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毕设论文--于基plc的全自动洗衣机控制.doc
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1
毕
论
业
文
2
介绍
本次设计基于 PLC 的全自动洗衣机控制,本文的课 题 源 于 市 场 上 洗 衣 机 产品。 采 用 PLC
控 制 开 发 的 周 期 短 , 开 发 成 本 低 , 可 以 直 接 用 于 工 业 现 场 控 制 。 PLC 控 制 具 有 实 时 性 、 信 号
处理 时 间 短、速度快 、更能 满 足各 个 领 域大、中、小型 工 业 控制 项 目 ,可靠 性高 ,丰富 的 I/O
卡 件 , 质 优 价 廉 , 性 价 比 高 , 安 装 简 单 , 维 修 方 便 , PLC 控 制 能 在 高 粉 尘 、 高 噪 声 、 强 电 磁
干扰 和 温 度变化 剧 烈 的环 境 下 正 常工 作 。 因为它 是 整 体模块 , 集 中了 驱 动 电路、 检 测 电路和
保护 电 路 以及通 讯 联 网功 能 , 所 以在 使 用 中,硬 件 相 对简单 , 编 程语 言 也 相对简 单 , 并且测
试容 易 , 维修方 便 , 更可 以 提 高 控制 系 统 设计的 灵 活 性及控 制 系 统的 可 靠 性。本 设 计 以操作
简单 、 使 用可靠 、 维 护修 理 方 便 作为 主 要 设计方 向 。
世界 上 第 一台洗 衣 机 于 1858 年 诞生 ,但这 台 洗 衣机使 用 费 力,且 损伤 衣 服 ,因而 没被广
泛 使 用 , 但 这 却 标 志 了 用 机 器 洗 衣 的 开 端 。 1874 年 ,“ 手 洗 时 代 ” 受 到 了 前 所 未 有 的 挑 战 ,
美国 人 发 明了木 制 手 摇洗 衣 机 。 1880 年, 美 国 发明 了 蒸 气 洗衣 机 , 蒸气动 力 开 始取 代 人 力 。
蒸汽 洗 衣 机之后 ,水 力洗 衣 机 、内燃 机 洗 衣机也 相 继 出现。1910 年 ,美国 试 制 成功世 界 上 第
一台 电 动 洗衣机 ,电 动洗 衣 机 的 问世 ,标 志着人 类 家 务劳动 自 动 化的 开 端 。1922 年,美 国 改
造了 洗 衣 机的洗 涤 结 构, 把 拖 动 式改 为 搅 拌式, 使 洗 衣机的 结 构 固定 下 来 ,这也 就 是 第一台
搅拌 式 洗 衣机的 诞 生 。1932 年,美国 研 制 成功 第 一 台前装 式 滚 筒洗衣 机 。1955 年,在引 进 英
国喷 流 式 洗衣机 的 基 础之 上 , 日 本研 制 出 独具风 格 、 并流行 至 今 的波 轮 式 洗衣机 。
全自 动 洗 衣机从 结 构 上分 有 波 轮 式、搅拌式 、滚筒 式 。目前 ,国 内市 场 上 销 售的 大 都 是波
轮 式 和 滚 筒 式 , 供 应 最 多 的 是 波 轮 式 洗 衣 机 。 波 轮 式 洗 衣 机 的 特 点 是 洗 净 率 高 ,但 对 衣 服 的
磨损 很 大 ,随着 人 们 生 活水 平 不 断 地提 高 , 丝绸、 毛 料 、羊 毛 等 大 量走 进 普 通 家庭 ,厂 商 又适
时地 推 出 了滚筒 洗 衣 机,它 最 大 的 优点 是 磨 损率小 ,但 洗 净率比 波 轮 式低 、 价 格 高。
洗衣机 产 品 可 以 分 三 类 : 普 通 型 、 半 自 动 型 和 全 自 动 型 。 普 通 型 和半自动型 洗 衣 机 , 都
需要 人 为 参与操 作 ,才能 完 成 洗衣 、甩 干、排水 全 过程;而全自 动 洗 衣机 在 整 个 洗涤 、甩 干、
排水 过 程 中,无 需 人 为操 作 和 监 控。
国内外 洗 衣 机 品 牌 有 海 尔 、 小 天 鹅 、 荣 事 达 、 松 下 、 惠 而 浦 水 仙 、LG、 熊 猫 、 西 门子、
