一、題目部分

課題內(nèi)容

根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和控制要求，設(shè)計(jì)一全自動洗衣機(jī)，畫出其運(yùn)行框圖及梯形圖

控制程序的編制，并畫出硬件接線圖。

設(shè)計(jì)目標(biāo)及參數(shù)

（1）按下啟動按扭及水位選擇開關(guān)，開始進(jìn)水直到高（中、低）水位，關(guān)水

（2）2秒后開始洗滌

（3）洗滌時，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒

（4）如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒

（5）開始清洗，重復(fù)（1）?（4）,清洗兩遍

（6）清洗完成，報警3秒并自動停機(jī)

（7）若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計(jì)數(shù)）

（8）若重量超重，報警。循環(huán)時間超過，報警。

課題要求

1.根據(jù)課題的控制要求完成設(shè)計(jì)

2.對傳感器選型并列出選型依據(jù)

3.寫出程序流程圖及代碼

4.完成課程設(shè)計(jì)說明書

二、總體思路

全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求

全自動洗衣機(jī)的工作原理

普通洗衣機(jī)的工作流程示意圖如圖所示

洗衣機(jī)的工作流程由進(jìn)水、洗衣、排水、脫水4個過程組成。在半自動洗衣

機(jī)中，這4個過程分另!用相應(yīng)的按鈕開關(guān)來控制°全自動洗衣機(jī)中，這4個過程

可做到全自動依次運(yùn)行，直至洗衣結(jié)束。

全自洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一心安放的，內(nèi)桶可

以旋轉(zhuǎn)，作為脫水用。內(nèi)桶的周圍有許多小孔，使內(nèi)桶和外桶的水流相通，洗衣

機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進(jìn)水時通過控制系統(tǒng)將

進(jìn)水電磁閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時，通過控制系統(tǒng)將排水電磁

閥打開，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機(jī)驅(qū)動波盤的正、反

轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動

機(jī)帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、中、低水位控制開關(guān)分別用來檢測高、中、低水

位。啟動按鈕用來啟動洗衣機(jī)工作，停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動停止進(jìn)水、排水、脫

水及報警。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動排水。

開始

進(jìn)水

洗衣

排水

脫水

［結(jié)束J

圖普通洗衣機(jī)的工作流程示意圖

控制設(shè)備要求

全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求是能實(shí)現(xiàn)“正常運(yùn)行”和“強(qiáng)制運(yùn)行”兩種控

制方式。

i.正常運(yùn)行

“正常運(yùn)行”方式具體控制要求如下：

（1）將水位通過水位選擇開關(guān)設(shè)在合適的位置（高、中、低），按下“啟動”

按鈕，開始進(jìn)水，達(dá)到設(shè)定的水位（高、中、低）后，停止進(jìn)水。

（2）進(jìn)水停止2s后開始洗衣。

（3）洗衣時，正轉(zhuǎn)30s,停2s,然后反轉(zhuǎn)30s,停2s。

（4）如此循環(huán)共5次，總共320s后開始排水，排空后脫水30so

（5）然后再進(jìn)水，重復(fù)（1）:（4）步，如此循環(huán)共2次。

（6）洗衣過程完成，報警3s并自動停機(jī)。

2.強(qiáng)制停止

“強(qiáng)制停止”方式具體控制要求如下：

（1）若按下“停止”按鈕，洗衣過程停止，即洗滌電機(jī)和脫水桶停止轉(zhuǎn)動、

進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥全部閉合。

（2）可用手動排水開關(guān)和手動脫水開關(guān)進(jìn)行手動排水和脫水。

【注】“正常運(yùn)行”和“強(qiáng)制停止”兩種模式的運(yùn)行是一樣的。

PE3~

洗衣機(jī)的PLC控制電路

10.按鈕的選擇

全自動洗衣機(jī)的人機(jī)接口中有按鈕，方便操作時也要保證安全，為此選擇了

施奈德品牌的低壓凸頭按鈕，并且?guī)в兄甘緹鬖ED,供電電壓為直流電24V。根

據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇如下表所示的開關(guān)和相應(yīng)的數(shù)量。

