全自动洗衣机控制系统设计.docx

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全自动洗衣机控制系统设计全自动洗衣机控制系统设计内容提要本文介绍了采用可编程控制器（PLC）作为核心控制部件的全自动洗衣机控制系统。

文章介绍了洗衣机的结构，对全自动洗衣机的控制系统进行了分析，在此基础上提出了基于PLC的全自动洗衣机控制方案，并对方案进行了论证，根据洗衣机的工作原理，设计了流程及程序，对按钮及其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化。

由于洗涤，排水，脱水的时间均由PLC内计计时器控制，所以只要改变计时器参数就可以改变时间。

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；按钮；目录第1章引言1第2章系统总体方案设计22.1控制系统流程图22.2系统设计方案32.3洗衣机硬件配置及组成原理32.4PLC接线图62.5程序梯形图7结论10设计总结11致谢12附录一主程序语句表13参考文献15第第1章章引引言言这次设计是毕业前最后一次课程设计，也是为做毕业设计做铺垫吧，通过这次设计，将所学的东西融会贯通。

这篇设计论文是以西门子S7-200为主要载体，结合他对应的编程软件来对全自动洗衣机的控制进行编程，虽然没有具体的见到他的硬件，但是也对这样一个程序对应的接口做了了解。

同时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。

全自动洗衣机控制系统利用了西门子S7-200系列PLC的特点，对按钮，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内定时器和计数器控制，所以只要改变定时器和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,充分表现现代家电品的实用性。

在洗衣机控制方面，在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器占主导地位。

但继电器控制领域有着十分明显的缺点：

体积大、耗电多、可靠性、寿命短、运行速度慢、适应性差、尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪费。

为了改变这一现状，PLC控制系统产生了。

继1969年美国数字设备公司研制出世界第一台PLC，并在通用汽车公司自动装配线上试用，获得了成功，从而开创了工业控制新时期，从此，可编程控制器这一新的控制技术迅速发展起来了。

在许多领域都有广泛的应用。

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。

第第2章章系统总体方案设计系统总体方案设计2.1控制系统流程图控制系统流程图如图2.1为全自动洗衣机的洗涤动作程流程图,根据控制流程图并按照设计任务书进行程序的设计；2.1全自动洗衣机的洗涤动作程流程图2.2系统设计方案系统设计方案通常地，人们采用洗衣机来洗衣服需要经历洗涤、漂洗、排水、脱水等4个环节，而在全自动洗衣机中，这样的一个过程全由PLC来完成。

并且，全自动洗衣机需要其控制系统足够可靠，以避免洗衣机轻易出现故障。

全自动洗衣机的简单工作过程如图2.1所示。

其中，洗衣的方式、洗衣中的水位选择（高水位洗衣、低水位洗衣等）等两个方面需要在人们将衣服放入洗衣机洗衣服之后手动来选择。

并且是必须选择的洗衣参数。

当选择了一种洗衣参数后，按下启动按钮，洗衣机就会自动完成洗衣服的整个过程。

全自动洗衣机系统中，PLC主要完成以下功能：

1检测功能

（1）检测洗衣时的水位：

高水位或者是低水位的选择。

（2）检测进水是否到了需要的水位，即进水是否完成。

（3）检测排水是否已经完成。

2.控制功能

（1）控制进水、洗涤、排水、脱水等洗衣机的动作。

（2）控制洗涤、脱水等的时间长短。

（3）控制洗涤的次数。

（4）控制在洗衣机完成一个动作后到下一个动作的准确转换。

（5）控制完成洗衣时的信号提示。

2.3洗衣机硬件配置及组成原理洗衣机硬件配置及组成原理根据控制流程图，来实现功能。

选择西门子S7-200系列PLC作为此全自动洗衣机的控制主机。

在西门子S7-200系列PLC中又有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226、CPU226XM等之分。

此全自动洗衣机系统中总共有5个数字量输入，6个数字量输出，共需11点I/O,根据I/O点数及程序容量，选择了CPU222作为其主机。

启动按钮用来控制全自动洗衣机开始工作与否，一般地，在用户在洗衣机内放入衣服，且已经准备好开始洗衣服之后，按下启动按钮，全自动洗衣机开始洗衣。

停止按钮用来控制运行中的全自动洗衣机停止工作与否。

在洗衣服的过程中，用户需要停止洗衣机，就可以直接按下停止按钮，洗衣机即会停止工作。

高低水位是指洗衣机在洗衣过程中，洗衣机筒内保持的水位高低，一旦选择了高水位，则在洗衣过程中的水位将保持系统设定下的两个水位中的相对高一点的水位。

反之则是低水位。

高水位探测器用来检测洗衣机水位是否已经达到了高水位。

采用数字量输出式水位探测器这样就可以直接将高水位探测器的输出直接送到PLC主机的数字量输入端口上。

低水位探测器用来检测洗衣机水位是否已经达到了低水位。

采用数字量输出式水位探测器这样就可以直接将低水位探测器的输出直接送到PLC主机的数字量输入端口上。

同样零水位探测器用来探测是否将水排干。

采用数字量输出式水位探测器这样就可以直接将零位探测器的输出直接送到PLC主机的数字量输入端口上。

进水电磁阀用来控制洗衣机的进水。

当然洗衣机需要外界进水时，PLC主机发出控制信号，进水电磁阀会打开，水自动从外界送入洗衣机筒内，当水已经达到了设定的水位时，PLC主机发出信号自动关闭进水电池阀，同时控制洗衣机进入下一个洗衣步骤。

