【正文】 通時(shí)，主、副繞 組功能互換，電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)。 本次設(shè)計(jì)采用 厚 ～ 鋼板， 設(shè) 凸凹筋以增加強(qiáng)度，外表面有 靜電噴 漆和塑料噴涂 ， 左右兩側(cè)設(shè)有把手，便于搬動(dòng)。在中半軸上設(shè)置有 圓抱簧，防止洗滌輸出軸在逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)中半軸跟轉(zhuǎn)。③中半軸，也稱脫水軸，是個(gè)空心的階梯軸，下面大軸的表面是光滑的，作為剎車盤用，內(nèi)表面是齒輪，與行星齒輪嚙合。由于兩皮帶輪直徑不等，減速比約為 1／ ， 大皮帶輪轉(zhuǎn)速約為 850 r／ min 。 轉(zhuǎn) 子鐵芯也由 硅鋼片沖制而成，外圓 有轉(zhuǎn)子槽且扭 斜一個(gè)角度 以消除高次諧波。 主繞組的電 阻、電感和副繞組的電 阻、電感和電容匹配 得當(dāng)，使副繞組中的電流超前于主繞組電流 一定的電角度（往往設(shè)計(jì)成滿載時(shí)兩相電流 的電角度為 100176。當(dāng) PLC 發(fā)出排水 信號(hào)時(shí) ，保持線圈被短路，僅吸引線圈工 作，通過勵(lì)磁線圈的電流較大，約為 ， 銜鐵被較強(qiáng)的引力吸引，打開排水閥開 始 排水，同時(shí)撥發(fā)離合器上的制動(dòng)桿。 本次設(shè)計(jì) 排水管采用橡塑材料 吹壓成波紋管，一端連接排水口，另一端裝有一只掛鉤，平時(shí) 可以掛在洗衣機(jī)的掛口上。 表 32 PDQ7 型進(jìn)水電磁閥性能參數(shù)表 額定電 壓頻率 額定電流（ mA） 使用水溫（℃） 水壓范 圍（ MPa） 密封性 能（ MPa） 溫升 （ K） 絕緣電阻（ MΩ） 電氣 強(qiáng)度 220V 50Hz 27177。 進(jìn)水、排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 進(jìn)水系統(tǒng)主要 給洗衣機(jī)提供洗滌用水 ，由進(jìn)水管、進(jìn)水電磁閥和壓力開關(guān) 組成。 為 減小衣物 放置不均勻引起的 抖動(dòng)，在內(nèi)桶上 端設(shè)置了 平衡圈 ， 結(jié)構(gòu)如圖 34 所示 。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 3 洗衣機(jī) 硬件整體設(shè)計(jì) 波輪式洗衣機(jī) 整體 結(jié)構(gòu) 及原理 波輪式洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次 設(shè)計(jì) 洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)采用 套 筒式 ， 如圖 31 所 示， 它將 洗滌 漂洗和脫水集中于一個(gè)桶內(nèi)進(jìn)行 ， 按 設(shè)定程序完成洗 衣動(dòng)作，脫水后自動(dòng)斷電， 真正實(shí) 現(xiàn)了全自動(dòng)化。 進(jìn)入本世紀(jì)后 ， PLC已經(jīng)運(yùn)用到了各個(gè)領(lǐng)域，根據(jù) Food Engineering’s annual state of manufacturing 的一項(xiàng)調(diào)查報(bào)告，被調(diào)查的 64%的設(shè)備工程師打算在 2020年購(gòu)買 P L C， 而在隨后的調(diào)查中，升到了70%~80%[8]。但繼電器控制領(lǐng)域有著十分明顯的缺點(diǎn)：體積大、耗電多、壽命短、運(yùn)行慢 ， 尤其當(dāng)生產(chǎn)工藝發(fā)生變化時(shí)，就必須重新設(shè)計(jì)、 安裝，造成時(shí)間和資金的嚴(yán)重浪費(fèi) [5]。 所以，開發(fā)設(shè)計(jì)一款經(jīng)濟(jì)實(shí)用、人性化、智能化的全自動(dòng)洗衣機(jī)具有很好的現(xiàn)實(shí)意義，既能填補(bǔ)市場(chǎng)上的空白，又能滿足人們對(duì)產(chǎn)品的要求，使人們?nèi)粘Ｏ匆赂虞p松便捷。總的來說，當(dāng)今洗衣機(jī)工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)正朝著“五化”方向努力 [2]。 touch screen 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒論 洗衣機(jī)的發(fā)展概況與發(fā)展趨勢(shì) 洗衣服是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊豁?xiàng)家務(wù)工作，費(fèi)時(shí) 費(fèi)力，為了將人們從繁重的家務(wù)中解放出來，洗衣機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）或與該論文（設(shè)計(jì)）直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)， 單位署名為青島農(nóng)業(yè)大學(xué)。