洗衣机液位检测与控制

全自动洗衣机的控制系统设计说明全自动洗衣机的控制系统是确保洗衣机正常运行和完成洗衣任务的关键部分。

控制系统通过各种传感器、执行器和微处理器等电子元件实现衣物洗涤、漂洗、脱水等各个环节的自动控制和协调。

下面是一份全自动洗衣机控制系统的设计说明，包含洗涤、漂洗和脱水的三个阶段，以及保护功能和用户界面设计。

一、洗涤阶段控制1.温度控制：通过温度传感器实时监测水温，并根据用户设定的洗涤程序，在合适的时间段内控制加热元件的加热功率，以达到所需的洗涤温度。

2.转速控制：通过电机转速传感器实时监测电机转速，并根据用户设定的洗涤程序，在洗涤阶段内控制电机的转速，以达到合适的衣物搅拌效果。

3.水位控制：通过水位传感器实时监测洗衣机内的水位，并根据用户设定的洗涤程序，在洗涤阶段内动态控制进水和排水阀门的开启和关闭，以确保合适的水平。

二、漂洗阶段控制1.水位控制：在漂洗阶段，根据用户设定的漂洗次数，在每个漂洗周期内通过水位传感器控制进水和排水阀门的开启和关闭，以及根据需要增加合适的水位和水流量。

2.转速控制：根据用户设定的漂洗程序，在漂洗阶段进行适当的转速控制，以确保充分的漂洗效果。

三、脱水阶段控制1.转速控制：根据用户设定的脱水程序，在脱水阶段内控制电机的转速，以达到合适的脱水效果。

2.平衡控制：通过重力传感器或倾斜传感器实时检测洗衣机的平衡状态，在脱水阶段内根据检测结果控制电机的转速和加速度，以避免洗衣机在高速旋转时产生过大的震动和噪音。

四、保护功能1.温度保护：通过温度传感器实时监测洗衣机内的温度，当温度过高时，控制系统自动停止加热功率输出，以避免温度过高引起安全事故。

2.电流保护：通过电流传感器实时监测电机的电流，当电流异常时，控制系统自动切断电机电源，以避免电机过载损坏。

3.漏水保护：通过水位传感器实时监测洗衣机底部的水位，当水位超过安全范围时，控制系统自动关闭进水阀门，并进行相应的报警提示。

4.电子锁保护：在洗涤和脱水阶段，通过电子锁控制洗衣机门的关闭状态，以确保用户的安全。

《电气控制与可编程控制器》课程设计说明书题目：自动洗衣机控制系统专业：电气工程及其自动化班级：0922姓名：学号：苏州科技学院机电工程系目录第一章绪论---------------------------------------------------------------------------------------1 1.1课题的研究背景-------------------------------------------------------------------------------1 1.2洗衣机的发展概况----------------------------------------------------------------------------1 1.3课题研究的目的与意义----------------------------------------------------------------------1 1.4本课题研究的主要内容----------------------------------------------------------------------2第二章概述---------------------------------------------------------------------------------------3 2.1 PLC的控制特点-------------------------------------------------------------------------------3 2.2 控制系统框图---------------------------------------------------------------------------------4 2.3 控制系统对应设备及功能------------------------------------------------------------------4第三章硬件电路的设计--------------------------------------------------------------------5 3.1 PLC的选择-------------------------------------------------------------------------------------53.1.1 I/O点数统计---------------------------------------------------------------------------5 3.1.2 I/O储存器容量估计-------------------------------------------------------------------6 3.1.3 CPU功能与结构的选择----------------------------------------------------------------6 3.2 PLC外部接线图-------------------------------------------------------------------------------7 3.3 洗衣机示意图---------------------------------------------------------------------------------8 第四章软件的设计----------------------------------------------------------------------------94.1 I/O分配表-------------------------------------------------------------------------------------94.1.1 输入地址分配表------------------------------------------------------------------------9 4.1.2 输出地址分配表------------------------------------------------------------------------9 4.1.3 内部元件地址分配表------------------------------------------------------------------9 4.2 系统流程图----------------------------------------------------------------------------------114.2.1 强制停止流程图-----------------------------------------------------------------------11 4.2.2 正常运转流程图----------------------------------------------------------------------11 4.3 程序设计-------------------------------------------------------------------------------------134.3.1 系统梯形图----------------------------------------------------------------------------13 4.3.2 系统指令语句表----------------------------------------------------------------------19第五章程序运行过程分析---------------------------------------------------------------22 第六章系统仿真------------------------------------------------------------------------------22 第七章模拟硬件连接-----------------------------------------------------------------------24结语---------------------------------------------------------------------------------------------------25致谢--------------------------------------------------------------------------------------------------25参考文献------------------------------------------------------------------------------------------26第一章绪论1.1 课题的研究背景本次设计基于PLC的全自动洗衣机控制，本文的课题源于市场上洗衣机产品。

