PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計

PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計,plc,控制,節(jié)制,全自動,洗衣機(jī),系統(tǒng),設(shè)計 湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計資料裝訂本 題 目： PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計 院 系： 醫(yī)用電氣學(xué)院 專業(yè)班級： 機(jī)電14302班 學(xué)生姓名： 汪興 同組學(xué)生： 無 裝訂日期： 2017 年 5 月 19 日指導(dǎo)教師審核簽名答辯組長審核簽名答辯委員會主任審核簽名院長（副院長）審核簽名黃冬來黃冬來黃冬來湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 教務(wù)處制湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計總成績評定表學(xué)生姓名汪 興專業(yè)班級 機(jī)電14302班總評成績合 格課題名稱 PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計課題性質(zhì)產(chǎn)品設(shè)計 工藝流程方案設(shè)計 其他題目來源教師下達(dá) 社會生產(chǎn)實(shí)踐學(xué)生自選 指導(dǎo)教師姓名黃冬來職稱講師校內(nèi) 校外職稱校內(nèi) 校外 指導(dǎo)教師評閱成績合 格指導(dǎo)教師簽名：黃冬來 2017年6月15日答辯小組評閱成績合 格答辯小組組長簽名：黃冬來 2017年6月15日答辯成績合 格答辯小組組長簽名：黃冬來 2017年6月16日答辯委員會審核意見： 合 格 答辯委員會主任簽字：黃冬來 2017年6月 16日學(xué)生所在院（部）審核意見： 院長（副院長）簽名：劉鋼綜合成績 合 格 2017年6月 16日注：1、指導(dǎo)教師評閱成績、答辯小組評閱成績、答辯成績，每項(xiàng)評分均按百分制。2、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計成績根據(jù)上述三項(xiàng)評分，總評成績=指導(dǎo)教師評閱成績*40%+答辯小組評閱成績*40%+答辯成績*40%，總評成績按五級記分制。湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計評價（一）指導(dǎo)教師評價用表畢業(yè)設(shè)計評價評分內(nèi)容具體要求權(quán)重評分加權(quán)分學(xué)習(xí)態(tài)度努力學(xué)習(xí)，遵守記律，作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)，按期圓滿完成規(guī)定的任務(wù)018創(chuàng)新工作中有創(chuàng)新意識，有重大改進(jìn)或獨(dú)特見解，有一定實(shí)用價值016調(diào)研論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料及從事其他形式的調(diào)研，能較好地理解課題任務(wù)并提出實(shí)施方案，有分析整理各類信息并從中獲取新知識的能力0214綜合能力能綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能，發(fā)現(xiàn)解決實(shí)際問題0215質(zhì)量論證、分析、設(shè)計、計算、結(jié)構(gòu)、建模、實(shí)驗(yàn)正確合理，繪圖（表）符合要求0215外文翻譯摘要及外文資料翻譯準(zhǔn)確，文字流暢，符合規(guī)定內(nèi)容及字?jǐn)?shù)要求014撰寫質(zhì)量結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、文字通順、用語符合技術(shù)規(guī)范，圖表清楚，字跡工整、書寫格式規(guī)范，符合規(guī)定字?jǐn)?shù)要求016成績合計68指導(dǎo)教師評語該同學(xué)完成了設(shè)計的各項(xiàng)任務(wù)，同意參加答辯！指導(dǎo)教師簽名：黃冬來 2017年5月20日說明：評分內(nèi)容、具體要求、權(quán)重為參考，具體由專業(yè)教研室根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)設(shè)計。湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計評價（二）答辯小組評價及答辯資格審核用表畢業(yè)設(shè)計評價評分內(nèi)容具體要求權(quán)重評分加權(quán)分任務(wù)量畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)量飽滿，難度較大0216創(chuàng)新工作中有創(chuàng)新意識，有重大改進(jìn)或獨(dú)特見解，有一定實(shí)用價值018質(zhì)量論證、分析、設(shè)計、計算、結(jié)構(gòu)、建模、實(shí)驗(yàn)正確合理，繪圖（表）符合要求0526外文翻譯摘要及外文資料翻譯準(zhǔn)確，文字流暢，符合規(guī)定內(nèi)容及字?jǐn)?shù)要求017撰寫質(zhì)量結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、文字通順、用語符合技術(shù)規(guī)范，圖表清楚，字跡工整、書寫格式規(guī)范，符合規(guī)定字?jǐn)?shù)要求018成績合計65畢業(yè)設(shè)計答辯資格審查畢業(yè)設(shè)計完成情況任務(wù)書 有 無開題報告有 無設(shè)計說明書完成 未完成字?jǐn)?shù)設(shè)計作品完成 未完成答辯資格審查結(jié)論：（說明是否可進(jìn)行答辯，并根據(jù)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量說明可答辯的依據(jù)）： 該同學(xué)的各項(xiàng)設(shè)計任務(wù)基本完成，資料準(zhǔn)備充分，同意參加答辯！答辯小組成員簽名： 黃冬來 、 劉衛(wèi)紅 、 李新平 、 組長簽名： 黃冬來 2017年5月20日 說明：評分內(nèi)容、具體要求、權(quán)重為參考，具體由專業(yè)教研室根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和教育廳有關(guān)評價指標(biāo)設(shè)計。湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計評價（三）答辯小組答辯評價用表畢業(yè)設(shè)計答辯評分評分內(nèi)容具體要求權(quán)重評分加權(quán)分自述總結(jié)思路清晰，語言表達(dá)準(zhǔn)確，概念清楚，論點(diǎn)正確，分析歸納合理0321創(chuàng)新工作中有創(chuàng)新意識，有重大改進(jìn)或獨(dú)特見解，有一定實(shí)用價值018答辯能夠正確回答所提出的問題，基本概念清楚，有理論根據(jù)0528資料資料齊全，符合畢業(yè)設(shè)計（論文）基本規(guī)范要求018成績合計65答辯記錄答辯地點(diǎn)實(shí)訓(xùn)樓405答辯日期2017.5.25 記錄內(nèi)容：1、闡述畢業(yè)論文要點(diǎn) 2、提問與回答內(nèi)容 1.