基于PLC控制全自动洗衣机毕业论文（设计）word格式.doc

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1、第一章 前言1.1课题背景 自19世纪中叶，美国人史密斯研制出世界上首台洗衣机（人力动力）问世至今，洗衣机的发展已经历了一个多世纪。1910年，世界上第一台电动洗衣机问世，它标志着人类家务劳动自动化的开始。1922年，世界上第一台搅拌式洗衣机在美国诞生。1937年，世界上第一台全自动滚筒式洗衣机投放市场。1957年，日本三洋公司推出世界上第一台涡流式波轮洗衣机。从此，确立了搅拌式、滚筒式、波轮式三种工作方式洗衣机三足鼎立天下的局面。20世纪60年代以后，洗衣机在一些发达国家的家用电器市场上开始形成系列，社会普及率也迅速上升。在日本已出现了带甩干桶的双桶洗衣机，当时人们称其为“半自动型”洗衣机。

2、70年代，日本生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期，日本又出现微电脑控制型波轮式套桶全自动洗衣机。80年代后，“模糊控制”开始应用于洗衣机，生产出智能型模糊控制洗衣机，使洗衣机的功能更加完善，其造型更具时代特色，其洗衣程序更随意，其使用操作更简单化。进入90年代，由于电机调速技术的提高，实现了洗衣机宽范围大调速比的转速变换与调节，诞生了各种新水流洗衣机。20世纪末到21世纪初，变频洗衣机问世，使洗衣机的功能更具人性化，实现了真正意义上的智能控制。在中国，洗衣机工业起步于20世纪70年代后期，当时由于人们对洗衣机使用价值还没有足够的认识，加至经济因素的影响，洗衣机工业发展缓慢（1987年全

3、国洗衣机总产量仅为400万台）。进入全面改革开放的80年代，经济的发展，人民生活水平的提高，使洗衣机进入家庭的速度加快。社会的需求，进一步促进了洗衣机工业的发展，生产厂家遍布全国各地，其年量跃居世界首位。1981年以前，国产洗衣机以波轮式洗衣机单桶洗衣机为主。1982年以后，才先后生产出波轮式双桶洗衣机、滚筒洗衣机、波轮式全自动洗衣机（电动程控器和电脑程控器型）、超薄型洗衣机、变频洗衣机和搅拌式洗衣机，形成了较为完善的洗衣机开发生产体系。目前中国洗衣机市场正进入更新换代期，市场潜力巨大，人们对于洗衣机的要求也越来越高，目前的洗衣机主要有强弱洗涤功能、进排水系统故障自动诊断功能、暂停等七大功能，

4、在许多方面还不能达到人们的需求。这就要求设计者们有更高的专业和技术水平，能够提出更多好的建议和新的课题，将人们的需要变成现实，设计出更节能、功能更全面、更人性化的全自动洗衣机。目前的洗衣机都没有实现全方面的兼容，大多洗衣的厂家都注重各自品牌的洗衣机的特长，突出一两个与别的洗衣机不同的个性化的功能。预计2010年洗衣机生产量将达1800万台左右，增长率在56之间，国内销量为1500万台左右，增长率在34之间。“更节水，更洗净”将成为今年中高档洗衣机最大的亮点和卖点。随着更多国内外强势品牌加入研究新的技术，开发新的产品，洗衣机行业将爆发新一轮以“绿色环保”、“节水节能”为主题的大战。而技术制高点则

5、是未来的竞争焦点。消费者选择自动选择进水量和洗衣程序，进一步实现省水、省电。在国内从洗衣机市场得到的商情显示，由于受水资源不断减少，自来水费有所提高等因素的影响，市场上那些用水量较大的洗衣机销售受阻，而具有节水功能的洗衣机销路不断看好。针对市场需求的变化，一些生产厂家如小天鹅、小鸭、海尔等，先后向市场推出了一批节水型全自动洗衣机，受到消费者的青睐，成为洗衣机中的购买热点。本设计采用物美价廉的三菱F1系列PLC为控制核心,为保证洗衣机及人身安全,设计了蜂鸣报警器.因本设计输入按键较少,所以采用直接输入方式,使电路简单化. 本设计只设计了全自动洗衣机的基本功能,其他的一些功能可在原有的基础上扩展升

