基于PLC在洗衣机智能控制系统Word文件下载.docx

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5.3.2轻柔洗15

5.4程序运行过程分析18

6程序的下载、安装和调试18

结论19

致谢20

参考文献21

1引言

我们可以利用可编程控制器来实现对洗衣过程的智能化控制。

洗衣机的智能控制系统是利用了西门子PLC的优点,对洗衣机的一些输入输出点进行智能化控制的过程。

因为洗衣机的运行过程都是由计数器来控制的,所以我们只要改变计数器参数就可以使洗衣机做到我们所需要的操要求。

我们可以把预先设定好的合适的程序记录下来,作为可选择的系统程序来使用,根据衣物的材料,衣服的数量，和衣服的受污染物程度的严重度来选择合适的程序。

充分的节约运行的时间，达到理想的洗衣效果，节能多效。

在洗衣机的系统制方面。

继电器之前是占主导地位的。

但是由于继电器体积偏大、耗电比较多、可靠性不是很好、寿命也比较短、运行速度比较慢、适应性能力差所造成时间上的浪费和资金上的浪费都是非常严重的。

为了挽救这危机，PLC控制系统被开发出来了。

在二十世纪中期世界上第一台PLC控制系统由美国数字设备公司研制在通用汽车公司试用成功，从此开启PLC控制系统的时代。

它被普遍应用于许多工业控制领域，由此迅速的发展起来完全取代了继电器的地位。

PLC的智能控制让洗衣机的功能达到理想的程度。

2任务分析

2.1整体功能介绍

普通洗衣机的洗衣过程如图1所示。

图1普通洗衣机洗衣过程

手动洗衣机也是由上述四个过程组成，每个过程都是用对应的开关按钮来实现人为手动控制。

在智能洗衣机中四个过程是的依次运行的，直到结束。

实现整个过程都自动化，方便快捷的服务消费者，节能省时。

2.2设备控制要求

洗衣机正常工作时，当按下启动开关，进水口进水水位达到系统设定的高水位时，进水口终止进水，洗衣开始，洗衣滚筒先向正方向旋转30秒，停止2秒，在向反方向旋转30秒，然后暂停2秒；

循环运行5次，共用时320秒，然后出水口开始排水；

当排水水位达到低水位时脱水操作开始并持续排水，脱水30秒；

重新开始清洗衣服，重复清洗过程运行两个循环；

清洗完成后，系统自动报警3秒，并断开电源停止运行。

想强制停止时，我们在洗衣机正常洗衣的过程中按下排水按钮可以实现手动排水的过程；

按下停止按钮键，就可以达到人为的停止洗衣机的进水，排水，脱水及报警的过程。

3控制系统的设计

3.1控制系统框图

图2智能洗衣机控制系统图

3.2控制系统对应设备及实现功能

表1外部设备对应表

对应的外部设备

启动按纽

停止按纽

水位选择开关

手动排水开关

手动脱水开关

水位浮球开关

表2输出设备对应表

对应的输出设备

进水电磁阀

排水电磁阀

电动机正转继电器

电动机反转继电器

洗衣脱水桶

系统报警器

3.3控制系统原理

智能洗衣机的运行过程都是通过输出设备来进行控制的，用PLC实现对洗衣过程智能控制，洗衣机的水位开关用来控制进水到达系统设定的水位，电磁进水阀控制洗衣机进水的过程。

当进水时，电磁进水阀门将打开，进水口持续进水。

在排水时，电磁排水阀门就会打开，排水口持续排水。

当洗衣机开始洗衣时，电动机启动开始运行。

当进行脱水时，脱水桶就会启动运行[1]。

4硬件电路的设计

4.1系统的选型

西门子PLC的输入输出点数和设备选择的种类，是根据被控制对象所需控制的模拟量，开关的数量，输入和输出设备的具体情况来选择的，输入输出元件都有对应的输入输出点。

这篇设计控制系统中有11个输入点和6个输出点，当考虑到系统任务中的变化，担心输入输出点数不能满足需求，所以我们可以选择有14个输入点10个输出点[2]。

统计的输入:

