全自动洗衣机的PLC控制电路设计
始进水，水满（即水位到达高低）时停止进水。2秒后开始洗涤，洗涤时，正转20秒后暂停，暂停2秒后开始反转洗涤，反转洗涤20秒后暂停，暂停2秒。如此循环3次，总共180秒后开始排水，排空后（水位下降到低位）开始脱水并继续排水。脱水10秒即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。若未完成3次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了3次大循环，则进行洗完报警。报警10秒结束全部过程，自动停机。此外按排水按钮可实现手动排水；按停止按扭可停止进水、排水、脱水及报警。全自动洗衣机的PLC系统结构图如图3-2所示。
单循环工作流程示意图如图3-3所示。
图3-2 全自动洗衣机的PLC系统控制图
开始 进水 洗涤 结束 脱水 排水
图3-3全自动洗衣机的单循环工作流程示意图
3.3 设计思路及原理
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3.3.1 设计思路
按下电源开关，开始进水洗涤衣服。要使用PLC来实现洗衣机的全自动，它的输入设备主要有电源按钮，启动按钮，水位选择按钮（高、中、低），排水和脱水按钮等。输出设备主要有电源指示灯，水位选择按钮信号灯（高、中、低），进水、排水指示灯，洗涤电动机由控制要求，首先打开电源，用户根据衣服的多少和大小进行水位的选择，并有指示灯提示；按下启动按正、反转指示灯和报警蜂鸣器等。 3.3.2 设计原则
PLC控制系统是为工艺流程服务的，所以它首先要能很好的实现工艺提出的控制要求。PLC控制系统的设计应遵循以下原则：
1.根据工艺的流程进行设计，它的要求是让设计出来的控制系统能最大限度的满足控制要求。
2.并在满足控制要求的这一前题下，我们必须尽量减少PLC系统硬件费用，节省设计的成本
3.要考虑以后控制要求的变化，控制系统设计时应考虑到PLC的可扩展性。这是很重要的
4.控制系统使用方便安全可靠。 3.3.3 设计步骤
PLC控制系统的设计步骤具体操作如下： （1）控制要求分析
在设计PLC控制电路系统之前，必须对课题进行简要的分析，了解控制对象和控制要求，这样才能真正明白自己要完成的任务，有了任务才能相处方法，进而设计出符合要求的控制系统。
（2）I/O设备选择
根据控制要求选择合理的输入设备和输出设备。当选好输入/输出设备时，再根据其类型和数量，从而确定PLC的I/O点数。
（3）选择PLC
要选择好什么类型的PLC，先确定PLC的点数，I/O点数，在对控制要求等进行分析，从而选择合适的PLC。包括选择机型、存储器的容量、智能模块、输入/输出模块和电源模块等。
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（4）PLC程序设计编程
本阶段就是根据控制对象和控制要求对PLC进行编程。首先把课题设计分为若干阶段，确定每一阶段的输入信号和输出信号要控制的设备，不同阶段之间有什么样的关系，然后画出程序流程图，最后进行程序编程。
（5）I/O分配
I/O分配就是PLC的I/O端子和输入/输出设备之间的对应关系，并画出I/O接线原理图或接线表。
（6）模拟调试
I/O接线图画好，程序编制好后，用按钮和开关模拟数字量，电流源和电压源代替模拟量，进行模拟调试，对程序能否达到要求进行验证，最后使其达到控制要求。
3.4 PLC及I/O的选择
3.4.1 控制功能 1. PLC主机
本次设计采用的PLC是PLC中最先进的FX2N系列，FX2N系列PLC是日本三菱公司近年推出的小型高性能整体式PLC。FX2N系列是FX家族中最先进的系列，它最大范围的包容了标准特点、执行速度更快、通讯功能更齐全，具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。
组成：由基本单元、扩展单元、扩展模块、特殊模块及特殊功能单元构成。通过扩展单元、扩展模块与基本单元的连接，能任意选用16~256个输入输出点。 2. 启动按钮
启动按钮用来控制全自动洗衣机进行工作与否，用户在洗衣机内放入衣服，准备好开始洗衣服时，按启动按钮，全自动洗衣机就开始洗衣。 3. 停止按钮
停止按钮用来停止运行中的全自动洗衣机工作。在洗衣服的过程中，洗衣完毕或需要停止洗衣。就可以直接按下停止按钮，洗衣机立即会停止工作。 4. 高水位
