淺談用PLC實現全自動洗衣機控制的兩種設計方法

摘 要：PLC程序的設計方法多種多樣，很難說哪一種設計方法是最優的或最簡便的。本文主要介紹了以全自動洗衣為例，用基本邏輯指令、步進指令這兩種編寫程序設計方法來實現程序控制的。

關鍵詞：PLC； 設計方法； 邏輯； 步進

中圖分類號：TM925.33 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2012）07-114-001

隨著電子技術和計算機技術的迅猛發展，在洗衣機控制方面，從以繼電器為核心器件的自動控制系統到以PLC為新型通用自動化控制系統，功能越來越強大，使用更加靈活方便。對于同一控制要求，PLC編寫程序的方法也多種多樣，下面以全自動洗衣機為例，介紹用邏輯法、步進法編寫程序控制的設計方法。

一、全自動洗衣機控制系統運作要求

全自動洗衣機的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用，內桶可以旋轉，作脫水甩干用。內桶的四周有很多小孔，使內、外桶的水流相通，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行。進水時，通過電氣控制系統使進水閥打開，經過水管將水注入外桶；排水時，電控系統把排水閥打開，將水由外桶排到機外。洗滌正、反轉由洗滌電機驅動波盤正反轉實現的，此時脫水桶并不旋轉。脫水時，通過電控系統將離合器合上，由洗滌電機帶動內桶正轉甩干。高、低水位開關分別用于檢測高、低水位。起動按鈕用來起動洗衣機工作；停止按鈕起手動停止進水、排水及報警等作用，排水按鈕用來實現手動排水。

二、全自動洗衣機的控制要求

全自動洗衣機的程序工作控制流程如下：按通電源，PLC投入運行，系統處于初始狀態，準備起動。按下起動按鈕，洗衣機開始進水，當水滿即水位到達所設定的高度時，停止進水并開始正轉洗滌。正洗15S后暫停，暫停3S后就開始反轉洗滌，反洗15S后暫停，暫停3S后，此時如果正、反洗沒有滿3次，則返回從正洗開始的運作；若正、反洗已滿3次，則開始排水，水位下降到低水位時開始脫水并繼續排水，脫水10S即完成一次從進水到脫水的大循環過程。如果沒有完成3次大循環，則返回從進水開始到脫水的全部動作，進行下一次的循環；若完成了3次大循環，則進行洗完報警，10S報警后結束全部洗衣過程，自動停機。

三、PLC機內器件安排表

輸入器件 輸出器件 其他機內器件

X000 起動按鈕 Y000 進水 T0 正轉計時

X001 停止按鈕 Y001 正轉洗滌 T1 正轉暫停計時

X002 手動排水開關 Y002 反轉洗滌 T2 反轉計時

X003 高水位開關 Y003 排水 T3 反轉暫停計時

X004 低水位開關 Y004 脫水 T4 脫水計時

Y005 停止報警 T5 報警計時

C0 正反洗滌循環次數

C1 脫水次數

M100 起動洗衣機

M0 正轉暫停

M1 反轉暫停

四、全自動洗衣機PLC的幾種程序設計方法

1．用基本邏輯指令實現的控制程序

程序運行過程：

1.1啟動。按下啟動按鈕X000，常開觸點閉合，接通內部輔助繼電器M100，M100自鎖觸點閉合，同時常開觸點閉合。

1.2進水。由于M100常開觸點閉合，而此時水位還未達到高水位時，Y000得電，洗衣機開始進水。

1.3洗滌正、反轉循環3次。當水位到達高水位時，高水位開關X003常閉觸點斷開，停止進水；同時X003常開觸點閉合，Y001得電，洗衣機正轉洗滌；Y001常開觸點閉合，定時器T0開始計時，15S后，T0常開觸點閉合，使內部輔助繼電器M0得電，M0自鎖觸點閉合，同時M0常閉觸點斷開，使Y001失電，洗衣機停止正轉洗滌；M0常開觸點閉合，定時器T1開始計時，3S后，T1常開觸點閉合使Y002得電，洗衣機反轉洗滌，Y002自鎖觸點閉合，同時常開觸點閉合，定時器T2開始計時，15S后，T2常開觸點閉合，使內部輔助繼電器M1得電，M1自鎖觸點閉合，同時M1常閉觸點斷開，使Y002失電，洗衣機停止反轉洗滌；M1常開觸點閉合，定時器T3開始計時，3S后，T3常開觸點閉合，計數器C0計數一次，洗衣機正、反轉洗滌一次循環結束，而此時T0、T1、T2、T3全部復位，為下一次循環做準備，就這樣循環3次。

1.4排水、脫水及從進水到脫水3次循環。當計數器C0常開觸點閉合，使Y003得電，洗衣機開始排水。當水位到達低水位時，低水位開關X004常開觸點閉合，使Y004得電，洗衣機開始脫水，同時定時器T4開始計時，10S后，常閉觸點斷開，切斷Y003和Y004，停止排水和脫水。T4常開觸點閉合，復位計數器C0，同時接通計數器C1，計數一次，完成從進水到脫水一次循環。而此時由于Y003、Y004復位使Y000再次得電，又開始進水，就這樣循環3次。

1.5停止報警。從進水到脫水3次循環結束后，C1常開觸點閉合，Y005得電，發出洗衣報警，同時T5開始計時，10S后，T5常開觸點閉合，復位計數器C1，同時T5常閉觸點也切斷了M100，洗衣過程結束。

2．用步進指令實現的控制程序

每一個狀態都有一個控制元件來控制該狀態是否動作，這稱為步進控制。步進指令是在PLC中專門為了實現順序控制而特別安排的指令系統，整個步進指令系統中有“步”“初始步”“轉換條件”“活動步”“與步對應的動作”這樣幾個主要編程時的考慮對象，利用步進指令編程中具有以下特點：①兩個步絕對不能直接相連，必須用一個轉換將它們隔開。②兩個轉換也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開。③初始步一般對應于系統等待起動的初始狀態，一方面因為該步與它的相鄰步相比，從總體上說輸出變量的狀態各不相同；另一方面如果沒有該步，無法表示初始狀態，系統也無法返回停止狀態。④只有當某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步。

五、結束語

本文主要采用以PLC為控制核心，用兩種程序設計方法來實現全自動洗衣機的系統控制要求，具有較強的靈活性，提高了洗衣機運行的可靠性。程序設計方法不是千篇一律的，每個人設計思想不同，則程序設計方法也不同，因此還有很多編寫全自動洗衣機的設計方法，因人而異，因控制要求而異。文中有不足之處，還請老師批評指正。

參考文獻：

[1]鐘福金，吳曉梅.可編程序控制器.南京：東南大學出版社，2003

[2]劉艷梅，陳震，李一波，渠莉娜.三菱PLC基礎與系統設計.北京：機械工業出版社，2009