全自動洗衣機(jī)的控制技術(shù)要求有哪些？ 2.如何實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的模式控制？記錄人簽名： 2017年5月25日答辯結(jié)論合 格答辯委員會（小組）成員簽名姓名職稱姓名職稱姓名職稱黃冬來講師劉衛(wèi)紅講師李新平副教授說明：評分內(nèi)容、具體要求、權(quán)重為參考，具體由專業(yè)教研室根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和教育廳有關(guān)評價指標(biāo)設(shè)計。5湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 院 系： 醫(yī)用電氣學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù) 班 級： 機(jī)電14302班 學(xué)生姓名： 汪 興 同組學(xué)生： 無 指導(dǎo)老師： 黃冬來 下發(fā)日期: 2017 年 3 月 12 日畢業(yè)設(shè)計課題方向：自動化技術(shù)題目： PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計完成日期：2017年5月23日一、題目來源： 隨著社會的發(fā)展，手工勞動正在被機(jī)器所取代，因?yàn)樗鼈兊膭趧有б姹仁止趧痈?、更好、更方便等，給人們的生活帶來了便捷。例如銀行的機(jī)器人向?qū)?、家用的自動清潔機(jī)器等等都是機(jī)器取代手工勞動的表現(xiàn)，所以本次以PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計為研究目標(biāo)，利用PLC作為全自動洗衣機(jī)的控制板塊為核心，研制出一款能夠完全自動化把衣物能清洗干凈的洗衣機(jī)。在本次設(shè)計中利用PLC的程序簡單、可靠性高、靈敏度大、適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，完全讓其在大城市充滿電磁干擾的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)自動化控制包括洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水、脫水、洗凈、報警提示、電機(jī)的正反轉(zhuǎn)等，除此之外還能分步進(jìn)行，可以通過控制器來選擇單步脫水、排水等，還可以選擇本次洗衣的模式（強(qiáng)洗、弱洗等）。本次主要針對以上問題進(jìn)行深入研究，希望能研制出一個可高實(shí)用的全自動洗衣機(jī)。二、設(shè)計要求：（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求、作品要求）原始數(shù)據(jù)：S7-200系列PLC222型，共有8個數(shù)字量輸入，11個數(shù)字量輸出，共需19個I/O分配點(diǎn)。電機(jī)在強(qiáng)洗時正反轉(zhuǎn)個轉(zhuǎn)8s，中途停止2s，弱洗時正反轉(zhuǎn)個轉(zhuǎn)2s，中途停止5s脫水均為30s。每次循環(huán)采取3次一洗二清模式。此次選用Y132M-4型異步電動機(jī)，相關(guān)參數(shù)為：額定功率為7.5KW、額定電流為：15.4A、額定電壓為220V、額定轉(zhuǎn)速為1440r/min、功率因素為0.85、效率為87%。技術(shù)要求：在本次的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計中，電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，洗滌過程，排水，進(jìn)水，脫水與判斷衣物是否洗凈等均用控制系統(tǒng)自發(fā)的進(jìn)行控制，所以一個好的控制系統(tǒng)是至關(guān)必要的，本次以S7-200系列的PLC作為其核心系統(tǒng)便是最好的選擇，本次設(shè)計通過制定控制的基本方案與步驟，對需要的軟硬件進(jìn)行合理的選擇搭配，制定系統(tǒng)工作流程圖，編寫梯形圖等方式讓一個由PLC做控制中心的洗衣機(jī)在人們面前顯示出來。工作要求：時代是發(fā)展的，洗衣機(jī)的自動化已成趨勢，本次設(shè)計希望能在未來的時間里進(jìn)行實(shí)踐，讓人們能夠更好的體會到用PLC控制全自動洗衣機(jī)的優(yōu)越性能。作品要求：本次針對如今社會中普通洗衣機(jī)的不穩(wěn)定，不可靠，質(zhì)量差等問題，進(jìn)而采用PLC作為控制系統(tǒng)的來寫一篇有關(guān)于用PLC控制洗衣機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)動、進(jìn)排水或脫水、洗滌模式的選擇、判斷衣物是否洗凈等全自動化的設(shè)計。三、個人重點(diǎn)：本次的全自動洗衣機(jī)以PLC控制系統(tǒng)為核心，本次將重點(diǎn)介紹PLC是如何對洗衣機(jī)的各個部件與程序系統(tǒng)進(jìn)行控制與管理的，同時對于一些零部件的分析與維護(hù)，以及一些洗衣機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)常識等進(jìn)行設(shè)計與探討。四、各階段時間安排，應(yīng)完成的工作量：序號各階段工作內(nèi)容起訖日期備 注1研究選題2016年12月25日到3月7日2調(diào)查研究2017年3月8日到3月23日3開題報告2017年3月24日到4月23日4整理資料，前期檢查，完成第1次初稿2017年4月24號到5月3日5指導(dǎo)老師檢查，完成第2次初稿2017年5月3日到5月17日6論文定稿，上交2017年5月18日到5月23日7完成答辯2017年5月25日五、應(yīng)閱讀的基本文獻(xiàn)目錄：1 陶權(quán)，韋瑞錄.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝與調(diào)試.北京：北京理工大學(xué)出版社，2011.2 廖常初.PLC編程及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.3 孫海維，可編程控制器應(yīng)用.北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，2006.4 徐國林.PLC應(yīng)用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.5 吳俊忠，黃永紅.可編程控制器原理及應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.6 西門子公司.SIMATIC S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊.2002.