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基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计
1绪论
1.1课题的研究背景
洗衣机制造企业为了更好地扩大市场份额，必需不断推出满足消费者更多需求的新款洗衣机。消费者购买洗衣机时考虑的首要因素是其使用性能，企业必须从操作简单、抗菌杀菌、洗涤方式多样化、节约水电等方面不断创新。
设计开发选用PLC控制系统缩短了产品研制所用时间，减少了研制所需费用，并为将来实现工业现场控制，接入城市物联网提供了可能。PLC控制系统拥有响应外部状况变化速度快、检测反馈及时、控制信号处理时间短、极大地满足各工业制造领域的控制要求。高性能价格比，高可靠性。丰富的I/O（输入/输出）卡件和扩展部件，价廉质优，简便安装，容易维修。在高粉尘和高噪声控制环境、干扰强的电磁辐射环境和温差极大的恶劣天气环境下正常工作。其整体结构式的电子电路，将驱动输出执行电路、检测输入参量电路、硬件上必要的保护电路和网络环境下的相互通讯功能集成在一起，所以使电气工程师的硬件设计大为简化。形象化的编程语言梯形图使电气工程师更容易接受，自带的各种故障显示功能使控制系统出现的故障容易查找，模块化的结构方便了系统的安装与维修，内部软件逻辑代替外部硬接线逻辑提高了控制系统设计的灵活性，软触点代替机械触点提高了控制系统的稳定可靠性。
PLC的各种优点与全自动洗衣机的开发目标相一致， 因此PLC控制正好满足了全自动洗衣机控制的要求。
1.2 洗衣机发展历史和目前状况
洗衣机发展的历史印证了人类挑战自然、解放自我的曲折努力，表1-1中列出了洗衣机发展的编年史：
表1-1 洗衣机发展简史

年份	事件	诞生地	特点
1858	首台洗衣机	美国	使用时并未省多少人力，并且损坏衣物。
1874	首台木制手摇洗衣机	美国	“手洗时代”受到挑战。
1880	首台蒸气洗衣机	美国	人类开始借助自身以外的力量洗衣，实现了人类从繁重洗衣劳动中解放出来。
1910	首台电动洗衣机	美国	为智能自动洗衣准备了条件。
1922	首台搅拌式洗衣机	美国	拖动式变为搅拌式是洗衣机的洗涤结构的改革。
1932	首台前装式滚筒洗衣机	美国
1955	首台波轮式洗衣机	日本	别具一格、现在仍流行。
70后	微型计算机控制技术应用于全自动洗衣机		引领了全自动洗衣机智能控制的发展方向
90后	电动机调速技术在全自动洗衣机得以应用		控制电机速度，可以根据需要控制洗衣机的水流量

 
欲实现洗衣机工作全自动，必须实现洗衣机控制器能在无人状态下，整个洗衣过程各种动作之间的自主切换。这类洗衣机都采用套筒式结构，使用电磁阀控制其用水的进出，由程序控制部件按程序员预先编好的指令连续发出命令，驱动各控制执行装置动作，整个洗衣过程一气呵成。
回顾控制方式的发展历史，程序控制方式有电动机驱动式和计算机驱动式：
第一种：电动机驱动式洗衣机，应用电动元件构成程序控制器。
第二种：计算机驱动式洗衣机，应用微型电脑构成程序控制器。
电动机驱动式洗衣机出现较早，其产品实际上算是传统的机械产品，不属于现代自动控制。随着大规模集成电路技术和新的电脑应用技术的快速发展，现代电控智能化全自动洗衣机是发展的必然趋势。老旧的电动控制洗衣机必被淘汰。
波轮式、搅拌式、滚筒式全自动洗衣机有结构上区别。目前, 波轮式和滚筒式在国内市场上流行，最多采用的是波轮式洗衣机。洗净率高是波轮式洗衣机的优点，但是对衣服有磨损,随着国内居民生活质量要求逐步地提高，普通家庭开始消费各种高档衣料, 滚筒式洗衣机根据市场需求应运而生，其克服了对衣物磨损的缺点,但洗净率低,价格较高，这是其尚存在的缺点。
目前国内市场上，三类洗衣机产品并存。普通型和半自动型洗衣机，需要人工干预，才能完成洗衣全过程，价格较低，满足普通家庭的需要；而全自动洗衣机在整个洗涤中，无需人工干预，满足高生活标准家庭的需要。

