PLC全自动洗衣机的设计文档格式.docx
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普通洗衣机的工作流程示意图如图2.1所示
洗衣机的工作流程由进水、洗衣、排水、脱水4个过程组成。
在半自动洗衣机中，这4个过程分别用相应的按钮开关来控制。
全自动洗衣机中，这4个过程可做到全自动依次运行，直至洗衣结束。
全自洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一心安放的，内桶可以旋转，作为脱水用。
内桶的周围有许多小孔，使内桶和外桶的水流相通，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。
进水时通过控制系统将进水电磁阀打开，经进水管将水注入到外桶。
排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外。
洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。
脱水时，控制系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。
高、中、低水位控制开关分别用来检测高、中、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。
图2.1普通洗衣机的工作流程示意图
2.1.2控制设备要求
全自动洗衣机控制系统的要求是能实现“正常运行”和“强制运行”两种控制方式。
1.正常运行
“正常运行”方式具体控制要求如下：
（1）将水位通过水位选择开关设在合适的位置（高、中、低），按下“启动”按钮，开始进水，达到设定的水位（高、中、低）后，停止进水。
（2）进水停止2s后开始洗衣。
（3）洗衣时，正转30s，停2s，然后反转30s，停2s。
（4）如此循环共5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30s。
（5）然后再进水，重复
（1）（4）步，如此循环共2次。
（6）洗衣过程完成，报警3s并自动停机。
2.强制停止
“强制停止”方式具体控制要求如下:
（1）若按下“停止”按钮，洗衣过程停止，即洗涤电机和脱水桶停止转动、进水电磁阀和排水电磁阀全部闭合。
（2）可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。
【注】“正常运行”和“强制停止”两种模式的运行是一样的。
3.1洗衣机的PLC控制电路
10.按钮的选择
全自动洗衣机的人机接口中有按钮，方便操作时也要保证安全，为此选择了施奈德品牌的低压凸头按钮，并且带有指示灯LED，供电电压为直流电24V。
根据设计要求选择如下表3.6所示的开关和相应的数量。
表3.6按钮规格
按钮类别
完整型号
模块型号（按钮头+触点基座）
备注
启动按钮
XB2-BW13B1C
ZB2BW13C+ZB2BWB31C
绿灯、常开
停止按钮
XB2-BW14B2C
ZB2BW14C+ZB2BWB42C
红灯、常闭
高水位按钮
XB2-BW14B1C
ZB2BW14C+ZB2BWB41C
红灯、常开
中水位按钮
XB2-BW16B1C
ZB2BW16C+ZB2BWB61C
蓝灯、常开
低水位按钮
XB2-BW15B1C
ZB2BW15C+ZB2BWB51C
黄灯、常开
手动排水
手动脱水
四、PLC设计及调试部分
4.1全自动洗衣机控制系统程序设计调试
4.1.1编程软件
编程软件采用三菱公司为其生产的PLC而设计的编程软件GXDeveloper。
4.1.2程序的流程图、构成和相关设置
1.流程图
（1）正常运行流程图
正常运行流程图如图4.1所示。
图4.1正常运行流程图
（2）强制运行流程图
强制运行流程图如图4.2所示。
图4.2强制运行流程图
2.程序的构成
这个程序有自动方式和手动方式两种。
在自动方式下，PLC将运行已经设置好的程序和参数（适用于机械一切都正常工作的情况下）。
在手动方式下是在紧急停止情况下，可以手动排水和脱水。
3.程序的下载、安装和调试
将各个输入输出端子和实际控制系统中的按钮。
所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。
全自动洗衣机程序是由GXDeveloper软件的指令完成，正常工作是程序存放在存储卡中，若要修改程序，先将PLC设定在STOP状态下，运行GXDeveloper编程软件，打开全自动洗衣机程序，即可在线调试，也可用编程器进行调试。
4.2全自动洗衣机控制系统PLC程序
4.2.1系统资源分配
1.数字量输入部分
