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1、工業(yè)洗衣機(jī)的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要 PLC在工業(yè)洗衣機(jī)中的運(yùn)用，是對(duì)舊式普通型、半自動(dòng)型洗衣機(jī)的是綜合改造。它不同與家用全自動(dòng)洗衣機(jī)，這是一款應(yīng)用在工廠需大批量洗滌場(chǎng)合，解決生產(chǎn)生活中洗滌任務(wù)繁重的需要而設(shè)計(jì)的。在思考工業(yè)全自動(dòng)洗衣機(jī)的電氣控制方式中，選擇PLC作為微電腦程序控制，同時(shí)由其控制變頻器帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方向。 可編程控制器(PLC)技術(shù)，在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展異常迅速，各生產(chǎn)廠家也推出了許多強(qiáng)大的新型PLC、各種特殊模塊和通信聯(lián)網(wǎng)器件，使可編程控制器成為集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通信技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置，既提高了操作的準(zhǔn)確性、安全性、穩(wěn)定性，同樣也帶來(lái)了極大的經(jīng)濟(jì)性，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的一

2、種強(qiáng)有力的工具。應(yīng)用PLC技術(shù)，解決工業(yè)全自動(dòng)洗衣機(jī)的編程，穩(wěn)定性相當(dāng)好，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)的多功能性。本篇論文主要介紹了在工廠這種特殊場(chǎng)合有PLC應(yīng)用在工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中，解決生產(chǎn)生活中洗滌任務(wù)繁重的需要而制造的。關(guān)鍵詞：PLC、變頻器、洗衣機(jī)目錄第一章 洗衣機(jī)概述.31.1洗衣機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展.31.2 工業(yè)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)及工作原理3第二章 工業(yè)洗衣機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)52.1 主電機(jī)調(diào)速電路的設(shè)計(jì)52.2 變頻器與電機(jī)應(yīng)用72.3 PLC系統(tǒng)及外圍電路的設(shè)計(jì) 10第三章 工業(yè)洗衣機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)173.1 洗衣機(jī)控制要求及整機(jī)流程173.2整機(jī)軟件程序圖18總結(jié)22致謝23參考文獻(xiàn)24第一章 洗衣機(jī)概

3、述1.1 洗衣機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展早在上個(gè)世紀(jì)初人類就已經(jīng)發(fā)明制造出洗衣機(jī)了，可以說(shuō)洗衣機(jī)這種產(chǎn)品的發(fā)明創(chuàng)造是工業(yè)發(fā)展的結(jié)晶，給人們的現(xiàn)實(shí)生活帶來(lái)了極大的便利。當(dāng)時(shí)的洗衣機(jī)只有一個(gè)盛水桶，在應(yīng)用中只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作而無(wú)法實(shí)現(xiàn)更多的功能比如說(shuō)脫水。再后來(lái)，隨著機(jī)械、電氣技術(shù)的進(jìn)步又相繼出現(xiàn)了雙桶洗衣機(jī)既所謂的半自動(dòng)型洗衣機(jī)，它具有洗滌和脫水兩個(gè)同心桶結(jié)合于一體，可分別進(jìn)行洗滌和脫水的雙用功能。時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)在飛速發(fā)展。二十一世紀(jì)的今天，對(duì)洗衣機(jī)而言已經(jīng)徹底發(fā)生了巨大的變化，具有全自動(dòng)多功能的洗衣機(jī)已經(jīng)早在現(xiàn)實(shí)生活中廣泛使用。不僅在洗滌質(zhì)量上有更強(qiáng)的突破，在洗衣機(jī)的制造業(yè)還提出了6大要素：最合適的

4、控制力度，最適宜的洗滌溫度，最和諧的急緩節(jié)奏，最恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)行轉(zhuǎn)速，最科學(xué)的洗滌時(shí)間，最佳的脫水轉(zhuǎn)速；并且在穩(wěn)定性、安全性、性價(jià)比方面與以往普通型洗衣機(jī)相比都實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)的超越。隨著工業(yè)技術(shù)日益成熟，我們利用現(xiàn)有技術(shù)開(kāi)發(fā)創(chuàng)新出一種具有商業(yè)用途的多功能型工業(yè)大容量洗衣機(jī)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)衣物的大批洗滌。1.2工業(yè)洗衣機(jī)設(shè)計(jì)及工作原理在設(shè)計(jì)這一款多功能型全自動(dòng)洗衣機(jī)之前，考慮了好多問(wèn)題，比如說(shuō)洗衣機(jī)在可靠性、安全性、開(kāi)發(fā)推廣價(jià)值等方面的具體實(shí)際問(wèn)題。整合了方方面面，認(rèn)為為工廠大型洗衣房設(shè)計(jì)的這款商業(yè)機(jī)型，進(jìn)行控制，能夠?qū)崿F(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，能夠提高實(shí)際生產(chǎn)效率和完成衛(wèi)生高效的洗滌質(zhì)量。設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)中，通

