基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计

.专业资料分享.

2.2 制定控制方案

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2.2所示。其中，洗衣的方式（标准或是柔和）、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主要完成一下功能： 1. 检测功能

（1）检测洗衣的方式：标准或者是柔和的选择。 （2）检测洗衣时的水位：高水位或者是低水位的选择。 （3）检测进水是否到了需要的水位，即进水是否完成。 （4）检测排水是否已经完成。 2. 控制功能

（1）控制进水、洗涤、排水、漂洗、脱水等洗衣机的动作。 （2）控制洗涤、漂洗、脱水等的时间长短。 （3）控制洗涤、漂洗等的次数。

（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。 循环两次设定（标准/柔和，高/低水位等）参数，按下启动按钮进水洗涤排水进水

洗衣完成信号指示脱 水排 水漂洗进水循环两次图2.2 全自动洗衣机的简单工作过程 .WORD完美格式.

.专业资料分享.

根据上述对全自动洗衣机系统的功能分析，可以设计如图2.3所示的全自动洗衣机硬件系统框图。 启动按钮停止按钮高水位进水电磁阀电机正转接触器电机反转接触器S7-200 PLC低水位排水离合器CPU224标 准柔 和高水位探测器低水位探测器

图2.3 全自动洗衣机硬件系统框图

脱水离合器蜂 鸣 器1. PLC主机

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8个数字量输入，6个数字量输出，共需14点I/O,根据I/O点数及程序容量，选择了CPU224作为其主机。 2. 启动按钮

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。 3. 停止按钮

.WORD完美格式.

.专业资料分享.

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。 4. 高水位

高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。这里，在操作面板上，用一个按钮来设置高水位，按下按钮表示选择高水位。 5. 低水位

低水位是指洗衣机在洗衣过程中，洗衣机筒内保持的水位的高低，是相对于高水位来说的，在洗衣机系统的初始设计中，设计了两种水位，这个是相对比较低的一个水位，但是同样可以完成洗衣过程。在操作面板上，用一个按钮来设置低水位，按下按钮表示选择低水位。

需要注意的是，用户在使用中，只能选择一种水位——高水位或者低水位，但是，但是在实际生活中，很有可能用户不小心同时按下了高水位按钮和低水位按钮，因此，在设计中必须要考虑到水位的互锁。当然也可以将高水位与低水位选择设计成一个按钮，按下去的时候为高水位，不按则是低水位。

需要说明的是，高水位的选择必须在用户开始一次洗衣之前完成。 6. 标准按钮

标准按钮用来设置洗衣机洗衣服的模式，当按下标准按钮时，选择了标准模式，洗衣机自动按照标准模式洗衣服。 7. 柔和按钮

柔和按钮用来设置洗衣机洗衣服的模式，当按下柔和按钮时，选择了柔和模式，洗衣机自动按照柔和模式洗衣服。

标准模式与柔和模式对控制系统的要求主要表现在对变频器的控制，标准模式控制变频器频率使其达到一个在较大的频率值，而柔和模式控制变频器频率使其达到一个相对标准模式而相对小的一个值，从而达到对电机转速的控制，最终实现标准与柔和模式。

在洗洗衣机衣服的模式中，标准和柔和是两种相对的概念，标准比柔和的洗衣要剧烈一些。同样地，与高、低水位的选择一样，用户只能同时选择一种模式，因此，也需要在设计中考虑到标准与柔和模式的互锁。也可以将标准与柔和按钮设计成一个按钮，按下去时为柔和模式，不按下去则为标准模式。

需要说明的是，标准模式与柔和模式的 选择必须在用户一开始洗衣之前完成。

.WORD完美格式.

.专业资料分享.

8. 高水位探测器

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。 9. 低水位探测器

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。 10．进水电磁阀

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。 11. 电机正转接触器

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。 12. 电机反转接触器

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。 13. 排水离合器

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。 14. 脱水离合器

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。 15. 蜂鸣器

.WORD完美格式.