6、级,使全自动洗衣机能更加智能化,更加完善。1.2 PLC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，他的IO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，2A。PLC是专门应用手工业现场自动控制装置，在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，然后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。1.3本文的主要工作 第一，叙

7、述了可编程程序控制器的产生、发展、应用的历程，通过论述可编程程序控制器的各种优点、 卓越性能、结构、原理，有一个感性的总体认识。第二，回顾全自动洗衣机的历史，随着社会经济的发展，采用可编程程序控制器来代替中间继电器和过程控制的微型机，设计开发全自动洗衣机系统，才会满足稳定可靠的洗衣机控制系统需求。第三，结合全自动洗衣机控制系统的要求，进行硬件、程序设计，从主要部件的选择、流程的分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。第四，通过对系统的调试和检测，再进行系统性梳理，将隐藏的不足之处加以修正和完善，确保系统能顺利运行。第二章 可编程序控制器（PLC）国际电工委员会(IEC)对它的定义:“可编程控制

8、器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。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、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/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。”2.1可编程控制器的发展趋势目前，PLC技术和产品的发展非常活跃。综合起来看，PLC的发展趋势有一下几个方面：（1）系统功能完善化；（2）体系结构开放化及通信功能标准化；（3）I/O模块智能化及安装现场化；（4）功能模块专用化；（5）编程组态软件图形化；（6）硬件结构集成化、冗余

9、化；（7）控制与管理功能一体化；1969年，美国数字公司(DEC)研制出了第一台可编程序控制器，满足了GM公司装配线的要求。这种新型的工业控制装置简单易懂、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命长，很快在美国其它工业领域推广使用。随着集成电路技术和计算机技术的发展，现在已有第五代PLC产品了。2.2可编程控制器的组成PLC一般由CPU、存储器、输入/输出系统和其他可选择部件四大部分组成，但在运行过程中，一般由CPU、存储器、输入/输出系统三个部分即可完成预定的各种控制任务，因此也可将这三部分称为PLC的基本组成部分 。其他可选部件包括编程器、外部存储器、模拟I/O盘、通信接口、扩展接口

10、以及测试设备等，主要用于系统的编程组态、程序存储、通信联网、系统扩展和系统的测试与维护等，是PLC的辅助组成部分，在PLC正常运行期间这些部件并不起作用，它们主要用于系统的开发、安装、调试和维护。如下图2-1所示：图2-1 PLC的结构组成原理图2.3 PLC的特点可编程控制器之所以得到迅速的发展和越来越广泛的应用，是因为它具有如下一些独特的良好特点：(1)可靠性高，抗干扰能力强所有I/O接口电路均采用光电隔离。各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。采用性能优良的开关电源。对采用的器件进行严格的筛选。良好的自诊断功能。大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统，使可靠性

11、更进一步提高。(2) 丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号，如:交流或直流;开关量或模拟量;电压或电流;脉冲或电位; 强电或弱电等。有相应的1/O模块与工业现场的器件或设备，如:按钮;行程开关;接近开关;传感器及变送器;电磁线圈;控制阀等直接连接。另外，为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块;为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块等等。(3) 采用模块化结构为了适应各种工业控制需要(4) 编程简单易学PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。(5) 安装简单 ，维修

12、方便2.4 PLC的工作原理当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。（1）输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。（2）用户

13、程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。（3）输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。PLC的扫描工作过程如图2-2、图2-3所

