【正文】 ③ 用變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，洗滌時(shí)變頻器輸出頻率為 35Hz。 ⑦ 加計(jì)數(shù)器指令（ CTU） 說明： CTU 指令向上計(jì)數(shù)。 22 設(shè)計(jì)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）。 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(diǎn) *400=B 字節(jié)； 模擬量 I/O 點(diǎn) *2600=C 字節(jié)； 通訊模塊 *2021=D 字節(jié)； 控制運(yùn)動(dòng)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(chǔ)器： 160K 字節(jié)； 背板電流： +5VDC~+24VDC。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán) 境溫度升高會(huì)降低，在實(shí)際使用中也應(yīng)注意。 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。因?yàn)榇讼到y(tǒng)具有許多其它系統(tǒng)不能比擬的優(yōu)點(diǎn)，基于 ControlLogix 平臺(tái)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。 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(yùn)動(dòng)控制、驅(qū)動(dòng)控制和過程控制等），具有一些自身的特點(diǎn)。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。 2） 當(dāng)接線時(shí)剪開布線擋板上的保護(hù)襯套 (22K 以下的 )。5VDC 或 0～ 177。使端子 RES信號處于 ON在 ,然后斷開。 三菱 FRA540 通用變頻器 9 三菱通用變頻器是日本三菱電機(jī)株式會(huì)社的產(chǎn)品。 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(shí)，首先應(yīng)注意其電壓級別是否 與電源電壓和電機(jī)的電壓相適合。鼓勵(lì)企業(yè)使用變頻調(diào)速技術(shù)，慢慢的工業(yè)機(jī)械都盡可能采用 交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速工藝調(diào)速技術(shù)。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。大循環(huán)不足 3 次，則返回進(jìn)水，進(jìn)行下一次大循環(huán)。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(tái)前裝式滾筒洗衣機(jī)，洗滌、漂洗、脫水在同一個(gè)滾筒內(nèi)完成。 2 2 工業(yè)洗衣機(jī)概述 工業(yè)用洗衣機(jī) 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(jī) 。工業(yè)全自動(dòng)化洗衣機(jī)的產(chǎn)生極大的方 便了企業(yè)的生產(chǎn)。鑒于以上問題，采用 PLC 和變頻器對工業(yè)洗衣機(jī)進(jìn)行改造， PLC 與人機(jī)界面的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換功能，從根本上解決設(shè)備控制線路 繁鎖、故障點(diǎn)多、操作復(fù)雜等一系列問題，有效的提高設(shè)備生產(chǎn)效率與設(shè)備性能。攪拌式洗衣機(jī)由美國瑪依塔格公司研制成功。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(dá) 3 次，則開始排水。 變頻器分類及特點(diǎn) 從結(jié)構(gòu)上看變頻器可分為交 直 交、交 交變頻器，電壓源型和電流源型逆變器。 變頻器應(yīng)用前景 變頻器調(diào)速大大的節(jié)省了能耗，中國是能耗大國，能源利用率很低而能源儲(chǔ)備不足。 變頻器的規(guī)格和指標(biāo)選擇 8 在選擇變頻器時(shí)，會(huì)接觸到許多廠家提供的各類變頻器的產(chǎn)品樣本，這些樣本主要介紹變頻器的系列型號、特點(diǎn)以及各種功能的指標(biāo)。 綜上所述，工業(yè)洗認(rèn)機(jī)一般采用通用型變頻器，采用 U/f 控制方式。 MRS 輸出停止 MRS 信號為 ON（ 20ms 以上）時(shí)，變頻器輸出停止。輸入阻抗 10KΩ,容許最大電壓為直流 20V。 OL 過負(fù)荷 報(bào)警 當(dāng)失速保護(hù)功能動(dòng)作時(shí)為低電平 ,失速保護(hù)解除時(shí)為高電平 *2。 PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，如圖 所示 。 