1.3  本课题研究的方向和方法
这篇论文研制的全自动洗衣机控制，最终控制器能实现所有洗衣操作、故障报警全自动。其控制方式人性化，简化了人的操作干预，运行时各项性能稳定可靠，如果出现故障方便维修。运用该控制方法，研制和调试时间极大缩短，降低了研制所需费用。
继电器控制方式是较早时期洗衣机内部采用的控制方式，虽然其控制装置结构比较简单、价格也不贵。但是，继电器控制方式采用的机械接触方式，存在着长期机械磨损和机械疲劳损伤，因此继电器控制方式的使用寿命短。继电器的机械接触式触点通断时产生电弧不可避免，严重时可能将触点烧焊在一起而引起错误的操作逻辑，导致意想不到的故障。在满负荷工作时，继电器发热严重，既浪费电能又加速器件老化。继电器发出的机械接触噪声破坏居住环境的安宁。继电器控制系统制造时的安装接线和以后可能的改动都不方便，如果需要改变控制功能，需要重新设计、安装和调试，浪费大量时间及人力物力。因此，继电器控制方式只适用于小型简单控制。
用PLC控制控制取代继电器控制有很多优点：
1）可靠性高，极强的抵抗干扰的能力。控制系统可靠与否是设计电气控制系统的首要需要考虑的问题，PLC电路设计采用了先进的微电子电力技术，生产制造工艺高标准严要求，内部电路设计充分考虑各种可能的干扰，并采取可靠措施以应对，由此极大地提高了PLC的可靠性。
2）各种功能配套产品门类齐全，技术性能指标不断优化，环境适用性极大增强。现代的PLC已经形成了满足各种需要、各种规模的系列产品。
3）入门门槛低，容易掌握，不需要懂得高深的计算机知识，所以深受各专业工程师喜欢，已经成为工业领域的通用控制设备。
4）用很小的工作量就可完成控制系统设计和建造，安装维护极其方便。PLC用内部软“触点”逻辑代替外部硬接线机械触点逻辑，外部接线减少，简化了硬件设计和安装。如需改变控制功能，一般只需修改软件，无需改动硬件电路，使得控制系统的灵活性和适应性增强。
5）体积小，重量轻，能耗低。由于采用软件逻辑代替了实物的电气部件，控制器体积必然极大缩小，得以装入机械设备内部，实现了机与电的完美结合，因此是机电一体化设备的理想首选控制方式。

参考文献
[01] 魏志精.可编程控制器应用基础【M】．电子工业出版社,2003
[02] 周恩涛.可编程控制器原理及其在液压系统中的应用【M】．机械工业出版社．
[03] 潘月琴.全自动洗衣机的维修【M】．北京科学技术出版社,2004
[04] 廖常初.PLC基础及应用．北京：机械工业出版社,2003
[05] 李国厚.PLC原理及应用设计.化学工业出版社,2005
[06] 潘海燕.波轮式全自动洗衣机的单片控制[J].电子世界，2003（3）
[07] 吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用[J].设计与开发,1999
[08] 王玉梅.全自动洗衣机的模糊控制系统[J].潍坊学院学报,2000
[09] 余剑生.模糊控制的智能洗衣机的程序控制系统[J].广东技术师范学院学报,2005
[10] 周德林.电脑的程序控制系统.家用电器,2005
[11] 荣俊昌.全自动洗衣机原理与维修.高等教育出版社,1998
[12] 钱如竹.快修家用洗衣机.北京 ：人民邮电出版社,2003
[13] 邱士安.机电一体化技术.西安电子科技大学出版社,1997
[14] 赵雅君．家用电器中的自动控制系统[M]．北京：中国轻工业出版社，1996
[15] 倪远平．模糊控制器的硬件电路实现[J]．电工技术,1998
[16] 王俊普．模糊集和及其应用[M]．上海：上海科学技术出版社,1983
[17] 倪远平．21世纪的核心技术——模糊逻辑控制技术[J]．电工技术，1998(4)
[18] 董儒胥.电工电子实训[M].北京:高等教育出版社,2002.
[19] 窦振中．PIC系列单片机应用设计与实例．北京：北京航空航天大学出版社,1997
[20] 张凤珊.电气控制及可编程序控制器.中国轻工业出版社,1998

目    录

摘要----------------------------------------------------------Ⅰ

ABSTRACT-----------------------------------------------------------------------Ⅱ

1 绪论---------------------------------------------------------1

1.1课题的研究背景-----------------------------------------------------1

  1.2 课题的研究历史和目前状况-------------------------------------------1

  1.3 本课题研究的方向和方法---------------------------------------------2

2 总体控制方案确定---------------------------------------------4

2.1 选择PLC作为控制器------------------------------------------------4

  2.2课题的一般工作原理分析---------------------------------------------5

  2.3 控制系统总框图----------------------------------------------------6

2.4 实现控制所需设备及其用途------------------------------------------7

3 系统硬件设计-------------------------------------------------8

  3.1选择PLC的型号--------------------------------------------------8

3.1.1 I/O(输入/输出)点数统计------------------------------------8

3.1.2 I/O储存器容量的估算--------------------------------------8

3.1.3 选择具体的PLC模块----------------------------------------9

 3.2 I/O（输入/输出）分配表----------------------------------------10

  3.2.1 输入地址分配表-------------------------------------------10

3.2.2 输出地址分配表-------------------------------------------10

3.3 PLC外部电路接线图---------------------------------------------11

3.4原器件选择-----------------------------------------------------11

4 系统软件设计------------------------------------------------12

  4.1 内部元件地址分配表---------------------------------------------12

4.2 系统流程图-----------------------------------------------------12

4.2.1 XXXX1流程图-------------------------------------------12

4.2.2 XXXX2流程图-------------------------------------------13

  4.3 程序设计-------------------------------------------------------15

    4.3.1 PLC控制顺序功能图----------------------------------------15

    4.3.2 本控制系统梯形图（Ladder Diagram）-----------------------16

4.4控制系统软件模拟仿真-------------------------------------------21

5 课题的总结展望----------------------------------------------23

5.1市场调查------------------------------------------------------23

  5.1.1功能是消费者选购洗衣机时的首要因素----------------------23

 5.1.2消费者关注洗衣机的基本功能------------------------------23

  5.1.3消费者企待更新功能的洗衣机------------------------------23

  5.2洗衣机控制技术发展方向浅谈------------------------------------24

5.3 PLC技术在物联网洗衣机上应用----------------------------------24

致谢----------------------------------------------------------25

参考文献------------------------------------------------------26

外文翻译------------------------------------------------------27