全自动洗衣机PLC控制系统_毕业论文.doc

0 绪绪 论论1 1 第第 1 1 述述. . 可编程控制器的概述可编程控制器的概述2 2 1.11.1 可编程控制器的产生及定义可编程控制器的产生及定义 2 2 1.1.11.1.1 可编程控制器的产生可编程控制器的产生 2 2 1.1.21.1.2 可编程控制器的定义可编程控制器的定义3 3 1.21.2 可编程控制器的组成可编程控制器的组成 3 3 1.31.3 可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理 6 6 1.41.4 可编程控制器的分类可编程控制器的分类 6 6 1.51.5 可编程控制器国内外状况可编程控制器国内外状况 8 8 第第 2 2 述述. . plcplc 控制系统设计概述控制系统设计概述 8 8 2.12.1 plcplc 控制系统设计要求控制系统设计要求8 8 2.1.12.1.1 流程图功能说明流程图功能说明 8 8 2.1.22.1.2 plcplc 程序设计的步骤程序设计的步骤9 9 2.22.2 plcplc 系统设计流程图系统设计流程图1010 2.32.3 可编程控制器控制系统设计的基本步骤可编程控制器控制系统设计的基本步骤 1010 第第 3 3 述述. . 全自动洗衣机控制系统的分析全自动洗衣机控制系统的分析1212 3.13.1 plcplc 控制全自动洗衣机的研究意义控制全自动洗衣机的研究意义1212 3.23.2 全自动洗衣机的工艺要求及动作流程全自动洗衣机的工艺要求及动作流程 1313 3.33.3 洗衣机程序分析洗衣机程序分析 1313 3.3.13.3.1 主接线路如下图所示：主接线路如下图所示：1414 3.3.23.3.2 plcplc 硬件连接线路如下图所示：硬件连接线路如下图所示：1515 3.3.33.3.3 设计功能顺序如下图所示：设计功能顺序如下图所示：- - 1 1 - - 3.43.4、i/oi/o 口及定时器口及定时器/ /计数器说明计数器说明- - 2 2 - - 3.53.5 梯形图梯形图- - 3 3 - - 3.63.6 语句表语句表- - 6 6 - - 3.73.7 操作说明操作说明- - 8 8 - - 结结 论论- - 9 9 - - 致致 谢谢- - 1010 - - 参考文献参考文献- - 1111 - - 1 绪绪 论论 可编程控制器是在继电器控制和计算机技术的基础上，逐渐发展起来的以 微处理器为核心，集微电子技术，自动化技术，计算机技术通信技术为一体， 以工业自动化控制为目标的新型控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠 性高等优点，已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计，可编程控制 器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为 今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一，plc、机器人、cad/cam 将成 为工业生产的三大支柱。由于 plc 具有对使用环境适应性强的特性，同时其内 部定时器资源十分丰富。 它的功能主要是：控制功能、数据采集、储存与处理功能、通信、联网功 能、输入/输出接口调理功能、人机界面功能。在系统构成时，可由一台计算机 与多太 plc 构成“集中管理、分散控制”的分布式控制网络，以便完成较大规 模的复杂控制。 本次设计的内容主要是利用 plc（programmable logic controller）对全 自动洗衣机的功能部分进行设计。首先我对本设计进行总体的分析，使自己有 一个大致的总体概念，然后仔细分析全自动洗衣机。最后根据全自动洗衣机的 功能，编译 plc 的梯形图。 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。通过本系统的设计，对 fx 系列 plc 的特点有了深入的理解。全自动洗衣机控制系统利用了 fx 系列 plc 的特点， 对按钮，电磁阀，开关等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过 程的自动化，由于每遍的洗涤，排水，脱水的时间由 plc 内计数器控制，所以 只要改变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，也可以根据衣物的质地，数量及脏污的程度来编程。只要稍 作改变，就可以设计出诸如要多洗多甩的牛仔类衣物，轻洗轻甩的羊毛类衣物 以及通用的标准洗涤程序，充分表现现代家电用品的个性。 2 第第 1 1 述述. . 可编程控制器的概述可编程控制器的概述 1.1 1 可编程控制器的产生及定义可编程控制器的产生及定义 1.1.11.1.1 可编程控制器的产生可编程控制器的产生 20 世纪是人类科学技术迅速发展的一个世纪，电器控制技术也有继电器控 制过度到计算机控制系统。各种工业用计算机控制产品的出现，对提高机械设 备自动控制性能起到关键的作用。进入 21 世纪，各种自动控制产品在向着控制 可靠，操作简单，通用性强，价格低廉的方向发展，是自动控制的实现越来越 容易。自动控制装置的研究，是为了最大限度的满足人们对机械设备的要求。 在 1969 年，美国数字设备公司（dec）首先研制出第一台符合要求的控制 器，即可编程逻辑控制器，并在美国 ge 公司的汽车自动装置上试用成功。此 后，这项研究技术迅速发展，从美国、日本、欧洲普及到全世界。我国从 1976 年开始研制，1977 年应用与工业控制。目前以有型号数百种。