【正文】 series of automatic washing machine control system, overall control, this paper expounds the control scheme. Realize fullautomatic washing machine control system has a variety of overall control, can use the analog and digital early hybrid circuit module circuit or. In recent years, with the rapid development of science and technology, the application of PLC and singlechip constantly to further, while traditional control test technology constantly updated. Based on the production FX2N mitsubishi Japan as the core 48MR type PLC controller for automatic washing machine control system design, and the system structure and design program instruction, ladder diagram and the input and output terminals of allocation scheme. According to the overall control of automatic washing machine control system, PLC requirements and characteristics of distribution of input and output, and missioning Key words: PLC automatic washing machine control system, PLC program design 3 目錄 1 引言 ............................................................. 4 2 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)總體控制方案確定 ............................. 5 總體控制方案 確定 ............................................ 5 控制系統(tǒng)的比較 ........................................ 5 洗衣機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)概述 .............................. 6 3 全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu) ........................................... 7 全自動(dòng)洗衣機(jī)的原理和構(gòu)造 .................................... 7 洗滌脫水系統(tǒng) ............................................... 10 排水和進(jìn)水系統(tǒng) ............................................. 10 電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng) ........................................... 11 4 電氣控制系統(tǒng) .................................................... 12 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ............................................... 12 控制系統(tǒng)原理 ............................................... 13 檢測(cè)電路 系統(tǒng) ............................................... 13 5 主要器件的選擇 .................................................. 15 電動(dòng)機(jī)的 選擇 ............................................... 15 傳感器的選擇 ............................................... 15 可編程控制器外部設(shè)計(jì) ....................................... 16 6 軟件設(shè)計(jì) ........................................................ 18 系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計(jì) ....................................... 18 全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求 ..................................... 18 控制系統(tǒng) 順序功能圖 ......................................... 19 控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì) ....................................... 20 程序語句表 ................................................. 23 設(shè)計(jì)體會(huì) ?? ???? ??????????????????????? 18 7 結(jié)束語 .......................................................... 27 致謝 .............................................................. 29 參考文獻(xiàn) .......................................................... 28 4 1 引言 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 。 [保密的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議 ] 學(xué)生簽名 : 時(shí)間： 年 月 日 密級(jí)： 江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系 2020 屆機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 摘 要 本文介紹了利用三菱 FX2N系列 PLC對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)總體控制 ,闡述了控制方案。 對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體， 已在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中作了明確的說明并表示了謝意。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文（設(shè)計(jì)）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)有權(quán)保留送交論 文（設(shè)計(jì)）的復(fù)印件和磁盤，允許論文（設(shè)計(jì)）被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編論文（設(shè)計(jì)）。本文采用日本三菱公司生產(chǎn)的 FX2N48MR 型PLC 作為核心控制器進(jìn)行全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì)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。 布萊克斯發(fā)明了木制手搖洗衣機(jī)。 1922 年，電動(dòng)洗衣機(jī)迎來一種嶄新的洗衣方式 —— 攪拌式。 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。 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。 5 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) 。 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(hào)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， 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。 3） 功能單一只具有使用中所需要的功能。首先由于單片機(jī)的指令系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，編寫洗滌、脫水程序相對(duì)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) 。 典型的 PLC 控制系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖 1 所示 ： 圖 1 PLC 控制系統(tǒng)的硬件組成框圖 PLC 的設(shè)計(jì)步驟 開發(fā)應(yīng)用 PLC 的設(shè)計(jì)任務(wù)分為硬件和軟件設(shè)計(jì)兩部分。 7 2）根據(jù)工作循環(huán)圖 , 畫出虛擬的電路圖 ——— 繼電器梯形圖 。程序控制洗衣機(jī)以洗衣機(jī)生產(chǎn)廠家設(shè)定的數(shù)十種操 作程序?yàn)榛A(chǔ)，用戶在使用時(shí)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)等因素，選擇不同的洗衣程序。從控制類型上來說，模糊控制屬于智能控制，是自動(dòng)控制的較高形式，代表著自動(dòng)控制的發(fā)展方向。我國(guó)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。 4） 高溫能有效的殺死一些細(xì)菌。 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)。 2） 高溫洗滌有一定的滅菌作用?，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。各廠家生產(chǎn)的各種型號(hào)的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制程序有所不同。 4） 同心洗。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)，降低噪聲，但是價(jià)格較貴。 10 圖 2 全自動(dòng)套筒洗衣機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 洗滌脫水系統(tǒng) 它主要有盛水桶，洗滌桶和波輪組成。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。為了對(duì)桶內(nèi)的水位進(jìn)行檢測(cè)和控制，洗衣機(jī)上都安裝有水位控制器（水位開關(guān)）。進(jìn)水、排水電磁閥是采用電流流過線圈形成磁場(chǎng)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(chǎng)，電磁線圈吸合。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)離心桶的轉(zhuǎn)速較快。經(jīng)第一級(jí)減速后大傳動(dòng)帶盤得到 150r/min 的轉(zhuǎn)速。對(duì)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。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。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(jiǎn)便，功能齊全，運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。 檢測(cè)電路 系統(tǒng) 檢測(cè)電路主要由各類傳感器組成。全自動(dòng)洗衣機(jī)通過采用光傳感器檢測(cè)洗滌液的透光率，從而間接撿測(cè)了洗凈程度。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 。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)的方式工作一分鐘左右。 下一步需要做的就是，根據(jù)衣物量來設(shè)定水位。檢測(cè)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。 可以提高洗滌效果 。 5 主要器件的選擇 電動(dòng)機(jī)的選擇 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)。 符合全自動(dòng)洗衣機(jī)的功率范圍120W～ 250W。 水位傳感器 的選擇 對(duì)于 PLC控制的洗衣機(jī) ,要求水位的檢測(cè)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(cè)物體的變化轉(zhuǎn)變?yōu)?LC 參數(shù)的變化 ,最終以頻率參數(shù)輸出。 16 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。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。經(jīng)過幾次測(cè)量就可以判斷出布阻抗 ,通過推理得出衣質(zhì)。 可編程控制器 I/O 口分配 輸入 啟動(dòng) 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 17 PLC輸入 X0 X1 X2 X3 X4 X5 輸出 Y0 Y1 Y2 Y6 Y3 Y7 Y4 Y5 PLC輸出 報(bào)警器 進(jìn)水控制閥 正轉(zhuǎn)高速洗滌 正轉(zhuǎn)低速洗滌 反轉(zhuǎn)高速洗滌 反轉(zhuǎn)低速洗滌 排水控制閥 脫水 圖 6 可編程控制器 I/O口分配表 外圍接線圖 圖 7 可編程控制器外圍接線圖 洗衣機(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