自动化工程应用实例一-工业洗衣机
基于PLC、变频器、触摸屏的全自动工业洗衣机控制系统的设计
电动机组成。接通三相电源，使用变频器外部端子控制三
相异步电动机，带动工业洗衣机实现正反转控制 ；触摸
屏、PLC、按钮、液位传感器、电磁阀和指示灯构成洗衣
机控制电路。PLC 的进水、排水和脱水电磁阀分别由 Y0、
Y1、Y2 驱动 ；报警指示灯由 Y3 驱动 ；变频器正转端子
（STF）、反转转子（STR) 分别由 Y4、Y5 控制，可实现
进水 高水位传感器 低水位传感器
进水 排水 脱水 报警 正转1速时间:### 反转1速时间:### 正转2速时间:### 反转2速时间:### 正转3速时间:### 反转3速时间:### 小循环次数: ### 大循环次数: ###
排水
正转频率:### 反转频率:### 脱水频率:###
启动
进水 正转 正转停止 反转 反转停止 排水 脱水 报警
洗衣机是日常生活中常见的家电之一，工业洗衣机 广泛应用于酒店、学校、工矿企业、医院等洗衣量大、 洗 衣 频 繁 的 场 所， 它 的 使 用 过 程 与 家 用 全 自 动 洗 衣 机 相同，所不同的是要求具有较强的承载能力和抗干扰能 力。本文工业洗衣机控制系统的设计是以可编程控制器 （PLC）控制，具有运行可靠、抗干扰能力强等特点 ；采 用变频器实现电机调速，具有高效节能、节水、功耗低 等优点 ；利用触摸屏实现人机交互界面，具有用户操作 方便、界面简单直观等优点。通过 PLC、变频器、触摸 屏实现洗衣机的全智能化控制，从而提高了洗衣的工作 效率。 1 控制要求和控制原理
工业洗衣机的用途介绍
工业洗衣机的用途介绍
1：工业洗衣机也相继出现。
到1911年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机。
电动洗衣适用于洗涤棉、毛、化纤、丝绸等衣物织品。
水磨洗涤机可用于服装厂水洗牛仔服及丝绸等衣物。
作为洗涤设备，适用于宾馆、饭店、医院、学校、工厂等领域，满足大容量的洗衣要求。
2：工业洗衣机系列采用卧式滚筒式设计，承载量大，最大容量可达到500公斤，滚筒自动正反旋转运行，衣物在洗涤染色过程中不缠绕，洗染效果好。
最新设计，采用变频及蜗轮减速机，齿轮链条传动，机器比同类产品运物更平稳，无噪音，故障率低，减少了维修成本。
优质不锈钢合金密封，无泄漏，节约成本，经客户使用后反应非常好。
二：工业洗衣机主要特点：
1：工业洗衣机采用卧室滚筒型, 内外筒均采用优质不锈钢板精制而成,平整光亮,耐腐蚀,对织物的磨损小且无损伤,机器使用寿命长；
2：工业洗衣机内筒门盖均装有不锈钢安全锁紧机构,外筒门盖上设有电器互锁装置,运转安全可靠；
3：工业洗衣机采用三角胶带传动,振动小、运转平稳、经久耐用。
4：工业洗衣机也相继出现。
到1911年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机。
电动洗衣专业用于服装厂，水洗厂，宾馆，酒店，医院，工矿企业等。
工业洗衣机-专业生产工业洗衣机
洗衣机-专业生产洗衣机
工业洗衣机价格-专业生产工业洗衣机价格
文章来源：工业洗衣机。
机电一体化设计-基于PLC的全自动洗衣机控制
基于PLC的全自动洗衣机控制摘要随着科学技术不断进步和社会飞速发展，洗衣机成为人民日常生活息息相关的家用电器产品。
传统洗衣机基于电器的控制，已经不能满足人们对其自动化程度的要求了。
洗衣机要更好地满足人们的需求,必须借助于自动化技术的发展。
自动化技术的飞速发展，使得洗衣机由最初的半自动式发展到现在的全自动式，并正在向智能化洗衣机方向发展。
洗衣机的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。
