基于三菱PLC的全自動洗衣機系統(tǒng)的設計

《基于三菱PLC的全自動洗衣機系統(tǒng)的設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《基于三菱PLC的全自動洗衣機系統(tǒng)的設計（22頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、摘要 目前中國洗衣機市場正進入更新?lián)Q代期， 市場潛力巨大， 人們對于洗衣機的要求也越來 越高，目前的洗衣機主要有強弱洗滌功能、 進排水系統(tǒng)故障自動診斷功能、 暫停等七大功能， 在許多方面還不能達到人們的需求。 這就要求設計者們有更高的專業(yè)和技術水平， 能夠提出 更多好的建議和新的課題，將人們的需要變成現(xiàn)實，設計出更節(jié)能、功能更全面、更人性化 的全自動洗衣機。 目前的洗衣機都沒有實現(xiàn)全方面的兼容， 大多洗衣的廠家都注重各自品牌 的洗衣機的特長，突出一兩個與別的洗衣機不同的個性化的功能，洗衣機的各項功能是 PLC 控制實現(xiàn)的，控制功能靈活，因此，設計出基于 PLC全自動洗衣機控制電路系統(tǒng)具有很強

2、的 實用性。 本設計采用物美價廉的三菱為控制核心 , 為保證洗衣機及人身安全 ,設計了蜂鳴報警電 路。功率驅動電路由可控硅實施對電動機 ,進水閥, 排水閥的控制。為方便讀者更快地了解 , 熟悉本設計，作為基礎知識，還介紹了與全自動洗衣機有關的一些常見的 PLC基本功能,使全 自動洗衣機能更加智能化 , 更加完善。 關鍵詞：PLC洗衣機，梯形圖 目錄 摘要 . I 1 洗衣機的概述 . 1 1.1 洗衣機的分類 1 1.1.1 按結構形式劃分 1 1.1.2 按洗滌方式與結構原理劃分 1 1.1.3 按自動化程度分為 1 1.2 全自動洗衣機的介紹

3、 2 2三菱PLC洗衣機控制系統(tǒng)設計要求 3 2.1 控制要求 3 2.2 解決思路 4 3 軟件設計 . 4 3.1 洗衣機工作流程圖 . 4 3.2 可編程控制器的基本指令 5 3.3 梯形圖設計 . 11 4 調試與檢測 . 14 4.1 程序傳送 . 14 4.2 監(jiān)控／測試 . 14 4.3 I/O 地址分配與接線圖 14 參考文獻 . 16 附錄 總梯形圖 . 17 1 洗衣機的概述 1.1 洗衣機的分類 1.1.1 按結構形式劃分 洗衣機按結構形式分為：單桶、雙桶、多桶型。 1.1.2 按洗滌

4、方式與結構原理劃分 按洗滌方式和結構原理分類，可以分為如下幾種： （1）滾筒式洗衣機：衣物半浸沒于水中，滾筒作有規(guī)律的間歇的正反轉動，靠滾筒內 凸起把衣物帶至高處再跌下，起揉搓作用，然后進行洗滌。其類型有： a前裝式滾筒洗衣 機；b、頂裝式滾筒洗衣機。 （2） 波輪式（渦卷式）洗衣機也稱日本式洗衣機：優(yōu)點：結構簡單，體積小，重量輕， 操作方便，耗電量少，洗凈率高。缺點：漂洗衣物不均勻，損衣率高。 （3） 攪拌式或擺動式洗衣機：洗衣機有一根主柱，由電動機帶動擺動葉繞定軸作周期 往復運動，每次轉動角度小于 360 度，通過旋轉的力度來達到洗滌衣物的效果其他形式有： 噴流式、噴射式、振動式

5、等，市場上比較少見。 1.1.3 按自動化程度分為 按自動化程度分為如下幾種： （1） 普通型洗衣機：攪拌動作為電動機帶動正轉、反轉及?？慷〞r器控制，而進水、 排水、脫水等完全手動。 （2） 半自動型洗衣機： a 半自動單筒型：洗滌、漂洗、進出水均自動按設定程序與時 間進行，沒有脫水機。 b 半自動雙筒型：由洗滌、脫水兩部分組成。先自動完成洗滌、漂 洗。再由人工把洗凈的衣物放入甩干桶中脫水。 （3） 全自動型洗衣機：可按選定的工作程序自動完成洗滌、漂洗、脫水、甩干、進水、 排水等動作， 無看管。 其類型有： a 機械全自動型： 由電動程控器控制。 b 電腦全自動型： 由電腦程控器控制

