基于PLC的全自动洗衣机控制系统+控制程序

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摘 要

为了提高洗衣机的工作效率和质量，本文设计了一种基于PLC系统的全自动洗衣机来替代传统继电器控制系统的洗衣机。采用三菱FX3系列PLC作为控制器，控制洗衣机实现洗衣过程的自动化，水位有高、低水位两种档位，洗衣模式有柔和、标准两种模式，在洗衣过程中如果有衣服要加入可以使用暂停键暂停洗衣机把需要加入的衣服加进去。同时，加入了手动程序，可以单独进行脱水操作，在所有工作完成之后洗衣机会用蜂鸣器提醒用户收衣服。本设计使用PLC控制系统替换了传统的继电器控制系统，实现了全自动洗衣机在硬件方面的提升，丰富了全自动洗衣机在软件方面的功能，提高了全自动洗衣机的洗衣效率，基本可以满足用户的洗衣需求。

关键词：PLC；全自动化；洗衣机

Abstract

In order to improve the working efficiency and quality of the washing machine, this paper designs a fully automatic washing machine based on the PLC system to replace the traditional relay control system.Mitsubishi FX3 series PLC is used as the controller to control the washing machine to automate the washing process. The water level is high and low, and the laundry mode is soft and standard. If there are clothes in the laundry process, you can use the pause button to pause the washing machine to add the clothes to be added.At the same time, a manual program is added, and the washing machine will use a buzzer to remind the clothes after all the work is done.This design uses PLC control system to replace the traditional relay control system, realizes the hardware improvement of automatic washing machine, enriches the function of automatic washing machine in software, improves the laundry efficiency of automatic washing machine, and can basically meet the laundry needs of users.

Keywords: PLC; fully automated; washing machine

目  录

1  绪论

1.1 选题背景

1.2 全自动洗衣机发展概况

1.3 研究内容

1.4 本文研究方法和技术路线

1.4.1 研究方法

1.4.2 技术路线

1.5 预期研究目标

2 控制系统功能分析和设计

2.1 功能概述

2.2 控制系统特点

2.3 控制方案

3  硬件设计

3.1 洗衣机主体硬件

3.2 PLC选型

3.3 主电路和PLC接线图

4  软件设计

4.1 I/O信号分配

4.2程序逻辑图

4.3梯形图

4.3.1启动程序

4.3.2进水程序

4.3.3正转程序

4.3.4反转程序

4.3.5循环程序

4.3.6手动程序

5  MCGS组态设计

5.1  组态设计

5.1.1 建立实时数据库

5.1.2 用户窗口设计

5.1.3 组态设备连接

结束语

参考文献

致谢

1  绪论 

1.1 选题背景

在当今社会洗衣机已经成为人们生活中必不可少的家用电器，但是传统的继电器控制系统无法满足如今日新月异的社会需求，例如抗扰动性，传统继电器控制系统中使用了大量的中间继电器，时间继电器，由于洗衣机在工作过程会出现不可避免地剧烈晃动，因此很容易造成触点接触不良从而导致故障的出现，使用一种长期稳定的控制器来替代传统控制系统变得非常迫切。而在众多工业控制器之中PLC的稳定性最为突出。除此之外它还具有实时性、信号处理时间短、速度快、能满足各个领域大、中、小型工业控制项目。同时可靠性高，丰富的I/O卡件，质优价廉，性价比高，安装简单，维修方便这些优点使得PLC控制器能在高粉尘、高噪声、强电磁干扰和温度变化剧烈的环境下正常工作。由于PLC是一种集成的模块，其中主要的电路包括了驱动电路，检测电路以及保护电路，另外还配备有为通讯互联而专门设计的模块，因此想要使用PLC去实现工业控制，硬件和编程语言方面都相对简单。在后期的测试以及投产之后的维修当中，操作人员能更容易完成任务，更可以进一步提升控制系统的灵活性与控制系统的可靠性。使用PLC的控制系统来替代传统继电器的控制系统成为了不可逆转的趋势，同时也符合当今时代的发展需求，具有一定的价值。

