基于PLC全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)—畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、基于plc全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)控制摘要 可編程控制器(plc)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的通用自動(dòng)化控制裝置,它的功能性強(qiáng),可靠性高,編程簡(jiǎn)單,使用方便,體積小巧,近年來在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用,被譽(yù)為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化主要支柱之一。在現(xiàn)代的社會(huì)，全自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)入各個(gè)家庭，本文介紹了plc用于全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)，其可改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，有利于降低成本和提高可靠性。關(guān)鍵詞 plc控制 全自動(dòng)洗衣機(jī) 可編程控制器 簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu) 降低成本abstractaccording to the full-automatic washing machine in plc controls the design

2、of the system and research plc is takes core to control devised the calculator technique as the in general use automation control equip to computer skills. its function is strong, the credibility is high, the plait distance is simple, the usage is convenient, the physical volume is cleverly made, in

3、 these years.plc is the extensive application, and drive for contemporary theindustrial automation mainly pays one of the pillars. in the modern time, the full-automatic washer is entering every family. the article introduces a new decelerating clutch, which is used in fully-auto washing machine, it

4、 can improve the current technology,simplify structure, it is also helpful to reduce cost and increases reliability.key words: plccontrol fully-auto washing machine programmable controller simplify structure decline low cost目錄摘要.1前言.3第一章plc的基本知識(shí).51.1 plc的發(fā)展.51.2plc的特點(diǎn).51.3plc的構(gòu)成.51.4 plc的基本原則.101.5

5、plc的應(yīng)用領(lǐng)域.10第二章全自動(dòng)洗衣機(jī)的原理.122.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的系統(tǒng)與構(gòu).122.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理.15第三章plc全自動(dòng)洗衣機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì).193.1plc全自動(dòng)洗衣機(jī)實(shí)物示意圖及動(dòng)作流程.193.2 plc全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)方案.203.3plc全自動(dòng)洗衣機(jī)的程序設(shè)計(jì).23第四章課程設(shè)計(jì)小節(jié).26第五章感謝語.27第六章參考文獻(xiàn).28前言目前自動(dòng)洗衣機(jī)已成為每個(gè)家庭所必需的電器，隨著它的暢銷出現(xiàn)了各種各樣的全自動(dòng)洗衣機(jī)，該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了洗衣機(jī)由進(jìn)水，洗滌，排水，脫水，報(bào)警到自動(dòng)停機(jī)的循環(huán)過程設(shè)計(jì)了相應(yīng)的系統(tǒng)軟件。在工業(yè)系統(tǒng)控制中廣泛應(yīng)用的plc能克服單片機(jī)的缺點(diǎn)，它是整體模塊，

6、集中了驅(qū)動(dòng)電路，檢測(cè)電路和保護(hù)電路以及通訊連網(wǎng)功能，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。另外它的編程語言也很簡(jiǎn)單，因此在該設(shè)計(jì)中采用了plc來實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作過程。該系統(tǒng)由可編控制器，變頻器和觸摸屏等控制元件的組成，可編控制器完成整個(gè)系統(tǒng)邏輯控制，各運(yùn)行相關(guān)參數(shù)傳送與讀寫，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)顯示功能。全自動(dòng)洗衣機(jī)利用可編程控制器，變頻器與人機(jī)界面等自動(dòng)化產(chǎn)品的有機(jī)結(jié)合來實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)洗滌設(shè)備的自動(dòng)控制，其主要控制思路是對(duì)洗滌設(shè)備的進(jìn)水/出水，洗滌模式，洗滌時(shí)間，脫水頻率的設(shè)定，可編控制器通訊功能的運(yùn)用，變頻器簡(jiǎn)易plc功能的運(yùn)用進(jìn)行有機(jī)的組合與設(shè)計(jì)。此論文的初始對(duì)洗衣機(jī)進(jìn)行了分類。

7、按自動(dòng)化程度分類，洗衣機(jī)可分為普通型，半自動(dòng)和全自動(dòng)三類。現(xiàn)以廣泛運(yùn)用于工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，然后介紹全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理，利用可編控制器plc實(shí)現(xiàn)控制。第一章plc的基本知識(shí)1.1 plc的發(fā)展1. 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)gm（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱programmable co

8、ntroller（pc）。 個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱pc）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為programmable logic controller（plc）。上世紀(jì)80年代至90年代中期，是plc發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，plc在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，plc逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的dcs系統(tǒng)。 plc具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。plc在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無

9、法取代的。2. plc的國(guó)內(nèi)外狀況 世界上公認(rèn)的第一臺(tái)plc是1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（dec）研制的。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的plc主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使plc增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。此時(shí)的plc為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。 2

10、0世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、pid功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。 20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來說

11、，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了plc的應(yīng)用。目前，我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的cf系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的dkk及d系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的s系列、蘇州電子

12、計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的yz系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國(guó)比較著名的plc生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，plc在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。3. plc未來展望 21世紀(jì)，plc會(huì)有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品

13、種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)dcs（distributed control system）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。1.2plc的特點(diǎn)1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。plc由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)

