CPM2A PLC在全自动洗衣机控制中的应用

    随着人民生活水平的提高，全自动洗衣机越来越普及，因此，对洗衣机控制的高度自动化、较强可靠性和稳定性的要求越来越高，本节重点说明PLC在全自动洗衣机控制中的应用。

    1．功能要求

    通过PLC控制洗衣机的进水和排水电磁阀实现进水、排水，通过PLC控制洗涤电动机驱动洗衣拨盘正反转实现洗衣机的正转洗涤、翻转洗涤以及脱水等功能。另外，通过PLC检测各种传感器的状态并对电控系统进行控制以实现自动或手动的进水、排水、洗衣、脱水、报警等功能。

    2．设计步骤

   (1)全自动洗衣机工作说明

    全自动洗衣机的外形结构示意图如图17-7所示。

    全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。内桶可以旋转，作脱水（甩干）用。内桶的四周有很多小孔，使内、外桶的水相通。

    该种洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时，通过电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入外桶。排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正传进行甩干。高、低水位开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作。停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用手来实现手动排水。

    图17-7    全自动洗衣机外形结构简图

   (2)控制要求

    该全自动洗衣机的控制要求可以用图17-8所示的流程图来表示。

    图17-8    全自动洗衣机控制流程图

   PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。启动时开始进水。水满（即水位达高水位）时停止进水并开始洗涤正转。正转洗涤15s后暂停。暂停3s后开始反转洗涤。反转15s后暂停。3s后若正、反转未满3次，则返回从正转洗涤开始；若正、反转满3次后，则开始排水。

    水位下降到低水位时开始脱水并继续排水。脱水10s后即完成一次从进水到脱水的大循环过程。若未完成3次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次打循环；若完成了3次循环，则进行洗完报警。报警10s后结束全部过程，洗衣机自动停机。

    此外，还可以按排水按钮以实现手动排水；按停止按钮以实现手动停止进水、排水、脱水及报警。

   (3) I/O地址分配及接线

    根据示意图和控制要求可知，该系统需要5个输入点和6个输出点，其地址分配如表17-3所示。

    表17-3    全自动洗衣机输入/输出地址分配

    确定了PLC的型号和输入/输出器件后，根据电气控制系统的要求，可以画出可编程逻辑控制器的输入/输出器件接线图，如图17-9所示。

    图17-9    全自动洗衣机I/O接线图

   (4)软件系统设计

    由流程图可知，实现自动控制要设置6个计时器和2个计数器：

    ·TIM001-正洗计时。

    ·TIM002-正洗暂停计时。

    ·TIM003-反洗计时。

    ·TIM004-反洗暂停计时。

    ·TIM005-脱水计时。

    ·TIM006-报警计时。

    ·CNT008-正、反循环计数。

    ·CNT009-大循环计数。

    根据流程图编制的梯形图如图17-10所示。

    图17-10    全自动洗衣机控制梯形图

   (5)程序运行过程

    按下启动按钮，00. 00接通，200. 00接通并自保，10. 00接通，进水。

    到高水位时，10. 03常闭触点断开，进水停止；10. 03常开触点闭合，10. 01接通，正转洗衣，TIM001开始计时。TIM001计时到，TIM002常闭触点断开，10. 01断开，正洗暂停；TIM001常开触点闭合，使TIM001自保，TIM002开始计时。TIM002常开触点闭合，10. 02接通，反转洗衣，TIM003开始计时。TIM003计时到，TIM003常闭触点断开，10. 02断开，反洗暂停；TIM003常开触点闭合，使TIM003自保，TIM004开始计时。TIM004计时到，TIM004常开触点闭合，CNT007计数一次；TIM004常闭触点断开，使TIM001、TIM002、TIM003、TIM004复位，10. 00又接通，重复进行以上从正洗开始的全部动作，直到CNT007计满3次数时，CNT007常开触点接通，10. 03接通并自保，排水，CNT007复位，准备好下一次循环时再计数。

    排水到低水位时，00. 04断开，00. 04常闭触点闭合，10. 01、10. 04接通，脱水，TIM005开始计时。TIM005计时到，TIM005常闭触点断开，10. 03、10. 01、10. 04断开，停止排水和脱水；TIM005常开触点接通，CNT008计数一次。10. 03常闭触点闭合，10. 00又接通，重复进行从进水开始的全部动作，直到CNT008计满3次数时，CNT008常闭触点断开，200. 00断开，停止洗衣；CNT008常闭触点接通，10. 05接通并自保，报警。CNT008常开触点接通又使CNT008复位，CNT008常闭触点闭合，准备好下次启动。10. 05常开触点接通，TIM006开始计时。TIM006计时到，TIM006常闭触点断开，停止报警。

    运行中按停止按钮时，00. 01常闭触点断开，则200. 00、10. 00、10. 03、10. 04、10. 05断开，停止进水、排水、脱水及报警。

    按下排水按钮时，00. 02常开触点闭合，10. 03接通并自保，进行手动排水。

    通过以上的设计分析，可知使用PLC的定时器与计数器，可以方便地实现各种定时及计数的要求，程序设计也比较简单。需要注意的是，CPM2A的定时器和计数器本质上是一样的，因此在使用时，不能将使用相同编号的定时器和计数器。