1.2 全自动洗衣机发展概况

在洗衣机还没有被发明之前，人们的衣服都是通过手洗的，然而洗衣服这件事本身非常耗费体力同时没有任何技术含量，所以许多人会选择付钱让别人洗。但这种方式依然没有实现洗衣效率的增加，只是一种单一的交换罢了。之后人们开始思考如何实现效率的提高，于是到了1874年，使用人力以外的其他力量来完成洗衣服，或者辅助洗衣服减轻人的劳动的想法被逐步实现，因为人们发明了木制手摇洗衣机。木制手摇洗衣机这一发明成为了点燃全自动洗衣机发展的星星之火。紧接着在第一次工业革命之后，人们认识到了蒸汽机对生产力的提升，从而结合原本的手摇洗衣机发明了蒸汽洗衣机。不过蒸汽洗衣机只是另一个开端而不是全自动洗衣机发展的终点，后面出现的水力洗衣机和内燃机洗衣机更是将洗衣机推向了在自动化领域的新高潮。大约三十年之后第一台以电能驱动的洗衣机在美国出现了，但当时的生产力还无法将这种电动洗衣机推广到普通人家当中。到了上世纪六七十年代的时候情况有所改善，适合家用的洗衣机开始在某些发达国家投入使用，从此家用率开始逐步上升。洗衣机的自动化的突破点出现在日本，由日本专家所发明的半自动化洗衣机给全自动洗衣机的发展道路指明了方向，不过当时发明的洗衣机还无法离开人的帮助，同时是双筒结构，需要将洗衣服和脱水这两个步骤分开，也就是说在每一个洗涤环节结束之后都需要人为的将衣服放到脱水筒里面进行脱水。虽然和现在的洗衣机相比很麻烦，但对当时来说已经是一个巨大的飞跃。上世纪七十年代以后波轮式套筒全自动洗衣机出现了，这种洗衣机将洗涤和脱水的环节整合到一起，主要靠的是对电机的更加精准的控制使得电机可以既适应洗涤时的高扭矩和脱水时的高转速。之后运用微机控制的全自动洗衣机如春笋般涌出[1-4]。

全自动洗衣机的主要构造有三种模式，其中包括波轮式，搅拌式，滚筒式。就现在国内整体的市场状况来说，波轮式和滚筒式占据了国内市场的大部分份额。这种状况的主要原因可以归结为以下几点原因，第一波轮式洗衣机洗净率高，造价便宜，多数家庭能够负担的起这个费用，同时波轮式洗衣机的使用寿命也非常的长，不容易出现问题，不过它也有一些缺点，其中包括对衣服的磨损率非常的高，随着人们生活水平不断地提高，丝绸，毛料，羊毛等大量走进普通家庭，波轮洗衣机的弊端逐渐凸显出来。不过对品质上有更高要求的也可以选择使用滚筒洗衣机。滚筒洗衣机的优点非常明显，相比于波轮式洗衣机，它对衣服的磨损小很多，功能往往要比传统的波轮洗衣机要多出许多，但是不足之处就是价格昂贵，同时寿命普遍没有传统波轮式洗衣机长，总结来说就是性价比不是特别高。

在如今的社会当中洗衣机的自动化不断地提高。洗衣服只需要将衣服放入洗衣机然后依据自己需求按下按钮就行。许多洗衣机还有重量检测开关，当筒内的重量超过电机的承受能力时会自动停止加水，确保洗衣机正常运行工作。有的更加先进的控制系统还能根据筒内溶液的纯净度来判断洗衣服是否洗干净了，如果没有洗干净还能增加洗涤时间和力度。在洗衣过程中用户可以完全不用管洗衣服的事，把自己的注意放在其他事情上面，甚至有的洗衣机还具有烘干功能，洗完之后直接第二天拿出来穿。总之，随着时代变化以及技术的升级，洗衣的自动化被一次又一次的提升。

随着现在人们生活质量的提高，人们对健康方面的要求也越来越高，因此对洗衣机的要求不仅仅只是去渍，更需要的是杀菌，减少如大肠杆菌，黄金葡萄球菌等，去除病菌一方面依赖洗衣液的杀菌功能，另一方面可以通过洗衣机的加热来辅助。同时洗衣液本身对皮肤有刺激作用，有些皮肤敏感的人需要衣服上不残留洗衣液，加强洗衣机的漂净功能对此有很重要的意义。

