plc全自动洗衣机毕业设计论文(编辑修改稿)

plc全自动洗衣机毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

采用了电磁阀控制。 为了对桶内的水位进行检测和控制，洗衣机上都安装有水位控制器（水位开关）。 波轮式全自动套桶洗衣机使用最多的水位开关是空气压力式开关，主要有气压传感器装置，控制装置及电触点开关 3部分组成，用来监视水位的高低。 此外电磁阀分进水和排水电磁阀，进水电磁阀是洗衣机上的自动进水开关，它受水位开关动断触点的控制。 而排水电磁阀是全自动洗衣机上的自动排水装置，同时还起改变离合器工作状态。 进水、排水电磁阀是采用电流流过线圈形成 磁场的原理，洗衣机电磁阀在进，排水时使用， 220V 交流电压与电磁阀线圈接通，形成磁场，电磁线圈吸合。 自动打开香蕉阀门，洗衣机里的水就顺着管道流出去了。 断电后，电磁阀线圈失去电流，磁场消失，电磁铁松开，橡胶阀门自动关闭，洗衣机里的水就流不出去了。 电动机及传动系统 波轮式全自动套桶洗衣机的电动机及传动系统主要由电动机和离合器组成，离合器又有普通离合器和减速离合器两种。 其中普通离合器用在采用小波轮的套桶洗衣机上，这种洗衣机在洗涤或者漂洗时波轮的转速和脱水时离心桶的转速相同，目前各种大波轮新水流套桶洗衣机 普遍采用减速离合器，它在洗涤，漂洗时波轮的转速较慢，而脱水时离心桶的转速较快。 电动机同时作为洗涤和脱水时的动力源，普遍采用主，副绕组完全对称的电容式电动机。 由于一般全自动套桶洗衣机的额定洗涤容量较大，因此电动机的功率较大。 采用减速离合器的全自动套桶洗衣机传动系统的原理如图所示： 长春工业大学人文信息学院课程设计 13 图 3 采用减速离合器的全自动套桶洗衣机传动系统的原理图 电动机与固定在离合器下端的大传动带盘之间用 V 带传动。 经第一级减速后大传动带盘得到 150r/min 的转速。 当洗衣机处于洗涤或漂洗状态时，再经离合器内部的行星齿轮减速后，使波 轮得到 175r/min 低转速。 此时，洗涤（脱水）桶不动。 当洗衣机处于脱水状态时，离合器输出的是未经减速的 850r/min 的高转速，驱动脱水桶和波轮作同步高速运转。 对于使用普通离合器的小波轮套桶洗衣机来说，有区别的仅仅是离合器内部没有行星齿轮减速机构，因此在洗涤或漂洗时其波轮的转速与脱水时的转速时相同的。 长春工业大学人文信息学院课程设计 14 第四章 电气控制系统 控制系统结构 波轮式全自动洗衣机的电气控制系统由于洗衣机型号的不同而不尽相同，但电气控制系统主要有程序控制器，电动机，进水电磁阀，排水电磁 阀，水位开关，安全开关及各种功能选择开关等组成的，控制的基本原理也都一样。 全自动洗衣机能实现洗衣的自动化，整个洗衣过程都是在程序控制器的“指挥”下进行的。 如把离合器比作全自动套桶洗衣机的心脏，则程序控制器就是全自动洗衣机的“大脑”。 如图所示以程序控制器为核心的波轮式全自动套桶洗衣机控制系统的基本原理方框图。 图 4 波轮式全自动套桶洗衣机控制系统的基本原理方框图 控制系统原理 程序控制器中存储着多种程序，一旦通过选择开关选好某种程序后，程序控制器便按这种程序自动实施对电动机，进水和排水电磁阀的控 制。 安全开关又称为盖开关，在洗衣机运行过程中起安全保护作用，它的功能为：在洗衣机工作时误开盖，安全开关便会切断电动机电源，自动中断程序；在脱水过程中如桶内衣物摆放不均匀而产生大幅度长春工业大学人文信息学院课程设计 15 振动时，安全开关自动中断脱水过程，启动蜂鸣器。 按照采用的程序控制器的不同，波轮式全自动套桶洗衣机的电气控制电路可分为电动机驱动式程序控制器和单片机式程序控制器电路。 电动机驱动式程序控制器又称为机械式程序控制器。 目前，机械式程序控制器基本上已被淘汰。 用 PLC（单片机）控制的全自动洗衣机各种动作典型的系统结构如图所示： 图 5 全自动洗衣机各种动作典型的系统结构图 PLC 在系统中是处于中心位置，水位开关的 PLC 的输入信号控制开关，进水阀，排水阀和电动机是洗衣机各种动作的执行机构。 其中进水阀和排水阀由 PLC 给定信号来决定其工作状态；电动机的工作状态也由控制中心 PLC 给定信号来决定，而电动机的正反转状态直接决定了洗衣机的洗涤状态和脱水状态。 检测电路系统 检测电路主要由各类传感器组成。 在洗衣过程中起决定作用的物理量有衣量、衣质、水位、水温和浑浊度等 ,这些物理量都需要有适当的传感器来获取信息 ,并转换成 PLC能接收的电信号。 1）水位传感器 水位检测的精度直接影响洗净度、水流强度、洗涤时间等参数。 长春工业大学人文信息学院课程设计 16 2）浑浊度传感器 人工洗衣时可以随时用眼睛检查衣物是否洗净，但在洗涤桶内的衣物不断地进行翻滚运行，无法直接捡测衣物的洗净程度。 