摘 要随着社会经济的发展和科学技术水平的提高，家庭电器全自动化成为必然的发展趋势全自动洗衣机的产生极大的方便了人们的生活洗衣机是国内家电业唯一不打价格战的行业，经过几年的平稳发展，国产洗衣机无论在质量上还是功能上都和世界领先水平同步纵观洗衣机市场，高效节能、省水、省电、环保型洗衣机一直在市场上占主导地位根据全自动洗衣机的工作原理,利用可编程控制器PLC实现控制,说明了PLC控制的原理方法,特点及控制洗衣机的特色PLC的优点是：可靠性高，耗电少，适应性强，运行速度快，寿命长等，为了进一步提高全自动洗衣机的功能和性能，避免传统控制的一些弊端，就提出了用PLC来控制全自动洗衣机这个课题全自动洗衣机控制系统利用了西门子S7-200系列PLC的特点,对按鈕,电磁阀,开关等其他一些输入/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可以把上面设定的程序时间定下来,作为固定程序使用,也可以根据衣物的质地,数量及油污的程度来编程该论文就怎样利用PLC来控制全自动洗衣机进行了调查，对其中软件设计、硬件设计等问题进行了分析和研究，实现了全自动洗衣机的正常运行和强制性停止功能。
关键词：PLC；自动；洗衣机；定时；控制目 录第一章 绪论 31.1 课题的研究背景 31.2 洗衣机发展概况和现状 3第二章 概述 62.1 PLC的控制特点 62.2控制系统框图 72.3 控制系统原理 82.3.1 全自动洗衣机的原理和构造 82.3.2 洗涤脱水系统 102.3.3 排水和进水系统 112.3.4 电动机及传动系统 11第三章 硬件电路的设计 133.1 PLC的选择 133.1.1 I/O点数统计 133.1.2 I/O储存器容量的估算 133.1.3 CPU功能与结构的选择 143.2 PLC外部接线图 153.3 洗衣机总体示意图 16第四章 软件的设计 174.1 I/O分配表 174.1.1 输入地址分配表 174.1.2 输出地址分配表 174.1.3 内部元件地址分配表 184.2 系统流程图 184.2.1强制停止流程图 184.2.2正常运行流程图 194.3 程序设计 204.3.1 PLC控制顺序功能图 204.3.2 梯形图概要 214.3.3 系统梯形图设计 22第五章 程序运行过程分析 285.1 洗衣机进水 285.2 正反转洗衣 285.3 大循环洗衣 285.4 强制停止 29第六章 模拟硬件连接 30致谢 31参考文献 32第一章 绪论1.1 课题的研究背景本次设计基于PLC的全自动洗衣机控制，本文的课题源于市场上洗衣机产品。
采用PLC控制开发的周期短，开发成本低，可以直接用于工业现场控制PLC控制具有实时性，信号处理时间短、速度快、更能满足各个领域大、中、小型工业控制项目，可靠性高，有丰富的I/O卡件，质优价廉，性价比高，安装简单，维修方便PLC控制能在高粉尘、高噪声、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正常工作因为它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能，所以在使用中，硬件相对简单，编程语言也相对简单，并且测试容易，维修方便，更可以提高控制系统设计的灵活性及控制系统的可靠性本设计以操作简单、使用可靠、维护修理方便作为主要设计方向 1.2 洗衣机发展概况和现状从古到今，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世界上第一台洗衣机于1858年诞生，但这台洗衣机使用费力，且损伤衣服，因而没被广泛使用，但这却标志了用机器洗衣的开端1874年,“手洗时代”受到了前所未有的挑战，美国人发明了木制手摇洗衣机1880年，美国发明了蒸气洗衣机，蒸气动力开始取代人力蒸汽洗衣机之后，水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。
1910年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机，电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端1922年，美国改造了洗衣机的洗涤结构，把拖动式改为搅拌式，使洗衣机的结构固定下来，这也就是第一台搅拌式洗衣机的诞生1932年，美国研制成功第一台前装式滚筒洗衣机1955年，在引进英国喷流式洗衣机的基础之上，日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机70年代后期，微电脑控制的全自动洗衣机出现引领新的发展方向，让人耳目一新90年代，由于电动机调速技术的提高，洗衣机实现了较宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机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，所用的程序控制器可分为电动机驱动式和单片机式从控制方式的发展阶段上分，全自动洗衣机可分为两大类：第一类：电动控制洗衣机，它的程序控制器由电动元件组成第二类：电脑控制洗衣机，它的程序控制器由微型计算机组成电动控制全自动洗衣机是较早出现的自动控制类家用电器，其产品类型还属于传统的机械产品，是自动控制的初级阶段。
