全自動洗衣機自動控制系統(tǒng)的設計

1、重慶XXX大學畢業(yè)設計論文課題名稱： 全自動洗衣機專業(yè)班級：學生姓名：指導教師：二OO 年 月重慶XXX大學畢業(yè)設計論文任務書系 部：專業(yè)班級：學生姓名：二OO 年 月畢業(yè)設計論文任務書 課題名稱 全自動洗衣機自動限制系統(tǒng)的設計1、課題簡介：2、隨著社會經(jīng)濟的開展和科學技術水平的提升,家庭電器全自動 化成為必然的開展趨勢.全自動洗衣機的產(chǎn)生極大的方便了人們的 生活.洗衣機是國內(nèi)家電業(yè)唯一不打價格戰(zhàn)的行業(yè),通過本課題的 設計,使學生掌握全自動洗衣機的硬件和軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及設計, 將所學PLC等理論知識應用于實踐中.2、技術指標(1)、按下啟動按鈕后,洗衣機開始進水.水滿時(即水位到達高水位,高水

2、位開關由 OFF變ON PLC停止進水,并開始洗滌 正轉(zhuǎn),正轉(zhuǎn)洗滌15S后暫停,暫停3s后開始洗滌反轉(zhuǎn).反洗15S 后暫停,暫停3s后,假設正、反洗未滿3次,那么返回從正洗開始的 動作；假設正反洗滿3次時,那么開始排水.內(nèi)容及要(2)、水位信號下降到低水位時(低水位開關由 ON變OFF開求始脫水并繼續(xù)排水.脫水10S即完成一次從進水到脫水的大循環(huán)過程.(3)、假設未完成3次大循環(huán),那么返回從進水開始的全部動作, 進行下一次大循環(huán)；(4)、假設完成了 3次大循環(huán),那么進行洗完報警,報警 10S后結(jié) 束全部過程,自動停機；(5)、要求可以按排水按鈕手動排水；按停止按鈕以實現(xiàn)手動 停止進水、排水、脫

3、水及報警.要求：1 .確定限制對象及限制范圍詳細了解被控對象的限制要求,確定必須完成的動作及完 成的順序,歸納出工作循環(huán)和狀態(tài)流程圖.2 . PLC型號的選定根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,分析被控對象的復雜程度,進行 I/O 點數(shù)和I/O點的類型數(shù)字量、模擬量等統(tǒng)計,列出清單.適 當進行內(nèi)存容量的估計,確定適當?shù)牧粲杏嗔慷焕速M資源的機 型小、中、大形機器.并且結(jié)合市場情況,考察PLC生產(chǎn)廠家 的產(chǎn)品及其售后效勞、技術支持、網(wǎng)絡通信等綜合情況,選定價 格性能比擬好的PLC機型.3 .硬件設計根據(jù)所選用的PLC產(chǎn)品,了解其使用的性能.按隨機提供 的資料結(jié)合實際需求,同時考慮軟件編程的情況進行外電路的設 計,

4、繪制電器限制系統(tǒng)總裝配圖和接線圖.4 .軟件設計并上機調(diào)試1在進行硬件設計的同時可以同時著手軟件的設計工作. 軟件設計的主要任務是根據(jù)限制要求將工藝流程圖轉(zhuǎn)換為梯形 圖,這是PLC應用的最關鍵的問題,程序的編寫是軟件設計的具 體表現(xiàn).在程序設計的時候建議將使用的軟繼電器內(nèi)部繼電器、 定時器、計數(shù)器等列表,標明用途以便于程序設計、調(diào)試和系 統(tǒng)運行維護,檢修時候查閱.2程序初調(diào)也成為模擬調(diào)試.將設計好的程序通過程序編 輯工具下載到PLC限制單元中.由外接信號源參加測試信號,通 過各種狀態(tài)指示燈了解程序運行的情況, 觀察輸入/輸出之間的變 化關系及邏輯狀態(tài)是否符合設計要求,并及時修改和調(diào)整程序, 消

5、除缺陷,直到滿足設計的要求為止.5 .完成設計說明書說明書格式要求按學院要求格式執(zhí)行.3、主要參考資料：1 蔣金周 全自動洗衣機的PC?能限制機電一體化2謝克明,夏路易.可編程限制器原理與程序設計電子工業(yè)出版社3 吳存宏.淺談PLCft全自動洗衣機中運用.家用電器科技,20004 廖常初可編程序限制器應用技術第四版 重慶大學出版社2002 年一周時間了解設計要求,收集資料；兩周時間了解被控對象的限制要求,確定必須完成的動作及完成的順序,歸納出工作循環(huán)和狀態(tài)流程圖；一周時間根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,分析被控對象的復雜程度,進行I/O點數(shù)和I/O點的類型數(shù)字量、模擬量等統(tǒng)計,列出清單.適當進行內(nèi)存容量的估

6、計,確定適當?shù)牧粲杏嗔慷焕速M資源的 根本工作機型小、中、大形機器.并且結(jié)合市場情況,考察 PLC生產(chǎn)廠 量要求家的產(chǎn)品及其售后效勞、技術支持、網(wǎng)絡通信等綜合情況,選定價格性能比擬好的PLC機型；一周時間進行硬件設計；三周時間進行軟件設計并上機調(diào)試兩周時間編寫?畢業(yè)設計說明書?,準備辯論.進度方案起止時間工作內(nèi)容2021年10月26日一10月30日2021年11月211月13日2021年11月6日-11月20日2021年11月23日-11月27日2021年11月30日-12月18日2021年12月28日-12月31日了解設計要求,收集資料了解被控對象的限制要求,確定必須完成的動作及完成的順序,

