泰山学院本科毕业论文
走向人们的生活。
可编程控制器是以微处理器为基础的通用工业控制装置。以数字运算操作的电子系统, 专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器, 用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令, 并通过数字的、模拟的输入和输出, 控制各种类型的机械或生产过程. 可编程序控制器及其有关设备, 都应按易于与各种控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
1.3 PLC的发展前景
目前PLC的功能增强，智能化、结构优化、编程工具和语言的标准化和高级化，其通信能力也增强，向高速度、多层次、高可靠性及高信息量、开放性的通信方向发展。同时PLC与多种技术结合，价格低廉、技术先进，结构开放，其自动化程度在不断改进的同时，也相应吸收其他自动系统的优点，未来的PLC会朝着集成化、标准化、智能化、多功能化及开放化等多元化方向发展。
2 全自动洗衣机控制系统总体控制方案确定
2.1 总体控制方案确定
洗衣机控制系统的简介
全自动洗衣机具有洗涤、漂洗和脱水功能，其相互个功能之间的转换可实现自动操作控制，无需手工操作。全自动洗衣机主要包括控制、动力、传动、减震、进排水及支撑几个部分。洗涤时，编程控制器开启进水阀，进水至水位设定值后，
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电动机会带动波轮旋转，波轮旋转搅动水及衣物翻转，从而来完成洗涤或漂洗过程；排水时，编程控制器开启排水阀，将洗涤液或水排出；脱水时，编程控制器再次开启将排水阀，同时令离合器动作，完成机械转换，电动机带动离心桶高速旋转，来完成脱水过程。根据控制过程中的进水、洗涤、脱水、报警等控制要求，对控制所需的外部设备初步设计如下表 对应设备及功能表 对应的外部设备 对应的输出设备 启动按扭 进水电磁阀 停止按扭 排水电磁阀 水位选择开关（高水位） 洗涤电动机正转继电器 水位选择开关（中水位） 洗涤电动机反转继电器 水位选择开关（低水位） 脱水桶 手动排水开关 报警器 手动脱水开关 高水位传感器 中水位传感器 低水位传感器 水排空传感器 2.2 PLC与单片机控制系统的比较
PLC系统的特点：
1）可靠性高，抗干扰能力强 PLC使用了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC已被作为一种通用的工业控制器PLC已被广大用户认为最可靠的工业控制设备之一。
2）功能强，性能价格价格比高，使用方便灵活，PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。
3）编程简单，PLC采用了多种面向广大工程设计人员的编程语言，如指令表，梯形图，逻辑功能图，顺序功能图等，这些语言简单易学，人们通过熟悉语言，来编制用户程序。
单片全机系统的特点：
1）功能齐全，但是对于环境要求较高，对环境的适应能力较低，可靠性较差。 2）单片机编程和PLC相比，学习较难，单片机主要是采用汇编语言或C语言。学习较难，不容易掌握。
3）功能单一，只适用于单功能运用。它的结构简单，处理速度快，发展也快。
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2.3洗衣机的PLC控制系统概述
基于PLC控制系统的全自动洗衣机具有较强的环境适应能力，大大提高了工作效率。在全自动洗衣机中，由单片机控制系统控制洗衣机洗涤、脱水程序。由于单片机的指令系统相对比较复杂，编写洗涤、脱水程序也较为复杂；在设计控制系统硬件时，要有多种电路保护装置，如电流保护、电压保护、过载保护、过热保护及欠压保护等等，这样保护装置增加了硬件的复杂性，隐含较高的故障率，无形地增加了维护成本费用。PLC的广泛应用克服了单片机的缺点。它是一种数字运算操作的电子系统，具有整体模块，并且集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。因此，PLC的应用使得程序编程更加容易，其可靠性高，抗干扰能力强，体积小，能耗低等优点更加促进了自动化程度的提高。
