【文章內(nèi)容簡介】 機慣性轉(zhuǎn)過的角度就小，相應地，傳感器產(chǎn)生的脈沖就少，這樣就間接地“測量 出了衣物量的多少。 下一步需要做的就是，根據(jù)衣物量來設(shè)定水位。 衣質(zhì)傳感器和衣量傳感器是同一個裝置，只是檢測的方法不同。在進行衣質(zhì)檢測時。首先使洗滌桶內(nèi)的水位比設(shè)定水位低一個擋級，然后仍 按照測衣物量的方法讓驅(qū)動電機以通斷電的方式工作一段時間。檢測每次斷電期間衣量傳感器發(fā)出的脈沖數(shù)并求其平均值。用測衣量時得到的脈沖數(shù)減去測衣質(zhì)時得到的脈沖數(shù)，二者之差即可以判別衣質(zhì)。若桶內(nèi)的衣物棉纖維所占比例大，脈沖數(shù)差就大，若化學纖維所占比例大脈沖數(shù)差就小。 5）水溫傳感器 15 適當?shù)南匆聹囟扔欣谖酃傅淖兓?可以提高洗滌效果 。水溫傳感器裝在洗滌桶的下部。 以熱敏電阻為檢測元件 。測定打開洗衣機開關(guān)時的溫度為環(huán)境溫度， 注水結(jié)束時的溫度為水溫， 將所測溫度信號輸給 PLC。 5 主要器件的選擇 電動機的選擇 由于 家庭提供的電源限制故選 單相電容運轉(zhuǎn)式異步電動機。 以 機為例 ， 由于全自動洗衣機的脫水桶直徑較大，這一偏心不能不考慮，所以計算時應以洗滌物可能產(chǎn)生前最大偏心為計算依據(jù)。 脫水時電機功率比洗滌時要大，在確定電機功率時應以脫水時消耗的功率為依據(jù)，也就是說脫水時電機功率就是該洗衣機所確定的電機額定功率。由于在計算時一些因素如電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量等沒考慮，造成一些偏差，所以 公斤全自動洗衣機電機額定功率選為 180 瓦。 符合全自動洗衣機的功率范圍120W～ 250W。 故選擇 YY104180 型號單相電容運 轉(zhuǎn)式電動機，功率 180 瓦 ,額定電壓 220V，轉(zhuǎn)速1350r/min，電流 。 傳感器的選擇 水溫傳感器的選擇 水溫檢測可用熱敏電阻或 MTS102 半導體溫度檢測器。洗衣機水溫一般為 4 ℃～40 ℃ ,在該溫度范圍內(nèi) MTS102線性好 ,溫度敏感 ,水溫檢測常選用它。 水位傳感器 的選擇 對于 PLC控制的洗衣機 ,要求水位的檢測必須是連續(xù)的 ,諧振式水位傳感器是利用電磁諧振電路 LC 作為傳感器的敏感元件 ,將被測物體的變化轉(zhuǎn)變?yōu)?LC 參數(shù)的變化 ,最終以頻率參數(shù)輸出。其工作原理是將水 位的高低通過導管轉(zhuǎn)換成一個測試內(nèi)腔氣體變化的壓力 ,驅(qū)動內(nèi)腔上方的一塊隔膜移動 ,帶動隔膜中心的磁芯在某線圈內(nèi)移動 ,從而線圈電感發(fā)生變化。由此引起諧振電路的固有頻率隨水位變化。 故常采用諧振式水位傳感器 。 16 渾濁度傳感器 的選擇 渾濁度傳感器主要采用紅外光電傳感器。由紅外發(fā)射管發(fā)出一定強度的紅外光 ,紅外接收管在溶液的另一側(cè)接收紅外線。紅外線在溶液中透光性的大小就決定接收方產(chǎn)生光電電流的大小 ,光電流經(jīng)整形放大和數(shù)據(jù)處理后 ,就可以判斷出水的渾濁程度。 衣質(zhì)傳感器 的選擇 衣質(zhì)的檢測一般在洗滌之前 ，且 主要用來測定所洗衣物屬于棉類還是化纖類 。在一定水位的前提下 不同的衣物成分 不同 ,其布阻抗就不同。為了測出衣質(zhì) ,先加入一定的水并讓電機轉(zhuǎn)動 ,突然切斷電源 ,由于慣性作用電機會維持短時間旋轉(zhuǎn)。此時電機處于發(fā)電機狀態(tài) ,會產(chǎn)生一定感應電勢并逐漸衰減到零。由于衰減速率與布阻抗有一定的線性關(guān)系 ,通過對定子繞組兩端電熱進行整流和檢測 ,經(jīng)光電隔離后形成脈沖 ,脈沖信號多，則布阻抗小 ,反之亦然。經(jīng)過幾次測量就可以判斷出布阻抗 ,通過推理得出衣質(zhì)。 故選擇 電阻傳感器。 