全自動(dòng)洗衣機(jī)plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　從古到今，洗衣服都是一項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動(dòng)，在洗衣機(jī)出現(xiàn)以前，這項(xiàng)勞動(dòng)并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣、手搓、腳踩、棒擊、沖刷、摔打。這些不斷重復(fù)的簡單的體力勞動(dòng)，留給人的感受常常是辛苦勞累。</p><p>　　1874年，“手洗時(shí)代”受到了前所未有的挑戰(zhàn)——美國人比爾·布萊克斯發(fā)明了木

2、制手搖洗衣機(jī)。</p><p>　　1880年，美國又出現(xiàn)了蒸汽洗衣機(jī)，蒸汽動(dòng)力開始取代人力。之后，水力洗衣機(jī)，內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。</p><p>　　1911年，美國試制成功世界上第一臺電動(dòng)洗衣機(jī)，標(biāo)志著人類家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開端。</p><p>　　1922年，電動(dòng)洗衣機(jī)迎來一種嶄新的洗衣方式——攪拌式。攪拌式洗衣機(jī)由美國瑪依塔格公司研制成功。</p

3、><p>　　70年代后期，微電腦控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)出現(xiàn)引領(lǐng)新的發(fā)展方向，讓人耳目一新。</p><p>　　90年代，由于電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實(shí)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(jī)。</p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)其特點(diǎn)是能自動(dòng)完成洗滌，漂洗和脫水的轉(zhuǎn)換，整個(gè)過程不需要人工操作。這類洗衣機(jī)均采用套筒式結(jié)構(gòu)，其進(jìn)水，排水都采用電磁閥，由程序控制

4、器按人們預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序不斷發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行器件動(dòng)作，整個(gè)洗衣過程自動(dòng)完成。所用的程序控制器可分為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式和單片機(jī)式。從控制方式的發(fā)展階段上分：</p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)可分為兩大類：</p><p>　　第一類電動(dòng)控制洗衣機(jī)，它的程序控制器由電動(dòng)元件組成。</p><p>　　第二類是電腦控制洗衣機(jī)，它的程序控制器由微型計(jì)算機(jī)組成。電動(dòng)控制全自動(dòng)洗

5、衣機(jī)是較早出現(xiàn)的自動(dòng)控制類家用電器，其產(chǎn)品類型還屬于傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品，是自動(dòng)控制的初級階段。隨著計(jì)算機(jī)的及微電子技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)正在逐步實(shí)現(xiàn)硬件化。因此，電動(dòng)控制洗衣機(jī)將逐步退出家電舞臺。</p><p>　　可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng), 專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。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(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令, 并通過數(shù)字的、模擬的輸入和

6、輸出, 控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程. 可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備, 都應(yīng)按易于與各種控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。</p><p>　　第二章 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)總體控制方案確定</p><p>　　2.1 總體控制方案確定</p><p>　　2.1.1 控制系統(tǒng)的比較</p><p><b>　　PLC系統(tǒng)

7、的特點(diǎn)：</b></p><p>　　1）可靠性高，PLC作為一種通用的工業(yè)控制器，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，抗外部干擾能力強(qiáng)，平均無故障時(shí)間長。</p><p>　　2）使用方便靈活，PLC采用了基本單元擴(kuò)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(dòng)能力等都可以根據(jù)實(shí)際控制要求進(jìn)行選擇與確定，而且在需要時(shí)可以隨時(shí)更換，

8、近年來，PLC的特殊模塊增多這些可以滿足不同的控制要求，使PLC的使用更加靈活與多變。</p><p>　　3）編程簡單，PLC的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在它采用了獨(dú)特的，多種面向廣大工程設(shè)計(jì)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，明了適合各類技術(shù)人員的傳統(tǒng)習(xí)慣，即使是沒有計(jì)算機(jī)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(dòng)態(tài)監(jiān)測效果逼真，且與計(jì)算機(jī)控制容易。</p>

9、;<p><b>　　單片機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)：</b></p><p>　　1）要求環(huán)境，單片機(jī)對環(huán)境的適應(yīng)能力較低，可靠性差。</p><p>　　2）編程和PLC相比難以學(xué)習(xí)，主要是單片機(jī)采用匯編語言或者是C語言，這些高級語言和PLC語言相比，難以學(xué)習(xí)。</p><p>　　3）功能單一只具有使用中所需要的功能。但是，它結(jié)構(gòu)簡單，處