5、過(guò)比較攪拌式、滾筒式還有波輪式洗衣機(jī)，在大型洗衣量方面我選擇了波輪式洗衣機(jī)。因?yàn)?，滾筒洗衣機(jī)雖然具有洗滌均勻性好，衣物磨損小，自動(dòng)化程度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，可是洗凈率方面卻很不夠理想；攪拌式洗衣機(jī)洗凈度較高，但洗滌時(shí)衣服全部浸泡在洗滌液中，洗衣量比波輪式洗衣機(jī)多。所以，我選擇了波輪式洗衣機(jī)在大型場(chǎng)合的應(yīng)用。在采用控制技術(shù)上選擇PLC作為控制器，來(lái)設(shè)計(jì)工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)，在這里主要為了其產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)功能齊全、外圍電路簡(jiǎn)單、維護(hù)容易方便，容易繼續(xù)寫(xiě)入編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)更新升級(jí)等。 最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，在應(yīng)用中保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠，適應(yīng)企業(yè)發(fā)展的需要，為需要強(qiáng)洗滌工作量的企業(yè)提供了極大便利。為此

6、設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)框架結(jié)構(gòu)示意圖如下圖1.2所示 圖1.2工業(yè)動(dòng)洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)圖該洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水系統(tǒng)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)PLC控制系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開(kāi)，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。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)，作脫水用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。洗滌之前，按照所選水位的高、中、低事前選擇好，選擇洗滌功能是普通洗還是強(qiáng)效洗，之后進(jìn)入模式狀態(tài)，開(kāi)始進(jìn)水并且內(nèi)置加熱器開(kāi)始加熱，達(dá)到量程要求有閥內(nèi)浮球控制閉合水位量程開(kāi)關(guān)，進(jìn)而來(lái)控制PLC的輸出讓進(jìn)水閥失電。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

7、轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤(pán)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)桶高速正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。停止按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而完成排水脫水的洗滌任務(wù)。這款工業(yè)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)中綜合考慮了水溫有利于對(duì)洗滌衣物的洗凈度效果，所以在外桶底下安置了加熱器，最利于洗滌劑去除油污。我考慮了它的最有應(yīng)用價(jià)值的方面:幫助企業(yè)提高自身的企業(yè)文化形象：洗滌工廠里工人們的大量油污工作服。避免員工自己在家洗的種種不變，給員工創(chuàng)造了舒適的業(yè)余生活，帶來(lái)了工作中的愉悅心情，潛移默化中提升了企業(yè)的文化內(nèi)涵。洗衣機(jī)的洗滌過(guò)程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲

8、、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。由于是大批量洗滌衣物，在選擇主電機(jī)方面選擇了三相交流異步電動(dòng)機(jī)功率在4.0KW適宜大型洗衣機(jī)的洗滌，電磁閥選用直流24V作為控制進(jìn)水和排水的任務(wù)及要求，電熱器控

9、制電路采用單相線路，在洗滌功能指示燈方面選擇LED燈。第二章 工業(yè)洗衣機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 主電機(jī)調(diào)速電路的設(shè)計(jì)在以往老式的洗衣機(jī)調(diào)速中多采用交流調(diào)速（交流調(diào)速與直流調(diào)速相比，具有容量大、轉(zhuǎn)速高、耐高壓、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、可靠等優(yōu)越性）中的串接電阻調(diào)速。在設(shè)計(jì)中我考慮串入附加電阻而增加的轉(zhuǎn)差率，是以發(fā)熱的形式消耗在附加電阻上的，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的效率減低，而且調(diào)速范圍小，靜差率大，平滑性差，只能用于小功率電動(dòng)機(jī)。 由于它屬于消耗轉(zhuǎn)子功率來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速，所以改用其他調(diào)速?，F(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)重要發(fā)展方向在調(diào)速中直接利用交流電在變頻器的變頻下實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的調(diào)速，可以說(shuō)它將逐漸取代了過(guò)去老式的串阻調(diào)速，變極調(diào)速，直流調(diào)速

