畢業(yè)設(shè)計(jì)論文基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)

1、 摘 要隨著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，家庭電器全自動(dòng)化成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。全自動(dòng)洗衣機(jī)的生產(chǎn)極大的方便了人們的生活。全自動(dòng)洗衣機(jī)綜合運(yùn)用了大量力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等知識(shí)。洗衣機(jī)的洗滌過(guò)程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機(jī)械作用和洗滌劑的潤(rùn)濕、分散作用下，將污垢拉入水中來(lái)實(shí)現(xiàn)洗凈的目的。本次課程設(shè)計(jì)就plc在全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)中的應(yīng)用做了詳細(xì)的介紹。實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)由進(jìn)水、洗滌、排水、脫水、報(bào)警到自動(dòng)停止的循環(huán)過(guò)程。設(shè)計(jì)了相應(yīng)的程序，結(jié)合相應(yīng)的硬件系統(tǒng)，并通過(guò)三菱fx2n系列plc仿真系統(tǒng)模擬出全自動(dòng)洗衣機(jī)的運(yùn)行過(guò)程。關(guān)鍵詞：全自動(dòng)洗衣機(jī) 可編程控制器 控制程序目 錄1 概述- 2 -1.1

2、 洗衣機(jī)的工作原理- 2 -1.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)- 2 -1.2洗衣機(jī)的智能化- 2 -2 設(shè)計(jì)目的及其設(shè)計(jì)要求- 4 -2.1 工藝要求及動(dòng)作流程- 4 -2.2 控制要求- 4 -2.3 設(shè)計(jì)任務(wù)- 5 -3 plc控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)- 6 -3.1 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則- 6 -3.2 plc的選型- 6 -3.2.1 控制功能- 6 -3.2.1 i/o模塊及點(diǎn)數(shù)- 7 -3.2.2 plc輸出類型選擇- 7 -3.3電機(jī)拖動(dòng)- 8 -3.4 指示/顯示方式選擇- 9 -3.5 保護(hù)措施- 9 -4 電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)- 11 -4.1主電路設(shè)計(jì)- 11 -4.1.1 控制電機(jī)主電路

3、- 11 -4.1.2 plc控制電路設(shè)計(jì)- 12 -4.3 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)調(diào)試- 13 -4.3.1 編程軟件- 13 -4.3.2 程序步驟說(shuō)明- 13 -4.3.3 程序清單- 17 -5 課程設(shè)計(jì)總結(jié)- 19 -參考文獻(xiàn)- 20 -致謝- 21 -附錄- 25 -1 概述1.1 洗衣機(jī)的工作原理洗衣機(jī)的洗滌過(guò)程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機(jī)械作用和洗滌劑的潤(rùn)濕、分散作用下，將污垢拉入水中來(lái)實(shí)現(xiàn)洗凈的目的。首先充滿于波輪葉片間的洗滌液，在離心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。在波輪中心處，因甩出液體而形成低壓區(qū)，又使得洗滌液流回波輪附近。這樣，在波輪附近形成了以波輪

4、軸線為中心的渦流。衣物在渦流的作用下，作螺旋式回轉(zhuǎn)，吸入中心后又被甩向桶壁，與桶壁發(fā)生摩擦。又由于波輪中心是低壓區(qū)，衣物易被吸在波輪附近，不斷地與波輪發(fā)生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脫離衣物。其次，當(dāng)衣物被放進(jìn)洗滌液之后，由于慣性作用運(yùn)動(dòng)緩慢，在水流與衣物之間存在著速度差，使得兩者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，水流與衣物便發(fā)生相對(duì)摩擦，這種水流沖刷力同樣有助于污垢離開(kāi)衣物。再次由于洗衣涌形狀的不規(guī)則，當(dāng)旋轉(zhuǎn)著的水流碰到桶壁后，其速度和方向都發(fā)生了改變，形成湍流。在湍流的作用下，衣物做無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)并翻滾，其纖維不斷被彎曲、絞紐扣拉長(zhǎng)，衣物相互相摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高衣物的洗凈的均勻性。 1.2 全

