1、基于PLC的全自动洗衣机控制系统的设计摘要:洗衣机是国内家电业唯一不打价格战的行业，经过几年的平稳发展，国产洗衣机无论在质量上还是功能上都和世界领先水平同步。纵观洗衣机市场，高效节能、省水、省电、环保型洗衣机一直在市场上占主导地位。该论文就怎样利用PLC来控制全自动洗衣机进行了调查，对其中软件设计、硬件设计等问题进行了分析和研究，实现了全自动洗衣机的正常运行和强制性停止功能。关键词:西门子PLC，全自动洗衣机，控制Entire automatic washer control system designAbstract:The washer is the domestic electrical
2、 appliances industry does not only hit the profession which the price fights, passes through several year steady development, the domestically produced washer regardless of in quality or in function all with world leading horizontal synchronization. Looks over the washer market, the highly effective
3、 energy conservation, the province water, the province electricity, the environmental protection washer continuously occupy the dominant position in the market. How does this paper study controls the entire automatic washer using PLC, to question and so on software design, hardware design has carrie
4、d on the analysis and the discussion, has realized the entire automatic washer normal operation and compulsory stops the function.Key word :Siemens PLC，entire automatic washer，control目 录1前言11.1用单片机和PLC分别做系统的比较11.2用PLC做系统的洗衣机的特性32 课题任务分析52.1 整体功能介绍52.2 设备控制要求53 控制系统的设计63.1 系统的选型63.1.1 IO点数统计63.1.2 用户
5、存储器容量的估算73.1.3 CPU功能与结构的选择73.2 控制系统框图93.3 控制系统对应设备及实现功能93.4 控制系统原理94 硬件电路的设计114.1 CPU单元设计114.2 硬件接线图114.3 电池模块125 软件的设计135.1 I/O分配135.2 流程图145.3 源程序165.3.1 进水185.3.2 洗衣195.3.3 排水205.3.4 脱水215.3.5 洗完报警225.4 程序运行过程分析235.5 程序的下载、安装和调试246 总结25参考文献27I1前言PLC的全称是Programmable Logic Controller（可编过程控制器）PLC是一种
6、产品，但这种产品有点特别，在没有下载控制程序之前，它不具备任何控制功能，也就是说，没有应用程序的PLC是毫无用处的。PLC实际上是专为工业环境使用的通用控制平台，它必须进行二次开发才能完成最终控制目的，因此，它还需程序编辑/调试软件的配合。按计算机专家的原始定义，计算机系统由五大部分-即控制单元（CU）、算术运算单元（ALU）、存储器（Memory）、输入设备（Input）、输出设备（Output）组成。早期计算机（晶体管的或集成电路的，不包括电子管的）的CU或ALU由一块甚至多块电路板组成，CU和ALU是分离的，随着集成度的提高，CU和ALU合在一块就组成了中央处理单元（CPU）,接着将CP
7、U集成到单块集成电路中就产生MPU或MCU,出现了如Intel4004、8008、8080，8085、8086、8088、Z80等MPU。此后，MPU的发展产生了两条分支，一支往高性能、高速度、大容量方向发展，典型芯片如：Intel80186、286、386、486、586、P2、P3、P4等，速度从4.7MHz到现在的3.2GHz。另一支则往多功能方向发展，将存储器(ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASH ROM、SRAM等)、输入/出接口（Timer/Counter、PWM、ADC/DAC、UART、IIC、SPI、RTC、PCA、FPGA等）全部集成在一块集成电路中而成为
8、SOC（System On a Chip）。依愚之见，这就是当今广泛应用的单片计算机，简称单片机。单片机的优点是：体积小、重量轻、易于维护、控制电压要求低、价格低。1.1用单片机和PLC分别做系统的比较所谓单片机系统就是采用目前市场上的单片机CPU及其它外围芯片，根据不同系统设计电路板，最终设计成一台简易的计算机系统，并在此基础上设计程序以达到所要求的控制功能。这种形式在 80年代国内很流行，但由于受到本身可靠性及其它方面 的限制，目前除了仪表上仍然采用外，在工业现场的应用已逐步被PLC所代替。单片机的可靠性：由于目前国内市场上的单片机芯片的品质良莠不齐，很大一部分还是国外筛选出来的次等品，加
