1.1全自動洗衣機的基本結構

1.2 全 自動洗衣機的工作原理

1.3全自動洗衣機洗滌衣物的原理

1.4 洗衣機的發展趨勢

2 全自動洗衣機的控制系統設計

3 全自動洗衣機的控制系統設計方案

3.1 PLC的選型

3.2I／O輸入輸出分配

3.3工作流程的狀態轉移圖

3.4系統程序設計

3.4.1進水程序段

3.4.2到達指定水位開始運行、小循環洗衣程序段

3.4.3正轉脫水和大循環程序段

3.4.4洗滌結束報警程序段

4總結

摘要：全自動洗衣機控制系統利用了歐姆龍PLC的特點，對電磁閥、開關等其他一些輸入輸出點進行控制，實現洗衣機洗衣過程的自動化。充分代表現代家電用品的個性，在全自動洗衣機中，洗衣機洗滌，脫水程序是以單片機為中心控制系統工作的。由于其指令系統相對復雜，又有多種電路保護裝置。這樣增加了硬件復雜性，有較高的故障率，增加了維修成本費用。而在工業控制系統中廣泛應用的PLC則克服了單片機的缺點，它是整體模塊集中了驅動電路，檢查和保護電路以及通訊互聯功能。因此用于各種規模的過夜控制場合。

可編程控制器（PLC）是以計算機為核心的通用自動化控制，它的功能性強，可靠性高，編程簡單，使用方便，體積小巧，近年來在工業生產中得到廣泛的應用，被譽為當代工業自動化主要支柱之一。在現代的社會，全自動洗衣機進入各個家庭，本文介紹了PLC應用于全自動洗衣機的控制系統，其可改進現有技術的不足，簡化結構，有利于減低成本和提高可靠性。

關鍵詞：全自動洗衣機；可編程控制器

  洗衣機的應用現在比較普遍。全自動洗衣機的實物示意圖如圖所示。

圖1 全自動洗衣機實物圖

  全自動洗衣機的洗衣桶(外桶)和脫水桶(內桶)是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。內桶可以旋轉，作脫水(甩水)用。內桶的四周有很多小孔，使內外桶的水流相通。該洗衣機的進1.水和排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥來執行。進水時，通過電控系統使進水閥打開，經進水管將水注入到外桶。排水時，通過電控系統使排水閥打開，將水由外桶排出到機外。洗滌正轉、反轉由洗滌電動機驅動波盤正、反轉來實現，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。高、低水位開關分別用來檢測高、低水位。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作。停止按鈕用來實現手動停止進水、排水、脫水及報警。排水按鈕用來實現手動排水。

全自動洗衣機由內桶、外桶、波盤、電機、PLC控制器等組成，由PLC作為核心控制器件，通過采集各種開關(啟動、停止按鈕、水位開關)、傳感器信息，由PLC實現各種判斷、比較、選擇，輸出信號給洗衣機各種執行機構，如進水、排水電磁閥、洗滌電機等，決定洗衣機的工作狀態．即根據衣物布質、布量、洗滌方式等確定各過程的運行時間和轉速，從而確定洗衣機的運轉模式。

洗衣機的洗滌過程主要是在機械產生的排滲、沖刷等機械作用和洗滌劑的潤濕、分散作用下，將污垢拉入水中來實現洗凈的目的。首先充滿于波輪葉片間的洗滌液，在離心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。在波輪中心處，因甩出液體而形成低壓區，又使得洗滌液流回波輪附近。這樣，在波輪附近形成了以波輪軸線為中心的渦流。衣物在渦流的作用下，作螺旋式回轉，吸入中心后又被甩向桶壁，與桶壁發生摩擦。又由于波輪中心是低壓區，衣物易被吸在波輪附近，不斷地與波輪發生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脫離衣物。其次，當衣物被放進洗滌液之后，由于慣性作用運動緩慢，在水流與衣物之間存在著速度差，使得兩者發生相對運動，水流與衣物便發生相對摩擦，這種水流沖刷力同樣有助于污垢離開衣物。再次由于洗衣涌形狀的不規則，當旋轉著的水流碰到桶壁后，其速度和方向都發生了改變，形成湍流。在湍流的作用下，衣物做無規則地運動并翻滾，其纖維不斷被彎曲、絞紐扣拉長，衣物相互相摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高衣物的洗凈的均勻性。

水位開關實際上是一個壓力開關。氣室的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯接。當水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強亦增大，水位開關中的波紋膜片2受壓而脹起，推動頂桿3運動而使觸點4改變，從而實現自動通斷。

衣物的臟污程度是通過水的透明度來判斷的。在洗衣桶的排水口處加一紅外光電傳感器，使紅外光通過水而進入另一側的接收管。若水的透明度低，接收管獲得的光能小，說明衣物較臟。

