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1、1 引言 1.2 全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)總體控制方案確定3.2.1 控制系統(tǒng)的比擬錯(cuò)誤!.未定義書簽。.洗衣機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)概述3PLC 的設(shè)計(jì)步驟4全自動洗衣機(jī)的根本構(gòu)造6全自動洗衣機(jī)的原理和構(gòu)造 6洗滌脫水系統(tǒng) 9排水和進(jìn)水系統(tǒng) 8 TOC o 1-5 h z 電動機(jī)及傳動系統(tǒng)10電氣控制系統(tǒng)11控制系統(tǒng)構(gòu)造11控制系統(tǒng)原理 10檢測電路系統(tǒng) 13主要器件的選擇15電動機(jī)的選擇 15傳感器的選擇 15可編程控制器外部設(shè)計(jì) 17軟件設(shè)計(jì) 19系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計(jì) 19全自動洗衣機(jī)的控制要求 20控制系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)法21控制系統(tǒng)的跳轉(zhuǎn)指令法20調(diào)試過程 237 心得與體會238 參考文獻(xiàn)
2、261 引言從古到今,洗衣服都是一項(xiàng)難于逃避的家務(wù)勞動,在洗衣機(jī)出現(xiàn)以前,這項(xiàng)勞動并不像田園詩描繪的那樣充滿樂趣、手搓、腳踩、棒擊、沖刷、摔打。這些不斷重復(fù)的簡單的體力勞動,留給人的感受常常是辛苦勞累。1874年,“手洗時(shí)代受到了前所未有的挑戰(zhàn)一一美國人比爾布萊克斯 創(chuàng)造了木制手搖洗衣機(jī)。1880 年,美國又出現(xiàn)了蒸汽洗衣機(jī),蒸汽動力開場取代人力。之后,水力洗衣機(jī),燃機(jī)洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。1911 年,美國試制成功世界上第一臺電動洗衣機(jī),標(biāo)志著人類家務(wù)勞動自動化的開端。1922 年,電動洗衣機(jī)迎來一種嶄新的洗衣方式攪拌式。攪拌式洗衣機(jī)由美國瑪依塔格公司研制成功。70 年代后期,微電腦控制的全自動
3、洗衣機(jī)出現(xiàn)引領(lǐng)新的開展方向,讓人耳目一新。90 年代,由于電動機(jī)調(diào)速技術(shù)的提高,洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了較寬圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié),誕生了許多新水流洗衣機(jī)。全自動洗衣機(jī)其特點(diǎn)是能自動完成洗滌,漂洗和脫水的轉(zhuǎn)換,整個(gè)過程不需要人工操作。這類洗衣機(jī)均采用套筒式構(gòu)造,其進(jìn)水,排水都采用電磁閥,由程序控制器按人們預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序不斷發(fā)出指令,驅(qū)動各執(zhí)行器件動作,整個(gè)洗衣過程自動完成。所用的程序控制器可分為電動機(jī)驅(qū)動式和單片機(jī)式。從控制方 式的開展階段上分:全自動洗衣機(jī)可分為兩大類:第一類電動控制洗衣機(jī),它的程序控制器由電動元件組成。第二類是電腦控制洗衣機(jī),它的程序控制器由微型計(jì)算機(jī)組成。電動控制全自動洗衣機(jī)是較早出現(xiàn)
4、的自動控制類家用電器, 其產(chǎn)品類型還屬于傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品,是自動控制的初級階段。隨著計(jì)算機(jī)的及微電子技術(shù)的開展,自動控制系統(tǒng)正在逐步實(shí)現(xiàn)硬件化。因此,電動控制洗衣機(jī)將逐步退出家電舞臺??删幊炭刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng), 專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器, 用來在其部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令, 并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出 , 控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程. 可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備, 都應(yīng)按易于與各種控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)大其功能的原那么設(shè)計(jì)。全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)總體控制方案確定控制系統(tǒng)的比擬PLC 系統(tǒng)的特點(diǎn):1可靠性高,
