【文章內(nèi)容簡介】 與洗衣機外筒連接起來。平時，橡皮膜處于平衡狀態(tài)，當(dāng)水注進(jìn)外筒后，水首先將貯氣室封閉起來，一部分的空氣來不及跑出而被封閉在貯氣室里。由于貯氣室與水位開關(guān)的氣室間用壓力軟管相連通，貯氣室的壓力也就與水位開關(guān)氣室的壓力相同，隨著外桶中水位的上升，貯氣室、壓力軟管和水 位開關(guān)氣室間的空氣不斷的被壓縮，隨之壓強也成比例的上升，這樣就把外桶中的水壓轉(zhuǎn)換成了空氣壓力，并作用在橡皮膜上。當(dāng)水注到預(yù)定的水位時，氣室內(nèi)的壓力也升高到一定值。當(dāng)它足以克服壓力彈簧通過頂心作用加在彈簧片上的 力時，就推動簧片向上移動。當(dāng)簧片移動預(yù)定位置后，開關(guān)下壓簧將推 動簧片彎到另一個方向，從而使動簧片上的公共觸點與常閉觸點分離，而與常開觸點接觸，這樣就向程控器發(fā)出了“水位已到”的信號，由程控器來控制進(jìn)水電磁閥關(guān)閉，隨即進(jìn)入洗滌程序 。 當(dāng)完成洗衣程序后，程控器向排水電磁鐵發(fā)出信號，排水閥開啟并排水。 隨 著水位的下降，氣室內(nèi)的壓力也逐漸減小，在壓力彈簧的作用下，頂心和橡皮膜逐漸下移，到了某一程度時動彈簧又彎向上方，常開與常閉觸點都恢復(fù)原位，等待下一個進(jìn)水程序，此時水位開關(guān)雖然復(fù)位，但并不影響洗衣機繼續(xù)排水。 旋轉(zhuǎn)凸輪使杠桿上下移動，從而改變壓力彈簧的壓縮程度。如果壓力彈簧的壓縮長濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 度大，則壓力氣室內(nèi)的壓力要高一些才能將動簧片推到預(yù)定位置，以此達(dá)到控制水位的目的 。 [9] 水位開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù) 如表 22 表 22 水位開關(guān)的主要技術(shù)參數(shù) 配用程序控制器 電氣強度（交流） 額定電壓 （ V） 額定電流 （ A） 氣密性 （ Kpa） 接觸電阻 （Ω） 絕緣電阻 （ MΩ） 電動式程序控制器 250 3 1min 100 2500 微電腦式程序控制器 6 ： （ 1） 目前大多數(shù)洗衣機采用減速離合器。它有四根軸 ： 洗滌輸入軸 ， 下半軸 ， 中半軸 ， 洗滌輸入軸 。 談減速離合器的工作原理： 全自動洗衣機在洗滌、排水和脫水之間是自動轉(zhuǎn)換的，這些轉(zhuǎn)換由排水電磁閥和制動桿來控制。 當(dāng)排水電磁鐵吸合時，定位套就想上運動一段距離，使得制動桿克服制動彈簧的作用力被推向上方，制動彈 簧的中心軸做逆時針方向轉(zhuǎn)動，連接在制動桿另一端的剎車被迫向下移動，與脫水軸上的剎車盤產(chǎn)生間隙，脫水因此失去控制，也就可以順利的進(jìn)行脫水轉(zhuǎn)動了。同時，制動桿將棘爪撥叉上的調(diào)節(jié)螺釘頂向上方，也就使撥叉克服彈簧的壓力，繞彈簧的中心軸做順時針方向轉(zhuǎn)動，于是棘爪拾起，放松了對棘輪的限制，這樣被棘輪扭轉(zhuǎn)一個小角度的方絲離合簧雜自身彈力的作用下恢復(fù)原來的位置，抱緊離合套。當(dāng)大皮帶在電動機的帶動下順時針旋轉(zhuǎn)時，可以產(chǎn)生巨大的摩擦力，使離合套和下半軸（脫水軸）聯(lián)為一體，脫水工作就可以順利進(jìn)行了。 [10] （ 2） 離合器的 技術(shù) 參 數(shù) 如表 23： 表 23離合器的技術(shù)參數(shù) 額定傳動功率 額定洗滌力矩 洗滌傳動比 脫水傳動比 輸出啟動力矩 脫水軸正轉(zhuǎn)啟動力矩 脫水軸正轉(zhuǎn)制動力矩 脫水軸反轉(zhuǎn)制動力矩 制動桿開啟力矩 脫水制動時間 200W ： 1 1： 1 10s 全自動洗衣機的熔斷器和蜂鳴箱的示意圖 熔斷器時低壓配電系統(tǒng)和電力拖動系統(tǒng)中起過載和短路保護(hù)作用的電器。使用時，熔體串接于被保護(hù)的電路中，當(dāng)流過熔斷器的電流大于規(guī)定值時，以自 身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，從而自動切斷電路，實現(xiàn)過載和短路保護(hù)。 [11] 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用維護(hù)方便、價格低廉、分?jǐn)嗄芰^高、限流能力良好等優(yōu)點。 適用范圍 本品適用于交流 50Hz（ 60Hz），額定電壓 380V,額定電流 5A 及以下的工業(yè)電氣裝置的配電設(shè)備中，作為線路過載或短路保護(hù)之用。 