基于plc的洗衣机设计

基于plc的洗衣机设计（精选8篇）

篇1：基于plc的洗衣机设计

摘要

目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高，目前的洗衣机主要有强弱洗涤功能、进排水系统故障自动诊断功能、暂停等七大功能，在许多方面还不能达到人们的需求。这就要求设计者们有更高的专业和技术水平，能够提出更多好的建议和新的课题，将人们的需要变成现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的全自动洗衣机。目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容，大多洗衣的厂家都注重各自品牌的洗衣机的特长，突出一两个与别的洗衣机不同的个性化的功能，洗衣机的各项功能是PLC控制实现的，控制功能灵活，因此，设计出基于PLC全自动洗衣机控制电路系统具有很强的实用性。

本设计采用物美价廉的三菱为控制核心,为保证洗衣机及人身安全,设计了蜂鸣报警电路。功率驱动电路由可控硅实施对电动机,进水阀,排水阀的控制。为方便读者更快地了解,熟悉本设计,作为基础知识,还介绍了与全自动洗衣机有关的一些常见的PLC基本功能,使全自动洗衣机能更加智能化,更加完善。关键词：PLC，洗衣机，梯形图

I

目录

摘要..........................................................................I 1 洗衣机的概述...............................................................1

1.1洗衣机的分类...........................................................1

1.1.1 按结构形式划分......................................................................................................................1 1.1.2 按洗涤方式与结构原理划分...............................................................................................1 1.1.3 按自动化程度分为.................................................................................................................1 1.2全自动洗衣机的介绍.....................................................2 2 三菱PLC洗衣机控制系统设计要求.............................................3

2.1控制要求...............................................................3 2.2解决思路...............................................................4 3 软件设计...................................................................4

3.1 洗衣机工作流程图.......................................................4 3.2可编程控制器的基本指令.................................................5 3.3 梯形图设计............................................................11 4 调试与检测................................................................14

4.1 程序传送.............................................................14 4.2 监控／测试...........................................................14 4.3 I/O地址分配与接线图..................................................14 参考文献.....................................................................16 附录 总梯形图................................................................17

II 洗衣机的概述

1.1洗衣机的分类

1.1.1 按结构形式划分

洗衣机按结构形式分为：单桶、双桶、多桶型。1.1.2 按洗涤方式与结构原理划分

按洗涤方式和结构原理分类，可以分为如下几种：

（1）滚筒式洗衣机：衣物半浸没于水中，滚筒作有规律的间歇的正反转动，靠滚筒内凸起把衣物带至高处再跌下，起揉搓作用，然后进行洗涤。其类型有：a、前装式滚筒洗衣机；b、顶装式滚筒洗衣机。

（2）波轮式（涡卷式）洗衣机也称日本式洗衣机：优点：结构简单，体积小，重量轻，操作方便，耗电量少，洗净率高。缺点：漂洗衣物不均匀，损衣率高。

（3）搅拌式或摆动式洗衣机：洗衣机有一根主柱，由电动机带动摆动叶绕定轴作周期往复运动，每次转动角度小于360度，通过旋转的力度来达到洗涤衣物的效果其他形式有：喷流式、喷射式、振动式等，市场上比较少见。1.1.3 按自动化程度分为

按自动化程度分为如下几种：

（1）普通型洗衣机：搅拌动作为电动机带动正转、反转及停靠定时器控制，而进水、排水、脱水等完全手动。

（2）半自动型洗衣机：a 半自动单筒型：洗涤、漂洗、进出水均自动按设定程序与时间进行，没有脱水机。b 半自动双筒型：由洗涤、脱水两部分组成。先自动完成洗涤、漂洗。再由人工把洗净的衣物放入甩干桶中脱水。

（3）全自动型洗衣机：可按选定的工作程序自动完成洗涤、漂洗、脱水、甩干、进水、排水等动作，无看管。其类型有：a 机械全自动型：由电动程控器控制。b 电脑全自动型：由电脑程控器控制。

1.2全自动洗衣机的介绍

全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。内桶可以旋转，作脱水（甩水）用。内桶的四周有很多小孔，使内外桶的水流相通。该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，通过电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、低水位开关分别用来检测高、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。

它能实现的功能有：首先系统处于初始状态时，按下启动按扭及水位选择开关，开始进水，水满（即水位到达高低）时停止进水。2秒后开始洗涤，洗涤时，正转15秒后暂停，暂停3秒后开始反转洗涤，反转洗涤15秒后暂停，暂停3秒。如此循环3次，总共180秒后开始排水，排空后（水位下降到低位）开始脱水并继续排水。脱水10秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。若未完成3次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了3次大循环，则进行洗完报警。报警10秒结束全部过程，自动停机。此外按排水按钮可实现手动排水；按停车按扭可停止进水、排水、脱水及报警。全自动洗衣机的实物示意图如下图1.1所示。

进水口启动按钮停止按钮排水按钮控制器高水位开关内桶外桶低水位开关排水口波盘洗涤电机

图1.1 全自动洗衣机的实物示意图

全自动洗衣机有各种洗涤程序,可供自由选择,工作时间可任意调节(洗涤0～16分钟,脱水0～5分钟)而且工作状态及洗、脱时间在面板都有显示,能自动处理脱水不平衡(具有各种故障和高低电压自动保护功能),工作结束或电源故障会自动断电,无需看管,确保安全。它还具有浸泡,手洗水流功能。它省时省力，操作简单，非常方便的适用于人们的日常生活中，给人们带来了更多的好处。三菱PLC洗衣机控制系统设计要求

本设计采用三菱PLC对洗衣机的工作流程进行控制，使其实现全自动洗衣机的功能。

2.1控制要求

（1）按下启动按钮SB1，进水电磁阀打开，进水指示灯亮（HL1点亮）；

（2）进水到达水位上限（按上限按钮），进水电磁阀关闭（HL1熄灭）。波轮电动机进行搅拌，开始洗涤，按照正转15s→停3s→反转15s→停3s的顺序反复进行30次；（3）洗涤过程结束，排水电磁阀打开（HL2点亮），开始自动排水；

（4）排水到达水位下限（按下下限按钮），排水电磁阀关闭（HL2熄灭）。排水电磁阀关闭2s后，进水电磁阀打开（HL1点亮），开始第二次洗涤，并重复（1）~（4）的步骤；

（5）洗涤过程完成3次（第三次按下限按钮）时，开始甩干（甩干电动机工作）；洗衣机在甩干的同时自动排水;（6）甩干与排水过程中共同进行10s后，同时结束，排水电磁阀关闭（HL2熄灭）。蜂鸣器HA进行蜂鸣报警（0.5s通，0.5s断），提示洗涤过程结束，直到按下停止按钮停止蜂鸣。