PLC控制系统的硬件组成框图如图1所示：
图1 PLC控制系统的硬件组成框图
2.4 PLC的设计步骤
PLC 的设计任务分为硬件和软件设计两部分。硬件设计主要包括: 1）首先，对PLC的输入、输出点进行明确; 2）设计外围电路, 包括主电路、控制电路
3）选购PLC 并进行现场安装接线等内容； 主要包括:
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1）根据设计要求，画出所需的工作循环图，以及详细的状态流程图。
2）依据工作循环图, 画出继电器梯形图，按照编程语言写出程序。 3）依据编程语言对系统进行调试: 按设计要求,对程序调试和修改；必要时，对硬件设施进行调换，已达到设计要求。
电脑控制的全自动洗衣机，有两种不同的控制方式：程序控制和模糊控制。由于它们的控制方式不同，这两种洗衣机在结构及原理上存在有较大的区别。程序洗衣机其程序按钮较多，人们可根据洗衣量布质的轻重以及衣物的脏污程度性质等因素，选择不同的洗衣程序，以达到所需的洗衣效果。它的设计主要是已程序控制为主，所以，程序洗衣机对于程序的选择需要有一定的洗衣经验。
模糊控制洗衣机以其内部设置的各种传感器为信息采集源，对传感器传回的洗衣量，衣物布质，脏污程度以及脏污性质信息进行模糊逻辑推理，从而自动设置相应的洗涤参数，并对洗衣的全过程进行实时的检测与控制。模糊控制全自动洗衣机的洗衣按钮只有很少几个。从控制类型上来说，模糊控制属于智能控制，是自动控制的较高形式，代表着自动控制的发展方向。但是，受自u动控制水平的限制，目前的模糊控制洗衣机还不能实现全功能上的模糊控制，另外由于使用了各种传感器和模糊逻辑控制器，使模糊控制洗衣机的成本远高于程序控制洗衣机。 一般不会采用模糊控制洗衣机。
3 全自动洗衣机的基本结构
3.1 全自动洗衣机的原理和构造
全自动洗衣机按结构可分为波轮式，滚筒式和混合式三种类型。在我国，洗衣机主要有波轮和滚筒两种结构类型，其中波轮为主要类型。首先介绍了滚筒式洗衣机，滚筒式洗衣机具有以下特性：
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1）具有软化衣物纤维的作用，降低洗涤过程中衣物出现的损伤和变形现象，而且滚筒式洗衣机还可以使洗后的衣物柔软而蓬松，对衣服的形状有好的保持效果。
2）滚筒洗衣机可加温洗涤，提高温度可使洗衣粉的功效得以充分施展。温度升高加快了洗衣粉中弱酸性物质与污物的化学反应速度，从而提高洗衣粉中酶的活性，使洗衣机极佳的去污，溶解汗渍，血渍，降低灰尘，这样可在同样的洗净比下大幅度降低洗涤过程对机械力的需求。
3）滚筒洗衣机通过滚筒达到洗衣的效果，不需要大量的水流进行洗涤工作，具有节约用水的优点。
4）提高温度，在高温下能有效的杀死附着在衣物上的一些细菌。 5）洗净度高，通过加温，使洗衣粉更好的溶解，有效地实现去污作用。 相比滚筒式洗衣机，波轮式洗衣机与水流的大小无关，而是需要足够的机械力，带动控制装置进行运转工作，才能达到一定的洗净比。强大的机械力会对衣物造成一定的损伤，所以，相比较而言，波轮式洗衣机的对洗衣物的损伤率要大于滚筒式洗衣机。
各种新水流基本原理是一样的，就是尽量以紊乱的水流减小衣物的缠绕，增大水流的冲刷力以用于洗涤，与以前依靠衣物与桶壁和衣物相互之间的摩擦方式相比，水流冲刷对衣物的损伤较。
滚筒式洗衣机有如下特点：
1）低磨损，不缠绕，机械传动部分的简单可靠，寿命比波轮洗衣机的时间要长。
2）滚筒式洗衣机自动化程度高，可以自动投放洗衣粉，漂白粉等，为不同质地的棉制品，化纤制品，羊毛制品设计了不同的洗涤程序和洗涤温度，使洗涤更为科学。具有防皱浸泡功能，可将洗好的衣物浸泡在清水里，到晾晒前再甩干，避免衣物甩干后不能及时取出晾晒而起皱。
具有节约用水，节省洗衣粉的功效。滚筒式洗衣机不需要水位高过衣物，故能节约用水，减少洗衣粉的投放量。
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基于PLC的全自动洗衣机控制系统设计
