【正文】 ............................................ 23 工業(yè)洗衣機控制流程 .............................................................................. 24 結(jié) 論 ...................................................................................................................... 27 參 考 文 獻 .......................................................................................................... 28 致 謝 ...................................................................................................................... 29 1 1 緒論 課題背景 洗衣機是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊环N家電，已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的家用電器，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也十分廣泛， 本課題在于對工業(yè)用洗衣機的研究。 由于工業(yè)洗衣機電機為直接啟動或 Y/Δ啟動，啟動電流等于 3~7 倍額定電流，這樣會對機電設(shè)備和供電電網(wǎng)造成嚴(yán)重的損壞，而且會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生大的電流和震動對設(shè)備的使用壽命極為不利。 2 2 工業(yè)洗衣機概述 工業(yè)用洗衣機 是指額定洗滌容量大于 6kg，應(yīng)用于專業(yè)洗滌部門及服務(wù)行業(yè)使用的 洗衣機 。 工業(yè)洗衣機發(fā)展史 1874 年， “ 手洗時代 ” 受到了前所未有的挑戰(zhàn) ， 有人發(fā)明了木制手搖洗衣機 ， 發(fā)明者是美國人比爾 1880 年，美國又出現(xiàn)了蒸氣洗衣機，蒸氣動力開始取代人力。 電動洗衣機幾經(jīng)完善，在 1922 年迎來一種嶄新的洗衣方式 “ 攪拌式 ” 。不過 10 年之后，美 國本德克斯航空公司宣布，他們研制成功第一臺前裝式滾筒洗衣機，洗滌、漂洗、脫水在同一個滾筒內(nèi)完成。因為衣物在洗滌過程中不纏繞、洗滌均勻、磨損小，所以就連羊絨、羊毛、真絲衣物也能在機內(nèi)洗滌。洗衣機外殼上裝有安全栓，用以支撐打開后的轉(zhuǎn)筒門。起動時開始進水，水位到達高水位時停止進水，并開始洗滌正轉(zhuǎn)。大循環(huán)不足 3 次，則返回進水，進行下一次大循環(huán)。為了確定各過程的運行時 間 和轉(zhuǎn)速，需要通過安裝 在洗衣機內(nèi)部的各種傳感器檢測衣物布質(zhì)、布量、洗滌方式、混濁度等，再經(jīng)過模糊決策的方法得出最佳的洗滌策略。變頻器主要用于交流電動機（異步電機或同步電機）轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，是公認的交流電動機最理想、最有前途的調(diào)速方案，除了具有卓越的調(diào)速性能之外，變頻器還有顯著的節(jié)能作用，是企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想調(diào)速裝置 。 由式（ ）可知：轉(zhuǎn)速可以通過改變電 源頻率、繞組的極對數(shù)或轉(zhuǎn)差率等進行改變，一般 p、 s 不變，即 21nf? 。具體的整流和逆變電路種類很多，當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的是由二極管組成的不可控整流橋和由功率開關(guān)器件（ PMOSFET， IGBT 等）組成的脈寬調(diào)制（ PWM）逆變器，簡稱 PWM 變壓變頻器如圖 所示。 3） 逆變器同時實現(xiàn)調(diào)壓調(diào)頻，動態(tài)響應(yīng)不受中間直流環(huán)節(jié)濾波器參數(shù)的影響，系統(tǒng)的動態(tài)性能也得到提高。 AC5 0 Hz ~恒壓恒頻 （CV CF）中間直流環(huán)節(jié) 變壓變頻 （VV VF）AC S CR可控整流器 六拍逆變器調(diào)壓 調(diào)頻 ② 交 交變壓變頻器 交 交變頻器在結(jié)構(gòu)上沒有明顯的中間直流環(huán)節(jié)（或者叫 “ 中間直流儲能環(huán)節(jié) ” 或 “ 中間濾波環(huán)節(jié) ” ），來自電網(wǎng)的交流電被直接變換為電壓、頻率均可調(diào)的交流電，所以稱為直接式變頻器。 