1. 研究目的与意义
1、选题简介：随着科技日新月异，人民生活水平不断提高，消费者对家庭电气自动器自动化的需求不断加大，其中全自动洗衣机占很重要的位置。
半自动洗衣机，就是需要人为参与操作，才能完成洗衣、甩干、排水全过程。半自动洗衣机的特点就是，洗衣时需要人为操作和监控，从进水到排水，定时等。简单地说就是一边是洗衣服的，而另一边是甩干的，可重复洗衣服的机器。而全自动洗衣机是在电脑板上预先设定好某个程序，洗衣时选择其中一个程序，只需打开水龙头，启动洗衣机开关。洗衣机就会自动识别控制水位，并精准完成浸泡-漂洗-脱水-自动排水等功能，洗衣完成时自动停止并由蜂鸣器发出响声。通过水位开关与电磁进水阀配合来控制进水、排水以及电机的通断，从而实现自动控制的。
如今市场上的全自动洗衣机大体分为三类，分别是前置式侧开门滚筒式洗衣机、波轮上开门洗衣机、搅拌式洗衣机，从结构上分为波轮式、搅拌式和滚筒式。
2. 课题关键问题和重难点
研究全自动洗衣机控制系统的重点和难点在于对全自动洗衣机控制系统方案的设计及对它功能的实现，控制系统方案的设计决定了后面系统的功能。研究PLC控制的全自动洗衣机决定了已PLC为主的系统设计方案。以PLC为主要控制系统的需要研制出可靠性高、易于操作的控制方法，主要包括电动机正反控制、电磁阀控制、循环控制、保护和连锁。
3、要解决的问题：
（1）解全自动洗衣机硬件组成和设备结构；
3. 国内外研究现状（文献综述）
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三、文献综述 随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的洗衣机装置远远不能满足当前高度自动化的需要。PLC是专门应用手工业现场自动控制装置，再系统软硬件上采用抗干扰措施．当工作程序需要改变时，只需改变ＰＬＣ的内部程序，重新编程而无需对外围进行重新改动。在洗衣机领域，全自动洗衣机以其固有的优点还是赢得了很多的消费者的信赖，应用而生，它将是现在到未来的星星产品，所以有必要开发和改善现有的全自动洗衣机。应用最先进的科技技术，投入最少的资金，不仅会使厂家产品更具市场竞争力，而且现在PLC价格也在下降，更易达到自动化控制，得到更多的赢得消费者的青睐。可编程控制器(PLC)是以计算机技术为核心的通用工业自动化装置,它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起,具有高可靠性、灵活通用、易于编程和使用方便等特点,近年来在工业自动控制、机电一体化以及改造传统产业等方面得到了广泛的应用,被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之首。 REF _Ref128081829\r \h \* MERGEFORMAT [3]本论文针对全自动洗衣机的实际控制要求,运用三菱PLC技术中的经验设计法,在I/O分配的基础上,将整个全自动洗衣机实际控制系统分解为进水、搅拌、排水和清洗四个部分,进行PLC梯形图程序设计和程序功能分析。 水磨洗涤机可用于服装厂水洗牛仔服及丝绸等衣物。工业用洗衣机适用于宾馆、饭店、医院、学校、工厂等领域，满足大容量的洗衣要求。但是传统的基于继电器的控制，已经不能满足人们对洗衣机的自动化程度的要求了。洗衣机需要更好地满足人们的需求，必须借助于自动化技术的发展。而随着PLC技术的发展，用PLC作为控制器，就能很好地满足全自动洗衣机对自动化的要求，并且控制方式灵活多样，控制模式可以根据不同场合的应用而有所不同。 REF _Ref128081935 \r \h \* MERGEFORMAT [5]自动化技术的飞速发展使得洗衣机由初始的半自动式洗衣机发展到现在的全自动洗衣机，又正在向智能化洗衣机方向发展。全自动洗衣正常的工作流程：首先打开电源，用户根据衣物的多少进行水位的选择，并有相应信号灯指示。再按下启动按钮，开始注水洗涤衣物。 1.全自动洗衣机PLC控制分析 REF _Ref128081768\r \h \* MERGEFORMAT [9]1.1正常运行首先选择水位，按下启动按钮电控系统打开进水阀。当水到达预设位置时，停止进水并启动洗涤电动机开始洗涤正转。正转洗涤15s后洗涤电动机暂停。暂停3s后开始洗涤反转。洗涤反转15s后暂停3s，又开始洗涤正转……如此循环。若正、反转洗涤达到3次时，开始排水。水位下降到下限位时，启动洗涤电动机带动内桶正转开始进行脱水并排水。脱水10s后就完成一次从进水到脱水的大循环。然后再启动进水进行洗涤，如此进行3次大循环。