術上的難題，讓我能把係統做得更加完善。在此期間，我不僅(jin) 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(men) 也為(wei) 我解決(jue) 了不少我不太明白的設計上的難題。同時也感謝學院為(wei) 我提供良好的做畢業(ye) 設計的環境。

最後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

[1] 於(yu) 桂音，鄧洪偉(wei) 電氣控製與(yu) PLC .中國電力出版社

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

[4] 王永華 現代電氣控製及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智能控製 機電一體(ti) 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