脫水時采用壓電傳感器。當脫水桶高度旋轉時，從脫水桶噴射出來的水作用于壓電傳感器上，根據這個壓力變化，自動停止脫水運轉。

現在的洗衣機真的是多種多樣，人們使用洗衣機就圖個方便省力，現在的全自動洗衣機就符合人們的要求。那么洗衣機還會有怎樣的進步和發展呢？歸納起來，有如下幾個趨勢。

高度自動化：現在的洗衣機越來越高度自動化，只要衣服放進洗衣機，簡單的按兩個鍵，就會自動注水，一些先進的電腦控制洗衣機，還能自動的感覺衣物的重量，自動的添加合適的水量和洗滌劑，自動的設置洗滌的時間和洗滌的力度，洗滌完以后自動甩干甚至烘干。

健康化：現在人們對健康格外重視，對洗衣機也提出了更高的要求，有的洗衣機廠家采用納米內桶，減少污垢附著，有的洗衣機設置改進漂洗程序，徹底漂凈洗衣物殘留的洗滌劑，防止對人體的侵害。

節能：有些洗衣機具有洗滌劑循環利用系統，可以將在外桶到排水泵之間高濃度的洗滌劑通過循環水流帶回外桶內，循環使用節約20%的洗滌劑。而有的洗衣機采用專利的無孔內桶省水。

總之，隨著科技的日新月異和智能時代的到來，人們對于洗衣機的要求越來越高，洗衣機不僅僅是單純解放人類雙手的家用電器了，未來的洗衣機將會朝著更人性化和智能化的方向發展，洗衣機及家電行業的消費升級將會不斷迭代。

系統開始運行時要確定系統處于初始狀態。如果處于初始狀態 ，系統可以啟動進行工作。在工作時，工作過程如下：

（1）正常運行時，按下啟動按 鈕 ，進水 電磁 閥打開，開始進水，直到洗衣機的水位與設定水位一致后時停止進水并開始正轉洗滌。

（2）洗滌時，正轉15 s后暫停，暫停3 s后開始反轉洗滌。反轉洗滌15s后暫停，暫停3 s后，若正、反洗滌未滿3次，則返回從正轉洗滌開始的動作；若正、反洗滌滿3次時，則開始排水。

（3）排水水位若下降到低位時，開始脫水并繼續排水。脫水10s即完成一次從進水到脫水的工作循環過程。若未完成3次大循環，則返回從進水開始的全部動作，進行下一次大循環；若完成了3次大循環，則進行洗完報警。

（4）報警10s結束全部過程，自動停機。

PLC主要有CPU、存儲器、I／O接口模板三部分。通過對波輪式全自動洗衣機結構的分析．可知全自動洗衣機的YO點不多，選擇三菱系列FX2N．可以完全滿足其要求，根據輸入，輸出口的總點數，考慮留有適當余量．三菱FX2N系列的PLC適用于中小型系統控制，具有運算速度高、編程維修方便等特點。

波輪式全自動洗衣機電氣控制系統包括微處理器、按鍵開關、中間繼電器、水位開關、蜂鳴器及進出水電磁閥等部件組成．通過微處理器，能自動完成進水，洗滌(漂洗)、排水、脫水、報警等全部程序，只需設計軟件就可以來達到預想控制的目的．根據波輪式全自動洗衣機的工作原理及控制要求，確定系統輸入、輸出元件如表1

表1I/O輸入輸出分配

依照全自動洗衣機閉的工作過程．對PLC接口進行分配后再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．其工作流程的狀態轉移圖如圖2．由PLC作為核心控制器的波輪式全自動洗衣機，洗滌容量大、效果好、成本低、效率高、污染小，且其抗干擾能力強，結構緊湊，操作簡便，功能齊全，運行可靠。

圖2全自動洗衣機狀態流程圖

進水程序段，當按下X0表示啟動洗衣機，Y0為進水電磁閥得電，并使其輔助長開觸點閉合實現自保持。

實現正轉15s，且TON即接通延時定時器的官方使用手冊如圖14。其中指令在啟動輸入IN為打開時，開始計時，定時器當前值等于預設時間時，；實現暫停3s，反轉15s，實現反轉暫停3s，為洗滌計數，到達3次時，開始排水；

圖3 程序梯形圖

圖4 程序梯形圖

圖5 程序梯形圖

圖6 程序梯形圖

圖7 程序梯形圖

高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。模擬系統的整個硬件規劃與程序設計，通過調試運行符合模擬洗衣的控制要求，基本達到與實際控制要求一致。本文設計滿足對洗衣機水位和洗滌力度的控制精度，具有一定的實際應用價值。

在設計過程中，我通過參閱plc結構化工程篇，使自己學習了不少關于plc的知識，同時也培養了我獨立學習的能力。

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2018-6-29 15:14 上傳

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