10、理速度快。</p><p>　　2.2.2 洗衣機(jī)的PLC控制系統(tǒng)概述</p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)采用PLC控制系統(tǒng)將大大提高工作效率，和適應(yīng)工作環(huán)境的能力。在全自動(dòng)洗衣機(jī)中，洗衣機(jī)洗滌、脫水程序是由單片機(jī)為中心控制系統(tǒng)工作的。首先由于單片機(jī)的指令系統(tǒng)相對復(fù)雜，編寫洗滌、脫水程序相對復(fù)雜；其次，在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件時(shí)．要有多種電路保護(hù)裝置，如電流保護(hù)、電壓保護(hù)、過載保護(hù)、過熱保護(hù)及欠壓

11、保護(hù)等等 這樣增加了硬件的復(fù)雜性，隱含較高的故障率無形地增加了維修成本費(fèi)用，在各種控制系統(tǒng)中廣泛運(yùn)用的PLC能克服單片機(jī)的缺點(diǎn)。它是整體模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運(yùn)用中，硬件也相對簡單，提高控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語言也相對簡單。</p><p>　　典型的PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖1所示：</p><p>　　圖2-1 PLC控制系統(tǒng)的硬

12、件組成框圖</p><p>　　第三章全自動(dòng)洗衣機(jī)的基-本結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的原理和構(gòu)造</p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)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(jī)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。首先做一下比較：</p><p>　　滾筒式洗衣機(jī)具有如

13、下性能：</p><p>　　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。</p><p>　　2）提高溫度來洗滌可充分溶解洗衣粉，加快洗衣粉中弱酸性物質(zhì)與污物的化學(xué)反應(yīng)速度，提高洗衣粉中酶的活性，同時(shí)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(jī)械力的需求。</p><p>

14、;　　3）高溫能有效的殺死一些細(xì)菌。</p><p>　　沒有加溫的洗滌的波輪式洗衣機(jī)無論怎樣的水流，要達(dá)到一定的洗凈比，都必須有足夠的機(jī)械力，而機(jī)械力對衣物是由損傷的，這就決定了波輪式洗衣機(jī)的磨損率大大高于滾筒式洗衣機(jī)。</p><p>　　各種新水流基本原理是一樣的，就是盡量以紊亂的水流減小衣物的纏繞，增大水流的沖刷力以用于洗滌，與以前依靠衣物與桶壁和衣物相互之間的摩擦方式相比，水流沖

15、刷對衣物的損傷較小。</p><p>　　滾筒式洗衣機(jī)有如下特點(diǎn)：</p><p>　　1）磨損低，沒有纏繞，機(jī)械傳動(dòng)部分簡單可靠，壽命長于波輪式洗衣機(jī)。</p><p>　　2）自動(dòng)化程度高，可以自動(dòng)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(shè)計(jì)了不同的洗滌程序和洗滌溫度，使洗滌更為科學(xué)。設(shè)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

16、干，避免衣物甩干后不能及時(shí)取出晾曬而起皺。</p><p>　　省水，省洗衣粉。滾筒式洗衣機(jī)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。</p><p>　　高溫洗滌有一定的滅菌作用。</p><p>　　洗滌過程噪聲小，滾筒式洗衣機(jī)屬封閉式洗滌，可以有效屏蔽內(nèi)桶轉(zhuǎn)動(dòng)聲和水流聲；而波輪式洗滌的水流聲，脫水內(nèi)桶轉(zhuǎn)動(dòng)聲是不可避免的且剎車裝置和電磁閥動(dòng)作聲

17、音也很大。</p><p>　　由于滾筒式洗衣機(jī)的價(jià)格大大高于波輪式洗衣機(jī)，所以波輪式洗衣機(jī)仍然受到普遍歡迎。波輪式洗衣機(jī)的特點(diǎn)：</p><p>　　水流方面?，F(xiàn)在波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)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(dá)的網(wǎng)絡(luò)水流等都采用了這種水流。</p><p>　　程序控制器。新推出的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)均采用單片機(jī)程序控制器，原來的機(jī)械