14、示用户输出设备输入端子输入锁存器输入映象寄存器输出映象寄存器输出锁存器输出端子程序执行用户输入设备写读读图2-2 PLC的扫描工作过程图输入刷新程序执行输出刷新一个扫描周期输入刷新 图2-3 PLC的扫描周期图第三章 全自动洗衣机控制3.1 洗衣机的分类家用洗衣机的种类很多，一般按自动化程度和结构原理两种方法进行分类。（1）按洗衣机自动化程度分类普通型洗衣机 洗涤、漂洗、脱水各功能的操作都需用手工转换。这种洗衣机结构简单，价格便宜，占地少，容易搬动。它装有定时器，可根据衣物的脏污程度选定洗涤和漂洗时间，到达预定时间，即可自动停机。普通型洗衣机有单桶和双桶两种。不带脱水装置的洗衣机，衣物洗净后需

15、人工拧干再去晾晒。半自动型洗衣机 在洗涤、漂洗、脱水功能中，其中任意两个功能的转换不用手工操作而能自动进行。一般由洗衣系统和脱水系统两部分组成，常见的为双桶半自动型洗衣机。在洗衣桶中可以按预定时间完成洗涤和漂洗程序，但不能自动脱水，需要人工把衣物从洗衣桶中取出，放入脱水机中甩干。全自动型洗衣机 洗涤、漂洗、脱水各功能间的转换全部不用手工操作，包括进水、排水在内的各工序都可以用程序控制器自动控制。衣物放入洗衣机后能自动洗涤、漂洗、脱水，全部程序自动完成。当衣物甩干后，蜂鸣器会发出声响。全自动型洗衣机多为套桶洗衣机，即洗衣桶和脱水桶套装一起。有一种带有传感器的高级微电脑全自动洗衣机，具有人工智能，

16、它能根据洗涤物的数量、种类、脏污程度，自动选定对洗涤物的最佳程序，自动进行洗涤。(2) 按洗衣机结构原理分类波轮式洗衣机 在洗衣桶的底部中心处装有一个带凸筋的波轮，波轮旋转时，洗涤液在桶内形成螺旋状涡卷水流，从而带动衣物旋转翻动而达到洗涤目的。这种洗衣机的主要优点是洗涤时间短，洗净度较高，水位可调，品种多，适宜于洗涤棉、麻、纤和混纺等织物。缺点是易使衣物缠绕，影响洗净的均匀性，磨损率也较高。新颖的大波轮、新水流洗衣机，其性能有明显的改善。滚筒式洗衣机 滚筒式洗衣机为套桶装置，内桶为圆柱形卧置的滚筒，桶内有34条凸棱，当滚筒绕轴心旋转时，带动衣物翻滚，并循环反复地摔落在洗涤液中，从而达到洗涤的目

17、的。滚筒式洗衣机，按投放衣物的位置不同，可分为上装入式和侧装式。其优点是洗涤动作比较柔和，对衣物的磨损小，用水量和洗涤剂都比较省，适合洗涤毛料织物。但机器结构复杂，洗净度低，耗电量大，售价较高。搅拌式洗衣机 搅拌式洗衣机在立式洗衣桶的中央置有一根垂直立轴，轴上装有搅拌桨。靠轴的旋转使衣物在洗涤液中不断地被搅动，达到洗涤的目的。这种洗衣机好似手工洗涤的揉搓，衣物受力均匀，衣物磨损小，洗涤容量大。缺点是洗涤时间长，结构比较复杂，售价高。喷流式洗衣机 喷流式洗衣机的洗涤容器为立桶，只是波轮装在桶的侧壁上。电动机起动后，侧壁波轮产生强烈的水流将衣物在洗涤液中甩打、抛掷、揉搓、冲刷，使衣物洗净。其特点是

18、洗涤时间短，污垢容易洗掉，机器结构简单，故障较少。但由于水流激烈，衣物容易拧绞在一起，因而洗涤不均，对衣物损伤较重，洗涤时洗涤液容易飞溅。其他型式的洗衣机波轮搅拌式洗衣机喷淋漂洗洗衣机振动式洗衣机超声波洗衣机3.2 全自动洗衣机的性能特点全自动洗衣机从结构上分有波轮式，搅拌式，滚筒式，目前，国内市场上销售的大都是波轮式和滚筒式。全自动洗衣机是集洗涤，脱水于一体，并且能自动完成洗衣全过程的洗衣机，真正做到了它工作，您休息。全自动洗衣机有各种洗涤程序，可供您自由选择，工作时间可任意调节（洗涤0-16分钟，脱水0-5分钟）工作状态及洗、脱时间在面板都有显示，能自动处理脱水不平衡（具有各种故障和高低电

