基于PLC的自動洗衣機控制

齊秀雷

摘要：作為工業三大控制支柱之一的PLC，因為具有較為強大的控制能力，控制的方式也較為豐富，因此在很多工業領域，包括工業洗衣機方面都得到了應用，同時也得了較好的進展。

關鍵詞：PLC；自動洗衣機；應用

隨著社會經濟的迅猛發展，人們的生活水平越來越高，對于洗衣機的需求也是越來越急迫。洗衣機不僅進到了萬戶千家，同樣也在賓館、飯店，以及醫院、學校、工廠等地方被廣泛應用，進而滿足了可以一次大量洗衣服的需求。然而以往的將繼電器作為控制器的洗衣機已經很難實現人們對洗衣機自動化程度的更高要求，同時也在人性化和節能方面比較欠缺，例如要根據不同種類的衣服，如棉、絲綢、毛等等進行區分對待。作為工業三大控制支柱之一的PLC，因為具有較為強大的控制能力，控制的方式也較為豐富，因此在很多工業領域，包括工業洗衣機方面都得到了應用，同時也得了較好的進展。

1.自動洗衣機的結構及控制要求

自動洗衣機的外桶與內桶是同心安裝的，內桶能夠進行旋轉，以保證可以脫水。同時，在內桶表面有很多小孔，這樣可以確保內外桶可以互通水流。進水由進水電磁閥控制，將其打開通過水管則使水留到外桶；而排水則由排水電磁閥控制，將其打開則使水從水管流出。通過洗滌電動機的驅動波盤來確保洗滌的正反轉，而脫水桶不動；洗滌完畢進行脫水時，離合器被控制系統合上，電動機就會帶動內桶進行正轉甩干衣物。

2.基于PLC控制的自動洗衣機的要求

當系統處在初始狀態時，洗衣機處于準備啟動狀態。當對水位進行選擇時，將啟動按鈕按下，這時進水閥開啟，自來水則通過水管流進外筒。當水位達到預定的要求時，進水停止，洗滌正轉開始。當正轉洗滌到了30s，電動機就會暫停；2s之后進行反轉洗滌；反轉洗滌30 s ，電動機再次暫停2 s，這時一個洗滌小循環結束。假如正、反轉洗滌小循環沒有達到5次，就會回到正轉洗滌而進行下一個小循環；如果正、反轉洗滌小循環達到了5次，小循環結束，這時進行排水。如果水位低于低水位，洗衣機則進行脫水同時排水30 s，這時一個大循環完成。如果完成3次大循環，就會洗滌中止并報警，5 s后整個洗滌過程結束。

3.基于PLC控制的自動洗衣機系統硬件電路設計

基于PLC控制的自動洗衣機系統硬件設計的總體要求就是利用PLC輸出的數字信號對繼電器組進行控制，進而實現對電路進行控制的目的。三個繼電器組的線圈分別PLC的輸出端進行連接，由PLC的輸出信號進行控制，再分別對電機的正、反轉，以及脫水進行控制。在這個過程中，變頻器分別對正轉組與反轉組進行限制，之后再接到電動機上，所以，對變頻器的參數進行改變就能夠對洗滌與漂洗時的速度進行改變。而脫水繼電器組則直接連接在電源與電動機上，這樣如果洗衣機處在脫水狀態時，電動機就能夠依照額定的轉速運行。因此，在洗衣機運行時轉速就與洗滌和漂洗時有所不同了。本文以工業洗衣機為例，其PLC控制系統電路圖如圖1。

電動機、電磁閥以及繼電器等都是PLC控制系統的控制對象。其中，關于電動機是正轉還是反轉，以及工作的時間都是結合需求的不同來進行不同的程序設定；水位傳感器對進水閥和排水閥進行控制；洗滌以及脫水的速度用LED燈進行顯示；運行和工作的時間則由數碼管來顯示；按鍵則是依據洗滌以及脫水的速度，和時間來進行選擇和設置；蜂鳴器則是在洗衣機出現故障或者進行程序運行時進行提示。

4.I/O 端口設置

在自動洗衣機的控制系統中，PLC的輸出與輸入端都是在進行隔離和轉換處理后的開關信號。輸入端的接口設備由開關、按鈕以及繼電器觸點與傳感器等構成，而輸出端的信號控制設備則由接觸器、電磁閥以及指示裝置等構成。因為PLC的輸入輸出接口很多，因此在控制功能上比較強大，但是要依照洗衣機的實際需求來進行適合的I/O 端口選擇并對其進行設置，以達到對自動洗衣機控制的要求。

5.基于PLC控制的自動洗衣機電源電路設計

因為PLC的工作電壓是24V（D.C.），而電網則是220V（I.C.），因此，如果想把交流 220V轉變成直流24V就要用到變壓器。依據自動洗衣機的設計需求，此變壓器是有一個線圈抽頭和兩個副線圈組成的。輸出電壓是24V，之后由整流器進行整流。同時在本設計中應用的是全波整流。

6.基于PLC自動洗衣機控制程序設計

依照洗衣機的硬件電路要求，要對PLC接口進行分配后在依照系統控制的需求，把全自動洗衣機的整個過程劃分為進水、正轉洗滌、暫停；反轉洗滌、暫停、排水；脫水；報警幾個部分。首先，如果PLC進入到自動程序，要先進行初始化處理，對計數器、寄存器、繼電器觸點狀態進行初始化處理。其次，如果啟動開關被按下后，開觸點不斷打開、閉合，使電路接通，開始更加漫長的洗衣工作。再次，在洗衣機開始正式的運行過程中，會使用到一個定時器與兩個輔助繼電器。如果電源按鈕被按下，這時候定時器開始計時，到5minnute，如果沒有將啟動或者暫停按鈕按下，就會自行將電源斷開，如果在5m鐘里再次按下啟動按鈕，暫停按鈕就開始運行下面的程序。由于自動洗衣機在水位的選擇，洗滌以及浸泡的時間設定上所需的標準很對，因此在進行軟件設計時應利用十個專門控制水位的繼電器開關。預定的時間完成后，開始進入到漂洗：注水——電機轉動——排水——脫水。