可编程控制器应 具备的 10 项指标： (1)编程简单，可在现场修改和调试程序； (2)维护方便，采用插入式，模块结构； (3)可靠性高于继电器控制系统； (4)体积小于继电器控制柜； (5)成本可与继电器控制系统相竞争； (6)能与管理中心计算机系统进行通信； (7)输入量是 115v 交流电压（美国电网电压 110） ； (8)输出量为 115v，输出电流在 2a 以上，能直接驱动电磁阀； (9)系统扩展时，原系统只需要作很小改动； (10)用户程序存储器容量至少 4kb。 1.1.21.1.2 可编程控制器的定义可编程控制器的定义 iec 在 1987 年对可编程控制器下的定义是： 可编程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；它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺 序控制、定时、记数和算术操作等面向用户的指令；并通过数字式或模拟式输 3 入/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外部设备，都 按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能 的原则设计。 1.21.2 可编程控制器的组成可编程控制器的组成 plc 硬件组成：plc 的硬件主要由中央处理器（cpu） 、存储器、输入单 元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中，cpu 是 plc 的 核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与 cpu 之间的接口电路， 通信接口用于与编程器、上位计算机等连接。 1.中央处理单元（cpu） 同一般的微机一样，cpu 是 plc 的核心。plc 中 所配置的 cpu 随机型不同而不同，常用有三类：通用微处理器（如 z80、8086、80286 等） 、单片微处理器（如 8031、8096 等）和位片式微处理 器(如 amd29w 等) 。小型 plc 大多采用 8 位通用微处理器和单片微处理器； 中型 plc 大多采用 16 位通用微处理器或单片微处理器；大型 plc 大多采用 高速位片式微处理器。 目前，小型 plc 为单 cpu 系统，而中、大型 plc 则大多为双 cpu 系统， 甚至有些 plc 中多达 8 个 cpu。对于双 cpu 系统，一般一个为字处理器， 一般采用 8 位或 16 位处理器；另一个为位处理器，采用由各厂家设计制造的 专用芯片。字处理器为主处理器，用于执行编程器接口功能，监视内部定时 器，监视扫描时间，处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。 位处理器为从处理器，主要用于处理位操作指令和实现 plc 编程语言向机器 语言的转换。位处理器的采用,提高了 plc 的速度，使 plc 更好地满足实时 控制要求。 在 plc 中 cpu 按系统程序赋予的功能，指挥 plc 有条不紊地进行工作， 归纳起来主要有以下几个方面：1） 接收从编程器输入的用户程序和数据。 2）诊断电源、plc 内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。3） 通过输 入接口接收现场的状态或数据，并存入输入映象寄有器或数据寄存器中。4） 从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。5） 根据执行的结果，更新 有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。 有些 plc 还具有制表打印或数据通信等功能。 4 2存储器 存储器主要有两种：一种是可读/写操作的随机存储器 ram，另 一种是只读存储器 rom、prom 、eprom 和 eeprom。在 plc 中，存储 器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。 系统程序是由 plc 的制造厂家编写的，和 plc 的硬件组成有关，完成 系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设 定等功能，提供 plc 运行的平台。系统程序关系到 plc 的性能，而且在 plc 使用过程中不会变动，所以是由制造厂家直接固化在只读存储器 rom、prom 或 eprom 中，用户不能访问和修改。 用户程序是随 plc 的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制 要求而编制的应用程序。为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于 cmos 静态 ram 中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。 为了防止干扰对 ram 中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变， 可将其固化在只读存储器 eprom 中。现在有许多 plc 直接采用 eeprom 作 为用户存储器。 工作数据是 plc 运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在 ram 中，以适应随机存取的要求。