7、歸納出工作循環(huán)和狀態(tài)流程圖根據(jù)要求選擇PLC進行硬件設計進行軟件設計并上機調(diào)試編寫?畢業(yè)設計說明書?,準 備辯論1 蔣金周全自動洗衣機的PC智能限制機電一體化2謝克明,更路易.可編程限制器原理與程序設計電子工業(yè)出版社參考文獻3 吳存宏.淺談PLC在全自動洗衣機中運用家用電器科技,20004 廖常初可編程序限制器應用技術第四版重慶大學出版社 2002指導教師:教研室主任:系主任:引言從古到今,洗衣服都是一項難于逃避的家務勞動,而在洗衣機出現(xiàn)以前,對 于許多人而言,洗衣服是辛苦而勞累的,自上世紀電動洗衣機誕生至今在不斷地 完善,并向智能化開展.實現(xiàn)全自動洗衣機限制系統(tǒng)總體限制有多種,可以采用早期的

8、模擬電路、數(shù)字電路或模數(shù)混合電路.近年來隨著科技的飛速開展,單片機、PLC的應用不斷地走向深入,同時帶動傳統(tǒng)的限制檢測技術的不斷更新.本文介紹了利用三菱 FX系列PLC對全自動洗衣機限制系統(tǒng)總體限制,闡述了限制方案.作為核心控 制器進行全自動洗衣機限制系統(tǒng)的設計,并且設計出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、程序指令、 梯形圖以及輸入輸出端子的分配方案.文章在介紹洗衣機結(jié)構(gòu)的同時,對全自動洗衣機的限制系統(tǒng)進行分 析,在此根底上提出了基于PLC的全自動洗衣機限制方案,并對方案進行 了論證,根據(jù)洗衣機的工作原理對程序及其流程進行了設計,具有智能化程度高、平安可靠等特點.對按鈕,電磁閥,開關等其它一些輸入/輸出點進行限制

9、,實現(xiàn)了洗衣機洗衣過程的自動化限制.引言 7第一章概述 81.1 洗衣機開展歷程 91.2 洗衣機開展結(jié)構(gòu)變化 102.1 總體限制方案確定 102.1.1 限制系統(tǒng)的比擬 112.2.2洗衣機的PLC限制系統(tǒng)概述 11第三章 全自動洗衣機的根本結(jié)構(gòu) 133.1 全自動洗衣機的原理和構(gòu)造 133.2 洗滌脫水系統(tǒng) 163.3 排水和進水系統(tǒng) 173.4 電動機及傳動系統(tǒng) 17第四章電氣限制系統(tǒng) 184.1 限制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 194.2 限制系統(tǒng)原理 194.3 檢測電路系統(tǒng) 20第五章主要器件的選擇 215.1 電動機的選擇 195.2 傳感器的選擇 215.3 可編程限制器外部設計 225.4

10、變頻器的選擇及參數(shù)設置 245.5 主要元器件的布置圖 31第六章軟件設計 316.1 系統(tǒng)的順序功能圖設計 316.2 全自動洗衣機的限制要求 326.3 限制系統(tǒng)順序功能圖 336.4 限制系統(tǒng)的梯形圖設計 34第七章結(jié)束語 35致謝 36參考文獻 37概述1.1 洗衣機開展歷程年份標志性事件1874 年美國人比爾布萊克斯創(chuàng)造了木制手搖洗衣機.1880 年美國出現(xiàn)了蒸汽洗衣機,蒸汽動力開始取代人力.之后,水力洗衣 機,內(nèi)燃機洗衣機也相繼出現(xiàn).1911 年美國試制成功世界上第一臺電動洗衣機.1922 年美國瑪依塔格公司研制成攪拌式洗衣機.70年代后微電腦限制的全自動洗衣機出現(xiàn)引領新的開展方向

11、.90年代由于電動機調(diào)速技術的提升,洗衣機實現(xiàn)了較寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié),誕生了許多新水流洗衣機.1.2 洗衣機開展結(jié)構(gòu)變化全自動洗衣機具特點是能自動完成洗滌, 漂洗和脫水的轉(zhuǎn)換,整個過程不需 要人工操作.這類洗衣機均采用套筒式結(jié)構(gòu),具進水,排水都采用電磁閥,由程 序限制器按人們預先設計好的程序不斷發(fā)出指令,驅(qū)動各執(zhí)行器件動作,整個洗 衣過程自動完成.所用的程序限制器可分為電動機驅(qū)動式和單片機式.從限制方式的開展階段上分：全自動洗衣機可分為兩大類：第一類電動限制洗衣機,它的程序限制器由電動元件組成.第二類是電腦限制洗衣機,它的程序限制器由微型計算機組成.電動限制全自動 洗衣機是較早出現(xiàn)的自動限

