基于PLC的自动洗衣机控制

齐秀雷

摘要：作为工业三大控制支柱之一的PLC，因为具有较为强大的控制能力，控制的方式也较为丰富，因此在很多工业领域，包括工业洗衣机方面都得到了应用，同时也得了较好的进展。

关键词：PLC；自动洗衣机；应用

随着社会经济的迅猛发展，人们的生活水平越来越高，对于洗衣机的需求也是越来越急迫。洗衣机不仅进到了万户千家，同样也在宾馆、饭店，以及医院、学校、工厂等地方被广泛应用，进而满足了可以一次大量洗衣服的需求。然而以往的将继电器作为控制器的洗衣机已经很难实现人们对洗衣机自动化程度的更高要求，同时也在人性化和节能方面比较欠缺，例如要根据不同种类的衣服，如棉、丝绸、毛等等进行区分对待。作为工业三大控制支柱之一的PLC，因为具有较为强大的控制能力，控制的方式也较为丰富，因此在很多工业领域，包括工业洗衣机方面都得到了应用，同时也得了较好的进展。

1.自动洗衣机的结构及控制要求

自动洗衣机的外桶与内桶是同心安装的，内桶能够进行旋转，以保证可以脱水。同时，在内桶表面有很多小孔，这样可以确保内外桶可以互通水流。进水由进水电磁阀控制，将其打开通过水管则使水留到外桶；而排水则由排水电磁阀控制，将其打开则使水从水管流出。通过洗涤电动机的驱动波盘来确保洗涤的正反转，而脱水桶不动；洗涤完毕进行脱水时，离合器被控制系统合上，电动机就会带动内桶进行正转甩干衣物。

2.基于PLC控制的自动洗衣机的要求

当系统处在初始状态时，洗衣机处于准备启动状态。当对水位进行选择时，将启动按钮按下，这时进水阀开启，自来水则通过水管流进外筒。当水位达到预定的要求时，进水停止，洗涤正转开始。当正转洗涤到了30s，电动机就会暂停；2s之后进行反转洗涤；反转洗涤30 s ，电动机再次暂停2 s，这时一个洗涤小循环结束。假如正、反转洗涤小循环没有达到5次，就会回到正转洗涤而进行下一个小循环；如果正、反转洗涤小循环达到了5次，小循环结束，这时进行排水。如果水位低于低水位，洗衣机则进行脱水同时排水30 s，这时一个大循环完成。如果完成3次大循环，就会洗涤中止并报警，5 s后整个洗涤过程结束。

3.基于PLC控制的自动洗衣机系统硬件电路设计

基于PLC控制的自动洗衣机系统硬件设计的总体要求就是利用PLC输出的数字信号对继电器组进行控制，进而实现对电路进行控制的目的。三个继电器组的线圈分别PLC的输出端进行连接，由PLC的输出信号进行控制，再分别对电机的正、反转，以及脱水进行控制。在这个过程中，变频器分别对正转组与反转组进行限制，之后再接到电动机上，所以，对变频器的参数进行改变就能够对洗涤与漂洗时的速度进行改变。而脱水继电器组则直接连接在电源与电动机上，这样如果洗衣机处在脱水状态时，电动机就能够依照额定的转速运行。因此，在洗衣机运行时转速就与洗涤和漂洗时有所不同了。本文以工业洗衣机为例，其PLC控制系统电路图如图1。

电动机、电磁阀以及继电器等都是PLC控制系统的控制对象。其中，关于电动机是正转还是反转，以及工作的时间都是结合需求的不同来进行不同的程序设定；水位传感器对进水阀和排水阀进行控制；洗涤以及脱水的速度用LED灯进行显示；运行和工作的时间则由数码管来显示；按键则是依据洗涤以及脱水的速度，和时间来进行选择和设置；蜂鸣器则是在洗衣机出现故障或者进行程序运行时进行提示。

4.I/O 端口设置

在自动洗衣机的控制系统中，PLC的输出与输入端都是在进行隔离和转换处理后的开关信号。输入端的接口设备由开关、按钮以及继电器触点与传感器等构成，而输出端的信号控制设备则由接触器、电磁阀以及指示装置等构成。因为PLC的输入输出接口很多，因此在控制功能上比较强大，但是要依照洗衣机的实际需求来进行适合的I/O 端口选择并对其进行设置，以达到对自动洗衣机控制的要求。

5.基于PLC控制的自动洗衣机电源电路设计

因为PLC的工作电压是24V（D.C.），而电网则是220V（I.C.），因此，如果想把交流 220V轉变成直流24V就要用到变压器。依据自动洗衣机的设计需求，此变压器是有一个线圈抽头和两个副线圈组成的。输出电压是24V，之后由整流器进行整流。同时在本设计中应用的是全波整流。

6.基于PLC自动洗衣机控制程序设计

依照洗衣机的硬件电路要求，要对PLC接口进行分配后在依照系统控制的需求，把全自动洗衣机的整个过程划分为进水、正转洗涤、暂停；反转洗涤、暂停、排水；脱水；报警几个部分。首先，如果PLC进入到自动程序，要先进行初始化处理，对计数器、寄存器、继电器触点状态进行初始化处理。其次，如果启动开关被按下后，开触点不断打开、闭合，使电路接通，开始更加漫长的洗衣工作。再次，在洗衣机开始正式的运行过程中，会使用到一个定时器与两个辅助继电器。如果电源按钮被按下，这时候定时器开始计时，到5minnute，如果没有将启动或者暂停按钮按下，就会自行将电源断开，如果在5m钟里再次按下启动按钮，暂停按钮就开始运行下面的程序。由于自动洗衣机在水位的选择，洗涤以及浸泡的时间设定上所需的标准很对，因此在进行软件设计时应利用十个专门控制水位的继电器开关。预定的时间完成后，开始进入到漂洗：注水——电机转动——排水——脱水。