【正文】 率在一定的范圍內平常變化。 MM440 變頻器的輸出頻率控制有以下四種方式： （ 1） 基本操作面板（ BOP）操作方式 這是通過操作面板上的按扭手動調節(jié)輸出頻率的操作方式，這種方式在此不適合自動調節(jié)。 （ 3） 矢量控制（ VC） 矢量控制將交流電動機的定子電流采用矢量分解的方法，計算出定子電流的磁場分量及轉矩分量，并分別控制，從而大大提高了變頻器對電動機轉速及力矩控制的精度及性能。由此可知，變頻調速的供電裝置必須具有以上功能才能滿足電動機的要求，這樣的裝置稱為變壓變頻裝置，變壓變頻也是通用變頻器工作的基本模式。由式 23 可知，這將迫使?？飘厴I(yè)設計說明書（論文） 14 磁通隨頻率的升高而降低，當于直流電動機弱磁升速的情況。由式 23 可知，如果每相電動勢的有效值 E1不變，改變定子頻率時就會出現(xiàn)以下兩種情況： （ 1） 如果 f1大于電 動機的額定頻率 f1N，氣隙磁通就會小于定額氣隙磁通量Φ MN，結果是盡管電動機的鐵芯沒有得到充分利用，但在機械特性允許的條件下長期使用，電動機不會損壞。而交流電動機 的同步轉速： 專科畢業(yè)設計說明書（論文） 13 ? 11 60fN p （ 21） 式中： N1 為同步轉速， r/min； f1 為定子電流頻率， Hz； P 為電動機的磁極對數(shù)。 變頻器概述 變頻器是利用 電力 半導體器件的通斷作用將 工頻 電源變換為另一 頻率 的電能控制裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動、 變頻調速 、提高運轉 精度 、改變功率因數(shù)、過流 /過壓 /過載保護等功能。這樣對于數(shù)字輸入輸出空余 3入 /3出，模擬量輸入空余 2路，以作備用。 PLC 的輸入輸出總點數(shù)和種類應根據(jù)被控對象所需控制的模擬量、開關量、輸入輸出設備情況來確定，一般一個輸入輸出元件要占用一個輸入輸出點。所以元件寄存器在程序執(zhí)行過程中會不斷的變化。 PLC 的運行過程，請見圖 3－ 2 所 示。但是 PLC提供的電源的負載能力都是有限的， 在配置時不能超載工作，例如本門子 S7200 系列 PLC 的 CPU 內部電源24V DC 輸出最大電流為 400mA， CPU 及擴展模塊所消耗的電流總和不能大于此值。內部開關電源為各部分電路提供 5V、177。 2)晶閘管輸出單元：輸出器件是晶閘管，帶負載能力為 ，只能帶交?？飘厴I(yè)設計說明書（論文） 9 流負載，可適應高頻動作，響應時間為 1ms。開關量輸出接口用來連接接觸器、電磁閥及指示燈等執(zhí)行器件；模擬量輸出接口連接 使用模擬量控制的調節(jié)閥及調速裝置等。從用途上分系統(tǒng)存儲器 和用戶存儲器兩部分，系統(tǒng)存儲器用來存放由 PLC 生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在ROM內，用戶不能直接更改，它使 PLC 具有基本的智能，能夠完成 PLC 設計者規(guī)定的各項工作。 可編程控制器主要組成部分介紹： （ 1）中央處理器（ CPU） CPU 是 PLC 的核心，它按 PLC 中系統(tǒng)程序賦予的功能指揮 PLC 有條不紊地進?？飘厴I(yè)設計說明書（論文） 8 行工作。 可編程控制器的組成 根據(jù)結構不同， PLC 可分為整體式（單元式）和組合式（也稱模塊式）兩類： （ 1）整體式結構的 PLC 將中央處理單元（ CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信端口、 I/O 擴展端口等組裝在一個箱體內構成主機，另外還有獨立的 I/O 擴展單元及擴展模塊等與主機配合使用。 （ 4）數(shù)據(jù)處理：現(xiàn)代可編程控制器具有數(shù)學運算、數(shù)據(jù)傳送、轉換、查表、排序、位操作等工能，可以完成數(shù)據(jù)的采集及處理。使運動控制與邏輯控制結合起來，可編程運動控制可以用于各種機械，如機床、裝配機械、機器人、電梯等。含觸點的串、并聯(lián)及組合邏輯或控制、定時 、計數(shù)控制等。 （ 5）編程簡單，易于使用。 （ 4）維修方便，簡單，工作量少。 PLC 中含有數(shù)量巨大的供用戶使用的編程軟元件，可輕松的實現(xiàn)大規(guī)模的控制。 （ 2）適應性強，應用靈活。高可靠性往往是用戶選擇控制裝置的首要條件。它采用可編程的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出來控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 （ 5）聲光提示功能：對于洗衣的工作狀態(tài)有指示燈提示。 