在 plc 的工作数据存储器中，设有存放输入输 出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区，这些器件的 状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要，部分数据 在掉电时用后备电池维持其现有的状态，这部分在掉电时可保存数据的存储 区域称为保持数据区。 由于系统程序及工作数据与用户无直接联系，所以在 plc 产品样本或使 用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。当 plc 提供的用户 存储器容量不够用，许多 plc 还提供有存储器扩展功能。 3输入/输出单元 输入/输出单元通常也称 i/o 单元或 i/o 模块，是 plc 与工业生产现场之间的连接部件。 plc 通过输入接口可以检测被控对象的各 种数据，以这些数据作为 plc 对被控制对象进行控制的依据；同时 plc 又通 过输出接口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。 由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而 plc 内 部 cpu 的处理的信息只能是标准电平，所以 i/o 接口要实现这种转换。i/o 接 口一般都具有光电隔离和滤波功能，以提高 plc 的抗干扰能力。另外，i/o 5 接口上通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护。 plc 提供了多种操作电平和驱动能力的 i/o 接口，有各种各样功能的 i/o 接口供用户选用。i/o 接口的主要类型有：数字量（开关量）输入、数字量 （开关量）输出、模拟量输入、模拟量输出等。 常用的开关量输入接口按其使用的电源不同有三种类型：直流输入接口、 交流输入接口和交/直流输入接口。 4通信接口 plc 配有各种通信接口，这些通信接口一般都带有通信处理 器。plc 通过这些通信接口可与监视器、打印机、其它 plc、计算机等设备 实现通信。plc 与打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印；与监 视器连接，可将控制过程图像显示出来；与其它 plc 连接，可组成多机系统 或连成网络，实现更大规模控制。 与计算机连接，可组成多级分布式控制系 统，实现控制与管理相结合。远程 i/o 系统也必须配备相应的通信接口模块。 1.31.3 可编程控制器的工作原理可编程控制器的工作原理 plc 是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在 plc 运行时， cpu 根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号 （或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺 序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的 扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等 工作。 plc 的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段： plc 在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输 入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中， 即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。plc 在程序执行阶段： 按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后， 其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执 行而改变。输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态 在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶 闸管）输出，驱动相应输出设备工作 6 1.41.4 可编程控制器的分类可编程控制器的分类 plc 产品种类繁多，其规格和性能也各不相同。对 plc 的分类，通常根据 其结构形式的不同、功能的差异和 i/o 点数的多少等进行大致分类。 1按结构形式分类 根据 plc 的结构形式，可将 plc 分为整体式和模块式两 类 （1）整体式 plc 整体式 plc 是将电源、cpu、i/o 接口等部件都集中装在一 个机箱内， 具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型 plc 一般采用这种 整体式结构。整体式 plc 由不同 i/o 点数的基本单元（又称主机）和扩展单元 组成。基本单元内有 cpu、i/o 接口、与 i/o 扩展单元相连的扩展口，以及与 编程器或 eprom 写入器相连的接口等。扩展单元内只有 i/o 和电源等，没有 cpu。基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式 plc 一般还可配 备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。 （2）模块式 plc 模块式 plc 是将 plc 各组成部分，分别作成若干个单独的模 块，如 cpu 模块、i/o 模块、电源模块（有的含在 cpu 模块中）以及各种功 能模块。