PLC 機(jī)型的選擇原則 在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格比最優(yōu)的機(jī)型。適用于有限的安裝空間，并且攜帶方便，可耐受振動(dòng) 、 高溫以及各種工業(yè)環(huán)境下的電氣干擾。 輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流／直流輸入三種類型。同時(shí)接通輸出設(shè)備的累計(jì)電流值必須小于公共端所允許通過的電流值，如一個(gè) 220V／ 2A 的8 點(diǎn)輸出模塊，每個(gè)輸出點(diǎn)可承受 2A 的電流，但輸出公共端允許通過的電流并不是 16A(82A)，通常要比此值小得多。 控制器存儲(chǔ)器容量估算，用以下等式為一個(gè)控制器所需存儲(chǔ)器大小的估計(jì)值。 主要特性有： ① 通用的用戶界面和特性設(shè)置； ② 靈活、易操作的編輯器； ③ 通用的梯形圖指令集； ④ 點(diǎn)擊可進(jìn)行 I/O 組態(tài)； ⑤ 可靠的通信功能 。 ⑥ 輸出解鎖存指令（ OTU） 說明： OUT 指令清零（解鎖存）數(shù)據(jù)位。報(bào)警后 10s 結(jié)束全部過程，自動(dòng)停機(jī)。在程序執(zhí)行階段，只有輸入運(yùn)算寄存器存放的采樣值不會(huì)發(fā)生改變。 工業(yè)洗衣機(jī)程序設(shè)計(jì) PLC 輸入輸出地址分配 按照系統(tǒng)的控制要求， PLC 輸入輸出及內(nèi)部軟元件分配情況如 表 。 ② 檢查斷開位指令（ XIO） 說明： XIO 屬于輸出指令，用于檢查某位是否斷開（ OFF）。由此選用的機(jī)架型號為 1756A7 7 槽的 ControlLogix機(jī)架。 PLC 的通信網(wǎng)絡(luò) 本題采用以太網(wǎng)通訊，以太網(wǎng)是一個(gè)局域網(wǎng)，用于計(jì)算機(jī)與本地設(shè)備之間信息高速交換。距離較遠(yuǎn)的應(yīng)選用輸入電壓等級較高的模塊。用戶可以根據(jù)需要靈活配置所需的 I/O 數(shù)量、內(nèi)存容量以及通訊網(wǎng)絡(luò)，以后當(dāng)用戶需要進(jìn)一步擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)，可隨時(shí)添加 I/O、內(nèi)存急通訊接口。用戶可以 16 按照自己的需要，在一塊背板上，安裝不同數(shù)目的數(shù)字量 I/O 模塊、模擬量I/O 模塊以及各種通訊模塊。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在控制臺(tái)上打孔時(shí)，請注意不要使碎片粉末等進(jìn)入變頻器中。5VDC 或 0～ 177。 CS 瞬停電再啟動(dòng)選擇 CS信號預(yù)先處于 ON，瞬時(shí)停電再恢復(fù)時(shí)變頻器便可自動(dòng)啟動(dòng)。 異常端子模擬信號輸出（D C 0 1 0 v ）公共端輔助輸入電流輸入頻度設(shè)定電位器1/2W（漏型 輸入公共端）瞬時(shí)掉電再起動(dòng)選擇復(fù)位電流輸入選擇直流2 4 V 輸出和外部晶體管公共端子正轉(zhuǎn)起動(dòng)反轉(zhuǎn)起動(dòng)起動(dòng)自保持選擇高速中速低速點(diǎn)動(dòng)模式第二加/ 減速度時(shí)間選擇輸出停止運(yùn)行頻率達(dá)到瞬時(shí)停電過負(fù)載頻率檢測（集電極開路輸出公共端）指示儀表切換模擬信號公共端切換刻度校正阻抗接地電動(dòng)機(jī)PU接口（RS485）三相交流電源短路片當(dāng)用F R B E L 時(shí)請卸掉此短路片短路片當(dāng)用F R A B R 時(shí)請卸掉此短路片注：端子P R 、P X 在0 . 4 ～7 . 5 K W 中裝有短接片控制電路輸入信號（無電源輸入）頻率設(shè)定信號（模擬）(+)()圖 控制端子接線圖 10 端子接線說明 ① 主回路端子說明 如表 。 ④ 電源 變頻器對電源的要求主要有電壓 /頻率、允許電壓變化率和允許頻率變化率等三個(gè)方面。在工業(yè)中，許多變動(dòng)負(fù)荷電動(dòng)機(jī)一般按最大需求來生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)容量，故設(shè)計(jì)裕量偏大。 2） 輸出電壓波形是一系列的 PWM 波但由于采用了恰當(dāng)?shù)?PWM 控制 r技 術(shù)，正弦基波的比重較大，影響電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的低次諧波受到很大抑制，因而轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，提高了系統(tǒng)的調(diào)速范圍和穩(wěn)態(tài)性能。 對于工業(yè)洗衣機(jī)滾筒來說：洗滌和漂洗過程是頻繁的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行過程 ，均布排水過程是排除滾筒內(nèi)洗滌用水并將衣物均勻分布在滾筒周圍的平衡過程 ， 脫水是高速運(yùn)轉(zhuǎn)甩出衣物內(nèi)含水的過程 ， 干燥則是長時(shí)間的低速運(yùn)轉(zhuǎn)過程。 