【正文】 ogy’ s development， its function is getting more and more perfect， is also getting stronger and stronger． It is widely applied in each industry automatic control device． The PLC which includes three electricity body． has a good control precision and the reliability． The PLC Manufacturer and the model has many types． The different model has different application method and the programming language． This article based on the Mitsubishi Electric FX2N24MR PLC， designs PLC in the pletely automatic washer III control application． It may used as the university student’ s reference when they study the PLC control． It may also take the related technical personnel to service the transformation pletely automatic washer control circuit’ s reference． Keywords： PLC， Trapezoidal Chart， Washer 1 目錄 摘要 ......................................................... I ....................................................... 2 ............................................................................. 2 ........................................................................................ 3 .......................................................................... 4 ............................................. 5 自動洗衣機(jī)的工作原理 .......................................................................... 5 全自動洗衣機(jī)控制面板及控制系統(tǒng) ........................................................ 7 自動洗衣機(jī)的洗滌與脫水系統(tǒng) ................................................................ 8 自動洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水系統(tǒng) ................................................................ 9 自動洗衣機(jī)的傳動系統(tǒng)、箱體與支承系統(tǒng) ............................................ 10 洗衣全過程簡述 .................................................................................. 11 .............................................. 14 進(jìn)水電磁閥 ......................................................................................... 14 排水閥與電磁鐵 .................................................................................. 15 水位開關(guān)和水位傳感器 ........................................................................ 15 減速離合器 ......................................................................................... 19 電機(jī)和電容 ......................................................................................... 29 ................................................... 31 PLC的主要功能和應(yīng)用 ........................................................................ 31 PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)的比較 .......................................................... 32 PLC的系統(tǒng)硬件設(shè)計 ............................................................................ 33 FX2N24MR軟件設(shè)計 ................................... 37 ........................................................................ 37 。 設(shè)計出 PLC控制的全自動洗衣機(jī)。具有良好的控制精度和可靠性。之后，水力洗衣機(jī)，內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也相 繼出現(xiàn)。進(jìn)入 90 年代，由于電動調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實現(xiàn)了寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機(jī)。洗衣機(jī)需要更好地滿足人們的需求，必須借助于自動化技術(shù)的發(fā)展。它采用可編程序的存儲器．用來存儲用戶指令．通過數(shù)字或模擬的輸入／輸出，完成一系列邏輯、順序、定時、計數(shù)、運算等確定的功能，來控制各種類型的機(jī)電一體化設(shè)備和生產(chǎn)過程。 本課題研究的主要內(nèi)容 本課題需研制出可靠性高、易于操作的 波輪式 全自動洗衣機(jī)控制方法，該系統(tǒng)采用三菱 PLC 控制，主要包括電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、進(jìn)排水電磁閥控制、循環(huán)控制、保護(hù)和 報警 。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。 