基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计本科毕业设计论文 .pdf

基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计

前言

从古到今，洗衣服都是一项难于逃避的家务劳动，在洗衣机出现以

前，这项劳动并不像田园诗描绘的那样充满乐趣、手搓、脚踩、棒击、

冲刷、摔打。这些不断重复的简单的体力劳动，留给人的感受常常是辛

苦劳累。1874年，“手洗时代”受到了前所未有的挑战——美国人比尔·布

莱克斯发明了木制手摇洗衣机。1880年，美国又出现了蒸汽洗衣机，蒸

汽动力开始取代人力。之后，水力洗衣机，内燃机洗衣机也相继出现。

1911年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机，标志着人类家务劳动

自动化的开端。1922年，电动洗衣机迎来一种崭新的洗衣方式——搅拌

式。搅拌式洗衣机由美国玛依塔格公司研制成功。70年代后期，微电脑

控制的全自动洗衣机出现引领新的发展方向，让人耳目一新。90年代，

由于电动机调速技术的提高，洗衣机实现了较宽范围的转速变换与调节，

诞生了许多新水流洗衣机。全自动洗衣机其特点是能自动完成洗涤，漂

洗和脱水的转换，整个过程不需要人工操作。这类洗衣机均采用套筒式

结构，其进水，排水都采用电磁阀，由程序控制器按人们预先设计好的

程序不断发出指令，驱动各执行器件动作，整个洗衣过程自动完成。所

用的程序控制器可分为电动机驱动式和单片机式。

第1章全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定

1.1控制系统的比较

PLC系统的特点：

1）可靠性高，PLC作为一种通用的工业控制器，它必须能够在各种

不同的工作环境中正常工作。对工作的环境要求较低，抗外部干扰能力

强，平均无故障时间长。

2）使用方便灵活，PLC采用了基本单元扩展或者是模块化的结构形

式，因此输入/输出信号的数量，形式，驱动能力等都可以根据实际控制

要求进行选择与确定，而且在需要时可以随时更换，近年来，PLC的特殊

模块增多这些可以满足不同的控制要求，使PLC的使用更加灵活与多变。

3）编程简单，PLC的优越性主要体现在它采用了独特的，多种面向

广大工程设计人员的编程语言，如指令表，梯形图，逻辑功能图，顺序

功能图等，程序简洁，明了适合各类技术人员的传统习惯，即使是没有

计算机知识的人员也很统一掌握，特别是梯形图与逻辑功能图，形象直

观，动态监测效果逼真，且与计算机控制容易。

单片机系统的特点：

1）要求环境，单片机对环境的适应能力较低，可靠性差。

2）编程和PLC相比难以学习，主要是单片机采用汇编语言或者是C

语言，这些高级语言和PLC语言相比，难以学习。

3）功能单一只具有使用中所需要的功能。但是，它结构简单，处理

速度快。

1.2洗衣机的PLC控制系统概述

全自动洗衣机采用PLC控制系统将大大提高工作效率，和适应工作

环境的能力。在全自动洗衣机中，洗衣机洗涤、脱水程序是由单片机为

中心控制系统工作的。首先由于单片机的指令系统相对复杂，编写洗涤、

脱水程序相对复杂；其次，在设计控制系统硬件时．要有多种电路保护

装置，如电流保护、电压保护、过载保护、过热保护及欠压保护等等这

样增加了硬件的复杂性，隐含较高的故障率无形地增加了维修成本费用，

在各种控制系统中广泛运用的PLC能克服单片机的缺点。它是整体模块，

集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。因此在运用

中，硬件也相对简单，提高控制系统的可靠性。另外它的编程语言也相

对简单。

典型的PLC控制系统的硬件组成框图如图1所示：

图1-1PLC控制系统的硬件组成框图

1.3PLC的设计步骤

开发应用PLC的设计任务分为硬件和软件设计两部分。硬件设计主

要包括:

1）确定安排PLC的输入、输出点;

2）设计外围电路,包括主电路;

3）选购PLC并进行现场安装接线等内容；

软件设计,大多数用梯形图和指令程序,主要包括:

1）设计控制流程,根据工艺要求先画出工作循环,如有必要再画详

细的状态流程图;

2）根据工作循环图,画出虚拟的电路图———继电器梯形图;按梯

形图编写指令程序表;

3系统调试：根据设计要求,对程序进行调试和修改,必要时还可对

硬件进行修改,直到满足要求；

在电脑控制的全自动洗衣机中，又存在着两种不同的控制方式，即

程序控