可編程控制器 外部設(shè)計 可編程控制器的選擇 根據(jù)輸 入信號及輸出信號的數(shù)量，經(jīng)過初略計算， 輸人點數(shù)為 6點，輸出點數(shù)為 6點；輸人、輸出信號都是數(shù)字量。增加 20%備用量，以便隨時增加控制功能： 輸入點數(shù)為： 6 (1+20%)= 輸出點數(shù)為： 6 (1+20%)= 根據(jù) I/O 點數(shù)，可選松下 FP0C16 型可編程控制器，其輸入點 8 點，輸出點 8 點，擴展模塊可用點數(shù)為 16 點。 可編程控制器 I/O 口分配 輸入 啟動 高水位傳感器 低水位傳感器 渾濁度傳感器 衣質(zhì)傳感器 停止 17 PLC輸入 X0 X1 X2 X3 X4 X5 輸出 Y0 Y1 Y2 Y6 Y3 Y7 Y4 Y5 PLC輸出 報警器 進水控制閥 正轉(zhuǎn)高速洗滌 正轉(zhuǎn)低速洗滌 反轉(zhuǎn)高速洗滌 反轉(zhuǎn)低速洗滌 排水控制閥 脫水 圖 6 可編程控制器 I/O口分配表 外圍接線圖 圖 7 可編程控制器外圍接線圖 洗衣機要實現(xiàn)衣服的洗滌，漂洗和脫水，就要通過上述動作來實現(xiàn)，而這些動作可以通過 PLC 控制來實現(xiàn)。同時加上開關(guān)和按鈕，數(shù)碼管顯示器，蜂鳴報警器和欠電壓檢測保護電路等，就可以形成完整的 PLC 控制系統(tǒng)。通過軟件編程達到對整個洗衣過程進行檢測控制和用戶交互。 18 此外，在少數(shù)全自動 洗衣機上，以繼電器作各電氣工作部件驅(qū)動電路的電源開關(guān)，由 PLC控制繼電器觸點開關(guān)的通斷，實現(xiàn)洗衣機的程序運轉(zhuǎn)。 6 軟件設(shè)計 系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計 全自動洗衣機工作原理 ： 全自動洗衣機的洗衣桶 (外桶 )和脫水桶 (內(nèi)桶 )是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水 (甩水 )用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。該洗衣機的進水和排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進水時，通過電 動控制 系統(tǒng) ， 使進水閥打開，經(jīng)進水管將水注入到外桶。排水時，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機外。 洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進行甩干。高、低水位開關(guān)分別用來檢測高、低水位。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作。停止按鈕用來實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫水及報警。排水按鈕用來實現(xiàn)手動排水。 全自動洗衣機的控制要求 1） PLC投入運行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)準備好啟動； 2） 啟動時開始進水； 3） 水滿 (上限位 )時停止進水并開始洗滌正轉(zhuǎn)； 4） 正轉(zhuǎn) 30s后暫停； 5） 暫停 2s后開始洗滌反轉(zhuǎn)； 6） 反轉(zhuǎn) 30s后暫停； 7） 暫停 2s后，若正、反轉(zhuǎn)未滿 5次時，返 回 從正洗開始的動作； 8） 暫停 5s后，若正、反洗滌滿 5次時則開始排水； 9） 水位下降到低水位時開始脫水井繼續(xù)排水； 10） 脫水 30s即完成一次從進水到排水的大循環(huán)過程； 11） 若完成 2次大循環(huán)，洗完報警 3s后自動停機； 19 12） 可以按“停止”按鈕實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫水及報警； 13） 可以按“排水”按鈕實現(xiàn)手動排水 ； 控制系統(tǒng)順序功能圖 圖 9 全自動洗衣機控制系統(tǒng)順序功能圖 PLC 投入運行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準備好啟動。