14、部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的f系列plc平均無故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余cpu的plc的平均無故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從plc的機(jī)外電路來說，使用plc構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，plc帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除plc以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。2配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) plc發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各

15、種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代plc大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來plc的功能單元大量涌現(xiàn)，使plc滲透到了位置控制、溫度控制、cnc等各種工業(yè)控制中。加上plc通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用plc組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 plc作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用plc的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原

16、理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。4系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 plc用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。5體積小，重量輕，能耗低 以超小型plc為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g,功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。1.3 plc的構(gòu)成 從結(jié)構(gòu)上分，plc分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式plc包括cpu板、i/o板、顯示

17、面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式plc包括cpu模塊、i/o模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。1.3.1cpu的構(gòu)成 cpu是plc的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套plc至少有一個(gè)cpu，它按plc的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和plc內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。cpu主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之

18、間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，cpu單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是plc不可缺少的組成單元。在使用者看來，不必要詳細(xì)分析cpu的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。cpu的控制器控制cpu工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。cpu速度和內(nèi)存容量是plc的重要參數(shù)，它們決定著plc的工作速度，io數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。1.3.2 i/o模塊 plc與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部

19、分（i/o）完成的。i/o模塊集成了plc的i/o電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入plc系統(tǒng)，輸出模塊相反。i/o分為開關(guān)量輸入（di），開關(guān)量輸出（do），模擬量輸入（ai），模擬量輸出（ao）等模塊。常用的i/o分類如下：開關(guān)量：按電壓水平分，有220vac、110vac、24vdc，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（4-20ma,0-20ma）、電壓型（0-10v,0-5v,-10-10v）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用io外，還有特殊io模塊，如熱電

20、阻、熱電偶、脈沖等模塊。按i/o點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，i/o模塊可多可少，但其最大數(shù)受cpu所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。1.3.3電源模塊 plc電源用于為plc各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24v的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220vac或110vac），直流電源（常用的為24vdc）。1.3.4底板或機(jī)架 大多數(shù)模塊式plc使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使cpu能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。1.3.5 plc系統(tǒng)的其它設(shè)備編程設(shè)備：編程器是plc開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)

21、運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控plc及plc所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器plc一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。 人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。1.3.6 plc的通信聯(lián)網(wǎng) 依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點(diǎn)說法。 plc具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使plc與

22、plc 之間、plc與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)plc具有rs-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。plc的通信現(xiàn)在主要采用通過多點(diǎn)接口（mpi）的數(shù)據(jù)通訊、profibus 或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。 1.4 plc的基本原則1 最大限度的滿足被控對(duì)象的控制要求。2 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用和維護(hù)方便。3 保證控制系統(tǒng)安全可靠。4 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇plc容量時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余量。3 plc軟件系統(tǒng)及常用編程語言。1.5 plc的應(yīng)用領(lǐng)域 目前，plc在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油

23、、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。1.5.1開關(guān)量的邏輯控制 這是plc最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。1.5.2模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（analog）和數(shù)字量（digital）之間的a/d轉(zhuǎn)換及d/a轉(zhuǎn)換。plc廠家都生產(chǎn)配套的a/d和d

24、/a轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。1.5.3運(yùn)動(dòng)控制 plc可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量i/o模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要plc廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。1.5.4過程控制 過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，plc能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。pid調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型plc都有pid模塊，目前許多小型plc也具有此

25、功能模塊。pid處理一般是運(yùn)行專用的pid子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。1.5.5數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代plc具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。1.5.6通信及連網(wǎng) plc通信含plc間的通信及plc與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控

26、制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各plc廠商都十分重視plc的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的plc都具有通信接口，通信非常方便。第二章全自動(dòng)洗衣機(jī)的原理2.1 全自動(dòng)洗衣機(jī)的系統(tǒng)與結(jié)構(gòu) 1 全自動(dòng)洗衣機(jī)綜合運(yùn)用了大量力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等知識(shí)，以下就其原理和構(gòu)造作一分析。洗衣機(jī)的洗滌過程主要是在機(jī)械產(chǎn)生的排滲、沖刷等機(jī)械作用和洗滌劑的潤(rùn)濕、分散作用下，將污垢拉入水中來實(shí)現(xiàn)洗凈的目的。首先充滿于波輪葉片間的洗滌液，在離心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。在波輪中心處，因甩出液體而形成低壓區(qū)，又使得洗滌液流回波輪附近。這樣，在波輪附近形成了以波輪軸線為中心的渦流。衣物在渦流的作

27、用下，作螺旋式回轉(zhuǎn)，吸入中心后又被甩向桶壁，與桶壁發(fā)生摩擦。又由于波輪中心是低壓區(qū)，衣物易被吸在波輪附近，不斷地與波輪發(fā)生摩擦，如同人工揉搓衣物，污垢被迫脫離衣物。其次，當(dāng)衣物被放進(jìn)洗滌液之后，由于慣性作用運(yùn)動(dòng)緩慢，在水流與衣物之間存在著速度差，使得兩者發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，水流與衣物便發(fā)生相對(duì)摩擦，這種水流沖刷力同樣有助于污垢離開衣物。再次由于洗衣涌形狀的不規(guī)則，當(dāng)旋轉(zhuǎn)著的水流碰到桶壁后，其速度和方向都發(fā)生了改變，形成湍流。在湍流的作用下，衣物做無規(guī)則地運(yùn)動(dòng)并翻滾，其纖維不斷被彎曲、絞紐扣拉長(zhǎng)，衣物相互相摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高衣物的洗凈的均勻性。全自動(dòng)洗衣機(jī)是通過水位開關(guān)與電磁進(jìn)水閥配合來