基于单片机的洗衣机的控制系统设计一、洗衣机控制系统的功能需求分析洗衣机的主要功能是对衣物进行洗涤、漂洗和脱水。

为了实现这些功能，控制系统需要具备以下几个方面的能力：1、洗涤模式选择：用户能够根据衣物的材质和脏污程度选择不同的洗涤模式，如标准洗、快速洗、强力洗等。

2、水位控制：根据衣物的数量自动或手动选择合适的水位，以达到节约用水和提高洗涤效果的目的。

3、洗涤时间控制：不同的洗涤模式对应不同的洗涤时间，控制系统需要准确地控制洗涤过程的时间。

4、转速控制：在脱水阶段，需要根据衣物的重量和材质控制电机的转速，以确保脱水效果和保护衣物。

5、故障检测与报警：能够检测洗衣机运行过程中的故障，如电机过载、水位异常等，并及时发出报警信号。

二、硬件设计1、单片机选型选择一款适合洗衣机控制系统的单片机是至关重要的。

需要考虑单片机的性能、引脚数量、存储容量、价格等因素。

常见的单片机如STM32 系列、ATmega 系列等都可以满足需求。

2、传感器模块（1）水位传感器：用于检测洗衣机内的水位高度，常见的有压力式水位传感器和电容式水位传感器。

（2）衣物重量传感器：通过测量电机的负载来估算衣物的重量，从而为水位和洗涤时间的选择提供依据。

（3）转速传感器：用于检测电机的转速，以实现对脱水转速的精确控制。

3、电机驱动模块洗衣机的电机通常为交流电机或直流无刷电机，需要相应的驱动电路来控制电机的正反转、转速和启停。

可以使用专门的电机驱动芯片，如 L298N 等。

4、显示与按键模块为了方便用户操作和了解洗衣机的工作状态，需要设计显示模块和按键模块。

显示模块可以采用液晶显示屏（LCD）或数码管，按键模块可以采用薄膜按键或机械按键。

5、电源模块为整个控制系统提供稳定的电源，通常采用交流 220V 市电经过变压器降压、整流、滤波和稳压后得到所需的直流电源。

三、软件设计1、主程序流程系统上电后，首先进行初始化操作，包括单片机内部资源的初始化、传感器的校准、显示模块的初始化等。

洗衣机水位传感器原理
洗衣机水位传感器是一种用于测量洗衣机内水位的装置。

它的原理是利用水的导电性质。

在洗衣机内置有一个传感器电极，一般位于洗衣机内部底部。

当洗衣机开始注水时，水位逐渐上升，最终触碰到传感器电极。

此时，传感器电极与水形成了一个导电通路。

由于水具有很好的导电性，当水与传感器电极连接时，电路会形成一条新的通路。

这个通路被连接到洗衣机控制系统中的电路中。

洗衣机控制系统不断检测传感器电路的状态。

当传感器电路导通时，控制系统会判断水位已经达到或超过设定水位，然后停止注水。

当传感器电路断开时，控制系统会判断水位还未达到设定水位，然后继续注水。

通过不停地检测传感器电路的开闭状态，洗衣机能够根据水位的高低来控制注水的时间和量。

当水位达到预设的水位时，洗衣机控制系统会开始执行其他洗衣程序。

总的来说，洗衣机水位传感器利用水的导电性原理，通过检测传感器电路的开闭状态来判断水位的高低，从而控制洗衣机的注水和停水。

这种技术能够确保洗衣机内的水位在合适的范围内，以达到良好的洗衣效果。

洗衣机水位传感器的原理及故障的修复方法
洗衣机水位传感器工作原理
容器内的水位传感器，将感受到的水位信号传送到控制器，控制器内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，向给水电动阀发出“开”“关”的指令，保证容器达到设定水位。