19、压自动保护功能），工作结束或电源故障会自动断电，无需看管，确保安全。它还具有浸泡，手洗水流功能。目前，有的全自动洗衣机上还采用了模糊技术，即洗衣机能对传感器提供的信息进行逻辑推理，自动判别衣服质地，重量，脏污程度，从而自动选择最佳的洗涤时间，进水量，漂洗次数，脱水时间，并显示洗涤剂的用量，达到了整个洗涤时间自动化，使用方便，节能节水。波轮式全自动洗衣机的特点是洗净率高，但对衣服的磨损很大，随着人们生活水平不断地提高。丝绸，毛料，羊毛等大步走进普通家庭，厂商又适时地推出了滚筒洗衣机，它最大的优点是磨损率小，但洗净率比波轮式低。3.3 洗衣机主要零部件及结构(1) 进水电磁阀进水电磁阀的作用是实现

20、对洗衣机自动注水和自动关闭水源的操作。洗涤桶的水位由水位压力开关（或称水位传感器）检测出。洗衣机的控制器根据这一信息控制进水电磁阀的进水和关闭，完成洗衣机自动进水和自动关闭水源。如图3-1所示图3-1 电磁阀结构示意图(2) 排水阀排水阀的功能是将洗涤结束后洗涤桶中的污水或脱水过程中的污水排出机外，不同类型的洗衣机，排水阀的结构是一样的，它们都是由排水电磁阀，排水阀门，排水管以及相应的传动杆组成。当排水电磁铁通电工作时，由电磁铁线圈产生的磁力将衔铁吸入，衔铁牵动电磁铁拉杆，拉杆另一端挂的弹簧也将被拉长。（3）电动机电动机主要由定子、转子、端盖、轴承、风扇等部位组成，它是将电能转换为机械能的装置

21、，在洗衣机中作为洗涤、脱水的动力。由于民用电是单相交流电，所以洗衣机只能用单相交流电机，它的输出功率通常为90W、120W、150W、180W等几种，转速为1440r/min。根据洗涤要求，洗衣机需频繁启动、变向工作，因此，洗衣机都采用启动性能好的电容启动运行的单相异步电动机。（4）定时器在双桶洗衣机中，定时器是洗衣机的主控制器。洗衣机定时器最大定时范围有两种：一种为15min,用作洗涤定时和喷淋脱水定时；另一种为5min，用作普通脱水定时。定时器触点额定电流一般为2A-3A。（5）减速离合器减速离合器是一个能根据挡套位移状态实现减速、离合的装置，其作用是：洗涤时，提供洗涤波轮低速运转的动力，

22、脱水轴不转。脱水时，为离心桶提供高速运载的动力。（6）蜂鸣器在洗衣机中蜂鸣器有提示和报警两种功能。当洗衣机洗涤或脱水程序结束时，蜂鸣器以声音的形式提示操作者；当操作者正在进行洗衣程序的选择时，蜂鸣器发出声音让操作者知道其程序选择是否有效；当洗衣机出现故障时，蜂鸣器报警通知操作者前来处理故障。在洗衣机中，使用的蜂鸣器有两种类型：电磁振荡式和电子音乐蜂鸣器。3.4洗衣机的原理和构造随着国民经济的发展，人民的生活水平不断提高，全自动洗衣机作为将人们从繁复的家务劳动中解放出来的好助手，愈来愈受到消费者的喜爱。全自动洗衣机综合运用了大量力学、电学、光学等知识，以下就其原理和构造作一分析。洗衣机的洗涤过程