28、控制進(jìn)水、排水以及電機(jī)的通斷：從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。電磁進(jìn)水閥起著通、斷水源的作用。當(dāng)電磁線圈斷電時(shí)，移動(dòng)鐵芯在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片上，并將膜片的中心小孔堵塞，這樣閥門關(guān)閉，水流不通。當(dāng)電磁線圈通電后，移動(dòng)鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔打開，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內(nèi)。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側(cè)小孔的流通能力，膜片上方壓強(qiáng)迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導(dǎo)通。 水位開關(guān)實(shí)際上是一個(gè)壓力開關(guān)。氣室的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯(lián)接。當(dāng)水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強(qiáng)亦增大

29、，水位開關(guān)中的波紋膜片受壓而脹起，推動(dòng)頂桿運(yùn)動(dòng)而使觸點(diǎn)改變，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)通斷。智能型模糊控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)還可以自動(dòng)判斷水溫、水位、衣質(zhì)衣量、衣物的臟污情況，決定投放適量的洗滌劑和最佳的洗滌程序。其方法是：在洗衣桶內(nèi)注入一定量水后使電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，平穩(wěn)后快速斷電，洗衣桶在慣性作用下帶動(dòng)電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，電機(jī)繞組產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，對(duì)其半波整流并放大整形后獲得一矩形脈沖系列。通過分析脈沖個(gè)數(shù)和脈沖寬度。就能得到衣質(zhì)衣量情況。衣物的臟污程度是通過水的透明度來判斷的。在洗衣桶的排水口處加一紅外光電傳感器，使紅外光通過水而進(jìn)入另一側(cè)的接收管。若水的透明度低，接收管獲得的光能小，說明衣物較臟。脫水時(shí)采用壓電傳

30、感器。當(dāng)脫水桶高度旋轉(zhuǎn)時(shí)，從脫水桶噴射出來的水作用于壓電傳感器上，根據(jù)這個(gè)壓力變化，自動(dòng)停止脫水運(yùn)轉(zhuǎn)。 2 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制面板及控制系統(tǒng) 全自動(dòng)洗衣機(jī)控制面板由工作指示區(qū)、編程選擇鍵、增鍵、減鍵、和啟動(dòng)鍵組成。 全自動(dòng)洗衣機(jī)一般采用輕觸式開關(guān)，在按下開關(guān)后，字符旁邊的指示燈會(huì)亮。當(dāng)指示燈亮起表示程序選中，指示燈閃爍表示正在執(zhí)行此程序，指示燈熄滅表示程序未選擇或執(zhí)行完畢。 全自動(dòng)洗衣機(jī)電氣控制系統(tǒng)包括微處理器、排水電磁鐵、電容器、門開關(guān)、按鍵開關(guān)、指示燈、中間繼電器，水位壓力開關(guān)、蜂鳴器及進(jìn)水電磁閥等部件組成。通過微處理器，能自動(dòng)完成進(jìn)水，洗滌（漂洗）、排水、脫水、報(bào)警等全部程序，只需設(shè)計(jì)軟件

31、就可以來達(dá)到預(yù)想控制的目的。 3 洗滌與脫水系統(tǒng) 全自動(dòng)洗衣機(jī)主要是通過波輪對(duì)衣物的翻滾達(dá)到洗滌目的。波輪安裝在洗滌桶的正中，托盤連接著盛水桶。套桶式全自動(dòng)洗衣機(jī)的脫水桶（甩干籃）既要保證能離心脫水，又要能容納洗滌的衣物，全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗滌桶其上部略大，下部略小，呈圓錐形。為了保證洗滌效果，洗滌桶的內(nèi)壁上必需設(shè)計(jì)成凸形來增大摩擦力，達(dá)到滿意的洗滌效果，當(dāng)衣物與洗滌桶接觸時(shí)，桶壁就產(chǎn)生像搓板那樣的洗滌作用，而且能增強(qiáng)渦旋作用，提高洗滌率。 洗滌系統(tǒng)的傳動(dòng)部分由風(fēng)葉、皮帶、皮帶輪、和洗衣軸體組成。脫水系統(tǒng)由脫水桶、脫水定時(shí)器、安全開關(guān)、電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。洗衣機(jī)具有蓋的帶鎖裝置，該鎖定裝置，包

