基于plc的全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-08-12 23:36本頁(yè)面
【正文】 ，同時(shí)由于衣物均勻分布在洗衣桶的四周，洗衣桶的重心落在軸心上，可以減小振動(dòng)，降低噪聲，但是價(jià)格較貴。支撐機(jī)構(gòu)主要有箱體，吊桿及控制臺(tái)組成，它除了安裝和連接洗衣機(jī)的各種零件外，還具有減振及防護(hù)，裝飾的作用。圖2 全自動(dòng)套筒洗衣機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 洗滌脫水系統(tǒng)它主要有盛水桶，洗滌桶和波輪組成。盛水桶固定在鋼制底板上，通過(guò)4根吊桿懸掛在洗衣機(jī)箱體上。洗滌桶又稱為脫水桶或者離心桶，也稱為內(nèi)桶，它的主要功能是用來(lái)盛放衣物，在洗滌或漂洗時(shí)配合波輪完成洗滌或漂洗功能，在脫水時(shí)便成為離心式的脫水桶。按波輪的形狀來(lái)分，基本上有小波輪（直徑在160mm左右）的渦卷式水流和大波輪（直徑在300mm左右）新水流兩類。為了對(duì)桶內(nèi)的水位進(jìn)行檢測(cè)和控制，洗衣機(jī)上都安裝有水位控制器（水位開關(guān)）。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(dòng)進(jìn)水開關(guān)，它受水位開關(guān)動(dòng)斷觸點(diǎn)的控制。進(jìn)水、排水電磁閥是采用電流流過(guò)線圈形成磁場(chǎng)的原理，洗衣機(jī)電磁閥在進(jìn)，排水時(shí)使用，220V交流電壓與電磁閥線圈接通，形成磁場(chǎng)，電磁線圈吸合。斷電后，電磁閥線圈失去電流，磁場(chǎng)消失，電磁鐵松開，橡膠閥門自動(dòng)關(guān)閉，洗衣機(jī)里的水就流不出去了。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(shí)波輪的轉(zhuǎn)速和脫水時(shí)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(shí)波輪的轉(zhuǎn)速較慢，而脫水時(shí)離心桶的轉(zhuǎn)速較快。由于一般全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)的額定洗滌容量較大，因此電動(dòng)機(jī)的功率較大。經(jīng)第一級(jí)減速后大傳動(dòng)帶盤得到150r/min的轉(zhuǎn)速。此時(shí)，洗滌（脫水）桶不動(dòng)。對(duì)于使用普通離合器的小波輪套桶洗衣機(jī)來(lái)說(shuō)，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(shí)其波輪的轉(zhuǎn)速與脫水時(shí)的轉(zhuǎn)速時(shí)相同的。全自動(dòng)洗衣機(jī)能實(shí)現(xiàn)洗衣的自動(dòng)化，整個(gè)洗衣過(guò)程都是在程序控制器的“指揮”下進(jìn)行的。如圖所示以程序控制器為核心的波輪式全自動(dòng)套桶洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的基本原理方框圖。安全開關(guān)又稱為蓋開關(guān)，在洗衣機(jī)運(yùn)行過(guò)程中起安全保護(hù)作用，它的功能為：在洗衣機(jī)工作時(shí)誤開蓋，安全開關(guān)便會(huì)切斷電動(dòng)機(jī)電源，自動(dòng)中斷程序；在脫水過(guò)程中如桶內(nèi)衣物擺放不均勻而產(chǎn)生大幅度振動(dòng)時(shí)，安全開關(guān)自動(dòng)中斷脫水過(guò)程，啟動(dòng)蜂鳴器。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jiǎn)便，功能齊全，運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。用PLC（單片機(jī)）控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)各種動(dòng)作典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：圖5 全自動(dòng)洗衣機(jī)各種動(dòng)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(hào)控制開關(guān)，進(jìn)水閥，排水閥和電動(dòng)機(jī)是洗衣機(jī)各種動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 檢測(cè)電路系統(tǒng)檢測(cè)電路主要由各類傳感器組成。1）水位傳感器水位檢測(cè)的精度直接影響洗凈度、水流強(qiáng)度、洗滌時(shí)間等參數(shù)。全自動(dòng)洗衣機(jī)通過(guò)采用光傳感器檢測(cè)洗滌液的透光率，從而間接撿測(cè)了洗凈程度。洗滌前，排水管中充滿清水，光電接收管受光導(dǎo)通，以此時(shí)光敏三極管輸出電壓為設(shè)定值。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，該輸出電壓趨于穩(wěn)定值，洗滌過(guò)程結(jié)束，然岳進(jìn)漂洗階段。根據(jù)衣物纖維中棉纖維、化學(xué)纖維所占比例的大小，衣物的布質(zhì)分為“柔軟棉”、“較硬棉”、“棉與化纖”以及“化纖”四個(gè)擋 。當(dāng)洗滌桶內(nèi)注入一定量的清水后將衣物放入桶內(nèi)，這時(shí)讓驅(qū)動(dòng)電機(jī)以斷續(xù)通電運(yùn)轉(zhuǎn)的方式工作一分鐘左右。