这个控制系统的输入有启动按钮、停止按钮、水位选择开关（高水位、中水位、低水位）、手动排水、自动排水开关、高水位浮球开关、中水位浮球开关，低水位浮球开关、水排空浮球开关、压力开关共12个。
具体的输入地址分配如表4.1所示。
表4.1输入地址分配
输入地址
对应的元器件
对应的外部设备
X001
SB1
X002
SB2
X003
SB3
高水位选择开关
X004
SB4
中水位选择开关
X005
SB5
低水位选择开关
X006
SQ1
水排空检测开关
X007
SQ2
高水位检测开关
X010
SQ3
中水位检测开关
X011
SQ4
低水位检测开关
X012
SB6
X013
SB7
X014
SP1
压力开关
2.数字量输出部分
这个控制系统需要控制的外部设备有进水电磁阀、排水电磁阀、洗涤电动机、脱水桶、报警器共五个设备。
但是由于洗涤电动机有正转和反转两个状态，分别都应正转继电器和反转继电器，所以输出点有六个。
具体的输出地址分配如表4.2所示。
表4.2输出地址分配
输出地址
Y001
YA1
启动洗衣机
Y002
YA2
进水电磁阀
Y003
KM1
洗涤电动机正转继电器及脱水
Y004
KM2
洗涤电动机反转继电器
Y005
YA3
排水电磁阀
Y006
YH
报警器
3.定时器和计数器
全自动洗衣机的控制系统中的工作时间和循环次数需要定时器和计数器来控制。
具体定时器和计数器分配如表4.3所示。
表4.3定时器和计数器分配
类别
元器件号
设定值
作用
定
时
器
T0
2s
进水后暂停时间
T1
30s
正转洗涤计时
T2
正转暂停计时
T3
反转洗涤计时
T4
反转暂停计时
T5
脱水计时
T6
3s
洗完报警计时
计数器
C0
5次
正反洗循环计数
C1
3次
大循环计数
4.PLCI/0硬件接线图
根据全自动洗衣机控制系统的输入、输出地址分配和定时器、计时器分配以及所选PLC型号，PLCI/O硬件接线图如下图4.1所示。
图4.1I/O硬件接线图
4.3源程序
1.辅助继电器
在本程序中，M0是按下启动按钮的辅助继电器；
M1是判断洗衣机水位是否和设定水位不一致的辅助继电器；
M2是判断洗衣机是否和设定水位一致的辅助继电器；
M3是停止自动洗衣机的辅助继电器，它的助记符如下。
//
//按下启动按钮，开始洗衣
LDX001
ORM0
ANIX002
OUTM0
//洗衣机水位与设定水位不一致辅助继电器
LDX003
ANIX007
LDX004
ANIX010
ORB
LDX005
ANIX011
OUTM1
//洗衣机水位与设定水位相一致辅助继电器
ANDX007
ANDX010
ANDX011
OUTM2
//停止自动洗衣辅助继电器
LDX002
ORM3
ANIX001
OUTM3
2.进水
在正常情况下，按下启动按钮或者脱水完毕，而且洗衣大循环未到三次时，开始进水，当水位达到设定水位后停止进水，等待2s后进入洗衣程序。
在强制停止情况下，当停止按钮按下时立即停止进水。
它的助记符程序为：
//进水到设定的水位，超重后报警，进水阀关闭，自动洗衣终止
LDM0
LDT5
ANIC1
ORY002
ANDM1
ANIX014
OUTY002
LDX014
OUTY006
LDY006
RSTM0
//进水到设定的水位后等待2s
LDM2
ANIY005
ANIY001
ANIY004
OUTT0K20
3.洗衣
进水到设定水位2s后，开始洗衣，先正转30s，停止2s然后再反转30s，停止2s这样循环5次后进入排水过程。
//洗涤电动机正转30s
LDT0
LDIC0
ANDT4
ORY001
ANIT1
OUTY001
OUTT1K300
//洗涤电动机停2s
LDT1
OUTT2K20
//洗涤电动机反转30s
LDT2
ORY004
ANIT2
OUTY004
OUTT3K300
LDT3
OUTT4K20
4.排水
洗衣过程完毕后，进入排水过程。
水排空后停止排水。
//洗衣小循环5次
LDY004
OUTC0K5
LDC0
OUTY005
//排水，直至水排空
ORY005
ANIX006
LDM3
ANDX012
5.脱水
水排空后，开始脱水，脱水30s后停止脱水。
因为判断水排空是否在排水完毕后，所以要用到水排完毕辅助继电器。
它的助记符程序如下：
//排水完毕辅助继电器
LDY005
ORM4
ANIY003
OUTM4
//脱水30s
LDX006
ANDM4
ORY003
ANIT3
ORX013
OUTY003
OUTT5K300
6.洗完报警
洗衣大循环3次后，开始洗完报警过程，3s后停止报警，
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