指導(dǎo)教師簽字： 黃冬來 2017年3月30日教研室主任簽字： 黃冬來 2017年4月15 日院長（副院長）簽字： 年 月 日湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告題 目： PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計 院 系： 醫(yī)用電氣學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 班 級： 機(jī)電14302班 學(xué)生姓名： 汪 興 學(xué) 號： 201403020219 同組學(xué)生： 無 指導(dǎo)老師： 黃冬來 下發(fā)日期: 2017 年 3 月 25 日一、選題的依據(jù)及意義隨著社會的發(fā)展，手工勞動正在被機(jī)器所取代。實(shí)踐證明，機(jī)械效率帶來的作用已是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了手工勞動的成果。本次針對全自動洗衣機(jī)以PLC作為全自動洗衣機(jī)的控制核心，讓洗衣機(jī)完全的實(shí)現(xiàn)自動化為研究目標(biāo)。課題研究采用S7200系列PLC，此系列具有結(jié)構(gòu)緊湊、模塊化性能出眾、可擴(kuò)展性強(qiáng)、指令集豐富等特點(diǎn)，能有效可靠的做出最佳方案，達(dá)到真正意義上的自動化。在本次設(shè)計中利用PLC程序簡單、可靠性高、靈敏度大、適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)，完全讓其自動控制包括洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水、脫水、洗凈、報警提示、電機(jī)的正反轉(zhuǎn)等控制，除此之外還能分步進(jìn)行，可以通過控制器來選擇單步脫水、排水等，還可以選擇本次洗衣的模式強(qiáng)洗、弱洗等。本次的設(shè)計適應(yīng)了現(xiàn)代社會發(fā)展的需求，想必未來必有一席之地。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）洗衣機(jī)的發(fā)明源于第一次工業(yè)革命。19世紀(jì)70年代，一種木制式手搖洗衣機(jī)由一位名叫比爾布萊克斯的美國人創(chuàng)造而出，這種洗衣機(jī)的主件是一個圓通，桶內(nèi)裝有一根帶有漿狀的木制葉片直軸。直軸通過搖動與其相連的手柄轉(zhuǎn)動。它的出現(xiàn)使“手洗時代”受到了激烈的挑戰(zhàn)。19世紀(jì)80年代，蒸汽洗衣機(jī)又在美國出現(xiàn)，蒸汽的動力開始取代人力。之后不久，水力便又取代了蒸汽動力，內(nèi)燃洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。20世紀(jì)初期，世界上第一臺電力驅(qū)動洗衣機(jī)在美國實(shí)驗(yàn)成功，這次的成功標(biāo)志著人類家務(wù)勞動自動化的開始。20世紀(jì)20年代初期，電動洗衣機(jī)以一種全新的洗衣方式攪拌式出現(xiàn)在人類的視野中。很快美國瑪依塔格公司開始生產(chǎn)攪拌式洗衣機(jī)。在20世紀(jì)70年代后期，全自動洗衣機(jī)的出現(xiàn)讓人耳目一新，它采用微電腦控制，其使用的結(jié)果讓消費(fèi)者非常滿意。20世紀(jì)90年代，由于電動機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高，洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了范圍較寬的轉(zhuǎn)速與調(diào)節(jié)，許多新水流式洗衣機(jī)隨之誕生。隨著洗衣機(jī)的使用經(jīng)驗(yàn)不斷積累，如今的全自動洗衣機(jī)大致以滾筒式與波輪式為主，但均向著智能化靠近，而本次研究用PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計便是與時俱進(jìn)響應(yīng)了當(dāng)今社會的號令。全自動洗衣機(jī)憑借著其特點(diǎn)：自動完成洗滌、漂洗和脫水的轉(zhuǎn)換，整個清洗衣物的過程完全自動化不許人工操作。這類洗衣機(jī)均采用套筒式結(jié)構(gòu)，其進(jìn)水、排水都采用電磁閥處理，其控制由控制器按人們預(yù)先設(shè)計好的程序工作，程序不斷發(fā)出指令驅(qū)動各個執(zhí)行部件動作，直至洗衣過程完成。全自動洗衣機(jī)從結(jié)構(gòu)上分有攪拌式、波輪式和滾筒式。目前，國內(nèi)銷售大都為滾筒式和波輪式，供應(yīng)最多的是波輪式洗衣機(jī)。波輪式洗衣機(jī)比滾筒式洗衣更加干凈，但對衣物的磨損卻相對要高，隨著人們生活水平的提高，毛料，絲綢，羊毛等衣物大量走進(jìn)普通家庭，滾筒式洗衣機(jī)的產(chǎn)量也得到了增長，它最大的優(yōu)點(diǎn)是磨損率小，但洗凈率比波輪式低，價格高。本次設(shè)計以洗衣干凈度為準(zhǔn)，所以本次設(shè)計為波輪式洗衣機(jī)。洗衣機(jī)產(chǎn)品按類型可分為普通型、半自動型與全自動型三類。半自動型洗衣機(jī)與普通型洗衣機(jī)均需要人為參與操作，才能完成洗衣、甩干、排水等全過程；而全自動洗衣機(jī)在整個洗滌、甩干、排水等過程中，無需人為操作和監(jiān)控。三、本課題研究內(nèi)容本次全自動洗衣機(jī)以西門子S7200系列PLC為控制系統(tǒng)為中心，完全采用PLC控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、洗衣機(jī)的進(jìn)水、排水、脫水、洗凈 以及各種洗滌模式等進(jìn)行深入研究。并對其制定系統(tǒng)控制的基本方案與步驟；對需要的軟硬件進(jìn)行合理的選擇搭配；制定系統(tǒng)工作流程圖；編寫梯形圖并在編程裝置上進(jìn)行演示。以次來做出一個完整的、可靠性搞得、適應(yīng)能力強(qiáng)的全自動洗衣機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計方案。洗衣機(jī)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)及控制要求。對常用零部件的故障與解決辦法進(jìn)行說明。制系統(tǒng)設(shè)計。包括硬件設(shè)計，PLC的選擇，各硬件模塊的介紹，軟件的設(shè)計與編程方法。四、本課題研究方法（1）通過文獻(xiàn)收集，查閱、分析相關(guān)文獻(xiàn)，獲取理論知識。（2）在收集的文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上對相關(guān)問題進(jìn)行分析、研究。（3）將取得的資料、觀點(diǎn)分類，整合。（4）咨詢有關(guān)方面專家或企業(yè)相關(guān)人員。（5）抓重點(diǎn)，對本課題研究。