12、制類家用電器,具產(chǎn)品類型還屬于傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品, 是自動限制的初級階段.隨著計算機的及微電子技術的開展,自動限制系統(tǒng)正在 逐步實現(xiàn)硬件化.因此,電動限制洗衣機將逐步退出家電舞臺.可編程限制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計. 它采用可編程序的存貯器,用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序限制、定時、 計數(shù)和算術運算等操作的指令,并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出,限制各種類 型的機械或生產(chǎn)過程.可編程序限制器及其有關設備,都應按易于與各種限制 系統(tǒng)形成一個整體,易于擴充其功能的原.第二章 全自動洗衣機限制系統(tǒng)總體限制方案確定2.1 總體限制方案確定2.1.1 限制系統(tǒng)的比擬主要與

13、單片機比擬PLC系統(tǒng)的特點：1 可靠性高,PLC作為一種通用的工業(yè)限制器,它必須能夠在各種不同的 工作環(huán)境中正常工作.對工作的環(huán)境要求較低,抗外部干擾水平強,平均無故障 時間長.2使用方便靈活,PLC采用了根本單元擴展或者是模塊化的結(jié)構(gòu)形式,因 此,輸入/輸出信號的數(shù)量,形式,驅(qū)動水平等都可以根據(jù)實際限制要求進行選擇與確定,而且在需要時可以隨時更換,近年來,PLC的特殊模塊增多這些可以滿足不同的限制要求,使 PLC的使用更加靈活與多變.3編程簡單,PLC的優(yōu)越性主要表達在它采用了獨特的,多種面向廣闊工 程設計人員的編程語言,如指令表,梯形圖,邏輯功能圖,順序功能圖等,程序 簡潔,明了適合各類技

14、術人員的傳統(tǒng)習慣,即使是沒有計算機知識的人員也很統(tǒng) 一掌握,特別是梯形圖與邏輯功能圖,形象直觀,動態(tài)監(jiān)測效果逼真,且與計算 機限制容易.單片機系統(tǒng)的特點：1 要求環(huán)境,單片機對環(huán)境的適應水平較低,可靠性差.2編程和PLC相比比擬麻煩2.2.2 洗衣機的PLC限制系統(tǒng)概述全自動洗衣機采用PLC限制系統(tǒng)將大大提升工作效率,和適應工作環(huán)境的能 力.在全自動洗衣機中,洗衣機洗滌、脫水程序是由單片機為中央限制系統(tǒng)工作 的.首先由于單片機的指令系統(tǒng)相對復雜, 編寫洗滌、脫水程序相對復雜；其次, 在設計限制系統(tǒng)硬件時.要有多種電路保護裝置,如電流保護、電壓保護、過載 保護、過熱保護及欠壓保護等等 這樣增加了

15、硬件的復雜性,隱含較高的故障率 無形地增加了維修本錢費用,在各種限制系統(tǒng)中廣泛運用的PLC能克服單片機的 缺點.它是整體模塊,集中了驅(qū)動電路、檢測電路和保護電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能. 因此在運用中,硬件也相對簡單,提升限制系統(tǒng)的可靠性.另外它的編程語言也 相對簡單.典型的PLC限制系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖1所示：X加郃喻圖1 PLC限制系統(tǒng)的硬件組成框圖PLC的設計步驟開發(fā)應用PLC的設計任務分為硬件和軟件設計兩局部. 硬件設計主要包括： 因素,選擇不同的洗衣程序.程序限制全自動洗衣機的限制按鈕很多,對程 序的選擇需要有一定的洗衣經(jīng)驗.模糊限制洗衣機以其內(nèi)部設置的各種傳感器為信息采集源1 確定安排P

16、LC的輸入、輸出點；2 根據(jù)工作循環(huán)圖,畫出繼電器梯形圖；按梯形圖編寫指令程序表；3系統(tǒng)調(diào)試：根據(jù)設計要求,對程序進行調(diào)試和修改,必要時還可對硬件 進行修改,直到滿足要求；在電腦限制的全自動洗衣機中,又存在著兩種不同的限制方式,即程序限制 和模糊限制.由于限制方式的不同,兩種洗衣機在結(jié)構(gòu)和原理上都有很大的區(qū)別. 程序限制洗衣機以洗衣機生產(chǎn)廠家設定的數(shù)十種操作程序為根底,用戶在使用時可根據(jù)洗衣量,布質(zhì)的輕重以及衣物的臟污程度性質(zhì)等,對傳感器傳回的洗衣量, 衣物布質(zhì),臟污程度以及臟污性質(zhì)信息進行模糊邏輯推理, 從而自動設置相應的 洗滌參數(shù),并對洗衣的全過程進行實時的檢測與限制. 模糊限制全自動洗衣

17、機的 洗衣按鈕只有很少幾個.從限制類型上來說,模糊限制屬于智能限制,是自動控 制的較高形式,代表著自動限制的開展方向.第三章 全自動洗衣機的機構(gòu)3全自動洗衣機的根本結(jié)構(gòu)3.1 全自動洗衣機的原理和構(gòu)造全自動洗衣機在結(jié)構(gòu)上大致可分為 3中類型,即波輪式,滾筒式和攪拌式. 我國的洗衣機在結(jié)構(gòu)上主要有波輪式和滾筒式兩類,產(chǎn)品的類型以波輪式為主, 其他類型為輔.首先做一下比擬：滾筒式洗衣機具有如下性能：1更好的軟化衣物纖維,減小洗滌過程中衣物的損傷和變形,并且還可以 使洗后的衣物柔軟而蓬松.磨損低,沒有纏繞,機械傳動局部簡單可靠,壽命長 于波輪式洗衣機.2提升溫度來洗滌可充分溶解洗衣粉,加快洗衣粉中弱