10、等調(diào)速系統(tǒng)，越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于多領(lǐng)域。 通過(guò)了解，在工業(yè)洗衣機(jī)的調(diào)速方面，我們選擇使用變頻器作為理想的調(diào)速方式。它是把工頻電源(我國(guó)50Hz)變換成需要頻率的交流電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)極變速運(yùn)行，洗衣機(jī)的控制電路完成對(duì)交流電機(jī)主電路的控制。變頻器中，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電逆成交流電。它是通過(guò)改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來(lái)達(dá)到目的。 變頻器的分類方法有多種，如下表2.1分類方式變頻器變頻器主電路工作方式電壓型電流型開(kāi)關(guān)方式PAWPWM控制高載頻PWM工作原理V/F控制轉(zhuǎn)差頻率控制實(shí)際用途高頻單相和三相VVVF：改變電壓、改變頻率 CVC

11、F：恒電壓、恒頻率。各國(guó)使用的交流供電電源，無(wú)論是用于家庭還是用于工廠，其電壓和頻率均為400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz)。用于電機(jī)控制的變頻器，在工業(yè)洗衣機(jī)中選擇改變頻率作為控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的加強(qiáng)和緩慢。在了解了變頻器的一系列種類及性能用途后，考慮了這款洗衣機(jī)的實(shí)際使用價(jià)值和在學(xué)校用過(guò)的三菱變頻器，在實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求的條件下選擇了穩(wěn)定、可靠、較為經(jīng)濟(jì)的三菱E540變頻器，銘牌及型號(hào)代碼，如圖2.1-2所示 圖2.1-2三菱變頻器 上圖變頻器只是示意，在應(yīng)用中選擇與電機(jī)匹配的FR-E540-5.5K-CHT變頻器。通常在使用之前，我們一定要注意其銘牌，以免不正確使用導(dǎo)致變頻器

12、異常運(yùn)行，降低使用壽命，甚至?xí)p壞變頻器。另外，變頻器不能單獨(dú)運(yùn)行，選擇正確的外部設(shè)備，正確的連接以確保科學(xué)由于在電源投入時(shí)，變頻器會(huì)流入很大的沖擊電流，在設(shè)計(jì)中必須選擇好斷路器。電磁接觸器不能啟動(dòng)和停止變頻器，這樣會(huì)降低變頻器的使用壽命。在使用中，為了改善功率因數(shù)或應(yīng)用大容量電源（500KVA以上接線距離小于10M）時(shí)必須使用電抗器。下圖2.1-3為變頻器的正確使用示意結(jié)構(gòu)圖圖2.1-32.2變頻器與電機(jī)應(yīng)用在應(yīng)用變頻器作為洗衣電動(dòng)機(jī)的正反向調(diào)速時(shí)，端子的接法很重要，如果把接線端子接錯(cuò)將影響變頻器正常應(yīng)用。下圖2.2-1為FR-E540的接線端子平面圖。圖2.2-1RH: 高速 ARM：中速

13、 B: 異常輸出 RL: 低速 C MRS: 輸出停止 1025:頻率設(shè)定器 RES: 復(fù)位 4:DC420Ma(+)SD: 公共輸出端 SD：公共輸入端PC：直流24V輸出和外部晶體管端子 STF:正轉(zhuǎn)啟動(dòng)SE: 集電極開(kāi)路輸出公共端 STR:反轉(zhuǎn)啟動(dòng)RUN: 運(yùn)行 SD:公共輸入端FU :頻率檢測(cè) 除了在接線方面要保證接線端子的正確性，另外在變頻器的控制面板方面一定要把操作運(yùn)轉(zhuǎn)的要求設(shè)置好。如下圖2.2-2圖2.2-2，變頻器的面板模式示意圖 洗衣機(jī)的動(dòng)力源選擇適用于變頻器的三相交流異步電動(dòng)機(jī)，它具有比較理想的調(diào)速方法，其調(diào)速性能最好、效率最高。我們知道，交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式為：n6

