【正文】 工業(yè)控制器，它必須能夠在各種不同的工作環(huán)境中正常工作。 2）使用方便靈活，PLC采用了基本單元擴(kuò)展或者是模塊化的結(jié)構(gòu)形式，因此，輸入/輸出信號(hào)的數(shù)量，形式，驅(qū)動(dòng)能力等都可以根據(jù)實(shí)際控制要求進(jìn)行選擇與確定，而且在需要時(shí)可以隨時(shí)更換，近年來(lái)，PLC的特殊模塊增多這些可以滿足不同的控制要求，使PLC的使用更加靈活與多變。單片機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)：1）要求環(huán)境，單片機(jī)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較低，可靠性差。3）功能單一只具有使用中所需要的功能。 洗衣機(jī)的PLC控制系統(tǒng)概述全自動(dòng)洗衣機(jī)采用PLC控制系統(tǒng)將大大提高工作效率，和適應(yīng)工作環(huán)境的能力。首先由于單片機(jī)的指令系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，編寫(xiě)洗滌、脫水程序相對(duì)復(fù)雜；其次，在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件時(shí)．要有多種電路保護(hù)裝置，如電流保護(hù)、電壓保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)及欠壓保護(hù)等等 這樣增加了硬件的復(fù)雜性，隱含較高的故障率無(wú)形地增加了維修成本費(fèi)用，在各種控制系統(tǒng)中廣泛運(yùn)用的PLC能克服單片機(jī)的缺點(diǎn)。因此在運(yùn)用中，硬件也相對(duì)簡(jiǎn)單，提高控制系統(tǒng)的可靠性。典型的PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖1所示：圖1 PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖 PLC的設(shè)計(jì)步驟 開(kāi)發(fā)應(yīng)用PLC 的設(shè)計(jì)任務(wù)分為硬件和軟件設(shè)計(jì)兩部分。 2）設(shè)計(jì)外圍電路, 包括主電路。2）根據(jù)工作循環(huán)圖, 畫(huà)出虛擬的電路圖———繼電器梯形圖。3系統(tǒng)調(diào)試: 根據(jù)設(shè)計(jì)要求, 對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改, 必要時(shí)還可對(duì)硬件進(jìn)行修改, 直到滿足要求；在電腦控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)中，又存在著兩種不同的控制方式，即程序控制和模糊控制。程序控制洗衣機(jī)以洗衣機(jī)生產(chǎn)廠家設(shè)定的數(shù)十種操作程序?yàn)榛A(chǔ)，用戶在使用時(shí)可根據(jù)洗衣量，布質(zhì)的輕重以及衣物的臟污程度性質(zhì)等因素，選擇不同的洗衣程序。模糊控制洗衣機(jī)以其內(nèi)部設(shè)置的各種傳感器為信息采集源，對(duì)傳感器傳回的洗衣量，衣物布質(zhì)，臟污程度以及臟污性質(zhì)信息進(jìn)行模糊邏輯推理，從而自動(dòng)設(shè)置相應(yīng)的洗滌參數(shù)，并對(duì)洗衣的全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)與控制。從控制類型上來(lái)說(shuō)，模糊控制屬于智能控制，是自動(dòng)控制的較高形式，代表著自動(dòng)控制的發(fā)展方向。故一般不采用。我國(guó)的洗衣機(jī)在結(jié)構(gòu)上主要有波輪式和滾筒式兩類，產(chǎn)品的類型以波輪式為主，其他類型為輔。2）提高溫度來(lái)洗滌可充分溶解洗衣粉，加快洗衣粉中弱酸性物質(zhì)與污物的化學(xué)反應(yīng)速度，提高洗衣粉中酶的活性，同時(shí)有利于溶解汗?jié)n，血漬，降低灰塵，油污的粘附作用，從而可在同樣的洗凈比下大幅度降低洗滌過(guò)程對(duì)機(jī)械力的需求。4）高溫能有效的殺死一些細(xì)菌。各種新水流基本原理是一樣的，就是盡量以紊亂的水流減小衣物的纏繞，增大水流的沖刷力以用于洗滌，與以前依靠衣物與桶壁和衣物相互之間的摩擦方式相比，水流沖刷對(duì)衣物的損傷較小。2）自動(dòng)化程度高，可以自動(dòng)投放洗衣粉，漂白粉等，為不同質(zhì)地的棉制品，化纖制品，羊毛制品設(shè)計(jì)了不同的洗滌程序和洗滌溫度，使洗滌更為科學(xué)。1） 省水，省洗衣粉。2） 高溫洗滌有一定的滅菌作用。由于滾筒式洗衣機(jī)的價(jià)格大大高于波輪式洗衣機(jī)，所以波輪式洗衣機(jī)仍然受到普遍歡迎?，F(xiàn)在波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)出現(xiàn)了一種新水流的形式。2） 程序控制器。各廠家生產(chǎn)的各種型號(hào)的波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制程序有所不同。3） 不銹鋼內(nèi)桶。4） 同心洗。使洗滌和脫水時(shí)洗衣桶振動(dòng)減小，噪聲降低。同時(shí)還可以在脫水甩干時(shí)，由慢到快地啟動(dòng)，使衣物在桶內(nèi)分布均勻，脫水效果好，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(kāi)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(kāi)關(guān)，它受水位開(kāi)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(kāi)，橡膠閥門(mén)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(pán)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(méi)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(kāi)關(guān)又稱為蓋開(kāi)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(kāi)蓋，安全開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)的PLC的輸入信號(hào)控制開(kāi)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。可以提高洗滌效果。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