段振

渤海大學(xué)

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基于PLC工業(yè)洗衣機(jī)的控制

段振

渤海大學(xué)

由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展人們的生活水平得到提升，日常生活中越來越多的應(yīng)用洗衣機(jī)，在人們?nèi)粘Ｉ钪?，到處都可以看到洗衣機(jī)，在自動(dòng)化領(lǐng)域控制的主要有微機(jī)控制，PLC控制以及繼電器控制，早期的繼電器洗衣機(jī)主要是硬件控制的，不利于洗衣機(jī)穩(wěn)定的工作，PLC自動(dòng)洗衣機(jī)有程序控制功能，有利于系統(tǒng)的性能提升，也能夠進(jìn)行系統(tǒng)的維修，本文的實(shí)際結(jié)構(gòu)主要是PLC工業(yè)洗衣機(jī)，我們通過分析PLC洗衣機(jī)的系統(tǒng)原理，結(jié)合PLC的IO分配表以及程序流程圖，最終很好地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制和設(shè)計(jì)。

全自動(dòng)洗衣機(jī) PLC 控制系統(tǒng)

在以單片機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，存在著各種缺點(diǎn)。由于單片機(jī)控制系統(tǒng)存在著比較復(fù)雜的指令，而且在洗滌的時(shí)候有非常復(fù)雜的程序，所以在對(duì)硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候需要通過電路保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)，這樣會(huì)產(chǎn)生硬件的復(fù)雜問題，如果自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)使用的PLC控制方法，那么就能夠更好地克服各種問題，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，世界各國不斷的對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行研發(fā)和操作，在英國推出了一種新型的洗衣機(jī)，通過衣物和洗滌液在桶內(nèi)進(jìn)行不斷的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，可以進(jìn)行更好的洗滌。

1　洗衣機(jī)控制系統(tǒng)概述

科學(xué)技術(shù)迅速的發(fā)展為人們的生活中帶來了一種新產(chǎn)品-洗衣機(jī)，這種洗衣機(jī)是在日常生活中比較常見的產(chǎn)品，通過繼電器可以對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行控制，由于自身的缺陷，不能完成自動(dòng)化的水平，而且沒有跟上時(shí)代發(fā)展的步伐，由于單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，洗衣機(jī)控制主要是通過單片機(jī)進(jìn)行控制的，但是控制的過程中可能會(huì)存在各種問題，不能夠很好的驅(qū)動(dòng)和控制，沒有滿足系統(tǒng)的各種要求，PLC控制的速度比較快，而且可靠性高，信號(hào)的處理時(shí)間也不長，一般性價(jià)比比較高，而且安裝比較簡(jiǎn)單，可以進(jìn)行更加方便的維修，對(duì)洗衣機(jī)的各種需求有著重要的影響意義。

1.1工業(yè)洗衣機(jī)的概述

由于我國工業(yè)化發(fā)展的速度不快，機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的速度也很緩慢，我國在1978年開始生產(chǎn)的洗衣機(jī)產(chǎn)品，第一臺(tái)洗衣機(jī)誕生于西方發(fā)達(dá)國家，誕生的時(shí)間是在18世紀(jì)，根據(jù)機(jī)械控制的工作原理，機(jī)械設(shè)備能夠更好的對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行操作，而且最終可以實(shí)現(xiàn)人手洗衣。1955年日本生產(chǎn)的一種波輪式洗衣機(jī)，對(duì)于行業(yè)的發(fā)展來說具有重要的影響意義，可以增強(qiáng)洗衣機(jī)的研發(fā)能力，而且洗衣機(jī)的產(chǎn)量也在不斷增加，在世界發(fā)展過程中具有重要的意義。

1.2可編程控制器簡(jiǎn)介

1.2.1PLC 的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

可編程控制器具備非常強(qiáng)大的功能，而且具有非常高的可靠性，應(yīng)用范圍更廣，而且有利于更好的使用，在當(dāng)代的自動(dòng)化控制領(lǐng)域中得到了廣泛的推廣，當(dāng)前使用的洗衣機(jī)主要是打開水龍頭放入衣物之后，就能夠進(jìn)行洗滌操作，所以我們認(rèn)為這種自動(dòng)洗衣方式就是通過可編程控制器來控制的，所以，可編程控制器根據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)以及通信技術(shù)的發(fā)展設(shè)計(jì)出的一種新的控制裝置，PLC的基本結(jié)構(gòu)有CPU模塊，IO模塊以及擴(kuò)展單元，外部設(shè)備以及電源。

plc的抗干擾能力很強(qiáng)，而且可以很好地進(jìn)行配套，也能夠進(jìn)行維護(hù)，功耗也不高，plc內(nèi)部會(huì)設(shè)置各種抗干擾裝置，而且不會(huì)因?yàn)樾盘?hào)的影響，從而出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真的各種問題。