2.2解决思路

1.根据全自动洗衣机的控制要求，了解需要通过定时器来完成洗涤过程（正转与反转的交替）及蜂鸣器的报警的控制过程。

2.利用传感器来控制进水与排水的过程

3.利用输出所存和输出解锁存线圈更方便的来实现点动按钮的控制。软件设计

3.1 洗衣机工作流程图

脱水开始设定水位排水按下启动按钮Y水是否排完？N进水Y

水位到设定水位？Y延时10秒停止进水延时2sN

电动机反转洗衣电动机正转洗衣洗衣过程运行3次？Y洗完报警延时15秒结束暂停3秒

洗衣3次N延时15秒暂停3秒 Y图3.1洗衣机工作流程图

3.2可编程控制器的基本指令

（1）自锁电路

图3.2自锁电路梯形图

1、编程：用编程器或编程软件输入程序，并检验。

2、将X0钮子开关合上，Y0指示应亮。

3、将X0开关断开，Y0指示灯扔保持亮。

4、将X1开关接通，Y0指示灯灭。

图3.3自锁电路时序图

（2）S/R置位复位指令

图3.4 S/R置位复位指令应用梯形图

1、编程：用编程器或编程软件输入程序、并检验。

2、合上X1号开关，观察Y0指示灯。

3、断开X1号开关，观察Y0指示灯。

4、合上X2号开关，观察Y0指示灯。

5、断开X2号开关，观察Y0指示灯。

图3.5 S/R置位复位指令应用时序图

（3）PLS脉冲指令

图3.6 PLS脉冲指令应用梯形图

1、编程：用编程器或编程软件输入程序，并检查。

2、运用程序。

3、合上X0开关，观察Y0指示灯。

4、断开X0开关，观察Y0指示灯。

5、合上X1开关，观察Y0指示灯。

6、断开X1开关，观察Y0指示灯。

图3.7 PLS脉冲指令应用时序图

（4）定时器指令与应用

图3.8定时器指令应用梯形图1、2、编程：用编程器或编程软件输入程序，并检验。合上X0开关，观察Y0、Y1输出的变化。

图3.9 定时器指令应用时序图

（5）振荡器

图3.10 振荡器梯形图1、2、3、输入程序并检验，然后运行程序。观察Y0的变化。

闭合X0开关，观察Y0的变化，并监控T0、T1的工作情况。

图3.11振荡器时序图

（6）计数器指令与应用

图3.12 计数器指令应用梯形图1、2、3、4、编程输入程序并检验，然后运行程序。当X0开关断/通一次，计数器现行值加1。当X0开关断/通5次时，计数器现行值加1。当X1开关接通/断开时，C0复位，Y0灯灭。

图3.13 计数器指令应用时序图

（7）步进指令

图3.14步进指令梯形图1、2、3、编程：输入程序，并检验。

运行程序，监控S0、S1顺序接通X0-X3开关，观察Y0、Y1的发光指示。X3为关闭步进转换指令。

3.3 梯形图设计

SWOPC－FXGP／WIN－C为一个应用于FX系列可编程控制器的编程软件，可以在Windows98/ME/2000/XP操作系统下进行梯形图的编辑和指令表程序的编辑。微机与PLC的连接，可以用三菱公司的SC－08型电缆线串接SC－09型电缆线，SC－08的9针插头接微

机的RS232串行口，SC－09的圆形插头接PLC的通讯口。

运行SWOPC－FXGP／WIN－C软件。当选用语句表编程方式时，用鼠标点击语句表编辑区，其标题栏变为蓝色，成为当前工作区。用键盘输入语句表程序，覆盖工作区的“NOP”语句，回车后自动换行，当使用语句表编程时，梯形图编辑区立即将程序自动转换成梯形图，因此可以同时生成二个文件。当选用梯形图编程方式时，用鼠标点击梯形图编辑区，其标题栏变为蓝色，成为当前工作区。点击菜单栏[视图]－[功能]，将显示梯形图的绘图工具。编辑梯形图时，首先确定光标位置，在绘图工具栏内点击欲用的元件，此时出现一个对话框，输入元件号后，元件图形出现在原光标位置。按照这种方法，逐一将元件加到梯形图上。当梯形图完成后，点击工具栏的转换按钮，可以将梯形图转换成语句表程序。梯形图的单元设计如下:（1）按下启动按钮SB1时，S0初始化。按下停止按钮SB2，采用区间复位ZRST指令使洗衣机停止工作。启动和停止的梯形图如图3.15所示。

图3.15启动和停止梯形图

（2）按下启动按钮SB1，状态元件S20驱动进水电磁阀YA1输出线圈Y000，洗衣机进水，按下SB3可以实现手动排水，水到达高水位时SQ1闭合，状态元件S21驱动定时器T0延时2S，状态元件S22驱动接触器KM3闭合，驱动输出线圈Y002电动机M正转，开始洗涤。延时15S，再暂停3S后，状态元件S24驱动接触器KM4闭合，驱动输出线圈Y003电动机M反转。同样洗涤15S，在暂停3S。通过计数器C0和定时器T4的控制，如此洗涤3次。洗衣机的洗涤梯形图如图3.16所示。

图3.16洗衣机洗涤梯形图

（3）洗涤3次后，状态元件S26驱动接触器KM3闭合，驱动输出线圈Y002电动机M正转，开始脱水。低水位开关SQ2，脱水离合器YA3驱动输出线圈Y004，通过计数器C1计数3次，洗涤完成，状态元件S27驱动线圈Y005报警10S结束整个洗衣机的洗涤。脱水和报警结束梯形图如图3.17所示。

图3.17脱水和报警结束梯形图 调试与检测

4.1 程序传送

计算机RS232 C端口及PLC之间，必须用指定的电缆线及转换器连接。

读入――将PLC中的程序传送到计算机。操作方法是：执行[PLC]－[传送]－[读入]菜单命令。

写出――在PLC设置为STOP时，将计算机的程序发送到PLC中，操作方法是：执行[PLC]－[传送]－[写出]菜单命令，此时出现写出对话框，回答对话框并按确认按钮后完成。

校验――将计算机及PLC中的程序加以比较校验，操作方法是：执行[PLC]－[传送]－[校验]菜单命令。

4.2 监控／测试

PLC在运行时，可以利用“监控／测试”功能，监控元件，触点或线圈的工作情况。亦可以修改定时器与计数器的设定值。

当点击梯形图编辑区，可以完成如下监控：

首先执行[监控／测试]－[开始监控]菜单命令，监控／测试菜单出现如下几种监控命令。

元件监控（光标）――执行[监控／测试]－[元件监控]（光标）命令后，将光标选定的元件登录在元件监控窗口，可以进行监控。

改变设置值――执行[监控／测试]－[改变设置值]菜单命令后，出现改变当前值对话框。可以对定时器和计数器的设定值进行修改。

4.3 I/O地址分配与接线图

根据洗衣机操作的工艺过程及对控制系统的要求，首先归纳本系统中所有输入信号和输出信号；然后根据PLC的输入点和输出点进行I/O地址分配，使每个输入信号对应PLC内部的输入继电器，每个输出信号对应PLC内部的输出继电器。PLC洗衣机控制的I/O地址分配如表4.1所示。

表4.1 I/O分配表

牢记此分配表，将模块上的I/O口按照下图接线图连接好，检查无误后，将软件程序下载到模块中去，开启电源，手动操作按照设计要求演示好洗衣机的各个功能，修改程序直到将其能完善处理设计要求的各个功能。