由電機(jī)通過皮帶變速帶動(dòng)內(nèi)膽轉(zhuǎn)動(dòng)， 衣物在滾筒中不斷地被提升摔下，再提升再摔下，做重復(fù)運(yùn)動(dòng)，加上洗衣粉和水的共同作用使衣物洗滌干凈。大型 工業(yè)用洗衣機(jī) 在全國各醫(yī)院、酒店賓館及大型企業(yè)應(yīng)用廣泛。 根據(jù)工業(yè)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理，利用可編程控制器和變頻器實(shí)現(xiàn)控制 。 但是傳統(tǒng)的基于繼電器的控制，已經(jīng)不能滿足人們對洗衣機(jī)的自動(dòng)化程度的要求 了，必須借助于自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。到 1911 年，美國試制成功世界上第一臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)。放水閥采用手提式，放水速度快。 變頻器的基本原理及特點(diǎn) 變頻調(diào)速原理 變頻調(diào)速器將電網(wǎng)中的三相交流電整流成直流電后，通過逆變器再將直流電逆變成電壓可調(diào)、頻率可調(diào)的三相交流電驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)調(diào)速和節(jié)電。如圖 繪出了電壓源型和電流源型逆變器的示意圖。其節(jié)能效果顯著，調(diào)整范圍和調(diào)整精度較低，因此成本較低。 ② 公式法 。 JOG 點(diǎn)動(dòng)模式 選擇 JOG 信號 ON 時(shí)選擇點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行。 10 5VDC, 容許負(fù)荷電流 10mA 2 頻率設(shè)定 (電壓 ) 輸入 0～ 5VDC(或 0～ 10VDC)時(shí) 5V(10VDC)對應(yīng)于為最大輸出頻率。 SU 頻率到達(dá) 輸出頻率達(dá)到設(shè)定頻率的 177。 14 4 工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的硬件 PLC 簡介 早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器 (Programmable Logic Controller,PLC)，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。這時(shí)，才是 PLC 的真正輸出 [6]。 ⑤ 帶電插拔 。 ⑨ 該操作系統(tǒng)提供了真正具有優(yōu)先級的多任務(wù)環(huán)境，從而允許用戶通過單獨(dú)排定軟件組件來滿足自己的應(yīng)用要求，這就大大提高了處理器的效率而且降低了成本，因?yàn)樗梢詼p少用戶整個(gè)控制系統(tǒng)的處理器數(shù)量。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際輸出設(shè)備的電 流大小來選擇輸出模塊的輸出電流。 你可以在一個(gè) ControlLogix 機(jī)架內(nèi) 放置多個(gè) Logix5000 控制器。 空氣斷路器交流接觸器啟動(dòng)按鈕停止按鈕高水位按鈕低水位按鈕 圖 工業(yè)洗衣機(jī)控制綜合接線 21 5 工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)軟件 Rslogix5000 軟件介紹 Rslogix5000 編程軟件支持 ControlLogix 系統(tǒng)以及 Logix5000 控制器。 當(dāng)使能時(shí)， OTL 指令置數(shù)據(jù)位。脫水 20s 即完成一次大循環(huán)。 梯形圖如下： 26 27 結(jié) 論 利用可編程控制器、變頻器與人機(jī)界面等自動(dòng)化產(chǎn)品的有機(jī)結(jié)合來實(shí)現(xiàn)對工業(yè)洗滌設(shè)備的自動(dòng)控制，其主要控制思路是對洗滌設(shè)備的進(jìn)水 /出水、洗滌模式、洗滌時(shí)間、脫水頻率的設(shè)定、可編程控制器通訊功能的應(yīng)用、變頻器簡易 PLC 功能的應(yīng)用進(jìn)行有機(jī)的組合與設(shè)計(jì)。 2） 設(shè)定 =5（程序運(yùn)行模式）； =1s（加速時(shí)間）； =1s（減速時(shí)間） 所在位置 標(biāo)簽描述 數(shù)字輸入 Local:1: 啟動(dòng)按鈕 Local:1: 停止按鈕 Local:1: 高水位 Local:1: 低水位 數(shù)字輸出 Local:2: STF信號（啟動(dòng)變頻器，選擇預(yù)設(shè)模式） Local:2: 程序運(yùn)行第一組 Local:2: 程序運(yùn)行第二組（脫水，排水） Local:2: 進(jìn)水電磁閥 Local:2: 排水電磁閥 Local:2: 脫水電磁離合器 Local:2: 報(bào)警蜂鳴器 表 I/O 地址分配 表 變頻器主要功能參數(shù) 24 3） 設(shè)定 =0/2