23、主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下，将污垢拉入水中来实现洗净的目的。首先充满于波轮叶片间的洗涤液，在离心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。在波轮中心处，因甩出液体而形成低压区，又使得洗涤液流回波轮附近。这样，在波轮附近形成了以波轮轴线为中心的涡流。衣物在涡流的作用下，作螺旋式回转，吸入中心后又被甩向桶壁，与桶壁发生摩擦。又由于波轮中心是低压区，衣物易被吸在波轮附近，不断地与波轮发生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脱离衣物。其次，当衣物被放进洗涤液之后，由于惯性作用运动缓慢，在水流与衣物之间存在着速度差，使得两者发生相对运动，水流与衣物便发生相对摩擦，这种水流

24、冲刷力同样有助于污垢离开衣物。再次由于洗衣涌形状的不规则，当旋转着的水流碰到桶壁后，其速度和方向都发生了改变，形成湍流。在湍流的作用下，衣物做无规则地运动并翻滚，其纤维不断被弯曲、绞纽扣拉长，衣物相互摩擦，增大了洗涤的有效面积，提高衣物的洗净的均匀性。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（甩干）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，将水由外桶排到机外。洗涤正转、反转由洗涤

25、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。如图3-2所示洗衣机结构图 图3-2 全自动洗衣机结构示意图全自动洗衣机是通过水位开关与电磁进水阀配合来控制进水、排水以及电机的通断：从而实现自动控制的。电磁进水阀起着通、断水源的作用。如图3-3（a）所示，当电磁线圈1断电时，移动铁芯2在重力和弹簧力的作用下，紧紧顶在橡胶膜片3上，并将膜片的中心小孔4堵塞，这样阀门关闭，水流不通。当电磁线圈通

26、电后，移动铁芯在磁力作用下上移，离开膜片，并使膜片的中心小孔打开，于是膜片上方的水通过中心小孔流入洗衣桶内。由于中心小孔的流通能力大于膜片两侧小孔5的流通能力，膜片上方压强迅速减小，膜片将在压力差的作用下上移，闭门开启，水流导通。水位开关实际上是一个压力开关。如图3-3（b）所示，气室1的入口与洗衣桶中的贮气室相联接。当水注入洗衣桶后，贮气室口很快被封闭，随水位上升，贮气室的水位也上升，被封闭的空气压强亦增大，水位开关中的波纹膜片2受压而胀起，推动顶杆3运动而使触点4改变，从而实现自动通断。智能型模糊控制的全自动洗衣机还可以自动判断水温、水位、衣质衣量、衣物的脏污情况，决定投放适量的洗涤剂和最

27、佳的洗涤程序。当洗衣桶内衣物的多少和质地不同，而注入水使其达到相同的水位时，其总重量是不同的。利用这一点，通过对洗衣电动机低速转动后的惯性测量，可以判断衣质和衣量。方法是：在洗衣桶内注入一定量水后使电机低速运转，平稳后快速断电，洗衣桶在惯性作用下带动电机继续转动。此时，电机绕组产生反电动势，对其半波整流并放大整形后获得一矩形脉冲系列。通过分析脉冲个数和脉冲宽度。就能得到衣质衣量情况。衣物的脏污程度是通过水的透明度来判断的。在洗衣桶的排水口处加一红外光电传感器，使红外光通过水而进入另一侧的接收管。若水的透明度低，接收管获得的光能小，说明衣物较脏。脱水时采用压电传感器。当脱水桶高度旋转时，从脱水桶

28、喷射出来的水作用于压电传感器上，根据这个压力变化，自动停止脱水运转。第四章 全自动洗衣机控制系统设计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，对三菱F1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三菱F1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，并实现了多台控制。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