型號及其含義 RT 18 □ /□ 熔斷體額定電流 Rated current of the fuselink 帶指示燈代號 Code with pllafiamp 熔斷額定電流 Rated current of the fuse 設(shè)計序號 Design order number 有填料封閉管式熔斷器 Powerfilled cartridge 蜂鳴箱如表 24 所示： 表 24 蜂鳴箱示意圖 TYPE UNIF HXY26AO403W HXY26AO406W HXY26AO409W HXY26AO412W HXY26AO424W Min. Sound Output at 10cm dB 83 83 83 83 83 Rated voltage VDC 3 6 9 12 24 Operating Voltage VDC ～ ～ 7～ 11 9～ 15 20～ 28 Resonant Frequency Hz 400177。100 400177。100 400177。100 400177。100 400177。100 ◆ Max. Current mA 30 30 30 30 30 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 onstimption Tone nature Continuous Continuous Continuous Continuous Continuous Qperating Temperature ℃ 20～ +60 20～ +60 20～ +60 20～ +60 20～ +60 Storage Temperature ℃ 30～ +70 30～ +70 30～ +70 30～ +70 30～ +70 Weight g 12 12 12 12 12 全自動洗衣機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 根據(jù)上述對全自動洗衣機系統(tǒng) 的功能分析，可以設(shè)計如圖 所示的全自動洗衣機硬件系統(tǒng)框圖。 C P U 2 2 6S 7 2 0 0 P L C 啟 動 按 鈕停 止 按 鈕高 水 位低 水 位標(biāo) 準(zhǔn)柔 和高 水 位 探 測 器低 水 位 探 測 器進(jìn) 水 電 磁 閥電 機 正 轉(zhuǎn) 接 觸 器電 機 反 轉(zhuǎn) 接 觸 器排 水 離 合 器脫 水 離 合 器蜂 鳴 器 圖 全自動洗衣機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 第三章 基于 PLC 的全自動洗衣機的系統(tǒng)硬件設(shè)計 全自動洗衣機的硬件設(shè)計 全自動洗衣機的硬件系統(tǒng) 設(shè)計 及控制電路圖 全自動洗衣機的工作過程包括啟動、進(jìn)水、洗滌、排水和脫水等功能。在實現(xiàn)控制過程中，各種采用信息都是通過控制中心進(jìn)行各種判斷、比較和選擇，在經(jīng)信息線路反饋給洗衣機各控制執(zhí)行機構(gòu)，決定洗衣機的工作狀態(tài)。如圖 所示，由 PLC 控制洗衣機各種動 作 典型的系統(tǒng)控制圖： 進(jìn) 水 閥P L C排 水 閥水 位 開 關(guān) 電 機 正 反 轉(zhuǎn) 圖 由圖 可知， PLC 在系統(tǒng)中式處中心位置的，水位開關(guān)是 PLC 的輸入信號控制開關(guān)、進(jìn)水閥、排水閥和電機是洗衣機各種動作的執(zhí)行機構(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)；電機的工作狀態(tài)也由可知中心 PLC 給定信號來決定，而電機的正反狀態(tài)直接決定了洗衣機的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。另外由于洗衣機工作過程是順序過程，所以利用 PLC 作為洗衣機的控制系統(tǒng)是可行的。 [9] PLC 輸 出的數(shù)字信號控制繼電器組，達(dá)到控制電路的目的。如圖 ： 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 變 頻 器 N LU V W G 交 流 電 源U V W正 轉(zhuǎn)反 轉(zhuǎn)脫 水M 圖 圖中“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“脫水”為控制電動機電源方向的三個繼電器組，它們的線圈分別與 PLC 的輸出端“ ”“ ”“ ”相連，受控于 PLC 的輸出信號。其中正轉(zhuǎn)組和反轉(zhuǎn)組是通過變頻器的限制后接入電動機的，因此，改變變頻器參數(shù)就可以改變洗滌和漂洗時的速度。