基于PLC的全自动洗衣机的设计

兰州职业技术学院毕业设计摘要随着社会的经济的发展和科学技术水平的提高，家庭电器全自动化成为必然的发展趋势。全自动洗衣机的生产极大的方便了人们的生活。全自动洗衣机综合运用了大量力学、电学、光学等知识。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。本次课程设计就PLC在全自动洗衣机的控制系统中的应用做了详细的介绍。实现洗衣机由进水、洗涤、排水、脱水、报警到自动停止的循环过程。设计了相应的程序，结合相应的硬件系统，并通过三菱FX2N系列PLC仿真系统模拟出全自动洗衣机的运行过程。关键词：全自动洗衣机可编程控制器控制程序兰州职业技术学院毕业设计-1-目录1概述.............................................................................................................................-2-1.1洗衣机的工作原理..............................................................................................-2-1.2全自动洗衣机......................................................................................................-2-1.2洗衣机的智能化...................................................................................................-2-2设计目的及其设计要求.............................................................................................-4-2.1工艺要求及动作流程..........................................................................................-4-2.2控制要求..............................................................................................................-4-2.3设计任务..............................................................................................................-5-3PLC控制系统方案设计............................................................................................-6-3.1PLC控制系统设计的基本原则..........................................................................-6-3.2PLC的选型..........................................................................................................-6-3.2.1控制功能....................................................................................................-6-3.2.1I/O模块及点数..........................................................................................-7-3.2.2PLC输出类型选择....................................................................................-7-3.3电机拖动..............................................................................................................-8-3.4指示/显示方式选择............................................................................................-9-3.5保护措施..............................................................................................................-9-4电路与系统设计.......................................................................................................-11-4.1主电路设计.........................................................................................................-11-4.1.1控制电机主电路......................................................................................-11-4.1.2PLC控制电路设计..................................................................................-12-4.3全自动洗衣机控制系统程序设计调试............................................................-13-4.3.1编程软件..................................................................................................-13-4.3.2程序步骤说明..........................................................................................-13-4.3.3程序清单..................................................................................................-18-5课程设计总结.............................................................................................................-21-参考文献.........................................................................................................................-22-致谢.................................................................................................................................-23-附录.................................................................................................................................-23-兰州职业技术学院毕业设计-2-1概述1.1洗衣机的工作原理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。1.2全自动洗衣机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。1.2洗衣机的智能化智能型模糊控制的全自动洗衣机还可以自动判断水温、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。当洗衣桶内衣物的多少和质地不同，而注入水使其达到相同的水位时，其总重量是不同的。利用这一点，通过对洗衣电动机低速转动后的惯性测量，可以判断衣质和衣量。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，洗衣兰州职业技术学院毕业设计-3-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，自动停止脱水运转兰州职业技术学院毕业设计-4-2设计目的及其设计要求2.1工艺要求及动作流程洗衣机的应用现在比较普遍。全自动洗衣机的实物示意图如下图1所示。进水口启动按钮停止按钮排水按钮控制器高水位开关低水位开关排水口内桶外桶波盘洗涤电机图1自动洗衣机示意图全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。内桶可以旋转，作脱水（甩水）用。内桶的