18、酸性物質(zhì)與污物的 化學反響速度,提升洗衣粉中酶的活性,同時有利于溶解汗?jié)n,血漬,降低灰塵, 油污的粘附作用,從而可在同樣的洗凈比下大幅度降低洗滌過程對機械力的需 求.溫度高有利于污物在水中的擴散且高溫能有效的殺死一些細菌.3自動化程度高,可以自動投放洗衣粉,漂白粉等,為不同質(zhì)地的棉制品, 化纖制品,羊毛制品設計了不同的洗滌程序和洗滌溫度, 使洗滌更為科學.設有 防皺浸泡功能,可將洗好的衣物浸泡在清水里,到晾曬前再甩干,防止衣物甩干 后不能及時取出晾曬而起皺.省水,省洗衣粉.滾筒式洗衣機不需要水位高過衣 物,從而可節(jié)約用水,并可減少洗衣粉的投放量.4 洗滌過程噪聲小,滾筒式洗衣機屬封閉式洗滌,可

19、以有效屏蔽內(nèi)桶轉(zhuǎn)動 聲和水流聲；而波輪式洗滌的水流聲,脫水內(nèi)桶轉(zhuǎn)動聲是不可防止的且剎車裝置 和電磁閥動作聲音也很大.沒有加溫的洗滌的波輪式洗衣機無論怎樣的水流,要到達一定的洗凈比,都 必須有足夠的機械力,而機械力對衣物是由損傷的,這就決定了波輪式洗衣機的 磨損率大大高于滾筒式洗衣機.波輪式洗衣機的特點：1 水流方面.現(xiàn)在波輪式全自動洗衣機出現(xiàn)了一種新水流的形式.如 LG 的拳擊棒,松下的雙瀑布,榮事達的網(wǎng)絡水流等都采用了這種水流.2 不銹鋼內(nèi)桶.波輪式洗衣機采用了不銹鋼內(nèi)桶,減小衣物和內(nèi)桶壁摩 擦力,從而減輕衣物的磨損.3 同心洗.同心洗是直接把電動機軸與洗衣桶主軸同心安裝,直接驅(qū)動. 使洗滌

20、和脫水時洗衣桶振動減小,噪聲降低.4 變頻波輪式洗衣機可以對不同質(zhì)地的衣物自動選擇不同的電動機轉(zhuǎn)速, 從而給不同質(zhì)地的衣物以恰當?shù)南礈鞆姸?在保證洗得干凈的同時,也最大 限度地降低衣物的磨損.同時還可以在脫水甩干時,由慢到快地啟動,使衣 物在桶內(nèi)分布均勻,脫水效果好,同時由于衣物均勻分布在洗衣桶的四周, 洗衣桶的重心落在軸心上,可以減小振動,降低噪聲,但是價格較貴.5 程序限制器.新推出的波輪式全自動洗衣機均采用單片機程序限制器, 原來的機械式程序限制器根本上已被淘汰.各廠家生產(chǎn)的各種型號的波輪式 全自動洗衣機的限制程序有所不同.如在模糊限制的洗衣機中,單片機通過 采集水位傳感器,布量傳感器,

21、光傳感器的信號以及電動機的轉(zhuǎn)速,判斷出 衣物的質(zhì)地,多少,贓物程度,從而自動調(diào)整對衣物進行合理的洗滌.波輪式全自動洗衣機通常都采用將洗滌脫水桶套裝在盛水桶內(nèi)的同軸 套桶式結(jié)構(gòu),雖然它們各自牌號和型號都不同,但其結(jié)構(gòu)都是由洗滌,脫水系統(tǒng), 進,排水系統(tǒng),電動機和傳動系統(tǒng),電器限制系統(tǒng)以及支撐機構(gòu)5大局部組成的. 支撐機構(gòu)主要有箱體,吊桿及限制臺組成,它除了安裝和連接洗衣機的各種零件 外,還具有減振及防護,裝飾的作用.如下圖：全自動套筒洗衣機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖.圖2全自動套筒洗衣機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.2 洗滌脫水系統(tǒng)它主要有盛水桶,洗滌桶和波輪組成.盛水桶又稱為外桶,主要用來盛放洗 滌液.盛水桶固定在鋼制底板上

22、,通過 4根吊桿懸掛在洗衣機箱體上.電動機, 離合器,排水閥等部件都裝在桶底下面.洗滌桶又稱為脫水桶或者離心桶,也稱 為內(nèi)桶,它的主要功能是用來盛放衣物,在洗滌或漂洗時配合波輪完成洗滌或漂 洗功能,在脫水時便成為離心式的脫水桶. 波輪是全自動洗衣機中對衣物產(chǎn)生機 械作用的主要部件.按波輪的形狀來分,根本上有小波輪直徑在160m祉右的渦卷式水流和大波輪直徑在 300mmfc右新水流兩類.3.3 排水和進水系統(tǒng)波輪式全自動洗衣機的進排水系統(tǒng)都采用了電磁閥限制. 為了對桶內(nèi)的水位 進行檢測和限制,洗衣機上都安裝有水位限制器水位開關 .波輪式全自動套 桶洗衣機使用最多的水位開關是空氣壓力式開關, 主要