模块式 plc 由框架或基板和各种模块组成。模块装在框架或基板的插 座上。这种模块式 plc 的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统， 而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型 plc 一般采用模块式结构。 还有一些 plc 将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式 plc。 叠装式 plc 其 cpu、电源、i/o 接口等也是各自独立的模块，但它们之间是靠 电缆进行联接，并且各模块可以一层层地叠装。这样，不但系统可以灵活配置， 还可做得体积小巧。 2按功能分类 根据 plc 所具有的功能不同，可将 plc 分为低档、中档、 高档三类。 （1）低档 plc 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监 控等基本功能，还可有少量模拟量输入输出、算术运算、数据传送和比较、 通信等功能。主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。 （2）中档 plc 除具有低档 plc 的功能外，还具有较强的模拟量输入输出、 算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程 i/o、子程序、通信联网等功能。 有些还可增设中断控制、pid 控制等功能，适用于复杂控制系统. （3）高档 plc 除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、 7 位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等。 高档 plc 机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网 络控制系统，实现工厂自动化。 3按 i/o 点数分类 根据 plc 的 i/o 点数的多少，可将 plc 分为小型、中 型和大型三类。(1).小型 plci/o 点数 2048 点；多 cpu，16 位、32 位处理器，用户存 储器容量 816k 如：s7-400 德国西门子公司 ge- ge 公 司 c-2000 立石公司 k3 三菱公司等 1.51.5 可编程控制器国内外状况可编程控制器国内外状况 世界上 plc 产品可按地域分成三大流派：一个流派是美国产品，一个流派 是欧洲产品，一个流派是日本产品。美国和欧洲的 plc 技术是在相互隔离情况 下独立研究开发的，因此美国和欧洲的 plc 产品有明显的差异性。而日本的 plc 技术是由美国引进的，对美国的 plc 产品有一定的继承性，但日本的主推 产品定位在小型 plc 上。美国和欧洲以大中型 plc 而闻名，而日本则以小型 plc 著称。 我国 plc 产品我国有许多厂家、科研院所从事 plc 的研制与开发，如中 国科学院自动化研究所的 plc-0088，北京联想计算机集团公司的 gk-40，上 海机床电器厂的 cky-40，上海起重电器厂的 cf-40mr/er，苏州电子计算机 厂的 yz-pc-001a，原机电部北京机械工业自动化研究所的 mpc-00l/20、kb- 20/40，杭州机床电器厂的 dkk02，天津中环自动化仪表公司的 djk-s- 84/86/480，上海自立电子设备厂的 kki 系列，上海香岛机电制造有限公司的 acmy-s80、acmy-s256，无锡华光电子工业有限公司（合资）的 sr- 8 10、sr-20/21 等。 第第 2 2 述述. . plc 控制系统设计概述控制系统设计概述 2.12.1 plcplc 控制系统设计要求控制系统设计要求 plc 的内部控制结构与计算机、微机相似，但其接口电路不同,编程语言也 不一致。因此 plc 控制系统与微机控制系统开发过程不完全相同，需要根据 plc 本身的特点、性能进行系统的设计。 为实现被控对象的工艺要求，以及生产效率和产品产量的进一步提高最大 限度地发挥 plc 控制系统的优势。plc 控制系统设计应遵循以下步骤： 2.1.12.1.1 流程图功能说明流程图功能说明 （1）根据生产的工艺分析控制要求：如需要完成的动作（动作顺序、动作 条件及必须的保护和联锁） 、操作方式（手动、自动；连续、单周期及单步等） 。 （2）根据控制要求确定所需要的用户输入、输出设备、据此确定 plc 的 i/o 点数。 （3）选择 plc。 （4）分配 plc 的 i/o 接口，设计 i/o 电气接口接图。 （5）进行 plc 程序设计，同时可进行控制台（柜）的设计和现场施工。 在设计传统继电器控制系统时，必须在控制线路（接线程序）设计完成后，才 能进行控制台（柜）设计和现场施工。采用 plc 控制，可以使整个工程的周期 缩短。 2.1.22.1.2 plc 程序设计的步骤程序设计的步骤 （1）绘制系统流程图 （2）设计梯形图 （3）根据梯形图编制程序清单 （4）用编程其将程序键入到 plc 的用户程序存储器中，并检验后键入的 程序是否正确 （5）调试和修改程序，直到满足要求为止 （6）控制台现场施工完成后进行联合调试 9 2.22.2 plcplc 系统设计流程图系统设计流程图 图 2.1 系统设计流程图 2.32.3 可编程控制器控制系统设计的基本步骤可编程控制器控制系统设计的基本步骤 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤： （1）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求 a、被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。 