5、自動(dòng)洗衣機(jī)全自動(dòng)洗衣機(jī)是通過(guò)水位開(kāi)關(guān)與電磁進(jìn)水閥配合來(lái)控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。電磁進(jìn)水閥起著通、斷水源的作用。當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，移動(dòng)鐵芯在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片上，并將膜片的中心小孔堵塞，這樣閥門關(guān)閉，水流不通。當(dāng)電磁線圈通電后，移動(dòng)鐵芯在磁力作用下上移，離開(kāi)膜片，并使膜片的中心小孔打開(kāi)，于是膜片上方的水通過(guò)中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔的流通能力，膜片上方壓強(qiáng)迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開(kāi)啟，水流導(dǎo)通。水位開(kāi)關(guān)實(shí)際上是一個(gè)壓力開(kāi)關(guān)。氣室的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。當(dāng)水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨

6、水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強(qiáng)亦增大，水位開(kāi)關(guān)中的波紋膜片受壓而脹起，推動(dòng)頂桿運(yùn)動(dòng)而使觸點(diǎn)改變，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通斷。1.2洗衣機(jī)的智能化智能型模糊控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)還可以自動(dòng)判斷水溫、水位、衣質(zhì)衣量、衣物的臟污情況，決定投放適量的洗滌劑和最佳的洗滌程序。當(dāng)洗衣桶內(nèi)衣物的多少和質(zhì)地不同，而注入水使其達(dá)到相同的水位時(shí)，其總重量是不同的。利用這一點(diǎn)，通過(guò)對(duì)洗衣電動(dòng)機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)后的慣性測(cè)量，可以判斷衣質(zhì)和衣量。方法是：在洗衣桶內(nèi)注入一定量水后使電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，平穩(wěn)后快速斷電，洗衣桶在慣性作用下帶動(dòng)電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，電機(jī)繞組產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，對(duì)其半波整流并放大整形后獲得一矩形脈沖系列。通過(guò)分析脈

7、沖個(gè)數(shù)和脈沖寬度。就能得到衣質(zhì)衣量情況。 衣物的臟污程度是通過(guò)水的透明度來(lái)判斷的。在洗衣桶的排水口處加一紅外光電傳感器，使紅外光通過(guò)水而進(jìn)入另一側(cè)的接收管。若水的透明度低，接收管獲得的光能小，說(shuō)明衣物較臟。 脫水時(shí)采用壓電傳感器。當(dāng)脫水桶高度旋轉(zhuǎn)時(shí)，從脫水桶噴射出來(lái)的水作用于壓電傳感器上，根據(jù)這個(gè)壓力變化，自動(dòng)停止脫水運(yùn)轉(zhuǎn)2 設(shè)計(jì)目的及其設(shè)計(jì)要求2.1 工藝要求及動(dòng)作流程洗衣機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)在比較普遍。全自動(dòng)洗衣機(jī)的實(shí)物示意圖如下圖1所示。 圖1 自動(dòng)洗衣機(jī)示意圖全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩水）用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，

8、使內(nèi)外桶的水流相通。該洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來(lái)執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開(kāi)，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)使排水閥打開(kāi)，將水由外桶排出到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位開(kāi)關(guān)分別用來(lái)檢測(cè)高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。停止按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。2.2 控制要求plc投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動(dòng)。（1） 按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開(kāi)關(guān)。（2） 注水直到高（中、低）水位，

9、關(guān)水。（3）2秒后開(kāi)始洗滌。（4）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒后暫停停2秒，然后開(kāi)始反轉(zhuǎn)30秒，停2秒。（5） 如此循環(huán)5次，總共320秒后開(kāi)始排水，排空后脫水30秒。（6） 開(kāi)始清洗，重復(fù)（2）(5)，清洗兩遍。（7）清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)。（8） 若按下停車按鈕，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水（不計(jì)數(shù)）2.3 設(shè)計(jì)任務(wù)1畫出全自動(dòng)洗衣機(jī)運(yùn)行框圖。2根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)程序及必要的硬件系統(tǒng)。3plc選擇及i/o及其它plc元器件分配。4選擇電器元件，編制元件目錄表。 5繪制梯形圖。6用計(jì)算機(jī)繪制主電路圖、plc控制電路圖、電器元件布置圖。7編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書及設(shè)計(jì)小結(jié)。3 plc控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3.1

