【文章內(nèi)容簡介】 波輪式全自動洗衣機的進排水系統(tǒng)都采用了電磁閥控制。為了對桶內(nèi)的水位進行檢測和控制，洗衣機上都安裝有水位控制器（水位開關）。波輪式全自動套桶洗衣機使用最多的水位開關是空氣壓力式開關，主要有氣壓傳感器裝置，控制裝置及電觸點開關3部分組成，用來監(jiān)視水位的高低。此外電磁閥分進水和排水電磁閥，進水電磁閥是洗衣機上的自動進水開關，它受水位開關動斷觸點的控制。而排水電磁閥是全自動洗衣機上的自動排水裝置，同時喝死起改變離合器工作狀態(tài)。進水、排水電磁閥是采用電流流過線圈形成磁場的原理，洗衣機電池閥在進、排水時使用，220V交流電壓和電磁閥線圈接通，形成磁場，電磁線圈吸合。自動打開橡膠閥門，洗衣機里的水就順著管道流出去了。斷電后，電磁閥線圈失去電流，磁場消失，電磁鐵松開，橡膠閥門自動關閉，洗衣機里的水就流不出去了。 第三章 可編程序控制技術 PLC的定義及特點 PLC 的定義 由于PLC不斷發(fā)展，因此對它進行確切的定義比較困難。國際電工委員會（International Electrical Committee ,IEC）在1987年的第3版中對PLC作了如下的定義： PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的進行數(shù)字運算操作的電子裝置，它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬是的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關的外圍設備都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體和易于擴展其功能的原則而設計。 PLC的特點 PLC的迅速發(fā)展，除了工業(yè)自動化的客觀需要外，還因其有許多獨特的優(yōu)點： （1） 可靠性高，PLC作為一種通用的工業(yè)控制器，它必須能夠在各種不同的工作環(huán)境中正常工作。對工作的環(huán)境要求較低，抗外部干擾能力強，平均無辜時間長。（2） 使用方便靈活，PLC采用了基本單元擴展或者是模塊化的結(jié)構(gòu)形式，因此，輸入/輸出信號的數(shù)量，形式，驅(qū)動能力等都可以根據(jù)實際控制要求進行選擇與確定，而且在需要時可以隨時更換，近年來，PLC的特殊模塊增多這些可以滿足不同的控制要求，是PLC的使用更加靈活與多變。 （3） 編程簡單，PLC的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在它采用了獨特的，多種面向廣大工程設計人員的編程語言，如指令表，梯形圖，邏輯功能圖，順序功能圖等，程序簡潔，明了適合各類技術人員的傳統(tǒng)習慣，即使是沒有計算機知識的人員也很統(tǒng)一張掌握，特別是梯形圖與邏輯功能圖，形象直觀，動態(tài)監(jiān)測效果逼真，且與計算機控制容易。單片機系統(tǒng)特點：1） 要求環(huán)境，單片機對環(huán)境的適應能力較低，可靠性差。2） 編程和PLC相比難以學習，主要是單片機采用匯編語言或是C語言，這些高級語言和PLC語言相比，難以學習。3） 功能單一只具有使用中所需要的功能。但是，結(jié)構(gòu)簡單，處理速度快。典型的PLC控制系統(tǒng)的硬件組成如圖1所示： 控制系統(tǒng)框圖 此次設計根據(jù)全自動洗衣機的工作原理，洗衣機的工作流程由進水，洗衣，排水，和脫水四個過程組成。在班自動洗衣機中，這四個過程分別用相應的按鈕開關來控制。利用可編程控制器PLC實現(xiàn)控制，用于說明PLC控制的原理方法，特電機工作特色。此次全自動洗衣機控制系統(tǒng)設計利用了西門子S7200系列PLC的特點，對按鈕，電池閥，開關等其他一些輸入/輸出點進行控制，實現(xiàn)了洗衣機洗衣過程的自動化。根據(jù)以上要求PLC的控制系統(tǒng)框圖如下圖2： 控制系統(tǒng)對應設備及功能 根據(jù)控制過程的進水、洗滌、脫水、報警等控制要求，對控制所需的外部設備初步設計如表31 表33 對應功能設備及功能表對應的外部設備對應的輸出設備啟動按鈕停止按鈕水位選擇開關（高水位）水位選擇開關（中水位）水位選擇開關（低水位）手動排水開關手動脫水開關高水位傳感器中水位傳感器低水位傳感器水排空傳感器進水電磁閥排水電磁閥洗滌電動機正轉(zhuǎn)繼電器洗滌電動機反轉(zhuǎn)繼電器脫水桶報警器 控制系統(tǒng)原理 自動洗衣機的進水，洗衣，排水，脫水是通過水位開關，電磁進水閥和電磁排水閥配合進行控制，從而實現(xiàn)自動控制的，水位開關用來控制進水到洗衣機內(nèi)高中低水位，電磁進水閥起著通斷水源的作用。