23、有氣壓傳感器裝置,限制 裝置及電觸點開關3局部組成,用來監(jiān)視水位的上下.此外電磁閥分進水和排水 電磁閥,進水電磁閥是洗衣機上的自動進水開關,它受水位開關動斷觸點的限制 而排水電磁閥是全自動洗衣機上的自動排水裝置,同時還起改變離合器工作狀 態(tài).進水、排水電磁閥是采用電流流過線圈形成磁場的原理, 洗衣機電磁閥在進, 排水時使用,220V交流電壓與電磁閥線圈接通,形成磁場,電磁線圈吸合.自 動翻開香蕉閥門,洗衣機里的水就順著管道流出去了. 斷電后,電磁閥線圈失去 電流,磁場消失,電磁鐵松開,橡膠閥門自動關閉,洗衣機里的水就流不出去了.3.4 電動機及傳動系統(tǒng)波輪式全自動套桶洗衣機的電動機及傳動系統(tǒng)主

24、要由電動機和離合器組成, 離合器又有普通離合器和減速離合器兩種. 其中普通離合器用在采用小波輪的套 桶洗衣機上,這種洗衣機在洗滌或者漂洗時波輪的轉(zhuǎn)速和脫水時離心桶的轉(zhuǎn)速相 同,目前各種大波輪新水流套桶洗衣機普遍采用減速離合器,它在洗滌,漂洗時波輪的轉(zhuǎn)速較慢,而脫水時離心桶的轉(zhuǎn)速較快.電動機同時作為洗滌和脫水時的 動力源,普遍采用主,副繞組完全對稱的電容式電動機. 由于一般全自動套桶洗 衣機的額定洗滌容量較大,因此電動機的功率較大.采用減速離合器的全自動套 桶洗衣機傳動系統(tǒng)的原理如下圖：圖3采用減速離合器的全自動套桶洗衣機傳動系統(tǒng)的原理圖第四章電氣限制局部4.1 限制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)波輪式全自動洗衣機的

25、電氣限制系統(tǒng)由于洗衣機型號的不同而不盡相同, 但 電氣限制系統(tǒng)主要有程序限制器, 電動機,進水電磁閥,排水電磁閥,水位開關, 平安開關及各種功能選擇開關等組成的, 限制的根本原理也都一樣.全自動洗衣 機能實現(xiàn)洗衣的自動化,整個洗衣過程都是在程序限制器的“指揮下進行的.如把離合器比作全自動套桶洗衣機的心臟,那么程序限制器就是全自動洗衣機的“大腦.如下圖以程序限制器為核心的波輪式全自動套桶洗衣機限制系統(tǒng)的 根本原理方框圖.圖4波輪式全自動套桶洗衣機限制系統(tǒng)的根本原理方框圖4.2 限制系統(tǒng)原理程序限制器中存儲著多種程序,一旦通過選擇開關選好某種程序后, 程序控 制器便按這種程序自動實施對電動機, 進

26、水和排水電磁閥的限制.平安開關又稱 為蓋開關,在洗衣機運行過程中起平安保護作用, 它的功能為：在洗衣機工作時 誤開蓋,平安開關便會切斷電動機電源,自動中斷程序；在脫水過程中如桶內(nèi)衣物擺放不均勻而產(chǎn)生大幅度振動時,平安開關自動中斷脫水過程,啟動蜂鳴器.根據(jù)采用的程序限制器的不同,波輪式全自動套桶洗衣機的電氣限制電路可分為 電動機驅(qū)動式程序限制器和單片機式程序限制器電路.電動機驅(qū)動式程序限制器 又稱為機械式程序限制器,它具有程序組合量大,工作可靠,抗干擾水平強,而 且能直接限制較大電流等優(yōu)點,單片機程序限制器具有結(jié)構(gòu)緊湊, 操作簡便,功 能齊全,運行可靠等優(yōu)點.目前,機械式程序限制器根本上已被淘汰

27、.用PLC單 片機限制的全自動洗衣機各種動作典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖：圖5 全自動洗衣機各種動作典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖PLC在系統(tǒng)中是處于中央位置,水位開關的 PLC的輸入信號限制開關,進水閥,排水閥和電動機是洗衣機各種動作的執(zhí)行機構(gòu).其中進水閥和排水閥由PLC給定信號來決定其工作狀態(tài)；電動機的工作狀態(tài)也由限制中央 PLC給定信號來決 定,而電動機的正反轉(zhuǎn)狀態(tài)直接決定了洗衣機的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài).4.3檢測電路系統(tǒng)檢測電路主要由各類傳感器組成.在洗衣過程中起決定作用的物理量有衣量、衣質(zhì)、水位、水溫和渾濁度等,這些物理量都需要有適當?shù)膫鞲衅鱽慝@取信 息,并轉(zhuǎn)換成PLCIt接收的電信號.1水位傳感器水位檢測

28、的精度直接影響洗凈度、水流強度、洗滌時間等參數(shù).2水溫傳感器適當?shù)南匆聹囟扔欣谖酃傅淖兓? 可以提升洗滌效果.水溫傳感器裝在洗 滌桶的下部.以熱敏電阻為檢測元件.測定翻開洗衣機開關時的溫度為環(huán)境溫度,注水結(jié)束時的溫度為水溫,將所測溫度信號輸給 PLG第五章主要器件的選擇5.1 電動機的選擇由于家庭提供的電源限制應選單相電容運轉(zhuǎn)式異步電動機.以3.6公斤全自動洗衣機為例,由于全自動洗衣機的脫水桶直徑較大,這一偏心不能不考慮,所以計算時應以洗滌物可能產(chǎn)生前最大偏心為計算依據(jù).脫水時電機功率比洗滌時 要大,在確定電機功率時應以脫水時消耗的功率為依據(jù),也就是說脫水時電機功率就是該洗衣機所確定的電機額