启动开关按纽，停止开关按纽，进水水位的选择开关，排水开关（手动），脱水开关（手动），水位浮球开关。

统计的输出:

洗衣进水电磁阀，电动机正转继电器，电动机反转继电器，洗衣排水电磁阀，脱水桶，报警器。

S7-200系列PLC出色表现：

系统运行稳定，使用操作简单方便，市场价格便宜，很适用于中小型控制系统的系统控制。

广泛适用于各种行业的系统控制，拥有极高的性价比[4]。

S7-200系列PLC的缺点表现：

I/O点数比较有限，有时候感觉太少了点。

4.2I/O分配

PLC控制系统的输入地址和对应的外部设备分配如下表：

表4数字量输入地址分配表

输入地址

I0.0

I0.1

I0.2

I0.3

I0.4

I0.5

I0.6

I0.7

I1.0

I1.1

I1.2

I1.3

I1.4

I1.5

I1.6

启动按钮

停止按钮

水位选择开关（高水位）

水位选择开关（中水位）

水位选择开关（低水位）

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

标准洗开关

轻柔洗开关

强洗开关

漂洗开关

PLC控制系统的输出地址及对应的输出设备分配如下表：

表5数字量输出地址分配表

输出地址

Q0.0

Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.4

Q0.5

Q0.6

Q0.7

洗涤电动机正转继电器

洗涤电动机反转继电器

脱水桶

报警器

快轴触点组一

快轴触点组二

PLC控制系统的内部位原件分配如下表：

表6内部位元件地址分配表

定时器/计时器

对应的作用

T37

T38

T42

T39

T43

T40

T41

C50

C51

进水暂停计时

正洗计时

正洗暂停计时

反转计时

反转暂停计时

脱水计时

报警计时

正反洗循环计数

大循环计数

4.3PLC接线图

图3PLC接线图

5软件的设计

5.1流程图

智能洗衣机的控制要求是正常运行和强制停止。

N

Y

图5强制停止流程图

图6正常运行流程图

5.2源程序

5.2.1进水

程序设计中，M0.0是辅助继电器对应启动按钮；

M0.1和M0.2是判断实际水位和设定水位是否一致的辅助继电器；

M0.3是辅助继电器对应停止洗衣机的自动洗衣。

当我们按下启动按纽，进水口开始进水，当进水的实际水位达到系统设定的水位后，进水口进水停止，等待2秒，自动进行洗衣操作。

它的程序为：

NETWORK5

进水达到系统设定的水位

LDM0.0

LDT40

ANC51

OLD

OQ0.0

AM0.1

ANI0.1

=Q0.0

NETWORK6

等待2s

LDM0.2

AN10.1

ANQ0.2

AN10.3

TONT37，+20

所对应的梯形图如图所示。

图8进水梯形图

5.2.2洗衣

当进水口进水达到系统设定水位2秒后，洗衣开始，先正转30秒，然后停止2秒，然后再反转30秒，在停止2秒钟就这样运行5次循环后开始排水。

NETWORK7

洗涤电动机正转30s

LDT37

LDNC50

AT39

OQ0.2

ANT38

=Q0.2

TONT38，+300

NETWORK8

洗涤电动机停2s

LDT38

ONT42

OT39

TONT42，+20

NETWORK9

洗涤电动机反转300s

LDT42

ANC50

OQ0.3

ANT39

=Q0.3

TONT39，+300

NETWORK10

LDT39

TONT43，+20

所对应的梯形图如图所示

图9洗衣梯形图

5.2.3排水

洗衣结束，进行排水。

水排完后停止排水。

NETWORK11

洗衣5次小循环

LDQ0.3

LDQ0.1

CTUC50，+5

NETWORK12

进入排水过程

LDC50

OQ0.1

ANI1.2

LDM0.3

AI0.5

=Q0.1

所对应的梯形图如图所示。

图10排水梯形图

5.2.4脱水

当洗完衣服的水排完后，进行脱水操作，脱水持续30s。

程序为：

NETWORK13

排水完毕

OM0.4

ANQ0.4

=M0.4

NETWORK14

脱水进行30s

LDI1.2

