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正文內(nèi)容

畢業(yè)論文洗衣機的工作原理與工藝流程(編輯修改稿)

2024-09-30 20:34 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ..................................... 1 參 考 文 獻 ..................................................... 2 致 謝 ......................................................... 3 1 緒論 可編程控制器是以計算機為核心的通用自動控制裝置,它的功能強、可靠性極強、編程簡單、使用方便、體積小?,F(xiàn)已廣泛 應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域,它以微處理器為核心,用編寫的程序進行邏輯控制、定時、記數(shù)和算術(shù)運算等,并通過數(shù)字量和模擬量的輸入 /輸出來控制機械設(shè)備或生產(chǎn)過程。 該設(shè)計主要介紹了全自動洗衣機的工作原理、控制系統(tǒng)的 PLC 的造型和資源的配置、控制系統(tǒng)程序設(shè)計與調(diào)試、控制系統(tǒng) PLC 程序。根據(jù)全自動洗衣機的工作原理,利用可編程控制器 PLC 實現(xiàn)控制,說明了 PLC 控制的原理方法,特點及控制洗衣機的特色。通過本系統(tǒng)的設(shè)計,對三菱的 F1 系列 PLC 的特點有了深入的理解。全自動洗衣機控制系統(tǒng)利用了三菱的 F1 系列 PLC 的特點,對按鈕、 電磁閥、開關(guān)等其它一些輸入 /輸出點進行控制,實現(xiàn)了洗衣機洗衣過程的自動化充分表現(xiàn)現(xiàn)代家電用品的個性。在全自動洗衣機中,洗衣機洗滌、脫水程序是由以單片機為中心控制系統(tǒng)工作的。首先由于單片機的指令系統(tǒng)相對復(fù)雜,編寫洗滌、脫水程序相對復(fù)雜;其次,在設(shè)計控制系統(tǒng)硬件時,要有多種電路保護裝置,如電流保護、電壓保護、過載保護、過熱保護以及欠壓保護等等。這樣增加了硬件的復(fù)雜性,隱含較高的故障率,無形的增加了維修成本費用。在工業(yè)控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的 PLC能克服單片機的缺點,它是整體模塊,集中了驅(qū)動電路、檢測電路和保護電路以 及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運用中,硬件也相對簡單,提高控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語言也相對簡單。因此在該設(shè)計中采用了 PLC 來實現(xiàn)全自動洗衣機的工作過程。 1. 1 全自動洗衣機的工作原理 洗衣機的洗滌過程主要是在機械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機械作用和洗滌劑的潤濕、分散作用下,將污垢拉入水中來實現(xiàn)洗凈的目的。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。在波輪中心處,因 甩出液體而形成低壓區(qū),又使得洗滌液流回波輪附近。這樣,在波輪附近形成了以波輪軸線為中心的渦流。衣物在渦流的作用下 ,作螺旋式回轉(zhuǎn),吸入中心后又被甩向桶壁,與桶壁發(fā)生摩擦。又由于波輪中心是低壓區(qū),衣物易被吸在波輪附近,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。其次,當(dāng)衣物被放進洗滌液之后,由于慣性作用運動緩慢,在水流與衣物之間存在著速度差,使得兩者發(fā)生 相對運動 ,水流與衣物便發(fā)生相對摩擦,這種水流沖刷力同樣有助于污垢離開衣物。再次由于洗衣涌形狀的不規(guī)則,當(dāng)旋轉(zhuǎn)著的水流碰到桶壁后,其速度和方向都發(fā)生了改變,形成湍流。在湍流的作用下,衣物做無規(guī)則地運動并翻滾,其纖維不斷被彎曲、絞紐扣拉長,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。 全自動洗衣機 是通過 水位開關(guān) 與電磁 進水閥 配合來控制進水、排水以及電機的通斷:從而實現(xiàn)自動控制的。電磁進水閥起著通、斷水源的作用。當(dāng)電磁線圈斷電時,移動鐵芯在重力和彈簧力的作用下,緊緊頂在 橡膠膜片 上,并將膜片的中心小孔堵塞,這樣閥門關(guān)閉,水流不通。當(dāng)電磁線圈通電后,移動鐵芯在磁力作用下上移,離開膜片,并使膜片的中心小孔打開,于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。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,膜片上方壓強迅速減小,膜片將在壓力差的作用下上移,閉門開啟,水流導(dǎo)通。 水位開關(guān)實際上是一個 壓力開關(guān) 。如圖 2,氣室 1 的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。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,被封閉的空氣壓強亦增大,水位開關(guān)中的波紋膜片 2 受壓而脹起,推動頂桿 3 運動而使觸點 4 改變,從而實現(xiàn)自動通斷。 智能型 模糊控制 的全自動洗衣機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。當(dāng)洗衣桶內(nèi)衣物的多少和質(zhì)地不同,而注入水使其達到相同的水位時,其總重量是不同的。利用這一點,通過對洗衣電動機低速轉(zhuǎn)動后的慣性測量, 可以判斷衣質(zhì)和衣量。方法是:在洗衣桶內(nèi)注入一定量水后使電機低速運轉(zhuǎn),平穩(wěn)后快速斷電,洗衣桶在慣性作用下帶動電機繼續(xù)轉(zhuǎn)動。此時,電機繞組產(chǎn)生 反電動勢 ,對其 半波整流 并放大整 形后獲得一矩形脈沖系列。通過分析脈沖個數(shù)和 脈沖寬度 。就能得到衣質(zhì)衣量情況衣物的臟污程度是通過水的透明度來判斷的。在洗衣桶的排水口處加一紅外 光電傳感器 ,使紅外光通過水而進入另一側(cè)的接收管。若水的透明度 低,接收管獲得的光能小,說明衣物較臟。脫水時采用 壓電傳感器 。當(dāng)脫水桶高度旋轉(zhuǎn)時,從脫水桶噴射出來的水作用于壓電傳感器上,根據(jù)這個壓力變化,自動停止脫水運轉(zhuǎn)。 基于 PLC 的全自動洗衣機設(shè)計 2 PLC 編程簡介 PLC 的基本概念 PLC = Programmable logic Controller,可編程邏輯控制器,一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部存儲程序,執(zhí)行邏輯運算,順序控制,定時,計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC的顯著特點是能夠在惡劣的環(huán)境中運行,具有很強的抗干擾能力,可靠性高, 便于維護,因此,已在機械、冶金、電子、化工、煤炭和輕工等行業(yè)部門中得到了廣泛的應(yīng)用,并取得了顯著的 社會經(jīng)濟效益。 PLC的基本結(jié)構(gòu) PLC 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機,其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相 同 。 A、 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制中樞。它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程 器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲器、 I/O 以及警戒定時器的狀態(tài),并能診斷用戶程序中的語法錯誤。 為了進一步提高 PLC 的可靠性,近年來對大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng),或采用三 CPU的表決式系統(tǒng)。這樣,即使某個 CPU 出現(xiàn)故障,整個系統(tǒng)仍能正常運行。 B、 存儲 器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 C、電源 PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電基于 PLC 的全自動洗衣機設(shè)計 源系統(tǒng)是無法正常工作的,因此 PLC 的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在 +10%(+15%)范圍內(nèi),可以不采取其它措施而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去 。 PLC 的工作原理 當(dāng) PLC 投入運行后,其工作過程一般分為三個階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間, PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí) 行上述三個階段。 A、 輸入采樣階段 在輸入采樣階段, PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。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 。 B、 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段, PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。在掃描每一條 梯形圖時,又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路 進行邏輯運算,然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在 I/O 映 像 區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 C、 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后, PL
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