18、式程序控制器基本上已被淘汰。各廠家生產(chǎn)的各種型號的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制程序有所不同。如在模糊控制的洗衣機(jī)中，單片機(jī)通過采集水位傳感器，布量傳感器，光傳感器的信號以及電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，判斷出衣物的質(zhì)地，多少，贓物程度，從而自動(dòng)調(diào)整對衣物進(jìn)行合理的洗滌。</p><p>　　不銹鋼內(nèi)桶。波輪式洗衣機(jī)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。</p><p>　　同心洗。同心

19、洗是直接把電動(dòng)機(jī)軸與洗衣桶主軸同心安裝，直接驅(qū)動(dòng)。使洗滌和脫水時(shí)洗衣桶振動(dòng)減小，噪聲降低。</p><p>　　變頻波輪式洗衣機(jī)可以對不同質(zhì)地的衣物自動(dòng)選擇不同的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而給不同質(zhì)地的衣物以恰當(dāng)?shù)南礈鞆?qiáng)度，在保證洗得干凈的同時(shí)，也最大限度地降低衣物的磨損。同時(shí)還可以在脫水甩干時(shí)，由慢到快地啟動(dòng)，使衣物在桶內(nèi)分布均勻，脫水效果好，同時(shí)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(dòng)，降低噪

20、聲，但是價(jià)格較貴。</p><p>　　波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)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(jìn)，排水系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)，電器控制系統(tǒng)以及支撐機(jī)構(gòu)5大部分組成的。支撐機(jī)構(gòu)主要有箱體，吊桿及控制臺組成，它除了安裝和連接洗衣機(jī)的各種零件外,還具有減振及防護(hù)，裝飾的作用。</p><p>　　3.2 洗滌脫水系

21、統(tǒng)</p><p>　　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，通過4根吊桿懸掛在洗衣機(jī)箱體上。電動(dòng)機(jī)，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(shí)配合波輪完成洗滌或漂洗功能，在脫水時(shí)便成為離心式的脫水桶。波輪是全自動(dòng)洗衣機(jī)中對衣物產(chǎn)生機(jī)械作用的主要部件。按波輪的形狀來分，基本上有小

22、波輪（直徑在160mm左右）的渦卷式水流和大波輪（直徑在300mm左右）新水流兩類。</p><p>　　3.3 排水和進(jìn)水系統(tǒng)</p><p>　　波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)排水系統(tǒng)都采用了電磁閥控制。為了對桶內(nèi)的水位進(jìn)行檢測和控制，洗衣機(jī)上都安裝有水位控制器（水位開關(guān)）。波輪式全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)使用最多的水位開關(guān)是空氣壓力式開關(guān)，主要有氣壓傳感器裝置，控制裝置及電觸點(diǎn)開關(guān)3部分組成，用來監(jiān)視

23、水位的高低。此外電磁閥分進(jìn)水和排水電磁閥，進(jìn)水電磁閥是洗衣機(jī)上的自動(dòng)進(jìn)水開關(guān)，它受水位開關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)的控制。而排水電磁閥是全自動(dòng)洗衣機(jī)上的自動(dòng)排水裝置，同時(shí)還起改變離合器工作狀態(tài)。進(jìn)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(jī)電磁閥在進(jìn)，排水時(shí)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(dòng)打開香蕉閥門，洗衣機(jī)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(dòng)關(guān)閉，洗衣機(jī)

24、里的水就流不出去了。</p><p>　　3.4 電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　　波輪式全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)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(jī)上，這種洗衣機(jī)在洗滌或者漂洗時(shí)波輪的轉(zhuǎn)速和脫水時(shí)離心桶的轉(zhuǎn)速相同，目前各種大波輪新水流套桶洗衣機(jī)普遍采用減速離合器，它在洗滌，漂洗時(shí)波輪的轉(zhuǎn)速較慢，而脫水時(shí)離心