图4.1模块接线图

参考文献

[1]张立科、PLC应用开发技术与工程实践、北京：人民邮电出版社、2005.1 [2]李国厚.PLC原理及应用设计.化学工业出版社,2005 [3]潘海燕.波轮式全自动洗衣机的单片控制[J].电子世界，2003（3）[4] 吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用[J].设计与开发,1999 [5] 王玉梅.全自动洗衣机的模糊控制系统[J].潍坊学院学报,2000 [6] 余剑生.基于模糊控制的智能洗衣机的程序控制系统[J].广东技术师范学院学报,2005 [7] 周德林.电脑的程序控制系统.家用电器,2005 [8] 荣俊昌.全自动洗衣机原理与维修.高等教育出版社,1998 [9]钱如竹.快修家用洗衣机.北京 ：人民邮电出版社,2003

附录 总梯形图

篇2：基于plc的洗衣机设计

文 献 综 述

基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计

学

生：xxxxxx 学

号：xxxxx

专

业：电气工程及其自动化 班

级：2009.3 指导教师：xxxxx

xxxxx学院自动化与电子信息学院

二O一三年三月

第1章 前言

首先根据可编程控制器(PLC)的结构和功能，以及全自动洗衣机的结构，分析和研究了全自动洗衣机控制系统的工作原理。在此基础上，结合工作需要，提出了以PLC为控制核心部件进行全自动洗衣机控制系统的设计。然后，从全自动洗衣机的六个工作过程出发，对系统控制方案进行了可行的分析和论证，其中包括PLC以及外围设备选型，编程方式选择，各种抗干扰措施等。最后设计以西门子S7-200系列PLC为控制核心的全自动洗衣机控制系统，包括了控制系统的I/O端口分配，PLC接线图及PLC程序设计，并详细分析了程序的控制过程，实现了洗衣机洗衣过程的自动化，具有智能化程度高，安全可靠，方便，灵活等特点[9]。

第2章 总体

2.1 PLC控制洗衣机概述

传统的全自动洗衣机由于单片机控制和驱动能力有限，不能满足现有人们对生活品质的追求。而PLC作为工业三大控制支柱之一，由于其控制方式多样，控制功能强大，已经用于众多工业领域。近年来，PLC价格也有所下降，也开始用于全自动洗衣机控制系统，并且在工业洗衣机领域已经取得了较好的使用效果，同时，也有部分厂家在家用洗衣机领域使用PLC作为控制器，将全自动洗衣机向智能化洗衣机方向发展，提高市场竞争力。PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术，自动化控制技术和通信技术发展起来的一种新型控制装置，能够满足全自动洗衣机对控制系统的要求，赢得了很多企业的青睐，所以，有必要通过先进的技术和较低的成本开发和改善现有洗衣机，使其拥有更广阔的市场竞争力。而随着PLC的价格逐渐下降，我们可以应用PLC实现对洗衣机的开发，更好地为消费者服务[6]。

2.2 本次设计过程

通过查阅书籍，了解了洗衣机的整个发展过程，理清了自己的思路，清楚自己的设计任务，大概整理了一个如何设计本次洗衣机控制系统的过程，如：洗衣机的控制系统，微控制器，PLC；系统的硬件设计，包括：PLC的选择，PLC接线图，洗衣机的示意图；软件的设计，包括I/O分配表，系统流程图，程序设计等。

（1）在全自动洗衣机的结构中，最重要的就是洗衣机的控制系统：包括进水/排水电磁阀，洗涤电机，脱水电机和报警装置，通过这四个部分的相互结合实现洗衣机的进水，浸泡，洗涤，脱水，报警这几大步骤。

（2）PLC在运用中非常实惠，方便。采用了基本单元扩展或者是模块化的结构形式，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和确定。PLC的编程语言，梯形图，顺序功能图程序简洁，很直观。

（3）通过对比微处理器、电动机控制器和PLC，本次控制器采用PLC，主要是由单片机，稳压电路，放大驱动电路，输入电路，显示电路组成。洗衣时，只要在选定洗衣程序后，就可以通过以上各部分的相互信号传输，完成整个洗衣过

程。

（4）本次设计选用西门子S7-200型PLC，该控制系统CPU模块可采用CPU-224模块，它可控制整个系统按照控制要求有条不紊地进行。同时该模块采用交流220V供电，并且自带14个数字量输入点和10个数字量输出点，完全可以满足整个全自动洗衣机控制系统的要求。

（5）PLC外部接线图，将I/O各节点连接起来，实现启动，停止，进水，排水，正转，反转，报警，水位控制等等。PLC是整个控制过程控制洗衣机运行的关键所在，洗衣机做得越来越先进也正是因为它，所以，它是一个重要的角色，发挥着重大的作用。

（6）纵观整个洗衣机，有进水口，启动按钮，停止按钮，排水按钮，控制器，高水位控制开关，低水位开关，排水口，洗涤电机，内桶，外桶，波盘组成。将被洗衣物放进洗衣桶，加入适量的水和洗衣粉，通过控制洗衣机的洗涤电动机运行，包括正反转和停止，带动洗衣机底部波轮也进行相应的运行，衣物和洗衣粉由于波轮转动产生涡流，做螺旋式回转，与桶壁发生摩擦，由此是污垢脱离衣物。

（7）PLC的输入输出量有开关量和模拟量两种。在洗衣机控制系统中，PLC输入和输出端都是经过隔离，转换后的开关信号。输入接口设备包括开关，按钮，继电器触点和传感器等。输出信号控制设备包括接触器，电磁阀，指示装置等。PLC输入输出接口较多，控制功能强大。需要根据实际需要选择合适的I/O端口进行设置，达到控制要求。在接口分配表中，可以令I0.0为启动信号，I0.1为停止信号，Q0.0为进水阀输出，Q0.1为排水阀输出等等。

（8）根据硬件电路，分配PLC接口，然后根据控制要求，将全自动洗衣机工作过程分为以下几个部分：进水（使进水电磁阀得电打开）；正传洗涤；暂停；反转洗涤；暂停；排水（使排水阀得电排水）；脱水；报警。然后，将系统中各状态连接成状态转移图。通过观看整个状态转移图，可以让我们看到家里的洗衣机的整个外部工作过程。从开始放入衣服后的一系列洗衣机自动工作过程。

（9）程序设计流程图就是绘制整个控制系统的控制过程，功能和特性的一种图形。根据顺序功能图，可以绘制出相应的梯形图，将每一部分的梯形图分开进行描绘，使整个洗衣机洗衣过程更明了。根据整个梯形图和I/O分配表，可以分析整个洗衣机的调试过程，最后，用软件对其进行仿真，使整个过程更加真实化，观看整个结果，进行总结。

第3章 总结

随着经济社会的快速发展，洗衣机已经进入了千家万户，成为人们日常生活所必需的家用电器。在工业生产中，洗衣机的应用也十分广泛，工业洗衣机主要用于洗涤棉，毛，化纤，丝绸等衣物织品，所以工业洗衣机大量用于宾馆，饭店，医院，学校，工厂等领域，满足大足量的洗衣要求。但是传统的基于继电器的控制已经不能满足人们对洗衣机的自动化程度的要求。并且，洗衣机也已经从半自动洗衣机发展到全自动洗衣机，也就是只需要将衣服放进洗衣机，然后启动洗衣机程序，洗衣机就能根据衣物重量自动注入足量的水，并且添加洗涤剂。然后根据用户需要设置洗涤时间和洗涤力度。最后，在洗涤完成后，进行自动脱水，脱水时间可自行设定。自动洗衣机的生产，为人们节省了大量的时间和精力，给人们的生活带来了很多便利。