32、括洗衣機(jī)蓋板、洗衣機(jī)箱體，還包括控制開關(guān)，與控制脫水的開關(guān)聯(lián)動(dòng)；電磁鐵，與控制開關(guān)連接；洗衣機(jī)蓋板翻口端內(nèi)面在對(duì)應(yīng)洗衣機(jī)箱體內(nèi)壁處設(shè)有凹緣，凹緣上設(shè)有鎖孔，洗衣機(jī)箱體上端設(shè)有所述電磁鐵，電磁鐵銜鐵的伸縮口位于洗衣機(jī)箱體內(nèi)壁，而且電磁鐵通電后其銜鐵伸出端正好位于蓋好的洗衣機(jī)蓋板凹緣的鎖孔內(nèi)。由于電磁鐵的控制開關(guān)與洗衣機(jī)控制脫水的開關(guān)聯(lián)動(dòng)，使洗衣機(jī)在脫水時(shí)電磁鐵的銜鐵能伸出，而且正好鎖住洗衣機(jī)蓋板凹緣的鎖孔，使用戶在脫水時(shí)不能打開洗衣機(jī)蓋板，從而確保了洗衣機(jī)脫水時(shí)的操作安全。 4 進(jìn)水和排水系統(tǒng) 全自動(dòng)洗衣機(jī)的進(jìn)水系統(tǒng)采用水位壓力開關(guān)和進(jìn)水閥，由程序控制器調(diào)節(jié)。設(shè)有溢水口，其位置在盛水桶上口部。漂

33、洗時(shí)，它能讓洗滌液中的泡沫和污水溢出，有利于漂清。 全自動(dòng)洗衣機(jī)水位開關(guān)一般有三檔水位控制,并都有 低水位、中水位、高水位、再注水等功能當(dāng)進(jìn)水閥注水，內(nèi)桶水位增高到預(yù)選水位時(shí)，導(dǎo)通橡皮氣膜受到內(nèi)部空氣的壓縮而被頂出，中觸片上跳，與上觸片閉合。此時(shí)主電機(jī)導(dǎo)通，進(jìn)水閥斷開（原來中觸片與下閉合），并開始洗衣。當(dāng)旋鈕旋至低水位時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，但曲率半徑較小。通過一定的機(jī)構(gòu)，橡皮氣膜壓簧被壓縮而產(chǎn)生壓力p1，壓迫氣膜。當(dāng)桶內(nèi)水量達(dá)到30l時(shí)，軟管內(nèi)的空氣被壓縮，產(chǎn)生空氣壓力f1，當(dāng)f1p1時(shí),中觸片上跳,與上觸片閉合,主電動(dòng)機(jī)動(dòng)作,進(jìn)水閥關(guān)閉。 全自動(dòng)洗衣機(jī)的排水系統(tǒng)由程序來控制排水電磁閥，牽引排水閥。排

34、水閥主要同閥蓋、閥芯彈簧、閥芯拉簧，橡皮閥和閥體組成。 排水電磁鐵主要用來控制自動(dòng)型洗衣機(jī)排水閥的開閉,在套桶式自動(dòng)型洗衣機(jī)中同起到改變減速離合大的洗滌、脫水狀態(tài)、排水電磁鐵主要由線圈、磁軛、靜鐵芯、銜鐵和短路銅環(huán)等組成。 5 傳動(dòng)系統(tǒng)、箱體與支承系統(tǒng) 全自動(dòng)洗衣機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)在洗衣機(jī)脫水桶的底部,主要由波輪、脫水桶、離合器、傳動(dòng)帶、電動(dòng)機(jī)、電磁閥及單相電容式電動(dòng)機(jī)組成。離合器是內(nèi)外軸復(fù)合為一體的結(jié)構(gòu)。離合器的內(nèi)軸（洗滌軸），一端固定波輪，另一端固定離合套，離合套上固定大帶輪，離合器外軸（離心軸）的一端固定離心桶（脫水桶），另一端通過抱簧與離合套連接。內(nèi)外桶的聯(lián)動(dòng)或分動(dòng)（即實(shí)現(xiàn)脫水或洗洗滌），

35、是由撥叉控制抱簧和剎車盤來實(shí)現(xiàn)的。 離合器軸包括脫水軸合洗滌軸。洗滌或漂洗時(shí)，牽引電機(jī)處在斷電狀態(tài)，制動(dòng)桿將制動(dòng)帶收緊，對(duì)脫水軸制動(dòng)。棘爪將棘輪拔動(dòng)一定角度使方絲離合簧被拔松，所以電機(jī)做正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩都不能傳遞給脫水軸，而只是經(jīng)過行星減速器再輸出給波輪，實(shí)現(xiàn)洗滌運(yùn)轉(zhuǎn)。 脫水時(shí)，牽引電機(jī)是通電狀態(tài)，拉動(dòng)制動(dòng)桿使得制動(dòng)帶松開，棘輪和方絲離合器處于自由狀態(tài)，大皮帶輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)將方絲離合簧旋緊，使輸入轉(zhuǎn)矩有效地傳遞給脫水軸，實(shí)現(xiàn)高速脫水運(yùn)轉(zhuǎn)。如果大皮帶輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則方絲離合簧被撥松而不能傳遞轉(zhuǎn)矩給脫水軸，所以脫水只能順時(shí)針單向轉(zhuǎn)動(dòng)。 洗衣機(jī)外箱體是洗衣機(jī)的盔甲， 很多洗衣機(jī)采用高分子聚合塑鋼材料作為