25、桶的轉(zhuǎn)速較快。電動(dòng)機(jī)同時(shí)作為洗滌和脫水時(shí)的動(dòng)力源，普遍采用主，副繞組完全對稱的電容式電動(dòng)機(jī)。由于一般全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)的額定洗滌容量較大，因此電動(dòng)機(jī)的功率較大。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)與固定在離合器下端的大傳動(dòng)帶盤之間用V帶傳動(dòng)。經(jīng)第一級減速后大傳動(dòng)帶盤得到150r/min的轉(zhuǎn)速。當(dāng)洗衣機(jī)處于洗滌或漂洗狀態(tài)時(shí)，再經(jīng)離合器內(nèi)部的行星齒輪減速后，使波輪得到175r/min低轉(zhuǎn)速。此時(shí)，洗滌（脫水）桶不動(dòng)。當(dāng)洗衣機(jī)處

26、于脫水狀態(tài)時(shí)，離合器輸出的是未經(jīng)減速的850r/min的高轉(zhuǎn)速，驅(qū)動(dòng)脫水桶和波輪作同步高速運(yùn)轉(zhuǎn)。對于使用普通離合器的小波輪套桶洗衣機(jī)來說，有區(qū)別的僅僅是離合器內(nèi)部沒有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，因此在洗滌或漂洗時(shí)其波輪的轉(zhuǎn)速與脫水時(shí)的轉(zhuǎn)速時(shí)相同的。</p><p>　　第四章 電氣控制系統(tǒng)</p><p>　　4.1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的電氣

27、控制系統(tǒng)由于洗衣機(jī)型號的不同而不盡相同，但電氣控制系統(tǒng)主要有程序控制器，電動(dòng)機(jī)，進(jìn)水電磁閥，排水電磁閥，水位開關(guān)，安全開關(guān)及各種功能選擇開關(guān)等組成的，控制的基本原理也都一樣。全自動(dòng)洗衣機(jī)能實(shí)現(xiàn)洗衣的自動(dòng)化，整個(gè)洗衣過程都是在程序控制器的“指揮”下進(jìn)行的。如把離合器比作全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)的心臟，則程序控制器就是全自動(dòng)洗衣機(jī)的“大腦”。如圖所示以程序控制器為核心的波輪式全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的基本原理方框圖。</p><

28、p>　　圖4-1 波輪式全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的基本原理方框圖</p><p>　　4.2 控制系統(tǒng)原理</p><p>　　程序控制器中存儲(chǔ)著多種程序，一旦通過選擇開關(guān)選好某種程序后，程序控制器便按這種程序自動(dòng)實(shí)施對電動(dòng)機(jī)，進(jìn)水和排水電磁閥的控制。安全開關(guān)又稱為蓋開關(guān)，在洗衣機(jī)運(yùn)行過程中起安全保護(hù)作用，它的功能為：在洗衣機(jī)工作時(shí)誤開蓋，安全開關(guān)便會(huì)切斷電動(dòng)機(jī)電源，自動(dòng)中斷程序；在

29、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(dòng)時(shí)，安全開關(guān)自動(dòng)中斷脫水過程，啟動(dòng)蜂鳴器。按照采用的程序控制器的不同，波輪式全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)的電氣控制電路可分為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式程序控制器和單片機(jī)式程序控制器電路。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式程序控制器又稱為機(jī)械式程序控制器，它具有程序組合量大，工作可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且能直接控制較大電流等優(yōu)點(diǎn)，單片機(jī)程序控制器具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡便，功能齊全，運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。目前，機(jī)械式程序控制器基本上已被淘汰。用PLC（

30、單片機(jī)）控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)各種動(dòng)作典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：</p><p>　　圖4-2 全自動(dòng)洗衣機(jī)各種動(dòng)作典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　PLC在系統(tǒng)中是處于中心位置，水位開關(guān)的PLC的輸入信號控制開關(guān)，進(jìn)水閥，排水閥和電動(dòng)機(jī)是洗衣機(jī)各種動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中進(jìn)水閥和排水閥由PLC給定信號來決定其工作狀態(tài)；電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)也由控制中心PLC給定信號來決定，而電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)狀態(tài)直接決

31、定了洗衣機(jī)的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。</p><p>　　4.3 檢測電路系統(tǒng)</p><p>　　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(dāng)?shù)膫鞲衅鱽慝@取信息,并轉(zhuǎn)換成PLC能接收的電信號。</p><p><b>　　1）水位傳感器</b></p><