基于全自动洗衣机的应用日益广泛，本次设计利用西门子公司生产的PLC控制全自动洗衣机，与传统的继电器逻辑控制系统相比较,洗衣机可靠性、节能性得到了提高.PLC控制不需要大量的活动部件和电子元器件，它的接线也大大减少,与此同时系统维修简单、维修时间缩短。
本文首先介绍了洗衣机的发展，然后重点介绍了洗衣机的设计,对程序流程图及编程软件进行了说明，最后对系统进行了仿真。
PLC采样按钮及限位开关外部输入信号的变化，执行相应的程序，然后输出控制电机正反转及脱水处理，控制方式灵活多样。
最后就本课题所做的工作进行了总结，并对进一步的研究提出了自己的看法.本次设计的全自动洗衣机工艺要求有待改善，不可以单独脱水及洗衣时间的设置；由于时间有限，没做进一步的改善。
基于全自动洗衣机在日常生活中广泛运用，本设计具有广泛的推广价值。
关键词：全自动洗衣机，PLC，控制目录1 绪论 (1)1。
1 课题概述 (1)1.2 洗衣机发展概况 (1)1。
3 课题研究的目的与意义 (2)1.4 本课题研究的主要内容 (3)2 系统硬件设计 (4)2。
1 系统的控制要求 (4)2。
2 系统硬件设计 (5)2。
3 系统软件设计 (8)3 总结 (13)3.1 工作总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)附录 (16)附录一：梯形图程序 (16)1 绪论1.1 课题概述本次设计基于PLC 的全自动洗衣机控制，采用PLC 控制开发的周期短,开发成本低,可靠性高，可以直接用于现场控制。
工业洗衣机PLC课程设计
任务：设计并实现一个工业洗衣机PLC控制系统
内容：包括硬件设计和软件设计两部分
编写PLC程序代码
测试PLC程序
完成PLC课程设计报告
确定PLC型号和功能需求
设计PLC程序流程图
编写PLC程序说明书
调试PLC程序
汇报人：
优化控制程序：根据调试结果，对PLC编程软件进行模拟调试
测试工具：使用PLC编程软件进行模拟测试
测试内容：包括程序逻辑、功能实现、性能指标等
测试结果：记录测试结果，分析问题原因，进行优化和改进
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
完善安全保护功能，确保洗衣机运行安全
为就业做准备：通过课程设计，让学生了解工业洗衣机PLC的设计流程和技巧，为就业做好准备。
设计目标：掌握PLC编程技术，实现工业洗衣机的控制功能
设计成果：提交完整的PLC程序和设计报告，并通过答辩
设计要求：满足工业洗衣机的功能要求，保证控制系统的可靠性和稳定性
设计内容：包括PLC硬件选型、程序编写、调试和测试等
PLC广泛应用于各种工业控制系统中，如工业洗衣机、电梯、机器人等。
PLC具有可靠性高、编程简单、易于维护等特点，是现代工业自动化的重要工具。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
监测洗衣机的运行参数
控制洗衣机的运行状态
实现洗衣机的自动化操作
提高洗衣机的运行效率和稳定性
控制洗衣机的运行状态
监测洗衣机的运行参数
输入设备：传感器，负责检测洗衣机的运行状态和参数
输出设备：执行器，负责执行PLC的控制指令，如电机、电磁阀等
通信设备：网络接口，负责与其他设备或系统进行数据交换
自动化的应用举例
日常生活中常见的：
*家庭：
全自动照相机、洗衣机、电饭煲
*银行：
*交通：
自动取款机ATM
自动控制的红绿灯、
火车上的自动烧开水机
*高档楼宇： 自动门、自动自来水开关
