【正文】 為蓋開關(guān)，在洗衣機運行過程中起安全保護(hù)作用，它的功能為：在洗衣機工作時誤開 蓋，安全開關(guān)便會切斷電動機電源，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。電動機驅(qū)動式程序控制器又稱為機械式程序控制器，它具有程序組合量大，工作可靠，抗干擾能力強，而且能直接控制較大電流等優(yōu)點，單片機程序控制器具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡便，功能齊全，運行可靠等優(yōu)點。用 PLC（單片機）控制的全自動洗衣 機各種動作典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 3 全自動洗衣機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，排水閥和電動機是洗衣機各種動作的執(zhí)行機構(gòu)。 檢測電路系統(tǒng) 檢測電路主要由各類傳感器組成。 1）水位傳感器 水位檢測的精度直接影響洗凈度、水流強度、洗滌時間等參數(shù)。全自動洗衣機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。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。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。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)，這時讓驅(qū)動電機以斷續(xù)通電運轉(zhuǎn)的方式工作一分鐘左右。這種矩形脈沖數(shù)目與電機慣性轉(zhuǎn)過的角度成比例。下一步需要做的就是，根據(jù)衣物量來設(shè)定水位。在進(jìn)行衣質(zhì)檢測時。檢測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?。以熱敏電阻為檢測元件。 5 主要器件的選擇 電動機的選擇 由于家庭提供的電源限制故選單相電容運轉(zhuǎn)式異步電動機。脫水時電機功率比洗滌時要大，在確定電機功率時應(yīng)以脫水時消耗的功率為依據(jù)，也就是說脫水時電機功率就是該洗衣機所確定的電機額定功率。符合全自動洗衣機的功率范圍 120W～ 250W。 傳感器的選擇 水溫傳感器 的選擇 水溫檢測可用熱敏電阻或 MTS102 半導(dǎo)體溫度檢測器。 水位傳感器的選擇 對于 PLC控制的洗衣機 ,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)變?yōu)?LC 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。此時電機處于發(fā)電機狀態(tài) ,會產(chǎn)生一定感應(yīng)電勢并逐漸衰減到零。經(jīng)過幾次測量就可以判斷出布阻抗 ,通過推理得出衣質(zhì)。 可編程控制器外部設(shè)計 可編程控制器的選擇 根據(jù)輸入信號及輸出信號的數(shù)量，經(jīng)過初略計算， 輸人點數(shù)為 6 點，輸出點數(shù)為 6 點；輸人、輸出信號都是數(shù)字量。同時加上開關(guān)和按鈕，數(shù)碼管顯示器，蜂鳴報警器和欠電壓檢測保護(hù)電路等，就可以形成完整的 PLC 控制系統(tǒng)。 此外，在少數(shù)全自動洗衣機上，以繼電器作各電氣工作部件驅(qū)動電路的電源開關(guān)，由 PLC控制繼電器觸點開關(guān)的通斷，實現(xiàn)洗衣機的程序運轉(zhuǎn)。外桶固定，作盛水用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。進(jìn)水時，通過電動控制系統(tǒng)，使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機驅(qū)動波盤正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。高、低水位開關(guān)分別用來檢測高、低水位。停止按鈕用來實現(xiàn)手動停止進(jìn)水、排水、脫水及報警。 全自動洗衣機的控制要求 1） PLC投入運行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)準(zhǔn)備好啟動； 2）啟動時開始進(jìn)水； 3）水滿 (上限位 )時停止進(jìn)水并開始洗滌正轉(zhuǎn)； 4）正轉(zhuǎn) 30s后暫停； 5）暫停 2s后開始洗滌反轉(zhuǎn)； 6）反轉(zhuǎn) 30s后暫停； 7）暫停 2s后，若正、反轉(zhuǎn)未滿 5次時，返回從正洗開始的動作； 8）暫停 5s后，若正、反洗滌滿 5次時則開始排水； 9）水位下降到低水位時開始脫 水井繼續(xù)排水； 10）脫水 30s即完成一次從進(jìn)水到排水的大循環(huán)過程； 11）若完成 2次大循環(huán)，洗完報警 3s后自動停機； 12）可以按“停止”按鈕實現(xiàn)手動停止進(jìn)水、排水、脫水及報警； 13）可以按“排水”按鈕實現(xiàn)手動排水； 控制系統(tǒng)順序功能圖 圖 6 全自動洗衣機控制系統(tǒng)順序功能圖 PLC 投入運行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動。正轉(zhuǎn)洗滌 30s后暫停，暫停 2s后開始反轉(zhuǎn)洗滌。 若正、反洗滌滿 5 次時，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)過程。 若完成了 2 次大循環(huán)，則進(jìn)行洗完報警。若按下停止按鈕，可以手動排水和手動脫水。 在課題分析階段，由于本次是設(shè)計一個 PLC 控制系統(tǒng)，所以對其中的 PLC的工作分析尤為重要。這是關(guān)鍵，從查閱資料、提出問題，到慢慢一一解決問題，老師給了我很大的幫助。對已完成的程序和硬件系統(tǒng)相結(jié)合。當(dāng)時我心里是非常焦急的，這一出錯也意味著前功盡棄。使我意識到今后不論遇到什么情況都要分析原因，列出可能的情況后，沉著應(yīng)對，必然能 “ 化 險為夷 ” 。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。 參考文獻(xiàn) [1] 電氣控制與 PLC應(yīng)用 /陳建明主編 .2版 .北京：電子工業(yè)出版社， [2] 周恩濤 .可編程控制器原理及其在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用【 M】．機械工業(yè)出版社． [3] 廖常初 .PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用．北京：機械工業(yè)出版社 ,2020 [4] 李國厚 .PLC原理及應(yīng)用設(shè)計 .化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 [5] 潘海燕 .波輪式全自動洗衣機的單片控制 [J].電子世界， 2020（ 3） [6] 吳存宏 .淺談 PLC在全自動洗衣機中運用 [J].設(shè)計與開發(fā) ,1999 [7] 竇振中． PIC系列單片 機應(yīng)用設(shè)計與實例．北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,1997 [8] 張鳳珊 .電氣控制及可編程序控制器 .中國輕工業(yè)出版社 ,1998