29、定功率.由于在計算時一些因素如電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn) 動慣量等沒考慮,造成一些偏差,所以3.6公斤全自動洗衣機電機額定功率選為 180瓦.符合全自動洗衣機的功率范圍120M 250W應選擇YY104-180型號單相電容運轉(zhuǎn)式電動機,功率180瓦,額定電壓220V, 轉(zhuǎn)速 1350r/min ,電流 1.7A.5.2 傳感器的選擇5.2.1 水溫傳感器的選擇水溫檢測可用熱敏電阻或 MTS102半導體溫度檢測器.洗衣機水溫一般為 4 C40 C,在該溫度范圍內(nèi)MTS10線性好,溫度敏感,水溫檢測常選用它.5.2.2 水位傳感器的選擇對于PLG空制的洗衣機,要求水位的檢測必須是連續(xù)的,諧振式水位傳感器是 利用

30、電磁諧振電路LC作為傳感器的敏感元件,將被測物體的變化轉(zhuǎn)變?yōu)長C參數(shù) 的變化,最終以頻率參數(shù)輸出.其工作原理是將水位的上下通過導管轉(zhuǎn)換成一個 測試內(nèi)腔氣體變化的壓力,驅(qū)動內(nèi)腔上方的一塊隔膜移動,帶動隔膜中央的磁芯 在某線圈內(nèi)移動,從而線圈電感發(fā)生變化.由此引起諧振電路的固有頻率隨水位 變化.故常采用諧振式水位傳感器.5.2.3 渾濁度傳感器的選擇渾濁度傳感器主要采用紅外光電傳感器.由紅外發(fā)射管發(fā)出一定強度的紅外 光,紅外接收管在溶液的另一側(cè)接收紅外線.紅外線在溶液中透光性的大小就決定接收方產(chǎn)生光電電流的大小,光電流經(jīng)整形放大和數(shù)據(jù)處理后,就可以判斷出 水的渾濁程度.5.2.4 衣質(zhì)傳感器的選擇

31、衣質(zhì)的檢測一般在洗滌之前,且主要用來測定所洗衣物屬于棉類還是化纖 類.在一定水位的前提下不同的衣物成分不同,其布阻抗就不同.為了測出衣質(zhì), 先參加一定的水并讓電機轉(zhuǎn)動,忽然切斷電源,由于慣性作用電時機維持短時間 旋轉(zhuǎn).此時電機處于發(fā)電機狀態(tài),會產(chǎn)生一定感應電勢并逐漸衰減到零.由于衰 減速率與布阻抗有一定的線性關系,通過對定子繞組兩端電熱進行整流和檢測 , 經(jīng)光電隔離后形成脈沖,脈沖信號多,那么布阻抗小,反之亦然.經(jīng)過幾次測量就可 以判斷出布阻抗,通過推理得出衣質(zhì).應選擇電阻傳感器.5.3 可編程限制器外部設計5.3.1 可編程限制器的選擇根據(jù)輸入信號及輸出信號的數(shù)量,經(jīng)過初略計算, 輸人點數(shù)為

32、6點,輸出 點數(shù)為6點；輸人、輸出信號都是數(shù)字量.增加 20%&用量,以便隨時增加限制 功能：輸入點數(shù)為：6 X (1+20%)=7.2輸出點數(shù)為：6 X (1+20%)=7.2根據(jù)I/O點數(shù),可選松下FP0-C16型可編程限制器,具輸入點8點,輸出點 8點,擴展模塊可用點數(shù)為16點.5.3.2可編程限制器I/O 口分配輸入啟動高水位傳感器低水位傳感器渾濁度傳感器衣質(zhì)傳感器停止PLC俞入X0X1X2X3X4X5輸出Y0Y1Y2Y6Y3Y7Y4Y5PLC俞出報警器進水控制閥止轉(zhuǎn)高速洗滌止轉(zhuǎn)低速洗滌反轉(zhuǎn)局速洗滌反轉(zhuǎn)低速洗滌排水限制閥脫水可編程限制器I/O 口分配表5.3.3外圍接線圖24V 啟假設

33、 觸卷 W 黜雷斌W22 DV 翱 激胖酗 國儲迭 都 群 蹄戰(zhàn) 麻蚪圖6可編程限制器外圍接線圖洗衣機要實現(xiàn)衣服的洗滌,漂洗和脫水,就要通過上述動作來實現(xiàn),而這些 動作可以通過PLC限制來實現(xiàn).同時加上開關和按鈕,數(shù)碼管顯示器,蜂鳴報警 器和欠電壓檢測保護電路等,就可以形成完整的PLC限制系統(tǒng).通過軟件編程達 到對整個洗衣過程進行檢測限制和用戶交互.5.4 變頻器的運用及參數(shù)設置一變頻器操作面版說明熱翻開觸圖7變頻器外部結(jié)構(gòu)圖-不太心表狀般 工斤用 L /,1 單反反鍵表示按鍵說明CyJ| ucotj最高位內(nèi)煒_F 中網(wǎng)位閃蜥0-9-設正值的交空臺口 1. 5s域建值的丐人與ift定懂不能在畬