所以衣物大體 可分為四種：純棉類、化纖類、羊毛類、化學纖維類。 3)絲纖維 它也是一種蛋白質纖維，表面比較光滑，污垢附著較輕，易于濕潤，也易于洗滌。 2)羊毛纖維 羊毛纖維是由羊毛蛋白質分子聚結而成，其表面有一層鱗片緊密覆蓋，可防止污垢的侵入，故較易洗凈。洗衣機主要用于全自動洗衣，有時人們生活需要如對某些衣物只需脫水等，所以考慮附加一些工作方式。由于衣物有臟污程度之分，對于不同的衣物如果還是按同一種強度進行洗滌的話，這樣對不臟的衣物洗滌便浪費電能和時間，而對于太臟的衣物洗滌效果又不佳。可編程控制器的使用提高 了系統(tǒng)的抗干擾能力，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；變頻器的使用顯著提高了工業(yè)洗衣機的性能，可用一臺電動機從低速到高速大范圍調節(jié)，滿足低速洗滌大轉矩和高速脫水的要求，且傳動裝置可做得很小，控制性能和操作性能大幅提高。變頻洗衣機產(chǎn)品具有節(jié)能、超低噪音、可變水流、高脫水轉速等特點，最大的特點就是噪音低，而 PLC 專為工業(yè)環(huán)境應用而設計，它的穩(wěn)定性高，抗干擾性強，壽命長，環(huán)境適應能力強，輸入輸出接口多，雖然其價格比單片機高，但專科畢業(yè)設計說明書（論文） 2 適合工業(yè)洗衣機的需要，再加上工業(yè)洗衣機利潤高，因此現(xiàn)代工業(yè)洗衣機普遍采用 PLC控制。 傳統(tǒng)工業(yè)洗衣機的程序控制器與水位、水溫等控制是分開的，目前已淘汰，隨著計算機技術的發(fā)展，單片機與PLC 已成為洗衣機的主流控制器。 可以把上面設定的程序時間定下來 ,作為固定程序使用 ,也 可以根據(jù)衣物的質地 ,數(shù)量及油污的程度來編程 。 根據(jù)全自動洗衣機的工作原理 ,利用可編程控制器 PLC實現(xiàn)控制 ,說 明了 PLC控制的原理方法 ,特點及控制洗衣機的特色 。 作者簽名： 日 期： 3 摘 要 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術水平的提高，工業(yè)電器全自動化成為必然的發(fā)展趨勢。 1 揚州市職業(yè)大學汽車與電氣工程系 畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 作 者 : 學 號： 教研室 : 專 業(yè) : 電氣自動化 題 目 : 基于 PLC的全自動工業(yè)洗衣機系統(tǒng)控制 2 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手 段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热??？v觀洗衣機市場，高效節(jié)能、省水、省電、環(huán)保型洗衣機一直在市場上占主導地位。 由于每遍的洗滌 ,排水 ,脫水的時間由 PLC 內計數(shù)器控制 ,所以只要改變計數(shù)器參數(shù)就可以改變時間 ?，F(xiàn)代滾筒式洗衣機，一般采用不銹 鋼內、外筒密封設計，所以運行時噪聲??；通過內筒有規(guī)律的正、反滾動形成的水流沖擊，使水、衣物相互摩擦，這樣柔和的洗滌衣物，使磨損大大降到，而且不會纏繞，可以減小衣物的報廢率，對酒店等節(jié)約成本，具有直接的經(jīng)濟意義。單片機體積 小，集成度高，性能穩(wěn)定，種類多，價格便宜，適合大規(guī)模生產(chǎn)，但是它只能在特定的環(huán)境中使用，無法適應電磁干擾、粉塵惡劣的環(huán)境，另外壽命也不很高，這些特點滿足家用洗衣機（產(chǎn)量多、價格低）的要求，所以市場上家用洗衣機常使用單片機作控制器。 本設計采用 Siemens S7200 PLC 和 MM440 型變頻器作為工業(yè)洗衣機的控制系統(tǒng)。 （ 1）洗滌強度分類：可分為三種弱洗、標準、強洗。 （ 2）三種工作方式：全自動、單漂洗、單脫水、單排水。常在高溫下對其洗滌，并且脫水速度高才能脫干。羊毛纖維只能在低溫下洗滌。 4)化學纖維 它可分為人造纖維（棉纖維相似，但表面光滑，不易沾污，較易洗專科畢業(yè)設計說明書（論文） 4 凈）和合成纖維（以石油化工產(chǎn)品為原料制成，疏水性高，所以洗后干燥極快，其表面光滑，不易沾污）兩種，此類衣物，常使用中等溫度下洗滌，脫水也要較高轉速才能脫干。用一個按鈕輸入便可。國際電工委員會 (IEC)頒布的對 PLC的定義為 ：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應用而設計。 （ 1）可靠性高，抗干擾能力強。據(jù)有關資料統(tǒng)計，目前各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的 PLC，其平均無故障時間都大大超過了IEC規(guī)定的 10 萬小時，有的甚至達到了幾十萬小時。 （ 3）功能強，擴展能力強。它不但可以進行現(xiàn)場控制，還可以用于遠 程監(jiān)控。工作人員通過這些信息可以查找故障原因，便于迅速處理。 （ 1）數(shù)字量邏輯控制：這是 PLC 應用最廣的領域，用以取代傳統(tǒng)的繼電器控制。 （ 2）運動控制： PLC 使用專用運動控制模塊，對直線運動或圓周運動的位置、速度和加速度運行控制，可實現(xiàn)單軸、雙軸、三軸和多軸控制。使 PLC 廣泛地應用于塑料 成型、加熱爐、熱處理設備、鍋爐及輕化工、冶金、電力等行業(yè)。 ?？飘厴I(yè)設計說明書（論文） 7 （ 5）通信聯(lián)網(wǎng)：可編程控制器通信包括主機與遠程 I/O 之間的通信、多臺可編程控制器之間的通信、可編程控制器與其他智能控制設備，如計算機、變頻器、數(shù)控裝置之間的通信，這些設備由于網(wǎng)絡組成集 中管理分散控制的分布式控制系統(tǒng)，極大地提高了控制的可靠性。組合結構 PLC的特點是配置靈活，輸入接點、輸出結點的數(shù)量可靈活選擇，各種功能模塊可以依需要配置，中、大型常用組合式結構。 （ 2）存儲器 PLC 使用的物理存儲器有隨機存儲器（ RAM），只讀存儲器（ ROM）及可電擦除可編程的只讀存儲器（ EEPROM 或 EPROM）等。開關量輸入接口用來連接鈕、選擇開頭、行程開關等開關量輸入信號；模擬量輸入接口用來連接電位器、傳感器等模擬輸入信號。 1)晶體管輸出單元：輸出器件為晶體管，只能用于直流負載，它最大的優(yōu)點是適應于高頻運作，響應時間短，一般為 左右，但它只能帶 DC530V 的負載。 （ 4）電源 PLC 使用 220V 或 24V 直流電源。 小型 PLC一般都為輸入輸出電路和外部電子傳感器提供 24V 直流電源，驅動輸出口的交直流電源一般由用戶另行解決。應用程序是控制的核心，它是輸入輸出單元聯(lián)系紐帶。 程序執(zhí)行階段：根據(jù)指令一條一條掃描執(zhí)行，當指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時， PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”上一階段采入的輸入狀態(tài)，從相關元件映像寄存器“讀入”這些元件的狀態(tài)，然后進行相應的計算，結果再存入相應的元件寄存器中。合理選擇 I/O 點數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求，又可使系統(tǒng)總投資最低。它是一種整體式結構的小型 PLC，有 14 個數(shù)字輸入接口， 10個輸出接口， CPU226 雖然在數(shù)字量輸入輸出（ 24 入 /16 出）上，不用擴展就能滿足需求，但它比 CPU224 要貴得多 ，所以考慮到成本方面 PLC 選用 CPU224 型，同時擴展一個數(shù)字輸入輸出接口模塊?？飘厴I(yè)設計說明書（論文） 12 EM223(4 入 /4出 )；對于變送器送過來的標準傳感器 4~20mA 模擬信號， 我們選用EM231 模擬量擴展模塊（ 4路模擬量輸入口）。 對于 SIEMENS S7200 系列 PLC，用該公司專用的編程器 STEP 7Micro/WIN 編寫相應的程序。 交流電動機轉速控制 從發(fā)電廠送出的交流電的頻率是恒定不變的，在我國是 50Hz。 異步電動機對供電裝置的要求 三相異步電動機定子每相電動勢的有效值為： ?1 1 1 rME k f N Ф （ 23） 式中： E1為氣隙磁通在定子每相繞組中感應電動勢的有效值， V； f1為定子頻率， Hz； N1 為定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)； kr1 為與繞組結構有關的常數(shù)； Φ M 為每極氣隙磁通量， Wb。 （ 2） 基頻以上調速 在基頻以上調速時，頻率可以從 f1N往上增高，但電壓V1 卻不能超過額定電壓 V1N，最多只能保持 ?11NVV?；l以下則需電壓與頻率同步變化 ，磁通不變，為恒轉矩負載特性。 （ 2） 轉差頻率控制 從電動機轉速角度看，這是一種以電動機的實際運行速度加上該速度下電動機的轉差率確定變頻器輸出頻率的控制方式。對于這一點可選用與西門子 PLC 相配套的變頻器 MM440，它是一種矢量型通用變頻器，具有良好的低速高