洗衣机自动化控制系统设计

河北工程大学

课程设计阐明书

（2023/2023学年第学期）

课程名称：《可编程序控制器》课程设计

题目：自动洗衣机PLC控制系统设计

专业班级：___________________

学生姓名：______________________

学号：____________________

指导教师：__________________

设计周数:_________________________

设计成绩：______________________________

2023年6月25日

1、课程设计目的

1.1理解自动洗衣机的构造、电器系统和控制规定。

1.2掌握可编程控制器程序的J应用系统的调试、监控、运行措施。

1.4深入熟悉常用设备、元器件H勺类型和特性，并掌握合理运用原则和使用措施。培养严厉认真

的工作作风和严谨的科学态度。

1.5熟悉上下位机II勺连接措施。

1.6综合运用所学U勺理论知识独立完毕一种课题，培养学生独立分析和处理实际问题的能力，学

会撰写课程设计总结汇报。

2、课程设计正文：

2.1系统分析：

2.1.1工作原理

全自动洗衣机实物示意图如下所示。全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同

一中心轴安放的。外桶固定，做盛水用，内桶可以旋转，做脱水（甩干）用，内桶口勺四面有诸多小

孔，使内、外桶的水流相通。该洗衣机的进水和排水分别由进、排水电磁阀来执行。进水时，通过

电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入外桶。排水时，通过电控系统使排水阀打开。将水由外

桶排到机外。洗涤正转、反转由洗涤电机驱动波盘正、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。停止按钮用开实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排

水按钮用来实现手动排水。

2.1.1PLC控制系统

本课题重要着重于全自动洗衣机的控制，规定洗衣机能实现进水、洗涤、排水、脱水、报警，

所采用的控制措施操作简朴、稳定可靠、维护与维修以便。控制措施确定后投入生产要缩短控制系

统的设计的时间、调试周期，且要减少成本。

老式H勺洗衣机采用继电器控制的长处是装置构造简朴、价格廉价、抗干扰能力强。不过，这也

是随之带来H勺某些问题，如绝大多数控制继电器都是长期磨殒和疲劳工作条件下进行H勺，轻易损坏,

并且继电器的触点轻易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重的后果。在全负荷运载的

状况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，同步也消耗了大量的电能。并且继电器控制系统必须

是手工接线、安装，假如有简朴的改动，也需要花费大量时间及人力和物力去改制、安装和调试。

这种电路接线多，只合用于小型的控制电路。

采用PLC控制比继电器控制好的多，我们采用PLC来控制。

（1）可靠性高，抗干扰能力强，高可靠性是电气控制设备日勺关键性能。PLC由于采用现代大

规模集成电路技术，采用严格日勺生产工艺制造，内部电路采用了先进的抗干扰技术，具有很高的可

靠性。

（2）配套齐全，功能完善，合用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小多种规模的系

列化产品。可以用于多种规模II勺工业控制场所。

（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工

控设备。

（4）系统的设计、建造工作量小，维护以便，轻易改造，PLC用存储逻辑替代接线逻辑，大

大减少了控制设备外部的I接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同步维护也变得轻易起来。

更重要H勺是使同一设备通过变化程序变化生产过程成为也许。这很适合多品利1、小批量R勺生产场所。

（5）体枳小，重量轻，能耗低，由于体枳小很轻易装入机械内部，是实现机电一体化的理想

控制设备。

本课题需研制出可靠性高、易于操作的全自动洗衣机控制措施，该系统采用PLC控制，重要包

括电动机正反转控制、离合器控制、进排水电磁阀控制、循环控制、保护和联锁。

研究H勺详细内容包括：

（1）深入理解洗衣机的发展、构造及控制规定。

（2）控制系统设计。包括硬件设计，PLC的选择，各硬件模块的简介，软件设计，编程措施。

（3）对编写好的编译程序进行实际调试。

2.2系统设计：

全自动洗衣机实物示意图如下所示。全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同

一中心轴安放的。外桶固定，做盛水用，内桶可以旋转，做脱水（甩干）用，内桶的）四面有诸多小

孔，使内、外桶的水流相通。该洗衣机的进水和排水分别由进、排水电磁阀来执行进水时，通过

电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入外桶。排水时，通过电控系统使排水阀打开。将水由外

桶排到机外。洗涤正转、反转由洗涤电机驱动波盘正、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，由洗涤电机带动内桶正转进行电干。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。停止按钮用开实现手动停止进水、排水、脱水及很警。排