从洗涤形式上分波轮式、滚简式洗衣机，从洗涤容量上自2公斤到7公斤有很多等级，高中低档洗衣机在功能上，还有很多不同，品种多样化的洗衣机满足了不同偏好的消费者的需求[5-11]。

1.3 研究内容

本设计的主要内容是全自动洗衣机的控制系统设计，主要包括以下几点：

（1）查找与全自动洗衣机相关的书籍和资料，调查全自动洗衣机的需求和需要攻克的问题，研究解决现代洗衣机稳定性的方法。

（2）细致分析全自动洗衣机需要实现的控制功能，设计出符合实际的具体控制系统方案。

（3）选择合适的PLC型号，并且对I/O口进行分配，设计并绘制电路图。

（4）在分析完功能之后进行控制程序的编写和调试

1.4 本文研究方法和技术路线

1.4.1 研究方法

首先查找相关文献资料，在中国知网，学校图书馆搜寻有关期刊和书籍，回顾之前PLC课程上的资料。然后对当前全自动洗衣机行业的发展以及用户对洗衣机的需求进行深度分析，熟悉满足现代社会需求的洗衣机是什么样的有什么功能未来需要有哪些改进。

1.4.2 技术路线

本设计主要采用的技术路线：

1. 洗衣机的工作原理和功能分析调研；
2. 确定本设计的洗衣机硬件计数方案；
3. 依照需求设计出符合要求的程序；
4. 利用三菱GX Works2编程软件进行模拟调试至成功运行。

1.5 预期研究目标

本设计的预期研究目标如下：

使用三菱的编程软件GX Works2完成程序的编写。

完成设计要求的基本功能即高效的洗完衣服。

在要求的基础上有所创新，加入手动脱水环节，让用户可以自主选择，增加系统灵活性。

2 控制系统功能分析和设计 

2.1 功能概述

本文所设计的全自动洗衣机可以实现对洗衣过程的全自动化，用户可以有高水位和低水位两种档位选择，衣物较少的可以选择低水位，其他情况可以选择高水位，这样可以避免水的浪费同时满足用户需求，另外还有柔和、标准两种模式，如丝绸、棉质类的衣服可以选用柔和模式，对衣服的损伤更少，其次，在洗衣过程中如果有衣服要加入可以使用暂停键暂停洗衣机然后把需要加入的衣服加进去，以上便是该设计的基本功能，它能满足用户的基本洗衣需求。另外在基本的要求之上还加入了手动程序，如果不需要洗衣服想直接脱水的可以在按下开始键之后点击手动排水和手动脱水，在所有工作完成之后洗衣机会用蜂鸣器提醒用户来收衣服。

2.2 控制系统特点

从本质上来说，PLC其实就是一套单片机(单片机的范围很广)系统。但是PLC也有自己的特点，PLC广泛使用梯形图代替计算机语言，对于编程有一定的优势。梯形图可以被理解成一种编程语言，和汇编等编程语言一样，只是使用的范围和途径有所不同罢了。通常PLC的处理器会将输入的梯形图转化为汇编语言，之后再由汇编语音转化为它可以理解的底层代码。PLC的底层运行是使用的机器代码，梯形图只是让用户的接触更加简单。不过控制系统的开发并不只局限于PLC的梯形图，如果有条件也可以使用单片机进行系统的开发，不过这种方法的难度会大大提高，开发周期一般要比PLC的开发周期要长很多，对应的时间成本也会高很多。即使在电脑上进行模拟能行得通，这也并不代表在实际的工控环境下具有可行性。对于一些大型系统，需要做实验，印刷电路板需要相当大的成本[12-14]。与其他的工业控制器相比PLC各方面水平更加均衡，它的抗干扰性更强，可靠性更强，即使是在电磁干扰强的工业生产环境下依然可以稳定的完成工作，编程非常简单，入门门槛很低，上手速度快，在实际操作中并不会像单片机那样需要大量的逻辑语句，并且简单的操作并不影响它丰富的功能，为满足各式各样的需求，它配备了专门的I/O拓展板，通讯板等，这对本就稳定可靠的PLC而言就是如虎添翼。由于PLC具有结构紧凑，大小有大中小三种类型可供选择，稳定结实，在各种环境下也能良好运行，价格适中等优点，在自动化生产中十分的受青睐[15]。