29、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。4.1 控制要求4.1.1全自动洗衣机的控制要求如果双位开关S1摆到标准洗涤模式时，按下启动按钮后，洗衣机开始进水。水满时开始（即水位达到高水位，高水位开关由OFF变为ON）停止进水，并开始洗涤正转，正转洗涤15S后暂停3S后开始洗涤反转。反洗15S后暂停。暂停3S后，若正、反洗未满3次，则返回从正洗开始的动作；若正、反洗满3次时，则开始排水。水位下降到低水位时（低水位开关由ON变为OFF）开始脱水并继续排水。脱水10S即完成一次从进水到脱水的大循环过程。若

30、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3次大循环，则进行洗完报警。报警10S后结束全部过程，自动停机。如果双位开关S1摆到快速洗涤模式时，按下启动按钮后，洗衣机开始进水。水满时开始（即水位达到高水位，高水位开关由OFF变为ON）停止进水，并开始洗涤正转，正转洗涤10S后暂停3S后开始洗涤反转。反洗10S后暂停。暂停3S后，若正、反洗未满2次，则返回从正洗开始的动作；若正、反洗满2次时，则开始排水。水位下降到低水位时（低水位开关由ON变为OFF）开始脱水并继续排水。脱水10S即完成一次从进水到脱水的大循环过程。若未完成2次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下

31、一次大循环；若完成2次大循环，则进行洗完报警。报警10S后结束全部过程，自动停机。此外,还要求可以按排水按钮以实现手动排水；按停止按钮以实现手动停止进水、排水、脱水及报警。4.1.2 控制流程图根据全自动洗衣机的控制要求，可得到全自动洗衣机的控制流程图（如附录）4.2 通道分配及I/O接线设计4.2.1 三菱PLC简介三菱公司的PLC是较早进入中国市场的产品。其小型机F1/F2系列是F系列的升级产品，早期在我国的销量也不小。F1/F2系列加强了指令系统，增加了特殊功能单元和通信功能，比F系列有了更强的控制能力。继F1/F2系列之后，20世纪80年代末三菱公司又推出FX系列，在容量、速度、特殊功

32、能、网络功能等方面都有了全面的加强。FX2系列是在90年代开发的整体式高功能小型机，它配有各种通信适配器和特殊功能单元。FX2N是近年推出的高功能整体式小型机，它是FX2的换代产品，各种功能都有了全面的提升。近年来还不断推出满足不同要求的微型PLC，如FXOS、FX1S、FX0N、FX1N及系列等产品。三菱公司的大中型机有A系列、QNA系列、Q系列，具有丰富的网络功能，I/O点数可达8192点。其中Q系列具有超小的体积、丰富的机型、灵活的安装方式、双CPU协同处理、多存储器、远程口令等特点，是三菱公司现有PLC中最高性能的PLC。在此，我选用性价比较高的三菱F1系列的F1-16MR，性能参数是

33、：8个入节点，8个出节点。AC电源型：AC100V-240V 输入规格：DC24V 7mA/5mA 8000步内置、注释输入、可以在RUN时写入。4.2.2 I/O通道分配类别元件端子号作用输入SB1X000启动按钮SB2X001停止按钮SB3X002排水按钮SL1X003高水位开关SL2X004低水位开关S1X005标准洗涤模式X006快速洗涤模式输出YV1Y000进水电磁阀KM1Y001电机正转接触器KM2Y002电机反转接触器YV2Y003排水电磁阀YC1Y004脱水电磁阀离合器KM3Y005报警蜂鸣器4.2.3 定时器/计数器通道分配如果在程序中将要使用较多的定时器和计数器时，最好也作

34、通道分配表，以便在编程时有所遵循，否则很容易将同一个器件重复使用。定时/计数器通道分配如下：定时器/计数器通道分配类别器件号设定值作用定时器T015S正转洗涤计时（标准模式）T13S正洗暂停计时T215S反转洗涤计时（标准模式）T33S反洗暂停计时T410S脱水计时T510S洗完报警计时T610S正转洗涤计时（快速模式）T710S反转洗涤计时（快速模式）计数器C63次正、反洗循环计数（标准模式）C73次脱水（大循环）计数（标准模式）C82次正、反洗循环计数（快速模式）C92次脱水（大循环）计数（快速模式）4.2.4 PLC的I/O接线图根据I/O通道分配和控制原理，可画出PLC的I/O接线图图