圖 可控整流器調(diào)壓、六拍逆變器調(diào)頻的交 直 交變壓變頻器 （ a）電壓源 逆變器 （ b）電流源型逆變器 圖 電壓源型和電流源型逆變器示意圖 7 2） 電流源型逆變器（ Current Source Inverter， CSI），簡稱電流源型逆變器直流 環(huán)節(jié)采用大電感濾波，直流電流波形比較平直，相當(dāng)一個恒流源，輸出交流電流時 為 矩形波或階梯波 [7] [9]。鼓勵企業(yè)使用變頻調(diào)速技術(shù)，慢慢的工業(yè)機械都盡可能采用 交流電動機變頻調(diào)速工藝調(diào)速技術(shù)。而在實際運行中，輕載運行的時間比例卻非常高，如采用變頻調(diào)速，可以大幅度提高輕載運行時的工作效率 ， 因此變動負荷的節(jié)能潛力巨大 [11]。 變頻器種類的選擇 根據(jù)負載機械的工作特點，結(jié)合對調(diào)速范圍、調(diào)整精度和經(jīng)濟性的要求，選擇不同種類的變頻器來控制運行。 工業(yè)洗衣機一般采用通用型變頻器。 ② 電壓級別 根據(jù)各國的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或用途不同，其電壓級別也各不相同，在選變頻器時，首先應(yīng)注意其電壓級別是否 與電源電壓和電機的電壓相適合。 ⑤ 控制特性 1） 電壓型還是電流型。根據(jù)現(xiàn)有資料和經(jīng)驗，比較簡便的方法如下： ① 電機實際功率確定 法。 計算出 Pb 后，按變頻器產(chǎn)品目錄可選出具體規(guī)格。 三菱 FRA540 通用變頻器 9 三菱通用變頻器是日本三菱電機株式會社的產(chǎn)品。 表 主回路端子說明 端子記號 端子名稱 說 明 R, S, T 交流電源 輸入 連接工頻電源。 當(dāng) STF和 STR同時處于 ON時 ,則 停止 STR 反轉(zhuǎn)啟動 STR信號 ON為逆轉(zhuǎn)， OFF為停止 STOP 啟動自保持 使 STOP信號處于 ON,可以選擇啟動信號自保持 RH RM 多段速度 用 RH,RM和 RL信號的組合 可以選擇多段速度。 RT 第 2加 /減速時間選擇 RT信號處于 ON時選擇第 2加減速時間。使端子 RES信號處于 ON在 ,然后斷開。但用這種運行必須設(shè)定有關(guān)參數(shù)，因為出廠時設(shè)定為不能再啟動。 模 擬 頻率設(shè)定 10E 頻率設(shè)定用電源 10VDC, 容許負荷電流 10mA 按出廠設(shè)定狀態(tài)連接頻率設(shè)定電位器時 ,與端子 10 連接。用參數(shù)單元進行輸入直流0～ 5V(出廠設(shè)定 )和 0～ 10VDC的切換。5VDC 或 0～ 177。10VDC( 出廠設(shè)定 )的切換。請不要接大地。容許負荷為 DC24V,。 2） 當(dāng)接線時剪開布線擋板上的保護襯套 (22K 以下的 )。 5） 為使電壓下降在 2%以內(nèi)，請用適當(dāng)型號的電線接線。 8） 運行后，改變接線的操作，必須在電源切斷 10 分鐘以上，用萬用表檢查電壓后進行。但是為了避免與個人計算機 (Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱 PLC。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。 ③ 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC 就進入輸出刷新階段。因此，合理選擇 PLC，對于提高 PLC 在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用有著重要作用。 ControlLogix 系統(tǒng)是基于 PLC 和 SLC 的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，除了具備 PLC 和 SLC 的大部分功能以外，還集成了多種控制規(guī)律（順序控制、運動控制、驅(qū)動控制和過程控制等），具有一些自身的特點。 ② 硬冗余。 ④ 系統(tǒng)間結(jié)合緊密。 ⑥ 系統(tǒng)小型化、抗干擾性強。因為此系統(tǒng)具有許多其它系統(tǒng)不能比擬的優(yōu)點，基于 ControlLogix 平臺的 Logix5000 處理器模塊可以為工業(yè)控制提供一種最新的而且具有靈活性的完整控制方案。 ③ ControlLogix 系統(tǒng)允許用戶帶電插拔系統(tǒng)中的任何模塊，而不會對模塊造成損壞，這樣用戶就可以在繼續(xù)維持系統(tǒng)運行的同時更換故障模塊。 ⑦ 通過 Ether ControlNet 和 DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)將處理器連接起來，可以實現(xiàn)分布式處理。 輸入模塊的選擇 輸入模塊是用來接收現(xiàn)場輸入設(shè)備的開關(guān)信號，將信號轉(zhuǎn)換為 PLC 內(nèi)部接受的低電壓信號，并實現(xiàn) PLC 內(nèi)、外信號的電氣隔離。 輸入模塊的輸入信號的電壓等級有 ：直流 5V、 12V、 24V、 48V、 60V等；交流 110V、 220V 等。 本設(shè)計只涉及數(shù)字輸入模塊，其選擇原則按工藝要求。 繼電器輸出的價格便宜，既可以用于驅(qū)動交流負載，又可用于直流負載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降小，同時承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，但其屬于有觸點元件，動作速度較慢（驅(qū)動感性負載時，觸點 18 動作頻率不得超過 1Hz）、壽命較短、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場合。 選擇輸出模塊時，還應(yīng)考慮能同時接通的輸出點數(shù)量。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán) 境溫度升高會降低，在實際使用中也應(yīng)注意。由于以太網(wǎng)具有高的帶寬（ 10Mbps），它允許大量計算機、控制器以及其它設(shè)備在以太網(wǎng)上遠距離的通訊。 選擇的通訊模塊為： 1756ENBT/A PLC 控制器的選擇 Logix5000 控制器可提供系統(tǒng)規(guī)?？勺兓目刂破鹘鉀Q方案，可以訪問大量的 I/O 端點（數(shù)字量 I/O 最多為 1280000 個，模擬量 I/O 最多為 4000 個）。每個控制器可以與機架上的多個通訊模塊進行通訊，而且多個控制器也可以與同一個通訊模塊進行通訊。 操作系統(tǒng)基本要求 =430000 字節(jié) 控制器任務(wù) *4000=A 字節(jié)； 數(shù)字量 I/O 點 *400=B 字節(jié)； 模擬量 I/O 點 *2600=C 字節(jié)； 通訊模塊 *2021=D 字節(jié)； 控制運動軸 *8000=E 字節(jié)； 總的字節(jié)數(shù) =43000+A+B+C+D+E 本系統(tǒng)現(xiàn)在的控制器是本題采用 的 控制器 ， 型號為 1756L1ControlLogix 5000 cotroller 其具體參數(shù)如下： 用戶存儲器： 160K 字節(jié)； 背板電流： +5VDC~+24VDC。 電源模塊的選擇 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。其結(jié)構(gòu)具體型號如下： 控制器型號： 1756L1 ControlLogix 5000 cotroller； 控制器的機架型號： 1756A7 7 槽的 ControlLogix 機架； 20 編程軟件： Rslogix5000 編程軟件； 電源模塊： 1756PA72； 所選輸入 /輸出模塊型號如下： 數(shù)字輸入接口模塊： 1756IB16； 數(shù)字輸出接口模塊： 1756OB16D； 通信模塊： 1756ENBT/A。 Rslogix5000 是 Rslogix 系列編程軟件產(chǎn)品的重要成員，提供了同樣可靠的通信、功能及診斷特性。 22 設(shè)計所用的主要指令介紹 ① 檢查閉合位指令（ XIC） 說明： XIC 屬于輸入指令，用于檢查某位是否導(dǎo)通（ ON）。它類似于常閉開關(guān)。 ④ 輸出激勵指令（ OTE） 說明： OTE 指置位或清零數(shù)據(jù)位。當(dāng)指令被禁止時， OTL 指令不改變數(shù)據(jù)位的狀態(tài)。 ⑦ 加計數(shù)器指令（ CTU） 說明： CTU 指令向上計數(shù)。 23 變頻器參數(shù)設(shè)定 ① 變頻器的主要功能參數(shù)如表 。洗滌正轉(zhuǎn) 15s,暫停 3s；洗滌反轉(zhuǎn) 15s，暫停 3s 為一次小循環(huán)，若小循環(huán)不足 3 次，則返回洗滌正轉(zhuǎn)；若循環(huán)達 3 次，則開始排水。若完成 3 次大循環(huán)，則進行洗完報警。 ③ 用變頻器驅(qū)動電動機，洗滌時變頻器輸出頻率為 35Hz。其他各種元素在輸出映像寄存器或其他系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能隨著程序的執(zhí)行隨時發(fā)