水按钮用来实现手动排水。

2.2.1技术规定

1.开始选择好水位按键后按下启动按钮，PLC关闭出水阀门，打开进水阀门给洗衣机携水，同

步检测水位。当水位到达或高于设定水位后停止注水。

2.洗涤完毕注水后启动洗涤：正转5秒，停2秒，然后反转5秒，停2秒。如此循环6次便完

毕了洗涤。

3.排水排水一直排到水位检测值不大于某个预定值，然后延时4秒停止排水。

4.灌水洗衣机灌水直道水位到达或高于设定水位后停止注水。

5.漂洗漂洗时正转5秒，停2秒，反转5秒，停2秒。如此循环5次便完毕了漂洗。

6.第二遍漂洗反复3、4、5步。

7.结束排水直到水位检测值不大于某个预定值，然后延时6秒停止排水。

8.警报起动报警器鸣响2秒，然后停机。

2.2.2控制系统框图

本次设计根据全自动洗衣机的J工作原理，洗衣机欧J工作流程由进水，洗衣，排水，和脱水四个

过程构成。在半自动洗衣机中，这四个过程分别用对应的按扭开关来控制。运用可编程控制器PLC

实现控制,用于阐明PLC控制的原理措施,特点及工作特色。本次全自动洗衣机控制系统设计运用了

西门子S7-200系列PLC的特点,对按电磁阀,开关等其他某些输入/输出点进行控制，实现了洗衣

机洗衣过程的自动化。根据以上规定PLC的控制系统框图如下图2。

图2控制系统框图

2.3程序流程图

开始

结束

2.4PLC外部接线图

启动

停止

高水位选择开关

中水位选择开关

低水位选择开关

手动排水

手动脱水

高水位传感器

中水位传嬲

低水位传感器

水排空传感器

2.5控制符号阐明

(3SymbolAddressComment

1中水位送择开关11.4控制中水位

2手动控制脱水键11.1控制手动脱水

3中水位传感器11.0检测中水位

4手动控制排水11.3实现手动控制排水

5自动排水Til-实现自幼排水

6电机停止计时者4T50电机停止计时1秒

7电机停止计时者3T49电机停止计时1秒

8电机反转计时矗2T48柔和横式电机反转时间计时

9电机正转计时32T46柔和榄忒电机正批讨论计时

10电机停止计时署2T47柔和模式电机停止计时1秒

11电机反转接触器Q0.2电机反转控制

12电机停止计时器1T44标准模式电机停止时间计时

13电机反转计时器1T45标准模式电机反转时间计时

14电机正转计时器1T43标准模苴电机正转时间计时

15电机正转接散器Q0.1电机正转控制

16漂洗次数计数器C21洗涤14秒计数

17o漂洗计时器T41漂洗14秒计时

18漂洗排水计时器T42漂洗排水时间计时

19漂洗子过程计数VW0当前漂洗子过程进行计数

20洗涤次数计数罟C20洗麋1硒计数

21洗涤计时器T39洗衣14秒计时

22恁水位传感mI0.7低水位检测

23洗漆排水计时着T40洗漆排水时间讦时一

24高水位传感苫I0.6高水位松测

25蛭呜器Q0.5声音提示

26脱水离合器Q0.4脱水控制

27排水离合器Q0.3排水控制

28柔和模式按超I0.5柔和模式选择

29标准模式按超IO.4标准模式选择

30低水位按钮IO.3低水位选择

31高水位按钮10.2高水位选择

32停止按钮10.1停止洗衣机

33启动按钮IO.O启动洗衣机

蛭呜器计时器T38蛭呜器发声时间计时

35脱水计时器T37脱水时间计时

3€进水电微阀Q0.0进水控制

6QSymbolAdd(es$Comment

1SBR，先茶SBRO洗涤子程序

2SBR次洗SBR1漂洗子程序

3SBR_标准SBR2标准洗衣子程序

4SBR屎和SBR3柔和洗衣子程序

5INT_OINTOINTERRUPTROUTINECOMMENTS

6MAIN0B1洗衣机主程序

2.6PLC程序:

Nelwotk7

I电机反转停止后计时1秒一

M2.2电机停止计时器4

INTON

PT100ms

Symbol|Address1Comment

电机停止计时器41T50】电机停止计时1秒1

I洗衣机主程序

Network1NetworkTide

I上电初始化程南一

SM0.1迸水电磁阈

—II--------------------CR)

6

—<R)

19

脱水计时器

14

SymbolAddressComment

迸水电磁阀Q0.0迸水控制

脱水计时器T371脱水a寸回诳寸1

Nelwotk2

I停止程序1

停止按钮迸水电磁阀

-II---------CR)

6

SymbolAddressComment

进水电磁阀000进水控制

停止按钮10.1停止洗衣机

Network3

I启动、停止程序-I

启动按钮停止按出蛀呜^计时器M0.0

M00

SymbolAddressComment

蛭吗器计时器T38蛭呜器发声时间计时

启动按钮10.0启动洗衣机

1停止轻妞______________10.1停止洗衣机

Network4

I高水位选择"I

高水位按SIMOOM0.2M0.1

―II__II---------1/I--------C)

MO1

Symbol1Address|Comment1

高水位按超1102］高水位逢择

Network7

I柔和洗衣模式选择

柔和模式按钮M0.0M0.3M0.4

—II—pHI

M0.4

—II—1

Symbol|AddressComment

柔和模式按钮10.51柔和模式选择1

Network8

I进行洗漆子过程「

M0.0手动控制脱水键SBFU先深

EN

Symbol|AddressIComment

手动控制脱水键11.11控制手动脱水1

Network9

I进行潭洗子过程

M0.0中水位传感善手动控制脱水键58口_＞洗

I-------1I-------1/I—EN

SymbolAddress|Comment

手动控制脱水键11.1控制手动脱水

住水位传感器

11.0I检测中水位I

Network10

I洗涤、漂洗过程结束后洗衣机脱水、排水并计时

停止按钮中水位传感罂手动控制脱水谑排水高台翳

脱水离合善

脱水计时器

-----INTON

40-PT100ms

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排水离合器Q0.3排水控制

手动控制脱水SJ11.1怪制钙

停止按钮Id停止洗衣机

脱水计时器T37|脱水时间计时

脱水离合器004脱水控制

中水位传感器H.0|I检测中水位I

Network11

I洗衣完成后蛙呜g§响并计B

SymbolAddressComment

蜷呜器Q0.5声音提示

蛭呜器计时器T38蛭呜段滋声时间计时

脱水计时器」T37脱水时间计时_________________________________________________

I洗涤子程序

Network1NetworkTitle

I高水位检测

高水位传感器洗涤排水讨时器M0.6

SymbolAddressComment

高水位传感器106高水位检则

洗漆排水讦雨器T401洗涤排水时间计时1

Network2

I低水位检丽

Symbol1Address|Comment

低水鱼传感器10.7I低水位检测

洗涤排水计时器TT401洗泵排永时间计时

Network6

I以1锄为单位计数茂欠，相当于洗衣循环了漱

电机反转接触器洗涤次热计数器

cuCTU

高水位传感器

—II---------1pI------------------R

3-FV

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电机反转接触器Q0.2电机反转控制

高水位传感器I06高水位检则

洗涤次数计数器C20I洗涤1锹计数1

Network7

洗涤次数计数器电机正转接触器

—II--------------------CR)

2

Symbol|AddressComment

电机正转接触器J_Q0.1电机正转控制

R生漆次数计颔器|C2O洗涤1便>计触1

Network8

I洗衣机开始排水并计时砌

手动控制排水排水离合器

TI-r-<$)