而脫水繼電器組直接與電源和電動機相連，這樣，當(dāng)洗衣機處于脫水狀態(tài)時，電動機按額定轉(zhuǎn)速工作。所以，在演示時 轉(zhuǎn)速會和洗滌漂洗有所區(qū)別。[8] 全自動洗衣機的控制系統(tǒng)的運作要求 全自動洗衣機的控制系統(tǒng)的運作要求 ： 波輪式全自動洗衣機的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）上以同一個中心安裝的。外桶固定作為盛水桶，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水桶。內(nèi)桶的四周有許多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。 洗衣機的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電閥和排水電閥控制。進(jìn)水時，控制系統(tǒng)使進(jìn)水閥濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 打開，將水注入外桶，排水時，使排水閥打開，將水由外桶排到機外。洗滌和脫水由同一臺電機拖動，通過電磁離合器來控制，將動力傳遞給洗滌波輪或甩干桶（內(nèi)桶）。電磁離合器失 電，電動機帶動洗滌波輪實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)進(jìn)行洗滌；電磁離合器得電，電動機帶動內(nèi)桶單向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行甩干（此時波輪不轉(zhuǎn)）。水位高低分別由高低水位開關(guān)進(jìn)行檢測。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作。 [8] 全自動洗衣機的 電氣接線圖 及控制要求 全自動洗衣機的 I/O分配表 全自動洗衣機的 I/O 分配表 如表 31 所示為 ： 表 31 全自動洗衣機的 I/O分配表 輸入 輸出 啟動按鈕 進(jìn)水指示燈 停止按鈕 排水指示燈 上限按鈕 正攪 拌指示燈 下限按鈕 反攪拌指示燈 手動排水按鈕 甩干桶指示燈 蜂鳴器指示燈 全自動洗衣機的電氣接線圖 依照 S7200系列 PLC的 I/O地址分配表，結(jié)合系統(tǒng)的控制要求，設(shè)洗衣機當(dāng)中電磁閥、指示燈等采用直流 12V電流供電，并且負(fù)載電流較小，可又 PLC輸出點直接驅(qū)動， PLC控制電氣接線圖如圖 。 [9] A CS 7 2 0 0C P U 2 2 6 K M 1K M 2進(jìn) 水 電 磁 閥電 機 正 轉(zhuǎn) 接 觸 器電 機 反 轉(zhuǎn) 接 觸 器排 水 電 磁 閥離 合 器報 警 蜂 鳴 器2 2 0 V 交 流 電 源啟 動 按 鈕排 水 按 鈕高 水 位 開 關(guān)低 水 位 開 關(guān)停 止 按 鈕I 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4C O MQ 0 . 5Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 4C O M 圖 全自動洗衣機的電氣接線圖 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 全自動 洗衣機的控制要求 及機型選擇 ：首先進(jìn)水，到高水位時停止進(jìn)水，開始洗滌。正轉(zhuǎn) 15s，暫停 3s 后反轉(zhuǎn)洗滌 15s，暫停 3s 后再正傳洗滌，如此反復(fù) 30 次。洗滌結(jié)束后，開始排水，當(dāng)水位下降到低水位時，進(jìn)行脫水（同時排水），脫水時間為 10s。這樣完成一次從進(jìn)水到脫水的大循環(huán)過程。 經(jīng)過 3 次上述大循環(huán)后（第 3 次為漂洗），進(jìn)行洗衣完成報警，報警 10s 后結(jié)束全過程，自動停機。 型選擇和編號分配 PLC 是一種用作數(shù)字控制的專用電子計算機。它根據(jù)用戶給的指令，通過輸入接口現(xiàn)場采樣信息執(zhí)行邏輯或數(shù) 值運算，在通過輸出接口去控制各種執(zhí)行機構(gòu)動作。它和單片機一樣，主要有 CPU、存儲器、 I/O 接口模塊三部分。它是整體模塊形式，因此又他作為洗衣機控制系統(tǒng)，在硬件設(shè)計上就相對簡單點。通過對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的分析，可知全自動洗衣機的 I/O 點不多，選擇 西門子 S7