进水程序完成后，温控部份的计算机向供给热媒的电动阀发出“开”的指令，于是系统开始对容器内的水进行加热。

到设定温度时。

控制器才发出关阀的命令、切断热源，系统进入保温状态。

洗衣机水位传感器故障的修复及检查方法：
1、拔下水位传感器的透明管下端吹气，可以听到传感器的动作声音，说明通水管未漏气。

2、拆开洗衣机壳上部，拔下水位选择旋钮，找到传感器并卸下，再次吹气并测量触点接触情况，发现接触不良，断定是传感器故障而不是控制板的问题。

3、传感器用铁制圆形外壳封闭且是压边固定在传感器座上的，水位控制旋钮通过不同深度的齿形拨叉控制触点的距离来控制水位，只好用薄改锥慢慢撬开拆下。

4、触点快速动作铜片与普通的微动开关一样，只是较大，其触点仅是一条压焊的铜丝，用砂纸打磨并测量接触良好，恢复原状。

如吹气时动作不灵敏，可稍微调节一下调节螺钉使之能灵活通、断。

5、注意，拆下触点部分时，要先拆下侧壳（板正2个固定脚，拔下），再拆下水位控制铁压板、弹簧及压帽（压板及传动杆各一个），再将传动杆芯旋转90度就可分解。

不要丢掉那几个弹簧、压帽。

一、引言随着科技的不断发展，家用电器逐渐智能化，其中全自动洗衣机作为现代家庭生活中不可或缺的电器之一，其控制系统设计显得尤为重要。

本次实训旨在通过实际操作，了解全自动洗衣机的控制原理，掌握PLC编程技术，提高学生的实践能力和创新意识。

二、实训目的1. 熟悉全自动洗衣机的结构、工作原理及控制流程；2. 掌握PLC编程技术，学会编写全自动洗衣机控制程序；3. 培养学生动手能力和团队协作精神；4. 提高学生对智能化家电的兴趣和认识。

