基于PLC的全自動洗衣機控制

江西應(yīng)用工程職業(yè)學院 溫 林 殷永生

1.工藝要求及動作流程

1.1 工藝要求及動作流程

全自動洗衣機的洗衣桶(外桶)和脫水桶(內(nèi)桶)是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水(甩水)用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。該洗衣機的進水和排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進水時，通過電控系統(tǒng)使進水閥打開，經(jīng)進水管將水注入到外桶。排水時，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進行甩干。高、低水位開關(guān)分別用來檢測高、低水位。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作。停止按鈕用來實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫水及報警。排水按鈕用來實現(xiàn)手動排水，如圖1所示。

圖1 洗衣機示意圖

1.2 具體控制要求

PLC投入運行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準備好啟動。

(1)按下啟動按扭及水位選擇開關(guān)，開始進水，水滿(即水位到達高低)時停止進水。

(2)2秒后開始洗滌。

(3)洗滌時，正轉(zhuǎn)15秒后暫停，暫停3秒后開始反轉(zhuǎn)洗滌，反轉(zhuǎn)洗滌15秒后暫停，暫停3秒。

(4)如此循環(huán)3次后開始排水，排空后(水位下降到低位)開始脫水并繼續(xù)排水。脫水10秒即完成一次從進水到脫水的工作循環(huán)過程。

(5)若未完成3次大循環(huán)，則返回從進水開始的全部動作，進行下一次大循環(huán)；若完成了3次大循環(huán)，則進行洗完報警。

(6)報警10秒結(jié)束全部過程，自動停機。

(7)此外按排水按鈕可實現(xiàn)手動排水；按停車按扭可停止進水、排水、脫水及報警。

根據(jù)設(shè)計要求，全自動洗衣機控制選擇PLC的型號為三菱公司的FX2N系列整體式PLC。

表1 全自動洗衣機的I/0分配表

2.I/O分配

全自動洗衣機的I/0分配表如表2所示。

3.洗衣機工作流程圖

洗衣機開始洗衣時，在接通電源后，第一步是調(diào)節(jié)水位，再按啟動按鈕開關(guān)，開始進水，水滿(即水位到設(shè)定水位)時停止進水。2秒后開始洗滌。洗滌時，正轉(zhuǎn)15秒后暫停，暫停3秒后開始反轉(zhuǎn)洗滌，反轉(zhuǎn)洗滌15秒后暫停。暫停3秒。如此循環(huán)3次后開始排水，排空后開始脫水并繼續(xù)排水。脫水10秒即完成一次從進水到脫水的工作循環(huán)過程。未完成3次大循環(huán)，則返回從進水開始的全部動作，進行下一次大循環(huán)；完成了3次大循環(huán)，則進行洗完報警。報警10秒結(jié)束全部過程，自動停機。流程圖如圖2所示。

圖2 洗衣機控制流程圖

4.控制系統(tǒng)程序設(shè)計

4.1 調(diào)節(jié)水位程序段

啟動洗衣機時第一步是調(diào)節(jié)水位，該洗衣機有三個水位，分別為“少”、“中”、“高”，本程序段將水位默認設(shè)為中水位，可以通過按按鈕X005來調(diào)節(jié)水位，順序為：Y010、Y011、Y012(即：中、高、少)，依次循環(huán)，如圖3所示。

圖3

4.2 啟動、手動停止、手動排水程序段

X000表示啟動洗衣機，Y007是啟動運行指示燈，Y000是進水電磁閥。但按下按鈕X000后，Y007和Y000通電，運行指示燈亮起，進水電磁閥開啟進水。按下按鈕X001起到手動停止運行功能。按下按鈕X002起到手動排水功能，如圖4所示。

圖4

4.3 到達指定水位開始運行程序段

X003、X007、X006分別為指定高度水位的傳感器輸入信號，T0為當水位到達指定水位是暫停2S時間，如圖5所示。

圖5

4.4 小循環(huán)洗衣程序段

暫停2S之后，Y001開始運行(即洗衣機正轉(zhuǎn)洗滌)15S，T2為正轉(zhuǎn)洗滌15S后暫停3S，Y002開始運行(即洗衣機反轉(zhuǎn)洗滌)15S，T4為反轉(zhuǎn)洗滌15S后暫停3S，再跳到Y(jié)001正轉(zhuǎn)洗滌，以此循環(huán)3次后(即C0為3)，Y003導(dǎo)通開始排水，如圖6所示。

圖6

4.5 正轉(zhuǎn)脫水和大循環(huán)程序段

當排水時水位到達低水位X004感應(yīng)，使離合器Y004導(dǎo)通，離合器合上，Y005導(dǎo)通開始正轉(zhuǎn)脫水，時間10S后，脫水結(jié)束，這時T5為10S，復(fù)位C0、Y000到Y(jié)005，指令跳到“啟動、手動停止、手動排水程序段”開始新的洗滌，直到C1為3時，大循環(huán)3次結(jié)束，如圖7所示。

圖7

4.6 洗滌結(jié)束報警程序段

Y006為報警T6為10S報警時間，10S報警結(jié)束后，復(fù)位C1、Y007，整個洗滌過程結(jié)束，如圖8所示。

圖8

5.結(jié)束語

以上程序采用的編程軟件為三菱公司為其生產(chǎn)的PLC而設(shè)計的編程軟件GX Developer 8.86版本。經(jīng)過編程軟件的調(diào)試，基本達到與實際控制要求一致。在程序設(shè)計上，該系統(tǒng)還可采用PLC步進指令等方法。另外，由于論文篇幅原因，沒有討論洗衣機的PLC外部I/O接線圖以及電磁閥線圈保護裝置。

[1] 廖常初.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M].重慶大學出版社,2002.

[2] 謝克明.可編程控制器原理與程序設(shè)計[M].電子工業(yè)出版社.

[3] 王春剛.洗衣機的特點及原理[M].農(nóng)村讀物出版社,2002

[4] 胡學林.可編程控制器教程(實訓篇)[M].電子工業(yè)出版社,2004.

[5] 王亞欣.全自動洗衣機的PLC控制[J].科技廣場,2008(03).

[6] 宋德玉.可編程序控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)[M].冶金工業(yè)出版社,2001.