自动化设备的特点： 工作时不需要（或很少需要）人参与， 却能按照人的要求“自动”完成其承担的任 务。 充分理解： 各种自动的（或自动控制的）设备 仅是一项大的自动化工程中的一个细胞。 而以上例举的自动的设备 仅为整个自动化大家庭中的一个个小细胞
自动化的应用举例：
工业自动化——自动机、自动生产线、 无人车间、无人工厂
Local Controller PMAC Linux Intelligence and humanmachine interface
Motion Planning
Motion Controller
Servo Controller
——完成人无法完成的工作 管道机器人（各种油管、水管）、 水下6000米机器人
※扩展作用
——管理、经济、金融过程智能化
军事自动化——无人飞机、导弹
交通自动化 机器人
壁 面 清 洗 机 器 人
擦 玻 璃 机 器 人
采摘机器人
医 用 机 器 人
自动化的研究内容宽广， 并且越来越宽广
自动化是一门名副其实的多学科交叉学科
※基本作用（传统观念）
——比人干得更快、更好，极大地提高生产力 从自动化生产线上生产的产品 ，质量越来 越好，价格越来越低。例： 5 元数字计算机 ——把人从繁重的危险的工作中解放出来 矿井掘井、核电站检查、消防救火、 无人侦察机、导弹（无人）
Scanner
PLC和变频器在工业洗衣机控制系统中的应用
厂进 行大 批量 衣物 清 洗 用 的洗 衣 机 ， 具有 洗 涤 容 量 大 、 果好 、 效 成本低 、 率高 、 染小 等特点 。其 效 污 洗 涤工艺 一般 由洗 涤 、 洗 、 漂 均布排 水 和脱水 等 几
部 分组成 。整个洗 涤控 制 的关键 在于低 速 洗涤 时
１ 工业洗衣机 的动力要求
对 于工 业洗 衣 机 滚 筒 来 说 ： 涤 和 漂洗 过程 洗 是频 繁 的正 、 转运行 过程 ； 布排 水 过程 是排 除 反 均 滚筒 内洗 涤用 水并将 衣 物均匀 分 布在滚 筒 周 围的
而且 由于 负 载很 大 ， 了 获得 大 的起 动转 矩要 采 为 用 大 电阻 电机 ， 速 时还 另需 制 动 装 置 。随 着大 减 功率 开关 器 件 制 造 技 术 及 计 算 机 控 制 技 术 的 发 展， 采用 变频 调 速控 制 电机 已渗 透 到 各 种 电力传
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｗ ｉｈ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｔａ ｆｒ ａｉｎ ｏｆａ ｔａ ｉｉｎａ ｎｄ ｔ ａ ｓ ｉ ｇ ｍ ａ ｉ ｅ，ｔ ｐ ｌｃ ｔｏ ｆ ｔａ ｔ ｔ ｈ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｒ ｎｓｏ ｍ ｔｏ ｒ ｄｔｏ ｌｉ ｕｓｒ ｌｗａ ｈ ｎ ｃｈ ｎ ｉ ｈｅ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｏ Ｓ７ ２ Ｃ ｎ — ００ ＰＬ ａ ｄ ＶＦ一 ｅｉ ｓｆｅ ｅ ｃ ｏ ｖ ｒｅ ｎ ｉ ｄ ｔｉｌｗａ ｈ ｎ ｃ ｉ ｅ ｗａ ｎｒ ｄ ｅ ７Ｆ ｓｒｅ ｒ ｑｕ ｎ ｙ ｃ ｎ ｅ ｔｒｉ ｎ ｕｓｒａ ｓ ｉ ｇ ｍａ ｈ ｎ ｓｉ ｔｏ ｕｃ ｄ．