高水位是指洗衣机在洗衣过程中，洗衣机筒内保持的水位高低，一旦选择了高水位，则在洗衣过程中的水位将保持系统设定下的两个水位中的相对高一点的水位。这里，在
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操作面板上，用一个按钮来设置高水位，按下按钮表示选择高水位。 5. 低水位
低水位是指洗衣机在洗衣过程中，洗衣机筒内保持的水位的高低，是相对于高水位来说的，在洗衣机系统的初始设计中，设计了两种水位，这个是相对比较低的一个水位，但是同样可以完成洗衣过程。在操作面板上，用一个按钮来设置低水位，按下按钮表示选择低水位。
需要注意的是，用户在使用中，只能选择一种水位——高水位或者低水位，但是，但是在实际生活中，很有可能用户不小心同时按下了高水位按钮和低水位按钮，因此，在设计中必须要考虑到水位的互锁。当然也可以将高水位与低水位选择设计成一个按钮，按下去的时候为高水位，不按则是低水位。
需要说明的是，高水位的选择必须在用户开始一次洗衣之前完成。 6. 标准按钮
标准按钮用来设置洗衣机洗衣服的模式，当按下标准按钮时，选择了标准模式，洗衣机自动按照标准模式洗衣服。 7. 柔和按钮
柔和按钮用来设置洗衣机洗衣服的模式，当按下柔和按钮时，选择了柔和模式，洗衣机自动按照柔和模式洗衣服。
在洗洗衣机衣服的模式中，标准和柔和是两种相对的概念，标准比柔和的洗衣要剧烈一些。同样地，与高、低水位的选择一样，用户只能同时选择一种模式，因此，也需要在设计中考虑到标准与柔和模式的互锁。也可以将标准与柔和按钮设计成一个按钮，按下去时为柔和模式，不按下去则为标准模式。
需要说明的是，标准模式与柔和模式的 选择必须在用户一开始洗衣之前完成。 8. 高水位探测器
高水位探测器用来检测洗衣机水位是否已经达到了高水位。采用数字量输出式水位探测器这样就可以直接将高水位探测器的输出直接送到PLC主机的数字量输入端口上。 9. 低水位探测器
低水位探测器用来检测洗衣机水位是否已经达到了低水位。采用数字量输出式水位探测器这样就可以直接将低水位探测器的输出直接送到PLC主机的数字量输入端口上。 10．进水电磁阀
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进水电磁阀用来控制洗衣机的进水。当然洗衣机需要外界进水时，PLC主机发出控制信号，进水电磁阀会打开，水自动从外界送入洗衣机筒内，当水已经达到了设定的水位时，PLC主机发出信号自动关闭进水电池阀，同时控制洗衣机进入下一个洗衣步骤。 11. 电机正转接触器
电机正转接触器用于PLC主机控制洗衣机电机的正转。可以直接用PLC主机的数字量输出端口来连接电机正转接触器，在洗衣机洗衣服的过程中，电机会正转与反转同时轮流进行。 12. 电机反转接触器
电机反转接触器用于PLC主机控制洗衣机电机的反转。可以直接用PLC主机的数字量输出端口来连接电机反转接触器，在洗衣机洗衣服的过程中，电机会正转与反转同时轮流进行。 13. 排水离合器
排水离合器用于PLC主机控制洗衣机机筒内的排放。选用数字式离合器，可以直接用PLC主机的数字量输出端口来连接到排水离合器，当洗衣机在完成洗衣或者漂洗后，需要将机筒内的脏水排出机筒，此时，PLC主机发出控制命令打开排水离合器，进行排水。 14. 脱水离合器
洗衣机洗衣服的最后一道工序就是对衣服进行脱水，脱水电磁离合器正是用于PLC主机控制洗衣机进行脱水，脱水需要电机带动机筒旋转，有了电磁离合器后，就可以直接使用PLC主机的数字量输出端口来控制电磁离合器，最终达到控制脱水执行电机的目的。在脱水过程不涉及电机的调速问题，因此，用PLC主机加电磁离合器这样一种比较觉得简单的方式就可以完成控制任务。 15. 蜂鸣器
蜂鸣器用来指示洗衣机洗衣过程中的一些声音提示。采用工业用直流供电的蜂鸣器，这样就可以直接用PLC主机的数字量输出端口来控制蜂鸣器。 3.4.2 I/O模块选择
一般I／O模块的价格占PLC价格的一半以上。PLC的I／O模块有开关量I／O模块、模拟量I／O模块及各种特殊功能模块等。不同的I／O模块，其电路及功能也不同，直接影响PLC的应用范围和价格，应当根据实际需要加以选择。
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