这次毕业设计要求设计一个全自动洗衣机控制，自行设计这对我将来踏上工作岗位是非常有帮助的。尽管上一届的同学已经完成的非常出色，但是我仍然希望通过自己的努力完成设计并希望有所突破。这也是我对自己的考验。于是本次设计过程中我完全按照软件设计步骤的要求来进行，从课题分析开始，再进行总体设计、详细设计,最后到系统实现。每一步都让我将理论学习的知识应用到实践中去。也使我掌握了一整套规范的设计操作流程。让我们所学的知识更精进一步。

参考文献

篇3：基于plc的洗衣机设计

随着社会的不断发展,工厂不断的增加,工人每天的工作服又脏又难洗,洗衣服成了一件烦心事;随着人类的生活水平不断提高,旅游业的发展也带动了酒店业的发展,相应每天就会产生大量的换洗被套、床单,清洗成了一项非常麻烦的事。随之,就出现了工业洗衣机。现代的工业洗衣机具有很强大的功能,在容量方面一般可以洗15kg~100kg织物,在工厂、水洗厂、工矿企业、学校、宾馆、酒店、医院等洗衣房具有广泛应用[1],是大批量洗衣,提高效率的理想设备。

2 系统控制方案

2.1 系统功能描述

本工业洗衣机采用滚筒洗衣方式,设计洗衣容量为100kg。能够满足洗大量的织物,使用次数频繁的需要,可适用于酒店、工厂洗衣房等。此次的设计是全自动型洗衣机,具有洗衣机进水、排水、加热、洗涤、漂洗、脱水、报警的全自动循环功能。洗衣机有多种洗衣模式选择,分别有普通洗,超强洗,手动脱水,手动漂洗,温度选择,洗涤物超重提示,同时可根据洗涤物重量调整给水量,根据漂洗时水的浊度来决定漂洗次数,从而达到节约用水的目的。

2.2 系统控制方案

温度选择功能有具有电加热和锅炉加热两种方式,采用拨动开关进行选择;电加热适用于30kg以下,使用大功率电热管加热;锅炉加热则没有重量要求,洗涤时使用热水阀进水;当温度达到90℃时还具有杀菌效果。重量检测可自动测出衣服的重量来选择给水量,可通过水位开关来实现;同时还具有超重功能提示,当衣物超重后洗衣机无法开始工作。浊度检测可检测漂洗时水的浊度来确定漂洗次数,漂洗次数最多为4次,到达4次之后如果还不干净只能手动漂洗。电子门锁具有检测与执行作用,主要功能是检测门锁是否锁住,如果未锁住则不进行洗涤程序,并报警。

控制系统的组成包括:可编程控制器、变频器、三相异步电动机、热水进水电磁阀、冷水进水电磁阀、排水电磁阀、水位开关、安全门开关、固态继电器、加热器、温度传感器、重力传感器、浊度传感器。

控制系统结构图如图1所示:

3 系统设计

3.1 控制系统硬件设计

3.1.1 PLC选型

PLC选择西门子S7-300系列。S7-300是德国西门子公司生产的可编程序控制器(PLC)系列产品之一。其模块化结构、易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好,使其在广泛的工业控制领域中,成为一种既经济又切合实际的解决方案[2]。

S7-300与各模块连接图如图2所示:

3.1.2 变频器

由于100kg洗衣机需使用11kw的三相异步电机的,所以变频器使用西门子MM440变频器。

该变频器带有一个集成制动斩波器,即使在制动和短减速斜坡期间,也能以突出的精度工作。所有这些均可在0.12k W(0.16 HP)直至250 k W(350 HP)的功率范围内实现。

MM440变频器可以在其操作面板进行相关的参数设置,变频器的“3、4”端口和“10、11”端口为模拟量输入端口,对应为模拟输入1和模拟输入2。可通过设置P0701参数值为1,使数字输入端口“5”具有正转的控制功能;设置P0702参数值为2,使数字输入端口“6”具有反转控制功能,设置P1000为2可设定频率由模拟量通道AINI输入。在I/O口18端口旁边有两个拨码开关,用来选择模拟量输入类型,其中DIP1对应模拟输入1,DIP2对应模拟输入2。当输入电压信号的时候将DIP开关打到下面,当输入电流信号的时候将DIP开关打到上面[3]。

(1)变频器采用模拟量控制电机时S7-300 PLC数字量/模拟量输出地址如表1:

(2)MM440快速参数设置如表2:

3.1.3 PLC I/O分配表

PLC I/O分配表如表3:

3.2 I/O硬件接线图

PLC及变频器接线图如图3所示:

3.3 控制系统软件设计

3.3.1 模式选择

普通洗模式下,开始正转30s后,暂停5s接着反转30s,然后暂停5s接着正转30s,如此反复5次,转速控制在30r/min。

超强洗模式下,开始正转35s后,暂停4s接着反转35s,然后暂停4s接着正转35s,如此反复6次,转速控制在35r/min。

漂洗模式下,洗衣机检测洗涤水排完后,开始进水,然后正转25s后,暂停3s接着反转25s,暂停3s接着正转25s,如此反复3次,然后排水,转速控制在40r/min。

脱水模式下,洗衣机检测漂洗的水排完后,开始正转8分钟,转速700r/min。

3.3.2 控制要求

工业洗衣机控制要求如下:

(1)洗衣机通电,PLC工业洗衣机投入运行,进入待机状态准备启动。

(2)按启动按钮,洗衣机开始工作。可显示洗涤物重量相应的水位。

(3)洗衣机重力传感器检测所洗涤物是否超重,如果超重将提示,门锁电源断开且洗衣机不工作。

(4)洗衣机PTC电子门锁检测洗衣机门是否关好。是,则可进行洗涤。否,则未锁提示灯亮,且工业洗衣机无法开始工作。并且在按选择模式按钮时蜂鸣器响。

(5)如若洗衣机门关好到位,PTC电子门锁通电加热发热元件,洗衣机门锁住,洗衣过程不可开门。

(6)温度拨动开关,可选择电加热和锅炉热水两种方式,电加热温度从0~100℃可调(选择0℃时以水的常温为起始温度,即不使用加热功能)。

(7)接着可选普通洗模式、超强洗模式、手动漂洗模式、手动脱水模式。

(8)洗衣机开始进水,并且根据洗涤物重量决定给水量。洗衣机进水的同时,加热程序启动。且本次洗涤只进行一次加热。

(9)洗衣机洗涤程序开始。

(10)洗涤程序结束后,漂洗程序开始。

(11)浊度传感器检测洗衣水的浊度,决定漂洗次数,最多漂洗不能超过4次,如果超过4次之后浊度仍然不达标,洗衣机将不再漂洗。

(12)漂洗程序结束后,脱水程序开始。

(13)脱水水完成后程序结束且结束指示灯亮。蜂鸣器响两秒后停止。

3.3.3 工业洗衣机程序流程图

工业洗衣机程序流程图如图4。

4 程序仿真调试

本次的工业洗衣机采用西门子的S7-PLCSIM V5.4仿真软件进行程序的调试与仿真。

S7-PLCSIM,是西门子公司团队开发的可编程控制器模拟软件,它在Step7集成状态下实现了无硬件模拟,是一个可以用STEP 7工具来监视和调试程序的软件。

启动仿真软件,按下启动按钮I0.0之后启动洗衣机,运行灯Q4.0得电并自锁;拨动开关选择I1.4电加热方式,温度设置80℃。接下来是超重及水位显示测试,依次设置洗涤物重量为28kg、60kg、80kg,洗衣机依次显示相应的低水位、中低水、高水位;当设置洗涤物为105kg时,洗衣机超重指示灯Q5.7亮起,设置为27kg时超重状态解除,电子门锁Q4.3得电,洗衣机门锁住。按下普通洗按钮,洗衣机开始根据重量进水,待加水达到低水位后I1.0为1,加热程序启动,固态继电器接通加热管,等待温度达到80℃后,加热停止。洗涤开始正反转,待正反转达到5次之后,开始排水,洗涤正反转计数器为0触发漂洗程序,漂洗启动,漂洗时电机正反转完成3次循环后,漂洗正反转计数器为0,第一次漂洗结束,设置浊度达不到要求,洗衣机继续再漂洗3次,漂洗结束。脱水开始,脱水正转8分钟后,结束指示灯亮,洗衣结束。按下停止按钮,洗衣机恢复初始状态。

5 结束语

洗衣机从手摇木制时代、蒸汽动力时代、电动动力时代经过了30多年的发展;到了70年代出现了全自动型工业洗衣机,工业洗衣机朝着高度智能化、大型化、功能多样化不断发展。采用PLC控制的工业洗衣机具有硬件比较简单,编程方面相对简单,并且可容易测试,维修费用少且方便,可满足各种场合的需要。

摘要：采用西门子S7-300 PLC结合变频器MM440控制电机变频调速,实现全自动型工业洗衣机的设计,具有洗涤、漂洗、脱水全自动功能。文章介绍了系统功能,硬件电路工作原理和软件程序流程。

关键词：工业洗衣机,S7-300 PLC,MM440

参考文献

[1]曾祥进,黄傲成.基于STC11F32XE的工业洗衣机原料智能加剂系统研究[J].软件导刊,2013(10):95-97.

[2]张锐丽,王洪.电机转速远程监测和控制[J].消费电子,2013(10):176.

篇4：基于plc的洗衣机设计

关键词：PLC；洗衣机；控制系统

1 可编程序控制技术

1.1 PLC的定义及特点

1.1.1 PLC的定义

可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的储存器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外部设备，都应按易于工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则而设计。

1.1.2 PLC的特点

PLC时综合继电器接触器控制的优点及计算机的灵活、方便的优点而设计制造和发展的，这就使PLC具有许多其它控制器无法相比的特点。

（1）可靠性高，抗干扰能力强（2）通用性强，使用方便（3）采用模块化结构，使系统组合灵活方便（4）编程语言简单、易学、便于掌握（5）系统设计周期短（6）对生产工艺改变适应性强（7）安装简单、调试方便、维护工作量小

2 PLC的基本组成及工作原理

2.1 PLC的基本组成

在上图中，PLC的主机由微处理器（CPU）、传感器（EPROM、RAM）、输入/输出模块、外设I/O接口、通信接口及电源组成。对于整体式的PLC，这些部件都在同一个极壳内。而对于模块式结构的PLC，个部件独立封装，称为模块，个模块通过机架和电缆连接在一起。

主机内的各个部分均通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接。根据实际控制对象的需要配备一定的外部设备，可构成不同的PLC控制系统。

2.2 PLC的基本工作原理

PLC是一种存储程序的控制器。用户根据某一对象的具体控制要求，编制好控制程序后，用编程器将程序键入到PLC的用户程序存储器中寄存。PLC的控制功能就是通过运行用户程序来实现的。

PLC扫描工作方式主要分三个阶段：输入采样、程序执行、输出刷新。

（1）输入采样 PLC在开始执行程序之前，首先扫描入端子，按顺序将所有输入信号，读入到寄存输入状态的输入映象寄存器中，这个过程称为输入采样。PLC在运行程序时，所需的输入信号不是现时取输入端子上的信息，而是取输入映象寄存器中的信息。在本工作周期内这个采样结果的内容不会改变，只有到下一个扫描周期输入采样阶段才被刷新。

（2）程序执行 PLC完成了采样工作后，按顺序从0000号地址开始的程序进行掃描执行，并分别从输入映象寄存器、输出映象寄存器以及辅助继电器中获得所需的数据进行运算处理。再将程序执行完毕之前

（3）输出刷新 在执行到END的命令时，即执行完用户所有的程序后，PLC将输出映像寄存器中的内容送到输出锁存器中进行输出，驱动用户设备。

3 全自动洗衣机的自动控制原理

3.1 进水和排水系统

全自动洗衣机的洗衣桶和脱水桶是以同一轴心安放的。脱水桶的周围有许多小孔，使内桶和外桶的水流相通。全自动洗衣机的进水系统采用水位压力开关和进水阀，由程序控制器调节。设有溢水口，其位置在盛水桶上口部。漂洗时，它能让洗涤液中的泡沫和污水溢出，有利于漂清。

全自动洗衣机水位开关一般有三档水位控制，并都有 低水位、中水位、高水位、再注水等功能当进水阀注水，内桶水位增高到预选水位时，主电机导通，进水阀断开，并开始洗衣。全自动洗衣机的排水系统由程序来控制排水电磁阀，牵引排水阀。

3.2 洗涤与脱水系统

全自动洗衣机主要是通过波轮对衣物的翻滚达到洗涤目的。为了保证洗涤效果，洗涤桶的内壁上必需设计成凸形来增大摩擦力，达到满意的洗涤效果，提高洗涤率。

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。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。洗衣房设备排水按钮用来实现手动排水。

洗衣机具有盖的带锁装置，该锁定装置，包括洗衣机盖板、洗衣机箱体，还包括控制开关，与控制脱水的开关联动，使用户在脱水时不能打开洗衣机盖板，从而确保了洗衣机脱水时的操作安全。

3.3 箱体与支承系统

洗衣机外箱体是洗衣机的盔甲，很多洗衣机采用高分子聚合塑钢材料作为外箱体，永不生锈，耐碰撞，防漏电，机身轻便，易于搬动。有的采用刚柔相济的不锈钢做内桶刚性，在于不锈钢材质表面分子结构致密，空隙小，以达到抗菌，抑菌，耐腐蚀的作用。柔性，超级镜面不锈钢材料光滑柔细，即便是最娇柔的面料也不会受到损伤。很多洗衣机内桶完全采用世界一流的不锈钢材料制成，拥有顶级的品质保证。全自动洗衣机一般采用轻触式开关，全自动洗脱机 在按下开关后，字符旁边的指示灯会亮。当指示灯亮起表示程序选中，指示灯闪烁表示正在执行此程序，指示灯熄灭表示程序未选择或执行完毕。

3.4 PLC机型选择

PLC是一种根据用户给的指令，通过输入接口现场采样信息执行逻辑或数值运算，再通过输出接口去控制各种执行机构动作。它主要有CPU、存储器、I/O接口模板三部分。通过对结构图的分析，可知全自动洗衣机的I/O点不多，选择三菱FX系列 F1—20MR，可以完全满足其要求，F1—20MR有20个I/O，根据输入，输出口的总点数，考虑留有适当余量。

