论文总字数：15736字

目 录

1. 引言 1

1.1 选题的背景 1

1.2 选题的目的以及研究意义 1

1.3 选题的主要研究内容 2

2. 国内外现状 2

2.1 国内外现状 2

2.2 所存在的问题及解决思路 2

3. 本文的目标及实施方案 4

3.1 本文目标 4

3.2 实施方案 4

4. 全自动洗衣机控制系统硬件设计 6

4.1 PLC的工作原理 6

4.2 IO分配及外部接线图的设计 7

4.2.1 I/O点数的确定及PLC类型的选择 7

4.2.2 PLC的I/O分配 8

4.2.3 洗衣机控制系统的外部接线图 8

4.3 电机选型 8

4.4 传感器的选择 9

5. 系统软件设计 10

5.1 控制系统设计原则 10

5.2 程序设计 10

6. 结果及评论 17

6.1 程序仿真 17

6.2 组态调试 20

6.3 实物调试 24

6.3.1 实物接线图 24

6.3.2 实验室仿真软件 24

6.3.3 实验室仿真 25

6.4 结果及评论 26

7. 结论 26

致谢 28

参考文献 29

附录：PLC程序 30

基于PLC的全自动洗衣机控制系统

唐鹏

，China

Abstract：This article introduces the research background and significance of the control of the washing machine. By contrasting the existing automatic washing machines on the market, a set of automatic washing machine control system, which is mainly used in household daily use, is designed. The control system adopts Mitsubishi FX2N series PLC for the major controller and distributes the program through the I/O port, the main circuit schematic and control system wiring diagram, write PLC control intelligent washing machine program, to achieve the positive and negative motor control, washing reverse , Into the drainage, wash alarm and other functions, and use GT Designer3 simulation software for the system to verify the simulation to ensure that the design goals. Finally, through physical debugging, it was demonstrated that the intended function of this design project can be fully realized.

Key words：FX2N；Washing Machine；Control System；GT Designer3

1. 引言

1.1 选题的背景

随着我国工业自动化水平的提高以及互联网的迅速扩张，家用电器智能化慢慢成为了家电市场的发展趋势。随着洗衣机普及，人们对洗衣机的功能要求越来越高，因此质量可靠、物美价廉的全自动洗衣机将会在家电市场占据主导地位[1]。

随着科学技术的发展，全自动洗衣机技术得到了空前的发展，就中国来说，年产量已经达到了1500万台，这些洗衣机既有国内销售使用的，也有出口到世界各地服务当地民众。在产量提高的同时，洗衣机的功能也越来越多样化，随着人工智能的发展，只能洗衣机也成为了一种潮流。纵观我国洗衣机发展历程，从建国初期的只会造桌子、凳子到现在先进控制技术的使用，经历了高速的发展，不仅改变了初期国外品牌独霸市场的局面，更是将产品出口到发达国家，赢得了全世界人民的赞誉，同时人们对洗衣机的功能要求越来越高，所以，高效，节能，节水，环保的自动洗衣机会被普遍应用然后逐渐达到占据市场龙头的重要地位。[2]。

随着电子技术的不断发展和人们对于控制系统日益增加的稳定性需求，PLC（可编程控制器）的出现为洗衣机的发展提供了新的技术保证。PLC是在单片机技术上发展起来的，融合了通信、电子、先进控制理论为一体的高度自动化的产品，能够完全满足工业用全自动洗衣机的需求，得到了企业技术人员的管理人员的青睐。对于家用洗衣机来讲，PLC略微昂贵的价格也是可以接受的。因为对家用电器来说，质量可靠、性能稳定是一个非常重要的基本要素。技术的进步就是要更好的满足人们的生活和工作[3]。

1.2 选题的目的以及研究意义

设计的这种自动洗衣机控制系统是PLC，参考对象主要为普通的家用自动洗衣机，理所应当PLC是这种设计的控制核心。它的优势自不必说，可靠稳定的质量，尤其是应用于工业现场控制，这得益于PLC自身就有着优越的抗干扰能力。全自动洗衣机控制系统着重于系统的整体控制，本次系统要求洗衣机可以完成预定的洗涤目标流程。之所以选用PLC，是因为想对比一下继电器和单片机的洗衣机各自的优劣所在来评判哪个更合适做洗衣机的控制核心。

目前市场依然有部分继电器洗衣机和很多单片机洗衣机在出售，就目前的现状来看。继电器洗衣机即将退出市场，这里原因有很多，虽然继电器有着自己独特的优势，就是结构简单、更换方便。但是本设计着重于讨论智能化洗衣机，继电器形式的洗衣机并没有解放消费者的双手。并且由于继电器自身的弊端，会导致洗衣机静谧性体验感非常差。对于单片机控制的洗衣机来说，单片机是一个片上系统，单片机基础电路加上外围电路的组合才形成了单片机的控制系统核心，单片机的的优势就是其开放、构成简单、价格便宜。缺点也是因为开放和简单，介于价格的考量单片机控制核心，对其电路抗干扰保护做的不够好。相比较而言，PLC自身就是一个完整的产品，它使用起来更加方便，即易于维护又便于升级。

洗衣机控制系统是一个开环控制系统。全自动洗衣机一般可用PLC编程设计实现和用单片机编程设计实现。本文是基于PLC的全自动洗衣机的控制系统，这是考虑到单片机编程语言繁多，很多不容易懂且单片机控制系统组成复杂，而PLC控制系统只由I/O口和PLC组成，编程语言简单易维护。

1.3 选题研究内容

洗衣机控制系统设计的分为2个部分，第一部分是PLC程序流程，第二部分是仿真和组态的配置。在本文的设计中，通过集成化的操作界面控制洗衣机工作的模式。采用的三菱FX2N系列的PLC进行控制，获得更好稳定性然后利于洗衣机的维护。 主机监控系统的核心是配置，配置软件用于上位监控，监控全自动洗衣机控制系统在运行中的各种情况，并且通过和PLC的通信，实现信息的收集，实现资源优化、数据统计、实时状态显示等功能。

1. 主要介绍了全自动洗衣机控制系统在日常生活和工业生产中的应用；第二章主要介绍了到目前为止我们所使用的全自动洗衣机的国内外现状；在第三章里，我简述了本次论文所要实现的目标以及实施的方案；第四章主要是介绍硬件部分的设计和选择，包括PLC的工作原理、I/O接口的分配及其外部接线图和电机型号以及传感器的选择；第五章设计了PLC的程序用于实现全自动洗衣机设计时计划实现的功能；第六章主要是利用软件进行了组态，并利用学校实验室的设备，进行了仿真并拍摄了相关的图片予以展示实验结果。

2. 国内外现状

2.1 国内外现状

家用全自动洗衣机经过了几十年的不断发展，现在已经成为家家户户必备的家用电器。如今所使用的全自动洗衣机，都是利用事先设计好的程序来控制洗涤的动作，利用了传感器来监测洗衣机中可以发生的位置的变化，来完成进水、洗涤、排水、脱水等一系列过程。随着科技的发展，全自动洗衣机的技术也在不断的升级，如今大多数全自动洗衣机上安装的传感器，能感受到内部衣物细微的变化，这一切仍然受到编写好的程序的控制。而通过安装触滑觉、听觉、味觉等高端的传感设备，来完成很多种动物的仿生行为，完成语音播报等功能的先进的全自动洗衣技术也出现在了现实中，更加智能和高效的完成洗衣过程[6]。

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