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1、毕业设计（论文） 题 目： PLC 在全自动洗衣机的应用 系（分院）： 机电学院 专业： 机电一体化 指导教师： 褚连娣 报 告 人： 林荣 2012 年 5 月 22 日 PLC 在全自动洗衣机的应用林荣（浙江交通 职业技术学院，机电学院 094203 36 ）摘要可编程控制器(PLC)是以计算机技术为核心的通用自动化控制装置,它的功能性强,可靠性高,编程简单,使用方便,体积小巧。用于全自动洗衣机的控制系统，实现洗涤、排水、脱水等功能，改进现有技术的不足，简化结构，有利于降低成本和提高可靠性。具有智能化程度高、安全可靠、方便、灵活等特点。关键词：PLC 全自动洗衣机 梯形图目录摘要 .31
2、引言 .42 全自动洗衣机发展概述 .42.1 全自动洗衣机概况 .42.2 洗衣机的分类 .42.2.1 按洗涤方式与结构原理划分 .42.2.2 按自动化程度分为 .52.3 全自动洗衣机的介绍 .53 可编程序控制器 .63.1 可编程控制器的基本结构 .63.2 PLC 控制系统设计的基本原则 .64 全自动洗衣机的设计 .74.1 设计要求 .74.2 软件设计 .74.2.1 洗衣机工作流程图 .74.2.2 梯形图设计 .94.2.3I/O 地址分配与接线图 .105 结束语 .116 参考文献 .111 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
3、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。出现全自动洗衣机其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。2 全自动洗衣机发展概述2.1 全自动洗衣机概况全自动洗衣机是一种除放、取衣物和开动洗衣机这三道手续外，其余洗衣各程序全部自动完成的设备。1874 年美国的比尔布莱克斯通发明了木制手摇洗衣机，这是世界上第一台人工搅动洗衣机。1911 年美国人又研制了世界
4、上第一台电动洗衣机。1920 年美国的玛依塔格公司又把洗衣机的木制桶改为铝制桶体，第二年又把铝制桶体改为外层铸铝、内层为铜板的双层结构。1936 年，他们又将搪瓷用于洗衣机桶体。与此同时，世界各地也相继出现了洗衣机。欧洲国家研究成功了喷流式洗衣机和滚筒式洗衣机。1932 年后，美国一家公司研制成功了第一台前装式滚筒全自动洗衣机，洗涤、漂洗和脱水都在同一个滚筒内自动完成，使洗衣机的发展跃上了一个新台阶。这种滚筒洗衣机，目前在欧洲、美洲等地得到了广泛的应用。第二次世界大战结束后，洗衣机得到了迅速的发展，研制出具有独特风格的波轮式洗衣机。这种洗衣机由于其波轮安装在洗衣桶底，又称涡卷式洗衣机。近几十年
5、，在工业发达国家，全自动洗衣机制造技术又得到迅速发展，其年总产量及社会普及率均以达到相当高得水平。目前世界洗衣机年总产量近 5000 万台，而全自动洗衣机的产量呈增长趋势，在技术性能上正向着节水、节能、高效、结构更趋合理的方向发展。微电脑控制功能、新型的洗涤方式、高速脱水以及低噪音等方面都有了很大提高。近几年，我国的洗衣机制造技术得到迅速发展，从生产单桶波轮式、双桶波轮式洗衣机逐步向套桶波轮式全自动洗衣机和滚筒式全自动洗衣机方向发展，其中全自动洗衣机的年产量已占洗衣机总产量的 10%左右。生产规模不断扩大，技术工艺日趋完善，产品质量稳步提高，已生产出技术性能优良的多种牌号的全自动洗衣机供应市场
6、。2.2 洗衣机的分类 2.2.1 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、
7、喷射式、振动式等，市场上比较少见。2.2.2 按自动化程度分为（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。2.3 全自动洗衣机的介绍全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水
8、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。全自动洗衣机的结构如图 1
9、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低水位开关排水口内桶外桶波盘洗涤电机图 1 全自动洗衣机 3 可编程序控制器 3.1 可编程控制器的基本结构PLC 主要由 CPU 模块、输入模块、输出模块和编程装置组成，如图所示：PLC 的特殊功能模块用来完成某些特殊的任务。图 2 可编程控制器的基本结构图3.2 PLC 控制系统设计的基本原则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 2.保证 PLC 控制系统安全可靠 3.力求简单、经济，使用及维修方便 4.适
10、应发展的需要。CPU模块输入模块输出模块输出电源电源开关可编程控制器4 全自动洗衣机的设计4.1 设计要求（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
11、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。4.2 软件设计 4.2.1 洗衣机工作流程图开 始设 定 水 位按 下 启 动 按 钮进 水水 位 到 设 定 水 位 ？停 止 进 水延 时 2s电 动 机 正 转 洗 衣延 时 15秒暂 停 3秒电 动 机 反 转 洗 衣延 时 15秒暂 停 3秒洗 衣 3次排 水水 是 否 排 完 ？脱
12、 水延 时 10秒洗 衣 过 程 运 行 3次 ？洗 完 报 警结 束YYY NNYYN图 3 洗衣机工作流程图4.2.2 梯形图设计（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 17 所示。图 4 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，再暂停 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 18 所示。图 5 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