b、控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、 必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部 分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。 （2）确定 i/o 设备 10 根据被控对象对 plc 控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输 出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输 出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。 （3）选择合适的 plc 类型 根据已确定的用户 i/o 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选 择合适的 plc 类型，包括机型、容量的选择、 i/o 模块的选择、电源模块的 选择等。 （4）分配 i/o 点 分配 plc 的输入输出点，编制出输入/输出分配表或者画出输入/输出端子 的接线图。接着就可以进行 plc 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设 计和现场施工。 （5）设计应用系统梯形图程序 根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应 用系统设计的最核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十 分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。 （6）将程序输入 plc 当使用简易编程器将程序输入 plc 时，需要先将梯形图转换成指令助记 符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可 通过上下位机的连接电缆将程序下载到 plc 中去。 （7）进行软件测试 程序输入 plc 后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有 疏漏的地方。因此在将 plc 连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以 排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。 （8）分配输入/输出点 一般输入点和输入信号、输出点和输出控制是一一对应的。 分配好后，按 系统配置的通道与接点号，分配给每一个输入信号和输出信号，即进行编号。 在个别情况下，也有两个信号用一个输入点的，那样就应在接入输入点前，按 逻辑关系接好线（如两个触点先串联或并联） ，然后再接到输入点。 （9）确定 i/o 通道范围 不同型号的 plc ，其输入/输出通道的范围是不一样的，应根据所选 11 plc 型号，查阅相应的编程手册，决不可“张冠李戴” 。必须参阅有关操作手 册。 （10）部辅助继电器 内部辅助继电器不对外输出，不能直接连接外部器件，而是在控制其他继 电器、定时器/计数器时作数据存储或数据处理用。 从功能上讲，内部辅助继 电器相当于传统电控柜中的中间继电器。 未分配模块的输入/输出继电器区以 及未使用 1 ： 1 链接时的链接继电器区等均可作为内部辅助继电器使用。根 据程序设计的需要，应合理安排 plc 的内部辅助继电器，在设计说明书中应详 细列出各内部辅助继电器在程序中的用途，避免重复使用。参阅有关操作手册。 （11）分配定时器/计数器 plc 的定时器/计数器数量分别见有关操作手册。plc 软件系统设计方法 及步骤，plc 软件系统设计的方法 。在了解了 plc 程序结构之后，就要具体 地编制程序了。编制 plc 控制程序的方法很多，这里主要介绍几种典型的编程 方法。 图解法编程，图解法是靠画图进行 plc 程序设计。为此，不少 plc 生产厂家在自己的 plc 中增加了步进顺控指令。在画完各个步进的状态流程图 之后，可以利用步进顺控指令方便地编写控制程序。 第第 3 3 述述. . 全自动洗衣机控制系统的全自动洗衣机控制系统的分析分析 3.13.1 plcplc 控制全自动洗衣机的研究意义控制全自动洗衣机的研究意义 plc 控制全自动洗衣机的编程语言容易掌握，是电控人员熟悉的梯形语言， 使用术语依然是“继电器”一类术语，大部分与继电器触头的连接相对应，使 电控人员一目了然。plc 控制使用简单，它的 i/o 已经做好，输入输出信号可 直接连接，非常方便，而输出口具有一定驱动能力，其输出触头容易达 220v- 2aplc 是专门应用手工业现场自动控制装置，再系统软硬件上采用抗干扰措施 当工作程序需要改变时，只需改变 plc 的内部，重新编程而无需对外围进行重 新改动。 从这些方面突出了使用 plc 控制全自动洗衣机的优越性。 12 plc 机型：日本三凌公司的 f 系列 plc。 3.23.2 全自动洗衣机的工艺要求及动作流程全自动洗衣机的工艺要求及动作流程 洗衣机的应用现在比较普遍。全自动洗衣机的实物示意图如下图 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 低水位开关 排水口 内桶 外桶 波盘 洗涤电机 图 1 自动洗衣机示意图 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。 