AM0.4

OQ0.4

ANT40

OI0.6

=Q0.4

TONT40，+300

图11脱水梯形图

5.2.5洗完报警

洗衣运行3次循环后，报警操作开始，3秒后停止，结束洗衣过程。

NETWORK15

洗衣3次循环

LDQ0.4

LDQ0.5

CTUC51，+3

NETWORK16

报警持续3s

LDC51

OQ0.5

ANT41

=Q0.5

TONT41，+30

所对应的梯形图如图所显示

图12洗完报警梯形图

5.3洗衣方式选择

5.3.1强洗

本程序中Q0.6和Q0.7对应主电机和程控电动机的快轴触点组继电器KM10和KM11。

NETWORK17

LDI1.3

ORI1.4

OUTQ0.6

ANII1.3

OUTQ0.7

所对应的梯形图如图

图13洗衣机选择方式梯形图

强洗程序运行时，当进水水位达到设定水位2秒后，洗衣过程开始，正方向旋转40秒，然后停止2秒，反方向旋转40秒，停止2秒这样10次循环后自动进入排水过程。

洗涤电动机正转40s

TONT38，+400

洗涤电动机反转40s

ANC50

ANT39

TONT39，+400

LDT39

强洗衣过程完毕后，进入强排水过程。

强排水空后停止排水。

洗衣小循环10次

CTUC50，+10

排水，直至水排空

=Q0

5.3.2轻柔洗

当洗衣机水位达到统设定水位2秒后，洗衣机开始工作，正转10秒，停止2秒，反转10秒，停止2秒钟这样5次循环后进行排水操作。

洗涤电动机正转10s

OQ0..2

TONT38，+100

洗涤电动机反转10s

ANC50

OQ0.3

TONT39，+100

洗衣过程完毕后，进入排水过程，轻柔洗的排水源程序跟标准洗排水源程序相同。

进水口进水达到设定水位2秒钟后，洗衣开始，先正方向旋转5秒，停止2秒再反方向旋转5秒，停止2秒这样5次循环后进入排水过程。

洗涤电动机正转5s

TONT38，+50

OT39

洗涤电动机反转5s

ANT39

TONT39，+50

洗衣结束，进入排水过程。

漂洗完排水结束后停止排水。

它的源程序为：

5.4程序运行过程分析

当我们按下启动开关时，输入I0.0得电使M0.0得电自保，当Q0.0得电时，进水口就开始进水。

洗衣机进水水位达到系统设定的高水位时，输入点I0.7得电，则I0.7的常闭触点就会自动切断，当Q0.0断开后，进水过程终止；

当I0.7的常开触点闭合，Q0.2得电，洗衣机开始正转运行，洗衣开始，T38进行计时，当T38计时到系统设定值时，T38的常闭触点就会断开，Q0.2也断开，洗衣机正转洗衣过程暂停；

当T38的常开触点闭合时，T38得电自保，T42进行计时。

T42计时到系统设定值时，T42常开触点闭合，Q0.3得电，洗衣机反转洗衣操作开始，T39进行计时。

当T39计时到系统设定值时，T39常闭触点就断开，则Q0.3也断开，洗衣机反转洗衣操作暂停；

T39常开触点闭合，使T39得电自保，T43进行计时。

当T43计时到系统设定值时，T43常开触点就闭合，C50计数一次，T43常闭触点断开，使T38、T42、T39、T43都复位，Q0.0得电，重复开始的操作，直到C50计数满5次，C50常开触点得电，Q0.1得电自保，排水口开始排水，水排完，C50就复位，准备下一次循环时再开始计数。

当排水到达系统预设的低水位时，I1.1断开，I1.1常闭触点闭合，Q0.2、Q0.4同时得电，开始放水的过程，T40进行计时。

T40计时到系统预设值时，T40常闭触点断开，Q0.1、Q0.2、Q0.4断开，洗衣机停止排水和脱水；

T40常开触点得电，C51计一次数。

Q0.1常闭触点闭合，Q0.0又得电，重复从进水开始的动作，直到C51计数满两次，C51常闭触点断开，M0.0断开，洗衣机停止洗涤；

C51常开触点得电，Q0.5得电自保，开始报警。

C51常开触点得电又使C51复位，C51常闭触点闭合，准备好下一次启动。

Q0.5常开触点得电时，T41进行计时。

T41计时到系统预设值时，T41常闭触点断开，洗衣机停止洗衣并开始报警。

当洗衣机在正常洗衣过程中按停止按纽时，输入点I0.1常闭触点断开，Q0.0、Q0.1、Q0.4、Q0.5断开，停止进水、排水、脱水及报警的四个过程，达到强制停止功能。

