洗衣设备的系统介绍与设计

吴蔚

摘 要： PLC可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、性能优越、灵活通用，能在恶劣的工况环境下长时间连续运行的特点，所以本设计以PLC为设计基础 ，基本上实现对自动洗衣机运行状况的实时监视，完成自动洗衣机的洗涤，漂洗，脱水等任务。

关键词： 全自动洗衣机；PLC；程序控制；工作原理

引言

全自动洗衣机的工作过程一般包括启动、进水、洗涤、排水和脱水等功能。本文所设计的是带有洗涤方式选择、水位选择（底水位和高水位）的全自动洗衣机，这样用PLC控制的全自动洗衣机的洗涤动作控制程序要求增加洗涤方式选择、洗涤水位选择。PLC在系统中是处中心位置，水位开关是PLC的输入信号控制开关，进水阀、排水阀和电机是洗衣机各种动作的执行机构，其中进水阀和排水阀由PLC给定信号来决定其工作状态；电机的工作状态也由控制中心PLC给定信号来决定的，而电机的正反转状态直接决定了洗衣机的洗涤状态和脱水状态。

一、可编程序控制概诉

1.PLC的定义

PLC可编程序控制器，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是：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。

2.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、用戶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映像区中的相应得单元内。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映像区中的相应单元的状态和数据也不会改变。

2.用户程序执行阶段：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。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映像区中对应位的状态；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映像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。这时，才是PLC的真正输出。同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。

3.PLC的编程语言和程序结构

PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。系统软件由PLC厂家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干预。用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑控制）用来实现各种控制。STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包，也就是用户程序，我们就是使用STEP7来进行硬件组态和逻辑程序编制，以及逻辑程序执行结果的在线监视。

二.全自动洗衣机的概况

1.设计PLC控制全自动洗衣机的意义

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.2A.PLC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，惊醒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.

2.全自动洗衣机的基本结构

3.全自动洗衣机的主要部件

由电动程控器、水位开关、安全开关（盖开关）、排水选择开关、不排水停机开关、贮水开关、漂洗选择开关、洗涤选择开关等组成。

三.全自动洗衣机控制系统的设计要求和功能实现

1.全自动洗衣机控制系统的设计要求

按下启动按钮后，洗衣机开始进水。水满时（即水位到达高（中、底）水位，高（中、底）水位开关由OFF变为ON），PLC停止进水，并开始洗涤正转，正转洗涤30S后暂停，暂停2S后开始洗涤反转。反洗30S后暂停。暂停2S后，若正、反洗未满5次，则返回从正洗开始的动作；若正、反洗满5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30S即完成一次从进水到脱水的大循环过程。若未完成三次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了三次大循环，则进行洗完报警。报警10S后结束全部过程，自动停机。

此外，还要求可以安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。

2.全自动洗衣机控制系统的功能实现

进水→洗涤（正转30S，停2S，反转30S，停2S，5次）→排水）→脱水（30S）→停止

四、全自动洗衣机的设计

1.全自动洗衣机的功能图

3.PLC外部接线图

参考文献

[1] 谢克明，夏路易.可编程控制器原理与程序设计 电子工业出版社，2013.

[2] 吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用 .家用电器科技，2014.

[3] 张立科等；《PLC应用开发技术与工程实践》；北京，人民出版社；2015.1.