plc全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-08-03 11:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 式全自動洗衣機(jī)的進(jìn)排水系統(tǒng)都采用了電磁閥控制。為了對桶內(nèi)的水位進(jìn)行檢測和控制，洗衣機(jī)上都安裝有水位控制器（水位開關(guān)）。波輪式全自動套桶洗衣機(jī)使用最多的水位開關(guān)是空氣壓力式開關(guān)，主要有氣壓傳感器裝置，控制裝置及電觸點(diǎn)開關(guān)3部分組成，用來監(jiān)視水位的高低。此外電磁閥分進(jìn)水和排水電磁閥，進(jìn)水電磁閥是洗衣機(jī)上的自動進(jìn)水開關(guān)，它受水位開關(guān)動斷觸點(diǎn)的控制。而排水電磁閥是全自動洗衣機(jī)上的自動排水裝置，同時還起改變離合器工作狀態(tài)。進(jìn)水、排水電磁閥是采用電流流過線圈形成磁場的原理，洗衣機(jī)電磁閥在進(jìn)，排水時使用，220V交流電壓與電磁閥線圈接通，形成磁場，電磁線圈吸合。自動打開香蕉閥門，洗衣機(jī)里的水就順著管道流出去了。斷電后，電磁閥線圈失去電流，磁場消失，電磁鐵松開，橡膠閥門自動關(guān)閉，洗衣機(jī)里的水就流不出去了。 電動機(jī)及傳動系統(tǒng)波輪式全自動套桶洗衣機(jī)的電動機(jī)及傳動系統(tǒng)主要由電動機(jī)和離合器組成，離合器又有普通離合器和減速離合器兩種。其中普通離合器用在采用小波輪的套桶洗衣機(jī)上，這種洗衣機(jī)在洗滌或者漂洗時波輪的轉(zhuǎn)速和脫水時離心桶的轉(zhuǎn)速相同，目前各種大波輪新水流套桶洗衣機(jī)普遍采用減速離合器，它在洗滌，漂洗時波輪的轉(zhuǎn)速較慢，而脫水時離心桶的轉(zhuǎn)速較快。電動機(jī)同時作為洗滌和脫水時的動力源，普遍采用主，副繞組完全對稱的電容式電動機(jī)。由于一般全自動套桶洗衣機(jī)的額定洗滌容量較大，因此電動機(jī)的功率較大。采用減速離合器的全自動套桶洗衣機(jī)傳動系統(tǒng)的原理如圖所示：圖3 采用減速離合器的全自動套桶洗衣機(jī)傳動系統(tǒng)的原理圖電動機(jī)與固定在離合器下端的大傳動帶盤之間用V帶傳動。經(jīng)第一級減速后大傳動帶盤得到150r/min的轉(zhuǎn)速。當(dāng)洗衣機(jī)處于洗滌或漂洗狀態(tài)時，再經(jīng)離合器內(nèi)部的行星齒輪減速后，使波輪得到175r/min低轉(zhuǎn)速。此時，洗滌（脫水）桶不動。當(dāng)洗衣機(jī)處于脫水狀態(tài)時，離合器輸出的是未經(jīng)減速的850r/min的高轉(zhuǎn)速，驅(qū)動脫水桶和波輪作同步高速運(yùn)轉(zhuǎn)。對于使用普通離合器的小波輪套桶洗衣機(jī)來說，有區(qū)別的僅僅是離合器內(nèi)部沒有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，因此在洗滌或漂洗時其波輪的轉(zhuǎn)速與脫水時的轉(zhuǎn)速時相同的。4 電氣控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)波輪式全自動洗衣機(jī)的電氣控制系統(tǒng)由于洗衣機(jī)型號的不同而不盡相同，但電氣控制系統(tǒng)主要有程序控制器，電動機(jī)，進(jìn)水電磁閥，排水電磁閥，水位開關(guān)，安全開關(guān)及各種功能選擇開關(guān)等組成的，控制的基本原理也都一樣。全自動洗衣機(jī)能實(shí)現(xiàn)洗衣的自動化，整個洗衣過程都是在程序控制器的“指揮”下進(jìn)行的。如把離合器比作全自動套桶洗衣機(jī)的心臟，則程序控制器就是全自動洗衣機(jī)的“大腦”。如圖所示以程序控制器為核心的波輪式全自動套桶洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的基本原理方框圖。圖4 波輪式全自動套桶洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的基本原理方框圖 控制系統(tǒng)原理程序控制器中存儲著多種程序，一旦通過選擇開關(guān)選好某種程序后，程序控制器便按這種程序自動實(shí)施對電動機(jī)，進(jìn)水和排水電磁閥的控制。安全開關(guān)又稱為蓋開關(guān)，在洗衣機(jī)運(yùn)行過程中起安全保護(hù)作用，它的功能為：在洗衣機(jī)工作時誤開蓋，安全開關(guān)便會切斷電動機(jī)電源，自動中斷程序；在脫水過程中如桶內(nèi)衣物擺放不均勻而產(chǎn)生大幅度振動時，安全開關(guān)自動中斷脫水過程，啟動蜂鳴器。