2.3 控制方案

全自动洗衣机的结构大多都是分为外筒和内筒。外筒固定不动，它起到的作用是装水。里面的内筒可以旋转，起到了洗涤和脱水的作用。内筒的外壁具有很多的小孔，当内筒旋转起来时，离心力会把内筒里面的东西向外甩，内筒里面 的水带着衣服上的污渍从小孔流出而衣服这留在内筒，这样就能达到去渍的效果。洗衣机需要进水时PLC会控制进水电磁阀，打开进水电磁阀让水流进筒内，当水量到达了预定水位时，进水电磁阀会被关上。洗衣机需要排水时PLC控制排水电磁阀打开，当水位低于水排空检测开关时关断。洗衣机的电机正转和反转是依靠三相电路的切换实现的，将电机的三根线按照相位依次向前或向后调一相切换就能使电机进行反转。脱水是通过洗衣机的正转接触器让洗衣机正转来达到脱水的效果。高低水位选择开关是用户可以自行选择的开关，高低水位监测开关是监测水位是否到位的开关，启动和停止开关是用来启动和停止洗衣机的工作。柔和洗衣模式对衣物的损伤要小于标准洗衣模式[16-17]。

整体来说，该PLC全自动洗衣机的工作分为洗衣和脱水两大环节，在用户设定好预期水位和洗衣模式后洗衣机才正式开始洗衣服。洗衣机运行的主要环节包含以下五项：

（1）进水环节：在此环节打开进水电磁阀，然后让水从水管进入洗衣机内筒，当水量到达预设水位时断开进水电磁阀然后进入下一个环节。

（2）洗衣环节：当水位到达预设水位时电动机开始转动，转动分为正转和反转，不同的洗衣模式转动的时间是不同的，另外转动分为四个周期，当四个周期结束后进入到下一个环节。

（3）脱水环节：该环节会打开排水电磁阀，将洗衣机筒内的水沿排水管排出，当洗衣机内部水位降至水排空检测开关以下时，打开正转电磁阀进行脱水。

（4）大循环：洗衣环节和脱水环节共同组成一个大循环，这个流程需经历四个大循环然后结束，结束之后打开蜂鸣器提醒用户，一段时间后蜂鸣器自动关闭。

（5）手动环节：用户可通过手动环节开关根据需求进行脱水，如果不需要洗衣服可在按下启动开关之后直接按下手动排水和手动脱水开关，系统会直接进入脱水环节。

工作时具体工序如下：

（1）启动时开始进水。

（2）选择洗涤模式和高低水位。

（3）当水位到达预定水位时停止进水。

（4）正转20s后暂停。

（5）暂停2s后开始洗涤反转。

（6）反转20s后暂停。

（7）如此重复5次或者10次时则开始排水。

（8）当水位下降到低水位时开始脱水并继续排水。

（9）脱水60s即完成一次从进水到排水的大循环过程。

（10）若完成3次大循环，洗完报警5s后自动停机。

（11）可以按“停止”“手动排水”“手动脱水”按钮实现手动停止进水、排水、脱水及报警。

3  硬件设计 

硬件部分主要有两个部分，第一个部分是洗衣机主体硬件，第二个部分是PLC硬件，是控制系统的核心，下面是对本次设计中所选用的硬件的详细介绍。

3.1 洗衣机主体硬件

全自动洗衣机的主体部分由内筒，外筒，波轮以及电机组成。内筒也称为脱水筒或者离心筒，它的主要功能是用来盛放衣物，在洗涤或漂洗时配合波轮完成洗涤或漂洗功能，在脱水时便成为离心式的脱水筒。外筒又称为盛水筒，主要用来盛放洗涤液。盛水筒固定在钢制底板上，通过4根吊杆悬挂在洗衣机箱体上。波轮是全自动洗衣机中对衣物产生机械作用的主要部件，在洗衣服的时候波轮旋转带动水和衣服进行旋转。电机则是带动波轮旋转的动力元件。另外在洗衣机上还有许多电磁阀以及传感器。进水、排水电磁阀是采用电流流过线圈形成磁场的原理，洗衣机电磁阀在进，排水时使用，220V交流电压与电磁阀线圈接通，形成磁场，电磁线圈吸合。水位传感器则是根据与洗衣机内侧相连的水压气管里的空气压力大小来判断水位高低。以下是对本设计中所使用的硬件的具体描述：

