劉建偉 魏穎 沈陽工學(xué)院

基于PLC的全自動洗衣機(jī)控制設(shè)計與實現(xiàn)

劉建偉 魏穎 沈陽工學(xué)院

本文利用歐姆龍CP1H可編程控制器的數(shù)字信號控制多個繼電器，用梯形圖編程軟件CX-Programmer進(jìn)行程序編寫，實現(xiàn)與組態(tài)王的互相通信，進(jìn)而構(gòu)建一個全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)。

歐姆龍CP1H型可編程控制器 軟件CX-Programmer 互相通信

基于PLC的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，最大能地滿足日常生活需要，同時提高整套系統(tǒng)的穩(wěn)定性，設(shè)計一個易維護(hù)、成本低、技術(shù)先進(jìn)、易操作、可靠性較高的PLC全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。

1 硬件系統(tǒng)方案

繼電器為主要執(zhí)行模塊，繼電器線圈由可編程控制器CP1H發(fā)出的數(shù)字指令進(jìn)行控制，而電源電路由繼電器的開合直接控制，最終實現(xiàn)了對驅(qū)動電機(jī)的控制。通過計算機(jī)串口將程序傳入可編程控制器，再通過串口將可編程控制器的信號傳回，這時串口傳回的數(shù)據(jù)傳回到組態(tài)軟件中，這樣便實現(xiàn)了可編程控制器與組態(tài)王的相互通信。

在全自動洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)中，最為關(guān)鍵的部件就是控制系統(tǒng)，主要實現(xiàn)洗衣機(jī)的各種洗滌功能。通常情況下，全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)圖，有以下幾個部分組成。全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)圖，如下圖1所示就是本設(shè)計的簡化模型。

圖1 全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)圖

監(jiān)視水位變化，本系統(tǒng)選用的是LC01系列內(nèi)裝IC壓電加速度傳感器，電力系統(tǒng)是保證整個系統(tǒng)運(yùn)行的前提；供水排水系統(tǒng)是整個洗衣機(jī)功能的載體，用戶接口是洗衣機(jī)與用戶溝通的橋梁，用戶通過它按自己的需求來選擇洗衣的具體流程；驅(qū)動電機(jī)也是最為重要的一部分，為整個系統(tǒng)提供機(jī)械動力，全自動洗衣機(jī)電機(jī)正反轉(zhuǎn)示意圖，如圖2所示。

經(jīng)過計算合全自動洗衣機(jī)的功率范圍為120W—250W。故選擇YY104-180型號單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動機(jī)，功率180瓦，額定電壓220V，轉(zhuǎn)速度1350r/min，電流1.7A。選擇CP1H型作為控制系統(tǒng)核心。

圖2 全自動洗衣機(jī)電機(jī)正反轉(zhuǎn)示意圖

2 軟件系統(tǒng)方案

PLC全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)I/O地址分配，在整個系統(tǒng)中，輸出與輸入端均是經(jīng)過隔離與轉(zhuǎn)換后的信號開關(guān)。開關(guān)、按鈕繼電器等設(shè)備組成了輸入接口。電磁閥門、接觸器、指示燈組成了輸出信號設(shè)備。根據(jù)設(shè)計需要選擇恰當(dāng)?shù)腎/O地址進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置出控制元件。根據(jù)本次設(shè)計中的實際需求，洗衣機(jī)控制系統(tǒng)I/O地址分配，如表1所示。

表1 洗衣機(jī)控制系統(tǒng)I/O地址分配

使用歐姆龍可編程控制器當(dāng)專用梯形圖編程軟件CXProgrammer進(jìn)行程序編寫。洗衣機(jī)由一個總開關(guān)和多個流程選擇開關(guān)組成，用戶按照自己洗衣需要選擇相應(yīng)的清洗流程和方式，控制系統(tǒng)會打開閥門開始進(jìn)水，每一個水位按鈕對應(yīng)一個進(jìn)水量。進(jìn)水完畢后水位警戒進(jìn)行提示，之后進(jìn)入清洗流程。

3 全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)組態(tài)通信

在組態(tài)王編寫監(jiān)控畫面工程中，第一需要為要用到的變量編寫數(shù)據(jù)詞典，包括對需要用到的變量的名稱的描述，變量數(shù)據(jù)類型的確定，查找變量對應(yīng)的數(shù)據(jù)地址，選定連接設(shè)備的通訊類型，PLC寄存器地址。

實現(xiàn)組態(tài)王與PLC之間通訊必須先調(diào)試好CX-Programmer軟件與組態(tài)王之間通訊協(xié)議與一系列參數(shù)的設(shè)定，梯形節(jié)點(diǎn)和相應(yīng)的寄存器地址，該地址映射到數(shù)據(jù)字典組態(tài)王中。之后將程序下載到PLC中，通過特定的數(shù)據(jù)傳輸線纜將數(shù)據(jù)傳到組態(tài)王軟件中，實現(xiàn)系統(tǒng)能正常運(yùn)行。

[1]王亞欣．全自動洗衣機(jī)的PLC控制[J]．科技廣場，2008，8：51-53

[2]王蕊．SFC在洗衣機(jī)控制設(shè)計中的應(yīng)用[J]．機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2009，5

[3]王衛(wèi)兵．可編程序控制器原理及應(yīng)用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002：12-13

魏穎(通訊作者)：沈陽工學(xué)院講師。