ｉ ｃｕｄ ｎ ｈ ｏ ｒ ｎ ｌ ｉ ｇｔ ｅ ｐ ｗｅ ｒ ｑ ｒ ｍ ｅ ，ｔ ｅ ｓ ｈｅ ａｉ ａ ｒ ｍ ｆｓ ｓｅ ，ｔ ｅ ｓ ｔｉ ｆｉｖ ｒｅ ｐａａ ｅｅ ，ａ ｄ ａｓ ｏ ａｔｒ ｅ ｄ ｎ ｔ ｅ ｕｉｅ ｎｔ ｈ ｃ ｍ ｔｃｄｉｇ ａ ｏ ｙ ｔ ｍ ｈ ｅｔｎｇｏ ｎ ｅ ｔｒ’ ｒ ｍ ｔ ｒ ｎ ｌｏ ｓ ｍｅ ｍ ｔｅ ｓｎ ｅ ｉ ｇ ａ — ｔ ｎ ｉｎ． Ｔｈ ｐｐｉ ａｉｎ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗｅ ｈａ ｔｓ ｔｓ ｅ ｈｅ ｄ ｖ ｎｄ ｃ ｎｔｏ ｅ ｕｉｅ ｅ ｆｔ ｅ ｉ ｕｓｒａｌｗａ ｈｉ — ｅ ｔｏ ｅ ａ ｌｃ ｔｏ ｅ ｕ ｔｓ ｏ ｄ ｔ ｔｉ ａｉｆ ｄ ｔ ｒ ｅ ａ ｏ ｒ ｌｒ ｑ ｒ ｍ ｎｔｏ ｈ ｎｄ ｔ ｓ ｎｇ ｍａ ｉ ｉ ｉ ｃ ｎｅ ａ ｄ ｃ ｕｌ ａ ｅ ｅ ｅ ｇ ｈｉ ｎ ｏ ｄ ｓ ｖ ｎ ｒｙ．
项目4 工业洗衣机的PLC控制
项目4 工业洗衣机的PLC控制项目4工业洗衣机的plc控制单元2基本应用模块项目4工业洗衣机的plc控制PLC的原理及应用模块2基本应用模块项目4工业洗衣机的PLC控制目标与要求●●●●学习状态元件在不用于步进程序时的功能；进一步掌握步进控制程序的状态转移图；认识工业洗衣机的plc控制过程；学会有停电保持功能的步进状态控制的plc程序编写。
PLC的原理及应用模块2基本应用模块项目4工业洗衣机的PLC控制项目分析工业洗衣机的进出口分别由进口电磁阀和出口电磁阀控制。
当水进入时，洗衣机将水注入内桶；排水时，洗衣机从内桶排水，内桶可旋转，仅用于脱水。
内筒与波轮安装在同一中心。
洗涤和脱水由同一台电机完成，由脱水电磁离合器控制（脱水时，脱水电磁离合器通电脱水，此时波轮不转动）。
脱水电磁离合器失电，电机带动清洗波轮实现正反转，完成清洗功能。
不符合要求。
例如，如果在洗衣机工作过程中切断电源，在再次呼叫后，当洗衣机断电时，它将继续完成（具有断电保持功能）。
工业洗衣机的工作过程如图2-4-2所示。
plc原理及应用单元2基本应用模块项目4工业洗衣机的plc控制项目分析图2-4-2工业洗衣机的工作过程图plc原理及应用单元2基本应用模块项目4工业洗衣机的plc控制项目准备1状态元素的应用从之前的研究中我们知道，状态元素s具有自动重置功能，即当步进程序执行到某个状态时，状态元素后面的程序可以执行；如果步进程序被转移到下一个状态，上一个状态将自动重置，并且在该状态之后的程序将不再执行。
当状态元件不用于步进程序时，也可用作通用辅助继电器（m），其功能与通用辅助继电器相同，如图2-4-3所示。
图2-4-3状态转移元件作为通用辅助继电器使用图2-4-3所示的梯形程序，为一振荡电路，接下x0,y0接通1秒，断开2秒的方式不停振荡，按下x1后停止；其中状态元件s20起接通和断开电路作用相当于一个通用辅助继电器。
plc原理及应用单元2基本应用模块项目4工业洗衣机的plc控制项目准备2.步进控制程序编写的注意点(1)步进节点之后必须先进行线圈驱动，再进行状态转移，顺序不能颠倒。
机电一体化课程设计实例全自动洗衣机
可整理ppt
36
三种洗衣机比较
洗净度和损衣率： 滚筒洗衣机可以加热，损衣率比较小（<0.10%)， 洗净率高（>0.75)。采用的是摔打式的洗法，相当 于是我们的手洗方式，所以衣服不会缠绕，不会打 结。 波轮式洗衣机采用摩擦式的洗涤，洗净度比较高 （>0.7)，但是磨损率较高（<0.15%)。 搅拌式洗衣机的洗净率一般是大于0.7。
3.电容器
可整理ppt
19
可整理ppt
20
（四）进水、排水系统
1.进水电磁 阀
进水阀由
电磁线圈、
可动铁心、
橡皮膜、弹
簧等组成，
其结构如图
8-20所示。
可整理ppt
21
2.水位开关 水位开关结构及水压传递系统如图8-21所示。
可整理ppt
22
水位开关的动作示意图如图8-22所示。
可整理ppt
23
6.定时器指示误差 7.振动性能 8.噪声 9.制动性能