1.2.2PLC 在洗衣機(jī)中的應(yīng)用發(fā)展

許多的工業(yè)洗衣機(jī)控制器是通過單片機(jī)以及各種電路結(jié)構(gòu)組成的，是不能進(jìn)行很好的維修的，PLC使用的控制器價(jià)格比較低而且可以進(jìn)行集中檢測(cè)，有利于更好的進(jìn)行功能擴(kuò)展，最終可以提升洗衣機(jī)的使用壽命，對(duì)于自動(dòng)洗衣機(jī)的使用來說有著重要的意義。

2　全自動(dòng)洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作過程

工業(yè)洗衣機(jī)的洗衣筒內(nèi)筒和外筒在同一中心設(shè)置，需要固定各種外桶，這樣才能盛水而且內(nèi)筒可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，最終可以進(jìn)行脫水，在內(nèi)桶的四周會(huì)有許多小孔，對(duì)于內(nèi)外桶的水流有著非常重要的作用，通過進(jìn)水閥和排水閥可以更好的進(jìn)行排水和進(jìn)水，通過電控系統(tǒng)也可以最終打開排水閥，最終可以將水注入到外桶，洗衣機(jī)的洗滌主要是通過撥盤的正反轉(zhuǎn)來進(jìn)行的，這個(gè)時(shí)候不會(huì)啟動(dòng)脫水桶，在脫水的時(shí)候需要閉合離合器，然后電動(dòng)機(jī)會(huì)促使內(nèi)桶不斷進(jìn)行甩干操作，洗衣機(jī)的洗滌主要是通過撥盤的正反轉(zhuǎn)來進(jìn)行的，這個(gè)時(shí)候不會(huì)啟動(dòng)脫水桶，在脫水的時(shí)候需要閉合離合器，然后電動(dòng)機(jī)會(huì)促使內(nèi)桶不斷進(jìn)行甩干操作可以檢測(cè)水龍頭的水位高低，讓洗衣機(jī)可以更好的進(jìn)行操作，如果按鈕停止就會(huì)出現(xiàn)洗衣機(jī)停止進(jìn)水的情況，還是按鈕有利于洗衣機(jī)進(jìn)行手動(dòng)排水。圖 1 為PLC 控制洗衣機(jī)的控制圖：

圖1　PLC 控制洗衣機(jī)的控制圖

3　洗衣機(jī)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)控制要求

工業(yè)洗衣機(jī)操作的過程主要包括進(jìn)水，洗滌以及排水，可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)這6個(gè)步驟，如果結(jié)束了洗衣過程就會(huì)提示過程已經(jīng)完成了，一般有正常運(yùn)行和強(qiáng)制運(yùn)行兩種運(yùn)行方法，正常運(yùn)行的方法如下：?jiǎn)?dòng)按鈕就可以進(jìn)水，如果到達(dá)時(shí)會(huì)信號(hào)就會(huì)停止進(jìn)水，進(jìn)水停止后就可以開始洗衣操作，經(jīng)過這樣持續(xù)下去，襲擊最終會(huì)開始排水，如果排水后就會(huì)出現(xiàn)脫水，沒有進(jìn)學(xué)習(xí)循環(huán)，就會(huì)進(jìn)入到全部的進(jìn)水動(dòng)作，對(duì)于下一次的循環(huán)來說有著重要的意義，在洗衣完成后洗衣機(jī)就會(huì)停止運(yùn)行，一般的運(yùn)行方法如下，停止洗衣機(jī)會(huì)進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，最終進(jìn)水閥門和排水閥門會(huì)閉合，通過手動(dòng)按鈕可以對(duì)排水開關(guān)和脫水開關(guān)進(jìn)行控制，對(duì)于排水和脫水來說有著重要的意義。

