【文章內(nèi)容簡介】 源，所以使用的進(jìn)水電磁閥通常為動(dòng)作式電磁閥。當(dāng)線圈不通電時(shí)，金屬閥芯在彈簧彈力的作用下，將橡皮膜片中心孔緊緊堵住，這時(shí)水經(jīng)橡皮膜片上的平衡小孔進(jìn)入金屬閥芯側(cè)氣室形成水壓，而使橡皮膜壓住出水口，使閥處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)線圈通電時(shí)，產(chǎn)生的電磁力克服彈簧力而使金屬閥芯離開橡皮膜，這時(shí)膜的中心孔開通，又因中心孔遠(yuǎn)大于平衡小孔，因此金屬閥芯側(cè)氣室水壓低 于進(jìn)水壓力，在該壓力差的作用下，橡皮膜向閥芯方向移動(dòng)， 打開出水口，進(jìn)水閥則處于開通狀態(tài)。 排水電磁閥與其類似 . 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(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。電磁進(jìn)水閥起著通、斷水源的作用。當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，移動(dòng)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(dòng)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(qiáng)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(shí)際上是一個(gè)壓力開關(guān) ⑶ 去抖開關(guān) 洗衣機(jī)工作過程中抖動(dòng)通常原因 : 洗滌的衣物分布 不 均勻。 去抖控制原理：當(dāng)洗內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 14 衣機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)震動(dòng)時(shí)，去抖開關(guān)閉合，停止運(yùn)行并開始排水，水排空后重新進(jìn)水到設(shè)定水位，重新運(yùn)行。 ⑷ 報(bào)警器 變頻器 本系統(tǒng)采用西門子 M440 變頻器。 M440 變頻器具有默認(rèn)的工廠設(shè)置參數(shù)，它是眾多簡單的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)選擇的理想變頻驅(qū)動(dòng)裝置，由于 M440 變頻器具有全面而完善的控制功能，包括 U/F 控制、二次方 U/F控制、可編程多點(diǎn)設(shè)定 U/F 控制、磁通電流控制、無測速矢量控制，在 設(shè)置相關(guān)參數(shù)以后它也可用于更高級的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。 M440 變頻器既可用于單機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，也可集成到自動(dòng)化系統(tǒng)中。 M440 變頻器主要特性： ⑴ 易于安裝、調(diào)試； ⑵ 牢固的 EMC設(shè)計(jì)； ⑶ 可由 IT 中性點(diǎn)不接地電源供電，且電纜連接簡便； ⑷ 對控制信號(hào)的響應(yīng)是快速和可重復(fù)的； ⑸ 易于參數(shù)設(shè)置，參數(shù)設(shè)置的范圍很廣，可對廣泛的應(yīng)用對象進(jìn)行配置； ⑹ 具有多個(gè)繼電器輸出，多個(gè)模擬量輸出（ 0～ 20mA）； ⑺ 6個(gè)帶隔離的數(shù)字輸入，并可切換為 NPN/PNP 接線； ⑻ 2個(gè)模擬輸入： AIN1(0～ 10V， 0～ 20mA 和 10～ 10V)和 AIN2（ 0～ 10V， 0～ 20mA）； 2 個(gè)模擬輸入可以作為第 7和第 8個(gè)數(shù)字輸入； ⑼ BiCo（二進(jìn)制互聯(lián)連接）技術(shù)； ⑽ 模塊化設(shè)計(jì)，配置非常靈活； ⑾ 脈寬調(diào)制的頻率高，因而電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲低； ⑿ 詳細(xì)的變頻器狀態(tài)信息和全面的信息功能； ⒀ 有多種供用戶選用的可選件，包括與 PC通信的通信模塊、基本操作面板（ BOP）、高級操作面板（ AOP）以及與現(xiàn)場總線的 PROFIBUS 通信模塊。 M440 變頻器的性能特征： ⑴ 具有矢量控制功能，包括無傳感器矢量控制（ SLVC）和帶編碼器的矢量控 制（ VC）； ⑵ 具有 U/F 控制性能：磁通電流控制（ FCC）改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng)和電動(dòng)機(jī)的控制特性多內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 15 點(diǎn) U/F 特性； ⑶ 具有快速電流限制（ FCL）功能，避免運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘； ⑷ 內(nèi)置的直流注入制動(dòng)以及復(fù)合制動(dòng)功能改善了制動(dòng)特性； ⑸ 對于外形尺寸為 A～ F 的 M440 變頻器，具有內(nèi)置的制動(dòng)單元； ⑹ 加速 /減速斜坡特性具有可編程的平滑功能，包括起始和結(jié)束段帶平滑圓弧，及起始和結(jié)束段不帶平滑圓弧； ⑺ 具有比例、積分和微分（ PID）控制功能的閉環(huán)控制； ⑻ 各組參數(shù)的設(shè)定值可以相互切換，包括電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)組、命令數(shù)據(jù)組 和設(shè)定值信號(hào)源； ⑼ 具有自由功能塊； ⑽ 具有動(dòng)力制動(dòng)的緩沖功能，定位控制的斜坡下降曲線。 