本人授權(quán)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)可以將本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用 影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）。 PLC。同時(shí)在材料上更多的采用 不銹鋼和鍍鋅板，在控制技術(shù)上采用模糊控制理論，在控制器件上應(yīng)用各種新型的傳感器。 而市場(chǎng)上已有的 全自動(dòng)洗衣機(jī) ,多采用單片機(jī)控制， 生產(chǎn)成本較高， 其穩(wěn)壓電路、保護(hù)電路 比較復(fù)雜， 容易發(fā)熱， 維修護(hù)理麻煩，需專業(yè)人員檢修，售價(jià)偏高，不適合普通人家 使用，難以批量生產(chǎn) [4]。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 PLC 及觸摸屏簡(jiǎn)介 PLC 的發(fā)展 、定義 在 PLC 問世之前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器占主導(dǎo) 地位。近期的 PLC由于集成電路技術(shù) 迅速發(fā)展，使得各種 類型的 PLC微處理器升級(jí)， PLC的處理速度進(jìn)一步提高，功能更加強(qiáng)大 [7]。 本次設(shè)計(jì)中運(yùn)用 WinCC flexible 組態(tài)軟件，將觸摸屏與 PLC聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)了觸摸屏對(duì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制。 桶壁上有許多小孔，洗滌時(shí) 使 內(nèi)外桶相通，脫水時(shí)使桶 內(nèi) 衣物中的水分甩出； 內(nèi) 壁上有許多 凸筋， 形成小渦流，增強(qiáng) 揉搓效果， 提 高洗滌效 果；內(nèi)壁上 嵌有回水管 ， 隨著波輪的旋轉(zhuǎn) 洗滌液被吸入回水管， 經(jīng)導(dǎo) 向槽注入過濾網(wǎng)袋 回到 桶內(nèi)， 將 其 中 的線屑、 絨毛等雜質(zhì) 收集起來 ， 在使 衣服干凈的同時(shí)，確保了排水管的通暢。 由于波輪呈凹形， 工作時(shí)， 底部的葉片將洗滌液先 上揚(yáng) 再下壓，使洗滌液呈“心形”和上 下翻滾， 實(shí)現(xiàn)了高凈率低磨損， 減小了衣服纏繞和扭絞 現(xiàn)象 。 圖 37 碟形波輪 圖 38 進(jìn)水電磁閥結(jié)構(gòu)圖 1出水口； 2泄壓孔； 3橡膠閥墊；4塑料閥芯； 5引出片； 6控制腔；7螺絲； 8線圈及骨架； 9彈簧；10鐵芯； 11橡膠柱； 12導(dǎo)磁鐵架；13絕緣層； 14金屬網(wǎng)； 15進(jìn)水腔；16閥座； 17加壓孔 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 本次設(shè)計(jì)采用 小天鵝 PDQ7 型進(jìn)水電磁閥，主要性能參數(shù)見 表 32。 排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 排水系統(tǒng)負(fù)責(zé)排出 污水，由排水電磁閥和排水管組成。 吸引線圈電阻較小，約為 15Ω，保持線圈 電阻較大，約為 385Ω。 因此，在副繞組中 串入一個(gè)適當(dāng)容量的電容器，這樣主繞組就 相當(dāng)于電阻和電感串聯(lián)電路，電流 I 主 在相位 上 滯后電壓 V；而副繞組串入電容后就相當(dāng) 于電容、電阻和電感的串聯(lián)，電流 I 副 超前電 壓 V，具體電路如圖 312 所示。 （ 2） 轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子有轉(zhuǎn)子鐵芯 和鼠籠組成。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 1500r／ min，其 動(dòng)力通過皮帶傳遞到大皮帶輪上，帶動(dòng)波輪旋轉(zhuǎn)。由棘輪控制該簧抱緊與放松。 同時(shí)，棘爪撥叉在撥叉彈簧的作用下，通過棘爪，把棘爪撥過一個(gè)角度，使方絲離合簧旋松，于是輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)無法帶動(dòng) 中半軸和下半軸，而只帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 機(jī)械支撐 系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 箱體 箱體 包容著全部零部件 ， 將各部 連成一個(gè) 整體且裝飾 表面。 其他電器件的設(shè)計(jì)選擇 直流繼電器 的選擇 本次設(shè)計(jì)選擇 MY1P(一對(duì)常開觸點(diǎn) )直流繼電 器，通電時(shí)，電磁線圈得電吸合，常開觸點(diǎn)閉合， （工作原理 與電磁閥相同，見圖 311）。 