36、外箱體，不怕水，不腐爛，永不生銹，耐碰撞，防漏電，機(jī)身輕便，易于搬動(dòng)。特意添加的抗老化劑，令外箱體歷久彌新。有的采用剛?cè)嵯酀?jì)的不銹鋼做內(nèi)桶剛性，在于不銹鋼材質(zhì)表面分子結(jié)構(gòu)致密，空隙小，故可抗擊細(xì)菌等物質(zhì)的侵入和腐蝕，以達(dá)到抗菌，抑菌，耐腐蝕的作用。柔性，超級(jí)鏡面不銹鋼材料光滑柔細(xì)，即便是最嬌柔的面料也不會(huì)受到損傷。很多洗衣機(jī)內(nèi)桶完全采用世界一流的不銹鋼材料制成，擁有頂級(jí)的品質(zhì)保證。 2.2plc全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作原理 洗衣機(jī)的分類方法主要有三種：按自動(dòng)化程度分類，按洗滌方式分類，按結(jié)構(gòu)方式分類。1、按自動(dòng)化程度分類，洗衣機(jī)可分為普通型、半自動(dòng)型、全自動(dòng)型三大類。 目前大多是全自動(dòng)型洗衣機(jī)，它是

37、指洗滌、漂洗、脫水各個(gè)功能之間的轉(zhuǎn)換全部不用手工操作而能自動(dòng)進(jìn)行的洗衣機(jī)。這種洗衣機(jī)在選定的工作程序內(nèi)由機(jī)電式程序控制器或微電腦程序控制器適時(shí)發(fā)出各種指令，自動(dòng)完成各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，使整個(gè)洗衣過程自動(dòng)化。2、按結(jié)構(gòu)方式分類，洗衣機(jī)可分為單桶、雙桶、套桶三大類。（1） 單桶洗衣機(jī)。單桶洗衣機(jī)自動(dòng)化程度較低，多為簡(jiǎn)易型和普通型，少量的為半自動(dòng)型。其主要特點(diǎn)是占地面積小，價(jià)格便宜。（2） 雙桶洗衣機(jī)。雙桶洗衣機(jī)實(shí)際上就是單桶洗衣機(jī)和脫水機(jī)的組合。它的洗衣部分和甩干部分有各自的電動(dòng)機(jī)和定時(shí)器。雙桶洗衣機(jī)功能齊全，使用方便，操作簡(jiǎn)單，省水，省電，價(jià)格適宜，品種多樣。目前，我國(guó)雙桶波輪式洗衣機(jī)占主導(dǎo)地位

38、。雙桶洗衣機(jī)。脫水桶壁上設(shè)有許多小孔，甩干電動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在強(qiáng)大的離心力作用下，衣物水分被甩出，并順著排水管排出。（3） 套桶洗衣機(jī)。該洗衣機(jī)的特點(diǎn)是內(nèi)、外兩個(gè)立式容器套裝在同一個(gè)軸心上。波輪式套桶洗衣機(jī)多為全自動(dòng)型。因其離心桶的外徑小于盛水桶的內(nèi)徑，故將外桶和內(nèi)桶套裝在同一個(gè)軸心上，減少了占地面積。其外桶作為盛水容器，內(nèi)桶作為洗滌、漂洗、離心脫水用。常見的波輪式套桶洗衣機(jī)是單電機(jī)的，洗滌及脫水工作由離合器控制。洗滌時(shí)波輪轉(zhuǎn)動(dòng)而脫水桶不轉(zhuǎn)，脫水是波輪與脫水桶一齊旋轉(zhuǎn)。3、 按洗滌方式分類，洗衣機(jī)可分為波輪式、滾筒式等（1）波輪式洗衣機(jī)。波輪式洗衣機(jī)是將洗滌衣物浸泡在水中，靠波輪正、反方向的交替

39、轉(zhuǎn)動(dòng)或連續(xù)單方向的轉(zhuǎn)動(dòng)使衣物在水中不斷翻滾，而達(dá)到洗凈衣物的目的。主要特點(diǎn)是：洗滌能力強(qiáng)、洗滌時(shí)間短、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可調(diào)節(jié)水位、成本低、易維修、易操作。（2）滾筒式洗衣機(jī)。滾筒式洗衣機(jī)自動(dòng)化程度高，洗滌性能好，容量大，質(zhì)量高。二、進(jìn)水電磁閥 進(jìn)水電磁閥簡(jiǎn)稱進(jìn)水閥、注水閥。在全自動(dòng)洗衣機(jī)上，以內(nèi)功用進(jìn)水閥來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)注水和停止進(jìn)水。它和水位開關(guān)互相配合，對(duì)洗衣桶的水位高低進(jìn)行自動(dòng)控制。進(jìn)水閥是一種電磁閥，閥中心是鐵心，鐵心外為電磁線圈，線圈不通電時(shí)，在小彈簧的作用下鐵心被壓下，封住了橡膠閥上所裝的塑料盤中間的泄壓孔，這時(shí)書從加壓針孔進(jìn)入控制腔，使進(jìn)水腔和控制腔的水壓相等。由于橡膠閥上部的受壓面積大于下