14、0 f(1s)/p =（1-S）n1n異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； p電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)。 n1同步轉(zhuǎn)速f異步電動(dòng)機(jī)的供電頻率；s電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率； 由式可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f，就可以改變異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n1,從而改變其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n,即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在050Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。在應(yīng)用變頻器進(jìn)行工作時(shí)，一定要進(jìn)行模式的設(shè)置。在PU操作模式中要把出廠時(shí)的Pr.79的值選擇為1。下圖2.2-3為變頻器頻率及轉(zhuǎn)向的設(shè)置流程圖；圖2.2-3參數(shù)的設(shè)定方法，除了部分參數(shù)之外，參數(shù)

15、的設(shè)定僅用在Pr.79選擇模式時(shí)可以實(shí)施。一個(gè)參數(shù)值的設(shè)定既可以用數(shù)字鍵設(shè)定也可以用增減鍵來(lái)完成。按下SET鍵1.5S寫(xiě)入設(shè)定值并更新。另外，作為與運(yùn)行模式無(wú)關(guān)的設(shè)定方法，可將Pr.77設(shè)為2. 表2.2-4 是對(duì)上面面板各部的名稱進(jìn)行介紹說(shuō)明 表2.2-4下表2.2-5為設(shè)計(jì)所需的參數(shù)值測(cè)定參數(shù)號(hào)設(shè)定值功能Pr.793組合操作模式一Pr.150上限頻率Pr.20下限頻率Pr.350基底頻率Pr.2050加減速基準(zhǔn)頻率Pr.75加速時(shí)間Pr.85減速時(shí)間Pr.450高速?gòu)?qiáng)效洗滌Pr.535中速普通洗滌表2.2-5變頻器參數(shù)值設(shè)定2.3 PLC系統(tǒng)及外圍電路的設(shè)計(jì)在洗衣機(jī)的系統(tǒng)控制器方面，由于以

16、前老式工業(yè)洗衣機(jī)采用的是繼電順序控制，這種方式不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定而且維修率較高，耗時(shí)費(fèi)工，由此在考慮現(xiàn)代工業(yè)迅速發(fā)展的基礎(chǔ)上洗滌衣物的工作量之大，選擇穩(wěn)定可靠?jī)r(jià)格合理的PLC作為洗衣機(jī)的控制器?，F(xiàn)代技術(shù)發(fā)展起來(lái)的以微處理器為核心的通用自動(dòng)控制裝置，與之前半自動(dòng)洗衣機(jī)比較起來(lái)，PLC系統(tǒng)配置既固定又靈活，更高的性能，安全性也比之前半自動(dòng)洗衣機(jī)更好。選擇PLC作為控制器，是因?yàn)樗谕鈬O(shè)備的配置上及其靈活方便，使用起來(lái)非常穩(wěn)定。下面對(duì)PLC及其在工業(yè)洗衣機(jī)控制外圍設(shè)備上做一些介紹，下圖2.3-1PLC及外圍控制設(shè)備。圖2.3-1PLC及外圍控制設(shè)備 上圖兩大部分控制PLC的輸入， PLC的輸出控制三

17、大部分。在工業(yè)洗衣機(jī)中，按鈕的輸入有洗衣機(jī)的啟動(dòng)按鈕、選擇按鈕、水位開(kāi)關(guān)按鈕、停止按鈕、中途揭蓋按鈕、終止并排脫水按鈕。 水量控制按鈕是選擇洗滌期間需要的高中低洗滌水位控制。輸出控制的三大部分：變頻器在前一節(jié)有所介紹，它有PLC來(lái)控制其功能的實(shí)現(xiàn)，另外變頻器控制洗衣機(jī)電機(jī)，普通洗時(shí)為中速，強(qiáng)效洗時(shí)為高速，控制電機(jī)的方向正反轉(zhuǎn)。PLC輸出來(lái)控制繼電器，通過(guò)繼電器的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)脫水指示燈和加熱器。其中電磁閥主要是關(guān)斷進(jìn)水閥和排水閥，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水和排水功能。同時(shí)在洗衣機(jī)選擇普通洗或強(qiáng)效洗的時(shí)候指示燈會(huì)有提示，當(dāng)洗滌完成后洗衣機(jī)會(huì)自動(dòng)報(bào)警提示洗滌任務(wù)完成。下圖2.3-2為外圍控制設(shè)備由PLC輸出部分控制的線

