基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计

基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计

摘要：由于时代发展的迅速和人们的日常生活方式的巨大改变，人们开始将生活品质进一步的提高，在平时日常生活里，许多应用电器的智能化自动化也越来越多，大部分产品智能自动化带给人们极大的方便，解放了许多不必要的劳动力，使人们更加享受现在的生活品质，享受产品智能自动化带来的极大乐趣。人工智能也正逐渐步入各行各业，国内的智能自动家居领域迅速崛起。其中，家里必不可少洗衣机也在紧跟着这个智能自动时代的脚步，

在这个智能化自动化时代下的影响，根据PLC的特点和它广泛的实用性就提出了用PLC来控制全自动洗衣机这个过程较为简单的课题。本论文设计采用了西门子公司在许多应用里非常常见的S7-200系列的PLC来作为此设计的控制核心，主要在于它功能非常精简，并且自身的结构也紧凑，而且功能非常强大，使用范围较为广泛。结合ATV312变频器易于安装，结构紧凑的特点以及利用组态软件MCGS监控实现对洗衣机的自动控制。

关键词：PLC；变频器；组态软件

Design of Automatic Washing Machine Control System Based on PLC

Abstract: Because of the rapid development of the times and the tremendous change of people's daily life style, people begin to further improve the quality of life. In daily life, the intelligent automation of many electrical appliances is also increasing. Most products intelligent automation brings great convenience to people, liberates many unnecessary labor force, and makes people enjoy the quality of life more. Enjoy the great pleasure of product intelligent automation. Artificial intelligence is gradually entering all walks of life, and the field of intelligent home automation is rising rapidly in China. Among them, the necessary washing machine at home is also closely following the footsteps of this era of intelligent automation.

In this era of intelligent automation, according to the characteristics of PLC and its wide practicability, this paper puts forward a relatively simple subject of using PLC to control the process of automatic washing machine. In this paper, Siemens S7-200 series PLC, which is very common in many applications, is used as the control core of this design. The main reason is that its function is very simple, and its structure is compact, and its function is very powerful, and its application scope is relatively wide. According to the characteristics of ATV312 converter, which is easy to install and compact in structure, the automatic control of washing machine is realized by using configuration software MCGS.

Key words: PLC. Invert .Configuration softwar

目录

第一章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 洗衣机的发展概况和现状 1

1.3 毕业设计的研究内容及意义 3

第二章 系统总体分析 3

2.1 全自动洗衣机的工作原理 3

2.2 全自动洗衣机的设备控制要求 4

第三章 硬件设计 5

3.1 外部设备选择 5

3.2变频器 6

3.3 可编程控制器 7

3.4 PLC的基本结构 9

3.5 PLC的基本工作原理 10

3.6 PLC的外部接线图 11

第四章 软件设计 13

4.1输入地址分配 13

4.2 输出地址分配 14

4.3 内部元件地址分配 15

4.4 编程软件 15

4.5程序流程图设计 16

4.6系统梯形图 18

第五章 组态软件 20

5.1 组态软件 20

5.2 控制运行过程分析 21

第六章 总结 22

第七章 致谢 22

参考文献 23

附录 24

第一章 绪论

1.1 选题背景

洗衣机是人们各家各户必不可少的家用电器。在一般的工业化生产中也有很多的涉及，本设计论文在于对工业上洗衣机的深层次的探讨，如一般的宾馆、大型的饭店、医疗机构、学校、大型工厂等领域工业洗衣机都能满足其基本要求，老式传统的基于继电器的控制的洗衣机，不能满足当下智能自动化时代人们的需求了。在这个大时代下要想满足人们对于洗衣机的需求，那就要智能化与自动化技术的结合，在这些应用采取了自动化的技术情况下，自动控制装置就是在工作工业方便的环境下而设计出来的。随着PLC技术的快速发展已经得到了很广泛的普及，越来越多的工业装置采用PLC作为控制器，基本很好的满足自动化的要求，最主要它的控制方式很灵活且多样，控制模式也有很多种。但它最主要的还是可以发送面向用户的指令，因此编程对工作人员很方便。自动化技术发展迅速以及技术成熟，又在时代发展的影响下，洗衣机的工作方式也在不断改进，朝着智能自动化洗衣机方向发展。 

1.2 洗衣机的发展概况和现状

古代也好现代也好，不管是国外还是国内，自从衣物的出现，洗衣服都是家家户户，与人们息息相关的一项家务活。在没有洗衣机的时代下，洗衣服就是一个非常疲乏的，无趣的一项家务劳动，在历史中，许多妇人端着盆子，放着衣服去河边洗衣服，全是体力的输出，用手搓，拿脚踩踏 ，甚至直接在石头上鞭打，拿木板敲击，然后在水里冲洗干净。这些简单又重复的洗衣过程是不可避免的体力劳动。使人们感受疲乏辛苦。人们的智慧丰富，头脑发达。在1858年就出现了世界上第一台洗衣机，毕竟是第一台，功能不怎么好而且使用起来就有点费力，并且对衣物的损伤也很大，所以没有成功的应用于社会，但这却为用机器洗衣做了很好的铺垫。在一些搞研究的技术人员的努力下，在第一次工业革命前,聪明的美国人发明出了用手摇动的洗衣机器，紧接第二次工业革命时期，蒸气动力的广泛使用，逐渐代替的人类劳力。也包括洗衣机。直到真正意义上电动洗衣机的出现，成为了人们彻底解放出来的标志。也标志着各类工业机器机械自动化的开始。工业发展快速情况下，美国人通过不断地研究又改变了当时的洗衣机的洗涤结构，毅然决然的把拖动方式的洗衣机改为更为方便的搅拌式洗衣机，很快就确定了今后洗衣机发展方向的基本结构，再后来不甘示弱的日本人通过引进别人的技术并加以改造很快就研制开发出一直流行至今的波轮式洗衣机。直到微电脑控制技术的迅速发展，才确定了新的全自动洗衣机的如何能在市场上扎稳脚步并获得老百姓的支持和有效的购买力。