电机正转接触器用于PLC主机控制洗衣机电机的正转。

可以直接用PLC主机的数字量输出端口来连接电机正转接触器，在洗衣机洗衣服的过程中，电机会正转与反转同时轮流进行。

电机反转接触器用于PLC主机控制洗衣机电机的反转。

可以直接用PLC主机的数字量输出端口来连接电机反转接触器，在洗衣机洗衣服的过程中，电机会正转与反转同时轮流进行。

排水离合器用于PLC主机控制洗衣机机筒内的排放。

选用数字式离合器，可以直接用PLC主机的数字量输出端口来连接到排水离合器，当洗衣机在完成洗衣或者漂洗后，需要将机筒内的脏水排出机筒，此时，PLC主机发出控制命令打开排水离合器，进行排水。

洗衣机洗衣服的最后一道工序就是对衣服进行脱水，脱水电磁离合器正是用于PLC主机控制洗衣机进行脱水，脱水需要电机带动机筒旋转，有了电磁离合器后，就可以直接使用PLC主机的数字量输出端口来控制电磁离合器，最终达到控制脱水执行电机的目的。

在脱水过程不涉及电机的调速问题，因此，用PLC主机加电磁离合器这样一种比较觉得简单的方式就可以完成控制任务。

蜂鸣器用来指示洗衣机洗衣过程中的一些声音提示，也采用电磁阀控制。

对于各个程序中的指示灯也采用电磁阀进行控制。

全自动洗衣机控制系统为单机控制系统。

PLC的输入点，包括启动按钮、停止按钮、高低水位按钮、高水位探测器、低水位探测器，一共5点；输出点包括进水电磁阀、电机正转接触器、电机反转接触器、排水离合器、脱水离合器、蜂鸣器接触器。

由于点数不多，考虑20%30%的余量，选用小型PLC便可实现，本次设计选择西门子S7-200系列的CPU222型的PLC，可以满足使用需求。

它的主要特点是：

8输入/6输出共14个数字量I/O点。

6KB的程序和数据存储空间。

4个独立的30KHZ的高速计数器，2路独立的20KHZ的高速脉冲输出。

具有PID控制器。

1个RS485通信/编程口。

具有多点接口MPI（MultiPointInterface）通信协议具有点对点接口PPI（PointtoPointInterface）通信协议具有自由通信口I/O端子排可以很容易地整体拆卸洗衣机的电动机是满足220V单相电源的交流异步电动机，要想改变电动机的旋转方向只需在电路中串联一个电容以改变相位差。

，达到控制电机正反转的目的。

控制“正转”、“反转”功能为控制电动机电源方向的两个继电器KM1,KM2，它们的线圈分别与PLC的输出端“KM1”“KM2”相连，受控于PLC的输出信号。

如表2.1为全自动洗衣机中PLC主机的IO资源分配，表2.2为全自动洗衣机中PLC主机中辅助继电器分配。

表2.2为全自动洗衣机中PLC主机中辅助继电器分配。

2.4PLC接线图接线图根据i/o分配及s7200的接口设计，如图2.3为全自动洗衣机PLCIO接线图2.3洗衣机PLCIO接线图2.5程序梯形图程序根据设计要求，主要实现以下几点主要功能，一对于程序的起停控制，二对于高低水位的选择，三在实现以上要求之后，通过程序的控制，实现进水，排水，洗涤，脱水四个主要功能，同时达到在各个过程中能够有信号指示灯指示各个工作状态下的信号状态，并且能够在洗涤完成之后达到通过蜂鸣器报警提示的功能.如图2.3图2.3主程序梯形图结结论论此PLC控制程序可以实现，洗衣机的进水，排水，分别有进水电磁和排水电磁阀执行。

洗涤正转反转由洗涤电机驱动拨盘，正反转来实现。

脱水时由脱水电磁离合器合上，排水电磁阀吸合，洗涤电机正转进行甩干。

洗涤完成由蜂鸣器报警，洗衣机通过高水位限位检测SQ1，低水位限位检测SQ2，来检测水位的高度位置。

洗涤启动由一个SB按钮完成，排水由一个SB按钮实现，停机由一个SB2按钮实现的全自动洗衣机.设计总结设计总结通过这次课程设计不仅使我对于机电传动控制这门课进行了一次综合性的复习，同时还让我学到了很多东西，比如说当自己真正的想要把事情做好的时候，才会发现自己平时很容易忽略的东西有很多，才会真正的去发现一些从未注意的东西，比如，在这次的课程设计中，我就发现word其实并不是像我以前想的那么不人性化，因为自己以前从来没有注意这些细节的内容所以才会以为有那么多的不顺手的地方。

对于这次的课程设计，对于PLC的设计使我对于电路的控制有了更加具体话的了解，像洗衣机，电梯，各种设备都可以用PLC进行控制设计，生活中有那么多的电器可以用他它来进行控制，这让我看到了我们现在学习的东西并非是一无是处，他都将会在社会中有所作为的。

致谢两周的课程设计也接近了尾声，经过两周的奋战我的设计终于完成了。

在没有做plc课程设计以前觉得课程设计只是对这半年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。

课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。

通过这次设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。

自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。

通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。

在这次课程设计中同学们之间的关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢我的同学的帮助。

在此要感谢我的指导老师王宗才老师对我们悉心的照顾，感在此要感谢我的指导老师王宗才老师对我们悉心的照顾，感谢老师给我们的帮助。

在设计过程中，我通过查阅大量有关资谢老师给我们的帮助。

在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。

在整个设计了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。

在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自的能力，树立了