五、研究目標(biāo)、主要特色（創(chuàng)新）及工作進(jìn)度研究目標(biāo)：本次以PLC控制洗衣機(jī)的運(yùn)行，希望能夠在排水、進(jìn)水、洗凈、電機(jī)正反轉(zhuǎn)、報警提示等上完全自動化，并且還可以進(jìn)行單獨(dú)的程序操作，如脫水、強(qiáng)洗等。希望能夠利用PLC的特點(diǎn)讓洗衣機(jī)更加的適合如今時代的需要。主要特色：此次以PLC控制全自動洗衣機(jī)的核心系統(tǒng)，能夠讓洗衣機(jī)完全自動化并且能夠自動判斷洗滌的干凈程度，若清洗不干凈則會自動再次進(jìn)行清洗衣物，而且還可以選擇性分布操作，如脫水等。工作進(jìn)度：2016年12月25日至3月7日 研究選題2017年3月8日至3月23日 調(diào)查研究2017年3月24日至4月23日 開題報告2017年4月24日至5月3日 整理資料，前期檢查，完成第1次初稿2017年5月3日至5月17日 指導(dǎo)老師檢查，完成第2次初稿2017年5月18日至5月23日 論文定稿，上交2017年5月25日 完成答辯六、主要參考文獻(xiàn)1 陶權(quán)，韋瑞錄.PLC控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝與調(diào)試.北京：北京理工大學(xué)出版社，2011.2 廖常初.PLC編程及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.3 孫海維，可編程控制器應(yīng)用.北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，2006.4 徐國林.PLC應(yīng)用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.5 吳俊忠，黃永紅.可編程控制器原理及應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.6 西門子公司.SIMATIC S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊.2002.畢 業(yè) 設(shè) 計項(xiàng)目說明書 設(shè)計題目： PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計 專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù) 班 級： 機(jī)電14302班 學(xué) 號： 201403020219 設(shè) 計 者： 汪 興 指導(dǎo)教師： 黃冬來 完成時間： 2017年5月25日 湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)電學(xué)院13目 錄中文摘要、中文關(guān)鍵詞1英文摘要、英文關(guān)鍵詞2前 言3第一章 全自動洗衣機(jī)研究基本知識 5 1.1 課題研究背景5 1.2 課題研究目的與內(nèi)容5 1.3 課題研究意義6第二章 全自動洗衣機(jī)的簡介 8 2.1 全自動洗衣機(jī)的發(fā)展史8 2.2 洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)10 2.3 全自動洗衣機(jī)的工作原理11 2.4 全自動洗衣機(jī)的控制功能演變與元件選擇12第三章 全自動洗衣機(jī)的總方案設(shè)計 14 3.1 控制系統(tǒng)流程14 3.2 系統(tǒng)設(shè)計方案14 3.3 洗衣機(jī)硬件配置及組成原理15 3.4 部件特征及其故障檢測18 第四章 全自動洗衣機(jī)的PLC系統(tǒng)設(shè) 21 4.1 全自動洗衣機(jī)的方案與論證21 4.2 PLC的發(fā)展由來21 4.3 PLC選用22 4.4 PLC的編程23 4.5 梯形控制圖24 4.6 洗滌子程序梯形圖28 4.7 強(qiáng)洗滌子程序梯形圖31 4.8 弱洗滌子程序梯形圖33 4.9 紅外線探測控制圖34第五章 PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng) 36結(jié) 論 語37參考文獻(xiàn)38致 謝39 PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計摘 要在當(dāng)今社會，全自動洗衣機(jī)已經(jīng)融入了人們的生活，但是它的確定也是隨著人們的使用日漸明顯。本次研究選用PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)作為探究目標(biāo)，利用PLC的優(yōu)勢來解決老式洗衣機(jī)的問題。本次對其工作原理做介紹，既洗衣機(jī)的工作流程圖和介紹洗衣機(jī)的硬件組成原理。通過這些零部件來做出西門子PLC的I/O分配表，PLC接線圖，以及本次的核心系統(tǒng)PLC編程結(jié)構(gòu)。此次研究的全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)是典型的自動化系統(tǒng)，幾乎只需一兩個開關(guān)就可實(shí)現(xiàn)整個洗衣過程：一洗二漂，并且能夠自我判斷清洗衣物的干凈程度，還可以在控制器中進(jìn)行強(qiáng)洗、弱洗等的選擇，使洗衣機(jī)更加適應(yīng)人們的需求。所以本次研究的PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計是非常有必要的。【關(guān)鍵詞】：洗衣機(jī)；PLC；控制系統(tǒng)11The design of PLC control system for automatic washing machineAbstract：In todays society, the emergence of washing machine has been integrated into peoples lives, the study design of automatic washing machine PLC control system.First of all, it makes a general introduction to the working principle, not only the working flow chart of the washing machine, and the simple introduction of the hardware composition principle of the washing machine.Through a variety of introduced to make the SIEMENS I/O PLC distribution table, PLC wiring diagram, and the focus of this time, PLC control program.The study of the automatic washing machine control system is a point type automation system, almost only one or two switches can be achieved throughout the laundry process: a wash two bleach; also can be strong, weak wash, etc.So the study of the PLC control of automatic washing machine system design is very necessary.