基于plc系统的全自动洗衣机的设计毕业论文(编辑修改稿)

基于plc系统的全自动洗衣机的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

第 3章 全自动洗衣机的基本结构 全自动洗衣机的工作系统 洗涤与脱水系统 全自动洗衣机主要是通过波轮对衣物的翻 滚达到洗涤目的。 波轮安装在洗涤桶的正中，托盘连接着盛水桶。 套桶式全自动洗衣机的脱水桶（甩干篮）既要保证能离心脱水，又要能容纳洗涤的衣物，全自动洗衣机的洗涤桶其上部略大，下部略小，呈圆锥形。 为了保证洗涤效果，洗涤桶的内壁上必需设计成凸形来增大摩擦力，达到满意的洗涤效果，当衣物与洗涤桶接触时，桶壁就产生像搓板那样的洗涤作用，而且能增强涡旋作用，提高洗涤率。 洗涤系统的传动部分由风叶、皮带、皮带轮、和洗衣轴体组成。 脱水系统由脱水桶、脱水定时器、安全开关、电动机、制动机构等组成。 洗衣机具有盖的带锁装置，该锁定装置， 包括洗衣机盖板、洗衣机箱体，还包括控制开关，与控制脱水的开关联动；电磁铁，与控制开关连接；洗衣机盖板翻口端内面在对应洗衣机箱体内壁处设有凹缘，凹缘上设有锁孔，洗衣机箱体上端设有所述电磁铁，电磁铁衔铁的伸缩口位于洗衣机箱体内壁，而且电磁铁通电后其衔铁伸出端正好位于盖好的洗衣机盖板凹缘的锁孔内。 由于电磁铁的控制开关与洗衣机控制脱水的开关联动，使洗衣机在脱水时电磁铁的衔铁能伸出，而且正好锁住洗衣机盖板凹缘的锁孔，使用户在脱水时不能打开洗衣机盖板，从而确保了洗衣机脱水时的操作安全。 进水与排水系统 全自动洗衣机的进 水系统采用水位压力开关和进水阀，由程序控制器调节。 设有溢水口，其位置在盛水桶上口部。 漂洗时，它能让洗涤液中的泡沫和污水溢出，有利于漂清。 全自动洗衣机水位开关一般有三档水位控制 ,并都有 低水位、中水位、高水位、再注水等功能当进水阀注水，内桶水位增高到预选水位时，导通橡皮气膜受到内部空气的压缩而被顶出，中触片上跳，与上触片闭合。 此时主电机导通，进水阀断开（原来中触片与下闭合），并开始洗衣。 当旋钮旋至低水位时，凸轮转动，但曲率半径较小。 通过一定的机构，橡皮气膜压簧被压缩而产生压力 P1，压迫气膜。 当桶内水量达到 30L 时，软管内的空气被压缩，产生空气压力 F1，当 F1P1 专科生毕业设计（论文） 8 时 ,中触片上跳 ,与上触片闭合 ,主电动机动作 ,进水阀关闭。 全自动洗衣机的排水系统由程序来控制排水电磁阀，牵引排水阀。 排水阀主要同阀盖、阀芯弹簧、阀芯拉簧，橡皮阀和阀体组成。 排水电磁铁主要用来控制自动型洗衣机排水阀的开闭 ,在套桶式自动型洗衣机中同起到改变减速离合大的洗涤、脱水状态、排水电磁铁主要由线圈、磁轭、静铁芯、衔铁和短路铜环等组成。 全自动洗衣机的工作原理 全自动洗衣机综合运 用 了大量力学、电学、光学等知识，以下就其原理和构造分析 。 洗衣机的洗 涤过程主要是在机械产生的排渗、冲刷等机械作用和洗涤剂的润湿、分散作用下，将污垢拉入水中来实现洗净的目的。 首先充满于波轮叶片间的洗涤液，在离心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。 在波轮中心处，因甩出液体而形成低压区，又使得洗涤液流回波轮附近。 这样，在波轮附近形成了以波轮轴线为中心的涡流。 衣物在涡流的作用下，作螺旋式回转，吸入中心后又被甩向桶壁，与桶壁发生摩擦。 又由于波轮中心是低压区，衣物易被吸在波轮附近，不断地与波轮发生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脱离衣物。 其次，当衣物被放进洗涤液之后，由于惯性作用运 动缓慢，在水流与衣物之间存在着速度差，使得两者发生相对运动，水流与衣物便发生相对摩擦，这种水流冲刷力同样有助于污垢离开衣物。 再次由于洗衣涌形状的不规则，当旋转着的水流碰到桶壁后，其速度和方向都发生了改变，形成湍流。 在湍流的作用下，衣物做无规则地运动并翻滚，其纤维不断被弯曲、绞纽扣拉长，衣物相互相摩擦，增大了洗涤的有效面积，提高衣物的洗净的均匀性。 全自动洗衣机是通过水位开关与电磁进水阀配合来控制进水、排水以及电机的通断：从而实现自动控制的。 电磁进水阀起着通、断水源的作用。 当电磁线圈断电时，移动铁芯在重力和弹簧 力的作用下，紧紧顶在橡胶膜片上，并将膜片的中心小孔堵塞，这样阀门关闭，水流不通。 当电磁线圈通电后，移动铁芯在磁力作用下上移，离开膜片，并使膜片的中心小孔打开，于是膜片上方的水通过中心小孔流入洗衣桶内。 由于中心小孔的流通能力大于膜片两侧小孔的流通能力，膜片上方压强迅速减小，膜片将在压力差的作用下上移，闭门开启，水流导通。 水位开关实际上是一个压力开关。 气室的入口与洗衣桶中的贮气室相联接。 当水注入洗衣桶后，贮气室口很快被封闭，随水位上升，贮气室的水位也上升，被封闭的空气压强亦增大，水位开关中的波纹膜片受 压而胀起，推动顶杆运动而使触点改变，从而实现自动通断。 智能型模糊控制的全自动洗衣机还可以自 专科生毕业设计（论文） 9 动判断水温、水位、衣质衣量、衣物的脏污情况，决定投放适量的洗涤剂和最佳的洗涤程序。 其方法是：在洗衣桶内注入一定量水后使电机低速运转，平稳后快速断电，洗衣桶在惯性作用下带动电机继续转动。 此时，电机绕组产生反电动势，对其半波整流并放大整形后获得一矩形脉冲系列。 通过分析脉冲个数和脉冲宽度。 就能得到衣质衣量情况。 衣物的脏污程度是通过水的透明度来判断的。 在洗衣桶的排水口处加一红外光电传感器，使红外光通过水而进入另一侧的接收管。 