18、路圖；2.3-2為外圍控制設(shè)備部分控制線路圖上圖中（C）采用把單相電轉(zhuǎn)化為直流24V作為脫水燈HL0的供電電源。（B）部分由PLC繼電器控制著加熱器的通斷，工業(yè)洗衣機(jī)大循環(huán)一次時(shí)加熱器斷開(kāi)。這樣做可以有效節(jié)約其他費(fèi)用，盡管不可以在洗滌的全過(guò)程一直加熱但是同樣可以達(dá)到預(yù)期的洗滌效果。圖中（A）PLC控制VVVF正常工作，其與PLC的接線圖如下2.3-3；圖2.3-3變頻器與PLC的接線圖上圖（A）有PLC控制VVVF正常工作，PLC輸出控制變頻器的STF,STR和高速與中速。通過(guò)變頻器緩慢進(jìn)行加速達(dá)到一個(gè)良好的綜合效果，而且可以延長(zhǎng)三相電機(jī)的壽命。與PLC輸出端相連的輔助繼電器是用來(lái)控制閥和加熱

19、器的工作。電磁閥部分：工業(yè)洗衣機(jī)進(jìn)水排水是通過(guò)控制器水位開(kāi)關(guān)與電磁進(jìn)水閥配合來(lái)控制以及電機(jī)的通斷：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。電磁進(jìn)水閥起著通斷水源作用。如2.3-4圖圖2.3-4當(dāng)電磁線圈1斷電時(shí)，移動(dòng)鐵芯2在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片3上，并將膜片的中心小孔4堵塞，這樣閥門(mén)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5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(mén)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)。如圖2.3-5，圖2.3-5氣室1

20、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2受壓而脹起，推動(dòng)頂桿3運(yùn)動(dòng)而使觸點(diǎn)4改變，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通斷。在外圍電路確立的情況下，下面匯總了PLC控制設(shè)備的輸入輸出部分如下表所示2.3-6;表2.3-6由控制分析可知，系統(tǒng)共有開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)7個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)12（3個(gè)指示燈），其中包括?；谏鲜鯬LC的輸入、輸出的特點(diǎn)，在尋求最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠，另外在經(jīng)濟(jì)適用及維修方面的考慮，選擇FX1S-30MR PLC作為洗衣機(jī)的控制器型號(hào)。在了解了洗衣機(jī)的控制器系

21、統(tǒng)后，下面進(jìn)行對(duì)編程器的I/O進(jìn)行規(guī)劃和分配，以到達(dá)所需的功能下表2.3-7為PLC的I/O分配表：PLC I/O分配表I分配表O分配表輸入功能代碼輸入功能代碼X0啟動(dòng)SB1Y1進(jìn)水閥YV1X1普洗SB2Y2排水閥YV2X2強(qiáng)洗SB3Y12變頻器正轉(zhuǎn)控制STFX3水位開(kāi)關(guān)SAY13變頻器反轉(zhuǎn)控制STRX7停止SB0Y3脫水KM1X6桶蓋中途揭開(kāi)SQ1Y14高速RHX7終止并排脫水SB0Y15中速RMY7報(bào)警Y4加熱KM2表2.3-7 PLC控制系統(tǒng)I/O分配表 由上面的地址分配表，下面來(lái)畫(huà)PLC的接線圖如下圖2.3-8；圖2.3-8工業(yè)洗衣機(jī)的電氣原理圖在設(shè)計(jì)中選用了洗衣機(jī)的部分元器件予以列出

22、2.3-9，以利于進(jìn)行查看和購(gòu)選表2.3-9元器件清單圖2.3-10 工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)接線圖第三章 工業(yè)洗衣機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 工業(yè)洗衣機(jī)控制要求及整機(jī)流程 本洗衣機(jī)，在設(shè)計(jì)上具有普通洗和強(qiáng)效洗的多功能型?？紤]工廠等場(chǎng)合衣物具有油污的特點(diǎn)，在洗滌方面需要具有一定的水溫才可以達(dá)到充分去污的特效，所以本洗衣機(jī)帶有水溫加熱功能。系統(tǒng)的基本任務(wù)及要求：按下啟動(dòng)按鈕和水位選擇開(kāi)關(guān)（分普通洗和強(qiáng)效洗兩種洗衣方式）；（1） 開(kāi)始進(jìn)水同時(shí)加熱,加水量直到達(dá)到要求水位關(guān)水,2秒后開(kāi)始洗滌；（2） 洗滌時(shí)，普通洗電機(jī)在變頻器的控制下五秒達(dá)到要求轉(zhuǎn)速，之后正轉(zhuǎn)10s，停2s，然后開(kāi)始反轉(zhuǎn)，同樣電機(jī)在變頻器的控制