【KEY WORD】:Washing Machine；PLC；Control system前 言衣服、褲子等物品是人們生活中的必需品，自古以來便有，但是對于清洗衣物卻是大家都想逃避的勞動，在洗衣機(jī)出現(xiàn)以前這項(xiàng)以搓、揉、棒擊、沖刷等動作完成的勞動并不像詩歌中描寫的那樣充滿趣味。先不說清洗衣物的干凈程度，就拿時間來說是也不劃算的，天氣熱的時候身上穿的衣物雖少，但由于炎熱會出許多汗，所以每天都需清洗衣物，人們每天都需要工作，要是每天都花時間去清洗衣物是非常麻煩的，冬天雖然不必每天都去清洗衣物但一旦清洗起來衣物又多又難洗，讓人更加討厭這項(xiàng)家務(wù)勞動。隨著社會的發(fā)展，工業(yè)時代的到來，洗衣機(jī)出現(xiàn)了。它的出現(xiàn)讓人們的生活方式更加便捷，衣物清洗的更干凈也更方便。由于洗衣機(jī)解決了洗衣服帶來的不適，洗衣機(jī)的發(fā)展也因此變得更加迅速。繼半自動洗衣機(jī)之后全自動洗衣機(jī)問世了，它把洗滌與排水等完全集中在一個缸里，同時實(shí)現(xiàn)了洗滌、排水、脫水這一系列全自動化的變動。性能也越來越好，深受廣大消費(fèi)群眾的喜愛。洗衣機(jī)的發(fā)展迅速，無論是波輪式洗衣機(jī)還是滾筒式洗衣機(jī)都朝著智能化、洗衣機(jī)創(chuàng)造化、水流方式多樣和設(shè)計人性化四大特征方向發(fā)展，洗衣機(jī)由智能化取代了傳統(tǒng)的工業(yè)控制，洗衣機(jī)的工作原理：全自動洗衣機(jī)的脫水桶與洗衣桶采用同心式設(shè)計，內(nèi)桶可以自由旋轉(zhuǎn)，既可以用來清洗衣物還可以馬上脫水。洗衣機(jī)的內(nèi)筒有許多小孔，內(nèi)桶與外桶通過這些小孔水流相通。洗衣機(jī)的進(jìn)水與排水分別由進(jìn)水電磁閥與排水電磁閥搭配執(zhí)行。進(jìn)水時進(jìn)水電磁閥打開排水電磁閥關(guān)閉，水經(jīng)過進(jìn)水水管進(jìn)水。排水時，排水電磁閥打開進(jìn)水電磁閥關(guān)閉，水由外桶排出。洗滌時由電動機(jī)帶的波輪的正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動進(jìn)行洗滌，此時脫水桶不能工作。脫水時，控制器將離合器合上，由洗滌電動機(jī)帶動內(nèi)桶進(jìn)行旋轉(zhuǎn)甩干，高水位、中水位、低水位控制開關(guān)分別用來檢測高、中水位、低水位。啟動按鈕用來啟動洗衣機(jī)工作，停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動停止進(jìn)水、排水、脫水。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動脫水。本次采用PLC可編程系統(tǒng)作為控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)其自動化控制?？删幊炭刂破魇且杂嬎銠C(jī)為核心的通用自動控制裝置，其具有功能強(qiáng)、可靠性大、編程簡單、使用方便、體積小等特點(diǎn)。現(xiàn)以被廣泛用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，它以微處理器為核心，編寫的程序可進(jìn)行定時、算術(shù)、邏輯控制及記數(shù)等。PLC可控制編程是數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)運(yùn)而生，它是運(yùn)用了可編程序儲存技術(shù)，用于在其內(nèi)部儲存程序，執(zhí)行邏輯控制、定時、計算及順序控制等指令，并且通過數(shù)字或模擬式輸出或輸入，以此來控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，全自動洗衣機(jī)技術(shù)日漸成熟，洗衣機(jī)將朝著衛(wèi)生化、節(jié)能節(jié)水化、高度智能化以及大容量化和微型化發(fā)展。本次設(shè)計主要采用PLC控制技術(shù)，用PLC控制全自動洗衣機(jī)跟傳統(tǒng)模式下的洗衣機(jī)智能化、人性化等相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是：外圍電路簡單，時間計算精確以及維護(hù)方便等。其可靠性，安全性好，開發(fā)價值高等一系列優(yōu)點(diǎn)。第一章 全自動洗衣機(jī)研究基本知識1.1 課題研究背景根據(jù)時代的發(fā)展，社會的進(jìn)步，當(dāng)今的天下全自動洗衣機(jī)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的用手或半自動洗衣機(jī)清理衣物，為當(dāng)今快節(jié)奏的生活帶來便利。本次設(shè)計的全自動洗衣機(jī)是在控制系統(tǒng)上進(jìn)行革新。選用PLC作為控制系統(tǒng)具有的周期短，開發(fā)成本低，可直接用于現(xiàn)場控制。PLC控制具有實(shí)時性、速度快、信號處理時間短、更能滿足各個領(lǐng)大、中、小型的控制項(xiàng)目。其可靠性高，安裝簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，PLC控制能在高粉塵、高噪音、強(qiáng)電磁干擾與溫度變化劇烈的環(huán)境下正常工作。因?yàn)樗钦w模塊，集中了驅(qū)動電路、檢測電路和保護(hù)電路及通訊功能于一體的，所以在使用中，硬件相對簡單，編程語言也相對簡單，并且測試容易，程序易改，更可以提高控制系統(tǒng)設(shè)計的可靠性于靈活性。本次設(shè)計操作簡單、使用可靠、維護(hù)修理方便為主要設(shè)計方向。隨著洗衣機(jī)的使用經(jīng)驗(yàn)不斷積累，如今的全自動洗衣機(jī)大致以滾筒式與波輪式兩種主，本次研究用PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計便是與時俱進(jìn)響應(yīng)了當(dāng)今社會的號令。1.2 課題研究目的與內(nèi)容傳統(tǒng)的洗衣機(jī)控制方式是通過繼電器控制，但是繼電器卻因長期磨損和疲勞的工狀態(tài)，變得極易損壞，而且繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)轂?zāi)一起產(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重的后果。在負(fù)荷較大的情況下，繼電器會產(chǎn)生大量的熱與噪音，同時耗電量也急速上升。繼電器控制必須是手工安裝、接線等，如果需要簡單的改動，也需要花費(fèi)大量的人力、物力去安裝、改動及調(diào)試。