1

洗涤排水计时器

---------------------------pNTON

40*PT100m$

SymbolAddress|Comment

排水离合器Q0.3排水控制

手动控制排水11.3实现手动控制排水

洗涤排水计时器T40洗涤排水时间计时

Network9

洗涤排水计时器排水离合器

—11----(C

1

SymbolAddress|Comment

排水离合器Q0.3排水控制

洗涤排水计牌LT40洗涤排水时间计时

Network5

1进行标准或柔和洗衣子过程

M1.6M1.3M0.3SBR_标准

---1/I---1---1------1I--------------EN

M1.4M0.4SBRM和

-------1I--------------EN

Network6

|以14秒为单位计数砍，相当于洗衣循环了欧

电机反转接触器漂洗次数计数器

Cl1CT11

-II----------------1r1---------------CLICTU

高水位传感器

|I________—JpI_________

111P1Dn

5-PV

SymbolAddressComment

电机反转接触器Q0.2电机反转控制

高水位传感器10.6高水位检测

漂洗次数计数器______C21I洗涤1附计数

Network7

灌洗次数计数黑漠洗排水计的器

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漂洗次数计数器C21洗涤1硒计数

漂洗排水计时器T42I漂洗排永时间计时

Network8

I洗衣机开始排水并计时附

SymbolAddressComment

进水电磁讽Q0.0进水控制

排水离合器Q0.3排水控制

漂洗排水计时器T42漂洗排水时间计时

中水位选择开关11.4I控制中水位I

Network9

漂洗排水计时器排水离合器

]I---------(R)

1

SymbolAddress|Comment

排水离合器Q0.3排水控制

[漂洗排水讦时器

T42I漂洗排水时间计时I

标准洗衣子程序

Network1NetworkTitle

I标准洗衣开始，电机正转

〕Symbol[Addre;$[Comment

电机正转接触器QQ11电机正转控制

Network2

I电机正转计时的

电机正转接触器电机正转计时器1

50-PT100m$

SymbolIAddress|Comment

l标准模式电机正转时间计时

电机正转计时器1T43

电机正转接触器lQO.1电机正转控制

Network3

I电机正转地信止一

电机正转计时器1电机反转计时器1M2.0

SymbolAddressComment

电机反转计时器1T45标准模式电机反转时间计时

电机正转计时器1T43I标准模式电机正转时间计时

Network4

I电机正转停止后计时缈

M2.0电机停止计时器1

20-PT100ms

SymbolAddressComment

电机停止计时器1W标准模式电机停止时间计时

Network5

I电机反转并计时皈

电机僖止计时器1电机反转计时器1M0.0电机反转接触器

____1

1Hn-H/I----J1--I1____A)

电机'转:触器1

电机反转计时器1

INTON

50-PT1CI0m$

SymbolIAddressCommentI

电机反转计时器1T45标准模式电机反转时间『时

电机反转接触器Q0.2电机反转控制

电机停止计时器1T44标准模式电机停止时间5时

Network6

I电机反转与少停止

电机反转计时器1M1.7

—IL)

M1.7电机停止计时器2

1

―1INTON

20-PT100ms

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电机反转计时器1T45标准模式电机反转时间『时

电机停止计时器2_T47I柔和模式电机停止计时1秒I

Network7

I电机反转停止后计时附一

M1-7电机停止计时器2电机正转接触器

—II-----------1'I---------(R)

1

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电机停止计时器2T47柔和模式电机停止计时1秒

电机正转接触器Q0.11电机正转控制

I柔和洗衣子程序

Network1NetworkTitle

I柔和洗衣开始，电机正转

M0.4M2.1M0.0电机正转接触器

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电机正转接触器」QQ1电机正转控制1

Network2

I电机正转计时勖一

电机正转接触器电机正转计时器2

30-PT100m$

SymbolAddressComment

电机正转计时器2T46柔和模式电机正转时间计时

电机正转接触器Q0.11电机正转控制1

Network3

I电机正转匏停止

电机正转计时器2电机反转计时器2M2.1

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电机反转计时器2T48柔和模式电机反转时间计时

电机正转计时器乙T461柔和模式电机正转时间计时1

Network4

I电机正转停止后计时1秒一

M2.1电机停止计时器3

10-PT100m$

Symbol1Address|Comment

电机停止计时器3T491电机停止计时1秒〕

3,课程设计总结：

1.系统设计与设备选型

a.分析所控制的设备或系统。PLC最重要口勺目