23、下五秒達(dá)到要求轉(zhuǎn)速 反轉(zhuǎn)10s，停2s；當(dāng)選擇強(qiáng)效洗時(shí)電機(jī)在變頻器的控制下五秒達(dá)到要求轉(zhuǎn)速，之后正轉(zhuǎn)20s，停2s，然后開(kāi)始反轉(zhuǎn)，同樣電機(jī)在變頻器的控制下五秒達(dá)到要求轉(zhuǎn)速 反轉(zhuǎn)20s，停2s；（3） 如此循環(huán)3次，之后排水，排空后脫水30s，同時(shí)有指示燈亮；（4） 再次開(kāi)始清洗，重復(fù)三次；（5） 洗滌任務(wù)完成后，報(bào)警5秒并完成；（6） 若在清洗過(guò)程中，按下停止按扭，強(qiáng)行進(jìn)入排水、脫水功能一次性后停機(jī)完成；說(shuō)明：（一）在洗滌過(guò)程中，若打開(kāi)洗衣機(jī)桶蓋這時(shí)整機(jī)將停止洗滌，桶蓋合上洗衣機(jī)將再次進(jìn)行之前的洗滌任務(wù)。 （二）選擇強(qiáng)效和普通洗滌的時(shí)候有指示燈顯示,脫水也有指示燈。工業(yè)洗衣機(jī)通過(guò)控制面板顯示選

24、擇洗衣模式；能夠檢測(cè)水位，自動(dòng)完成進(jìn)、出水；按下啟動(dòng)按鍵之后進(jìn)行選擇洗衣方式，若洗衣量很大則選擇強(qiáng)效洗，洗衣機(jī)能夠按照設(shè)定的洗衣程序，從進(jìn)水、洗滌、漂洗、排水到脫水，整個(gè)過(guò)程全自動(dòng)進(jìn)行；完畢后，能夠自動(dòng)報(bào)警，停止工作。洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥執(zhí)行。脫水時(shí)，由脫水電磁離合器合上、排水電磁閥吸合，洗滌電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)高速進(jìn)行甩干。洗滌完成由蜂鳴器報(bào)警。圖3.1為洗衣機(jī)的工作流程圖，按下啟動(dòng)按扭和水位選擇開(kāi)關(guān)，這個(gè)時(shí)候開(kāi)始選擇洗衣功能。選好后，開(kāi)始進(jìn)水，進(jìn)水到規(guī)定高度，使水位開(kāi)關(guān)接通，停止進(jìn)水，在2S后實(shí)現(xiàn)洗滌正轉(zhuǎn)；洗滌正轉(zhuǎn)10S后，停止洗滌，2S后開(kāi)始洗滌反轉(zhuǎn)；洗滌反轉(zhuǎn)10S后，2

25、S后計(jì)數(shù)器加1，累計(jì)洗滌次數(shù)；若未滿3次則重復(fù)進(jìn)行洗滌，直至洗滌達(dá)到3次，開(kāi)始排水30S后，脫水進(jìn)行20S后，計(jì)數(shù)器加1，脫水停止。然后再返回到進(jìn)水動(dòng)作重復(fù)上述過(guò)程3次，報(bào)警5S并停機(jī).其程序流程如下圖所示 結(jié)束工作圖3.1洗衣機(jī)的工作流程圖3.2整機(jī)軟件程序圖在設(shè)計(jì)這段程序圖時(shí)，用了半天時(shí)間進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，最后還是正確按要求執(zhí)行每一步的順序動(dòng)作，在程序的繁簡(jiǎn)上還沒(méi)有達(dá)到最簡(jiǎn)潔化，在以后的設(shè)計(jì)中有待進(jìn)一步提高下面是程序的梯形圖流程；總 結(jié)在論文的書(shū)寫(xiě)過(guò)程中，考慮工業(yè)洗衣機(jī)的洗滌特殊性，在電動(dòng)機(jī)選擇及控制器方面的選擇與家用洗衣機(jī)有所不同。因?yàn)楣S中的衣物油污灰塵較多，增加了洗滌時(shí)的難度，通過(guò)控制水

