【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第 3章 全自動(dòng)洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作系統(tǒng) 洗滌與脫水系統(tǒng) 全自動(dòng)洗衣機(jī)主要是通過波輪對(duì)衣物的翻 滾達(dá)到洗滌目的。波輪安裝在洗滌桶的正中，托盤連接著盛水桶。套桶式全自動(dòng)洗衣機(jī)的脫水桶（甩干籃）既要保證能離心脫水，又要能容納洗滌的衣物，全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗滌桶其上部略大，下部略小，呈圓錐形。為了保證洗滌效果，洗滌桶的內(nèi)壁上必需設(shè)計(jì)成凸形來增大摩擦力，達(dá)到滿意的洗滌效果，當(dāng)衣物與洗滌桶接觸時(shí)，桶壁就產(chǎn)生像搓板那樣的洗滌作用，而且能增強(qiáng)渦旋作用，提高洗滌率 。 洗滌系統(tǒng)的傳動(dòng)部分由風(fēng)葉、皮帶、皮帶輪、和洗衣軸體組成。脫水系統(tǒng)由脫水桶、脫水定時(shí)器、安全開關(guān)、電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。洗衣機(jī)具有蓋的帶鎖裝置，該鎖定裝置， 包括洗衣機(jī)蓋板、洗衣機(jī)箱體，還包括控制開關(guān)，與控制脫水的開關(guān)聯(lián)動(dòng)；電磁鐵，與控制開關(guān)連接；洗衣機(jī)蓋板翻口端內(nèi)面在對(duì)應(yīng)洗衣機(jī)箱體內(nèi)壁處設(shè)有凹緣，凹緣上設(shè)有鎖孔，洗衣機(jī)箱體上端設(shè)有所述電磁鐵，電磁鐵銜鐵的伸縮口位于洗衣機(jī)箱體內(nèi)壁，而且電磁鐵通電后其銜鐵伸出端正好位于蓋好的洗衣機(jī)蓋板凹緣的鎖孔內(nèi)。由于電磁鐵的控制開關(guān)與洗衣機(jī)控制脫水的開關(guān)聯(lián)動(dòng)，使洗衣機(jī)在脫水時(shí)電磁鐵的銜鐵能伸出，而且正好鎖住洗衣機(jī)蓋板凹緣的鎖孔，使用戶在脫水時(shí)不能打開洗衣機(jī)蓋板，從而確保了洗衣機(jī)脫水時(shí)的操作安全。 進(jìn)水與排水系統(tǒng) 全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn) 水系統(tǒng)采用水位壓力開關(guān)和進(jìn)水閥，由程序控制器調(diào)節(jié)。設(shè)有溢水口，其位置在盛水桶上口部。漂洗時(shí)，它能讓洗滌液中的泡沫和污水溢出，有利于漂清。 全自動(dòng)洗衣機(jī)水位開關(guān)一般有三檔水位控制 ,并都有 低水位、中水位、高水位、再注水等功能當(dāng)進(jìn)水閥注水，內(nèi)桶水位增高到預(yù)選水位時(shí)，導(dǎo)通橡皮氣膜受到內(nèi)部空氣的壓縮而被頂出，中觸片上跳，與上觸片閉合。此時(shí)主電機(jī)導(dǎo)通，進(jìn)水閥斷開（原來中觸片與下閉合），并開始洗衣。當(dāng)旋鈕旋至低水位時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，但曲率半徑較小。通過一定的機(jī)構(gòu)，橡皮氣膜壓簧被壓縮而產(chǎn)生壓力 P1，壓迫氣膜。當(dāng)桶內(nèi)水量達(dá)到 30L 時(shí)，軟管內(nèi)的空氣被壓縮，產(chǎn)生空氣壓力 F1，當(dāng) F1P1 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 時(shí) ,中觸片上跳 ,與上觸片閉合 ,主電動(dòng)機(jī)動(dòng)作 ,進(jìn)水閥關(guān)閉 。 全自動(dòng)洗衣機(jī)的排水系統(tǒng)由程序來控制排水電磁閥，牽引排水閥。排水閥主要同閥蓋、閥芯彈簧、閥芯拉簧，橡皮閥和閥體組成。排水電磁鐵主要用來控制自動(dòng)型洗衣機(jī)排水閥的開閉 ,在套桶式自動(dòng)型洗衣機(jī)中同起到改變減速離合大的洗滌、脫水狀態(tài)、排水電磁鐵主要由線圈、磁軛、靜鐵芯、銜鐵和短路銅環(huán)等組成。 全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理 全自動(dòng)洗衣機(jī)綜合運(yùn) 用 了大量力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等知識(shí)，以下就其原理和構(gòu)造分析 ???。洗衣機(jī)的洗 滌過程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機(jī)械作用和洗滌劑的潤(rùn)濕、分散作用下，將污垢拉入水中來實(shí)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(jìn)洗滌液之后，由于慣性作用運(yùn) 動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)，水流與衣物便發(fā)生相對(duì)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(wú)規(guī)則地運(yùn)動(dòng)并翻滾，其纖維不斷被彎曲、絞紐扣拉長(zhǎng)，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(dòng)洗衣機(jī)是通過水位開關(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)。氣室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(qiáng)亦增大，水位開關(guān)中的波紋膜片受 壓而脹起，推動(dòng)頂桿運(yùn)動(dòng)而使觸點(diǎn)改變，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通斷。智能型模糊控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)還可以自 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 動(dòng)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。其方法是：在洗衣桶內(nèi)注入一定量水后使電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，平穩(wěn)后快速斷電，洗衣桶在慣性作用下帶動(dòng)電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，電機(jī)繞組產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，對(duì)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(gè)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(jìn)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(shí)采用壓電傳感器。當(dāng)脫水桶高度旋轉(zhuǎn)時(shí)，從脫水桶噴射出來的水作用于壓電傳感器上，根據(jù)這個(gè)壓力變化，自動(dòng)停止脫水運(yùn)轉(zhuǎn)。 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 第 4章 全自動(dòng)洗衣機(jī)的硬件設(shè)計(jì) 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)備要求 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求是能實(shí)現(xiàn)“正常運(yùn)行”和“強(qiáng)制停止”兩種控制方式。 ①“正常運(yùn)行”方式具體控制要求如下： 按下啟動(dòng)按鈕，開始注入清水（水位選擇高或低） —— 水到位，按下 S1 或S2 按鈕 —— 停水 —— 加洗衣粉（ 3s） —— 加溫（加溫選擇高或低） —— 水溫到（按下 T1 或 T2 按鈕） —— 洗滌 30s（電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)） —— 排水（ 10s） —— 脫水 3s（電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)） —— 進(jìn)水 —— 水位到 —— 第一次漂洗 30s（電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)） ——排水（ 10 s） —— 脫水 3s（電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)） —— 進(jìn)水 —— 水位到 —— 加柔順劑 3s—— 第二次漂洗 30s（電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)） —— 排水（ 10s） —— 脫水 6s（電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）—— 結(jié)束 ②強(qiáng)制停止： “強(qiáng)制停止”方式具體控制要求如下：若按下“停止”按扭，洗衣過程停止。 可用手動(dòng)排水開關(guān)和手動(dòng)脫水開關(guān)進(jìn)行手動(dòng)排水和脫水。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 脫水桶洗滌電動(dòng)機(jī)電磁排水閥電磁進(jìn)水閥水位檢測(cè)設(shè)備（高 中 低）水位選擇（高 中 低）手動(dòng)脫水開關(guān) 手動(dòng)排水開水停止按扭啟動(dòng)按扭 圖 32全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 PLC 的機(jī)型選擇 機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。 1 合理的結(jié)構(gòu)型式 整體式 PLC 的每一個(gè) I／ O 點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對(duì)較小，所以一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式 PLC 的功能擴(kuò)展靈活方便， I／ O 點(diǎn)數(shù)量、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、 I／ O 模塊的種類等方面，選擇余地較大。維修時(shí)只要更換模塊，判斷故障的范圍也很方便。因此，模塊式PLC 一般適用于較復(fù)雜系統(tǒng)和環(huán)境差（維修量大）的場(chǎng)合 ????。 2 安裝方式的選擇 根據(jù) PLC 的安裝方式，系統(tǒng)分為集中式、遠(yuǎn)程 I／ O 式和多臺(tái) PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式。集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程 I／ O 硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低。大型系統(tǒng)經(jīng)常采用遠(yuǎn)程 I／ O 式，因?yàn)樗鼈兊难b置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程 I／ O 可以分散安裝在 I ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 ／ O 裝置附近， I／ O 連線比集中式的短，但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程 I／ O 電源。多臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系的場(chǎng)合，可以選用小型 PLC，但必須要附加通信模塊。 3 相當(dāng)?shù)墓δ芤? 一般小型（低檔） PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對(duì)于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。對(duì)于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶 A／ D 和 D／ A 單元。具有加減算術(shù)運(yùn)算。數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔 PLC。 對(duì)于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn) PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔 PLC。但是中、高檔 PLC 價(jià)格較貴，一般大型機(jī)主要用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。 4 響應(yīng)速度的要求 PLC 的掃描工作方式引起的延遲可達(dá) 2－ 3 個(gè)掃描周期 ????。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合來說， PLC 的響應(yīng) 速度都可以滿足要求，不是主要問題。然而對(duì)于某些個(gè)別場(chǎng)合，則要求考慮 PLC 的響應(yīng)速度。為了減少 PLC 的 I／ O 響應(yīng)的延遲時(shí)間，可以選用掃描速度高的 PLC，或選用具有高速 I／ O 處理功能指令的 PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的 PLC 等。 5 系統(tǒng)可靠性的要求 對(duì)于一般系統(tǒng) PLC 的可靠性均能滿足。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余控制系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的選型 S7200PLC 是德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的一種超小型 PLC， S7200 CPU22X 系列 PLC（它是 S721X 系列的 替代產(chǎn)品）， S7 系列還有 S7300 和 S7400 系列，它們完全可以替代西門子早期的 S511X 系列的 PLC， S7系列 PLC的編程均可使用 STEP7 編程語(yǔ)言。 S7200的CPU 只有晶體管和繼電器輸出兩種類型，主機(jī)上還采集了 24V直流電源， 9V 交流電源。采用 226 模塊，它控制著整個(gè)系統(tǒng)按照控制要求有條不紊地運(yùn)行。由于 CPU226 模塊有24 點(diǎn)數(shù)字量輸入，有 16 點(diǎn)數(shù)字量輸出，而我們只需要 9 點(diǎn)數(shù)字量輸入， 14 點(diǎn)數(shù)字量輸出，完全能滿足我們此次設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求，所以不再需要另外的電源模塊、數(shù)字量輸入和輸出模 塊。 ?？粕厴I(yè)設(shè)