可整理ppt
2
普通波轮式洗衣机
普通双桶波轮式洗衣机 主要由箱体、洗衣桶、脱 水桶、波轮、电动机、传 动机构、控制机构（包括 定时）排水机构等部分构 成，如图8-1所示。
可整理ppt
3
可整理ppt
4
1.箱体
2.洗衣桶
洗衣桶内 强制循环毛絮 过滤结构如图 8-3所示。
洗衣机
概述
1.按洗衣机自动化程度分类：普通洗衣机、 半自动洗衣机、全自动洗衣机。
2.按照洗涤方式分类：波轮式、滚筒式、搅 拌式。
3.按照结构型式分类：普通型单桶、双桶、 半自动双桶、波轮式全自动、滚筒式全自动 洗衣机。
可整理ppt
1
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Pr.6=10Hz （低速RL）
Pr.7=50s（第一加速度） Pr.8=25s（第一减速度） Pr.44=25s（第二加减速）
五、程序梯形图
输入地址分配 X0：启动
X1：停止
五、程序梯形图
输出地址分配 Y0：低速RL
Y1：中速RM
Y2：高速RH
Y3：第二加减速RT
Y4：启动、停止STF
启动、停止
STF 低速运行 延时150秒 第二加速度 中速运行 延时50秒 第二加速度 高速运行 延时50秒 停止
六、程序列表
1 LDP X0 2 ANI X1 3 SET M0 4 LD M0 5 OUT Y4 6 LD M0 7 ANI Y1 8 ANI Y2 9 ANI T0 10 OUT Y0 11 OUT T0 K1500 12 OUT Y3 13 LD M0 14 AND T0 15 ANI Y2 16 ANI Y0 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 OUT Y1 OUT T1 K500 OUT Y3 LD M0 AND T1 ANI Y1 ANI Y0 OUT Y2 OUT T2 K500 LD T2 RST M0 END
功能要求:工作频率预置30Hz,升速时间预置为
25s (由10Hz升至30Hz需时10s),工作时间预置为
40s。
二、用PLC和变频器 实现工业洗衣机脱水自动控制
程序步骤3： 进入快速甩干。 功能要求:工作频率预置50Hz，升速时间预置 为25s（由30Hz升至50Hz需时10s），工作时 间预置为40s。
RD/WR
INS/DEL
INS/DEL
MNT/TEST
MNT/TEST
选择 读
选择 写
选择 插入
选择 删除
选择 监控
选择 测试
写入 LD M0
[WR模式] LD M GO 0
写入 OUT T1 K500
[WR模式]
OUT
T SˊP K GO 5 0 0 1
写入 LDP X0
[WR模式] LD X G O P/I 0
程序说明
X：输入点 Y：输出点 M：内部寄存器
T：时间继电器
LDP：取上升沿脉冲 MPS：公共触点进栈 MRD：公共触点读栈 MPP：公共触点出栈
七、操作步骤
用计算机下载程序到PLC或者用编程器输入程序到 PLC。
设定变频器的其它必要的参数。
设定变频器为外部模式（EXT）。 压启动按钮（常开），开始脱水运行，直到脱水 完成，并自行停机。 如果中间需要停机,压停止按钮(常闭)。
PLC
第二加减速 启动 X01 Y02 Y03 COM Y04 COM
高速 中速 低速 正转启／停
RT
RH RM RL STF SD
X01
变 频 器
FR-A700
FX1S-20MR
图1-2 硬件接线图
M 3～
三、硬件原理
选用FR-A700系列通用变频器 选用FX1S-20MR小型可编程控制器 利用变频器的多段速控制端RL、RM、RH控制 洗衣机脱水过程低速、中速和高速运行。