（1）洗衣机波轮底盘采用XQB65-Q6121型号，直径35cm。如图3.1所示。

                           

                             图3.1洗衣机底盘

（2）电机采用的是XQB65-Q680U型号，50Hz/220V，1.4A。离合器采用的是XQB65-Q670U型号。如图3.2所示。

                   

                          图3.2电机（左）离合器（右）

（3）水位传感器采用PSR-35C如图3.3所示。

                         

                             图3.3水位传感器

（4）进排水电磁阀均采用FCD270A型号，AC220V，50Hz。如图3.4所示。

                        

                              图3.4进排水电磁阀

3.2  PLC选型

本次设计选用的是三菱的可编程控制器。它所采用的储存器是可以编制程序的，能够让逻辑运算，顺序运算，定时，计数，算术运算等操作命令在它内部执行，它控制各种类型的机械运动都是通过数字式以及模拟式输入和输出进行的。为了能够在实际应用的时候可以和工业控制系统保持高匹配度，PLC和它相关的外围设备都会按照有利于与工控控制系统形成整体以及有利于拓展的方向设计。近年来，PLC的特殊功能模块也在不断地被丰富，越来越多的模块被设计出来，经过设计人员的组合拼凑出了多种多样的功能，进而满足了不同的控制要求使得PLC的使用更加灵活，应用场所更加多元编程简单，入门门槛低，上手快，这些PLC的优势主要是因为它所采用的独特的，面向广大工程设计人员的编程语言---梯形图。通过梯形图以一种类似于电路图的方式将程序逻辑简洁明了的表达出来，让任何一个有电路分析基础的从业人员能够轻松上手。另外在写程序的过程中经常会运用逻辑功能图来辅助梳理程序的层次，使得PLC编程形象直观，对于每一个环节都能做到动态监控，方便工作人员进行模拟，要比计算机操作容易许多。

本设计选用FX3系列FX3U-32MT PLC，FX3系列PLC采用整体式结构，提供多种不同I/O点数的基本单元，拓展单元，拓展模块，功能拓展板和特殊适配器供用户使用FX3系列PLC有很好的拓展性，独具双总线拓展方式，对于较低版本的模块兼容性也不错，可以连接FX2N系列的I/O拓展模块和特殊功能模块，与过去的版本相比FX3系列在储存和软元件数量上有很大提升，同时也有很多指令加入进来[18-20]。

3.3 主电路和PLC接线图

本次主电路设计主要是通过PLC控制电机的正反转同时让洗衣机按照程序执行任务。其中Q仅作为分断电源用，电动机的启停依靠接触器KM1和KM2控制，其中KM1负责正转启停，当需要反转时关闭KM1打开KM2就能实现正反转的切换，为防止KM1和KM2同时闭合因此在后面的正转程序和反转程序中加入了互锁。为了防止在工作过程发生短路导致电路短路，并且损坏电动机和其他元件，在主线上安装了断路器QF，当电路出现短路故障时可以断开电源避免损伤。另外一般在使用的时候用户是不会待在洗衣机旁边的，因此加入热继电器KR实现电动机的过载保护。熔断器FU1，FU2分别对主电路和控制器进行短路保护。蜂鸣器HA对用户进行提醒。主电路如下图3.5所示。

按钮与PLC接口的连接按照实际程序中软元件标注的一一联系起来就行了。PLC接线图如下图3.6所示。

                           图3.5主电路图

图3.6 PLC接线图

4  软件设计 

本次设计的程序都是通过GX Works2完成的。首先进行的是地址分配，将各个输入输出端子与对应的地址编号联系起来，其次是通过程序逻辑图将整个控制程序的层次理清楚，最后运用梯形图来编程。

4.1 I/O信号分配

I/O信号分配表包括数字量输入部分，数字量输出部分以及定时器和计数器。将每一个输入设备模块对应一个PLC输入点，每一个输出设备模块对应一个PLC输出点，简单来说就是将软硬件连接起来。输入主要包括启动停止，水位选择和水位检测，洗衣模式选择以及手动选项。输出主要包括电机正反转，进出水以及蜂鸣器。定时器主要包括不同模式下的正反转计时，脱水计时，正反转暂停计时以及蜂鸣器计时。计数器主要包括不同模式下的小循环，大循环。