保護(hù)特性： ⑴ 具有過電壓 /欠電壓保護(hù)； ⑵ 具有變頻器過熱保護(hù)； ⑶ 具有接地故障保護(hù)； ⑷ 具有短路保護(hù)，以及 I*I*t 電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)； ⑸ PTC/KTY 電動(dòng)機(jī)保護(hù)。 變頻器控制參數(shù)設(shè)置表 和 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 16 表 控制端口開關(guān)操作控制參數(shù) 參 數(shù) 號(hào) 出 廠 值 設(shè) 置 值 說 明P 0 0 0 3P 0 0 0 4P 0 7 0 0P 0 0 0 3110072 2用 戶 訪 問 標(biāo) 準(zhǔn) 級命 令 和 數(shù) 字 I / O命 令 源 選 擇 端 子排 輸 入用 戶 訪 問 擴(kuò) 展 級數(shù) 字 輸 入 端 1 通 , 正 轉(zhuǎn)數(shù) 字 輸 入 端 2 通 , 反 轉(zhuǎn)1211P 0 7 0 1P 0 7 0 2P 0 7 0 3P 0 7 0 4P 0 7 0 51 21 1 7選 擇 固 定 頻 率選 擇 固 定 頻 率選 擇 固 定 頻 率1 1 711 711用 戶 訪 問 標(biāo) 準(zhǔn) 級P 0 0 0 3P 0 0 0 41 0設(shè) 定 值 通 道 , 斜坡 函 數(shù) 發(fā) 生 器P 1 0 0 0P 1 0 0 1P 1 0 0 2P 1 0 0 3P 1 1 2 0P 1 1 2 11 01 01 0205551 03 05 03選 擇 固 定 頻 率 設(shè) 定值設(shè) 置 固 定 頻 率 1設(shè) 置 固 定 頻 率 2設(shè) 置 固 定 頻 率 3斜 坡 上 升 時(shí) 間斜 坡 下 降 時(shí) 間 電動(dòng)機(jī) 電機(jī)是全自動(dòng)工業(yè)洗衣機(jī)的執(zhí)行元件 ,其作用不言而喻 ,電機(jī)的選擇和設(shè)備的要求 相關(guān) ,對于全自動(dòng)工業(yè)洗衣機(jī) ,選擇電機(jī)主要看兩個(gè)方面： 1 轉(zhuǎn)速要求 全自動(dòng)工業(yè)洗衣機(jī)對轉(zhuǎn)速要求比較高 ,洗滌 均布 中脫 高脫 .電機(jī)的極數(shù)就是其轉(zhuǎn)速內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 17 最好的反應(yīng) .極數(shù)反映出電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 ,2 極同步轉(zhuǎn)速是 3000r/min,4 極同步轉(zhuǎn)速時(shí)1500r/min,6 極同步轉(zhuǎn)速是 1000r/min,8 極同步轉(zhuǎn)速是 750r/高轉(zhuǎn)速是 630r/ ,而如果轉(zhuǎn)速要求在 1000r/min以上的話 ,那么 8極的電機(jī)就不合適了 . 2 扭力的要求 全自動(dòng)洗衣機(jī)對扭力的要求比較 高 ,不同容量的洗衣機(jī) ,其扭力要求也不同 ,通俗一點(diǎn)講 ,扭力就是電動(dòng)機(jī)的力量 .在所有的型號(hào)當(dāng)中 ,100KG 全自動(dòng)工業(yè)洗衣機(jī)所承載的衣物和水是最多的 ,當(dāng)然扭力也是最大的 ,而 15KG 的扭力是最低的 . 從以上可以看出 ,在轉(zhuǎn)速?zèng)]有太大問題下 ,如何選擇最合理的電機(jī)來保證扭力就是要考慮的問題了 . 轉(zhuǎn)速公式 : n=60f/p (n=轉(zhuǎn)速 ,f=電源頻率 ,p=磁極對數(shù) ) 扭矩公式 :T=9550p/n T 是扭矩 ,單位 N﹒ m p 是輸出功率 ,單位 kW n 是電機(jī)轉(zhuǎn)速 ,單位 r/min 扭矩公式 :T=973*p1/n T 是扭矩 ,單位 kg﹒ m P1是輸出功率 ,單位 kW n 是電機(jī)轉(zhuǎn)速 ,單位 r/min 將兩個(gè)公式進(jìn)行綜合一下 ,可以得出 :T=931*p1*p/f(p1 是電機(jī)輸出功率 ,p 是極數(shù) ,n 是電源頻率 ) 在保持扭矩不變的情況下 ,輸出功率和電機(jī)極數(shù)成反比 . 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 18 表 設(shè)置電動(dòng)機(jī)參數(shù) 參 考 號(hào) 出 廠 值 設(shè) 置 值 說 明P 0 0 0 3P 0 0 1 0P 0 1 0 0P 0 3 0 4P 0 3 0 5P 0 3 0 7P 0 3 1 0P 0 3 1 111000012 3 0 3 8 03 . 2 50 . 7 55 01 . 0 50 . 3 75 01 4 0 0用 戶 訪 問 級 標(biāo) 準(zhǔn) 級快 速 調(diào) 試功 率 k W , 頻 率 5 0 H Z電 動(dòng) 機(jī) 額 定 電 壓電 動(dòng) 機(jī) 額 定 電 流電 動(dòng) 機(jī) 額 定 功 率電 動(dòng) 機(jī) 額 定 頻 率電 動(dòng) 機(jī) 額 定 轉(zhuǎn) 速 可編程控制器的選擇 I/O 點(diǎn)數(shù)是 PLC 的一項(xiàng)重要指標(biāo)。合理選擇 I/O點(diǎn)數(shù)既可使系統(tǒng)滿足控制要求，又可使系統(tǒng)總投資最低。 PLC 的輸入輸出總點(diǎn)數(shù)和種類應(yīng)根據(jù)被控對象所需控制的模擬量、開關(guān)量、輸入 輸出設(shè)備情況來確定，一般一個(gè)輸入輸出元件要占用一個(gè)輸入輸出點(diǎn)?？