40、部的受壓面積，所以橡膠閥被壓緊在閥座上起到了封閉作用。其封閉的可靠性是由鐵心所受的壓力決定的，鐵心的下端與泄壓孔接觸，鐵心的上端受壓面積大于下端的受壓面積，顯然水的壓力越大，鐵心對(duì)泄壓孔的封閉壓力越大，封閉越可靠。 當(dāng)線圈通電時(shí)，電磁力克服下彈簧的彈力將鐵心吸上，泄壓孔打開，由于泄壓孔大于加壓針孔，控制腔內(nèi)的水將很快流出，壓力降低，進(jìn)水腔為自來水壓，橡膠閥的下部壓力大于上部壓力，即被下部的水壓推開，閥即開啟注水。三、排水電磁閥 排水電磁閥是全自動(dòng)洗衣機(jī)特有的電器部件。它是一個(gè)受程控器控制的自動(dòng)排水開關(guān)。除了排水功能外，還控制著離合器的狀態(tài)（洗滌或脫水）。排水電磁閥由電磁鐵和排水閥兩部分組成，它

41、們是相互獨(dú)立的部件，兩者用排水閥連接起來，在連接板的右端以開口銷與電磁鐵動(dòng)鐵心連接，而左端鉤在排水閥的內(nèi)彈簧上。當(dāng)電磁鐵通電時(shí)，將動(dòng)鐵心往右拉，排水閥就呈打開狀態(tài)。此時(shí)盛水桶內(nèi)的洗滌液便能通過水道和閥門，從排水口流出機(jī)外。在連接板上還用螺栓固定著一個(gè)位置可調(diào)的定位套，在動(dòng)鐵心吸合的過程中，該定位套向右運(yùn)動(dòng)，撥動(dòng)了離合器上的制動(dòng)桿，為脫水做準(zhǔn)備。當(dāng)電磁鐵失電時(shí)，排水閥在自身彈簧作用下將鐵心拉出，排水閥關(guān)閉，洗衣機(jī)停止排水。同時(shí)，離合器上制動(dòng)桿靠制動(dòng)彈簧的作用恢復(fù)原位，為洗滌漂洗過程中波輪轉(zhuǎn)動(dòng)做好準(zhǔn)備。四、水位開關(guān) 水位開關(guān)也叫壓力開關(guān)，是一種氣壓式電觸點(diǎn)開關(guān)。它是利用洗衣桶內(nèi)水位高低不同所產(chǎn)生的

42、不同壓力，來控制進(jìn)水閥的開啟和關(guān)閉。此外，它還負(fù)責(zé)進(jìn)水與洗滌之間的轉(zhuǎn)換。水位開關(guān)由三部分組成：（1）壓力傳感部分由橡皮膜下部的氣室組成；（2）電氣開關(guān)部分由中間的一組觸點(diǎn)、簧片及開關(guān)小壓簧組成；（3）壓力控制部分包括上部的頂心、壓力彈簧以及調(diào)整壓力的凸輪、杠桿等。水位開關(guān)的氣室經(jīng)過軟管與洗衣機(jī)外桶連接起來。平時(shí)，橡皮膜處于平衡狀態(tài)，當(dāng)水注進(jìn)外桶后，水首先將貯氣室封閉起來，一部分的空氣來不及跑出而被封閉在貯氣室里。由于貯氣室與水位開關(guān)的氣室間用壓力軟管相連通，貯氣室的壓力也就與水位開關(guān)氣室的壓力相同，隨著外桶中水位的上升，貯氣室、壓力軟管和水位開關(guān)氣室間的空氣不斷的被壓縮，隨之壓強(qiáng)也成比例地上升

43、，這樣就把外桶中的水壓轉(zhuǎn)換成了空氣壓力，并作用在橡皮膜上。當(dāng)注水到了預(yù)定的水位時(shí)，氣室內(nèi)的壓力也升高到一定值。當(dāng)它足以克服壓力彈簧通過頂心作用加在動(dòng)簧片上的力時(shí)，就推動(dòng)動(dòng)簧片向上移動(dòng)。當(dāng)動(dòng)簧片移動(dòng)到預(yù)定位置后，開關(guān)下壓簧將推動(dòng)動(dòng)簧片彎到另一個(gè)方向，從而使動(dòng)簧片上的公共觸點(diǎn)與常閉觸點(diǎn)分離，而與常開觸點(diǎn)接觸，這樣就向程控器發(fā)出了“水位已到”的信號(hào)，由程控器來控制進(jìn)水電磁閥關(guān)閉，隨即進(jìn)入洗滌程序。當(dāng)完成個(gè)洗衣程序后，程控器向排水電磁鐵發(fā)出信號(hào)，排水閥開啟并排水。隨著水位的下降，氣室內(nèi)的壓力也逐漸減小，在壓力彈簧的作用下，頂心和橡皮膜逐漸下移，到了某有程度時(shí)動(dòng)簧片又彎向上方，常開與常閉觸點(diǎn)都恢復(fù)原位，