進水時，電磁進水閥打開，將水注入，排水時，電磁排水閥打開，降水排出，洗衣時，洗滌電動機啟動，脫水時，脫水桶啟動。 第四章 硬件電路的設計 PLC的選擇 I/O點數(shù)統(tǒng)計I/O點數(shù)是PLC的一項重要指標。合理選擇I/O點數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求，又可使系統(tǒng)總投資最低，PLC的輸入輸出總點數(shù)和種類應根據(jù)被控制對象所需控制的模擬量，開關量，輸入輸出設備情況確定，一般一個輸入輸出原件要占用一個輸入輸出點?？紤]到今后的調(diào)整和擴充，一般在估計的總點數(shù)上再加上20%—30%的備用量。該系統(tǒng)有11個數(shù)字輸入點6個數(shù)字輸出點，具體的輸入輸出如下所示：輸入點輸出點啟動按鈕停止按鈕水位選擇開關（高水位）水位選擇開關（中水位）水位選擇開關（低水位）手動排水開關手動脫水開關高水位傳感器中水位傳感器低水位傳感器水排空傳感器進水電磁閥排水電磁閥洗滌電動機正轉(zhuǎn)繼電器洗滌電動機反轉(zhuǎn)繼電器脫水桶報警器 I/O儲存器容量的估算 PLC常用的內(nèi)存有EPROM、EEPROM、和帶鋰電池供電的RAM。一般微型和小型PLC的存儲容量是固定的，介于1—2KB之間。用戶應用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關，如I/O點數(shù)、控制要求、運算處理器、程序結(jié)構(gòu)等。因此在程序設計之前只能略粗地估算。根據(jù)經(jīng)驗，每個I/O點及有關功能原件占用的內(nèi)存量大致如下： 開關量輸入原件：10—20B/點 開關量輸出原件：5—10B/點 定時器/計數(shù)器：2B/個 模擬量：1000—150B/個 通信接口：一個接口一般需要300B以上 根據(jù)上面算出的總字節(jié)數(shù)再考慮增加25%左右的備用量，就可估算出用戶程序所需的內(nèi)存容量，從而選擇合適的PLC內(nèi)存。該系統(tǒng)有11個數(shù)字輸入點6個數(shù)字輸出點，需內(nèi)存280B，有定時器6個，計時器2個，需內(nèi)存16B，考慮余量后需要內(nèi)存370B. CPU功能與結(jié)構(gòu)的選擇 PLC的功能日益強大，一般PLC都具有開關邏輯運算、定時、計數(shù)、數(shù)據(jù)處理等基本功能，有些PLC還可擴展各種特殊功能模塊，如通信模塊、位置控制模塊等，選型時可考慮以下幾點：功能與任務相適應，PLC的處理速度應滿足實時控制的要求、PLC結(jié)構(gòu)合理、機型同一、在線編程和離線編程的選擇。全自動洗衣機控制所要求的控制功能簡單，小型PLC就能滿足要求了。該控制系統(tǒng)PCU模塊可采用CPU224模塊，它可控制整個系統(tǒng)按照要求有條不紊地進行。同時由于該模塊采用交流22V供電，并且自帶10個數(shù)字量輸入點和14個數(shù)字量輸出點，完全能滿足全自動洗衣機控制系統(tǒng)的要求，所以不再需要另外的電源模塊、數(shù)字量輸入和輸出模塊。 綜上所述此次設計選用西門子S7200型PLC。 PLC外部接線圖 根據(jù)全自動洗衣機的控制要求，對系統(tǒng)控制的I/O點數(shù)進行了統(tǒng)計和PLC型號進行了選則。 洗衣機示意圖如圖34所示為洗衣機示意圖，在途中ST4為高水位傳感器，ST5為中水位傳感器，ST6為低水位傳感器，ST7為水排盡傳感器，當選擇好水位后，YV1打開開始進水，當水位達到相應水位時，相應的傳感器送出ON信號否則為OFF，只有當水位上升到與選擇水位箱開關一致時，YV1關閉停止進水，開始洗衣。圖：34洗衣機示意圖: 第五章 軟件的設計 I/O分配表 輸入地址分配表 列出全自動洗衣機的輸入分配表，如下所 表5—1輸入地址分配表 輸入地址對應的外部設備啟動按鈕停止按鈕水位選擇開關（高水位）水位選擇開關（中水位）水位選擇開關（低水位）手動排水開關手動脫水開關高水位傳感器中水位傳感器低水位傳感器水排空傳感器 輸出地址分配表 列出全自動洗衣機的輸出分配表，如圖所示： 表5—2 輸出地址分配表：輸出地址對用的輸出設備進水電磁閥排水電磁閥洗滌電動機正轉(zhuǎn)繼電器洗滌電動機反轉(zhuǎn)繼電器脫水報警器 內(nèi)部元件分配表全自動洗衣機控制時，需用到PLC內(nèi)部計時器和計數(shù)器對其進行過程控制，現(xiàn)對控制中要用到的內(nèi)部位元件地址分配表歸納如下：表5—3 內(nèi)部地址分配表定時器/計時器對應的作用T37T38T39T40T41T42T43C50C51進水暫停計時正洗計時正洗暫停計時反轉(zhuǎn)計時反轉(zhuǎn)暫停計時