紤]到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，一般應(yīng)在估計(jì)的總點(diǎn)數(shù)上再加上 20%— 30%的備用量。 [該系統(tǒng)有 12 個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn) 6 個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)， PLC 常用的內(nèi)存有 EPROM、 EEPROM 和帶鋰電池供電的 RAM。一般微型和小型 PLC 的存儲(chǔ)容量是固定的，介于 1— 2KB 之間。用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關(guān)，如 I/O 點(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。因此在程序設(shè)計(jì)之前只能粗略地估算。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每個(gè) I/O 點(diǎn)及有關(guān)功能元件占用的內(nèi)存量大致如下： 開關(guān)量輸入元件： 10— 20B/點(diǎn) 開關(guān)量輸出元件： 5— 10B/點(diǎn) 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器： 2B/個(gè) 模擬量： 100— 150B/個(gè) 通信接口：一個(gè)接口一般需要 300B 以上 根據(jù)上面算出的總字節(jié)數(shù)再考慮增加 25%左右的備用量，就可估算出用戶程序所需的內(nèi)存容量，從而選擇合適的 PLC 內(nèi)存。該系統(tǒng)有 17 個(gè)數(shù)字輸入點(diǎn) 13 個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 19 需內(nèi)存 400B，有定時(shí)器 6 個(gè)，計(jì)時(shí)器 2 個(gè)，需內(nèi)存 16B，考慮余量后需要內(nèi)存 520B。 PLC 的功能日益強(qiáng)大，一般 PLC 都具有開關(guān)量邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)處理等基本功能，有些 PLC 還可擴(kuò)展各種 特殊功能模塊，如通信模塊、位置控制模塊等，選型時(shí)可考慮以下幾點(diǎn)：功能與任務(wù)相適應(yīng)， PLC 的處理速度應(yīng)滿足實(shí)時(shí)控制的要求、PLC 結(jié)構(gòu)合理、機(jī)型統(tǒng)一、在線編程和離線編程的選擇。全自動(dòng)洗衣機(jī)控制所要求的控制功能簡單，小型 PLC 就能滿足要求了。 該控制系統(tǒng) CPU模塊可采用 CPU224（ AC/DC/繼電器）模塊，它可控制整個(gè)系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地進(jìn)行。 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：充分發(fā)揮 PLC 的功能，最大限度地滿足被 控對象的控制要求，是設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國內(nèi)、國外資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問題。保證 PLC 控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證 PLC 程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正 常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。 一個(gè)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(huì)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(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。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)展和工藝的改進(jìn)。 綜上所述此次設(shè)計(jì)選用西門子 S7200 型 PLC。 PLC外部接線圖 根據(jù)全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求，對系統(tǒng)控制的 I/O 點(diǎn)數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和 PLC 型號(hào)進(jìn)行內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 20 了選擇，現(xiàn)根據(jù)以上的統(tǒng)計(jì)和選擇對控制系統(tǒng) PLC 的外部接線設(shè)計(jì)如下圖 S 7 2 0 0 C P U 2 2 4E M 2 2 3L + M L + M 圖 模塊連接圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 21 1M0.00.10.20.30.40.50.60.72M1.01.11.21.31.41.5ML+啟動(dòng)停止高水位選擇開關(guān)中水位選擇開關(guān)低水位選擇開關(guān)手動(dòng)排水手動(dòng)脫水高水位傳感器中水位傳感器低水位傳感器水排空傳感器標(biāo)準(zhǔn)模式強(qiáng)洗模式輕柔模式