6、。 1.2 全自動洗衣機的介紹 全自動洗衣機的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作 盛水用。內桶可以旋轉， 作脫水（甩水） 用。內桶的四周有很多小孔， 使內外桶的水流相通。 該洗衣機的進水和排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。 進水時， 通過電控系統(tǒng)使進 水閥打開，經進水管將水注入到外桶。排水時，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排 出到機外。洗滌正轉、反轉由洗滌電動機驅動波盤正、反轉來實現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉。 脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機帶動內桶正轉進行甩干。高、低水位開 關分別用來檢測高、低水位。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作。停止按鈕用

7、來實現(xiàn)手動停止進 水、排水、脫水及報警。排水按鈕用來實現(xiàn)手動排水。 它能實現(xiàn)的功能有：首先系統(tǒng)處于初始狀態(tài)時，按下啟動按扭及水位選擇開關，開始進 水，水滿（即水位到達高低）時停止進水。 2 秒后開始洗滌，洗滌時，正轉 15 秒后暫停， 暫停 3 秒后開始反轉洗滌，反轉洗滌 15秒后暫停，暫停 3秒。如此循環(huán) 3 次，總共 180 秒 后開始排水，排空后（水位下降到低位）開始脫水并繼續(xù)排水。脫水 10 秒即完成一次從進 水到脫水的工作循環(huán)過程。若未完成 3 次大循環(huán)，則返回從進水開始的全部動作，進行下一 次大循環(huán)；若完成了 3 次大循環(huán)，則進行洗完報警。報警 10 秒結束全部過程，自動停機。

8、此外按排水按鈕可實現(xiàn)手動排水；按停車按扭可停止進水、排水、脫水及報警。全自動洗衣 機的實物示意圖如下圖 1.1 所示。 圖1.1全自動洗衣機的實物示意圖 全自動洗衣機有各種洗滌程序，可供自由選擇，工作時間可任意調節(jié)（洗滌0?16分鐘, 脫水0?5分鐘）而且工作狀態(tài)及洗、脫時間在面板都有顯示，能自動處理脫水不平衡（具有各 種故障和高低電壓自動保護功能）,工作結束或電源故障會自動斷電，無需看管，確保安全。它 還具有浸泡，手洗水流功能。它省時省力，操作簡單，非常方便的適用于人們的日常生活中， 給人們帶來了更多的好處。 2三菱PLC洗衣機控制系統(tǒng)設計要求 本設計采用三菱PLC對洗衣機的

9、工作流程進行控制，使其實現(xiàn)全自動洗衣機的功能。 2.1控制要求 （1）按下啟動按鈕SB1,進水電磁閥打開，進水指示燈亮（HL1點亮）; （2）進水到達水位上限（按上限按鈕） ，進水電磁閥關閉（ HL1 熄滅）。波輪電動機進 行攪拌，開始洗滌，按照正轉15s-停3s-反轉15s-停3s的順序反復進行30次； （3） 洗滌過程結束，排水電磁閥打開（HL2點亮），開始自動排水； （4） 排水到達水位下限（按下下限按鈕） ，排水電磁閥關閉（ HL2 熄滅）。排水電磁閥 關閉2s后，進水電磁閥打開（HL1點亮），開始第二次洗滌，并重復（1）~（4）的步驟； （5） 洗滌過程完成 3 次（第三

10、次按下限按鈕）時，開始甩干（甩干電動機工作） ；洗衣 機在甩干的同時自動排水 ; （6） 甩干與排水過程中共同進行10s后，同時結束，排水電磁閥關閉（HL2熄滅）。蜂 鳴器HA進行蜂鳴報警（0.5s通，0.5s斷），提示洗滌過程結束，直到按下停止按鈕停止蜂 鳴。 2.2 解決思路 1 .根據全自動洗衣機的控制要求， 了解需要通過定時器來完成洗滌過程 （正轉與反轉的 交替）及蜂鳴器的報警的控制過程。 。 2. 利用傳感器來控制進水與排水的過程 3. 利用輸出所存和輸出解鎖存線圈更方便的來實現(xiàn)點動按鈕的控制。 3 軟件設計 3.1 洗衣機工作流程圖 圖3.1洗衣機工作流程圖

11、 3.2可編程控制器的基本指令 (1) 自鎖電路 1、 編程：用編程器或編程軟件輸入程序，并檢驗。 2、 將X0鈕子開關合上，Y0指示應亮。 3、 將X0開關斷開，Y0指示燈扔保持亮。 4、 將X1開關接通，Y0指示燈滅。 X0 ! X】 一J I Y0 1 1 圖3.3自鎖電路時序圖 （2）S/R置位復位指令 I X1 —— ET初― H X2