35、3-1 PLC的I/O接线图4.3主回路电路设计根据控制要求和PLC接线图，设计出主回路原理电路图3-2如下：图3-2 主回路原理电路图4.4 梯形图设计根据电路控制要求和PLC I/O分配，设计控制程序并得出梯形图下：4.5 指令列表根据梯形图的控制要求，做出指令列表如下：0LDX0001ORM03ANIX001 4ANIC75ANX0056ANIX0067OUTM08LDX0009ORM110ANIX00111ANIC912ANX00613ANIX00514OUTM115LDM016ORM117ANIX00318ANIY00319OUTY00020LDIT021ANIT622ANX0032

36、3ANIY00324ORY00425OUTY00126LDY00127ORT028ANIT329ANM030ANIY00431OUTT0K15032LDY00133ORT634ANIT335ANM136ANIY00437OUTT6K10038LDT039ORT640OUTT1K3041LDT142ANIT243ANIT744OUTY00245LDY00246ORT247ANIT348ANM049OUTT2K15050LDY00251ORT752ANIT353ANM154OUTT7K10055LDT256ORT757OUTT3K3058LDT359ANM060OUTC6K361LDT362ANM

37、163OUTC8K264LDC865ORM800266RSTC667LDC868ORM800269RSTC870LDC671ORC872ORY00373ORX00274ANIX00175ANIT476OUTY00377LDY00378ANIX00479OUTY00480LDY00481OUTT4K10082LDT483ANM084OUTC7K385LDT486ANM187OUTC9K288LDC789ORM800290RSTC791LDC992ORM800293RSTC994LDC795ORC996ORY00597ANIT598ANIX00199OUTY005100LDY005101OUTT5

38、K100102END4.6 程序运行说明根据全自动洗衣机的工作原理和控制要求,分析如下:如果双位开关S1摆到标准洗涤模式时，按下启动按钮，Y0为ON，M0为ON并自锁，Y为ON，打开进水电磁阀。当水位到达高水位时，X3为ON，断开进水电磁阀，同时Y1为ON，电动机正转，开始正向洗涤，并启动定时器T0。15S后，T0动作，使Y1为OFF,停止正向洗涤，并启动定时器T1，经过3S的暂停，Y2为ON，电动机反转，开始反向洗涤并启动定时器T2。反洗15S后，T2动作，使Y2为OFF，停止反向洗涤，并启动定时器T3。经过3S的暂停，T3动作，使定时器T0、T1、T2、T3复位；使计数器C6计数一次，此时

39、Y1又为ON，重新进行从正向洗涤开始到反向洗涤结束的小循环。直到计数器C6计满3次数时，C6为ON，第一次洗涤过程结束，同时使计数器C6复位，为下一次洗涤过程的计数做好准备。在C6为ON的当前扫描周期，Y3为ON，开始排水。当水位到达低水位时，X4由ON变为OFF，使Y4为ON，接通脱水电磁阀离合器，并再次使Y1为ON，使电动机正转，开始脱水，并启动定时器T4。10S后，T4动作，使脱水计数器C7计数一次，并使Y3、Y4为OFF，停止排水和脱水，结束从进水到脱水的一次大循环。两个扫描周期后，Y1再次为ON，重新进行从进水到脱水的下一次大循环，直到C7计满3个数后，使M0为OFF，结束洗衣的全部

40、过程，Y5为ON，报警蜂鸣器响10S后，停止报警。当S1摆到快速洗涤模式时，按下启动按钮，X0为ON，M1为ON并自锁，Y0为ON，打开进水电磁阀。当水位到达高水位时，X3为ON，断开进水电磁阀，同时Y1为ON，电动机正转，开始正向洗涤，并启动定时器T6。10S后，T0动作，使Y1为OFF,停止正向洗涤，并启动定时器T1，经过3S的暂停，Y2为ON，电动机反转，开始反向洗涤并启动定时器T7。反洗10S后，T7动作，使Y2为OFF，停止反向洗涤，并启动定时器T3。经过3S的暂停，T3动作，使定时器T1、T3、T6、T7复位；使计数器C8计数一次，此时Y1又为ON，重新进行从正向洗涤开始到反向洗涤

