1、 1 毕业论文 文献综述 电气工程及自动化 应用 PLC 实现全自动洗衣机的控制系统 摘要 ：简要介绍了洗衣机的 洗涤方式和控制方式 ，介绍了 PLC 的特点和基本情况，说明了基于 PLC的全自动洗衣机控制系统的组成和洗衣过程等，并总结了应用 PLC 来全自动洗衣机控制系统的优点。 关键词 ：全自动洗衣机； PLC；控制系统； 当前，全自动洗衣机的广泛应用极大地方便了人们的生活。纵观洗衣机市场，高效节能、省水、省电、环保型洗衣机一直在市场上占主导地位，老百姓对 洗衣机的基本要求 更多体现在 省时、省水、省电 、 磨损率小 、 操作方便 和 功能完善等 1。从技术角度 上讲， 洗衣机的 功能实现
2、更多取决于它的洗涤方式和控制方式这两个基本特性。 洗涤方式主要有 波轮式 、 滚筒式 、 搅拌式 。 波轮式 由 微电脑控制洗衣及甩干功能、省时省力 ，但是 耗电、耗水、衣物易缠绕、清洁性不佳 。 滚筒式 是 微电脑控制所有功能 ， 衣物无缠绕 ， 最不会损耗衣物的方式 。但是 耗时，时间是普通的几倍 ,而且一旦关上门，洗衣过程中无法打开 ,洁净力不强 . 搅拌式 洗涤它的 衣物洁净力最强 ,省洗衣粉 ，但是 喜欢缠绕 ， 相比前两种方式损坏性加大 ,噪音最大 2。控制方式主要有 电机程序控制器 ， 电子程序控制器 来控制。它们都是按照既定程序 来完成洗衣机的运转控制，并不是按照洗衣过程中的变
3、化来自动调整工作程序 3。 PLC 是一种专为在工业环境应用而设计的数字运算电子系统 ,它将计算机技术、自动控制技术和通讯技术融为一体 ,成为实现单机、车间、工厂自动化的核心设备 ,具有可靠性高、抗干扰能力强、组合灵活、编程简单、维修方便等诸多优点 4、 5。随着技术的进步 ,其控制功能由简单的逻辑控制、顺序控制发展为复杂的连续控制和过程控制 ,成为自动化领域的三大技术支柱 (PLC、机器人、 CAD/CAM)之一 6。 PLC 可以实现的功能主要有顺序控制、过程控制、位 置控制、生产过程的监控和管理、结合网络技术等。 PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展
4、其功能的原则而设计”。它的主要功能有在线数据采集和输出、控制功能、数据处理功能、输入 /输出信号调制功能、通信、联网功能、支持人机界面功能等。目前， PLC 广泛地应用于开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制和过程控制等领域 7、 8。 本次设计的主要内容为，设计一个全自动洗衣机控制系统，主控部分用 PLC 来实现，具体实施可以参照 参照海尔洗衣机洗衣过程 和步骤设定。 通常洗衣机 来清洗的 衣物有 丝织物 、 棉织物 、 粗厚的粘纤织物 和 毛织品 等。洗衣过程一般包括加水、洗涤、 漂洗 、脱水 等步骤。 时间分配通常因 衣物 及 布质类别而异， 般洗涤时间为 5 12 分；漂洗时间为 2
5、3 分 ； 脱水时间为 2 5 分 9。洗衣机的洗衣桶内壁都有水位标志 ， 如高水位，中水2 位和低水位 ， 所以洗涤衣物应做到洗衣量、少水量的相互配合 。洗衣机的 排水用旋钮控制，操作时将面板上控制旋钮拧转 90 度 ，弹簧将堵阀顶 上， 洗涤液便由徘水管泄出，排水毕，控制旋钮复位，弹簧将堵阀顶下，排水通路关闭 洗衣机用电应注意： 把金属外壳正确接地 ； 接上电源，用验电笔验证，金属外壳必需 无漏电现象 ； 装置家用触电保护器。 当然洗衣机也应设置过载保护，过流保护，失压保护等安全控制。如果在洗衣机工作时中途添加衣服应该在洗衣机容量够的情况下，先 停机 ,排水后就可加衣服进去了 。最后，洗衣
6、机安装水龙头应用 专用水龙头 ， 在安装接头的时候一定要直直对准水龙头水嘴 ,偏歪的话都会有漏水的情况 。 洗衣过程大致为 : PLC 投入运行 ,系统处于初始状态准备好启动；启动时开始进水；水满时停止进水并开始洗涤正转；正转 30s 后暂停；暂停 5s 后开始洗涤反转；反转 30s 后暂停；暂停 5s后 ,若正、反转未满 3 次时 ,返回从正洗开始的动作； 暂停 5s 后 ,若正、反洗涤满 3 次时则开始排水；水位下降到低水位时开始脱水并继续排水；脱水 20s 即完成一次从进水到排水的大循环过程；若完成2 次大循环 ,洗完报警 5s 后自动停机；可以按“停止”按钮实现手动停止进水、排水、脱水
7、及报警；也 可以按“排水”按钮实现手动排水 10。 全自动洗衣机 控制系统主要是以可编程序逻辑控制器所输出的离散型指令为指令源。通过这些数字信号的输出以及其他控制电路的受控行为来指挥供电电路给电动机供电，实现了对模拟洗衣机的控制 11。 全自动洗衣机的 控制电路组成主要包括：可编程序控制器、继电器组 和变频器 。 其中，继电器为主要执行模块， PLC 所发出的数字指令控制继电器线圈，而继电器的开合直接控制电源电路，实现对电动机的控制 12、 13。另外，变频器只是作为演示时增强效果的连接装置，在电路中控制洗涤时的电机转速，正反向旋转及高速脱水均由继电器实现 ,不作为必要装置。 洗衣机的 传感器
8、 有洗衣桶水位上限传感 、 压力传感器 、 甩干压力传感器 、 红外传感器 、 洗衣桶水位上限传感 、 洗衣液上限传感器 、 洗衣液下限传感器等， 其中的 水位传感器 ，它是 通过一根比较细的水位管连接洗涤桶。在洗衣机启动时，由它控制水位的高低，通过进入桶 内的水形成压力，在压力达到一定的状态后，水位传感器内的簧片顶起，接通电源，断开进水阀，使其不再进水，进入洗涤状态。 PLC 的选型主要是根据所需功能和容量进行选择 ,并考虑维护的方便性 ,备件的通用性 ,是否易于扩展 ,有无特殊功能要求等 14。 PLC 实现 电气控制 两个基本要点是入出信息变换、可靠物理实现 。 入出信息变换靠运行存储于
9、 PLC 内存中的程序实现 ； 可靠物理实现主要靠输人及输出电路 15。 基于 PLC 控制系统的全自动洗衣机的设计，通过 可编程序控制器、继电器组和变频器 等模拟控制， 使得洗衣机达到了全自动化，在 相对恶劣 的条件下长时间连续工作 ， 控制系统更加稳定耐用 ，达到 了 更好的经济收益。 参考文献： 3 1 王曙光 .S7-200PLC 应用基础与实例 M.北京： 人民邮电出版社 ,2007 年 1 月 . 2 郝彤 . 洗衣机的类型及特点 J.农村电工 ,2005,(2):42 45. 3 严盈富 .西门子 S7-200PLC 入门 M.北京： 人民邮电出版社 ,2007 年 8 月 .
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