表按鈕規(guī)格

按鈕類別完整型號模塊型號（按鈕頭+觸點(diǎn)基座）備注

啟動按鈕XB2-BW13B1CZB2BW13C+ZB2BWB31C綠燈、常開

停止按鈕XB2-BW14B2CZB2BW14C+ZB2BWB42C紅燈、常閉

高水位按鈕XB2-BW14B1CZB2BW14C+ZB2BWB41C紅燈、常開

中水位按鈕XB2-BW16B1CZB2BW16C+ZB2BWB61C藍(lán)燈、常開

低水位按鈕XB2-BW15B1CZB2BW15C+ZB2BWB51C黃燈、常開

手動排水XB2-BV15B1CZB2BW15C+ZB2BWB51C黃燈、常開

手動脫水XB2-BW16B1CZB2BW16C+ZB2BWB61C藍(lán)燈、常開

四、PLC設(shè)計(jì)及調(diào)試的分

全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)調(diào)試

編程軟件

編程軟件采用三菱公司為其生產(chǎn)的PLC而設(shè)計(jì)的編程軟件GXDevelopero

程序的流程圖、構(gòu)成和相關(guān)設(shè)置

1.流程圖

（1）正常運(yùn)行流程圖

正常運(yùn)行流程圖如圖所示。

圖正常運(yùn)行流程圖

(2)強(qiáng)制運(yùn)行流程圖

強(qiáng)制運(yùn)行流程圖如圖所示。

圖強(qiáng)制運(yùn)行流程圖

2.程序的構(gòu)成

這個程序有自動方式和手動方式兩種。在自動方式下，PLC將運(yùn)行己經(jīng)設(shè)置

好的程序和參數(shù)（適用于機(jī)械一切都正常工作的情況下）。在手動方式下是在緊

急停止情況下，可以手動排水和脫水。

3.程序的下載、安裝和調(diào)試

將各個輸入輸出端子和實(shí)際控制系統(tǒng)中的按鈕。所需控制設(shè)備正確連接，完

成硬件的安裝。全自動洗衣機(jī)程序是由GXDeveloper軟件的指令完成，正常工

作是程序存放在存儲卡中，若要修改程序，先將PLC設(shè)定在STOP狀態(tài)下，運(yùn)行

GXDeveloper編程軟件，打開全自動洗衣機(jī)程序，即可在線調(diào)試，也可用編程

器進(jìn)行調(diào)試。

全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)PLC程序

系統(tǒng)資源分配

1.數(shù)字量輸入部分

這個控制系統(tǒng)的輸入有啟動按鈕、停止按鈕、水位選擇開關(guān)（高水位、中水

位、低水位）、手動排水、自動排水開關(guān)、高水位浮球開關(guān)、中水位浮球開關(guān)，

低水位浮球開關(guān)、水排空浮球開關(guān)、壓力開關(guān)共12個。具體的輸入地址分配如

表所示。

表輸入地址分配

輸入地址對應(yīng)的元落件對應(yīng)的外部設(shè)備

X001SB1啟動按鈕

X002SB2停止按鈕

X003SB3高水位選擇開關(guān)

X004SB4中水位選擇開關(guān)

X005SB5低水位選擇開關(guān)

X006SQ1水排空檢測開關(guān)

X007SQ2高水位檢測開關(guān)

X010SQ3中水位檢測開關(guān)

X011SQ4低水位檢測開關(guān)

X012SB6手動排水

X013SB7手動脫水

X014SP1壓力開關(guān)

2.數(shù)字量輸出部分

這個控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備有進(jìn)水電磁閥、排水電磁閥、洗滌電動機(jī)、

脫水桶、報警器共五個設(shè)備。但是由于洗滌電動機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩個狀態(tài)，分別

都應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器，所以輸出點(diǎn)有六個。具體的輸出地址分配如表所

/Ko

表輸出地址分配

輸出地址對應(yīng)的元器件對應(yīng)的外部設(shè)備

Y001YA1啟動洗衣機(jī)

Y002YA2進(jìn)水電磁閥

Y003KM1洗滌電動機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器

及脫水

Y004KM2洗滌電動機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器

Y005YA3排水電磁閥

Y006YH報警潛

3.定時器和計(jì)數(shù)器

全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)中的工作時間和循環(huán)次數(shù)需要定時器和計(jì)數(shù)器來

控制。具體定時器和計(jì)數(shù)器分配如表所示。

表定時器和計(jì)數(shù)器分配

類別元器件號設(shè)定值作用

TO2s進(jìn)水后暫停時間

定T130s正轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時

T22s正轉(zhuǎn)暫停計(jì)時

時T330s反轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時

T42s反轉(zhuǎn)暫停計(jì)時

器

T530s脫水計(jì)時

T63s洗完報警計(jì)時

計(jì)數(shù)器CO5次正反洗循環(huán)計(jì)數(shù)

C13次大循環(huán)計(jì)數(shù)

I/O硬件接線圖

根據(jù)全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的輸入、輸出地址分配和定時器、計(jì)時器分配以

及所選PLC型號，PLC1/。硬件接線圖如卜.圖所示。

圖I/O硬件接線圖

源程序

1.輔助繼電器

在本程序中，M0是按下啟動按鈕的輔助繼電器；Ml是判斷洗衣機(jī)水位是否

和設(shè)定水位不一致的輔助繼電器；M2是判斷洗衣機(jī)是否和設(shè)定水位一致的輔助

繼電器；M3是停止自動洗衣機(jī)的輔助繼電器，它的助記符如下。

水

在正常情況下，按下啟動按鈕或者脫水完畢，而且洗衣大循環(huán)未到三次時，

開始進(jìn)水，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定水位后停止進(jìn)水，等待2s后進(jìn)入洗衣程序。在強(qiáng)制

停止情況下，當(dāng)停止按鈕按下時立即停止進(jìn)水。它的助記符程序?yàn)椋?/p>

衣

進(jìn)水到設(shè)定水位2s后，開始洗衣，先正轉(zhuǎn)30s,停止2s然后再反轉(zhuǎn)30s,

停止2s這樣循環(huán)5次后進(jìn)入排水過程。

水

洗衣過程完畢后，進(jìn)入排水過程。水排空后停止排水。它的助記符程序?yàn)椋?/p>

水

水排空后，開始脫水，脫水30s后停止脫水。因?yàn)榕袛嗨趴帐欠裨谂潘?/p>

畢后，所以要用到水排完畢輔助繼電器。它的助:己符程序如下：

完報警

洗衣大循環(huán)3次后，開始洗完報警過程，3s后停止報警，這樣整個洗衣過

程結(jié)束。它的助記符程序?yàn)椋?/p>

//

〃洗衣大循環(huán)3次

//

LDY003

OUTClK3

LDCl

OUTY006

//

〃報警3s

//

LDY006

ANIT6

ANIX002

OUTY006

OUTY006

OUTT6K30

END

程序梯形圖

<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、總結(jié)

該系統(tǒng)采用PLC為控制核心結(jié)構(gòu)合理、測試方法可靠，它具有較強(qiáng)的靈活

性，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，保證新產(chǎn)