觸摸屏與PLC在全自動洗衣機一體示教機中的應用

王璐

摘 要：傳統繼電器控制的全自動洗衣機一體示教機存在獨立的元器件多、線路復雜、容易出故障、檢修維修難度大等不足。通過對控制系統的設計改造升級后，再與傳統繼電器控制相比較，利用可編程控制器PLC和觸摸屏實現控制，不僅便于講解PLC和觸摸屏的控制原理方法和特點，突出了洗衣機控制的特色，而且還大大削減了實訓成本，具有穩定性高、系統操作方便靈活、維修簡單的特征，教學效果與學習效率大大提高。

關鍵詞：PLC與觸摸屏控制 全自動洗衣機 一體示教機

隨著國內用工企業對技術工人綜合素質的要求逐步提高，結合筆者學校的實際情況，我們對全自動一體示教洗衣機進行了系統升級改造。改造后的控制系統主要采用了PLC和觸摸屏控制技術，具備穩定安全系數高、精準度高等優勢，極大地降低了控制開關的正常損耗、人為操作失誤等造成的各類故障，減少了學生實訓所需要的材料，最終優化了教學效果、增強了學生實踐動手鍛煉的能力，同時也培養了學生獨立分析問題的能力和解決問題的能力。

一、全自動洗衣機的系統結構和基本工作原理

1.系統結構和基本工作原理

全自動洗衣機的進、排水分別由進、排水電磁閥來控制。洗衣機進水時，通過電控系統把進水閥打開，經進水管道將水注入外桶；排水時，通過電控系統使排水閥打開，將水從外桶排到機外。洗衣機正、反轉由洗滌電動機驅動波輪正反來實現，此時脫水桶并不旋轉。脫水時，通過電控系統將離合器合上，由洗滌電動機帶動內桶正轉進行甩干。水位開關用來測水位，啟動按鈕用來啟動洗衣機工作，停止按鈕用來實現緊急狀況下手動停止進水、排水、脫水及報警，排水按鈕用來實現手動排水。

2.全自動一體示教洗衣機系統硬件分析

全自動一體示教洗衣機的過程包括啟動、進水、洗滌、排水和脫水等功能。在實現控制過程中，各種采樣信息都是通過控制中心進行各種判斷、比較和選擇，再經信息線路反饋給洗衣機各控制執行機構，決定洗衣機的工作狀態。PLC在系統中是處于中心位置，水位開關是PLC的輸入信號控制開關，進水閥、排水閥和電動機是洗衣機各種動作的執行機構。其中進水閥和排水閥由PLC給定信號來決定其工作狀態，電動機的工作狀態也由控制中心（即PLC）給定信號來決定，而電動機的正反轉狀態直接決定了洗衣機的洗滌狀態和脫水狀態。另外由于洗衣機工作過程是順序過程，所以利用可編程序控制器作為控制系統是可行的。

二、PLC機型選擇、系統工作原理及控制要求

學校示教自動洗衣機使用的PLC選用三菱公司 FX2N-48MR可編程控制器。該PLC環境適應范圍廣，抗干擾能力強，編程方便，易于使用，壽命長，同時其擴展功能也相當強。其自身具有開關量輸入、輸出各24路，具備基本指令處理時間短的特點，無故障時間可達30萬小時，能滿足系統控制需求。根據工藝流程，PLC的輸入、輸出控制線路中電磁閥線圈、交流接觸器、報警器均為220V電壓。

為了充分發揮PLC的強大功能，滿足控制要求，同時保證系統長期穩定可靠運行，學校教師對示教機控制系統進行了程序設計。工作原理為：開機按下時間、水位按鈕，進行選擇，程序自動計算電動機運行時間。按下啟動按鈕開始進水，當水位到達設定水位后，洗衣機開始洗衣服。洗衣機正轉15秒停3秒、反轉15秒停3秒，一直運行到系統計算出的時間為止。洗衣機進入排水輸出，排水達到排空水位后，進行脫水輸出。在運行完成后再進行循環，計數器C進行計數。當循環到第三次后，系統轉入到報警系統輸出，洗衣機洗衣結束。在運行中按停止按鈕時，進水、排水、脫水及報警可以立即停止并進行數據歸零；按排水按鈕時，進行手動排水。

三、觸摸屏系統

觸摸屏作為控制系統操作和顯示終端的應用十分普遍。我們可根據系統控制需要，通過計算機利用軟件進行畫面的優化以及功能的增減，達到控制要求。依據校內全自動洗衣機PLC一體示教機的原理和控制應用，啟動GT Designer3軟件，按所有控制項目要求設定，進入畫面清單窗口設計，最后完成所有全自動洗衣機控制畫面的觸摸屏設計和PLC控制系統的狀態顯示。

四、結語

我們通過全自動洗衣機一體示教機的試驗教學，使學生綜合運用觸摸屏和PLC控制技術的能力得到進一步提高，激發培養了學生的學習興趣，提高了綜合應用電工新技術的能力，并降低了學校實訓的投入成本。這一系統改進措施得到了校內師生的一致好評，在教學實訓設備建設中具有推廣價值。

參考文獻：

[1]肖明耀.可編程控制技術[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2004.

（作者單位：廣東省核工業華南高級技工學校）