34、薇設定范圍外設定.請寫入詡求范國內(nèi)的情EI的情;上不6 RUN顯示點亮或閃用時,按鍵,或把樵在限制漏干的正片的IF或反5T CSTO 信號切株到QFR.竹止運行口也79=I FU操作模式被設定.如用設定值和套數(shù)號 叵Zr?不用探.為同F(xiàn)可的情況時.用訛定值寫入時.臼刁ar沒有按第1,5*請先按一次區(qū)健.加后掇三口鍵.重新設定口圖8變頻器顯示圖三簡單模式參數(shù)簡單模式參數(shù)如表1-1所示.表1-1變頻器簡單參數(shù)一覽表參數(shù)名稱單位初始值范圍內(nèi)容PR1上限頻率0.01HZ120/60HZ0120Hz設定輸出頻率的上限PR2下限頻率0.01HZ0HZ0120Hz設定輸出頻率的下限PR3基準頻率0.01HZ

35、50HZ0400Hz設定電機的額定轉(zhuǎn)矩的頻率PR4多段速度設定高速0.01HZ50HZ0400Hz設定RH-ON時的頻率PR5多段速度設定中速0.01HZ50HZ0-400HZ設定RM-ON寸的頻率PR6多段速度設定低速0.01HZ50HZ0-400HZ設定RL-ON時的頻率PR7加速時間0.1/0.01S5S/15S0-3600/360S設定電機的加速時間PR8減速時間0.1/0.01S5S/15S0-3600/360S設定電機的減速時間PR9電子多電流保護0.1/0.01A變頻器額 定輸出電流0500/03600A設定電機的額定電流PR13啟動頻率0.01HZ0.5HZ0-60HZ可以設定

36、啟動是的頻率PR15點動頻率0.01HZ5HZ0-400HZ設定點動運行是的額頻率PR16點動加減速速時間0.1/0.01S0.5S0-3600/360S設定點動運行時的加減速時問PR79運行模式選擇100外部/PU切換立1PU運行模式固定2外部運行模式固定3外部/PU組合運行模式14外部/PU組合運行模式2四錯誤信息及對策錯誤信息及對策如表1-2所示操作上的故障用消息的形式顯示.不切斷輸出操作卸板顯小HOLDKGL d名稱操作卸板鎖止內(nèi)容設定了操作鎖定模式,除了 圖 6-5.之外的操作無效.如檢查要點舉措按鍵2秒鐘后操作鎖定將解除.操作卸板顯小Er1名稱禁止寫入錯誤內(nèi)容1.Pr.77參數(shù)寫入

37、選擇中設定為禁止寫入,這樣的情況卜采取寫入動作時.2.頻率跳變的設定范圍重復時.3 .V/F5點可調(diào)整的設定值重復的情況下.4 .PU和變頻器不能正常通訊時.檢查要點請確認Pr.77參數(shù)寫入選擇的設定值.2.請確認Pr.31Pr.36 頻率跳變的設定值.3.請確認Pr.100-Pr.109 V/F5點可調(diào)整的設定值4.請確認PU匕變頻器的連接.操作卸板顯小Er2Ga名稱運行中寫入錯誤內(nèi)容Pr.77不等于2 任何運行模式下都可寫入的情況 下,在運行中或STF STR置為ON寸米取參數(shù)寫入 動作時檢查要點1請確認Pr.77的設定值2是否是運行中舉措1請設置為Pr.77 = 2 .2停止運行后進行參

38、數(shù)的寫入動作.操作卸板顯小Er3E3名稱校正錯誤內(nèi)容模擬輸入的偏置,增益的校正值過于接近時檢查要點請確認參數(shù)C3, C4, C6, C7 校正功能的設定值.操作卸板顯小Er4名稱模式指定錯誤內(nèi)容Pr.77不等于2的情況下外部,網(wǎng)絡運行模式下進行 參數(shù)設定時.檢查要點1 .運行模式是否為“ PU運行模式2 .請確認Pr.77的設定值舉措1 .把運行模式切換為“PU運行模式后進行參數(shù)設定2 .請設置為Pr.77 =2后進行參數(shù)設定3 .5主要元器件的布置圖LylYlWLN-RSTSQ1SQ2第六章軟件設計6.1 系統(tǒng)的順序功能圖設計全自動洗衣機工作原理：全自動洗衣機的洗衣桶外桶和脫水桶內(nèi)桶是以 同

39、一中央安放的.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,使內(nèi)外桶的水流相通.該洗衣機的進水和排水分別由進水電 磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行.進水時,通過電動限制系統(tǒng),使進水閥翻開,經(jīng)進水 管將水注入到外桶.排水時,通過電控系統(tǒng)使排水閥翻開,將水由外桶排出到機 外.洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn),此時脫水桶并不旋 轉(zhuǎn).脫水時,通過電控系統(tǒng)將離合器合上,由洗滌電動機帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進行甩干.高、低水位開關分別用來檢測高、低水位.啟動按鈕用來啟動洗衣機工作.停止 按鈕用來實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫水及報警.排水按鈕用來實現(xiàn)手動排水.PLC投入運行,系統(tǒng)處于初始