全自动洗衣机电气控制系统包括微处理器、排水电磁铁、电容器、门开关、按键开关、指示灯、中间继电器，水位压力开关、蜂鸣器及进水电磁阀等部件组成。通过微处理器，能自动完成进水，洗涤（漂洗）、排水、脱水、报警等全部程序，只需设计软件就可以来达到预想控制的目的。

4 全自动洗衣机PLC运行步骤

（1）按启动按钮ON后，开始供水，当进水漫到水满传感器（即上限位X1）时，停止供水（YO）指示灯灭）

（2）洗衣机开始执行洗涤过程，，内筒正转5秒（Y1指示灯亮），然后倒转5秒（Y2指示灯亮），按此循环5分钟。

（3）洗涤结束后，出水阀（Y3）开始排水

（4）当排水位到达下限位（x2）时，脱水桶（Y4）工作数秒；

（5）脱水结束继续排水，此时如果水位低于下限位（X2），则关闭水阀，同时发出报警信号（Y5指示灯亮），提示工作人员取衣服；

（6）按停止按钮（X3），洗衣机工作停止。

参考文献：

[1] 高勤.电器及PLC控制技术[M].北京：高等教育出版社，2008.6.

[2] 陈廷全.可编程序控制原理及应用技术.重庆.重庆大学出版社，2000

[3] 郑风翼.郑丹丹.赵春江.图解PLC控制系统梯形图和语句表.北京.人民邮电出版社.2007

[4] 张新军.电气控制与PLC技术及应用.济源.济源职业技术学院出版社，

2006

[5] 李道霖.电气控制与PLC原理及应用（西门子系列）.北京.电子工业出版社，2005.1

[6] 孙平.可编程序控制器原理及应用.北京.高等教育出版社，2003

[7] 余雷声.电气控制与PLC应用.北京.机械工业出版社，1996

篇5：基于plc的洗衣机设计

题 目：全自动洗衣机PLC 控制系统 系 别：机电工程系 专 业：机械电子工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 题目类型： 软件开发

2013年12月30日 摘 要

本文主要介绍了基于三菱FX2N 系列PLC 的全自动洗衣机控制系统，包括总体设计思想、原理分析、电气设计等内容, 全面地阐述了设计方案。实现全自动洗衣机的控制系统有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC 的应用不断地走向深入，同时带动了传统控制检测技术的不断更新。本文采用三菱公司生产的FX2N-24MR 型PLC 作为可编程控制器进行全自动洗衣机控制系统的设计，并且设计了系统结构图、工作流

程图、电路原理图、程序梯形图、输入输出接口功能表以及元器件目录表等，同时对程序进行了GT Desinger2触摸屏软件的模拟调试，验证了本设计的可行性。

关键词：PLC ；PLC 程序设计；可编程控制器；全自动洗衣机 Abstract This article mainly introduced the automatic washing machine control system based on mitsubishi FX2N series PLC, including the overall design idea, principle analysis, electrical design, such as content, comprehensively expounds the design scheme.To realize fully automatic washing machine control system has a variety of, can adopt the earlier analog digital circuit, or hybrid modulus.In recent years, with the rapid development of science and technology, the application of single-chip computer, PLC constantly going deeper, at the same time the traditional control test technology constantly updated.This article produced by mitsubishi FX2N-24 Mr PLC programmable controller as the fully automatic washing machine control system design, and design the system structure, work flow chart, circuit principle diagram and ladder diagram program, input and output interface function table and components such as catalogue, at the same time, the program is simulated debugging, verify feasibility of this design.Key words: PLC ；The PLC program design；Programmable Logic Controller；Fully automatic washing machine 目 录

引言...........................................................1 1 绪论........................................................1 1.1 设计背景..............................................................1 1.2 PLC简介..............................................................1

1.2.1 PLC 的定义..........................................................1 1.2.2 PLC 的特点..........................................................1 2 全自动洗衣机的工作原理和控制要求............................2 2.1 全自动洗衣机的结构和工作原理..........................................2 2.2 全自动洗衣机的控制要求和工作流程......................................3 3 全自动洗衣机的硬件设计.............................................4 3.1 元器件的选择..........................................................5 3.2 电路设计..............................................................5 4 全自动洗衣机的软件设计.............................................6 4.1 PLC的输入输出接口分配................................................6 4.2 梯形图设计............................................................7 5 GT Designer3软件的仿真模拟................................10 5.1 GT Designer3触摸屏画面的设计........................................10 5.2 PLC与GT Desinger3之间的通讯.........................................13 6 总结......................................................13 谢辞..........................................................15 参考文献......................................................16 附录..........................................................17 桂林电子科技大学信息科技学院实训（论文）说明书

引言

目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高，目前的洗衣机主要有强弱洗涤功能、进排水系统故障自动诊断功能、暂停等七大功能，在许多方面还不能达到人们的需求。这就要求设计者们有更高的专业和技术水平，能够提出更多好的建议和新的课题，将人们的需要变成现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的全自动洗衣机。目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容，大多洗衣的厂家都注重各自品牌的洗衣机的特长，突出一两个与别的洗衣机不同的个性化的功能，洗衣机的各项功能是PLC 控制实现的，控制功能灵活，因此，设计出基于PLC 全自动洗衣机控制电路系统具有很强的实用性。

本设计采用物美价廉的三菱PLC 为控制核心, 为保证洗衣机及人身安全, 设计了蜂鸣报警电路。功率驱动电路由可控硅实施对电动机, 进水阀, 排水阀的控制。使全自动洗衣机能更加智能化, 更加完善。绪论 1.1 设计背景

从古至今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动。随着时代的进步，手摇洗衣机、蒸汽洗衣机、内燃机洗衣机相继出现，到了20世纪末，电动洗衣机已走进千家万户，解放了人们的双手。随着科技的迅速发展，微电脑控制的全自动洗衣机的出现引领了新的发展方向，使洗衣更加智能化。

全自动洗衣机的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。

1.2 PLC简介

1.2.1 PLC的定义

可编程控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。总之，可编程控制器是一台专为工业环境而设计的计算机，它是将传统的计算机技术、继电器技术和通信技术相融合而发展起来的一种新型的控制装置。在具体的国内工业应用中，由于它不是针对某一具体的工业应用，因此它的硬件应根据实际需要来进行配置，其软件则根据控制要求进行编写。

1.2.2 PLC的特点

（1）可靠性高。PLC 作为一种通用的工业控制器，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）编程方法简单易学。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容易掌握。

（4）功能强，性价比高。一台小型可编程控制器内有成百上千个可供用户使用的编程元件。有很强的功能，可以实现非常复杂的控制要求。与相同功能的继电

器系统相比，具有很高的性能价格比。可编程控制器可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。

（5）维修方便。可编程控制器的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。可编程控制器或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据可编程控制器上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故障。全自动洗衣机的工作原理和控制要求 2.1 全自动洗衣机的结构和工作原理

