【正文】 水位河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 18 傳感器是的變化 ,最終以頻率參數(shù)輸出。所以電磁進(jìn)水閥的電路也就不能斷開(kāi)，洗衣機(jī)便保持這種進(jìn)水狀態(tài)，直到我們將旋鈕放到某一檔位為止。這是 PLC內(nèi)部電路已經(jīng)發(fā)生改變，電機(jī)接通的時(shí)脫水電路。隨著水平面的不斷升高，桶底的壓力就越來(lái)越大，氣室、導(dǎo)氣管和水位開(kāi)關(guān)內(nèi)部的空氣被壓縮，氣壓也隨之增大。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 15 排水閥 與電磁鐵 排水閥工作時(shí)，由排水電磁鐵將它打開(kāi)，與此同時(shí)，它還帶動(dòng)剎車臂轉(zhuǎn) 動(dòng)，放開(kāi)剎車帶和棘輪，使的脫水軸能夠自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。 以上我們可以看到，全自動(dòng)洗衣機(jī)的整個(gè)洗滌過(guò)程的完成，也就是程控器按照一定的規(guī)律，將各個(gè)電器零部件按照順序，接通和斷開(kāi)他們的有關(guān)電路，再由他們來(lái)推動(dòng)其他機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)行。在這同時(shí)，又做好了波輪運(yùn)轉(zhuǎn)的準(zhǔn)備工作。電磁鐵的吸合 控制三個(gè)動(dòng)作：①拉動(dòng)排水閥桿，打開(kāi)排水口，將洗滌桶內(nèi)的水排出。進(jìn)水是有電磁進(jìn)水閥來(lái)完成的。 脫水時(shí)，牽引電機(jī)是通電狀態(tài)，拉動(dòng) 制動(dòng)桿使得制動(dòng)帶松開(kāi)，棘輪和方絲離合器處于自由狀態(tài)，大皮帶輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)將方絲離合簧旋緊，使輸入轉(zhuǎn)矩有效地傳遞給脫水軸，實(shí)現(xiàn)高速脫水運(yùn)轉(zhuǎn)。排水閥主要 由 閥蓋、閥芯彈簧、閥芯拉簧，橡皮閥和閥體組成。 自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水系統(tǒng) 全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水系統(tǒng)采用水位壓力開(kāi)關(guān)和進(jìn)水閥，由程序控制器調(diào)節(jié)。 圖 22 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)方框圖 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 8 自動(dòng)洗衣機(jī)的 洗滌與脫水系統(tǒng) 圖 23 洗滌脫水桶 全自動(dòng)洗衣機(jī)主要是通過(guò)波輪對(duì)衣物的翻滾達(dá)到洗滌目的。若水的透明度低，接收管獲得的光能小，說(shuō)明衣物較臟。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)中的波紋膜片受壓而脹起，推動(dòng)頂桿運(yùn)動(dòng)而使觸點(diǎn)改變，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通斷。在湍流的作用下，衣物做無(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)并翻滾，其纖維不斷被彎曲、絞紐扣拉長(zhǎng)，衣物相互相摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高衣物的洗凈的均勻性。洗衣機(jī)的洗滌過(guò)程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、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。 家用洗衣機(jī)采用 PLC 進(jìn)行控制的還相對(duì)較少。 PLC 是一種基于數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)、專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的電子控制裝置。 本課題的意義 傳統(tǒng)的基于繼電器的控制，已經(jīng)不能滿足人們對(duì)洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度的要求了。到 80 年代，“模糊控制”的應(yīng)用使得洗衣機(jī)操作更簡(jiǎn)便功能更完備，洗衣程序更隨人意，外形造型更為時(shí)尚。 1880 年，美國(guó)又出現(xiàn)了蒸汽機(jī)洗衣機(jī)，蒸汽動(dòng)力開(kāi)始取代人力。 可編程控制器 (PLC． Programmable Logic Controller)是以計(jì)算機(jī)微處理器為基礎(chǔ)的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，隨著 PLC 技術(shù)的發(fā)展．