40、狀態(tài),準備好啟動.按下啟動按鈕時開始進水,水 滿(即水位到達高水位)時停止進水,2s后開始正轉(zhuǎn)洗滌.正轉(zhuǎn)洗滌30s后暫停, 暫停2s后開始反轉(zhuǎn)洗滌.反轉(zhuǎn)洗滌30s后暫停,暫停2s后,假設正、反洗滌未 滿5次,那么返回從正轉(zhuǎn)洗滌開始的動作；假設正、反洗滌滿5次時,那么開始排水. 排水水位假設下降到低水位時,開始脫水并繼續(xù)排水.脫水30s即完成一次從進水 到脫水的工作循環(huán)過程.假設未完成 2次大循環(huán),那么返回從進水開始的全部動作, 進行下一次大循環(huán)；假設完成了 2次大循環(huán),那么進行洗完報警.報警3s結(jié)束全部 過程,自動停機.假設按下停止按鈕,可以手動排水和手動脫水.6.2 全自動洗衣機的限制要求1

41、)、按下啟動按鈕后,洗衣機開始進水.水滿時(即水位到達高水位,高水位 開關由OFF變ON PLC停止進水,并開始洗滌正轉(zhuǎn),正轉(zhuǎn)洗滌15S后暫停,暫停 3s后開始洗滌反轉(zhuǎn).反洗15S后暫停,暫停3s后,假設正、反洗未滿3次,那么返 回從正洗開始的動作；假設正反洗滿 3次時,那么開始排水.(2)、水位信號下降到低水位時(低水位開關由ON變OFF開始脫水并繼續(xù)排水.脫水10S即完成一次從進水到脫水的大循環(huán)過程.(3)、假設未完成3次大循環(huán),那么返回從進水開始的全部動作, 進行下一次大循 環(huán)；(4)、假設完成了 3次大循環(huán),那么進行洗完報警,報警10S后結(jié)束全部過程,自 動停機；(5)、要求可以按排水

42、按鈕手動排水；按停止按鈕以實現(xiàn)手動停止進水、排水、 脫水及報警.6.3 限制系統(tǒng)順序功能圖運行 ,進水正反法玨5次圖9限制系統(tǒng)順序功能圖6.4限制系統(tǒng)的梯形圖設計M8002肩功XOOOXQ014F進水局水位一29 / 38X001止轉(zhuǎn)洗滌圖9 PLC限制系統(tǒng)的梯形圖第七章結(jié)束語在本次畢業(yè)設計的整個過程中,以及畢業(yè)設計的寫作、修改和定稿的過程中, 曾得到許多實習老師的熱心幫助,在這里像他們表示最誠摯的謝意.另外還在我最迷惘的畢業(yè)設計初期給我信心和動力,替我指明了研究的方 向,不斷啟發(fā),這使我如沐春風,受益終身.另外,我要感謝我那些可歌可敬的親朋好友,他們在我身后給予支持,給 我無言的幫助,感謝關

43、心我的人,你們永遠健康快樂是我最大的心愿. 我的點滴 離不開大家的支持和幫助,你們給了我堅實的后盾,施展的空間,讓我在每走一 步中不焦不躁,沉穩(wěn)向前.望在這里接受我誠摯的謝意.其次,我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母,一直默默的支持我,無怨 無悔,謝謝你們.最后,謹以此文獻給我多年學習生活中一直在默默支持、鼓勵我的親人和 朋友們！我的每一次進步都凝聚著你們給我的關心和力量. 無論我以后走到哪里, 你們都是我今生最持久的動力源泉.也用此文來為我的學生時代畫上完美的休止 符.致謝畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識 ,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題, 鍛煉實踐水平的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作水平的具

44、體練習和考察過程 .隨著 科學技術開展的日新日異,PLC已經(jīng)成為當今空前活潑的領域, 在生活中可以 說得是無處不在.因此作為二十一世紀的大學來說掌握 PLC的開發(fā)技術是十分重 要的.回憶起此次PLC畢業(yè)設計,至今我仍感慨頗多,確實,從選題到定稿,從理 論到實踐,在作畢業(yè)設計的日子里,可以說得是苦多于甜,但是可以學到很多很 多的東西,同時不僅可以穩(wěn)固了以前所學過的知識, 而且學到了很多在書本上所 沒有學到過的知識.通過這次畢業(yè)設計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要 的,只有理論知識是遠遠不夠的,只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來, 從 理論中得出結(jié)論,才能真正為社會效勞,從而提升自己的實際動手

45、水平和獨立思 考的水平.在設計的過程中遇到問題,可以說得是困難重重,這畢竟第一次做的, 難免會遇到過各種各樣的問題,同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的缺乏之處,對 以前所學過的知識理解得不夠深刻,掌握得不夠牢固,通過這次畢業(yè)設計之后, 一定把以前所學過的知識重新溫故.這次畢業(yè)設計終于順利完成了,在設計中遇到了很多編程問題,最后在指導 老師的辛勤、指導下,終于游逆而解.同時,在指導老師的身上我學得到很多實 用的知識,在次我表示感謝！同時,對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位指導老師再 次表示忠心的感謝.參考文獻1魏志精.可編程限制器應用根底【M .電子工業(yè)出版社,20032周恩濤.可編程限制器原理及其在液壓系統(tǒng)中的應用【Ml .機械工業(yè)出版社.3潘月琴.全自動洗衣機的維修【M .北京科學技術出版社,20044廖常初.PLC根底及應用.北京：機械工業(yè)出版社,20035李國厚.PLC原理及應用設計.化學工業(yè)出版社,20056潘海燕.波輪式全自動洗衣