本全自动洗衣机为波轮式套筒洗衣机，由洗涤、脱水系统，进、排水系统，电动机传动系统，PLC 控制系统等部分组成。其结构如下图2.1所示：

图2-1 波轮式套筒洗衣机内部结构图

波轮式套筒洗衣机的工作原理：洗衣机的盛水桶和脱水桶是以同一轴心安放的。盛

水桶外桶固定，作盛水用；内桶可以旋转，作脱水用。内桶上有很多小孔，使内外桶的水流相通。该洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来控制。进水时，通过控制系统进水阀打开，经进水管将水注入到桶内。排水时，通过控制系统使排水阀打开，将水由外桶排出。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波轮正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过控制系统将离合器合上，由电动机带动内桶正转进行甩干。洗涤水位浮球开关用来检测是否到达洗涤水位，水排空浮球开关用来检测水是否全部排出。启动按钮（开始洗涤按钮）启动洗衣机进行洗衣，手动脱水按钮用来直接选择脱水模式，手动停止按钮用来实现洗衣机的暂停和停止。2.2 全自动洗衣机的控制要求和工作流程

本全自动洗衣机要求能实现“自动控制”和“手动控制”两种控制方式。

1、自动控制：

（1）按下启动键，进行10秒时间的选择，若选择脱水，则进行脱水工作；否则10秒时间到，进水阀门打开，冼衣桶开始进水；

（2）水位到达上限，上限开关按下，则进水阀灯灭，表示水已经注满；冼衣波轮开 始旋转，左转方向5秒，停2秒，右转方向5秒，再停2秒，周而复始循环运行3次，波轮停止转动，排水阀灯亮，开始排水；

（3）水位到达下限位，下限开关按下，甩干桶指示灯亮，甩干桶开始工作20秒；20秒后又开始进水，系统进行 附 录 附录一：程序指令表

篇6：全自动洗衣机三菱PLC控制程序

X2 急停按钮 M5 运行指示灯

X3、x4、x5 高、中、低水位选择 X1 全自动洗衣开始

Y1 进水阀

到达预定水位后 停2s时间然后开始正转洗衣 Y3正转（演示用所以设为3s）Y4反转 反复5遍

Y5 放水

X6 放空检测信号 Y6脱水

篇7：基于plc的洗衣机设计

电科班

一、摘要

随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣和发展,大中小城市都在进行亮化工程。企业为宣传自己企业的形象和产品,均采用广告手法之一:霓虹灯广告屏来实现这一目的.当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告均可以见到,一种是采用霓虹灯管做成的各种形状和多中彩色的灯管,另一种为光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果。这些灯的亮灭,闪烁时间及流动方向等均可以通过PLC来达到控制的要求。

随着P

LC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC，其结构形式、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。

PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。

PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：

(一)合理的结构型式，(二)

安装方式的选择，(三)相应的功能要求，(四)响应速度要求，(五)系统可靠性的要求，(六)机型尽量统一。

二

.控制系统介绍及控制要求

本控制系统只要是用于控制霓虹灯和边框流水灯的按顺序的闪烁。它能让你在不用人控制的情况下，进行灯的自动闪烁，达到宣传的目的。如图1，八个字能按顺序地进行亮灭，并且边框的灯能同时地隔位闪烁。

1.霓虹灯广告屏示意图

利用s7-200控制由8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组广告牌。，如下图所示：

图1

2.控制要求：

（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→……→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→……→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→……→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→……→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。

（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→……→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“、”亮→Ⅱ“、”亮，同时Ⅰ“、”灭→Ⅲ““、”亮，同时Ⅱ“、”灭……，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮

→Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，……如此循环往复。

（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。

（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。

（5）要求有移位指令的应用

（6）在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。

三.工作原理

1.I/O分配

根据控制要求，PLC控制霓虹灯广告显示屏的输入，输出地址如下表所示，其中SB1为启动开关,SB2为停止开关,SB3为单步连续选择开关SB4为不进按钮开关.Q0.0～Q0.7控制霓虹灯用的发光管模拟显示，Q1.0～Q2.1控制6组流水灯泡。如表1

输入接点

输入开关名称

I0.0

启动按钮SB1

I0.1

停止按钮SB2

I0.3

单步/连续开关SB3

I0.4

步进按钮开关SB4

输出接点

输出名称

Q0.0

灯管1

Q0.1

灯管2

Q0.2

灯管3

Q0.3

灯管4

Q0.4

灯管5

Q0.5

灯管6

Q0.6

灯管7

Q0.7

灯管8

Q1.0

L1.L3流水灯

Q1.1

L2.L4流水灯

Q1.2

L5.L7流水灯

Q1.3

L6.L8流水灯

Q1.4

L9.L11流水灯

Q1.5

L10.L12流水灯

Q1.6

L13.L15流水灯

Q1.7

L14.L16流水灯

Q2.0

L17.L19流水灯

Q2.1

L18.L20流水灯

Q2.2

L21.L23流水灯

Q2.3

L22.L24流水灯

2.PlC型号的选择

由于共由20个端口输出，并且用是交流点的，所以我选择用FX2N-48MR-001.FX2N-48MR-001的主要的技术参数：输入继电器的24点，输出继电器由24点。电源电压为AC100-240V

50/60Hz。

3.硬件接线图

图

4．时序图

5.流程图

6.梯形图及程序

0.1启动

LD     I0.1

EU

MOVB   16#1, MB0

MOVW   16#FF, VW0

S      M1.0, 1

MOVB   16#81, VB2

I0.2总停止

LD     I0.2

MOVB   16#0, MB0

MOVW   16#0, VW0

R      M1.0, 2

MOVB   16#0, VB2

8路灯管单独停止

LD     I0.2

MOVB   16#0, MB0

MOVW   16#0, VW0

24l路循环灯管单独停

LD     I0.3

R      M1.0, 2

MOVB   16#0, VB2

8路灯管控制,Q0----7（QB0）为8路灯管输出控制点

LD     SM0.0

LPS

A      M0.0

LPS

A      SM0.5

EU

RLW    VW0, 1

LPP

AW=    16#FF00, VW0

EU

RLB    MB0, 1

LRD

A      M0.1

LPS

TON    T37, 100

A      T37

A      SM0.5

EU

RRW    VW0, 1

LPP

AW=    16#FF, VW0

EU

RLB    MB0, 1

LRD

A      M0.2

LPS

TON    T38, 20

A      T38

A      SM0.5

EU

RRW    VW0, 1

LPP

AW=    16#FF00, VW0

EU

RLB    MB0, 1

LRD

A      M0.3

LPS

TON    T39, 50

A      T39

A      SM0.5

EU

RLW    VW0, 1

LPP

AW=    16#FF, VW0

TON    T40, 20

LPP

A      T40

MOVB   16#1, MB0

LD     SM0.0

LPS

A      SM0.5

MOVB   VB1, QB0

LPP

AN     SM0.5

A      M0.1

AN     T37

MOVB   16#0, QB0

24路循环灯控制，由于2个灯同时亮，所以每2个共用一个输出点。QB1单数灯管，QB2双数灯管（双数的灯管安装顺序与单数灯管相反，即Q1.0-----Q1.5对应灯管1,3-------21,23，Q2.0-----Q2.5对应灯管24.22-------4,2,这样可以省掉一些程序）