12、 —— ST YD]— ENDH 圖3.4 S/R置位復位指令應用梯形圖 1、 編程：用編程器或編程軟件輸入程序、并檢驗。 2、 合上X1號開關，觀察Y0指示燈。 3、 斷開X1號開關，觀察Y0指示燈。 4、 合上X2號開關，觀察丫0指示燈 5、 斷開X2號開關，觀察丫0指示燈 XI YQ X2 圖3.5 S/R置位復位指令應用時序圖 (3) PLS脈沖指令 X0 PLS homo [SET ￥ Q — XI [PLS Ml ]— ML [RST Y0 1

13、軟件輸入程序，并檢查。 2、 運用程序。 3、 合上X0開關，觀察丫0指示燈。 4、 斷開X0開關，觀察丫0指示燈。 5、 合上X1開關，觀察丫0指示燈。 6、 斷開X1開關，觀察丫0指示燈。 xo M 100 YO XI M102 圖3.7 PLS脈沖指令應用時序圖 (4) 定時器指令與應用 <70 K30 )— (VO 1 (VI L END)— X0 TO 圖3.8定時器指令應用梯形圖 1、 編程：用編程器或編程軟件輸入程序，并檢驗。 2、 合上X0開關，觀察YO、Y1輸出的變化。 xo YO Y1 圖3.9

14、定時器指令應用時序圖 (5) 振蕩器 圖3.10振蕩器梯形圖 1、 輸入程序并檢驗，然后運行程序。 2、 觀察Y0的變化。 3、 閉合X0開關，觀察Y0的變化，并監(jiān)控TO、T1的工作情況 YO 圖3.11振蕩器時序圖 (6) 計數(shù)器指令與應用 圖3.12計數(shù)器指令應用梯形圖 1、 編程輸入程序并檢驗，然后運行程序。 2、 當X0開關斷/通一次，計數(shù)器現(xiàn)行值加1。 3、 當X0開關斷/通5次時，計數(shù)器現(xiàn)行值加1。 4、 當X1開關接通/斷開時，CO復位，丫0燈滅。 X0 1~~'——I~~'—― XI CO Y0 圖3

15、.13計數(shù)器指令應用時序圖 (7) 步進指令 1、 編程：輸入程序，并檢驗。 2、 運行程序，監(jiān)控SO、S1順序接通X0-X3開關，觀察丫0 Y1的發(fā)光指示。 3、 X3為關閉步進轉換指令。 3.3梯形圖設計 SWOP-CFXGP/WIN- C為一個應用于 FX系列可編程控制器的編程軟件，可以在 Win dows98/ME/2000/XP操作系統(tǒng)下進行梯形圖的編輯和指令表程序的編輯。微機與 PLC的 連接，可以用三菱公司的 SC-08型電纜線串接SC- 09型電纜線，SC-08的9針插頭接微 機的RS232串行口，SO09的圓形插頭接PLC的通訊口 運行SWOPCF

16、XGPWIN- C軟件。當選用語句表編程方式時，用鼠標點擊語句表編輯區(qū)， 其標題欄變?yōu)樗{色，成為當前工作區(qū)。用鍵盤輸入語句表程序，覆蓋工作區(qū)的“ NOP語句, 回車后自動換行，當使用語句表編程時，梯形圖編輯區(qū)立即將程序自動轉換成梯形圖，因此 可以同時生成二個文件。當選用梯形圖編程方式時，用鼠標點擊梯形圖編輯區(qū)，其標題欄變 為藍色，成為當前工作區(qū)。點擊菜單欄［視圖］—［功能］，將顯示梯形圖的繪圖工具。編輯梯 形圖時，首先確定光標位置，在繪圖工具欄內點擊欲用的元件，此時出現(xiàn)一個對話框，輸入 元件號后，元件圖形出現(xiàn)在原光標位置。按照這種方法，逐一將元件加到梯形圖上。當梯形 圖完成后，點擊工具欄的

17、轉換按鈕，可以將梯形圖轉換成語句表程序。梯形圖的單元設計如 下： (1) 按下啟動按鈕SB1時，S0初始化。按下停止按鈕SB2采用區(qū)間復位ZRST旨令使 洗衣機停止工作。啟動和停止的梯形圖如圖 3.15所示。 ?-V丄 Il -Hi-L 圖3.15啟動和停止梯形圖 (2) 按下啟動按鈕SB1,狀態(tài)元件S20驅動進水電磁閥YA1輸出線圈丫000,洗衣機進水， 按下SB3可以實現(xiàn)手動排水，水到達高水位時 SQ1閉合，狀態(tài)元件S21驅動定時器T0延時 2S,狀態(tài)元件S22驅動接觸器KM3閉合，驅動輸出線圈丫002電動機M正轉，開始洗滌。延 時15S,再暫停3S后，狀態(tài)元件S24