而由PLC控制的全自動洗衣機(jī)就不需要擔(dān)心這些問題了目前，國內(nèi)外絕大多數(shù)的洗衣機(jī)控制方式均采用相互轉(zhuǎn)換固定時間的方式進(jìn)行控制，但這種控制方法存在缺陷，會出現(xiàn)問題（清洗不干凈、進(jìn)水、排水異常等），除此之外，在當(dāng)今時代，城市中的電磁干擾給洗衣機(jī)帶來的干擾日益嚴(yán)重，為此設(shè)計一款由PLC可控編程控制的全自動洗衣機(jī)是非常有必要的，由PLC控制的全自動洗衣機(jī)其可靠性、穩(wěn)定性及靈敏度均有非常大的提升，擁有它的洗衣機(jī)性能更好并且再也不怕電磁帶來的干擾了。本次主要從PLC編程的控制編程、PLC的選型、機(jī)械支撐、傳動系統(tǒng)、洗滌、排水系統(tǒng)等各種硬件進(jìn)行研究。此次研究以全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)為重點(diǎn)，要求洗衣機(jī)能實(shí)現(xiàn)進(jìn)水、排水、洗滌、脫水、洗凈、報警提示等功能，其采用的控制方法穩(wěn)定可靠、操作簡單?？刂品椒ù_定后投入生產(chǎn)要縮短控制系統(tǒng)的調(diào)試周期、設(shè)計時間、且要降低成本。此次課題需要研制出可靠性高、易于操作的全自動洗衣機(jī)控制方法，以PLC為控制系統(tǒng)，主要包括電動機(jī)正反轉(zhuǎn)、電磁閥進(jìn)排水、離合器控制、紅外線探測等。研究的具體內(nèi)容包括： 洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)、發(fā)展及控制要求。 常用零部件的故障與解決辦法進(jìn)行說明。 制系統(tǒng)設(shè)計。包括硬件設(shè)計，PLC的選擇，各硬件模塊的介紹，軟件的設(shè)計與編程方法。1.3 課題研究意義本次設(shè)計控制部分選用PLC可編程系統(tǒng)代替，以西門子S7-200系列PLC作為洗衣機(jī)的核心控制部分，利用對按鈕、電磁閥等輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行控制，讓洗衣機(jī)對洗滌衣物完全實(shí)現(xiàn)自動化控制。傳統(tǒng)洗衣機(jī)采用繼電器控制方式，其優(yōu)點(diǎn)是價格便宜、裝置結(jié)構(gòu)簡單，但是卻極易損壞、耗能大、產(chǎn)生噪音大等。還有一些洗衣機(jī)是采用的單片機(jī)控制方式，單片機(jī)處理速度快、結(jié)構(gòu)簡單、但其可靠性差、適應(yīng)能力低、其語言是匯編語言與C語言，但這些高級語言與PLC相比難度較大，功能單一，硬件復(fù)雜。以上類型的控制系統(tǒng)與PLC相比，其可適應(yīng)性強(qiáng)、靠性強(qiáng)、運(yùn)行速度快、耗電量少等都是有所不及的。為了更好的完善全自動洗衣機(jī)的性能與功能，也為了避免單片機(jī)控制和傳統(tǒng)控制的一些弊端，本次研究的PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)設(shè)計便是最好的解決措施。PLC具有以下優(yōu)點(diǎn)： PLC可編程的可靠性高，適應(yīng)能力強(qiáng)。電氣控制設(shè)備優(yōu)良的關(guān)鍵是需要一個可靠性強(qiáng)的控制系統(tǒng)。現(xiàn)代的大規(guī)模集成電路技術(shù)完全可用PLC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，其生產(chǎn)制造嚴(yán)格，內(nèi)部電路更是采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，所以PLC的可靠性是非常高的。 PLC可編程的功能完善，配套設(shè)施齊全，適應(yīng)能力強(qiáng)。PLC發(fā)展到今天，其發(fā)展已形成大、中、小等各種規(guī)模，由此可用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。 PLC可編程的編程簡單。其擁有獨(dú)特的優(yōu)越性，主要體現(xiàn)向各種工程設(shè)計人員的編程語言（指令表、邏輯功能圖、梯形圖、順序功能圖等），其程序簡潔明了，各類技術(shù)人員的傳統(tǒng)習(xí)慣均能適合，即使是沒有計算機(jī)知識的人員也能掌握，其中的梯形圖與邏輯功能圖形象直觀，動態(tài)監(jiān)測效果逼真，與計算機(jī)控制容易連接，廣受工程技術(shù)人員的熱烈歡迎。 PLC可編程的體積小、質(zhì)量輕、低耗能。并且由于體積小而極易裝進(jìn)機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 PLC可編程的系統(tǒng)設(shè)計與建造工作量小，容易改造。PLC用存儲邏輯代替了接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備的外部接線數(shù)量，縮短了控制系統(tǒng)的設(shè)計和建造的周期，同時也讓維護(hù)變得容易起來。最重要的是讓同一設(shè)備的程序經(jīng)過改變而產(chǎn)生能夠最適合的程序改變。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。PLC控制全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)將大大提高工作效率，工作的適應(yīng)能力也得到了提高。它的模塊，集中了驅(qū)動電路、檢測電路及保護(hù)電路等功能。因此才實(shí)際運(yùn)用中的硬件部分會相對的變得簡單，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語言也相對簡單。它能實(shí)現(xiàn)脫機(jī)手動工作，聯(lián)機(jī)自動就地工作，上機(jī)控制的單周期運(yùn)行方式，自動啟動、自動停機(jī)控制方式。第二章 全自動洗衣機(jī)的簡介2.1 全自動洗衣機(jī)的發(fā)展史 如今的社會發(fā)展日新月異，尤其是在工業(yè)革命后，洗衣機(jī)變?nèi)〈耸窒匆挛锏膭趧樱o人們的生活帶來了巨大的便捷。19世紀(jì)70年代，一種木制式手搖洗衣機(jī)由一位名叫比爾布萊克斯的美國人創(chuàng)造而出，這種洗衣機(jī)的主件是一個圓通，桶內(nèi)裝有一根帶有漿狀的木制葉片直軸。直軸通過搖動與其相連的手柄轉(zhuǎn)動。它的出現(xiàn)使“手洗時代”受到了激烈的挑戰(zhàn)。世界上第一臺洗衣機(jī)如圖2-1所示。圖2-1 世界上第一臺洗衣機(jī)19世紀(jì)80年代，蒸汽洗衣機(jī)又在美國出現(xiàn)，蒸汽動力作為主要動力從而取代了人力。再過不久，水力便又取代了蒸汽動力，再之后內(nèi)燃洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。20世紀(jì)初期，世界上第一臺電力的驅(qū)動洗衣機(jī)在美國實(shí)驗(yàn)成功，這次的成功標(biāo)志著人類家務(wù)勞動自動化的開始。20世紀(jì)20年代初期，電動洗衣機(jī)以一種全新的洗衣方式攪拌式出現(xiàn)在人類的視野中。很快美國瑪依塔格公司開始生產(chǎn)攪拌式洗衣機(jī)。在20世紀(jì)70年代，擁有全新理念的洗衣機(jī)出現(xiàn)了，它采用微電腦控制技術(shù)，其使用的結(jié)果讓消費(fèi)者非常滿意。