全自動洗衣 機(jī)是通過水位開關(guān)與電磁進(jìn)水閥 配合來控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷， 從而實現(xiàn)自動控制的。 智能型模糊控制的全自動洗衣機(jī)還可以自動判斷水溫、水位、衣質(zhì)衣量、衣物的臟污情況，決定投放適量的洗滌劑和最佳的洗滌程序。脫水時采用壓電傳感器。波輪安裝在洗滌桶的正中，托盤連接著盛水桶。設(shè)有溢水口，其位置在盛水桶上口部。 排水電磁鐵主要用來控制自動型洗衣機(jī)排水閥的開閉 ,在套桶式自動型洗衣機(jī)中同起到改變減速離合大的洗滌、脫水狀態(tài)、排水電磁鐵主要由線圈、磁軛、靜鐵芯、銜鐵和短路銅環(huán)等組成。如果大皮帶輪逆時針轉(zhuǎn)動，則方絲離合簧被撥松而不能傳遞轉(zhuǎn)矩給脫水軸，所以脫水只能順時針單向轉(zhuǎn)動。當(dāng)我們按動按鍵，選擇好水位的高低、水流的強(qiáng)弱后，按動程序控制面板上的啟動按鈕，這時， 程控器的電源接通，開始工作運轉(zhuǎn)，整個洗滌程序開始。②將剎車臂推開一個角度， 使得 剎車帶抱簧失去剎車作用，為脫水軸轉(zhuǎn)動做好準(zhǔn)備。 這一脫水工作完成后，洗衣機(jī)將進(jìn)行第一次漂洗工作。電器部件的本身，也是由電路零件與機(jī)械零件的結(jié)合完成的（除電子線路外），所以，電器部件的結(jié)構(gòu)也可以看作是為了達(dá)到預(yù)定的工作目的而設(shè)計的機(jī)電合一的機(jī)構(gòu)。 交流電磁鐵由固定鐵芯、線包電磁線圈和銜鐵三部分組成。當(dāng)桶內(nèi)的水位逐漸下降時，也就是水量減少時，氣壓也跟著下降。 在開關(guān)水位的內(nèi)部，還有一個長彈簧，他的作用是頂住與凸輪接觸的杠桿，使它以右方為軸，而左方能 緊緊的靠在凸輪的凹處 。 補水檔地作用是將原來的低水位改換成高水位。其工作原理是將水位的高低通過導(dǎo)管轉(zhuǎn)換成一個測試內(nèi)腔氣體變化的壓力 ,驅(qū)動內(nèi)腔上方的一塊隔膜移動 ,帶動隔膜中心的磁芯在某線圈內(nèi)移動 ,從而線圈電感發(fā)生變化。離合器中部有兩根軸：輸 20 入軸 l 和脫水軸 l8。由于脫水軸 18 和離臺套 20的外徑比方絲離合彈簧的內(nèi)徑略大，在自由狀態(tài)時，方絲離合彈簧就抱緊在離合套 20 和脫水軸 18 的外壁上。因為其外圈工作面是楔形．所以只允許一個方向的轉(zhuǎn)動．可以起到單向離合器的作用。當(dāng)脫水軸 18 順時針旋轉(zhuǎn)時，由于剛性剎車帶 15 緊緊抱住剎車盤 16，而 其一端又卡在剎車裝置外罩 9 的方槽中，所以剎車盤、剎車帶以及剎車裝置外罩 9 都將一起順時針旋轉(zhuǎn)。行星輪 4 其有 4 個，與中心輪 11 以及內(nèi)齒圈 6 相嚙合。由于此時脫水軸 5 做順時針運動，和單向滾針軸承 7 的運動方向一致，因此單向滾針軸承 7 對它的運動無限制。行星減速器的減速比 i 計算公式為： i=1+內(nèi)齒圈齒數(shù)／中心輪齒數(shù)。因為內(nèi)桶和脫水軸是連成一體的，所以只要將脫水軸可靠固定，就可使內(nèi)桶不跟轉(zhuǎn)。 脫水過程中突然打開洗衣機(jī)上蓋，排水電磁鐵失電，方絲離合彈簧恢復(fù)到洗滌狀態(tài)，由于脫水是順時針旋轉(zhuǎn)，剎車扭簧將抱緊，剎車裝置起作用，剎車帶將使內(nèi)桶迅 速制動。電容器的作用是加大電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩和 工作轉(zhuǎn)矩，它還起確定旋轉(zhuǎn)方向的作用。該主電路既實現(xiàn)短路或過載保護(hù) 。其定時時間間隔可以由用戶加以設(shè)定。 表 41 比較項目 繼電器控制 PLC 控制功能的實現(xiàn) 通過對繼電器進(jìn)行硬接線完成相應(yīng)的控 制功能 對進(jìn)行編程實現(xiàn)所需控制要求 對生產(chǎn)工藝變化的適應(yīng)性 需進(jìn)行重新設(shè)計與接線．適應(yīng)性差 只需對程序進(jìn)行修改．適應(yīng)性強(qiáng) 可靠性 元器件多、觸點多，容易出現(xiàn)故障 采用大規(guī)模集成電路 ，絕大部分是軟繼電器，可靠性高 柔韌性與靈活性 差 具有種類齊全的擴(kuò)展單元，擴(kuò)展靈活 控制的實時性 機(jī)械動作時間常數(shù)大，實時性差 微處理器控制，實時性非常好 占用空間與安裝 控制柜體積大、笨重，安裝施工工作量大 體積小，重量輕，安裝工作量小 使用壽命 易損、壽命短 壽命長 復(fù)雜控制能力 極差 很強(qiáng) 價格 較低 較 高 維護(hù) 復(fù)雜、工作量大 工作量小 PLC 與計算機(jī)控制系統(tǒng)的比較 通用計算機(jī)具有十分強(qiáng)大的計算與數(shù)據(jù)處理能力，同時數(shù)據(jù)的處理 33 速度已經(jīng)達(dá)到極高的水平，但是應(yīng)用通用計算機(jī)進(jìn)行工業(yè)控制，在很多方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有 PLC 功能強(qiáng)大 ，表 42給 出了它們的對比 ： 表 42 比較項目 通用計算機(jī) PLC 工作方式 中斷方式 掃描方式 編程語言 匯編語言、高級語言 助記符語句，梯形圖等 工作環(huán)境 較高 可在較差的環(huán)境下工作 對使用者的要求 需進(jìn)行專門的學(xué)習(xí)培訓(xùn)才能掌握 語言易懂，稍加訓(xùn)練即可使用 可靠性 商業(yè)級要求 工業(yè)級，且有多種特殊設(shè)計 系統(tǒng)軟件 功能強(qiáng)大，但占用存儲空間過大 功能專用，占用存儲空間小 適用領(lǐng)域 辦公、管理，科學(xué)計算、家庭 工業(yè)控制 從上邊的論述和比較可以看出。 ③ 力求簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便 一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運行資金的增加。 輸入點有： 啟動、高水位 、低水位、手動正洗、手動反洗、手動脫水、手動進(jìn)水、手動排水、手動 ／ 自動 ，共 9個 輸出點有：正洗控制、反洗控制、脫水離合器、進(jìn)水電磁閥、排水 35 電磁閥、報警控制 ，共 6個 。 FX2， FXlN， FX2C 系列是三菱公司今年來推出的高性能小型可編程控制器， FXOS， FXON， FX2N 是微型可編程控制器。輸出模塊選用繼電器輸出形式。特別也指出的是，繼電器模式具有斷點確切，可以實際切斷所控制的回路電器連接的作用，同時這種模式既適合于直流又適合于交流的情況，因此這種模式在開關(guān)頻率不是太高的情況下是首先選擇的輸出控制方案。脫水時 , 控制系統(tǒng)將離合器合上 , 由洗滌電動機(jī)帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。 使用 FXGPWIN 編程軟件， 不僅 可以將程序傳送 至 PLC 現(xiàn)場 運行調(diào)試， 而且 可以對整個梯形圖中元件進(jìn)行監(jiān)控操作。 本文主 要進(jìn)行了以下研究工作。 工作展望 在本項目的基礎(chǔ)之上，再預(yù)期進(jìn)行一些深入的研究和探討，主要體現(xiàn)在 3個方面： ① 本次設(shè)計只能滿足大多數(shù)人的洗衣要求，現(xiàn)在全自動洗衣機(jī)都是 46 “一鍵式”單按鈕控制方式，只需一按電鈕，就會開始洗滌，直至完成。 本論文從選題到最后定稿成文，本校 老師一直給予了悉心指導(dǎo)，張老師