3.33.3 洗衣机程序分析洗衣机程序分析 plc 投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。 13 （1） 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）2 秒后开始洗涤。 （3）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。 （4） 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。 （5） 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。 （6）报警 10 秒结束全部过程，自动停机。 （7） 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 3.3.13.3.1 主接线路如下图所示：主接线路如下图所示： n a b c 主主接接线线图图 km2 m pe 3 km1 qs fu fr 14 3.3.23.3.2 plcplc 硬件连接线路如下图所示：硬件连接线路如下图所示： x000 x001 x002 x003 x004 com y000 y001 y002 y003 y004 y005 com y ya a1 1 k km m1 1 k km m2 2 y ya a2 2 y ya a3 3 y yh h 三三菱菱 f fx x- -2 2n n 系系列列 2 22 20 0 l l n n n l s sb b3 3 ( (排排水水按按纽纽) ) s sb b2 2( (停停止止按按纽纽) ) s sb b1 1 ( (启启动动按按纽纽) ) 2 2（底底水水位位） 1 1（高高水水位位） 2 22 20 0 河南工程学院毕业设计 - 15 - 3.3.33.3.3 设计功能顺序如下图所示：设计功能顺序如下图所示： 河南工程学院毕业设计 - 16 - 3.43.4、i/oi/o 口及定时器口及定时器/ /计数器说明计数器说明 i/oi/o 口分配表：口分配表： 类别元件端子号作用 sb1x0 启动按钮 sb2x1 停止按钮 sb3x2 排水按钮 sl1x3 高水位开关 输 入 sl2x4 低水位开关 yv1y0 进水电磁阀 km1y1 电机正转接触器 km2y2 电机反转接触器 yv2y3 排水电磁阀 yc1y4 脱水电磁离合器 输 出 km3y5 报警蜂鸣器 定时器、计数器说明：定时器、计数器说明： 类别器件号设定值作用 t02s 进水候暂停时间 t115s 正转洗涤计时 t23s 正洗暂停计时 t315s 反转洗涤计时 t43s 反洗暂停计时 t510s 脱水计时 定 时 器 t610s 洗完报警计时 c0 3 次正、反洗循环计数 计数器 c1 3 次脱水（大循环）计数 河南工程学院毕业设计 - 17 - 本次设计的全自动洗衣机可实现功能如下介绍：首先，在按钮的作用下，可向洗衣机自动进 水，在水位达到上位限时，可自动进水结束，下一步开始正转 30 秒与反转 30 秒自动清洗衣 物，重复五次后开始把第一次清洗衣物后的污水排出，重新注入干净的清水，如此再循环三 次，可实现衣物的清洗干净，此后，开始衣物的脱水，脱水六十秒后，洗衣机报警提醒并自 动停机。 1、 按下开关按钮 sb1； 2 、注水直到上位限，关水； 3、 注水后开始洗涤； 4、 洗涤时，正转 30 秒，停 2 秒，然后反转 30 秒，停 2 秒； 5、 如此循环 5 次，总共 320 秒后开始排水； 6、 排水完后重新开始清洗，重复三次，至清洗干净； 7、 清洗完成后，开始脱水 60 秒； 8、 脱水时间到后，报警 3 秒并自动停机 3.53.5 梯形图梯形图 工步介绍： s0 初始化 s20 洗衣机进水 s21 电动机正转 s22 电动机反转 s23 洗衣机脱水 s24 报警 河南工程学院毕业设计 - 18 - 河南工程学院毕业设计 - 19 - 河南工程学院毕业设计 - 20 - 3.6 语句表语句表 河南工程学院毕业设计 - 21 - 河南工程学院毕业设计 - 22 - 3.73.7 操作说明操作说明 按下启动按钮，x0 为 on，进入工步 s20，y0 为 on，打开进水电磁阀。当水位到达高水 位时，x3 为 on，m0 自锁，同时断开进水电磁阀，同时 t0 为 on，记时 2 秒。进入工步 2， 电动机正转，开始接通 y1（正向洗涤） ，并启动定时器 t1。15s 后，t1 触点动作，使 y1 为 off，停止正向洗涤，并启动定时器 t2。经过 3s 的暂停，t2 触点为 on，进入工步 s22.电动 机反转，开始反向洗涤，并启动定时器 t3。反洗 15s 后，t3 触点动作，使 y2(反转洗涤)为 off，停止反向洗涤，并启动定时器 t4。经过 3s 的定时，t4 动作，使计数器 c100 计一次时， 同时判段记数次数若为 3，并且 x4（底水位）接通则进 2 工步 s23, 同时复位 c100.若不为 3 则进入工步 s21 重新进行从正向洗涤开始到反向洗涤结束的小循环只到 c100 是 3 为止。 当 c100 满 3 且进入工步 s23（脱水）后，边排水边脱水同时 t5 记时 10 秒，10 秒后 c101 通记数一次若 c101 不为 3 则进入工步 s20 开始大循环，若 c101 是 3 则进入工步 s24,开始 报警接通 y5（报警）同时 t6 记时 10 秒后 t6 触点通，复位 s20s24,程序结束。 河南工程学院毕业设计 - 23 - 结结 论论 经过这段时间的努力，终于完成了我对全自动洗衣机的设计，不仅