20世紀(jì)90年代，電動機(jī)調(diào)速技術(shù)得到了進(jìn)步，洗衣機(jī)轉(zhuǎn)速與調(diào)節(jié)范圍也得到了增長，許多新水流式洗衣機(jī)隨之誕生。在國內(nèi)，因?yàn)闅v史的原因，洗衣機(jī)的正式生產(chǎn)從1978年才開始。但由于改革開放的不斷深化，進(jìn)入80年代的洗衣機(jī)非但沒有停止腳步，反而是保持著旺盛的發(fā)展勢頭。在短短的5年時間內(nèi)產(chǎn)量由400臺飆升至365萬臺，此后全國各地掀起了大規(guī)模的國外先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)浪潮，前后從日本、英國、法國、澳大利亞等40過個國家引進(jìn)了60多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。由于技術(shù)的引進(jìn)、吸收與創(chuàng)新，我國洗衣機(jī)技術(shù)縮短了與發(fā)達(dá)國家的差距。如今，我國的洗衣機(jī)年產(chǎn)量占世界年產(chǎn)量的1/4，為世界前茅。除了在品種與數(shù)量上滿足國內(nèi)外市場外，還出口北美、歐洲、東南亞等地，在國際洗衣機(jī)市場占有一席之地。全自動洗衣機(jī)能自動完成洗滌、漂洗和脫水的轉(zhuǎn)換，在放入需要清洗的衣物后，其洗衣過程完全采用自動化控制，不需人為控制直至洗衣完畢。這類洗衣機(jī)均采用套筒式結(jié)構(gòu)，其進(jìn)水、排水都采用電磁閥處理，其控制由控制器按人們預(yù)先設(shè)計好的程序工作，程序不斷發(fā)出指令驅(qū)動各個執(zhí)行部件動作，直至洗衣過程完成。全自動洗衣機(jī)從結(jié)構(gòu)上分有攪拌式、波輪式和滾筒式。目前，國內(nèi)銷售大都為滾筒式和波輪式，供應(yīng)最多的是波輪式洗衣機(jī)。波輪式洗衣機(jī)比滾筒式洗衣更加干凈，但對衣物的磨損卻相對要高，隨著人們生活水平的提高，毛料，絲綢，羊毛等衣物大量走進(jìn)普通家庭，滾筒式洗衣機(jī)的產(chǎn)量也得到了增長，它最大的優(yōu)點(diǎn)是磨損率小，但洗凈率比波輪式低，價格高。本次設(shè)計以洗衣干凈度為準(zhǔn)，所以本次設(shè)計為波輪式洗衣機(jī)。洗衣機(jī)產(chǎn)品按類型可分為普通型、半自動型與全自動型三類。半自動型洗衣機(jī)與普通型洗衣機(jī)均需要人為參與操作，才能完成洗衣、甩干、排水等全過程；而全自動洗衣機(jī)在整個洗滌、甩干、排水等過程中，無需人為操作和監(jiān)控。國內(nèi)外洗衣機(jī)品牌有海爾、小天鵝、榮事達(dá)、西門子、松下、LG熊貓等品牌。國內(nèi)家電行業(yè)唯一不打價格戰(zhàn)的便是洗衣機(jī)，其發(fā)展歷年平穩(wěn)，國產(chǎn)洗衣機(jī)無論是在功能上還是質(zhì)量上均已和世界水平同步。以下幾種洗衣機(jī)將是市場和消費(fèi)者的最愛：高度自動化：洗衣機(jī)從最初的單通洗衣機(jī)到雙桶、套桶洗衣機(jī)再到全自動洗衣機(jī)。總之每次技術(shù)的革新都極大地推動了洗衣機(jī)的自動化程度。節(jié)能健康化：現(xiàn)在洗衣機(jī)的節(jié)能健康化備受消費(fèi)者的關(guān)注，而健康型洗衣機(jī)更是人們趨之若鶩的首選。品種多樣化：滾筒式與波輪式等洗衣機(jī)均能滿足不同偏好的消費(fèi)者需求。大容量和微型化：大容量洗衣機(jī)能夠滿足人們清理大件衣物的需求。而微型化洗衣機(jī)也備受青睞，如市場上出現(xiàn)的1.5kg、2.5kg不等的海爾小小神童洗衣機(jī)，可以滿足少量衣物即時洗禮的需求。組合化：榮事達(dá)集團(tuán)推出的子母分式洗衣機(jī)，其大桶與小桶并列組合滿足了一部分消費(fèi)者的需求，它的大桶容量可達(dá)5.5kg，小桶可達(dá)2.5kg，兩桶并列，縮小了較大一部分空間。滿足了不同衣物分開洗、大量衣物同時洗、小件衣物隨時洗的需求。開創(chuàng)了健康洗滌新概念，深受廣大消費(fèi)群眾的喜愛，組合化的另一個體現(xiàn)就是把洗滌、漂洗、脫水等功能基于一身。數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)可用可編程控制器完美的控制，運(yùn)用最廣泛的是在工業(yè)方面的設(shè)計，是因?yàn)樗捎每删幊檀尜A器，其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、定時、順序控制、算術(shù)運(yùn)算以及計數(shù)等操作等指令?？删幮虻拇尜A器通過數(shù)字的、模擬的輸出與輸入，控制各種類型的生產(chǎn)過程或機(jī)械?？删幊绦蚩刂破骱推湎嚓P(guān)的設(shè)備，均易于與各種控制系統(tǒng)形成整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。把它應(yīng)用于洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)，它可以解決其它控制器不穩(wěn)定、靈敏度差、適應(yīng)能力弱等缺點(diǎn)，完全融入當(dāng)今這個跟新快，干擾力大的時代。全自動洗衣機(jī)的出現(xiàn)給人們的生活帶來了便捷。它解決了手工洗衣的缺點(diǎn)，大大節(jié)省了人們寶貴的時間和精力，為如今快節(jié)奏的生活減輕了負(fù)擔(dān)。2.2 洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)全自動洗衣機(jī)可分為攪拌式、滾筒式與波輪式。根據(jù)我國的產(chǎn)品需求，本次以波輪式為設(shè)計載體，利用PLC可編程系統(tǒng)控制全自動洗衣機(jī)設(shè)計。使洗衣機(jī)完全實(shí)現(xiàn)全自動化控制，同時也優(yōu)化了之前洗衣機(jī)的不足，其大體結(jié)構(gòu)如圖2-2所示：圖2-2 結(jié)構(gòu)示意圖2.3 全自動洗衣機(jī)的工作原理全自動洗衣機(jī)如今已廣范圍走進(jìn)了我們的家庭，這個看似簡單，操作方便的日常家電其實(shí)也是較復(fù)雜的。全自動洗衣機(jī)把電學(xué)、計算機(jī)控制學(xué)、力學(xué)、機(jī)械學(xué)等知識大量的綜合在了一起，以此才能是一個完整的全自動洗衣機(jī)。下面是對其詳細(xì)的介紹。 洗滌脫水系統(tǒng)洗滌脫水系統(tǒng)由波輪、盛水桶與洗滌桶組成。盛水桶既是外通，主要用于盛洗滌液。盛水桶通過4根吊桿懸掛在洗衣機(jī)箱體的鋼制底板上。電動機(jī)、離合器、排水閥等部件均裝在桶底下方。洗滌桶又稱為內(nèi)桶、離心桶或脫水桶，它的主要功能是盛放衣物，并在洗滌時配合波輪完成洗滌功能，而在脫水時便成為離心式脫水桶。波輪是全自動洗衣機(jī)對衣物產(chǎn)生機(jī)械作用的主要部件。按波輪的形狀來分，基本上有小波輪（d=160mm）的渦卷式水流和大波輪（d=300mm）新水流兩類。 排水與進(jìn)水系統(tǒng)電磁閥用來執(zhí)行本次全自動洗衣機(jī)的進(jìn)水與排水。洗衣機(jī)桶內(nèi)均裝有水位控制器，主要是為了對水位進(jìn)行控制。本次采用的是空氣壓力式開關(guān)，主要由氣壓傳感器裝置，控制裝置及電觸點(diǎn)三個部分組成，以此來監(jiān)視水位的高低。