最后进行洗完报警。报警10s后结束全过程，自动停机。此外，还可以按下排水按钮以实现手动排水；按停止按按钮可实现手动停止进水、排水、脱水及报警。使用PLC控制时，输入设备主要有电源按钮、启动按钮X0、上限位X1、下限位X2、停止按钮X3、水位选择按钮（高水位选择按钮、中水位选择按钮、低水位选择按钮）、水位开关（高水位开关、中水位开关、低水位开关）、排水按钮等。输出设备主要有电源指示灯、水位选择按钮信号灯（高水位选择信号灯、中水位选择信号灯、低水位选择信号灯）进水电磁阀Y0、洗涤电动机正转接触器Y1、洗涤电动机反转接触器Y2、排水电磁阀Y3、脱水电磁离合器Y4、报警蜂鸣器Y5等。具体工作过程是当按下启动开关X0，供水阀Y0得电并自锁，开始供水，供水指示灯亮起；当供水满达到上限位时，上限位传感器动作，X1得电，供水阀Y0关闭，定时器T0计时开始5分钟，同时，Y1得电，洗衣机内桶开始正转5秒，然后是Y2得电，内桶反转5秒，再后来又是Y1得电、Y2得电、……如此这般循环下去，5分钟漂洗结束；5分钟后, T0得电，Y1、Y2被复位，漂洗停止。与此同时，Y3得电，开始排水，排水过程中，水位下降, 排水指示灯亮起；当水位下降到下限位时，下限位传感器动作，X2闭合, Y4得电, 脱水指示灯亮起, 脱水桶旋转脱水10秒钟, 时间由T3设定。 1.2强制停止按下停止按钮，洗涤电动机和脱水桶停止转动、进水和排水电磁阀全部闭合。可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。 参考文献： [1]张国德,李红.PLC原理及应用[M].机械工业出版社,2010. [2]王永华.现代电气及可编程控制技术[M].北京航空航天大学,2002. [3]胡学林.可编程控制器应用技术[M].高等教育出版社,2002. [4]张建民,等.机电一体化系统设计[M].高等教育出版社,2004. [5]张立科.PLC应用开发技术与工程实践[M].人民邮电出版社,2005. [6]张伟,王连彪,张广帅.基于PLC的全自动打料系统设计[J].仪表技术与传感器,2022(01). [7]张峰,徐明娜.基于PLC的全自动工业洗衣机控制系统的设计[J].国外电子测量技术,2021,40. [8]李德发.基于PLC全自动洗衣机控制系统浅析[J].科技风,2019(25). [9]谢博文,张国栋.全自动洗衣机控制系统设计[J].电子制作,2015(06). [10] 周德林.电脑全自动洗衣机的程序控制系统[J].家用电器,2000(09). [11] 王珂.PLC在全自动洗衣机控制系统中的应用[J].通讯世界,2017(22).
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4. 研究方案
衣机采用PLC控制系统将大大提高工作效率和适应工作环境的能力。在全自动衣机中，洗衣机洗涤、脱水程序是由PLC控制系统工作的。
洗衣机的工作流程由进水,洗衣,排水和脱水4个过程组成。根据课题要求，主要通过水位开关、电磁进水阀和电磁排水阀进行控制，从而实现自动控制的，水位开关用来控制进水到洗衣机内水位，电磁进水阀起着开通水源的作用。进水时，电磁进水阀打开将水注入，排水时，电磁排水阀打开，将水排出。
在本课题设计中PLC在系统中是处中心位置，水位开关是PLC的输入信号控制开关，进水阀、排水阀和电机是洗衣机各种动作的执行机构。其中进水阀和排水阀由PLC给定信号来决定其工作状态;电机的工作状态也由控制中心PLC给定信号来决定的，而电机的正反转状态直接决定了洗衣机的洗涤状态和脱水状态。另外由于洗衣机工作过程是顺序过程，所以利用PLC机的控制系统是可行的。
控制系统原理
程序控制器中存储着多种程序，一旦通过选择开关选好某种程序后，程序控制器便按这种程序自动实施对电动机，进水和排水电磁阀的控制。安全开关又称为盖开关，在洗衣机运行过程中起安全保护作用，它的功能为：在洗衣机工作时误开盖，安全开关便会切断电动机电源，自动中断程序；在脱水过程中如桶内衣物摆放不均匀而产生大幅度振动时，安全开关自动中断脱水过程，启动蜂鸣器。按照采用的程序控制器的不同，波轮式全自动套桶洗衣机的电气控制电路可分为电动机驱动式程序控制器和PLC控制器电路。电动机驱动式程序控制器又称为机械式程序控制器，它具有程序组合量大，工作可靠，抗干扰能力强，而且能直接控制较大电流等优点，PLC控制器有结构紧凑，操作简便，功能齐全，运行可靠等优点。
5. 工作计划
五、工作计划
第1周：查找资料，开展初步分析，撰写开题报告；
第2周：熟悉plc洗衣机的构造；