三、实训内容1. 全自动洗衣机结构及工作原理全自动洗衣机主要由内桶、外桶、电机、进水阀、排水阀、水位传感器、温度传感器、控制面板等组成。

工作原理如下：（1）进水：按下启动按钮，进水阀打开，水通过进水管进入外桶，当水位达到设定值时，进水阀关闭。

（2）洗涤：进水结束后，电机带动内桶正转，通过波轮对衣物进行搅拌、揉搓，达到洗涤效果。

（3）漂洗：洗涤结束后，排水阀打开，将污水排出，同时进水阀打开，用清水冲洗衣物，重复几次，达到漂洗效果。

（4）脱水：漂洗结束后，排水阀关闭，电机带动内桶高速旋转，将衣物中的水分甩出。

（5）完成：脱水结束后，电机停止工作，洗衣机进入待机状态。

2. PLC编程技术本次实训采用西门子S7-200系列PLC作为控制器，利用梯形图编程实现全自动洗衣机的控制。

主要编程步骤如下：（1）定义输入/输出（I/O）地址：将洗衣机各部件的传感器、执行机构与PLC的I/O端口对应起来。

（2）编写控制程序：根据洗衣机的工作流程，编写梯形图程序，实现各阶段的控制。

（3）调试程序：将程序下载到PLC，进行实际运行调试，确保程序正确无误。

3. 调试与测试将编写好的程序下载到PLC，接通电源，进行以下测试：（1）进水测试：按下启动按钮，观察进水阀是否打开，水位是否达到设定值。

（2）洗涤测试：进水结束后，观察电机是否带动内桶正转，波轮是否工作。

（3）漂洗测试：洗涤结束后，观察排水阀是否打开，水位是否下降，进水阀是否打开。

液位继电器工作原理
液位继电器是一种常用于液位检测和控制的装置。

它通过检测液体的高度或电导率来判断液位的位置，并通过控制电路来实现液位的控制。

液位继电器的工作原理可以简述如下：
1. 传感器检测液位：液位继电器通常配备了一个传感器，用于检测液体的高度或电导率。

不同的继电器有不同的传感器类型，如浮子传感器、电容传感器、超声波传感器等。

2. 传感器与继电器连接：传感器通过导线与继电器连接，将检测到的液位信息传递给继电器。

3. 继电器判断液位：继电器将传感器检测到的液位信息转化为电信号，并进行判断。

具体判断的方式根据不同的继电器而异，例如根据液位的高低与设定的阈值比较。

4. 继电器控制输出：根据液位的判断结果，继电器通过控制电路来控制输出。

比如，当液位超过设定的高液位线时，继电器可以触发输出信号，控制阀门关闭或泵停止工作，以控制液位下降。

通过以上的工作原理，液位继电器可以实现液位的监测和控制，广泛应用于水处理、化工、农业和食品制造等领域。

全自动洗衣机控制系统设计方案设计方案：全自动洗衣机控制系统一、系统概述全自动洗衣机控制系统是一种电子控制系统，旨在实现洗衣机的自动控制、操作和监控。

该系统由多个硬件组成，包括电子控制器、传感器、马达和显示器等。

通过该系统，用户可以方便地选择洗涤模式、操作洗衣机，并监控洗衣过程。

二、系统功能1.全自动洗涤功能：根据用户选择的洗涤模式，自动投放适量的洗衣液和水，在预设的时间内完成洗涤过程。

2.定时功能：用户可以根据需要设定特定时间启动洗涤，以便在合适的时机完成洗衣。

3.温度控制功能：根据用户选择的洗涤模式，自动调节洗涤水的温度，以达到最佳洗涤效果。

4.自动漂洗功能：在洗涤结束后，自动进行漂洗，以去除洗涤液和污垢残留。

5.自动脱水功能：在漂洗完成后，自动开启脱水功能，将洗好的衣物自动脱水至合适的程度。

6.故障检测和显示功能：系统能够监测洗衣机的运行状态，并在出现故障时及时显示错误信息，以便用户维修。

三、系统设计1.硬件设计：a.电子控制器：使用一块高性能的微控制器作为电子控制器，用于接收和处理用户输入、控制洗衣机的运行状态。

b.传感器：使用多个传感器，如温度传感器、水位传感器和故障传感器等，用于获取有关洗涤过程和洗衣机状态的数据。

c.马达：使用马达控制衣物的搅拌、旋转和脱水等动作。

d.显示器：使用液晶显示器或LED显示屏，用于显示洗涤过程和错误信息。

2.软件设计：a.用户界面：通过软件设计直观的用户界面，允许用户选择洗涤模式、设定时间和监控洗涤过程。

b.洗涤控制算法：设计一套洗涤控制算法，根据用户选择的洗涤模式和衣物的性质，自动控制洗涤液的投放、水位和温度的调节。

c.故障诊断算法：设计一套故障诊断算法，能够根据传感器数据判断洗衣机的故障类型，并将错误信息显示给用户。

四、系统优势1.方便操作：用户只需通过简单的操作即可选择洗涤模式、设定时间和监控洗涤过程，无需手动投放洗涤液和控制洗涤过程。

2.提高洗涤效果：利用洗涤控制算法和温度控制功能，可以根据不同的洗涤模式和衣物性质，实现更好的洗涤效果。

学号：课程设计题目全自动洗衣机的PLC控制学院自动化学院专业自动化卓越工程师班级自动化zy1202班组长乔丙辰组员李南伯屈志平周泽叶清泉指导教师周新民老师2015 年 5 月28 日目录引言 (2)1 控制要求及说明 (3)1.1 控制要求 (3)1.2 附加功能说明 (4)2 方案设计 (4)2.1 控制对象 (4)2.2 控制要求分析 (4)2.3 I/O表 (4)2.4 PLC选型 (5)3 系统设计 (6)3.1 系统硬件设计 (6)3.2 系统控制软件设计 (8)3.2.1 启动初始化模块 (8)3.2.2 手动操作模块 (9)3.2.3 水位选择模块 (10)3.2.4 洗衣机正反转循环模块 (10)3.2.5 洗涤和清洗循环次数设置模块 (11)3.3 Screen Editor人机交互界面的设计 (12)4 系统调试 (14)4.1 调试步骤 (14)4.2 调试中遇到的问题 (14)结束语 (16)引言随着科技的发展和人民生活水平的提高，全自动洗衣机已进入到千家万户。

当我们忙碌一天回到家洗完澡后可以直接把衣物放入洗衣机，进行相关设置后即可自动开始清洗，给我们的生活带来了极大的便利。

全自动洗衣机是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。

电磁进水阀起着通、断水源的作用；当电磁线圈断电时，移动铁芯在重力和弹簧力的作用下，紧紧顶在橡胶膜片上，并将膜片的中心小孔堵塞，这样阀门关闭，水流不通；当电磁线圈通电后，移动铁芯在磁力作用下上移，离开膜片，并使膜片的中心小孔打开，于是膜片上方的水通过中心小孔流入洗衣桶内。