按照采用的程序控制器的不同，波輪式全自動套桶洗衣機(jī)的電氣控制電路可分為電動機(jī)驅(qū)動式程序控制器和單片機(jī)式程序控制器電路。電動機(jī)驅(qū)動式程序控制器又稱為機(jī)械式程序控制器，它具有程序組合量大，工作可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且能直接控制較大電流等優(yōu)點(diǎn)，單片機(jī)程序控制器具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡便，功能齊全，運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。目前，機(jī)械式程序控制器基本上已被淘汰。用PLC（單片機(jī)）控制的全自動洗衣機(jī)各種動作典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：圖5 全自動洗衣機(jī)各種動作典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖PLC在系統(tǒng)中是處于中心位置，水位開關(guān)的PLC的輸入信號控制開關(guān)，進(jìn)水閥，排水閥和電動機(jī)是洗衣機(jī)各種動作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中進(jìn)水閥和排水閥由PLC給定信號來決定其工作狀態(tài)；電動機(jī)的工作狀態(tài)也由控制中心PLC給定信號來決定，而電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)狀態(tài)直接決定了洗衣機(jī)的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。 檢測電路系統(tǒng)檢測電路主要由各類傳感器組成。在洗衣過程中起決定作用的物理量有衣量、衣質(zhì)、水位、水溫和渾濁度等,這些物理量都需要有適當(dāng)?shù)膫鞲衅鱽慝@取信息,并轉(zhuǎn)換成PLC能接收的電信號。1）水位傳感器水位檢測的精度直接影響洗凈度、水流強(qiáng)度、洗滌時間等參數(shù)。2）渾濁度傳感器人工洗衣時可以隨時用眼睛檢查衣物是否洗凈，但在洗滌桶內(nèi)的衣物不斷地進(jìn)行翻滾運(yùn)行，無法直接撿測衣物的洗凈程度。全自動洗衣機(jī)通過采用光傳感器檢測洗滌液的透光率，從而間接撿測了洗凈程度。在洗衣機(jī)排水管兩側(cè)分別安裝紅外發(fā)光管和光電接收管。洗滌前，排水管中充滿清水，光電接收管受光導(dǎo)通，以此時光敏三極管輸出電壓為設(shè)定值。洗滌開始后，衣物上的污垢不斷地?cái)U(kuò)散到洗滌液中， 洗滌液逐漸變渾濁，致使透光率降低．相應(yīng)地，光敏三極管的輸出電壓也隨之下降。經(jīng)過一段時間后，該輸出電壓趨于穩(wěn)定值，洗滌過程結(jié)束，然岳進(jìn)漂洗階段。5 主要器件的選擇 電動機(jī)的選擇由于家庭提供的電源限制故選單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電動機(jī)。，由于全自動洗衣機(jī)的脫水桶直徑較大，這一偏心不能不考慮，所以計(jì)算時應(yīng)以洗滌物可能產(chǎn)生前最大偏心為計(jì)算依據(jù)。脫水時電機(jī)功率比洗滌時要大，在確定電機(jī)功率時應(yīng)以脫水時消耗的功率為依據(jù)，也就是說脫水時電機(jī)功率就是該洗衣機(jī)所確定的電機(jī)額定功率。由于在計(jì)算時一些因素如電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量等沒考慮，造成一些偏差。符合全自動洗衣機(jī)的功率范圍120W～250W。故選擇YY104180型號單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動機(jī)，功率180瓦,額定電壓220V，轉(zhuǎn)速1350r/min。 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(dǎo)體溫度檢測器。洗衣機(jī)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(jī),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)
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