圖 318 正反轉(zhuǎn)控制電路圖 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 4 全自動(dòng)洗衣機(jī)程序 設(shè)計(jì) 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制要求 依 據(jù) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，洗衣機(jī)控制要求如下： （ 1） 按下啟動(dòng)按鈕及水位選擇開關(guān)，注水直到高（中、 低）水位，關(guān)水 ； （ 2） 2s 后開始洗滌 ； （ 3） 洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn) 30s，停 2s，然后反轉(zhuǎn) 30s，停 2s； （ 4） 如此循環(huán) 5 次，總共 320s 后開始排水，排空后脫水 30s； （ 5） 開始清洗，重復(fù) （ 2）～（ 5） ，清洗兩遍 ； （ 6） 清洗完成，報(bào)警 3s 并自動(dòng)停機(jī) ； （ 7） 若按下停車按扭，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水（不計(jì)數(shù)） 。 2. 設(shè)置 PG／ PC 接口 。 WinCC flexible 2020 人機(jī)界面組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 WinCC flexible 操作簡(jiǎn)單，組態(tài)效率高，功能強(qiáng)大。 圖 49 觸摸屏控制界面 圖 48 定義變量畫面 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 PLC 控制程序設(shè)計(jì) 重點(diǎn)程序解 析 1. 高、中、低水位 傳感器 沖突問題的解決。按下停止按鈕后， 閉合，此時(shí)按下手 圖 410 單按鈕啟停程序 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 動(dòng)脫水按鈕 時(shí)， 得電閉合并自鎖，其常開觸點(diǎn)閉合，洗衣機(jī)開始脫水，同時(shí)計(jì)數(shù)器 C3 加 1，再次按下 時(shí)， 計(jì)數(shù)器 C3 到達(dá)計(jì)數(shù) 2，其常開觸點(diǎn) C3 閉合 ， 得電，其常閉觸點(diǎn)斷開，使 失電，洗衣機(jī)停止脫水，同時(shí)常開觸點(diǎn)閉合使計(jì)數(shù)器C3 復(fù)位，復(fù)位后 又失電斷開，完成一次啟?？刂?。 圖 412 手動(dòng)操作程序 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 5 總 結(jié) 全文總結(jié) 本論文針對(duì) 基于西門子 PLC200 并 結(jié)合觸摸屏 控制實(shí)現(xiàn)的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了整體研究及設(shè)計(jì)，并取得了一定的成果，在此，結(jié)合研究設(shè)計(jì)過程和結(jié)果，對(duì)此次設(shè)計(jì)歸納總結(jié)如下： (1) 查閱了相關(guān)資料，了解了 PLC 的發(fā)展歷程，認(rèn)真學(xué)習(xí)了西門子 PLC200 的相關(guān)知識(shí)，掌握了其 定義、 硬件結(jié)構(gòu)、工作過程及原理 ，學(xué)習(xí)并掌握了基于 PLC200 的編程軟件 STEP 7Micro WIN 及人際界面組態(tài)軟件 WinCC flexible 2020 的編程使用。 在此，將我的一些心得與大家分享。 同時(shí)，小型 PLC以其功能強(qiáng)大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)必將會(huì)替代其他程序控制器，應(yīng)用于各行各業(yè)，更好的服務(wù)于人類。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行過程中，還得到了 劉洋 同學(xué)的幫助， 在此一并表示感謝 ! 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 附 錄 PLC200 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制程序 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 2. 硬件連接圖 L+ M 降壓 整流 濾波 穩(wěn)壓 DC24V高水位指示燈 中水位指示燈 低水位指示燈 進(jìn)水閥線圈 正轉(zhuǎn)繼電器 反轉(zhuǎn)繼電器 排水閥線圈 離合器指示燈 報(bào)警器 高水位行程開關(guān) 中水位行程開關(guān) 低水位行程開關(guān) 進(jìn)水浮球行程開關(guān) KM2 KM1