二、用PLC和变频器 实现工业洗衣机脱水自动控制
程序步骤1：
开始脱水时衣物是湿透的,负载较重,故首先慢
速脱水。
功能要求:工作频率预置10Hz,升速时间预置为 50s(升至10Hz需时10s),工作时间预置为140s。
二、用PLC和变频器 实现工业洗衣机脱水自动控制
程序步骤2：
经过慢速脱水后,负载变轻,可升至中速脱水。
利用变频器的第二功能控制端RT切换加减速时
间。
图1-8 FR-A700变频器
图1-9 可编程控制器FX1S-20MR
四、变频器的主要参数设定
通过RH、RM、RL的开关信号，控制变频器输出 高、中、低三段速度。设置下列各段速度和加减 速时间参数如下：
Pr.4=50Hz （高速RH） Pr.5=30Hz （中速RM）
手持编程器（HPP）的使用
将HPP连接到PLC，接通电源
屏幕显示
COPYRIGHT(C）1990 MITSUBISHI EECTRIC CORP MELSEC FX V4.10 2秒钟后
模式选择
PROGRAM MODE ■ ON LINE（PC） OFF LINE（HPP）
压[ GO ]键
手持编程器（HPP）的使用
工业洗衣机之一
工业洗衣机之二
工业洗衣机之三
一、工业洗衣机简介
家用洗衣机的动力是单相交流异步电动机，控制核心
是微机（单片机），成本较低，价格在数千元之间。 工业洗衣机的动力是三相交流异步电动机，控制核心 采用可编程控制器和变频器，成本较高，价格在数万 元之间。 为了简化，本实例仅介绍脱水过程。脱水过程靠的是 高速旋转时的离心力。
修改T0的设定值从K1500到K200
[Device Monitor of the T0]
MNT/TEST S’P S’P K GO 2 0 0
变频器的三速控制不仅可以用在工业洗衣机上， 还可以用在其它很多生产和生活场合，例如龙
门刨床。
龙门刨的加工工艺要求：低速进刀，中速切削，
高速返回，也是三种速度。
差别在于速度的切换方法，龙门刨床不用定时
器切换，而用行程开关切换。
思考题：
1.变频器的多段速控制端RL、RM、RH最多能
控制几种速度变化？为什么？
2.如果脱水过程只用一种速度：高速，也能将 衣物甩干，但后果是什么？
二、用PLC和变频器 实现工业洗衣机脱水自动控制
程序步骤4： 脱水完成，然后停机。 功能要求，工作频率预置0Hz，降速时间预 置为25s（由50Hz降至0Hz时间为25s）。
图1-1 工业洗衣机脱水运行时序
f/Hz
50
30
10 程序步骤1 程序步骤2 程序步骤3 程序步骤4 t/s
三、硬件原理
读第55步指令
[RD模式] STEP 5 GO 5
删除第100步指令
[RD读模式] STEP 1 GO 0 0
INS/DEL
INS/DEL GO
在200步前插入指令“AND T0”
[RD读模式]
STEP 2 GO INS/DEL 0 0
AND
T GO 0
程序检查
[启动HPP] OTHER 2 GO
当选中在线模式时
GO 当选中离线模式时 SELECT PC TYPE FX，FX0 ■FX2N、FX1N、FX1S GO
ON LINE MODE FX SELECT FUNCTION OR MODE MEM SETTING 8K
手持编程器（HPP）的使用
RD/WR
INS/DEL
MNT/TEST
RD/WR
自动化工程应用实例 （一）
工业洗衣机自动控制
一、工业洗衣机简介
洗衣机的工作流程由进水、洗衣、排水、脱水 四个过程组成。在半自动洗衣机中，这四个过
程分别由相应的按钮开关操控；而在全自动洗
衣机中，这四个过程可以做到全自动依次进行， 直到洗衣结束。 工业洗衣机适用于宾馆、酒店、医院、学校、 服装厂等，满足大容量洗衣要求