3.2控制系統(tǒng)構(gòu)成圖

圖2　PLC 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成圖

PLC控制系統(tǒng)的對(duì)象主要有波輪電動(dòng)機(jī)，可以進(jìn)行接通和斷電，通過plc可以更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的控制和模擬，對(duì)于電器的控制有著重要的意義，通過對(duì)參數(shù)的改變可以對(duì)襲擊的速度進(jìn)行改變，也可以進(jìn)行水位監(jiān)測(cè)設(shè)備的控制。圖2為PLC 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成圖。

4　洗衣機(jī)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1I/O 分配表

在對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行控制的時(shí)候，輸入的接口一般有開關(guān)按鈕以及繼電器，如果可以得到和衣物相同的水位，這種信號(hào)一般是模擬信號(hào)，不能夠更好的進(jìn)行plc處理，必須要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器才能更好的進(jìn)行處理，在換算成數(shù)字量后，可以輸入plc，然后pLc可以很好的控制設(shè)備，控制設(shè)備主要包括接觸器和指示裝置，plc可以做好控水閥以及排水閥的控制，通過隔離轉(zhuǎn)換器可以得到plc的輸入和輸出。

4.2程序流程圖

我們可以根據(jù)不同的控制要求，可以實(shí)現(xiàn)plc的系統(tǒng)控制，如圖3 所示。

圖3　PLC的系統(tǒng)控制流程圖

4.3程序調(diào)試

首先要連接PLC，然后可以打開軟件，獲得比較合適的通信端口，通過遠(yuǎn)程軟件可能會(huì)使PLC停止工作，最后RUN燈會(huì)熄滅，需要寫入PLC程序，然后才能更好的啟動(dòng)軟件，如果PLC的指示燈亮的話，有利于程序更好地運(yùn)行，如果按下了啟動(dòng)按鈕SB2，通過高水位按紐就可以使得指示燈發(fā)亮，這個(gè)時(shí)候的電磁閥門會(huì)打開，如果水位開關(guān)連接通以后，進(jìn)水閥門就會(huì)斷開，電動(dòng)機(jī)會(huì)正轉(zhuǎn)，從而會(huì)接觸KM1，然后定時(shí)器會(huì)開始進(jìn)行定時(shí)操作，30秒后電動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)停轉(zhuǎn)，而且定時(shí)器會(huì)進(jìn)行計(jì)數(shù)，兩秒后電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，然后定時(shí)器就會(huì)計(jì)時(shí)，30秒后電動(dòng)機(jī)就會(huì)停轉(zhuǎn)，然后定時(shí)器就會(huì)計(jì)時(shí)，兩秒后計(jì)數(shù)器就會(huì)判斷是否進(jìn)行了正反洗滌，如果沒有達(dá)到洗滌的次數(shù)就會(huì)繼續(xù)操作，如果達(dá)到了洗滌的次數(shù)，就會(huì)開始排水操作，如果達(dá)到最低水位的時(shí)候開關(guān)會(huì)開始接通，從而開始進(jìn)行脫水和排水，定時(shí)器就會(huì)計(jì)時(shí)，在30秒后計(jì)數(shù)器就會(huì)計(jì)數(shù)，判斷是否經(jīng)過了洗滌，如果沒有洗滌的話就要繼續(xù)進(jìn)行洗滌，如果洗滌超過3次的話，就會(huì)接通報(bào)警器，然后定時(shí)器就會(huì)開始操作，在低水位和中水位的時(shí)候，通過水位開關(guān)就可以進(jìn)行調(diào)試。

5　結(jié)語

全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)比較靈活，而且具備比較可靠的測(cè)試方法，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行來說有著重要的作用，最終會(huì)減少產(chǎn)品的開發(fā)周期，對(duì)于產(chǎn)品的開發(fā)來說是有意義的，有利于效率的提升，最終獲得好的經(jīng)濟(jì)效果，PLC通過重復(fù)使用的方法，可以促使生產(chǎn)成本的降低，也能夠提高測(cè)試的方便性以及操作性，可以隨時(shí)進(jìn)行調(diào)試以及控制。通過和計(jì)算機(jī)的連接，有利于系統(tǒng)更好地維護(hù)。

［1］劉德兵.全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的 PLC 設(shè)計(jì)［D］.電子科技大學(xué)，2011.

［2］李小光，段春霞.基于 PLC 的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.湖北廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2008（1）.

［3］王芹.可編程控制器技術(shù)及應(yīng)用［M］.天津：天津大學(xué)出版社，2008.