【摘 要】本文阐述了利用三菱公司生产的PLC（型号为FX2N―48MR）结合亚龙PLC全自动洗衣机控制单元一台，模拟实现了洗衣机由进水、洗涤、排水、脱水、报警到自动停机的循环过程。设计了相应的系统软件，并运用梯形图编程。此项设计对于开发实训课教学，提高职业类学生的动手能力，起到了积极的促进作用。
【关键词】PLC 洗衣机 全自动 控制 触摸屏
一、引言
随着科学技术的发展，电气控制技术在各领域中得到越来越广泛的应用。可编程序控制器（PLC）的应用使电气控制技术发生了根本的变化。PLC是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能强、可靠性好、编程简单、使用方便、体积小，现已广泛应用于工业控制的各个领域。
二、模拟装置组成
为辅助PLC应用的教学，学校实训室配备了计算机、PLC模块、和全自动洗衣机应用模块。
1. 计算机：编辑控制程序，传入PLC模块，同时可实现程序编辑、修改、调试等操作。
2. PLC模块：通过数字式、模拟式的输入输出，在其内部存储执行逻辑运算、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制洗衣机的运行过程。
3. 全自动洗衣机模块：全自动洗衣机模块中的启动、停止、上限、下限、手动排水按钮与PLC模块中的X接线端子相连。进水、排水、正搅拌、反搅拌、甩干桶、蜂鸣器指示灯与PLC模块中的Y接线端子相连。
三、洗衣机工作原理及控制要求
1. 洗衣机的结构
洗衣机的结构由洗衣机的电机、定时器、进水电磁阀、排水电磁阀、水位开关、离合器、蜂鸣器、电容等组成。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、外桶的水流相通。
2. 洗衣机的工作原理
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，通过控制系统使进水电磁阀打开，经进水管将水注入外桶。水位开关可以控制水位。当进水达到预先规定的高度（上限）时，就被高位水位开关检测到，由控制系统使进水阀关闭。排水时，控制系统使排水阀打开，一段时间后，由控制系统控制脱水桶进行脱水。当水排完时，被低水位开关检测到，则停止脱水，排水阀关闭。
3. 控制要求
（1）工作循环设计
PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好起动。按下起动按钮，进水阀打开，进水到上限时，进水阀关闭，停止进水。开始洗涤正转，正洗15秒后暂停，3秒后开始洗涤反转，反洗15秒后暂停3秒，计数器加1，累计洗涤计数，若未满3次，则重复进行正反转洗涤，此为小循环。若满3次时，则排水阀打开，开始排水。5秒后脱水桶旋转脱水，并继续排水，当水位开关检测到水排完，脱水桶停止脱水，排水阀关闭，计数器加1，即完成一次从进水到脱水的大过程。若未完成3次大循环，则返回至从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了3次大循环，则洗完报警，每秒钟报警一次，报警6秒后结束全部过程，回到初始状态。
（2）停止工作
按停止按钮以实现手动停止、进水、排水、脱水及报警；按暂停按钮实现暂停工作，待再次按下起动按钮后，再从暂停时的状态继续工作；按排水按钮实现手动排水。
（3）模拟演示情况
进水阀的打开、关闭分别模拟为进水灯的亮、灭；排水阀的打开、关闭也分别模拟为排水灯的亮和灭；按下上限按钮，模拟进水到位；按下下限按钮，模拟水已排空。洗涤的正反转分别用搅轮的顺时针、逆时针灯亮模拟；报警模拟为蜂鸣器灯亮。
四、系统软件设计
1. PLC输入输出电路设计
综合系统各方面的设计要求，本系统共采用6个输入点，其中X0设计为启动按钮，X1停止按钮，X2暂停按钮，X3上限按钮，X4下限按钮，X5排水按钮。同时输出点也设计6个，将Y0设计为进水、Y1洗涤正转、Y2洗涤反转、Y3排水、Y4甩干、Y5蜂鸣器。
说明：（1）上限按钮、下限按钮在实际应用时分别是水位检测元件。
（2）Y0、Y3在实际当中接的是电磁阀，Y1、Y2、Y4在实际当中接继电器线圈，Y5在实际中接蜂鸣器。
2. 顺序功能图和梯形图设计
（1）顺序功能图
由于本系统是一个典型的顺序控制实例，所以采用步进指令编程。使用顺序控制设计法时首先根据系统的工艺过程，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图。
（2）梯形图的设计
①通用定时器没有保持功能，在输入电路断开或停电时被复位，考虑到洗涤时停电情况，所以采用有保持功能的积算定时器T250-T254。注意定时器的复位和定时时间设定。
②大小循环用计数器C0和C1实现。
③暂停控制用特殊继电器M8040和M8034配合实现。
梯形图分块完成，实现自动循环、手动停止、暂停、手动排水等功能，最后进行整合，完成整个程序的编写。
五、触摸屏的设置
触摸屏在自动化生产线的应用越来越广泛，为了更好将系统设计成智能化，方便操作和远程控制，所以在完成系统功能要求的前提下，配置了一台GT1155触摸屏，界面设置为：用六个按钮采用位开关绘制，分别对应六个输入信号。采用六个指示灯分别对应六个输出。
六、结束语
通过本系统的设计，对PLC编程有了更深刻地理解，从而进一步地掌握了步进指令、定时器、计数器的使用功能。本次设计，对加强PLC实训课建设，提高学生专业兴趣和动手能力也起到了促进作用。此外，还学习了触摸屏的应用，实现了PLC与触摸屏之间进行可靠的人机对话。
【参考文献】
［1］吴中俊，黄永红主编. 可编程控制器原理及应用．北京：机械工业出版社，2005.
［2］高勤主编. 电器及PLC控制技术. 北京：高等教育出版社，2002.