它的功能越來(lái)越完善，也越來(lái)越強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自動(dòng)控制裝置之中． PLC集三電一體。 文章介紹了洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)，對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上提出了基于 PLC 的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制方案，并對(duì)方案進(jìn)行了論證，根據(jù)洗衣機(jī)的工作原理，設(shè)計(jì)了流程及程序，對(duì)按鈕，繼電器，開(kāi)關(guān)， 電動(dòng)機(jī) 等其它一些輸入 /輸出點(diǎn)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)洗衣過(guò)程的自動(dòng)化。 ................................................................. 37 I/O端口配置 ...................................................................................... 39 三菱 FX2N24MR PLC接線圖 ................................................................ 39 SWOPCFXGP/WINC軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì) ................................................. 39 .......................................... 45 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) ..................................................................................... 45 工作展望 ............................................................................................ 45 致謝 ........................................................ 47 參考文獻(xiàn) ..................................................... 48 附錄 ........................................................ 50 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 2 洗衣機(jī)的起源與發(fā)展 1897 年， “ 手洗時(shí)代 ” 受到前所未有的挑戰(zhàn)，有人發(fā)明了木質(zhì)手搖洗衣機(jī)。此間，洗衣機(jī)在日本的發(fā)展備受矚目。羽絨服、羽絨被、面料結(jié)實(shí)的棉服等等都河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 3 可省去手洗的麻煩和送到洗衣店干洗的費(fèi)用。 以往以單片機(jī)為中心控制系統(tǒng)工作的家用全自動(dòng)洗衣機(jī)中，存在著一些本身不能克服的缺點(diǎn)。因?yàn)?PLC 是整體模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。④ PLC 的選型 ， 洗衣機(jī)程序 設(shè)計(jì) 。又由于波輪中心是低壓區(qū)，衣物易被吸在波輪河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 6 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。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔的流通能力，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。就能得到衣質(zhì)衣量情況。當(dāng)指示燈亮起表示程序選中，指示燈閃爍表示正在執(zhí)行此程序，指示燈熄滅表示 程序未選擇或執(zhí)行完畢。脫水系統(tǒng)由脫水桶、脫水定時(shí)器、安全開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。當(dāng)旋鈕旋至低水位時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，但曲率半徑較小。內(nèi)外桶的聯(lián)動(dòng)或分動(dòng)（即實(shí)現(xiàn)脫水或洗洗滌），是由撥叉控制抱簧和剎車盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 11 的 離合器軸包括脫水軸合洗滌軸。