除此之外，電磁閥還分進(jìn)水電磁閥與排水電磁閥，進(jìn)水電磁閥為洗衣機(jī)上的自動進(jìn)水開關(guān)控制。排水電磁閥由洗衣機(jī)上的自動排水裝置控制，同時還能改變離合器的工作狀態(tài)。進(jìn)水、排水電磁閥是采用電流流過線圈形成磁場的原理，洗衣機(jī)電磁閥在進(jìn)、排水時使用220V交流電壓與電磁閥線圈接通，形成磁場，電磁線圈吸合，自動打開閥門，洗衣機(jī)里的水就順著管道流出。斷電后，電磁閥門線圈失電，磁場消失，電磁鐵松開，閥門自動關(guān)閉，洗衣機(jī)的水就流不出去了。 電動機(jī)及其傳動系統(tǒng)離合器與電動機(jī)組成了全自動洗衣機(jī)的傳動系統(tǒng)及動力系統(tǒng)，離合器分為普通離合器和減速離合器兩種。其中，普通離合器常用在小波輪的套筒上，這種洗衣機(jī)在洗滌或漂洗時波輪的轉(zhuǎn)速和脫水時離心桶的轉(zhuǎn)速一樣，本次采用大波輪新水流套桶洗衣機(jī)減速離合器，它在洗滌或漂洗時波輪轉(zhuǎn)速較慢，而脫水時離心桶轉(zhuǎn)速較快。電動機(jī)同時作為洗滌和脫水的動力源，普遍采用主，副繞組完全對稱的電容式電動機(jī)。2.4 全自動洗衣機(jī)的控制功能演變與元件選擇全自動洗衣機(jī)功能齊全，可靠性高，整個洗衣過程完全自動化，既方便又快速。但有的時候一些衣物需要一些特殊的洗法，比如：只要脫水、強(qiáng)洗等。這些只需手動設(shè)置一下就可以馬上完成。當(dāng)要手動啟動單個指令時需先按下啟動按鈕然后再到控制器上進(jìn)行相關(guān)指令操作，完成指令輸入后再按第二次啟動即可，例如要脫水，這時先摁下啟動按鈕，之后控制器上會顯示如脫水、排水、定時啟動、強(qiáng)洗、水位等指令，選擇脫水指令選擇完成后再摁下啟動按鈕便可完成。請注意，以上操作均是在接通電源并且有電流流過的情況下進(jìn)行，否則指令無效。 按鈕按鈕是手動控制的主令電器。主要用來斷開或接通電路，對控制機(jī)械與電器設(shè)備的運(yùn)行起命令作用。其工作原理很簡單，對于常開觸頭，按鈕未摁下之前電路是斷開的。對于常閉觸頭，按鈕在摁下后保持?jǐn)嚅_，而未摁下之前則一直保持聯(lián)通。常開與常閉正好可以作為洗衣機(jī)的啟動與停止按鈕。 位置開關(guān)限位開關(guān)就是位置開關(guān)，它能將機(jī)器信號轉(zhuǎn)換為電氣信號，是控制運(yùn)動部件位置或行程的自動控制器。在電氣控制中，位置開關(guān)主要用來實(shí)現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測。一類為電磁信號作為輸入動作信號的接近開關(guān)；另一類為機(jī)械行程直接接觸驅(qū)動，以此作為輸入信號的微動開關(guān)與行程開關(guān)。位置開關(guān)是如今常用的小電流主令開關(guān)。 電磁閥本次電磁控制的設(shè)備是電磁閥，用在控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的速度、流量、方向及其它參數(shù)。電磁閥有許多類型，最常用的是速度調(diào)節(jié)閥、安全閥、單向閥、方向控制閥，不同的電磁閥其發(fā)揮的作用各不相同。本次設(shè)計中可利用電磁閥來控制洗衣機(jī)的進(jìn)水與排水等動作。 電動機(jī)的選擇此次選用Y132M-2型異步電動機(jī)，相關(guān)參數(shù)為：額定功率為7.5KW、額定電流為：15A、額定電壓為220V、額定轉(zhuǎn)速為2800r/min、功率因素為0.88、效率為86.2%。其頻率與轉(zhuǎn)速如表2-3所示。表2-3 頻率與轉(zhuǎn)速對比表轉(zhuǎn)速（r/min）40706008001200頻率（r/min）1.332.3320.0026.6840.02第三章 全自動洗衣機(jī)的總方案設(shè)計3.1 控制系統(tǒng)流程本次全自動洗衣機(jī)的洗滌動作流程圖概括如圖3-1所示：圖3-1 全自動洗衣機(jī)洗滌流程圖3.2 系統(tǒng)設(shè)計方案一般情況下，洗衣機(jī)的洗滌順序?yàn)橄礈臁⑵?、排水、洗凈、脫水這5個環(huán)節(jié)，本次以PLC控制全自動洗衣機(jī)的洗滌控制，這5個環(huán)節(jié)完全有PLC系統(tǒng)自己控制不需人為干涉，PLC控制的全自動洗衣機(jī)系統(tǒng)相當(dāng)可靠，不會輕易出現(xiàn)故障。本次設(shè)計的全自動洗衣機(jī)工作過程如圖3-1所示。其中洗衣的方式（強(qiáng)洗或標(biāo)準(zhǔn)洗）、清理衣物的水位選擇（高水位洗衣、低水位洗衣等）需要人們先在控制器上選好水位指令。當(dāng)選擇了一種參數(shù)指令后，摁下啟動按鈕，洗衣機(jī)就會按照洗衣服的整個過程。在本次設(shè)計中，PLC主要是完成以下功能控制：（1） 檢查功能 檢查洗衣的方式：強(qiáng)洗或弱洗的選擇。 檢查洗衣時的水位：高等水位、中等水位或者低等水位的選擇。 檢查水位是否已到了需要的水位：水位是否到達(dá)高等水位、中等水位或低等水位的完成情況。 檢查衣物干凈程度：通過紅外線感應(yīng)技術(shù)對水的渾濁程度進(jìn)行判斷是否需要繼續(xù)清洗。 檢查排水是否已經(jīng)完成。（2） 控制功能 控制進(jìn)水、排水、脫水、洗滌、洗凈等洗衣機(jī)的動作。 控制洗滌、脫水等時間的長短結(jié)果。 控制洗滌的次數(shù)。 控制在洗衣機(jī)完成一個動作后到下一個動作的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換性。 控制完成洗衣時的信號提示。 控制若接收到衣物清洗不干凈信號時，洗衣機(jī)將繼續(xù)清洗。3.3 洗衣機(jī)硬件配置及組成原理根據(jù)控制流程圖來實(shí)現(xiàn)功能。本次系統(tǒng)設(shè)計選擇S7-200系列PLC作為全自動洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)。本次設(shè)計中的全自動洗衣機(jī)共有9個數(shù)字量輸入，11個數(shù)字量輸出，共需19點(diǎn)I/O，而PLC S7-200系列完全可以勝任。用來控制全自動洗衣機(jī)的開始工作狀態(tài)的按鈕為啟動按鈕，在常態(tài)下，用戶把需要清理的衣物放在洗衣機(jī)內(nèi)，按下啟動按鈕并且在控制器上選好指令后，再按下啟動按鈕，全自動洗衣機(jī)便開始洗衣服，并且一直到結(jié)束。停止按鈕的作用主要是用來控制洗衣機(jī)在運(yùn)行中的停止與否。在洗衣服的過程中，當(dāng)用戶需要立即停止洗衣機(jī)時，就可直接摁下這個停止按鈕，此時洗衣機(jī)不管與何種狀態(tài)均能停止工作。高中低水位是指洗衣機(jī)在洗衣過程中，洗衣機(jī)筒內(nèi)保持的水位高中低，一旦選了高水位，洗衣機(jī)會在水位到達(dá)高水位探測裝置之后再開始工作。低中水位亦是同理。洗衣機(jī)洗衣服的模式可設(shè)為強(qiáng)洗或標(biāo)準(zhǔn)洗滌，在選擇強(qiáng)洗時，洗衣機(jī)會自動按照強(qiáng)洗模式下洗衣服的狀態(tài)進(jìn)行洗滌。需要注意的是，標(biāo)準(zhǔn)模式與強(qiáng)洗模式必須在使用者剛開始洗衣服之前就得選好。高中低