PLC全自动洗衣机的设计

一、题目部分

课题内容

根据设计参数和控制要求，设计一全自动洗衣机，画出其运行框图及梯形图

控制程序的编制，并画出硬件接线图。

设计目标及参数

（1）按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，关水

（2）2秒后开始洗涤

（3）洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒

（4）如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒

（5）开始清洗，重复（1）〜（4）,清洗两遍

（6）清洗完成，报警3秒并自动停机

（7）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）

（8）若重量超重，报警。循环时间超过，报警。

课题要求

1.根据课题的控制要求完成设计

2.对传感器选型并列出选型依据

3.写出程序流程图及代码

4.完成课程设计说明书

二、总体思路

全自动洗衣机控制系统的控制要求

全自动洗衣机的工作原理

普通洗衣机的工作流程示意图如图所示

洗衣机的工作流程由进水、洗衣、排水、脱水4个过程组成。在半自动洗衣

机中，这4个过程分另!用相应的按钮开关来控制°全自动洗衣机中，这4个过程

可做到全自动依次运行，直至洗衣结束。

全自洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一心安放的，内桶可

以旋转，作为脱水用。内桶的周围有许多小孔，使内桶和外桶的水流相通，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。进水时通过控制系统将

进水电磁阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过控制系统将排水电磁

阀打开，将水由外桶排到机外。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。高、中、低水位控制开关分别用来检测高、中、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。

开始

进水

洗衣

排水

脱水

［结束J

图普通洗衣机的工作流程示意图

控制设备要求

全自动洗衣机控制系统的要求是能实现“正常运行”和“强制运行”两种控

制方式。

i.正常运行

“正常运行”方式具体控制要求如下：

（1）将水位通过水位选择开关设在合适的位置（高、中、低），按下“启动”

按钮，开始进水，达到设定的水位（高、中、低）后，停止进水。

（2）进水停止2s后开始洗衣。

（3）洗衣时，正转30s,停2s,然后反转30s,停2s。

（4）如此循环共5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30so

（5）然后再进水，重复（1）:（4）步，如此循环共2次。

（6）洗衣过程完成，报警3s并自动停机。

2.强制停止

“强制停止”方式具体控制要求如下：

（1）若按下“停止”按钮，洗衣过程停止，即洗涤电机和脱水桶停止转动、

进水电磁阀和排水电磁阀全部闭合。

（2）可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。

【注】“正常运行”和“强制停止”两种模式的运行是一样的。

PE3~

洗衣机的PLC控制电路

10.按钮的选择

全自动洗衣机的人机接口中有按钮，方便操作时也要保证安全，为此选择了

施奈德品牌的低压凸头按钮，并且带有指示灯LED,供电电压为直流电24V。根

据设计要求选择如下表所示的开关和相应的数量。

表按钮规格

按钮类别完整型号模块型号（按钮头+触点基座）备注

启动按钮XB2-BW13B1CZB2BW13C+ZB2BWB31C绿灯、常开

停止按钮XB2-BW14B2CZB2BW14C+ZB2BWB42C红灯、常闭

高水位按钮XB2-BW14B1CZB2BW14C+ZB2BWB41C红灯、常开

中水位按钮XB2-BW16B1CZB2BW16C+ZB2BWB61C蓝灯、常开

低水位按钮XB2-BW15B1CZB2BW15C+ZB2BWB51C黄灯、常开

手动排水XB2-BV15B1CZB2BW15C+ZB2BWB51C黄灯、常开

手动脱水XB2-BW16B1CZB2BW16C+ZB2BWB61C蓝灯、常开

四、PLC设计及调试的分

全自动洗衣机控制系统程序设计调试

编程软件

编程软件采用三菱公司为其生产的PLC而设计的编程软件GXDevelopero

程序的流程图、构成和相关设置

1.流程图

（1）正常运行流程图

正常运行流程图如图所示。

图正常运行流程图

(2)强制运行流程图

强制运行流程图如图所示。

图强制运行流程图

2.程序的构成

这个程序有自动方式和手动方式两种。在自动方式下，PLC将运行己经设置

好的程序和参数（适用于机械一切都正常工作的情况下）。在手动方式下是在紧

急停止情况下，可以手动排水和脱水。

3.程序的下载、安装和调试

将各个输入输出端子和实际控制系统中的按钮。所需控制设备正确连接，完

成硬件的安装。全自动洗衣机程序是由GXDeveloper软件的指令完成，正常工

作是程序存放在存储卡中，若要修改程序，先将PLC设定在STOP状态下，运行

GXDeveloper编程软件，打开全自动洗衣机程序，即可在线调试，也可用编程

器进行调试。

全自动洗衣机控制系统PLC程序

系统资源分配

1.数字量输入部分

这个控制系统的输入有启动按钮、停止按钮、水位选择开关（高水位、中水

位、低水位）、手动排水、自动排水开关、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、压力开关共12个。具体的输入地址分配如