10、plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)plc控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：1. 最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求充分發(fā)揮plc的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)plc控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)題。2. 保證plc控制系統(tǒng)安全可靠保證plc控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定

11、運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證plc程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。3. 力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求

12、自動(dòng)化和高指標(biāo)。4. 適應(yīng)發(fā)展的需要由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇plc、輸入/輸出模塊、i/o點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。3.2 plc的選型3.2.1 控制功能1.邏輯控制功能邏輯控制功能是plc最基本功能之一,是plc最基本的應(yīng)用領(lǐng)域，可取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制和順序控制。在單機(jī)控制、多機(jī)群控和自動(dòng)生產(chǎn)線控制方面都有很多成功的應(yīng)用實(shí)例。2.定時(shí)控制功能定時(shí)控制功能是plc的最基本功能之一。plc中有許多可供用戶使用的定時(shí)器，功能類似于繼電器線路中的時(shí)間

13、繼電器。定時(shí)器的設(shè)定值(定時(shí)時(shí)間)可以在編程時(shí)設(shè)定，也可以在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中根據(jù)需要進(jìn)行修改，使用方便靈活。同時(shí)plc還提供了高精度的時(shí)鐘脈沖，用于準(zhǔn)確實(shí)時(shí)控制。 3.計(jì)數(shù)控制功能計(jì)數(shù)控制功能是plc的最基本功能之一。plc為用戶提供許多計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到某一數(shù)值時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)狀態(tài)信號(hào)(計(jì)數(shù)值到)，利用該狀態(tài)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)操作的計(jì)數(shù)控制。 計(jì)數(shù)器的設(shè)定值可以在編程時(shí)設(shè)定，也可以在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)需要進(jìn)行修改。3.2.2 i/o模塊及點(diǎn)數(shù)輸入/輸出接口通常也稱i / o 單元或i / o 模塊，是plc與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的連接通道。plc輸入接口-用戶設(shè)備需輸入plc的各種控制信號(hào)，如限位開(kāi)關(guān)、操作按鈕

14、、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)以及其它一些傳感器輸出的開(kāi)關(guān)量或模擬量(要通過(guò)模數(shù)變換進(jìn)入機(jī)內(nèi))等，通過(guò)輸入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處理單元能夠接收和處理的信號(hào)，用這些數(shù)據(jù)作為plc對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)。plc輸出接口-路將中央處理單元送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、電機(jī)等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。i / o 接口的作用：電平轉(zhuǎn)換功能：由于外部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備所需的信號(hào)電平是多種多樣的，而plc內(nèi)部cpu的處理的信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)電平信號(hào)。i / o 接口的類型：開(kāi)關(guān)量輸入/輸出接口模擬量輸入/輸出接口輸入/輸出（i/o）點(diǎn)數(shù)：plc的i/o點(diǎn)數(shù)是指plc的i/o接口所

15、能接受的輸入信號(hào)個(gè)數(shù)和輸出信號(hào)個(gè)數(shù)的總和。本次設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)需要8個(gè)輸入點(diǎn)，11個(gè)輸出點(diǎn)。3.2.3 plc輸出類型選擇plc的輸出類型有繼電器和晶體管兩種類型，兩者的工作參數(shù)差別較大，1繼電器和晶體管輸出工作原理繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中。電磁式繼電器是一種機(jī)電元件，通過(guò)機(jī)械動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)的通斷，是有觸點(diǎn)元件。晶體管是一種電子元件，它是通過(guò)基極電流來(lái)控制集電極與發(fā)射極的導(dǎo)通。它是無(wú)觸點(diǎn)元件。 2繼電器與晶體管輸出的主要差別 由于繼電器與晶體管工作原理的不同，導(dǎo)致了兩者的工作參數(shù)存在了較大的差異。（1）驅(qū)動(dòng)