這種矩形脈沖數(shù)目與電機(jī)慣性轉(zhuǎn)過(guò)的角度成比例。下一步需要做的就是，根據(jù)衣物量來(lái)設(shè)定水位。在進(jìn)行衣質(zhì)檢測(cè)時(shí)。檢測(cè)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。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(xué)纖維所占比例大脈沖數(shù)差就小?？梢蕴岣呦礈煨Ч?。以熱敏電阻為檢測(cè)元件。5 主要器件的選擇 電動(dòng)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(dòng)機(jī)。脫水時(shí)電機(jī)功率比洗滌時(shí)要大，在確定電機(jī)功率時(shí)應(yīng)以脫水時(shí)消耗的功率為依據(jù)，也就是說(shuō)脫水時(shí)電機(jī)功率就是該洗衣機(jī)所確定的電機(jī)額定功率。符合全自動(dòng)洗衣機(jī)的功率范圍120W～250W。 傳感器的選擇 水溫傳感器的選擇水溫檢測(cè)可用熱敏電阻或MTS102 半導(dǎo)體溫度檢測(cè)器。 水位傳感器的選擇對(duì)于PLC控制的洗衣機(jī),要求水位的檢測(cè)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(cè)物體的變化轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)C 參數(shù)的變化,最終以頻率參數(shù)輸出。由此引起諧振電路的固有頻率隨水位變化。 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。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。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。此時(shí)電機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài),會(huì)產(chǎn)生一定感應(yīng)電勢(shì)并逐漸衰減到零。經(jīng)過(guò)幾次測(cè)量就可以判斷出布阻抗,通過(guò)推理得出衣質(zhì)。 可編程控制器外部設(shè)計(jì) 可編程控制器的選擇根據(jù)輸入信號(hào)及輸出信號(hào)的數(shù)量，經(jīng)過(guò)初略計(jì)算， 輸人點(diǎn)數(shù)為6點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為6點(diǎn)；輸人、輸出信號(hào)都是數(shù)字量。 可編程控制器I/O口分配輸入啟動(dòng)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PLC輸入X0X1X2X3X4X5輸出Y0Y1Y2Y6Y3Y7Y4Y5PLC輸出報(bào)警器進(jìn)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(jī)要實(shí)現(xiàn)衣服的洗滌，漂洗和脫水，就要通過(guò)上述動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)，而這些動(dòng)作可以通過(guò)PLC控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)軟件編程達(dá)到對(duì)整個(gè)洗衣過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)控制和用戶交互。6 軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)工作原理：全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶(外桶)和脫水桶(內(nèi)桶)是以同一中心安放的。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水(甩水)用。該洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來(lái)執(zhí)行。排水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機(jī)外。脫水時(shí)，通過(guò)電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。啟動(dòng)按鈕用來(lái)啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。排水按鈕用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。7）可以按“排水”按鈕實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水； 控制系統(tǒng)順序功能圖圖 9 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)順序功能圖PLC 投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動(dòng)。正轉(zhuǎn)洗滌30s后暫停，暫停4s后開始反轉(zhuǎn)洗滌。 若正、反洗滌滿3次時(shí)，則開始排水。脫水30s即完成一次從進(jìn)水到脫水的工作循環(huán)過(guò)程。 若完
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