由于中心小孔的流通能力大于膜片两侧小孔的流通能力，膜片上方压强迅速减小，膜片将在压力差的作用下上移，闭门开启，水流导通。

基于PLC控制的全自动洗衣机设计不仅具有自动洗涤衣物的功能，还可以根据我们的需求设置洗涤循环次数以及清洗循环次数，同时也可以采用手动模式进行排水和脱水等操作；另外，该设计还设置有水位设置按钮，如高水位、中水位、低水位，我们可以根据衣物的多少选择合适的水位设置，以节约用水，设计更加合理化和人性化，也能达到节能减排的目的。

洗衣机中压力传感器的原理
洗衣机中的压力传感器原理是基于压力对传感器的变化产生电信号的原理。

具体原理如下：
1. 原理基础：洗衣机的洗涤过程中，洗衣筒内的水位会随着衣物数量和洗涤程序的不同而变化。

这个水位的变化可以通过洗衣机中的压力传感器来检测和测量。

2. 压力传感器位置：压力传感器一般安装在洗衣机的底部或侧壁，与洗涤筒内的水体相连接。

当洗衣筒内的水位变化时，压力传感器能够感知到水体所产生的压力变化。

3. 压力传感器的工作原理：压力传感器通常采用压阻传感器的原理，即通过测量传感器内部应变或电阻的变化来判断外部压力的变化。

4. 工作过程：当洗衣机内的水位变高时，压力传感器中的水位变高压阻元件（例如薄膜或弯曲管）会受到水位压力的作用而发生形变，形变导致压阻元件电阻值的变化。

5. 电信号产生：压力传感器通常由电路模块进行读取和处理。

当压力传感器中的压阻元件发生变化时，电路模块会将这一变化转化为相应的电信号，并传送给洗衣机的电控模块或主控板。

6. 压力信号的处理：洗衣机的电控模块会通过读取压力传感器输出的电信号来计算出洗衣机内部的水位，并基于此进行控制，例如决定是否进行排水、放水或增加水量。

综上所述，洗衣机中的压力传感器通过测量洗涤筒内水体的压力变化来判断洗衣机内部的水位变化，并通过电信号传输给电控模块进行相应的控制。

水位传感器工作原理水位传感器是一种用于检测液体水位高低的装置，广泛应用于工业控制、环境监测、家用电器等领域。

本文将介绍水位传感器的工作原理及其应用。

一、水位传感器的类型水位传感器根据其工作原理和结构可以分为多种类型，包括浮球式水位传感器、电容式水位传感器、压阻式水位传感器、超声波水位传感器等。

每种类型的水位传感器都有其独特的工作原理和适用范围。

二、浮球式水位传感器浮球式水位传感器是水位传感器中最常见的一种。

其工作原理是通过浮子上下浮动来检测液位的高低。

浮子通常由材料制成，具有浮力。

当液体水位上升时，浮子随之上浮；当液体水位下降时，浮子则下沉。

浮子上安装有电气触点，当浮子上升或下降到一定位置时，触点会打开或关闭，从而传输水位信号。

浮球式水位传感器适用于容器较小、密闭性要求较高的场合，如家用洗衣机、饮水机等。

三、电容式水位传感器电容式水位传感器通过电容的变化来检测液位的高低。

其结构主要包括电极和浸入液体中的介质。

当电极与液体相接触时，会形成一个液体电容。

随着液位升高，液体电容的值也会相应增大。

通过测量电容的变化，可以准确判断液位的高低。

电容式水位传感器适用于液位要求较高、需要精确测量的场合，如化工、食品加工等。

四、压阻式水位传感器压阻式水位传感器利用液体的压力变化来测量液位的高低。

其结构主要由压力传感器和导压管组成。

当液体水位上升时，压力传感器会感受到液体的压力增加，从而输出相应的电信号。

压阻式水位传感器适用于对液体的压力变化敏感、工作条件恶劣的场合，如油井、化工生产等。

五、超声波水位传感器超声波水位传感器通过发送和接收超声波信号来测量液体的高度。

其工作原理是利用超声波在液体和空气界面的反射来测量液位的高低。

传感器发送一个超声波信号，当信号遇到液体时会产生反射，通过计算反射信号的往返时间，可以得出液体的高度。

超声波水位传感器适用于需要非接触式测量、液位变化较大的场合，如河流、水库等。

六、水位传感器的应用水位传感器广泛应用于各个领域。