全自动洗衣机通过采用光传感器检测洗涤液的透光率，从而间接捡测了洗净程度。 在洗衣机排水管两侧分别安装红外发光管和光电接收管。 洗涤前，排水管中充满清水，光电接收管受光导通，以此时光敏三极管输出电压为设定值。 洗涤开始后，衣物上的污垢不断地扩散到洗涤液中， 洗涤液逐渐变浑浊，致使透光率降低．相应地，光敏三极管的输出电压也 随之下降。 经过一段时间后，该输出电压趋于稳定值，洗涤过程结束，然岳进漂洗阶段。 3）衣质传感器 衣质传感器又叫布质传感器，它是为检测衣物的质地而设置的。 根据衣物纤维中棉纤维、化学纤维所占比例的大小，衣物的布质分为“柔软棉”、“较硬棉”、“棉与化纤”以及“化纤”四个挡。 4）衣量传感器 衣量传感器又称衣物负载传感器，它是用来检测洗衣时衣物量多少的。 当洗涤桶内注入一定量的清水后将衣物放入桶内，这时让驱动电机以断续通电运转的方式工作一分钟左右。 利用电机绕组上产生的感应电动势，经光电隔离及比较整型，产生脉冲信号。 这种矩形脉冲数目与电机惯性转过的角度成比例。 若衣物多，则电机受到的阻力大，电机惯性转过的角度就小，相应地，传感器产生的脉冲就少，这样就间接地“测量 出了衣物量的多少。 下一步需要做的就是，根据衣物量来设定水位。 衣质传感器和衣量传感器是同一个装置，只是检测的方法不同。 在进行衣质检测时。 首先 使洗涤桶内的水位比设定水位低一个挡级，然后仍按照测衣物量的方法让驱动电机以通断电的方式工作一段时间。 检测每次断电期间衣量传感器发出的脉冲数并求其平均值。 用测衣量时得到的脉冲数减去测衣质时得到的脉冲数，二者之差即可以判别衣质。 若桶内的衣物棉纤维所占比例大，脉冲数差就大，若化学纤维所占比例大脉冲数差就小。 5）水温传感器 适当的洗衣温度有利于污垢的变化。 可以提高洗涤效果。 水温传感器装在洗涤桶的下部。 以热敏电阻为检测元件。 测定打开洗衣机开关时的温度为环境温度，注水结束时的温度为水温，将所测温度信号输给 PLC。 长春工业大学人文信息学院课程设计 17 第五章 主要器件的选择 电动机的选择 由于家庭提供的电源限制故选单相电容运转式异步电动机。 以 公斤全自动洗衣机为例，由于全自动洗衣机的脱水桶直径较大，这一偏心不能不考虑，所以计算时应以洗涤物可能产生前最大偏心为计算依据。 脱水时电机功率比洗涤时要大，在确定电机功率时应以脱水时消耗的功率为依据，也就是说脱水时电机功率就是该洗衣机所确定的电机额定功率。 由于在计算时一些因素如电机转子的转动惯量等没考虑，造成一些偏差，所以 公斤全自动洗衣机电机额定功率选为 180 瓦。 符合全 自动洗衣机的功率范围120W～ 250W。 故选择 YY104180 型号单相电容运转式电动机，功率 180 瓦 ,额定电压 220V，转速1350r/min，电流。 传感器的选择 水温传感器的选择 水温检测可用热敏电阻或 MTS102 半导体温度检测器。 洗衣机水温一般为 4 ℃～40 ℃ ,在该温度范围内 MTS102线性好 ,温度敏感 ,水温检测常选用它。 水位传感器的选择 对于 PLC控制的洗衣机 ,要求水位的检测必须是连续的 ,谐振式水位传感器是利用电磁谐振电路 LC 作为传感器的敏感元 件 ,将被测物体的变化转变为 LC 参数的变化 ,最终以频率参数输出。 其工作原理是将水位的高低通过导管转换成一个测试内腔气体变化的压力 ,驱动内腔上方的一块隔膜移动 ,带动隔膜中心的磁芯在某线圈内移动 ,从而线圈电感发生变化。 由此引起谐振电路的固有频率随水位变化。 故常采用谐振式水位传感器。 浑浊度传感器的选择 浑浊度传感器主要采用红外光电传感器。 由红外发射管发出一定强度的红外光 ,红外接收管在溶液的另一侧接收红外线。 红外线在溶液中透光性的大小就决定接收方产生长春工业大学人文信息学院课程设计 18 光电电流的大小 ,光电流经整形放大和数据处理后 ,就可以 判断出水的浑浊程度。 衣质传感器的选择 衣质的检测一般在洗涤之前，且主要用来测定所洗衣物属于棉类还是化纤类。 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。 为了测出衣质 ,先加入一定的水并让电机转动 ,突然切断电源 ,由于惯性作用电机会维持短时间旋转。 此时电机处于发电机状态 ,会产生一定感应电势并逐渐衰减到零。 由于衰减速率与布阻抗有一定的线性关系 ,通过对定子绕组两端电热进行整流和检测 ,经光电隔离后形成脉冲 ,脉冲信号多，则布阻抗小 ,反之亦然。 经过几次测量就可以判断出布阻抗 ,通过推理得出衣质。 故选择电阻传感器。 可编程控制器外部设计 可编程控制器的选择 根据输入信号及输出信号的数量，经过初略计算， 输人点数为 6点，输出点数为 6点；输人、输出信号都是数字量。 增加 20%备用量，以便随时增加控制功能： 输入点数为： 6 (1+20%)=。