9、上其它外围元件（如电阻、电容等）的参数离散性也很大，批量小的产品不可能经过筛选配对等技术处理，因此这样的产品很难做到很好的一致性和高可靠性，因为任一元件的参数偏离设计要求都会引起系统的不稳定。另外，单片机的所有器件均不是工业级的，抗干扰性特别是抗电源干扰能力很弱，而国内的电源一般都很差，加上压片机的变频调速对电源的干扰很大，因此，更可能引起单片机系统的不稳定。单片机的可扩展性：由于单片机的线路是根据一定的功能要求特别设计的，所以要增加一个功能就要重新设计线路，而且对应的程序都要重新设计。这样对于增加功能的开发成本和周期都 会增加。单片机的可维护性：一旦单片机系统出现故障，很难诊断出故障元件，最
10、简单的方法是更换整个系统，这样维修成本增加了。操作：现在国内单片机系统的操作均采用自设计的键盘，设定数据用拨码开关，显示用LED，整个面板显得繁锁，而且为了减少操作键，设计时往往一键多用，操作人员很难脱开说明书操作。特别是故障显示只能显示故障代码，一旦发生故障，操作人员必须翻阅说明书方能发现故障所在，最终按说明书指示排除故障，这样排除故障的时间相对较长。总之，这样的人机对话不够友善。特点：不可靠，价格便宜。可编程控制器（PLC）： 所谓PLC系统就是采用目前市场上各大工业控制厂家生产的可编程控制器，根据要求选用不同的模块，在此基础上设计程序以达到所设计的功能。这种形式目前在工业现场应用最为广泛
11、。我公司生产的GZPK100系列高速旋转式压片机就采用PLC的控制方式。PLC的可靠性：进口PLC采用的CPU都是生产厂家专门设计的工业级专用处理器，其余各元件也是直接向生产厂家购买的，经过严格挑选的工业级元件，另外它的电源模块也是集各大公司工业控制的经验而特别设计的，抗干扰性特别是抗电源干扰能力有很大提高，即使在电源很差和变频调速的干扰下仍能正常工作。PLC的可扩展性：要增加一个功能只要增加相应的模块和修正对应的程序，而PLC的编程相对比较简单，这样对于开发周期会缩短。PLC的可维护性：PLC本身有很强的自诊断功能，一旦系统出现故障，根据自诊断很容易诊断出故障元件，即使非专业人员也能维修，如
12、果故障由于程序设计不合理引起，由于它提供完善的调试工具，要找出故障也较为简单。操作：PLC的操作采用触摸式操作终端，人机界面，全屏显示，上面设计了很详尽的操作指南，即使第一次使用，也能根据提示顺利操作，这就降低了对操作人员的要求，一般工人也能很快掌握。另外，一旦系统发生故障，画面自动切换到故障提示画面，提示故障原因和排除方法。甚至可以显示故障在机器上的位置，维修人员可以根据提示很快排除故障。 特点：价格与前二种控制器相比略贵，可靠性好，操作简单。综合以上的分析和比较，最终决定采用PLC。1.2用PLC做系统的洗衣机的特性洗衣机是国内家电业唯一不打价格战的行业，经过几年的平稳发展，国产洗衣机无论
13、在质量上还是功能上都和世界领先水平同步。纵观省会的洗衣机市场，高效节能、省水、省电、环保型洗衣机一直在市场上占主导地位。 市场需要什么样的洗衣机？洗衣机无论在质量、技术、功能还是在外观上面，谁能接近于为人们的生活服务这一主题，谁就能得到长足的进步和发展。今后一段时间，以下几种洗衣机将是市场和消费者的最爱。 高度自动化从最初的单桶洗衣机到双桶、套桶洗衣机、全自动洗衣机，再到智能全模糊控制洗衣机。总之，每一次技术的进步都极大地推动了洗衣机自动化程度的提高。 品种多样化波轮式、滚筒式和仿生搓洗式洗衣机满足了不同偏好的消费者的需求。 节能和健康化现在的消费者在节能方面对家电提出了更高的要求，对于健康型
14、洗衣机更是人们趋之若骛的首选。 大容量和微型化大容量洗衣机满足了人们洗大件衣物的需求。同时，微型化洗衣机也备受青睐，如市场上出现的15公斤、25公斤不等的海尔小小神童洗衣机，可以满足少量衣物即时洗的需要。 组合化荣事达集团最近推出的子母分洗式洗衣机，正好迎合了这部分消费者的需求，它的大桶容量为55公斤，小桶容量为25公升，两桶并列，缩小了较大一部分空间，而且具有人工智能模糊控制功能。满足了不同衣物分开洗、大量衣物同时洗、小件衣物即时洗的需求，开创了健康洗涤新概念，深受消费者的喜爱，组合化的另一个体现就是把洗涤、漂洗、脱水和烘干功能集于一身。 全自动洗衣机：大品牌当霸主近年来，根据对全自动洗衣机
15、销售的品牌监测情况看，两大主导品牌占据主要市场地位。海尔进军家用全自动洗衣机市场后，凭借品牌优势，迅速打开市场。小天鹅作为国内最早出现的家用全自动洗衣机品牌，牢牢地占据一定的市场份额。两大品牌高居前10位品牌之先，市场综合占有率分别为2744和2357。 国外品牌的实力不可忽视。虽然目前国外品牌市场综合占有率还不很高，但在前10位品牌中已占据了5位，他们分别是三洋、松下、LG、惠而浦和三星，其中三洋和松下位居前5之列。一些国外品牌根据中国市场的情况改变了价格策略，在定价上充分参考了国产品牌的价格，有些甚至比国产品牌还要低，而在功能上又比较先进，因此吸引了一部分消费者的目光。 洗衣机：个性最时髦我国家用电动洗衣机产品的发展已进入成熟期，全国家用电动洗衣机年产量超过10万台的企业超过100家。就品种而言，波轮式、搅拌式、滚筒式洗衣机满足了不同消费者的需求。 在今后一个时期内，家用电动洗衣机的产品性能质量将是企业竞争的焦点，开发新型的产品是竞争获胜的主要手段。今后，家用电动洗衣机将朝着多功能、节电、节水方向发展。多功能主要表现在以下几个方面：1、去污能力的多样化。如去除蛋白质、皮脂、血渍、奶渍、咖啡、果汁的能力。2、洗涤容量的多样化。洗涤容量可以从05kg到13kg。3、控制方式的多样化。如机械定时器、电动程控器、电子程控器、模糊电脑控制