日立 。
本课题 主 要 着 重 于 全 自 动 洗 衣 机 的 控 制 , 要 求 洗 衣 机 能 实 现 进 水 、洗涤、排 水 、 脱 水 、
报警 , 所 采用的 控 制 方法 操 作 简 单、 稳 定 可靠、 维 护 与维修 方 便 。控 制 方 法确定 后 投 入生产
要缩 短 控 制系统 的 设 计的 时 间 和 调试 周 期 ,且要 降 低 成本。
传统 的 洗 衣机采 用 继 电器 控 制 的 优点 是 装 置结构 简 单 、价格 便 宜 、抗 干 扰 能力强 。 但 是,
这也 是 随 之带来 的 一 些问 题 ,如绝 大 多 数控 制 继 电 器都 是 长 期 磨损 和 疲 劳工作 条 件 下进 行 的 ,
容易 损 坏 ,而且 继 电 器的 触 点 容 易产 生 电 弧 ,甚至 会 熔 在一 起 产 生误操 作 ,引起严 重 的 后果 。
在全 负 荷 运载的 情 况 下, 大 的 继 电器 将 产 生大量 的 热 及噪声 , 同 时也 消 耗 了大量 的 电 能。并
且继 电 器 控制系 统 必 须是 手 工 接 线、 安 装 ,如果 有 简 单的改 动 , 也需 要 花 费大量 时 间 及人力
3
和物 力 去 改制、 安 装 和调 试 。 这 种电 路 接 线多, 只 适 用于小 型 的 控制 电 路 。
采用 PLC 控制 比 继电器 控 制 好的 多 , 我 们采 用 PLC 来 控 制 。
(1) 可 靠 性高, 抗干扰 能 力 强, 高 可靠 性 是 电 气控 制 设 备的关 键 性 能。 PLC 由于采 用 现
代大 规 模 集成电 路 技 术, 采 用 严 格的 生 产 工艺制 造 , 内部电 路 采 取了 先 进 的抗干 扰 技 术,具
有很 高 的 可靠性 。
(2) 配 套 齐全,功 能 完 善,适用 性 强 PLC 发 展 到今 天 ,已 经 形成 了 大 、中 、小各 种 规 模
的系 列 化 产品。 可 以 用于 各 种 规 模的 工 业 控制场 合 。
(3) 易 学 易用,深受 工 程技 术 人 员欢迎 PLC 作为 通 用工业 控 制 计算 机 ,是面 向工 矿 企 业
的工 控 设 备。
(4) 系 统 的设计 、建造 工 作 量 小、维 护 方便 、容易改 造 ,PLC 用存 储 逻辑代 替 接 线逻 辑 ,
大大 减 少 了控制 设 备 外部 的 接 线 ,使 控 制 系统设 计 及 建造的 周 期 大为 缩 短 ,同时 维 护 也变得
容易 起 来 。更重 要 的 是使 同 一 设 备经 过 改 变程序 改 变 生产过 程 成 为可 能 。 这很适 合 多 品种、
小批 量 的 生产场 合 。
(5) 体 积 小,重量 轻 ,能 耗低,由 于 体 积小很 容 易 装入 机 械 内 部,是 实 现 机 电一 体 化 的
理想 控 制 设备。
1 全自动洗衣机结构设计与方案选择
1.1 洗衣机的分类及工作原理
(1) 按 结 构形式 分 : 单桶、 双 桶 、多 桶 型 。
(2) 按 洗 涤方式 / 结 构原理 分 :
① .滚筒 式 洗 衣 机 : 衣 物 半 浸 没 于 水 中 , 滚 筒 作 有 规 律 的 间 歇 的 正 反 转 动 , 滚 筒 内 凸 筋
把衣 物 带 至高处 再 跌 下, 起 揉 搓 作用 , 进 行洗涤 。
类型 : 前 装式滚 筒 洗 衣机 .顶 装 式 滚筒 洗 衣 机。
②. 波 轮 式(涡 卷 式 )洗 衣 机 ( 也称 日 本 式洗衣 机 ):
优 点 : 结 构 简 单 , 体 积 小 , 重 量 轻 , 操作 方 便 , 耗 电 量 少 , 洗 净 率 高 。 缺 点 :
漂洗 衣 物 不均匀 , 损 衣率 高 。
③. 搅 拌 式或摆 动 ( 叶) 式 洗 衣 机:
洗衣 机 有 一根主 柱 ,由电 动 机 带动摆 动 叶 绕定 轴 作 周 期往 复 运 动,每次 转 动角 度 小 于 360
度。
④. 其 他 :喷流 式 、 喷射 式 、 振 动式 等 , 市场上 比 较 少见。
(3) 按 自 动化 程 度 分 :
①. 普 通 型洗衣 机 :
搅拌 动 作 为电动 机 带 动正 转 、反 转及停 止 定 时器 控 制 ,而进 水 、排 水、脱水 等 完 全手 动 。
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②. 半 自 动型洗 衣 机 :
(1) 半 自 动单 筒 型 : 洗涤 、 漂 洗 、进 出 水 均自动 按 设 定程 序 与 时 间进 行 , 没 有脱
停机 开 关 、贮水 开 关 、漂 洗 选 择 开关 、 洗 涤选择 开 关 等组成 。 工 作原 理 : 通过各 种 开 关
组成 控 制 电路, 来 控 制电 动 机 、 进水 阀 、 排水电 磁 铁 及蜂鸣 器 的 电压 输 出 ,使洗 衣 机 实现程
序运 转 。 特点:
(1)、 波轮 式 洗 衣 机:
洗衣 特 点 :微电 脑 控 制洗 衣 及 甩 干功 能 、 省时省 力 。 缺点: 耗 电 、耗 水 、 衣物易 缠 绕 、
清洁 性 不 佳。适 合 洗 涤衣 物 : 除 需要 特 别 洗涤之 外 的 所有衣 物 。 波轮 式 洗 衣机流 行 于 日本、
中国 、 东 南亚等 地 。
(2)、 滚筒 式 洗 衣 机:
洗衣 特 点:微电 脑 控制所 有 功 能、 衣 物 无 缠绕 。 最 不 会损 耗 衣 物的方 式 。 缺点:耗时,
时间 是 普 通的几 倍 , 而且 一 旦 关 上门 , 洗 衣过程 中 无 法打开 , 洁 净力 不 强 。适合 洗 涤 衣物:
羊毛 、羊绒 以 及丝 绸 、纯毛 类 织物 。流行 于 欧洲、南美 等 主 要穿 毛 、绵为 主 的地 区 ,几乎 100
%的 家 庭 使用的 都 是 滚筒 洗 衣 机 。优 点 : 全面的 洗 涤 能力鹤 立 鸡 群。 因 为 衣物在 洗 涤 过程中
不缠 绕 、 洗涤均 匀 、 磨损 小 , 所 以就 连 羊 绒、羊 毛 、 真丝衣 物 也 能在 机 内 洗涤, 做 到 真正的
全面 洗 涤 性能。 可 以 利用 加 热 激 活洗 衣 粉 中的活 性 酶 ,充分 发 挥 出洗 衣 粉 的去污 效 能 。由于
用水 量 较 小,可 以 在 桶内 形 成 高 浓度 洗 衣 液,在 节 水 的情况 下 带 来理 想 的 洗衣效 果 。 这种发
源于 欧 洲 的洗衣 机 是 模仿 棒 锤 击 打衣 物 原 理设计 , 利 用电动 机 的 机械 做 功 使滚筒 旋 转 ,衣物
在滚 筒 中 不断地 被 提 升摔 下 , 再 提升 再 摔 下,做 重 复 运动, 加 上 洗衣 粉 和 水的共 同 作 用使衣
物洗 涤 干 净。滚 筒 洗 衣机 的 发 展 最为 成 熟 ,多年 来 在 结构上 没 有 多少 变 化 ,基本 是 不 锈钢内
桶, 机 械 程序控 制 器 ,经 过 磷 化 、电 泳 、 喷涂三 重 保 护的外 壳 , 和两 块 笨 重的水 泥 块 用于平
衡滚 筒 旋 转 时 产生 的 巨 大 离 心 力, 由 于 用 料 比波轮 洗 衣 机 好 ,所 以 寿 命 一 般 在 15-20 年 ,而
以塑 料 件 为主的 波 轮 寿命 一 般 只 有 8-10 年左右 。
(3)、 搅拌 式 洗 衣 机:
洗衣 特 点 : 衣 物洁净 力 最 强 , 省洗衣 粉 搅 拌 式 洗衣机 。 缺 点 : 喜欢 缠 绕 相 比 前 两种 方
式损 坏 性 加大,噪音 最 大 。适合 洗涤 衣 物:除需 要 特 别洗 涤 之 外 的所 有 衣 物 。北 美 普 遍使用 。
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