触摸屏与PLC在全自动洗衣机一体示教机中的应用

王璐

摘 要：传统继电器控制的全自动洗衣机一体示教机存在独立的元器件多、线路复杂、容易出故障、检修维修难度大等不足。通过对控制系统的设计改造升级后，再与传统继电器控制相比较，利用可编程控制器PLC和触摸屏实现控制，不仅便于讲解PLC和触摸屏的控制原理方法和特点，突出了洗衣机控制的特色，而且还大大削减了实训成本，具有稳定性高、系统操作方便灵活、维修简单的特征，教学效果与学习效率大大提高。

关键词：PLC与触摸屏控制 全自动洗衣机 一体示教机

随着国内用工企业对技术工人综合素质的要求逐步提高，结合笔者学校的实际情况，我们对全自动一体示教洗衣机进行了系统升级改造。改造后的控制系统主要采用了PLC和触摸屏控制技术，具备稳定安全系数高、精准度高等优势，极大地降低了控制开关的正常损耗、人为操作失误等造成的各类故障，减少了学生实训所需要的材料，最终优化了教学效果、增强了学生实践动手锻炼的能力，同时也培养了学生独立分析问题的能力和解决问题的能力。

一、全自动洗衣机的系统结构和基本工作原理

1.系统结构和基本工作原理

全自动洗衣机的进、排水分别由进、排水电磁阀来控制。洗衣机进水时，通过电控系统把进水阀打开，经进水管道将水注入外桶；排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水从外桶排到机外。洗衣机正、反转由洗涤电动机驱动波轮正反来实现，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。水位开关用来测水位，启动按钮用来启动洗衣机工作，停止按钮用来实现紧急状况下手动停止进水、排水、脱水及报警，排水按钮用来实现手动排水。

2.全自动一体示教洗衣机系统硬件分析

全自动一体示教洗衣机的过程包括启动、进水、洗涤、排水和脱水等功能。在实现控制过程中，各种采样信息都是通过控制中心进行各种判断、比较和选择，再经信息线路反馈给洗衣机各控制执行机构，决定洗衣机的工作状态。PLC在系统中是处于中心位置，水位开关是PLC的输入信号控制开关，进水阀、排水阀和电动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，电动机的工作状态也由控制中心（即PLC）给定信号来决定，而电动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。另外由于洗衣机工作过程是顺序过程，所以利用可编程序控制器作为控制系统是可行的。

二、PLC机型选择、系统工作原理及控制要求

学校示教自动洗衣机使用的PLC选用三菱公司 FX2N-48MR可编程控制器。该PLC环境适应范围广，抗干扰能力强，编程方便，易于使用，寿命长，同时其扩展功能也相当强。其自身具有开关量输入、输出各24路，具备基本指令处理时间短的特点，无故障时间可达30万小时，能满足系统控制需求。根据工艺流程，PLC的输入、输出控制线路中电磁阀线圈、交流接触器、报警器均为220V电压。

为了充分发挥PLC的强大功能，满足控制要求，同时保证系统长期稳定可靠运行，学校教师对示教机控制系统进行了程序设计。工作原理为：开机按下时间、水位按钮，进行选择，程序自动计算电动机运行时间。按下启动按钮开始进水，当水位到达设定水位后，洗衣机开始洗衣服。洗衣机正转15秒停3秒、反转15秒停3秒，一直运行到系统计算出的时间为止。洗衣机进入排水输出，排水达到排空水位后，进行脱水输出。在运行完成后再进行循环，计数器C进行计数。当循环到第三次后，系统转入到报警系统输出，洗衣机洗衣结束。在运行中按停止按钮时，进水、排水、脱水及报警可以立即停止并进行数据归零；按排水按钮时，进行手动排水。

三、触摸屏系统

触摸屏作为控制系统操作和显示终端的应用十分普遍。我们可根据系统控制需要，通过计算机利用软件进行画面的优化以及功能的增减，达到控制要求。依据校内全自动洗衣机PLC一体示教机的原理和控制应用，启动GT Designer3软件，按所有控制项目要求设定，进入画面清单窗口设计，最后完成所有全自动洗衣机控制画面的触摸屏设计和PLC控制系统的状态显示。

四、结语

我们通过全自动洗衣机一体示教机的试验教学，使学生综合运用触摸屏和PLC控制技术的能力得到进一步提高，激发培养了学生的学习兴趣，提高了综合应用电工新技术的能力，并降低了学校实训的投入成本。这一系统改进措施得到了校内师生的一致好评，在教学实训设备建设中具有推广价值。

参考文献：

[1]肖明耀.可编程控制技术[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2004.

（作者单位：广东省核工业华南高级技工学校）