1.数字量输入部分

系统的输入量如下表4.1所示。

名称	电路器件	地址编号	说明
输入信号
启动开关	SB1	M0300	启动洗衣机
停止开关	SB2	M0310	停止洗衣机
高水位选择开关	SB3	M0311	选择高水位
低水位选择开关	SB4	M0312	选择低水位
高水位检测开关	SQ1	X5	检测高水位
低水位检测开关	SQ2	X6	检测低水位
水排空检测开关	SQ3	X7	检测水排空
手动排水按钮	SB5	M0313	手动排空水
手动脱水按钮	SB6	M0314	手动脱水
标准选择按钮	SB7	M0315	选择标准模式
柔和选择按钮	SB8	M0316	选择柔和模式

表4.1输入信号分配表

2.数字量输出部分

系统的输出量如下表4.2所示。

输出信号
进水电磁阀	YV1	Y1	控制进水
排水电磁阀	YV2	Y2	控制出水
正转接触器	KM1	Y3	控制电机正转
反转接触器	KM2	Y4	控制电机反转
蜂鸣器	HA3	Y5	提醒用户

表4.2输出信号分配表

3.定时器和计数器

控制系统所需的定时器和计数器如下表4.3所示。

计数器与定时器
标准正转洗涤计时	T0	20S
柔和正转洗涤计时	T1	10S
标准反转洗涤计时	T2	20S
柔和反转洗涤计时	T3	10S
脱水计时	T4	60S
蜂鸣器	T5	5S
正暂停计时	T6	2S
反暂停计时	T7	2S
标准小循环计时	C0	4次
柔和小循环计时	C1	7次
大循环计时	C2	4次

表4.3定时器和计数器分配表

4.2程序逻辑图

图4.1描述的是全自动洗衣机程序的基本逻辑，洗衣机有高水位和低水位两种档位，以及标准和柔和两种模式。当用户按下启动钮之后，需要根据自己衣服的量来选择要加入的水的量。完成第一个选择之后，用户需要根据自己所洗衣物的类别来选择按照哪种模式来洗。只有当两个选择都确定之后并且水位到了预定值洗衣机才会开始洗衣服。洗衣服的过程分为小循环以及大循环，每个小循环包括洗衣机正转，正转暂停，洗衣机反转，反转暂停这四个步骤，洗涤子过程流程图如图4.2所示。每一个大循环又包括四个小循环以及一次脱水，总共进行四次大循环。当大循环结束会响蜂鸣器来提醒用户收衣服。另外手动脱水包括于脱水环节，只需按下手动排水和脱水按钮即可脱水。

图4.1程序逻辑图               图4.2洗涤子过程流程图

4.3梯形图

梯形图主要包括了启动程序，进水程序，正转程序，反转程序，循环程序，手动程序。整个程序按照由上至下由左至右的方式依次进行串行扫描处理。

4.3.1启动程序

用户点击启动按键，启动钮M0311闭合一瞬间，启动辅助继电器M0得电同时自锁。选择洗衣模式后，模式辅助继电器M3/M4得电。选择洗衣水位后，水位选择辅助继电器M5/M6得电。程序如下图4.3所示。

图4.3启动程序梯形图

4.3.2进水程序

当启动辅助继电器M0和水位选择辅助继电器M5/M6闭合后，进水电磁阀Y001得电开始进水并且自锁。在水位到达预设水位检测开关之前进水电磁阀一直得电，进水不会停止。程序如下图4.4所示。

图4.4进水程序梯形图

4.3.3正转程序

当水位到达预定水位后，水位检测辅助继电器M1/M2闭合，水位辅助继电器M5/M6断开，进水电磁阀Y001失电停止进水，正转接触器Y003得电开始正转并且自锁。正转继电器得电后正转定时器（T0/T1）得电，开始计时并且自锁。正转定时器到时间后对应的常开开关闭合正转暂停定时器T6得电，正转停止并且开始计时。程序如下图4.5所示。