若 水的透明度低，接收管获得的光能小，说明衣物较脏。 脱水时采用压电传感器。 当脱水桶高度旋转时，从脱水桶喷射出来的水作用于压电传感器上，根据这个压力变化，自动停止脱水运转。 专科生毕业设计（论文） 10 第 4章 全自动洗衣机的硬件设计 全自动洗衣机控制系统的设备要求 全自动洗衣机控制系统的要求是能实现“正常运行”和“强制停止”两种控制方式。 ①“正常运行”方式具体控制要求如下： 按下启动按钮，开始注入清水（水位选择高或低） —— 水到位，按下 S1 或S2 按钮 —— 停水 —— 加洗衣粉（ 3s） —— 加温（加温选择高或低） —— 水温到（按下 T1 或 T2 按钮） —— 洗涤 30s（电动机正反转） —— 排水（ 10s） —— 脱水 3s（电动机正转） —— 进水 —— 水位到 —— 第一次漂洗 30s（电动机正反转） ——排水（ 10 s） —— 脱水 3s（电动机正转） —— 进水 —— 水位到 —— 加柔顺剂 3s—— 第二次漂洗 30s（电动机正反转） —— 排水（ 10s） —— 脱水 6s（电动机正转）—— 结束 ②强制停止： “强制停止”方式具体控制要求如下：若按下“停止”按扭，洗衣过程停止。 可用手动排水开关和手动脱水开关进行手动排水和脱水。 专科生毕业设计（论文） 11 全自动洗衣机控制系统结构图 脱水桶洗涤电动机电磁排水阀电磁进水阀水位检测设备（高 中 低）水位选择（高 中 低）手动脱水开关 手动排水开水停止按扭启动按扭 图 32全自动洗衣机控制系统结构图 PLC 的机型选择 机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。 1 合理的结构型式 整体式 PLC 的每一个 I／ O 点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小，所以一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式 PLC 的功能扩展灵活方便， I／ O 点数量、输入点数与输出点数的比例、 I／ O 模块的种类等方面，选择余地较大。 维修时只要更换模块，判断故障的范围也很方便。 因此，模块式PLC 一般适用于较复杂系统和环境差（维修量大）的场合 。 2 安装方式的选择 根据 PLC 的安装方式，系统分为集中式、远程 I／ O 式和多台 PLC 联网的分布式。 集中式不需要设置驱动远程 I／ O 硬件，系统反应快、成本低。 大型系统经常采用远程 I／ O 式，因为它们的装置分布范围很广，远程 I／ O 可以分散安装在 I 专科生毕业设计（论文） 12 ／ O 装置附近， I／ O 连线比集中式的短，但需要增设驱动器和远程 I／ O 电源。 多台联网的分布式适用于多台设备分别独立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型 PLC，但必须要附加通信模块。 3 相当的功能要求 一般小型（低档） PLC 具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。 对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带 A／ D 和 D／ A 单元。 具有加减算术运算。 数据传送功能的增强型低档 PLC。 对于控制较复杂，要求实现 PID 运算、闭环控制、通信联网等功能，可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或高档 PLC。 但是中、高档 PLC 价格较贵，一般大型机主要用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。 4 响应速度的要求 PLC 的扫描工作方式引起的延迟可达 2－ 3 个扫描周期 。 对于大多数应用场合来说， PLC 的响应 速度都可以满足要求，不是主要问题。 然而对于某些个别场合，则要求考虑 PLC 的响应速度。 为了减少 PLC 的 I／ O 响应的延迟时间，可以选用扫描速度高的 PLC，或选用具有高速 I／ O 处理功能指令的 PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的 PLC 等。 5 系统可靠性的要求 对于一般系统 PLC 的可靠性均能满足。 对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余控制系统或热备用系统。 全自动洗衣机控制系统的选型 S7200PLC 是德国西门子公司生产的一种超小型 PLC， S7200 CPU22X 系列 PLC（它是 S721X 系列的 替代产品）， S7 系列还有 S7300 和 S7400 系列，它们完全可以替代西门子早期的 S511X 系列的 PLC， S7系列 PLC的编程均可使用 STEP7 编程语言。 S7200的CPU 只有晶体管和继电器输出两种类型，主机上还采集了 24V直流电源， 9V 交流电源。 采用 226 模块，它控制着整个系统按照控制要求有条不紊地运行。 由于 CPU226 模块有24 点数字量输入，有 16 点数字量输出，而我们只需要 9 点数字量输入， 14 点数字量输出，完全能满足我们此次设计全自动洗衣机控制系统的要求，所以不再需要另外的电源模块、数字量输入和输出模 块。 专科生毕业设。