柔性，超級(jí)鏡面不銹鋼材料光滑柔細(xì)，即便是最嬌柔的面料也不會(huì)受到損傷。同時(shí)洗衣機(jī)電機(jī)的電路被接通，電機(jī)在程控器的控制下，進(jìn)行正反轉(zhuǎn)的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)行星減速器降低轉(zhuǎn)動(dòng)速度以后，帶動(dòng)波輪運(yùn)行，從而完成洗衣工作。達(dá)到預(yù)定時(shí)間后（一般1~2 分鐘），電機(jī)的電路又被切斷，在慣性作用下，做減速運(yùn)行 。 利用電磁控制機(jī)構(gòu)的洗衣機(jī)，在第二次漂洗前，程控器會(huì)將電磁鐵的電路接通，把軟化劑按時(shí)的投入洗滌桶中。其工作原理為 :電磁閥在未通電時(shí) ， 可動(dòng)鐵芯在其上端 的彈簧力和自身重力作用下 ， 通過(guò)橡 皮膜 ， 關(guān)閉住 導(dǎo)流 孔 ，這樣進(jìn)水腔內(nèi)的水壓與橡 皮膜 和塑料導(dǎo)閥之間密封腔內(nèi)的水壓相等 ， 使橡 皮膜 牢牢壓住閥體中的水管口 ， 切斷了水流 ， 保證了進(jìn)水閥的正常關(guān)閉。 在向桶內(nèi)注水時(shí)，當(dāng)水位達(dá)到一定高度后，水位開(kāi)關(guān)將切斷電磁進(jìn)水閥的電路，同時(shí)，通過(guò)PLC 接通洗滌電機(jī)的電路，完成進(jìn)水與洗滌電路的交換。當(dāng)它超過(guò)兩側(cè)部分的位置時(shí)，中間小簧片上的壓力方向會(huì)突然改變，兩側(cè)會(huì)快速地向下方彎曲，動(dòng)簧片上的觸電與下方的靜觸點(diǎn)接觸，原來(lái)的電路被斷開(kāi)，另一條電路被接通。補(bǔ)水檔位的作用是將原來(lái)的低水位水量補(bǔ)充進(jìn)水到較高水位。因此這種 PLC 就可以將原來(lái)的水位開(kāi)關(guān)的幾檔水位控制改變成更多的檔次，甚至于變成無(wú)級(jí)水位的控制，這只要將 PLC 內(nèi)的程序事先加以認(rèn)真編程即可。新型大波輪全自動(dòng)洗衣機(jī)的離合器都具有洗滌減速功能，稱減速離合器，其種類很多 ，但主要結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。 輸入軸 l 的外部是脫水軸 18。方絲離合彈簧下端的彈簧卡 2 卡在棘輪 3 的內(nèi)槽中，通過(guò)棘爪 5 的擺動(dòng)使棘輪 3 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)方絲離合彈簧向旋松方向轉(zhuǎn)動(dòng)。十字軸套 17 用兩顆緊定螺釘和脫水軸 18 固定在一起，剎車盤(pán) 16 又和十字軸套 17 用螺栓固定在一起，所以剎車盤(pán) 16 和脫水軸 18 聯(lián)成了一體。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 22 圖 36 離合器結(jié)構(gòu) 37 洗衣機(jī)離合器結(jié)構(gòu)圖 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 23 4 棘輪卡槽 圖 38 離合棘輪工作原理圖 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 24 ②行星減速器結(jié)構(gòu)如圖 310 所示。 工作原理 ①脫水狀態(tài)減速離合器脫水時(shí)的狀態(tài)及裝配戈系如圖 311 所示，脫水狀態(tài)下，排水電磁鐵通電吸合，牽引拉桿移動(dòng)約 13mm，使排水閥開(kāi)啟。 ②洗滌狀態(tài)如圖 312 所示，洗滌狀態(tài)下，排水電磁鐵斷電，排水閥關(guān)閉，拉桿復(fù)位。 洗滌時(shí)防止內(nèi)桶出現(xiàn)跟轉(zhuǎn)是設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的問(wèn)題。 當(dāng)波輪順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)桶有順時(shí)針?lè)较蚋D(zhuǎn)的傾向，這時(shí) 自然狀態(tài)的剎車扭簧將被旋緊，緊緊抱住剎車裝置外罩的軸端，相互之間產(chǎn)生足夠的摩擦力使兩者成為一整體。洗衣機(jī)上所用到的電機(jī)是單相電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電機(jī) ， 使用 220v 交流電源。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 30 本設(shè)計(jì) 選擇 YY104180 型號(hào)單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)，功率 180 瓦 ,額定電壓 220V，轉(zhuǎn)速 1350r/min，電流 。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域?qū)δM量控制的廣泛要求，目前大部分 PLC 產(chǎn)品都具備處理這類模擬量的功能。