按下啟動按鈕時開始進水，水滿(即 水位到達高水位 )時停止進水， 2s后開始正轉(zhuǎn)洗滌。正轉(zhuǎn)洗滌 30s后暫停，暫停 2s后開始反轉(zhuǎn)洗滌。反轉(zhuǎn)洗滌 30s 后暫停，暫停 2s 后，若正、反洗滌未滿 5 次，則返回從正轉(zhuǎn)洗滌開始的動作 。 若正、反洗滌滿 5 次時，則開始排水。排水水位若下降到低水位時，開始脫水并繼續(xù)排水。脫水 30s即完成一次從進水到脫水的工作循環(huán)過程。若未完 20 成 2 次大循環(huán)，則返回從進水開始的全部動作，進行下一次大循環(huán) 。 若完成了 2 次大循環(huán)，則進行洗完報警。報警 3s結(jié)束全部過程，自動停機。若按下停止按鈕，可以手動排水和手動脫水。 控制系 統(tǒng)的梯形圖設(shè)計 21 圖 10 PLC控制 系統(tǒng)的梯形圖 按下啟動按鈕 S1， X0 動合觸點閉合，內(nèi)部輔助繼電器 R10得電為“ 1”，同時 R10動合觸點閉合自鎖 。 R10動合觸點閉合使輸出繼電器 Y1 得電為“ 1”，進水閥打開，開始注水。到高水位檢測傳感器， K1 閉合，使其動斷觸點 X1 斷開，進水閥關(guān)閉 。 同時 X1動合觸點閉合，計時器 T0開始通電計時，2s 后 T0 動合觸點閉合，輸出繼電器 Y2 得電為“ 1”，洗衣機開始正轉(zhuǎn)洗滌；同時計時器 T1 得電，30s 后 T1 動斷觸點斷開， Y2 斷電，正轉(zhuǎn)洗滌停止。同時 T1 動合觸點閉合，計時器 T2得電， 2s后T2動合觸點閉合，輸出繼電器 Y3得電為“ 1”，洗衣機開始反轉(zhuǎn)洗滌，同時計時器 T3得電， 30s后 T3動合觸點閉合， T4 得電， 2s 后 T4 動合觸點閉合，計數(shù)器 CT100 計數(shù) 1 次 。 T4 動斷觸點斷開，計時器 T0、 T T T T4 失電復位， T4失電后其動斷觸點恢復閉合， T0得電， 2s后， Y2得電，開始正轉(zhuǎn)洗滌，如此循環(huán) 5次，計數(shù)器 CT100計數(shù) 5次后， C100 動合觸點閉合，輸出繼電器 Y4 得電為“ 1”，排水閥打開排水，待排水至低水位檢測開關(guān) K2時，輸入繼電器 X2動斷觸點斷開， Y4 失電為“ 0”，停止排水，同時 X2 動合觸點閉合，輸出繼電器 Y5 得電為“ 1”，脫水電機運轉(zhuǎn)，開始脫水， 22 同時計時器 T5 得電， 30s 后 T5 動斷觸點斷開， Y5 失電為“ 0”，脫水停止 。 同時 T5 動合觸點閉合，計數(shù)器 CT101計數(shù) 1 次。同時 T5 動合觸點閉合，使高水位進水閥打開注水，開始第 2 次大循環(huán)，第2 次大循環(huán)結(jié)束后，計數(shù)器 CT101 動合觸點閉合，輸出繼電器 Y0 得電為“ 1”，報警器報警，同時計時器 T6 得電， 3s 后 T6 動斷觸點斷開， Y0 失電為“ 0”，報警停止，自動洗衣 過程完成。其中 S2為手動排水按鈕， S3為手動脫水按鈕， S4 為手動停止按鈕。 23 程序語句表 圖 11 程序語句表 24 畢業(yè)設(shè)計體會 經(jīng)過一個多月的努力我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了 ,但是現(xiàn)在回想起來做畢業(yè)設(shè)計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜，艱辛同時又充滿樂趣 ,不過樂趣盡在其中！