16、負(fù)載不同 繼電器型可接交流220v或直流24v負(fù)載，沒(méi)有極性要求；晶體管型只能接直流24v負(fù)載，有極性要求。繼電器的負(fù)載電流比較大可以達(dá)到2a，晶體管負(fù)載電流為0.2-0.3a。同時(shí)與負(fù)載類型有關(guān)。（2）響應(yīng)時(shí)間不同繼電器響應(yīng)時(shí)間比較慢（約10ms-20ms），晶體管響應(yīng)時(shí)間比較快，約0.2ms-0.5ms，y0、y1甚至可以達(dá)到10 us。（3）使用壽命不同繼電器由于是機(jī)械元件受到動(dòng)作次數(shù)的壽命限制，且與負(fù)載容量有關(guān)，隨著負(fù)載容量的增加，觸點(diǎn)壽命幾乎按級(jí)數(shù)減少。晶體管是電子原件只有老化，沒(méi)有使用壽命限制。3繼電器與晶體管輸出選型原則繼電器型輸出驅(qū)動(dòng)電流大，響應(yīng)慢，有機(jī)械壽命，適用于

17、驅(qū)動(dòng)中間繼電器、接觸器的線圈、指示燈等動(dòng)作頻率不高的場(chǎng)合。晶體管輸出驅(qū)動(dòng)電流小，頻率高，壽命長(zhǎng)，適用于控制伺服控制器、固態(tài)繼電器等要求頻率高、壽命長(zhǎng)的應(yīng)用場(chǎng)合。在高頻應(yīng)用場(chǎng)合，如果同時(shí)需要驅(qū)動(dòng)大負(fù)載，可以加其他設(shè)備（如中間繼電器，固態(tài)繼電器等）方式驅(qū)動(dòng)。綜上所述：全自動(dòng)洗衣機(jī)控制采用三菱公司的fx2n系列整體式plc。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，故選擇plc的型號(hào)為fx2n-32mr001，如圖2所示。3.3電機(jī)拖動(dòng)單相交流的洗衣機(jī)電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)：正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)交替運(yùn)轉(zhuǎn)：電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)是把電容器串接在副繞組上，使通過(guò)副繞組的電流超前主繞組電流90電角度，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。電容運(yùn)轉(zhuǎn)

18、式電動(dòng)機(jī)實(shí)際上是一種兩相電動(dòng)機(jī)。正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)工作狀態(tài)相同。也就是說(shuō)，電動(dòng)機(jī)無(wú)論是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，都要有相同的輸出功率、相同的額定轉(zhuǎn)速、相同的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩及相同的最大轉(zhuǎn)矩等，以達(dá)到相同的洗滌效果。啟動(dòng)性能好:由于洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)是在洗衣桶內(nèi)放人額定水量、額定洗滌物的情況下啟動(dòng)的，故啟動(dòng)負(fù)荷比較大，而且需要頻繁啟動(dòng)，中洗每分鐘大約2次，弱洗每分鐘大約4次，這就要求電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，啟動(dòng)電流小。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，可以縮短啟動(dòng)時(shí)間；啟動(dòng)電流小，可以延長(zhǎng)定時(shí)器的使用壽命。過(guò)載能力強(qiáng):洗衣機(jī)在工作過(guò)程中，由于衣物相對(duì)于波輪的位置不同及衣物散開(kāi)還是成團(tuán)的狀態(tài)不同，故造成電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷極不穩(wěn)定，經(jīng)常有超負(fù)荷的情況出現(xiàn)，這就要求

19、電動(dòng)機(jī)有較強(qiáng)的過(guò)載能力。為此，洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)荷的情況下，主繞組和副繞組的電流夾角不是900電角度，而是設(shè)計(jì)成1000 -1100電角度。在過(guò)載10-30的情況下，主繞組和副繞組的電流夾角才是90電角度，以獲得較強(qiáng)的過(guò)載能力。一般規(guī)定，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩是額定轉(zhuǎn)矩的1.8倍，輸出功率為120 w洗滌電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩一般達(dá)12-13 kg·cm。對(duì)效率的要求比較低:電動(dòng)機(jī)的效率是指輸出功率與輸人功率的比，用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。輸出功率為120 w的洗滌電動(dòng)機(jī)，效率一般規(guī)定為50。也就是說(shuō)，它的輸人功率是240 w。洗衣機(jī)是一種短時(shí)工作的家用電器，平均每天使用的時(shí)候很短，電動(dòng)機(jī)效率低一