LD     SM0.0

LPS

A      M1.0

LPS

A      SM0.5

EU

RLB    VB1, 1

LRD

AN     M1.1

TON    T42, 300

LRD

A      T42

EU

S      M1.1, 1

LRD

A      M1.1

TON    T43, 300

LPP

A      T43

EU

R      M1.1, 1

LRD

AN     M1.1

MOVB   VB1, QB1

MOVB   16#0, QB2

LPP

A      M1.1

MOVB   VB1, QB2

MOVB   16#0, QB1

7.主电路

四、设计心得

本程序是用STL图所写的，在启动按钮按下以后，有两步程序同时运行，一个是霓虹灯字的亮灭，一个是四周边框流水灯的亮灭。霓虹灯字的亮灭：在按下启动按钮以后，八个字会按要求亮灭，主要是计时器控制的，在S20和S21中，S20是灯的正序亮反序灭，S21是灯的反序亮正序灭。流水灯的亮灭，状态就比较多了，我是把每一中亮的情况都纳入一个状态的，所以有6中状态，然后在循环，在30秒过后，会由正序的亮转换成反序的亮。反序的亮30秒都又转换成正序的两，这个30秒我是用计数器控制的，因为每一个循环是6秒，那30秒就是5次，计到5次都才会进行正反序的转换。

经过这次的课程设计，使得我对PLC的掌握进一步的增强，加深了对PLC它们的理解，并对PLC产生了浓厚的兴趣，但是我也深深的知道自己的不足之处，比如说对应用指令的不熟悉，大大地加深了我的程序复杂程度。多在学习过程中不能想通的问题，在PLC调试过程中，终于得以解决。可以看出它对理论教学起到了必要的补充和额拓宽作用，对培养既具有扎实理论功底又具有相当实践能力的人才必不可少。在这次的课程中，我发现PLC在工业控制中的作用很大，它能使人的控制转变成电脑的控制，大大地降低了产品的成本，很大地提高生产效率。

在此过程中我还发现到修改完善程序的重要性。当时编完一个程后感觉是正确的。就是这样还要仔细检查自己的程序。考虑到各种可能发生的情况。

经过这次课程设计培养了我们的设计能力以及全面的考虑问题能力。学习的过程是痛苦的但是收获成功的喜悦更是让人激动的。相信通过这次课程设计它对我以后的学习及工作都会产生积极的影响。

五、参考文献

1．史国生主编

《电气控制与可编程控制器技术》

北京:

化学工业出版社

2005.2

2．尹宏业主编

《PLC可编程控制器教程》

北京：航空工业出版社

1997

3．廖常初主编

《PLC编程及应用

》

北京：机械工业出版社

2002

4．张万忠主编

《可编程控制器应用技术》

北京：

化学工业出版社

2002

5．张凤珊主编

《电器控制及可编程控制器》

北京：中国轻工业出版社

篇8：基于plc的洗衣机设计

一、系统控制要求

洗衣机启动后, 按以下顺序进行工作:洗涤 (1次) →漂洗 (2次) →发出报警, 衣服洗好。

每次洗涤和漂洗后都要进行脱水, LED显示器显示当前工作状态的剩余时间。

洗涤:进水→正转2秒, 反转2秒, 5个循环→排水→脱水。漂洗:进水→正转2秒, 反转2秒, 3个循环→排水→脱水。报警:报警灯亮3秒。进水:开始进水后水面不断升高, 先是液位开关SL2闭合, 然后SL1闭合, SL1闭合后, 关闭进水阀。

排水、脱水:排水阀打开后, 水面不断下降, 先是SL1断开, 然后SL2断开, SL2断开5秒后脱水, 脱水3秒后停止, 排水阀关闭。

有暂停、停止和手动排水功能, 并能显示时间[1]。

使用PLC控制洗衣机的电机和阀门, 并实现时间的正确显示。用计算机组态洗衣机画面, 监控洗衣机输出继电器, 并编写MCGS的脚本程序来模拟洗衣机液位的变化。其整体框图如图1, 洗衣机实物教学模型也可以不用。

二、I/O端口分配

根据控制要求, 分析确定PLC的输入点数6点, 13点输出, 如表1所示, 选用PLC型号为FX2N-48MR可以满足设计需求。因为两位数码管使用的是8421BCD码, 而组态软件里的数据是位元件, 所以这里定义了7段数码管的8个数据对象, 通过脚本程序保持与PLC数码管显示一致。

三、组态设计

具体步骤为: (1) 打开MCGS组态环境界面, 新建组态窗口, 保存为洗衣机.MCG。 (2) 新建窗口名为“洗衣机”的组态窗口。 (3) 双击“洗衣机”用户窗口, 根据控制要求, 对洗衣机进行画面组态。如图2所示。 (4) 动画连接。按表1MCGS组态变量表, 分别设置启动、停止和暂停按钮:“双击”图标设置动作方式为“按1松0”。数码管用于倒计时显示, 双击每段图标, 对应变量名, 设置填充颜色。指示灯用于报警点亮。设置搅拌和脱水两个扇叶转轮, 正转时扇叶顺时针转动, 反转时扇叶逆时针转动, 使动作显示更逼真。液位采用大小变化动画连接, 变化方向为剪切。进水和排水管的动画连接为流动块流动属性。 (5) 动画脚本文件编写:为了能逼真的显示洗衣机液位的变化, 还需编写一定的脚本程序, 如:IF进水阀=1 and液位<40 THEN液位=液位+2;IF排水阀=1 and液位>0 THEN液位=液位-1。同时, 为了节省实训设备经费, 我们借助MCGS定义了几个虚拟传感器来进行PLC编程实验, 从而在MCGS脚本里对限位传感器进行了定义, 即if液位>=40THEN上限位液位=1 else上限位液位=0 endif。这样就形成了自动控制过程, 取代了模拟电路板需要手动操作而引起程序误跳的可能。 (6) 进入设备窗口, 对设备进行通信配置, 三菱PLC的编程口挂接在通用串口父设备下, 注意通信参数应与PLC参数一致才能正常通信[2]。并按表1进行通道连接[4]。

四、调试运行

将编写好的洗衣机控制程序写入PLC, 打开MCGS运行界面, 此时画面数码管显示77 (洗衣机模拟洗衣时间) , 蓝色液位最低, 点击画面上的起动按钮, 进水阀打开, 水管的水流动, 洗衣缸液位增加, 数码管倒计时显示, 当增加到上限位时, 搅拌电机正转2s, 反转2s, 循环三次, 同时正反转指示灯点亮, 搅拌完成后, 进行脱水, 排水阀打开, 水管的水流出, 液位降低, 脱水电机转动。脱水后再一次洗涤, 洗完后指示灯闪烁报警。该虚拟仿真系统动画丰富, 形象直观。运行时的效果如图5所示, 绿灯表示合闸或输出显示状态。

五、结语

利用MCGS组态软件设计PLC对洗衣机控制系统的运行, 将PLC中的串口驱动程序与组态软件的需求响应相结合并加载驱动, 使设置的画面能够按照真实的情况动作[3], 操作人员仅利用上位机 (电脑) 和下位机 (PLC) 就可对所编的洗衣机程序进行检验和测试, 理解PLC控制系统对洗衣机的运行状态的控制效果, 既节省了办学成本, 又通过逼真的画面动作, 提高了学生兴趣, 提高了教学效率, 具有良好的应用价值。

参考文献

[1]天煌教仪团队.THPTS-1型实验指导书.27页

[2]袁秀英.组态控制技术.电子工业出版社, 2003.8;18-38

[3]黄颖等.基于组态软件MCGS的升降机远程监控系统设计[J].自动化信息, 2007 (10) :84-87