6程序的下载、安装和调试

我们可以将输入端子和输出端子与实际智能控制系统中的按纽开关、所需控制的设备进行正确的连接，来完成洗衣机设备的安装过程。

智能洗衣机的洗衣过程是由PLC控制系统来进行智能控制的，正常工作时运行的程序存放在机器中，当我们想要改变洗衣工程时，可以通过修改程序，来达到改变的目的，将PLC控制系统停止，进行编写程序，打开智能洗衣机的控制程序，就可以在线修改及调试程序，也可用编程器进行修改及调试[5]。

结论

我们通过对智能洗衣机控制系统的设计，对智能洗衣机的控制系统有了更加深入的理解。

智能洗衣机控制系统充分利用了西门子PLC的优点，实现了洗衣机在洗衣全过程中的智能化。

因为洗衣机工作的过程是由计数器控制的,所以我们只要改变计数器参数就能达到想要的洗衣过程。

我们可以把自己先前设定好的洗衣程序记录下来,根据衣物的材料,洗衣的数量及衣服受污染的程度的严重性来进行合理的编程，根据不同的情况选择不同的程序,用更少的时间，更少的水资源，更少的电，来达到预期的洗衣效果，充分展现智能洗衣机的实用性，为节能减排做出自己的贡献。

积极响应社会的号召，将节能减排进行到底。

这也会让智能洗衣机更加好的融入到人们的生活中。

我们通过这次毕业设计，对西门子PLC控制系统有了进一步认识。

这次设计为我们以后从事智能控制工作和进一步学习智能控制奠定了坚实的基础。

对自己的操作水平和程序的设计都是一个非常好的锻炼机会，这是一次非常有价值的经历，对自己更好的适应社会有非常好的帮助。

致谢

我们通过这次毕业论文的设计过程，对西门子PLC的设计理论，自动化控制系统原理及其智能化应用都有了进一步了解和认识，同时也对自动供料系统有了一定得了解。

毕业设计已经结束了。

我非常衷心地感谢周老师在我的设计中的精心指导，在每一个设计的过程中周老师都认真的教导和耐心的讲解，对我能及时完成论文给予了非常大地帮助。

在江苏海事职业技术学院的三年中，我在老师同学的帮助下，取得了很好的发展，对于自己不断提高各方面的素质，能够更好的实现自己的价值造福于社会，都有很大的帮助。

这次设计是学校对于我们每个学生在海院三年来所学知识与社会生产实践进行的一次综合性的考察；

积极地培养了我们发挥所学专业知识解决实际生活中遇到的难题的能力；

还同时为我们了解一般电气工程设计的基本思想打下良好的基础；

在设计方案的制定过程,设计资料的收集，控制系统的选用，设计方法的运用,流程图及梯形图的绘制等方面，有一次较全面的锻炼。

最后，感谢周老师！

是您的帮助与积极指导才能让我能顺利完成设计。

谢谢您！

参考文献

[1]航天技术与民品,工业可编程控制器的现状与发展趋势[J]．1999，（5）：

30-31。

[2]谢克明，夏路易.可编程控制器原理与程序设计[M]．北京：

电子工业出版社，2005，1-20。

[3]中国制冷与暖通空调信息网，洗衣机迎来科技时代[EB/OL].

[4]王永华．现代电气控制及PLC应用技术[M]．北京：

北京航空航天大学出版社，2003，80-96。

[5]求是科技.PLC应用开发技术与工程实践[M]．北京：

人民邮电出版社，2005，148-156，218-229。

[6]蒋金周．智能洗衣机的PC智能控制[J]．机电一体化，2004，（5）：

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[7]自动网论坛.智能洗衣机PLC控制[EB/OL].