18、驅動接觸器KM4閉合，驅動輸出線圈丫003電動機M反 轉。同樣洗滌15S,在暫停3S。通過計數(shù)器C0和定時器T4的控制，如此洗滌3次。洗衣機 的洗滌梯形圖如圖3.16所示。 u T肌卜 1? U S21 21 -HSILk 2S 28- T進卜 35 3# —ISH 卜 il -dsiL k 5] —31L|- I1T fl 圖3.16洗衣機洗滌梯形圖 (3) 洗滌3次后，狀態(tài)元件S26驅動接觸器KM3閉合，驅動輸出線圈丫002電動機M正 轉，開始脫水。低水位開關 SQ2脫水離合器YA3驅動輸出線圈丫004,通過計數(shù)器C1計數(shù) 3次，洗滌完成，狀態(tài)元件 S27

19、驅動線圈Y005報警10S結束整個洗衣機的洗滌。脫水和報 警結束梯形圖如圖3.17所示。 綁一ISTL卜 S27 88 ―hit 卜 95 08 C W01 ; C啊J

20、LC］—［傳送］-［讀入］菜單 命令。 寫出一一在PLC設置為STO時，將計算機的程序發(fā)送到PLC中，操作方法是：執(zhí)行［PLC］ — ［傳送］ — ［寫出］菜單命令，此時出現(xiàn)寫出對話框，回答對話框并按確認按鈕后完成。 校驗一一將計算機及PLC中的程序加以比較校驗，操作方法是：執(zhí)行［PLC］—［傳送］— ［校驗］菜單命令。 4.2 監(jiān)控／測試 PLC在運行時，可以利用“監(jiān)控/測試”功能，監(jiān)控元件，觸點或線圈的工作情況。亦 可以修改定時器與計數(shù)器的設定值。 當點擊梯形圖編輯區(qū)，可以完成如下監(jiān)控： 首先執(zhí)行 ［監(jiān)控/測試 ］ — ［ 開始監(jiān)控 ］ 菜單命令，監(jiān)控/測試菜單出現(xiàn)如下幾種監(jiān)控

21、命 令。 元件監(jiān)控（光標）一一執(zhí)行［監(jiān)控/測試］-［元件監(jiān)控］（光標）命令后，將光標選定的 元件登錄在元件監(jiān)控窗口，可以進行監(jiān)控。 改變設置值――執(zhí)行 ［監(jiān)控/測試］—［改變設置值］菜單命令后， 出現(xiàn)改變當前值對話框。 可 以對定時器和計數(shù)器的設定值進行修改。 4.3 I/O 地址分配與接線圖 根據洗衣機操作的工藝過程及對控制系統(tǒng)的要求， 首先歸納本系統(tǒng)中所有輸入信號和輸 出信號；然后根據PLC的輸入點和輸出點進行I/O地址分配，使每個輸入信號對應PLC內部 的輸入繼電器，每個輸出信號對應 PLC內部的輸出繼電器。PLC洗衣機控制的I/O地址分配 如表 4.1 所示。 I/O 口

22、 說明 I/O 口 說明 X0 啟動按鈕 Y0 進水抬示燈 XI 停止按鈕 Y1 排水指示燈 X2 上限按鈕 Y2 正攪拌指示燈 X3 下限按鈕 Y3 反攪拌指示燈 X4 手動排水按鈕 Y4 甩干桶指示燈 Y5 蜂鳴器指示燈 表4.1 I/O 分配表 牢記此分配表，將模塊上的I/O 口按照下圖接線圖連接好，檢查無誤后，將軟件程序下 載到模塊中去，開啟電源，手動操作按照設計要求演示好洗衣機的各個功能，修改程序直到 將其能完善處理設計要求的各個功能。 圖4.1模塊接線圖 參考文獻 [1] 張立科、PLC應用開發(fā)技術與工程實踐

23、、北京：人民郵電出版社、2005.1 [2] 李國厚PLC原理及應用設計.化學工業(yè)出版社，2005 [3] 潘海燕.波輪式全自動洗衣機的單片控制 [J].電子世界，2003（3） [4] 吳存宏.淺談PLC在全自動洗衣機中運用[J].設計與開發(fā)，1999 [5] 王玉梅.全自動洗衣機的模糊控制系統(tǒng) [J].濰坊學院學報,2000 ,2005 [6] 余劍生.基于模糊控制的智能洗衣機的程序控制系統(tǒng) [J].廣東技術師范學院學報 [7] 周德林.電腦的程序控制系統(tǒng).家用電器,2005 [8] 榮俊昌.全自動洗衣機原理與維修.高等教育出版社,1998 [9] 錢如竹?快修家用洗衣機

24、.北京：人民郵電出版社,2003 附錄總梯形圖 30 XOOO S3 —ISIL | 1 - WI 37 ―ISH [ 39 XDD2 42 北 4E 5? ￡2 TSM 10 T0 —IF II ―|… 45ET 31 } c 丫期: -pET S2 '