基于PLC的全自动洗衣机控制

江西应用工程职业学院 温 林 殷永生

1.工艺要求及动作流程

1.1 工艺要求及动作流程

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(甩水)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，将水由外桶排出到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、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，由洗涤电动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1所示。

图1 洗衣机示意图

1.2 具体控制要求

PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。

(1)按下启动按扭及水位选择开关，开始进水，水满(即水位到达高低)时停止进水。

(2)2秒后开始洗涤。

(3)洗涤时，正转15秒后暂停，暂停3秒后开始反转洗涤，反转洗涤15秒后暂停，暂停3秒。

(4)如此循环3次后开始排水，排空后(水位下降到低位)开始脱水并继续排水。脱水10秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。

(5)若未完成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；若完成了3次大循环，则进行洗完报警。

(6)报警10秒结束全部过程，自动停机。

(7)此外按排水按钮可实现手动排水；按停车按扭可停止进水、排水、脱水及报警。

根据设计要求，全自动洗衣机控制选择PLC的型号为三菱公司的FX2N系列整体式PLC。

表1 全自动洗衣机的I/0分配表

2.I/O分配

全自动洗衣机的I/0分配表如表2所示。

3.洗衣机工作流程图

洗衣机开始洗衣时，在接通电源后，第一步是调节水位，再按启动按钮开关，开始进水，水满(即水位到设定水位)时停止进水。2秒后开始洗涤。洗涤时，正转15秒后暂停，暂停3秒后开始反转洗涤，反转洗涤15秒后暂停。暂停3秒。如此循环3次后开始排水，排空后开始脱水并继续排水。脱水10秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。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；完成了3次大循环，则进行洗完报警。报警10秒结束全部过程，自动停机。流程图如图2所示。

图2 洗衣机控制流程图

4.控制系统程序设计

4.1 调节水位程序段

启动洗衣机时第一步是调节水位，该洗衣机有三个水位，分别为“少”、“中”、“高”，本程序段将水位默认设为中水位，可以通过按按钮X005来调节水位，顺序为：Y010、Y011、Y012(即：中、高、少)，依次循环，如图3所示。

图3

4.2 启动、手动停止、手动排水程序段

X000表示启动洗衣机，Y007是启动运行指示灯，Y000是进水电磁阀。但按下按钮X000后，Y007和Y000通电，运行指示灯亮起，进水电磁阀开启进水。按下按钮X001起到手动停止运行功能。按下按钮X002起到手动排水功能，如图4所示。

图4

4.3 到达指定水位开始运行程序段

X003、X007、X006分别为指定高度水位的传感器输入信号，T0为当水位到达指定水位是暂停2S时间，如图5所示。

图5

4.4 小循环洗衣程序段

暂停2S之后，Y001开始运行(即洗衣机正转洗涤)15S，T2为正转洗涤15S后暂停3S，Y002开始运行(即洗衣机反转洗涤)15S，T4为反转洗涤15S后暂停3S，再跳到Y001正转洗涤，以此循环3次后(即C0为3)，Y003导通开始排水，如图6所示。

图6

4.5 正转脱水和大循环程序段

当排水时水位到达低水位X004感应，使离合器Y004导通，离合器合上，Y005导通开始正转脱水，时间10S后，脱水结束，这时T5为10S，复位C0、Y000到Y005，指令跳到“启动、手动停止、手动排水程序段”开始新的洗涤，直到C1为3时，大循环3次结束，如图7所示。

图7

4.6 洗涤结束报警程序段

Y006为报警T6为10S报警时间，10S报警结束后，复位C1、Y007，整个洗涤过程结束，如图8所示。

图8

5.结束语

以上程序采用的编程软件为三菱公司为其生产的PLC而设计的编程软件GX Developer 8.86版本。经过编程软件的调试，基本达到与实际控制要求一致。在程序设计上，该系统还可采用PLC步进指令等方法。另外，由于论文篇幅原因，没有讨论洗衣机的PLC外部I/O接线图以及电磁阀线圈保护装置。

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