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案例頻道作者簡介：趙迎春(1978-)，女，碩士，講師，從事電子技術、PLC等方面的教學和科研工作。
摘 要：探討了如何利用德國西門子PLC S7-200進行全自動洗衣機控制，并對硬件和軟件部分進行了分析和設計，并給出了系統硬件接線圖、PLC控制I/O端口分配表以及系統程序流程圖等等，實現了系統的靈活性、可靠性和運行穩定性。
摘 要：探討了如何利用德國西門子PLC S7-200進行全自動洗衣機控制，并對硬件和軟件部分進行了分析和設計，并給出了系統硬件接線圖、PLC控制I/O端口分配表以及系統程序流程圖等等，實現了系統的靈活性、可靠性和運行穩定性。
關鍵詞：PLC 全自動洗衣機 靈活性
Abstract: The paper introduces how to use SIEMENS PLC S7-200 to control the Complete Automation Washer , and it analyzes and designs the hardware and software of the system , and presents the hardware wiring diagram、the I/O port distribution chart and the procedure flow chart etc. and it realizes the system’s flexibility、reliability and operation stability.
Keywords: PLC Complete Automation Washer Flexibility
1 引言
隨著科技日新月異，人民生活水平不斷提高，消費者對家庭電器自動化的需求不斷加大，其中全自動洗衣機占很重要的位置。目前，市場上銷售的洗衣機品種繁多，更新換代快。從普通型到半自動到全自動，洗衣機自動化程度越來越高，操作越來越方便，容量越來越大。總體看來，高效節能、節水以及環保的全自動洗衣機一直在市場上占主導地位。本文介紹了PLC在全自動洗衣機控制系統中的應用，并從硬件和軟件兩方面進行了分析和研究。
2 控制系統要求
整個系統分為自動和手動兩種控制狀態。在自動狀態下，整個過程分為進水、洗滌、排水、脫水四個環節。當按下啟動按鈕，進水電磁閥打開，當達到高水位時，停止進水。然后開始洗滌，電機正轉10S，暫停2S，反轉10S，暫停2S，循環5次。接下來排水，當達到低水位時，脫水10S并繼續排水。再重復從進水到脫水兩次大循環，進行兩次清洗完畢后，報警5S，自動停機。在手動狀態下，有手動排水按鈕和手動脫水按鈕。
在此控制系統中，PLC是控制核心，外部多種輸入信號如啟動按鈕、高低水位檢測等信號采樣進來，經過PLC內部進行邏輯運算或數據處理后，提供多種輸出信號來控制進水閥、出水閥動作，和控制電機驅動裝置進而控制正反轉和脫水運行。PLC用定時器記錄正反轉時間和脫水時間，用計數器記錄正反轉次數和脫水次數，可以很容易地更改PLC定時和計數參數，來滿足不同的洗滌條件和要求。
3 系統硬件設計
根據全自動洗衣機的控制系統要求，我們采用了德國西門子PLC S7-200 CPU226型號，此類型PLC可以滿足多種多樣自動化控制的要求，它雖為小型機，但有些功能可與大中型PLC相媲美。S7-200具有很強大的指令系統，具有功能齊全的編程軟件和界面友好的工業控制組態軟件，同時它有多種功能模塊，便于組網，有良好的擴展性。此外，低廉的價格，很高的性價比也是它被廣泛應用的重要原因。
此系統I/O端口分配表如表1所示，PLC硬件接線圖如圖1所示。表1 I/O端口分配表
|
輸入 |
輸出 | ||
|
輸入元件 |
地址 |
輸出元件 |
地址 |
|
啟動按鈕SA |
I0.0 |
進水電磁閥YV1 |
Q0.0 |
|
停止按鈕SB1 |
I0.1 |
排水電磁閥YV2 |
Q0.1 |
|
高水位檢測開關SH |
I0.2 |
電機正轉繼電器KM1 |
Q0.2 |
|
低水位檢測開關SL |
I0.3 |
電機反轉繼電器KM2 |
Q0.3 |
|
手動排水按鈕SB2 |
I0.4 |
脫水離合器YC |
Q0.4 |
|
手動脫水按鈕SB3 |
I0.5 |
蜂鳴器控制HA |
Q0.5 |
4 系統軟件設計
根據前面的全自動洗衣機的控制要求和I/O分配表分析可得PLC控制系統程序流程圖，如圖2所示。
用PLC S7-200編寫的控制程序部分梯形圖如圖3所示。
程序原理如下：當按下啟動按鈕I0.0，Q0.0得電，進水閥打開，開始注水，當高水位檢測開關I0.2為ON，其常閉觸點斷開，Q0.0失電，停止進水。同時I0.2常開觸點閉合，Q0.2得電，電動機正轉，定時器T37開始計時，10S后T37置1，T37常閉觸點斷開，Q0.2失電，電動機停止正轉，同時T37常開觸點閉合，通用輔助繼電器M1.0得電并自鎖，T38計時，2S后T38置1，T38常閉觸點斷開，M1.0失電，T38常開觸點閉合，Q0.3得電，電動機反轉，T39開始計時，10S后T39置1，T39常閉觸點斷開，Q0.3失電，電動機停止反轉，同時T39常開觸點閉合，M1.1得電并自鎖，T40計時，2S后T40置1，T40常閉觸點斷開，M1.1失電，T40常開觸點閉合，Q0.2得電，電動機又開始正轉。每次Q0.3失電，計數器C10計數1次，當Q0.3失電5次，也就是電動機正反轉運行滿5次后，C10計數滿置1，C10常開觸點閉合，Q0.1得電，排水電磁閥打開，當低水位檢測開關I0.3為ON，其常開觸點閉合，Q0.4得電，脫水電機運轉并繼續排水，同時T41計時，10S后，計時滿，T41置1，其常閉觸點斷開，Q0.4失電，脫水完畢。用C11計錄脫水的次數，當計滿3次后，蜂鳴器Q0.5得電，開始報警，同時T42計時，5S后，計時滿，T42置1，其常閉觸點斷開，Q0.5 失電，停止報警。以上是洗衣機的自動控制過程。
5 結束語
該系統采用PLC S7-200為控制核心，實現自動控制和手動控制，硬件接線簡單，軟件開發周期短，具有工作可靠性高，操作方便，體積小、功耗低等特點，達到良好的經濟效果。
參考文獻：
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[4]李道霖.電氣控制與PLC原理及應用[M].電子工業出版社,2006.7
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號