随着计算机的及微电子技术的发展，自动控制系统正在逐步实现硬件化因此，电动控制洗衣机将逐步退出家电舞台全自动洗衣机从结构上分有波轮式、搅拌式、滚筒式目前,国内市场上销售的大都是波轮式和滚筒式，供应最多的是波轮式洗衣机波轮式洗衣机的特点是洗净率高,但对衣服的磨损很大,随着人们生活水平不断地提高，丝绸,毛料,羊毛等大量走进普通家庭,厂商又适时地推出了滚筒洗衣机,它最大的优点是磨损率小,但洗净率比波轮式低,价格高洗衣机产品可以分三类：普通型、半自动型和全自动型普通型和半自动型洗衣机，都需要人为参与操作，才能完成洗衣、甩干、排水全过程；而全自动洗衣机在整个洗涤、甩干、排水过程中，无需人为操作和监控国内外洗衣机品牌有海尔、小天鹅、荣事达、松下、LG、西门子等第二章 概述2.1 PLC的控制特点 PLC系统的特点： 1）可靠性高，PLC作为一种通用的工业控制器，它必须能够在各种不同的工作环境中正常工作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）编程简单，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统一掌握，特别是梯形图与逻辑功能图，形象直观，动态监测效果逼真，且与计算机控制容易单片机系统的特点：1）要求环境，单片机对环境的适应能力较低，可靠性差2）编程和PLC相比难以学习，主要是单片机采用汇编语言或者是C语言，这些高级语言和PLC语言相比，难以学习3）功能单一只具有使用中所需要的功能但是，它结构简单，处理速度快典型的PLC控制系统的硬件组成框图如图1所示：图1 PLC控制系统的硬件组成框图2.2控制系统框图此次设计根据全自动洗衣机的工作原理, 洗衣机的工作流程由进水，洗衣，排水，和脱水四个过程组成在半自动洗衣机中，这四个过程分别用相应的按扭开关来控制利用可编程控制器PLC实现控制,用于说明PLC控制的原理方法,特点及工作特色此次全自动洗衣机控制系统设计利用了西门子S7-200系列PLC的特点,对按鈕,电磁阀,开关等其他一些输入/输出点进行控制,实现了洗衣机洗衣过程的自动化。
根据以上要求PLC的控制系统框图如下图2图2 控制系统框图2.3 控制系统原理自动洗衣机的进水，洗衣，排水，脱水是通过水位开关，电磁进水阀和电磁排水阀配合进行控制，从而实现自动控制的，水位开关用来控制进水到洗衣机内高中低水位，电磁进水阀起着通断水源的作用进水时，电磁进水阀打开，将水注入，排水时，电磁排水阀打开，将水排出，洗衣时，洗涤电动机启动，脱水时，脱水桶启动2.3.1 全自动洗衣机的原理和构造全自动洗衣机在结构上大致可分为3种类型，即波轮式，滚筒式和搅拌式我国的洗衣机在结构上主要有波轮式和滚筒式两类，产品的类型以波轮式为主，其他类型为辅首先做一下比较：滚筒式洗衣机具有如下性能：1）更好的软化衣物纤维，减小洗涤过程中衣物的损伤和变形，并且还可以使洗后的衣物柔软而蓬松2）提高温度来洗涤可充分溶解洗衣粉，加快洗衣粉中弱酸性物质与污物的化学反应速度，提高洗衣粉中酶的活性，同时有利于溶解汗渍，血渍，降低灰尘，油污的粘附作用，从而可在同样的洗净比下大幅度降低洗涤过程对机械力的需求3）温度高有利于污物在水中的扩散4）高温能有效的杀死一些细菌没有加温的洗涤的波轮式洗衣机无论怎样的水流，要达到一定的洗净比，都必须有足够的机械力，而机械力对衣物是由损伤的，这就决定了波轮式洗衣机的磨损率大大高于滚筒式洗衣机。
各种新水流基本原理是一样的，就是尽量以紊乱的水流减小衣物的缠绕，增大水流的冲刷力以用于洗涤，与以前依靠衣物与桶壁和衣物相互之间的摩擦方式相比，水流冲刷对衣物的损伤较小滚筒式洗衣机有如下特点：1）磨损低，没有缠绕，机械传动部分简单可靠，寿命长于波轮式洗衣机2）自动化程度高，可以自动投放洗衣粉，漂白粉等，为不同质地的棉制品，化纤制品，羊毛制品设计了不同的洗涤程序和洗涤温度，使洗涤更为科学设有防皱浸泡功能，可将洗好的衣物浸泡在清水里，到晾晒前再甩干，避免衣物甩干后不能及时取出晾晒而起皱由于滚筒式洗衣机的价格大大高于波轮式洗衣机，所以波轮式洗衣机仍然受到普遍欢迎波轮式洗衣机具有如下特点：1）水流方面现在波轮式全自动洗衣机出现了一种新水流的形式如LG的拳击棒，松下的双瀑布，荣事达的网络水流等都采用了这种水流2）程序控制器新推出的波轮式全自动洗衣机均采用单片机程序控制器，原来的机械式程序控制器基本上已被淘汰各厂家生产的各种型号的波轮式全自动洗衣机的控制程序有所不同如在模糊控制的洗衣机中，单片机通过采集水位传感器，布量传感器，光传感器的信号以及电动机的转速，判断出衣物的质地，多少，赃物程度，从而自动调整对衣物进行合理的洗涤。
波轮式全自动洗衣机通常都采用将洗涤（脱水）桶套装在盛水桶内的同轴套桶式结构，虽然它们各自牌号和型号都不同，但其结构都是由洗涤，脱水系统，进，排水系统，电动机和传动系统，电器控制系统以及支撑机构5大部分组成的支撑机构主要有箱体，吊杆及控制台组成，它除了安装和连接洗衣机的各种零件外，还具有减振及防护，装饰的作用全自动套筒洗衣机内部结构图如图3所示图3 全自动套筒洗衣机内部结构图2.3.2 洗涤脱水系统它主要有盛水桶，洗涤桶和波轮组成盛水桶又称为外桶，主要用来盛放洗涤液盛水桶固定在钢制底板上，通过4根吊杆悬挂在洗衣机箱体上电动机，离合器，排水阀等部件都装在桶底下面洗涤桶又称为脱水桶或者离心桶，也称为内桶，它的主要功能是用来盛放衣物，在洗涤或漂洗时配合波轮完成洗涤或漂洗功能，在脱水时便成为离心式的脱水桶波轮是全自动洗衣。