通過本次畢業(yè)設(shè)計，沒有接受任務以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。 這次畢業(yè)設(shè)計要求 設(shè)計一個 全自動洗衣機控制 ，自行設(shè)計這對我將來踏上工作崗位是非常有幫助的。盡管上一屆的同學已經(jīng)完成的非常出色，但是我仍然希望通過自己的努力完成設(shè)計并希望有所突破。這也是我對自己的考驗。于是本次設(shè)計過程中我完全按照軟件設(shè)計步驟的要求來進行，從課題分析開始，再進行總體設(shè)計、詳細設(shè)計 ,最后到系統(tǒng)實現(xiàn)。每一步都讓我將理論學習的知識應用到實踐中去。也使我掌握了一整套規(guī)范的設(shè)計操作流程。 在課題分析階段，由于本次是設(shè)計一個 PLC 控制系統(tǒng)，所以對其中的 PLC 的工作分析尤為重要。對指導老師提供的資料必須要吃透。這是關(guān)鍵，從 查閱資料、提出問題，到慢慢一一解決問題，老師給了我很大的幫助。 在總體設(shè)計階段，由于課題分析做的比較全面，很快就對系統(tǒng)的功能，控制機制有了充分的認識，形成了 裝備流水線的控制 詳細設(shè)計階段，首先考慮各電路模塊的主要功能及軟件的設(shè)計，分別進行安裝調(diào)試。其次，將寫好的程序進行上機調(diào)試，這時就遇到了非常大的困難，煩瑣的接口采集數(shù)據(jù) ,分析數(shù)據(jù) ,檢測，調(diào)用，很容易出錯。 最后，系統(tǒng)運行環(huán)節(jié)。對已完成的程序和硬件系統(tǒng)相結(jié)合。調(diào)試時，由于控制邏輯上出現(xiàn)了一點問題，使得硬件和軟件不能完全統(tǒng)一。當時我心里是非常焦急的，這一 出錯也意味著前功盡棄。然而，在指導老師的分析與鼓勵下，我重新糾錯找到了錯誤并改正。使我意識到今后不論遇到什么情況都要分析原因，列出可能的情況后，沉著應對，必然能 “ 化險為夷 ” 。 下面我對整個畢業(yè)設(shè)計的過程做一下簡單的總結(jié)。 25 第一，接到任務以后進行選題。選題是畢業(yè)設(shè)計的開端，選擇恰當?shù)?、感興趣的題目 . 第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設(shè)計的前期準備工作，到圖書館、書店、資料室去雖說是比較原始的方式，但也有可取之處的。總之，不管通過哪種方式查的資料都是有利用價值的，要一一記錄下來以備后用。 第三， 通過上面的過程，已經(jīng)積累了不少資料，對所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來更透徹的分析題目。 第四，有了研究方向，就要動手實現(xiàn)。編寫源代碼的時候最好是編寫一個小模塊就進行調(diào)試，這樣可以避免設(shè)計的最后出現(xiàn)太多的錯誤而亂成一團糟。一步步地做下去之后，你會發(fā)現(xiàn)要做出來并不難，只不過每每做一會兒會發(fā)現(xiàn)一處錯誤要修改，就這樣在不斷的修改調(diào)試，再修改再調(diào)試。 第五 , 寫論文能提升以下幾個方面的能力 : 文字表述 :論文里的語言非常講究，這方面需要繼續(xù)加強。 交流、討論 :文章 的大致內(nèi)容寫完后，一定要和老師、其他同學多交流，讓他們多提點建議。一些計量軟件使用方法，可以向?qū)W長們請教。 細心 :模型公式編輯、標點符號、文章各段格式等，都需要細心。 搜索 :需要搜索很多資料，如何在短時間找到你想要得資料，得在搜索關(guān)鍵詞上有所設(shè)置才行。一些好的統(tǒng)計數(shù)據(jù)網(wǎng)站，需要隨時記錄下來，以便日后繼續(xù)使用。 我的心得也就這么多了，總之，這次畢業(yè)設(shè)計讓我學習到很多。雖然結(jié)束了，但這只能是一個開始。今后作為技術(shù)員，要學習的規(guī)范，程序設(shè)計語言還有很多。怎樣使自己