就对于现全球的市场端面上流通的全自动洗衣机而言，它最大的特点就是能自动工作而且不需要人为工作，就能完成期望的洗涤工作，在洗涤，排水，脱水整个洗衣的转换基本过程中，所能接触到的洗衣机结构类型大多都是套筒式，都离不开电磁阀的控制，在整个过程中，程序控制器开始工作并发出工作前事先设置好的指令，通过数字或模拟的输入和输出，使各器件完成自己的指令工作。控制一个洗衣过程。

全自动洗衣机的种类真的很多，但从最基本的结构上可以区分它们，这样就很简单的分出波轮式、搅拌式、滚筒式三个大类型。就现阶段市场上广泛流通的以及家用的类型大多都是波轮式和滚筒式，在众多的类型里，消费者还是更为青睐波轮式洗衣机。能很彻底的洗干净衣物，对于一般百姓家庭很实用。然而卖的多不一定就完美，对衣服的磨损很大成为它的减分项,很多消费者都忽略了这个缺点。随着人们生活水平提高以及社会发展的迅速，家家户户都想用好的，先进的东西，钱就是拿来花的，也不在乎价钱了，自然而然的人们的生活品质高了对自用的产品要求就高了，越来越多好品质的衣服,毛料加工产品,以及羊毛产品等大量价格高昂的产品逐步走进大众家庭,生产厂商及时发现市场需求，就适时的发展了滚筒式洗衣机,也就逐渐的进入大众家庭，而它最大的优点就是对衣物可以提供最优的保护，缺点也很明显洗净率确实不高。

现阶段不管农村还是城市基本都有的用到全自动型，国家的政策很好，让农村也感受到了自动化技术的好处，也开始享受产品带来的方便。非全自动洗衣过程都都需要人们一个一个过程亲自操作，从而完成洗衣过程。而全自动洗衣机在整个洗衣过程中都不会花费劳动力，机器完成整个过程。

1.3 毕业设计的研究内容及意义

本设计想法是出于对市场上的洗衣机观察。市场上大部分都是由单片机来控制的整个洗衣机，而单片机的应用系统是以单片机为核心，同时配有以输入输出，显示功能，控制等外围的电路和其相应的控制，还有就是驱动软件，它可以完成一种或多种功能的强大系统。虽然它的处理速度快，但是相对PLC而言它适应各种环境的能力较低，编程语言也相对PLC而言较难。为了进一步提高全自动洗衣机的功能以及使用的简便性。于是就想利用PLC来控制全自动洗衣机的想法。 

首先PLC编程的语言让工作人员容易掌握，其排布接线也方便观察，而且在后期的调试安装工作量也少，这些方面都大大提高了PLC控制自动洗衣机的优越性。

第二章 系统总体分析

2.1 全自动洗衣机的工作原理

此次设计的全自动洗衣机的大致工作的原理：首先洗衣机的基本结构为洗衣桶在外套着内部的脱水桶。而内部的脱水桶可以通过旋转达到脱水的目的。而脱水桶的内壁上则有类似蜜蜂窝的窝巢形状的小孔，这些小孔跟窝巢功能不一样，它是能让内桶和外桶的水流相互导通。而此时进水电磁阀就控制洗衣机的初始状态的进水工作，而排水电磁阀工作的方式跟前者还是很像。控制系统当然是有能力去控制这些开关，在洗衣机进水时打开进水阀，由进水管道将水流入到外桶。整个洗涤流程结束后开始下一个排水工作，这时控制系统将排水电磁阀打开，以至于水可以流通，把洗涤前流入外桶的水排到洗衣机外。其次电动机上的驱动拨盘则要实现正反转功能，直到洗涤完成，再开始准备脱水，甩干就是要让内桶在高速旋转下将水分子从衣物上脱离。

此次设计的洗衣机设有三个用来检测高、中、低水位控制的开关。还有常见的启动按钮以及停止按钮，一眼就能看出启动按钮功能单一，就是简单的启动洗衣机，让它开始工作，而停止按钮就不简单，它要完成多个功能，它可以手动停止进水、洗衣、排水、脱水及报警的功能。全自动洗衣机的一般洗衣流程就要通过进水电磁阀和排水电磁阀的相互配合进行控制，从而实现洗衣的自动控制的流程。

温度传感器用来监测洗涤时的水温，洗涤时的温度对水洗衣服有很大的影响。一般洗涤温度都是十度左右的自来水，可如果提高洗涤温度就有许多优点。首先能让洗涤剂从半液体溶解为全液体。，从而得到浓度很高的洗涤剂，浓度的增加就变相的增强去污能力。如果提高洗涤时水的温度，这样可以使脏的污垢和织物毛料同时受到水传递的温度，使它们两者之间快速的分开脱离，水温上升，洗涤剂就能很好的溶解，污垢就更加容易的从织物上脱离。所以提高洗涤温度对衣物的洗涤有很大的帮助。所以我们在此次设计中加入温度传感器及加热棒用来控制水温，让洗衣效果大大的改变。

参考文献

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