摘要：近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制技术的不断更新。以全自动洗衣机为例，自从全自动洗衣机诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进。本篇论文描述了采用可编程控制器作为核心控制部件，并利用计算机对工业洗衣机进行模拟监控的控制系统总体控制，设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案，实现全自动清洗过程。
关键词：PLC；洗衣机；控制系统
1 可编程序控制技术
1.1 PLC的定义及特点
1.1.1 PLC的定义
可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的储存器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外部设备，都应按易于工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则而设计。
1.1.2 PLC的特点
PLC时综合继电器接触器控制的优点及计算机的灵活、方便的优点而设计制造和发展的，这就使PLC具有许多其它控制器无法相比的特点。
（1）可靠性高，抗干扰能力强（2）通用性强，使用方便（3）采用模块化结构，使系统组合灵活方便（4）编程语言简单、易学、便于掌握（5）系统设计周期短（6）对生产工艺改变适应性强（7）安装简单、调试方便、维护工作量小
2 PLC的基本组成及工作原理
2.1 PLC的基本组成
在上图中，PLC的主机由微处理器（CPU）、传感器（EPROM、RAM）、输入/输出模块、外设I/O接口、通信接口及电源组成。对于整体式的PLC，这些部件都在同一个极壳内。而对于模块式结构的PLC，个部件独立封装，称为模块，个模块通过机架和电缆连接在一起。
主机内的各个部分均通过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线连接。根据实际控制对象的需要配备一定的外部设备，可构成不同的PLC控制系统。
2.2 PLC的基本工作原理
PLC是一种存储程序的控制器。用户根据某一对象的具体控制要求，编制好控制程序后，用编程器将程序键入到PLC的用户程序存储器中寄存。PLC的控制功能就是通过运行用户程序来实现的。
PLC扫描工作方式主要分三个阶段：输入采样、程序执行、输出刷新。
（1）输入采样 PLC在开始执行程序之前，首先扫描入端子，按顺序将所有输入信号，读入到寄存输入状态的输入映象寄存器中，这个过程称为输入采样。PLC在运行程序时，所需的输入信号不是现时取输入端子上的信息，而是取输入映象寄存器中的信息。在本工作周期内这个采样结果的内容不会改变，只有到下一个扫描周期输入采样阶段才被刷新。
（2）程序执行 PLC完成了采样工作后，按顺序从0000号地址开始的程序进行扫描执行，并分别从输入映象寄存器、输出映象寄存器以及辅助继电器中获得所需的数据进行运算处理。再将程序执行完毕之前
（3）输出刷新 在执行到END的命令时，即执行完用户所有的程序后，PLC将输出映像寄存器中的内容送到输出锁存器中进行输出，驱动用户设备。
3 全自动洗衣机的自动控制原理
3.1 进水和排水系统
全自动洗衣机的洗衣桶和脱水桶是以同一轴心安放的。脱水桶的周围有许多小孔，使内桶和外桶的水流相通。全自动洗衣机的进水系统采用水位压力开关和进水阀，由程序控制器调节。设有溢水口，其位置在盛水桶上口部。漂洗时，它能让洗涤液中的泡沫和污水溢出，有利于漂清。
全自动洗衣机水位开关一般有三档水位控制，并都有 低水位、中水位、高水位、再注水等功能当进水阀注水，内桶水位增高到预选水位时，主电机导通，进水阀断开，并开始洗衣。全自动洗衣机的排水系统由程序来控制排水电磁阀，牵引排水阀。
3.2 洗涤与脱水系统
全自动洗衣机主要是通过波轮对衣物的翻滚达到洗涤目的。为了保证洗涤效果，洗涤桶的内壁上必需设计成凸形来增大摩擦力，达到满意的洗涤效果，提高洗涤率。
洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，控制系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。启动按钮用来启动洗衣机工作，停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。洗衣房设备排水按钮用来实现手动排水。
洗衣机具有盖的带锁装置，该锁定装置，包括洗衣机盖板、洗衣机箱体，还包括控制开关，与控制脱水的开关联动，使用户在脱水时不能打开洗衣机盖板，从而确保了洗衣机脱水时的操作安全。
3.3 箱体与支承系统
洗衣机外箱体是洗衣机的盔甲，很多洗衣机采用高分子聚合塑钢材料作为外箱体，永不生锈，耐碰撞，防漏电，机身轻便，易于搬动。有的采用刚柔相济的不锈钢做内桶刚性，在于不锈钢材质表面分子结构致密，空隙小，以达到抗菌，抑菌，耐腐蚀的作用。柔性，超级镜面不锈钢材料光滑柔细，即便是最娇柔的面料也不会受到损伤。很多洗衣机内桶完全采用世界一流的不锈钢材料制成，拥有顶级的品质保证。全自动洗衣机一般采用轻触式开关，全自动洗脱机 在按下开关后，字符旁边的指示灯会亮。当指示灯亮起表示程序选中，指示灯闪烁表示正在执行此程序，指示灯熄灭表示程序未选择或执行完毕。
3.4 PLC机型选择
PLC是一种根据用户给的指令，通过输入接口现场采样信息执行逻辑或数值运算，再通过输出接口去控制各种执行机构动作。它主要有CPU、存储器、I/O接口模板三部分。通过对结构图的分析，可知全自动洗衣机的I/O点不多，选择三菱FX系列 F1—20MR，可以完全满足其要求，F1—20MR有20个I/O，根据输入，输出口的总点数，考虑留有适当余量。
全自动洗衣机电气控制系统包括微处理器、排水电磁铁、电容器、门开关、按键开关、指示灯、中间继电器，水位压力开关、蜂鸣器及进水电磁阀等部件组成。通过微处理器，能自动完成进水，洗涤（漂洗）、排水、脱水、报警等全部程序，只需设计软件就可以来达到预想控制的目的。
4 全自动洗衣机PLC运行步骤
（1）按启动按钮ON后，开始供水，当进水漫到水满传感器（即上限位X1）时，停止供水（YO）指示灯灭）
（2）洗衣机开始执行洗涤过程，，内筒正转5秒（Y1指示灯亮），然后倒转5秒（Y2指示灯亮），按此循环5分钟。
（3）洗涤结束后，出水阀（Y3）开始排水
（4）当排水位到达下限位（x2）时，脱水桶（Y4）工作数秒；
（5）脱水结束继续排水，此时如果水位低于下限位（X2），则关闭水阀，同时发出报警信号（Y5指示灯亮），提示工作人员取衣服；
（6）按停止按钮（X3），洗衣机工作停止。
参考文献：
[1] 高勤.电器及PLC控制技术[M].北京：高等教育出版社，2008.6.
[2] 陈廷全.可编程序控制原理及应用技术.重庆.重庆大学出版社，2000
[3] 郑风翼.郑丹丹.赵春江.图解PLC控制系统梯形图和语句表.北京.人民邮电出版社.2007
[4] 张新军.电气控制与PLC技术及应用.济源.济源职业技术学院出版社，
2006
[5] 李道霖.电气控制与PLC原理及应用（西门子系列）.北京.电子工业出版社，2005.1
[6] 孙平.可编程序控制器原理及应用.北京.高等教育出版社，2003
[7] 余雷声.电气控制与PLC应用.北京.机械工业出版社，1996
[8] 蒋金.全自动洗衣机的PC智能控制[M].