在信號(hào)連鎖系統(tǒng)中，采用高可靠性的 PLC 是安全生產(chǎn)的要求。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。這就要求在選擇 PLC、輸入／輸出模塊、 I／ O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝 改進(jìn)。本系統(tǒng)有開(kāi)關(guān)量 I／ O 總點(diǎn)數(shù)有 15 個(gè)，模擬量 i／ o 數(shù)為 0個(gè)。根據(jù)輸入／輸出點(diǎn)數(shù)與內(nèi)存容量的要求，再留出一定的 I／ O節(jié)點(diǎn)與內(nèi)存空間以供擴(kuò)展時(shí)使用，以及指令的執(zhí)行速度，因河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 36 此 選用三菱公司的 FX2N 系列的 FX2N24MR。在繼電器輸出方式中，繼電器作為開(kāi)關(guān)元件，同時(shí)又是隔離器件。進(jìn)水時(shí)通過(guò)控制系統(tǒng)將進(jìn)水電磁閥打開(kāi) , 經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。此時(shí)若未完成 3 次大循環(huán) , 則返回從進(jìn)水開(kāi)始的全部動(dòng)作 , 進(jìn)行下一次大循環(huán) 。洗衣機(jī)開(kāi)始進(jìn)水 , 當(dāng)進(jìn)水至高水位時(shí) , 高水位開(kāi)關(guān) SH 接通 , X1 閉合 , 狀態(tài) S21 被置位 , S20 復(fù)位 , 停止進(jìn)水 , 此時(shí) M5 得電吸合 , 使 Y0 工作 , 洗衣機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)洗滌 , 30s 后正轉(zhuǎn)洗滌停止 , 狀態(tài) S22 置位 ,而 S21 復(fù)位 , 暫停 5s 后狀態(tài)進(jìn)入 S23, M6 得電吸合 ,Y1 工作 , 洗衣機(jī)開(kāi)始反轉(zhuǎn)洗滌 , 30s 后反轉(zhuǎn)洗滌停止 ,狀態(tài) S24 置位 , S23 復(fù)位 , 暫停 5s 后計(jì)數(shù)器 C0 開(kāi)始計(jì)數(shù) , 把正洗、反洗各一次計(jì)為一次洗滌小循環(huán)過(guò)程 , 當(dāng)小循環(huán)未達(dá)到 5 次時(shí)程序狀態(tài)被轉(zhuǎn)移至 S21, 繼續(xù)洗滌 , 當(dāng)小循環(huán)次數(shù)達(dá)到 5 次時(shí) , 狀態(tài)轉(zhuǎn)移至 S25, M9得電吸合 , Y4 工作 , 洗衣機(jī)開(kāi)始排水 , 當(dāng)排至低水位時(shí) , 低水位開(kāi)關(guān) SL 接通 , X2 閉合 , 使?fàn)顟B(tài) S26 置位 ,M7 得電吸合 , Y2 工作 , 洗衣機(jī)開(kāi)始脫水 , 但此時(shí) Y4 繼續(xù)在工作 , 排水并沒(méi)有停止 , 當(dāng)排水 20s 后 , M9 復(fù)位 , Y4 停止工作 , 排水停止 , 此時(shí)計(jì)數(shù)器 C1 開(kāi)始計(jì)數(shù)。 ④ 對(duì)程序梯形圖進(jìn)行了說(shuō)明及三菱公司的 FXGPWIN 編程軟件進(jìn)行了簡(jiǎn)介。 ③ PLC 設(shè)計(jì)算法和程序設(shè)計(jì)的優(yōu)化。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 48 參考文獻(xiàn) １、王兆義，《可編程控制器教程》，機(jī)械工業(yè)出版社 ２、 榮俊昌，《全自動(dòng)洗衣機(jī)原理與維修》，高等教育出版社 ３、唐文彥，《傳感器》，機(jī)械工業(yè)出版社 ４、楊叔子，楊克沖，《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》，華中科技大學(xué)出版社 ５、楊后川，張春平，張學(xué)民，陶征，《三菱 PLC 應(yīng)用 100 例》，電子工業(yè)出版社 《三菱 FX 系列 PLC 應(yīng)用技術(shù)》，人民郵電出版社 高安邦，薛嵐，劉曉艷，《三菱 PLC 工程應(yīng)用設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社 陳立定，《電氣控制與可編程控制器》，高等教育出版社 張進(jìn)秋，《可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例》，機(jī)械工業(yè)出版社 齊從謙，《 PLC 技術(shù)及應(yīng)用》， 機(jī)械工業(yè)出版社 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 49 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 50