基于PLC的全自動洗衣機控制設計與實現

劉建偉 魏穎 沈陽工學院

基于PLC的全自動洗衣機控制設計與實現

劉建偉 魏穎 沈陽工學院

本文利用歐姆龍CP1H可編程控制器的數字信號控制多個繼電器，用梯形圖編程軟件CX-Programmer進行程序編寫，實現與組態王的互相通信，進而構建一個全自動洗衣機的控制系統。

歐姆龍CP1H型可編程控制器 軟件CX-Programmer 互相通信

基于PLC的全自動洗衣機控制系統，最大能地滿足日常生活需要，同時提高整套系統的穩定性，設計一個易維護、成本低、技術先進、易操作、可靠性較高的PLC全自動洗衣機控制系統。

1 硬件系統方案

繼電器為主要執行模塊，繼電器線圈由可編程控制器CP1H發出的數字指令進行控制，而電源電路由繼電器的開合直接控制，最終實現了對驅動電機的控制。通過計算機串口將程序傳入可編程控制器，再通過串口將可編程控制器的信號傳回，這時串口傳回的數據傳回到組態軟件中，這樣便實現了可編程控制器與組態王的相互通信。

在全自動洗衣機結構中，最為關鍵的部件就是控制系統，主要實現洗衣機的各種洗滌功能。通常情況下，全自動洗衣機的控制系統圖，有以下幾個部分組成。全自動洗衣機控制系統圖，如下圖1所示就是本設計的簡化模型。

圖1 全自動洗衣機控制系統圖

監視水位變化，本系統選用的是LC01系列內裝IC壓電加速度傳感器，電力系統是保證整個系統運行的前提；供水排水系統是整個洗衣機功能的載體，用戶接口是洗衣機與用戶溝通的橋梁，用戶通過它按自己的需求來選擇洗衣的具體流程；驅動電機也是最為重要的一部分，為整個系統提供機械動力，全自動洗衣機電機正反轉示意圖，如圖2所示。

經過計算合全自動洗衣機的功率范圍為120W—250W。故選擇YY104-180型號單相電容運轉式電動機，功率180瓦，額定電壓220V，轉速度1350r/min，電流1.7A。選擇CP1H型作為控制系統核心。

圖2 全自動洗衣機電機正反轉示意圖

2 軟件系統方案

PLC全自動洗衣機控制系統I/O地址分配，在整個系統中，輸出與輸入端均是經過隔離與轉換后的信號開關。開關、按鈕繼電器等設備組成了輸入接口。電磁閥門、接觸器、指示燈組成了輸出信號設備。根據設計需要選擇恰當的I/O地址進行設置，設置出控制元件。根據本次設計中的實際需求，洗衣機控制系統I/O地址分配，如表1所示。

表1 洗衣機控制系統I/O地址分配

使用歐姆龍可編程控制器當專用梯形圖編程軟件CXProgrammer進行程序編寫。洗衣機由一個總開關和多個流程選擇開關組成，用戶按照自己洗衣需要選擇相應的清洗流程和方式，控制系統會打開閥門開始進水，每一個水位按鈕對應一個進水量。進水完畢后水位警戒進行提示，之后進入清洗流程。

3 全自動洗衣機控制系統組態通信

在組態王編寫監控畫面工程中，第一需要為要用到的變量編寫數據詞典，包括對需要用到的變量的名稱的描述，變量數據類型的確定，查找變量對應的數據地址，選定連接設備的通訊類型，PLC寄存器地址。

實現組態王與PLC之間通訊必須先調試好CX-Programmer軟件與組態王之間通訊協議與一系列參數的設定，梯形節點和相應的寄存器地址，該地址映射到數據字典組態王中。之后將程序下載到PLC中，通過特定的數據傳輸線纜將數據傳到組態王軟件中，實現系統能正常運行。

[1]王亞欣．全自動洗衣機的PLC控制[J]．科技廣場，2008，8：51-53

[2]王蕊．SFC在洗衣機控制設計中的應用[J]．機電產品開發與創新，2009，5

[3]王衛兵．可編程序控制器原理及應用[M]．北京：機械工業出版社，2002：12-13

魏穎(通訊作者)：沈陽工學院講師。