20、些，對(duì)電能損耗不大，卻能獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大的轉(zhuǎn)矩，以提高洗衣機(jī)工作的可靠性并延長(zhǎng)壽命。3.4 指示/顯示方式選擇led發(fā)光二極管優(yōu)點(diǎn)：壽命長(zhǎng)、耗能低，價(jià)格低廉，應(yīng)用非常靈活，控制極為方便，只要調(diào)整電流，就可以隨意調(diào)光，不同光色的組合變化多端。lcd是一種液晶顯示器，其有微功耗，顯示豐富，質(zhì)量高，接口簡(jiǎn)單，超薄輕巧等優(yōu)點(diǎn)。ctr的優(yōu)點(diǎn)是顯示面積大，效率高。綜上所述：使用led比較合適，因?yàn)橄匆聶C(jī)上的顯示不需要太復(fù)雜，led使用起來(lái)簡(jiǎn)單方便又便宜，而lcd的顯示亮度不夠，ctr比較占空間使用不方便。3.5 保護(hù)措施過(guò)載保護(hù)：就是當(dāng)電源停電或者由于某種原因電源電壓降低過(guò)多(欠壓)時(shí)，保護(hù)裝置能

21、使電動(dòng)機(jī)自動(dòng)從電源上切除。因?yàn)楫?dāng)失壓或欠壓時(shí)，接觸器線圈電流將消失或減小，失去電磁力或電磁力不足以吸住動(dòng)鐵心，因而能斷開(kāi)主觸頭，切斷電源。熱繼電器是比較理想的自我保護(hù)的設(shè)備，在工業(yè)應(yīng)用中一般，都用熱繼電器來(lái)過(guò)載保護(hù)。失壓保護(hù)：就是當(dāng)電源停電或者由于某種原因電源電壓降低過(guò)多(欠壓)時(shí)，保護(hù)裝置能使電動(dòng)機(jī)自動(dòng)從電源上切除。因?yàn)楫?dāng)失壓或欠壓時(shí)，接觸器線圈電流將消失或減小，失去電磁力或電磁力不足以吸住動(dòng)鐵心，因而能斷開(kāi)主觸頭，切斷電源。過(guò)流保護(hù)：很多電子設(shè)備都有個(gè)額定電流，不允許超過(guò)額定電流，不然會(huì)燒壞設(shè)備。所以有些設(shè)備就做了電流保護(hù)模塊。當(dāng)電流超過(guò)設(shè)定電流時(shí)候，設(shè)備自動(dòng)斷電，以保護(hù)設(shè)備。4 電路與系

22、統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1主電路設(shè)計(jì)4.1.1 控制電機(jī)主電路全自動(dòng)洗衣機(jī)的plc控制系統(tǒng)主接線路圖如圖3所示。通過(guò)plc來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，并且實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)按預(yù)先設(shè)置的程序自動(dòng)執(zhí)行，完成洗衣。當(dāng)需要手動(dòng)排水與脫水時(shí)，可以強(qiáng)制止自動(dòng)程序的運(yùn)行，掏出自動(dòng)切換到手動(dòng)操作。為防止全自動(dòng)洗衣機(jī)在工作過(guò)程中，電路發(fā)生短路，損壞電動(dòng)機(jī)和電路的各種電氣設(shè)備，因此在主電路中安裝了熔斷器，當(dāng)電路出現(xiàn)短路故障時(shí)，能迅速、可靠的斷開(kāi)電源。全自動(dòng)洗衣機(jī)的電機(jī)容量較小，主電路中的熔斷器可同時(shí)作為控制電路的短路保護(hù)，所以在主電路中使用熔斷器就足夠了。plc部分和開(kāi)關(guān)電源那的熔斷器也是為了防止電路過(guò)電流，保護(hù)電路和電路中的電器元件。全自

23、動(dòng)洗衣機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間工作下，為了防止電機(jī)繞組的溫升超過(guò)額定值而損壞，采用熱繼電器作為保護(hù)元件，與熔斷器搭配使用，可靠地保護(hù)電動(dòng)機(jī)。人機(jī)接口部分的按鈕等都選擇低壓電器元件，保護(hù)操作者的安全。圖3 主接線路圖4.1.2 plc控制電路設(shè)計(jì)1、i/o口分配表：類別元件端子符號(hào)功能作用輸入sb0x0啟動(dòng)按鈕sb1x1停止按鈕sb2x2排水按鈕sb3x3高水位開(kāi)關(guān)sb4x4低水位開(kāi)關(guān)sb5x5調(diào)節(jié)水位開(kāi)關(guān)sb6x6中水位開(kāi)關(guān)sb7x7少水位開(kāi)關(guān)輸出km6、led1y0進(jìn)水口km1y1洗滌正轉(zhuǎn)km2y2洗滌反轉(zhuǎn)km7、led2y3排水口km8、led3y4內(nèi)同離合器km1y5內(nèi)筒正轉(zhuǎn)belly6報(bào)警led4y