32、;p>　　水位檢測的精度直接影響洗凈度、水流強(qiáng)度、洗滌時(shí)間等參數(shù)。</p><p><b>　　2）渾濁度傳感器</b></p><p>　　人工洗衣時(shí)可以隨時(shí)用眼睛檢查衣物是否洗凈，但在洗滌桶內(nèi)的衣物不斷地進(jìn)行翻滾運(yùn)行，無法直接撿測衣物的洗凈程度。全自動(dòng)洗衣機(jī)通過采用光傳感器檢測洗滌液的透光率，從而間接撿測了洗凈程度。在洗衣機(jī)排水管兩側(cè)分別安裝紅外發(fā)光管和光電

33、接收管。洗滌前，排水管中充滿清水，光電接收管受光導(dǎo)通，以此時(shí)光敏三極管輸出電壓為設(shè)定值。洗滌開始后，衣物上的污垢不斷地?cái)U(kuò)散到洗滌液中， 洗滌液逐漸變渾濁，致使透光率降低．相應(yīng)地，光敏三極管的輸出電壓也隨之下降。經(jīng)過一段時(shí)間后，該輸出電壓趨于穩(wěn)定值，洗滌過程結(jié)束，然岳進(jìn)漂洗階段。</p><p><b>　　3）衣質(zhì)傳感器</b></p><p>　　衣質(zhì)傳感器又叫布質(zhì)

34、傳感器，它是為檢測衣物的質(zhì)地而設(shè)置的。根據(jù)衣物纖維中棉纖維、化學(xué)纖維所占比例的大小，衣物的布質(zhì)分為“柔軟棉”、“較硬棉”、“棉與化纖”以及“化纖”四個(gè)擋 。 </p><p><b>　　4）衣量傳感器</b></p><p>　　衣量傳感器又稱衣物負(fù)載傳感器，它是用來檢測洗衣時(shí)衣物量多少的。當(dāng)洗滌桶內(nèi)注入一定量的清水后將衣物放入桶內(nèi)，這時(shí)讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)以斷續(xù)通電運(yùn)轉(zhuǎn)的方

35、式工作一分鐘左右。利用電機(jī)繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢，經(jīng)光電隔離及比較整型，產(chǎn)生脈沖信號。這種矩形脈沖數(shù)目與電機(jī)慣性轉(zhuǎn)過的角度成比例。若衣物多，則電機(jī)受到的阻力大，電機(jī)慣性轉(zhuǎn)過的角度就小，相應(yīng)地，傳感器產(chǎn)生的脈沖就少，這樣就間接地“測量 出了衣物量的多少。下一步需要做的就是，根據(jù)衣物量來設(shè)定水位。</p><p>　　衣質(zhì)傳感器和衣量傳感器是同一個(gè)裝置，只是檢測的方法不同。在進(jìn)行衣質(zhì)檢測時(shí)。首先使洗滌桶內(nèi)的水位比設(shè)定

36、水位低一個(gè)擋級，然后仍按照測衣物量的方法讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)以通斷電的方式工作一段時(shí)間。檢測每次斷電期間衣量傳感器發(fā)出的脈沖數(shù)并求其平均值。用測衣量時(shí)得到的脈沖數(shù)減去測衣質(zhì)時(shí)得到的脈沖數(shù)，二者之差即可以判別衣質(zhì)。若桶內(nèi)的衣物棉纖維所占比例大，脈沖數(shù)差就大，若化學(xué)纖維所占比例大脈沖數(shù)差就小。</p><p><b>　　5）水溫傳感器</b></p><p>　　適當(dāng)?shù)南匆聹囟扔?/p>

37、利于污垢的變化。可以提高洗滌效果。水溫傳感器裝在洗滌桶的下部。以熱敏電阻為檢測元件。測定打開洗衣機(jī)開關(guān)時(shí)的溫度為環(huán)境溫度，注水結(jié)束時(shí)的溫度為水溫，將所測溫度信號輸給PLC。</p><p>　　第五章 主要器件的選擇</p><p>　　5.1 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　由于家庭提供的電源限制故選單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電動(dòng)機(jī)。以3.6公斤全自動(dòng)洗衣機(jī)為例，由于全