图4.5正转程序梯形图

4.3.4反转程序

当正转暂停定时器到时间后对应的常开开关闭合后，反转接触器得电开始反转，同时正转定时器和正转暂停定时器失电复位。反转接触器得电后反转定时器（T2/T3）得电，开始计时并且自锁。反转定时器到时间后对应的常开开关闭合反转暂停定时器T8得电，反转停止并且开始计时。程序如下图4.6所示。

图4.6反转程序梯形图

4.3.5循环程序

当反转暂停定时器到时间后进过一个上升沿给后面的小循环计数器一个信号。在累计次数没有到达4/7次以前系统调回到程序开头循环扫描进行，由于水位不变故一直扫描到正转程序继续运行。直到小循环计数器累计计数到4/7次后状态继电器S0得电，对应的常开开关闭合后，排水电磁阀Y002得电，开始排水并且自锁。S0对应常开开关闭合后正转接触器Y003得电开始脱水。之后脱水定时器T4得电开始计时。当脱水定时器T4到时间后复位小循环计数器和状态继电器S0同时通过一个上升沿给后面的大循环计数器C3一个信号。在累计次数没有到达4次以前系统同样循环扫描进行调回到正转程序。进行4/7次小循环以及脱水之后状态继电器S1和蜂鸣器Y005得电。状态继电器S1得电对应常闭开关断开。蜂鸣器Y005对应常开开光闭合后蜂鸣定时器T5得电，计时结束后复位大循环计数器C3。程序如下图4.7所示。

图4.7循环程序梯形图

4.3.6手动程序

如图4.7所示，本程序脱水环节加入了手动控制的环节，用户可以根据需求在洗衣服的过程中按下停止钮来暂停程序。另外在脱水环节用户也可以按下手动排水和手动脱水来进行脱水。手动程序的加入大大丰富了系统的可操作性。

5  MCGS组态设计

MCGS组态是一款由北京昆仑通态研发的可以制作组态动画，将动画与变量数据连接，通过PLC串口进行通信以达到组态触摸屏控制PLC工作的软件。该软件的操作简单，界面可塑造性强，有很好的用户体验感。

目前MCGS因为其高性能，可靠性强，操作简单，被大量应用在各种实际工控场所，这个简单又实用的工具得到越来越多人的喜爱。

5.1  组态设计

组态设计包括了建立实时数据库，用户窗口设计，组态设备连接三个部分。下面依次按照这个顺序来进行设计。

5.1.1 建立实时数据库

建立实时数据库是组态设计的第一步，点击新增对象，输入对象名称，修改对象类型（本设计使用的均为开关类型）。实时数据库如图5.1所示。

图5.1实时数据库

5.1.2 用户窗口设计

用户窗口是直接面向用户的，用户可以通过用户窗口对洗衣机进行控制，在设计时要秉持简洁明了的原则设计出适合用户使用的界面。

本设计共有七个按键，八个指示灯，分别是停止，启动，高水位，低水位，柔和，标准，手动脱水七个按键和PLC在线，洗衣模式选择，高水位，低水位，蜂鸣器，停止指示灯，启动指示灯八个指示灯。

所有的按键数据对象值操作为“按1松0”，并在后面的选型中选择对应的变量连接。

指示灯中除了停止指示灯是分段点0对应绿色，1对应灰色其他的都是分段点1对应绿色，0对应灰色。用户界面如图5.2所示。

                                图5.2用户界面

5.1.3 组态设备连接

组态设备通道总共有13个，其中12个可读写M辅助寄存器和1个Y输出寄存器。设备编辑窗口如下图5.3。

 图5.3设备编辑窗口

结束语

本次设计对以前学过的理论知识起到了很好的回顾作用，通过波轮式全自动洗衣机控制系统的毕业设计，让我很好的运用了PLC方面的知识，对其加以进一步的消化和巩固。在设计过程中，我通过在知网和黄冈师范图书馆阅大量有关全自动洗衣机和PLC的资料，与电气的同学交流经验，并向乔峥老师请教等方式。使我在PLC的控制方面有了很大提升，同时在设计洗衣机的程序是也经历了不少困难，但收获同样巨大。在整个PLC的设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。

本文标签： 控制程序控制系统洗衣机全自动PLC