26、溫，這樣可以達(dá)到一定的去污效果。工業(yè)洗衣機(jī)顯示方面，僅只顯示普通洗和強(qiáng)效洗的模式。在洗滌次數(shù)上，本想通過(guò)面板給予顯示，但由于考慮工業(yè)洗方面，沒(méi)有本質(zhì)的功能，在此暫且不做設(shè)計(jì)。這次技師論文設(shè)計(jì),編程方面采用了三菱FR-1S步進(jìn)指令，既經(jīng)濟(jì)同時(shí)又滿足了工業(yè)洗衣機(jī)編程的需求。在設(shè)計(jì)的這款工業(yè)洗衣機(jī)功能方面還有待進(jìn)一步提高。比如在洗滌過(guò)程中，若外部電源與供水中斷，洗衣機(jī)暫時(shí)停止工作，當(dāng)電源或供電恢復(fù)后，洗衣機(jī)在原來(lái)基礎(chǔ)上繼續(xù)工作，直到洗滌完成，還有現(xiàn)在的家用全自動(dòng)洗衣機(jī)要能夠通過(guò)控制面板設(shè)定洗衣機(jī)的洗滌時(shí)間、洗滌次數(shù)、脫水時(shí)間，選擇洗衣模式；能夠檢測(cè)水位，自動(dòng)完成進(jìn)、出水；按下啟動(dòng)按鍵洗衣機(jī)能夠按照設(shè)

27、定的洗衣程序，從進(jìn)水、洗滌、漂洗、排水到脫水，整個(gè)過(guò)程全自動(dòng)進(jìn)行；完畢后，能夠自動(dòng)報(bào)警，停止工作。這些功能在工業(yè)洗衣機(jī)中也能夠?qū)崿F(xiàn)，還需得以進(jìn)一步提高。 程序通過(guò)PLC的調(diào)試最終得以成功實(shí)現(xiàn)所需的工作要求，萬(wàn)分欣喜，這次論文的編寫(xiě)收獲很多，懂得了實(shí)踐與理論的結(jié)合至關(guān)重要性，在以后的工作學(xué)習(xí)中還必須進(jìn)一步提高。致 謝本篇維修電工技師論文是在都曄凱老師的悉心指導(dǎo)和關(guān)心下完成的。都老師在論文撰寫(xiě)過(guò)程中給予了熱情的幫助和悉心的指導(dǎo)，對(duì)我所遇到的困難給予了幫助和建議，并對(duì)論文進(jìn)行了多次審改。都老師身體力行，言傳身教，誨人不倦，其真誠(chéng)厚道的為人作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的治學(xué)態(tài)度使我深受感染，更使我受益終身。本課題的

28、順利進(jìn)行得到了都老師的悉心指導(dǎo)和全力支持， 在此我對(duì)都老師的教誨和悉心指導(dǎo)表示衷心的感謝！感謝其他老師在我遇到難題時(shí)對(duì)我的建議和幫助！感謝同組趙建明等同學(xué)，在圖書(shū)資料及調(diào)試中給予幫助，使我論文順利進(jìn)行！在四年的共同學(xué)習(xí)和生活中我們已經(jīng)建立了牢固的友誼和共同的信念，是四年時(shí)光將我們緊緊聯(lián)系在一起！他們的鼓勵(lì)與支持是我論文得以最終完成的重要?jiǎng)恿?！我的學(xué)校生活即將接近尾聲，我也將走上新的人生旅途，在此我再一次感謝所有曾經(jīng)關(guān)心、幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，你們的關(guān)心和支持也將成為我心中最珍貴的記憶。衷心感謝各位老師抽出寶貴的時(shí)間評(píng)閱本論文！參考文獻(xiàn)1 三菱變頻器調(diào)速器FR-A500使用手冊(cè).三菱電機(jī)株式會(huì)社，19982 馬光.全自動(dòng)洗衣機(jī)中的傳感器 J .家用電器，19993 史國(guó)生. 電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20034 孫振強(qiáng). 可編程控制器原理及應(yīng)用教程.北京：清華大學(xué)出版社,20045 阮友德. 電氣控制與PLC實(shí)訓(xùn)教程.北京：人民郵電出版社，20066 蔣金周.全自動(dòng)洗衣機(jī)的PC智能控制 J . 機(jī)電一體化，20047 王偉.變頻器原理及應(yīng)用.北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，20058 勞動(dòng)和社會(huì)保障部教材辦公室組織編寫(xiě).北京:中國(guó)勞動(dòng)和社會(huì)保障出版社,200124