38、自動(dòng)洗衣機(jī)的脫水桶直徑較大，這一偏心不能不考慮，所以計(jì)算時(shí)應(yīng)以洗滌物可能產(chǎn)生前最大偏心為計(jì)算依據(jù)。脫水時(shí)電機(jī)功率比洗滌時(shí)要大，在確定電機(jī)功率時(shí)應(yīng)以脫水時(shí)消耗的功率為依據(jù)，也就是說脫水時(shí)電機(jī)功率就是該洗衣機(jī)所確定的電機(jī)額定功率。由于在計(jì)算時(shí)一些因素如電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等沒考慮，造成一些偏差，所以3.6公斤全自動(dòng)洗衣機(jī)電機(jī)額定功率選為180瓦。符合全自動(dòng)洗衣機(jī)的功率范圍120W～250W。</p><p>　　故選擇

39、YY104-180型號單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)，功率180瓦,額定電壓220V，轉(zhuǎn)速1350r/min，電流1.7A。</p><p>　　5.2 傳感器的選擇 </p><p>　　5.2.1 水溫傳感器的選擇</p><p>　　水溫檢測可用熱敏電阻或MTS102 半導(dǎo)體溫度檢測器。洗衣機(jī)水溫一般為4 ℃～40 ℃,在該溫度范圍內(nèi)MTS102線性好,溫度敏感,水溫

40、檢測常選用它。</p><p>　　5.2.2 水位傳感器的選擇</p><p>　　對于PLC控制的洗衣機(jī),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高低通過導(dǎo)管轉(zhuǎn)換成一個(gè)測試內(nèi)腔氣體變化的壓力,驅(qū)動(dòng)內(nèi)腔上方的一塊隔膜移動(dòng),帶動(dòng)隔膜中心的磁芯在某線圈內(nèi)移動(dòng),從而

41、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。</p><p>　　5.2.3 渾濁度傳感器的選擇</p><p>　　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(qiáng)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。</p&g

42、t;<p>　　5.2.4 衣質(zhì)傳感器的選擇</p><p>　　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),先加入一定的水并讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),突然切斷電源,由于慣性作用電機(jī)會(huì)維持短時(shí)間旋轉(zhuǎn)。此時(shí)電機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài),會(huì)產(chǎn)生一定感應(yīng)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(guān)系,通過對定子繞組兩端電熱進(jìn)行整

43、流和檢測,經(jīng)光電隔離后形成脈沖,脈沖信號多，則布阻抗小,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)。故選擇電阻傳感器。</p><p>　　5.3 可編程控制器外部設(shè)計(jì)</p><p>　　5.3.1 可編程控制器的選擇</p><p>　　根據(jù)輸入信號及輸出信號的數(shù)量，經(jīng)過初略計(jì)算， 輸人點(diǎn)數(shù)為6點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為6點(diǎn)；輸人、輸出信號都是數(shù)字量。增加2

44、0%備用量，以便隨時(shí)增加控制功能：</p><p>　　輸入點(diǎn)數(shù)為： 6×(1+20%)=7.2</p><p>　　輸出點(diǎn)數(shù)為： 6×(1+20%)=7.2</p><p>　　根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)，可選西門子S7-200型可編程控制器.</p><p>　　5.3.2 可編程控制器I/O口分配</p><

45、p><b>　　輸入地址分配</b></p><p><b>　　輸出地址分配</b></p><p>　　圖5-1 可編程控制器I/O口分配表</p><p>　　5.3.3 外圍接線圖 </p><p>　　圖5-2 可編程控制器外圍接線圖</p><p>　　洗衣

46、機(jī)要實(shí)現(xiàn)衣服的洗滌，漂洗和脫水，就要通過上述動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)，而這些動(dòng)作可以通過PLC控制來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)加上開關(guān)和按鈕，數(shù)碼管顯示器，蜂鳴報(bào)警器和欠電壓檢測保護(hù)電路等，就可以形成完整的PLC控制系統(tǒng)。通過軟件編程達(dá)到對整個(gè)洗衣過程進(jìn)行檢測控制和用戶交互。</p><p>　　此外，在少數(shù)全自動(dòng)洗衣機(jī)上，以繼電器作各電氣工作部件驅(qū)動(dòng)電路的電源開關(guān)，由PLC控制繼電器觸點(diǎn)開關(guān)的通斷，實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的程序運(yùn)轉(zhuǎn)。</p>