表所示。

表输入地址分配

输入地址对应的元落件对应的外部设备

X001SB1启动按钮

X002SB2停止按钮

X003SB3高水位选择开关

X004SB4中水位选择开关

X005SB5低水位选择开关

X006SQ1水排空检测开关

X007SQ2高水位检测开关

X010SQ3中水位检测开关

X011SQ4低水位检测开关

X012SB6手动排水

X013SB7手动脱水

X014SP1压力开关

2.数字量输出部分

这个控制系统需要控制的外部设备有进水电磁阀、排水电磁阀、洗涤电动机、

脱水桶、报警器共五个设备。但是由于洗涤电动机有正转和反转两个状态，分别

都应正转继电器和反转继电器，所以输出点有六个。具体的输出地址分配如表所

/Ko

表输出地址分配

输出地址对应的元器件对应的外部设备

Y001YA1启动洗衣机

Y002YA2进水电磁阀

Y003KM1洗涤电动机正转继电器

及脱水

Y004KM2洗涤电动机反转继电器

Y005YA3排水电磁阀

Y006YH报警潜

3.定时器和计数器

全自动洗衣机的控制系统中的工作时间和循环次数需要定时器和计数器来

控制。具体定时器和计数器分配如表所示。

表定时器和计数器分配

类别元器件号设定值作用

TO2s进水后暂停时间

定T130s正转洗涤计时

T22s正转暂停计时

时T330s反转洗涤计时

T42s反转暂停计时

器

T530s脱水计时

T63s洗完报警计时

计数器CO5次正反洗循环计数

C13次大循环计数

I/O硬件接线图

根据全自动洗衣机控制系统的输入、输出地址分配和定时器、计时器分配以

及所选PLC型号，PLC1/。硬件接线图如卜.图所示。

图I/O硬件接线图

源程序

1.辅助继电器

在本程序中，M0是按下启动按钮的辅助继电器；Ml是判断洗衣机水位是否

和设定水位不一致的辅助继电器；M2是判断洗衣机是否和设定水位一致的辅助

继电器；M3是停止自动洗衣机的辅助继电器，它的助记符如下。

水

在正常情况下，按下启动按钮或者脱水完毕，而且洗衣大循环未到三次时，

开始进水，当水位达到设定水位后停止进水，等待2s后进入洗衣程序。在强制

停止情况下，当停止按钮按下时立即停止进水。它的助记符程序为：

衣

进水到设定水位2s后，开始洗衣，先正转30s,停止2s然后再反转30s,

停止2s这样循环5次后进入排水过程。

水

洗衣过程完毕后，进入排水过程。水排空后停止排水。它的助记符程序为：

水

水排空后，开始脱水，脱水30s后停止脱水。因为判断水排空是否在排水完

毕后，所以要用到水排完毕辅助继电器。它的助:己符程序如下：

完报警

洗衣大循环3次后，开始洗完报警过程，3s后停止报警，这样整个洗衣过

程结束。它的助记符程序为：

//

〃洗衣大循环3次

//

LDY003

OUTClK3

LDCl

OUTY006

//

〃报警3s

//

LDY006

ANIT6

ANIX002

OUTY006

OUTY006

OUTT6K30

END

程序梯形图

<Y0O4

K300

<T39

K20

<T43

K5

{C50

<Y0O5

<Y0O5

<M4

X006M4T40X002

■(丫83

Y003K300

T卜<T«

213

Y003

99)

C51

<Y006)

YOOGT41X002

1gTl——/86)

K30

112{END

五、总结

该系统采用PLC为控制核心结构合理、测试方法可靠，它具有较强的灵活

性，提高了设备运行的可靠性，缩短产品开发周期，保证新产