41、结束的小循环。直到计数器C8计满2次数时，C8为ON，第一次洗涤过程结束，同时使计数器C8复位，为下一次洗涤过程的计数做好准备。在C8为ON的当前扫描周期，Y3为ON，开始排水。当水位到达低水位时，X4由ON变为OFF，使Y4为ON，接通脱水电磁阀离合器，并再次使Y1为ON，使电动机正转，开始脱水，并启动定时器T4。10S后，T4动作，使脱水计数器C9计数一次，并使Y3、Y4为OFF，停止排水和脱水，结束从进水到脱水的一次大循环。两个扫描周期后，Y1再次为ON，重新进行从进水到脱水的下一次大循环，直到C9计满2个数后，使M1为OFF，结束洗衣的全部过程，Y5为ON，报警蜂鸣器响10S后，停止报

42、警。在洗涤、排水和脱水的过程中，可随时按下停止按钮SB2随便停止操作。如需进行手动排水时，可按下排水按钮SB3，随时进行手动排水操作。第五章 系统检测与调试5.1检测与调试大体思路流程如下：（1）、硬件调试：硬件调试是利用开发系统、基本测试仪器（万用表、示波器等），检查用户系统硬件中存在的故障。硬件调试可分为静态调试与动态调试两步进行。静态调试 静态调试是在用户系统未工作时的一种硬件检测。 第一步：目测。检查外部的各种元件或者是电路是否有断点。 第二步：用万用表测试。先用万用表复核目测中有疑问的连接点，再检测各种电源线与地线之间是否有短路现象。 第三步：加电检测。给板加电，检测所有的插座或是器

43、件的电源端是否符合要求的值 第四步：是联机检查。因为只有用可编程控制器开发系统才能完成对用户系统的调试。 动态调试 动态调试是在用户系统工作的情况下发现和排除用户系统硬件中存在的器件内部故障、器件连接逻辑错误等的一种硬件检查。动态调试的一般方法是由近及远、由分到合。 由分到合是指首先按逻辑功能将用户系统硬件电路分为若干块，当调试电路时，与该元件无关的器件全部从用户系统中去掉，这样可以将故障范围限定在某个局部的电路上。当各块电路无故障后，将各电路逐块加入系统中，在对各块电路功能及各电路间可能存在的相互联系进行调试。由分到合的调试既告完成。 由近及远是将信号流经的各器件按照距离和可编程控制器的逻辑

44、距离进行由近及远的分层，然后分层调试。调试时，仍采用去掉无关元件的方法，逐层调试下去，就会定位故障元件了。（2）、软件调试：软件调试是通过对用户程序的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程。编程后，编辑，查看程序是否有逻辑的错误。如果出现故障，应返回编程环境，检查梯形图的错误并修改程序再进行调试，如此反复直到调试成功。结束语全自动洗衣机控制系统的设计,我觉得这个课题是很容易的。当真正做起来的时候，还是觉得有点困难的，有些东西以前学了，但现在用起来可能又有点疑问。就如画电气原理图，整体的构造在脑海里都有一个整体的概念。而你要画出来的话，你可能会遇到细节上的问题，比如说按钮开关的方向是怎样，以及怎么划分区域等。遇到这些问题的时候都能让你主动去翻书，复习这些陌生的知识。我认为这是一种最好的学习方法通过实践去检验自己的知识。这个只有你自己投入进去你才能发现自己知识点的欠缺。做为一名机电专业的学生对电器原理图的了解更应该有深刻的认识，知道它的重要性。要能看的懂，给你一张电气原理图，你要能够写出梯形图。