47、<p><b>　　第六章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.1 系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計(jì)</p><p>　　全自動(dòng)洗衣機(jī)工作原理：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，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執(zhí)行。進(jìn)水

48、時(shí)，通過電動(dòng)控制系統(tǒng)，使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，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)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過電控系統(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、低水位開關(guān)分別用來檢測高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。</p><p>　　

49、6.2 全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求</p><p>　　1）PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)準(zhǔn)備好啟動(dòng)；</p><p>　　2）啟動(dòng)時(shí)開始進(jìn)水；</p><p>　　3）水滿(上限位)時(shí)停止進(jìn)水并開始洗滌正轉(zhuǎn)；</p><p>　　4）正轉(zhuǎn)30s后暫停；</p><p>　　5）暫停2s后開始洗滌反轉(zhuǎn)；</p>

50、;<p>　　6）反轉(zhuǎn)30s后暫停；</p><p>　　7）暫停2s后，若正、反轉(zhuǎn)未滿5次時(shí)，返回從正洗開始的動(dòng)作；</p><p>　　8）暫停5s后，若正、反洗滌滿5次時(shí)則開始排水；</p><p>　　9）水位下降到低水位時(shí)開始脫水井繼續(xù)排水；</p><p>　　10）脫水30s即完成一次從進(jìn)水到排水的大循環(huán)過程；&l

51、t;/p><p>　　11）若完成2次大循環(huán)，洗完報(bào)警3s后自動(dòng)停機(jī)；</p><p>　　12）可以按“停止”按鈕實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警；</p><p>　　13）可以按“排水”按鈕實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水；</p><p>　　6.3 控制系統(tǒng)順序功能圖</p><p>　　圖 6-1 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)順序功能圖

52、</p><p>　　PLC 投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動(dòng)。按下啟動(dòng)按鈕時(shí)開始進(jìn)水，水滿(即水位到達(dá)高水位)時(shí)停止進(jìn)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，若正、反洗滌未滿5 次，則返回從正轉(zhuǎn)洗滌開始的動(dòng)作; 若正、反洗滌滿5 次時(shí)，則開始排水。排水水位若下降到低水位時(shí)，開始脫水并繼續(xù)排水。脫水30s即完成一次從進(jìn)水到脫水的工作循環(huán)過程

53、。若未完成2 次大循環(huán)，則返回從進(jìn)水開始的全部動(dòng)作，進(jìn)行下一次大循環(huán); 若完成了2 次大循環(huán)，則進(jìn)行洗完報(bào)警。報(bào)警3s結(jié)束全部過程，自動(dòng)停機(jī)。若按下停止按鈕，可以手動(dòng)排水和手動(dòng)脫水。</p><p>　　6.4 控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)</p><p>　　圖6-2 PLC控制系統(tǒng)的梯形圖</p><p><b>　　6.5 程序語句表</b>&l

54、t;/p><p><b>　　啟動(dòng)洗衣機(jī)</b></p><p>　　LD I0.0</p><p>　　O M0.1</p><p>　　AN I0.1</p><p>　　= M0.1</p><p>　　= Q0.0</

55、p><p><b>　　進(jìn)水閥控制</b></p><p>　　LD M0.1</p><p><b>　　EU</b></p><p>　　LD I0.5</p><p><b>　　EU</b></p><p>&

56、lt;b>　　OLD</b></p><p>　　O M0.3</p><p>　　AN M0.2</p><p>　　= M0.3</p><p><b>　　高中低水位控制</b></p><p>　　LD I0.2</p>

57、<p>　　AN I0.6</p><p>　　LD I0.3</p><p>　　AN I0.7</p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　LD I0.4</p><p>　　AN I1.0</p><

58、p><b>　　OLD</b></p><p>　　A M0.3</p><p>　　= Q0.1</p><p><b>　　延時(shí)2s</b></p><p>　　LD Q0.1</p><p><b>　　ED</b>

59、;</p><p>　　TON T37, +20</p><p><b>　　循環(huán)五次</b></p><p>　　LD T37</p><p>　　O M0.2</p><p><b>　　AN C1</b></p><p

60、>　　A M0.1</p><p>　　= M0.2</p><p><b>　　正轉(zhuǎn)控制</b></p><p><b>　　LD M0.2</b></p><p><b>　　AN T38</b></p><p>　