24、7啟動(dòng)指示燈km3、led5y10高水位傳感器開(kāi)關(guān)km4、led6y11中水位傳感器開(kāi)關(guān)km5、led7y12低水位傳感器開(kāi)關(guān)2、plc控制電路連接線路圖如圖4所示：圖4 plc硬件連接線路圖 4.3 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)調(diào)試4.3.1 編程軟件編程軟件采用三菱公司為其生產(chǎn)的plc而設(shè)計(jì)的編程軟件gx developer 8.86版本。適用于q、qnu、qs、qna、ans、ana、fx等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、sfc、 st及fb、label語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫plc程序功能,結(jié)構(gòu)化程序的編寫(分部程序設(shè)計(jì))，可制

25、作成標(biāo)準(zhǔn)化程序, 在其它同類系統(tǒng)中使用。本軟件包適用于三菱（mitsubishi fa）fx0n/1n/1s/2n/2nc、ans/ana、melsec-全系列工控plc系統(tǒng)的程序編制。4.3.2 程序步驟說(shuō)明1、調(diào)節(jié)水位程序段啟動(dòng)洗衣機(jī)時(shí)第一步是調(diào)節(jié)水位，該洗衣機(jī)有三個(gè)水位，分別為“少”、“中”、“高”，本程序段將水位默認(rèn)設(shè)為中水位，可以通過(guò)按按鈕x005來(lái)調(diào)節(jié)水位，順序?yàn)椋簓010、y011、y012（即：中、高、少），依次循環(huán)。2、啟動(dòng)、手動(dòng)停止、手動(dòng)排水程序段x000表示啟動(dòng)洗衣機(jī)，y007是啟動(dòng)運(yùn)行指示燈，y000是進(jìn)水電磁閥。但按下按鈕x000后，y007和y000通電，運(yùn)行指示燈

26、亮起，進(jìn)水電磁閥開(kāi)啟進(jìn)水。按下按鈕x001起到手動(dòng)停止運(yùn)行功能。按下按鈕x002起到手動(dòng)排水功能。3、到達(dá)指定水位開(kāi)始運(yùn)行程序段x003、x007、x006分別為指定高度水位的傳感器輸入信號(hào)，t0為當(dāng)水位到達(dá)指定水位是暫停2s時(shí)間。4、小循環(huán)洗衣程序段暫停2s之后，y001開(kāi)始運(yùn)行（即洗衣機(jī)正轉(zhuǎn)洗滌）15s，t2為正轉(zhuǎn)洗滌15s后暫停3s，y002開(kāi)始運(yùn)行（即洗衣機(jī)反轉(zhuǎn)洗滌）15s，t4為反轉(zhuǎn)洗滌15s后暫停3s，再跳到y(tǒng)001正轉(zhuǎn)洗滌，以此循環(huán)3次后（即c0為3），y003導(dǎo)通開(kāi)始排水。5、正轉(zhuǎn)脫水和大循環(huán)程序段當(dāng)排水時(shí)水位到達(dá)低水位x004感應(yīng)，使離合器y004導(dǎo)通，離合器合上，y005導(dǎo)通開(kāi)始正轉(zhuǎn)脫水，時(shí)間10s后，脫水結(jié)束，這時(shí)t5為10s，復(fù)位c0、y000到y(tǒng)005，指令跳到“啟動(dòng)、手動(dòng)停止、手動(dòng)排水程序段”開(kāi)始新的洗滌，直到c1為3時(shí)，大循環(huán)3次結(jié)束。y006為報(bào)警t6為10s報(bào)警時(shí)間，10s報(bào)警結(jié)束后，復(fù)位c1、y007，整個(gè)洗滌過(guò)程結(jié)束。4.3.3 程