44、等待下一個(gè)進(jìn)水程序，此時(shí)水位開關(guān)雖然復(fù)位，但并不影響洗衣機(jī)繼續(xù)排水。旋轉(zhuǎn)凸輪使杠桿上下移動(dòng)，從而改變壓力彈簧的壓縮程度。如果壓力彈簧的壓縮長(zhǎng)度大，則壓力大氣室內(nèi)的壓力要高一些才能將動(dòng)簧片推到預(yù)定位置，以次達(dá)到控制水位的目的。五、離合器 減速離合器就是全自動(dòng)洗衣機(jī)中完成降速并傳遞扭矩的部件。目前大多數(shù)洗衣機(jī)采用減速離合器。它有4根軸：（1）洗滌輸入軸；（2）下半軸；（3）中半軸；（4）洗滌輸出軸。全自動(dòng)洗衣機(jī)在洗滌、排水和脫水之間是自動(dòng)轉(zhuǎn)換的，這些轉(zhuǎn)換由排水電磁閥和制動(dòng)桿來控制。當(dāng)排水電磁鐵吸合時(shí)，定位套就向上運(yùn)動(dòng)一段距離，使得制動(dòng)桿克服制動(dòng)彈簧的作用力被推向上方，制動(dòng)彈簧的中心軸做逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)

45、動(dòng)，連接在制動(dòng)桿另一端的剎車帶被迫向下移動(dòng)，與脫水軸上的剎車盤產(chǎn)生間隙，脫水軸因此失去控制，也就可以順利的進(jìn)行脫水轉(zhuǎn)動(dòng)了。同時(shí)，制動(dòng)桿將棘爪撥叉上的調(diào)節(jié)螺釘頂向上方，也就使撥叉克服彈簧的壓力，饒彈簧的中心軸做順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，于是棘爪抬起，放松了對(duì)棘輪的限制，這樣被棘輪扭轉(zhuǎn)一個(gè)小角度的方絲離合簧雜自身彈力的作用下恢復(fù)原來的位置，抱緊離合套。當(dāng)大皮帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以產(chǎn)生巨大的摩擦力，使離合套和下半軸（脫水軸）聯(lián)為一體，脫水工作就可以順利進(jìn)行了。第三章plc全自動(dòng)洗衣機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1實(shí)物示意圖及動(dòng)作流程1）全自動(dòng)洗衣機(jī)的實(shí)物示意圖如下圖3-1所示。 圖3-1 自動(dòng)洗衣機(jī)示意圖2）

46、全自動(dòng)洗衣機(jī)的動(dòng)作介紹：全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩水）用。內(nèi)桶的四周有很多小孔，使內(nèi)外桶的水流相通。該洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位開關(guān)分別用來檢測(cè)高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)

47、警。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。3）設(shè)備功能和工作流程介紹該洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí)，通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)波盤正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)行甩干。高、低水位開關(guān)分別用來檢測(cè)高、低水位。啟動(dòng)按鈕用來啟動(dòng)洗衣機(jī)工作。停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)停止進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。plc投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好啟動(dòng)。 按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開關(guān)，開始進(jìn)水，水滿(至高

48、低水位)時(shí)停止進(jìn)水,2秒后開始洗滌。洗滌時(shí)正轉(zhuǎn)15秒后暫停，暫停3秒后開始反轉(zhuǎn)洗滌，反轉(zhuǎn)洗滌15秒后暫停，暫停3秒。循環(huán)3次，總共180秒后開始排水，排空后（水降到低位）開始脫水并繼續(xù)排水。脫水10秒即完成一次從進(jìn)水到脫水的工作循環(huán)過程。若完成了3次大循環(huán)，則進(jìn)行洗報(bào)警10秒結(jié)束全部過程，自動(dòng)停機(jī)。 此外按排水按鈕可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)排水。3.2plc全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)方案1）電動(dòng)機(jī)的選擇1、 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速優(yōu)點(diǎn)直流電動(dòng)機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)是能在很大的范圍內(nèi)具有平滑，平穩(wěn)的調(diào)速性能。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的主要技術(shù)指標(biāo)是：調(diào)速范圍d和負(fù)載變化時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)速的影響即靜差率，以及調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載性質(zhì)等。調(diào)速范圍是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械工藝要求

49、提出的，例如龍門刨床主拖動(dòng)要求d=1030；螺紋磨床要求d=2060。 靜差率就是表示在負(fù)載變化時(shí)拖動(dòng)裝置轉(zhuǎn)速降落的程度。靜差率越小，表示轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性越好，對(duì)生產(chǎn)機(jī)械，如機(jī)床加工的零件，其加工的精度及表面光潔度就于高。調(diào)速指標(biāo)中，靜差率的值要求在規(guī)定的范圍內(nèi)，即在最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之間的任何轉(zhuǎn)速都要滿足。顯然這就限制了某一調(diào)速方法的范圍。反過來說，即只有滿足靜差率的調(diào)速范圍還是有效的。通常生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載與轉(zhuǎn)速之間有一定的關(guān)系，如起重機(jī)械，機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)及某些精加工機(jī)床的主傳動(dòng)等，都可看成是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，也就是說這些機(jī)構(gòu)在不同的速度下運(yùn)行時(shí)，其負(fù)載轉(zhuǎn)矩基本上保持不變。而車床主軸傳動(dòng)等則往往要求在負(fù)載