61、　AN I0.5</p><p>　　A M0.1</p><p>　　= Q 0.2</p><p>　　LD M 0.2</p><p>　　TON T38, +300</p><p><b>　　反轉(zhuǎn)控制</b></p><p>

62、　　LD T38</p><p>　　AN T39</p><p>　　AN I0.5</p><p>　　A M0.1</p><p>　　= Q0.3</p><p>　　LD Q0.3</p><p>　　TON T39, +300

63、</p><p><b>　　循環(huán)五次</b></p><p>　　LD T39</p><p><b>　　ED</b></p><p>　　LD T40</p><p><b>　　ED</b></p><p>

64、;　　CTU C1, +5</p><p><b>　　出水閥控制</b></p><p><b>　　LD C1</b></p><p>　　LD I1.1</p><p>　　AN M0.1</p><p><b>　　OLD<

65、;/b></p><p>　　= Q0.4</p><p><b>　　脫水閥控制</b></p><p>　　LD I 1.2</p><p>　　AN M 0.1</p><p><b>　　OLD</b></p><

66、p>　　= Q 0.5</p><p>　　LD I 0.5 </p><p>　　TON T40 ,+100</p><p><b>　　報(bào)警輸出</b></p><p>　　LD M0.1</p><p>　　TOF T41, +30</

67、p><p>　　LDN M0.1</p><p>　　A T41</p><p>　　= Q0.5</p><p><b>　　水位指示</b></p><p><b>　　LD I0.2</b></p><p>　　=

68、 Q0.7</p><p>　　LD I0.3</p><p>　　= Q1.0</p><p><b>　　LD I0.4</b></p><p>　　= Q1.1</p><p><b>　　圖6-3程序語句表</b></p>&

69、lt;p><b>　　設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的努力我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了,但是現(xiàn)在回想起來做畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，頗有心得，其中有苦也有甜，艱辛同時(shí)又充滿樂趣,不過樂趣盡在其中！</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制，這份設(shè)計(jì)對我將來踏上工作崗位是非常有幫助的。</p><p>　　在課題

70、分析階段，由于本次是設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制系統(tǒng)，所以對其中的PLC的工作分析尤為重要。對指導(dǎo)老師提供的資料必須要吃透。這是關(guān)鍵，從查閱資料、提出問題，到慢慢一一解決問題，老師給了我很大的幫助。 </p><p>　　在總體設(shè)計(jì)階段，由于課題分析做的比較全面，很快就對系統(tǒng)的功能，控制機(jī)制有了充分的認(rèn)識，形成了裝備流水線的控制</p><p>　　最后，系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)。對已完成的程序和硬件系統(tǒng)相結(jié)合

71、。調(diào)試時(shí)，由于控制邏輯上出現(xiàn)了一點(diǎn)問題，使得硬件和軟件不能完全統(tǒng)一。當(dāng)時(shí)我心里是非常焦急的，這一出錯(cuò)也意味著前功盡棄。然而，在指導(dǎo)老師的分析與鼓勵(lì)下，我重新糾錯(cuò)找到了錯(cuò)誤并改正。使我意識到今后不論遇到什么情況都要分析原因，列出可能的情況后，沉著應(yīng)對，必然能“化險(xiǎn)為夷”。 </p><p>　　在此要感謝我的指導(dǎo)老師段老師對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)

72、，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會(huì)對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。</p><p><b&

73、gt;　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 電氣控制與PLC應(yīng)用/陳建明主編.-2版.-北京：電子工業(yè)出版社，2010.1</p><p>　　[2] 周恩濤.可編程控制器原理及其在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用【M】．機(jī)械工業(yè)出版社． </p><p>　　[3] 廖常初.PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003</p><p

74、>　　[4] 李國厚.PLC原理及應(yīng)用設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社,2005</p><p>　　[5] 潘海燕.波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的單片控制[J].電子世界，2003（3）</p><p>　　[6] 吳存宏.淺談PLC在全自動(dòng)洗衣機(jī)中運(yùn)用[J].設(shè)計(jì)與開發(fā),1999</p><p>　　[7] 竇振中.PIC系列單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)例．北京：北京航空航天大學(xué)出版社,