1。5 本文设计内容

本次以工业洗衣机为研究对象，采用可编程控制器作为系统控制核心，结合 变频控制技术，选择满足实际需求的元器件，形成一套完整的工业洗衣机控制系 统。主要包含工业洗衣机电气原理介绍、电气元件选择、系统电气图设计、程序 设计等工作。

2 系统概述

2。1 设计任务及要求

设计任务： 确定全自动洗衣机类型；查阅期刊及相关文学资料，积累知识，充分了解工

业洗衣机的工作过程及电气原理；对工业洗衣机结构进行合理分解，并一一了解； 仔细落实工业洗衣机所有元器件构成；查阅相关选型手册，选择性价比最高

的，且能满足工业洗衣机要求的元器件；能够把各元器件进行组合连接，形成一 套完整的工业洗衣机电气控制图；反复推敲控制图的控制流程以及存在的控制方 式等，确保能够顺利实现洗衣机全自动控制，形成可编程控制器控制点表；结合 工业洗衣机工作过程、电气原理、控制方式等，利用可编程控制器编程软件，逐 步编写控制指令或梯形图；利用可编程控制器仿真软件，结合电气控制图，对所 编写可编程控制器程序进行逐一仿真，确保程序能够实现全自动洗衣[3]。

设计要求：

（1）所设计电气控制图及编写的可编程控制程序能够实现全自动洗衣；

（2）设计出系统工作流程图及各控制环节流程图；

（3）形成系统控制 I/O 点表；

（4）画出系统接线图；

（5）形成完整的可编程控制程序指令集或梯形图。

2。2 系统方案

我选择工业波轮自动洗衣机为研究对象，其电气控制系统由排水电磁阀、进 水阀、水位开关、电机、安全开关、功能选择开关和类似控制器，自动洗衣机可 称为“自动”，因为它的整个工作过程是由控制器自动控制的。

系统解决方案如下图 2-1 所示，我使用西门子 S7-200 系列 PLC 作为控制核心， 通过 PLC 控制变频器，实现工业洗衣机电机速度控制。利用主令电器，如模式选 择开关、按钮开关检测开关和控制信号输入到 PLC 可编程控制器[4]，可编程控制 器按照程序指令要求，控制电磁阀水引流操作，按照流程控制电机换向继电器开 关转换器，系统配置的模拟量输出模块把模拟信号输出到变频器，最终实现对电 机转速的自动控制。

 洗衣机主体结构图

上图 2-1 中，控制核心为 PLC，它包含 CPU 处理单元，输入输出单元：

CPU 处理单元：

与日常电脑的 CPU 是一样的，CPU 在 PLC 在系统中，它相当于人的神经中 枢环节，是 PLC 系统的控制中枢，它能够按照 PLC 控制系统[5]编写的程序指令要 求的功能进行接收并存储数据，也能够检查 PLC 控制系统的电源、存储器、输入 输出模块以及相关定时器计数器状态，还能够诊断用户编写程序指令存在的问题。

本次设计的 CPU，不仅能够接收主令电器如转换开关、按钮等信号，同时能 够获取扩展模块 PLC 输入模块[6]EM221 与 PLC 输出模块 EM232 信号，而且可以 与变频器保持实时通信，实现对洗衣机电机的精准控制。

输入单元： 作为中间单元，把被控制对象送来的开关信号，经过光电隔离，然后在把电

平转换为 CPU 处理单元能够识别处理的 TTL 电平，反馈至 CPU 存储系统内。主 要分输入信号处理、光电隔离、信号锁存、地址译码、逻辑控制等几部分。

本次设计输入单元，一部分为 CPU222 自带模块、一部分为扩展模块 EM221， 在本次系统中，主要完成对转换开关、按钮开关、检测开关等状态信号实时采集， 传输至 CPU 处理单元，参与流程控制。