50、功率不變的情況下調(diào)整轉(zhuǎn)速，即在低速下切削量往往較大，負(fù)載力矩較大，因而要保持負(fù)載功率基本不變，在電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，最好能符合這些不同的負(fù)載特性，而直流電動(dòng)機(jī)卻正好具有恒功率和恒轉(zhuǎn)矩的調(diào)速方式，故可根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求選擇不同的調(diào)速方法。2、 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法根據(jù)直流電動(dòng)機(jī)原理可知，直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：式中，電樞回路的電源電壓；電樞電流；電樞繞組；電樞回路串接電阻；由電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)決定的電動(dòng)勢(shì)常數(shù)； 電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁磁通。由上式可以看出，調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方法有三種：（） 電樞回路串電阻；（） 改變勵(lì)磁電流；（） 改變電樞回路的電源電壓；2）plc控制方案1.實(shí)時(shí)性（1）由于控制器產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)是基于控制

51、為前提，信號(hào)處理時(shí)間短，速度快。（2）基于信號(hào)處理和程序運(yùn)行的速度，plc經(jīng)常用于處理工業(yè)控制裝置的安全聯(lián)鎖保護(hù)。（3）更能滿足各個(gè)領(lǐng)域大、中、小型工業(yè)控制項(xiàng)目。2.高可靠性（4）所有的i/o輸入輸出信號(hào)均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與控制器內(nèi)部電路之間電氣上隔離。（5）各輸入端均采用r-c濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為1020ms。（6）各模塊均采用屏蔽措施，以防止噪聲干擾。（7）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。（8）對(duì)采用的元器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。（9）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，cpu立即采取有效措施，以防止故障擴(kuò)大。大型控制器還可以采用由雙cpu構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三cp

52、u構(gòu)成表決系統(tǒng),以及實(shí)現(xiàn)電源模塊冗余、io模塊冗余，使可靠性更進(jìn)一步提高。3.系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單靈活（1）控制器 產(chǎn)品種類繁多，規(guī)?？煞执?、中、小等。（2）i/o卡件種類豐富，可根據(jù)自控工程實(shí)現(xiàn)功能要求不同，而進(jìn)行不同的配置。（3）滿足控制工程需要前提下，i/o卡件可靈活組合。4.豐富的i/o卡件控制器針對(duì)不同的工業(yè)自控工程的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等,有相應(yīng)的i/o模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥等直接連接。 另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對(duì)話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，

53、它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。5.控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型控制器以外，絕大多數(shù)控制器均采用模塊化結(jié)構(gòu)?？刂破鞯母鱾€(gè)部件，包括cpu，電源，i/o等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。6.價(jià)格優(yōu)勢(shì)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，性價(jià)比高。7.安裝簡(jiǎn)單，維修方便可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與plc相應(yīng)的i/o端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。8.控

54、制器實(shí)現(xiàn)的功能邏輯控制.定時(shí)控制計(jì)數(shù)控制.順序控制pid控制.數(shù)據(jù)計(jì)算通訊和聯(lián)網(wǎng)其它：還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，crt模塊3）保護(hù)措施1、過載保護(hù)電氣線路中允許連續(xù)通過而不至于使電線過熱的電流量，稱為安全載流量或安全電流。如導(dǎo)線流過的電流超過了安全載流量，就叫導(dǎo)線過載。一般導(dǎo)線最高允許工作溫度為65c。過載時(shí)，溫度超過該溫度，會(huì)使絕緣迅速老化甚至于線路燃燒。 發(fā)生過載的主要原因有導(dǎo)線截面選擇不當(dāng)，實(shí)際負(fù)載已超過了導(dǎo)線的安全電流；在線路中接入了過多的大功率設(shè)備，超過了配電線路的負(fù)載能力。 熱繼電器是比較理想的自動(dòng)過載保護(hù)的設(shè)備，在工業(yè)應(yīng)用中一般，都用熱繼電器來做過載保護(hù)。2、失壓保護(hù)失壓保護(hù)是指電動(dòng)機(jī)在供電電源中斷后，能自動(dòng)切斷總控制電路，以防止電源恢復(fù)供電后，電動(dòng)機(jī)在無人操作的情況下自動(dòng)起動(dòng)而造成事故。3、過流保護(hù)用保護(hù)器的常閉觸點(diǎn)動(dòng)作實(shí)行保護(hù) 這就是要求保護(hù)器在主回路不工作和正常工作時(shí)執(zhí)行繼電器不動(dòng)作，而在電機(jī)起動(dòng)和工作中發(fā)生故障時(shí)動(dòng)作。這樣的保護(hù)器適宜于與計(jì)算機(jī)輸出和邏輯群控電路、多速及正反轉(zhuǎn)電機(jī)以及與各種主開關(guān)接口，使用無局限性。4）指示1發(fā)光二極管led長(zhǎng)處有三點(diǎn)：一是壽命長(zhǎng)、耗能低之，應(yīng)用非常靈活，可以做成點(diǎn)、線、面各種形式的輕