5、 PLC 作為一種通用的工業(yè)控制器,它必須能夠在各種不同的工作環(huán)境中正常工作。對工作的環(huán)境要求較低,抗外部干擾能力強(qiáng),平均無故障時(shí)間長。2 使用方便靈活,PLC 采用了根本單元擴(kuò)展或者是模塊化的構(gòu)造形式,因此,輸入 / 輸出信號的數(shù)量,形式,驅(qū)動能力等都可以根據(jù)實(shí)際控制要求進(jìn)展選擇與確定,而且在需要時(shí)可以隨時(shí)更換,近年來, PLC 的特殊模塊增多這些可以滿足不同的控制要求,使PLC 的使用更加靈活與多變。3編程簡單,PLC 的優(yōu)越性主要表達(dá)在它采用了獨(dú)特的,多種面向廣闊工程設(shè)計(jì)人員的編程語言,如指令表,梯形圖,邏輯功能圖,順序功能圖等,程序簡潔,明了適合各類技術(shù)人員的傳統(tǒng)習(xí)慣,即使是沒有計(jì)算機(jī)
6、知識的人員也很統(tǒng)一掌握,特別是梯形圖與邏輯功能圖,形象直觀,動態(tài)監(jiān)測效果逼真,且與計(jì)算機(jī)控制容易。單片機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn):1要求環(huán)境,單片機(jī)對環(huán)境的適應(yīng)能力較低,可靠性差。2編程和PLC相比難以學(xué)習(xí),主要是單片機(jī)采用匯編語言或者是C語言,這些高級語言和 PLC 語言相比,難以學(xué)習(xí)。3功能單一只具有使用中所需要的功能。但是,它構(gòu)造簡單,處理速度快。洗衣機(jī)的PLC控制系統(tǒng)概述全自動洗衣機(jī)采用 PLC 控制系統(tǒng)將大大提高工作效率,和適應(yīng)工作環(huán)境的能力。在全自動洗衣機(jī)中,洗衣機(jī)洗滌、脫水程序是由單片機(jī)為中心控制系統(tǒng)工作的。首先由于單片機(jī)的指令系統(tǒng)相對復(fù)雜,編寫洗滌、脫水程序相對復(fù)雜;其次,在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件
7、時(shí)要有多種電路保護(hù)裝置,如電流保護(hù)、電壓保護(hù)、過載保護(hù)、過熱保護(hù)及欠壓保護(hù)等等這樣增加了硬件的復(fù)雜性,隱含較高的故障率無形地增加了維修本錢費(fèi)用,在各種控制系統(tǒng)中廣泛運(yùn)用的 PLC 能克制單片機(jī)的缺點(diǎn)。它是整體模塊,集中了驅(qū)動電路、檢測電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運(yùn)用中,硬件也相對簡單,提高控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語言也相對簡單。典型的 PLC 控制系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖 1 所示:TI型攆A圖1 PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖PLC的設(shè)計(jì)步驟開發(fā)應(yīng)用PLC的設(shè)計(jì)任務(wù)分為硬件和軟件設(shè)計(jì)兩局部。硬件設(shè)計(jì)主要包括1確定安排PLC的輸入、輸出點(diǎn);2設(shè)計(jì)外圍電路,包括主電路;3選購PLC并
8、進(jìn)展現(xiàn)場安裝接線等容;軟件設(shè)計(jì),大多數(shù)用梯形圖和指令程序,主要包括:1設(shè)計(jì)控制流程,根據(jù)工藝要求先畫出工作循環(huán),如有必要再畫詳細(xì)的狀態(tài)流程圖;2根據(jù)工作循環(huán)圖,畫出虛擬的電路圖繼電器梯形圖;按梯形圖編寫指令程序表;3系統(tǒng)調(diào)試:根據(jù)設(shè)計(jì)要求,對程序進(jìn)展調(diào)試和修改,必要時(shí)還可對硬件進(jìn)展修改,直到滿足要求;在電腦控制的全自動洗衣機(jī)中,又存在著兩種不同的控制方式,即程序控制和模糊控制。由于控制方式的不同,兩種洗衣機(jī)在構(gòu)造和原理上都有很大的區(qū)別。程序控制洗衣機(jī)以洗衣機(jī)生產(chǎn)廠家設(shè)定的數(shù)十種操作程序?yàn)楦?,用戶在使用時(shí)可根據(jù)洗衣量,布質(zhì)的輕重以及衣物的臟污程度性質(zhì)等因素,選擇不同的洗衣程序。程序控制全自動洗
9、衣機(jī)的控制按鈕很多,對程序的選擇需要有一定的洗衣經(jīng)歷。模糊控制洗衣機(jī)以其部設(shè)置的各種傳感器為信息采集源 , 對傳感器傳回的洗衣量,衣物布質(zhì),臟污程度以及臟污性質(zhì)信息進(jìn)展模糊邏輯推理,從而自動設(shè)置相應(yīng)的洗滌參數(shù),并對洗衣的全過程進(jìn)展實(shí)時(shí)的檢測與控制。模糊控制全自動洗衣機(jī)的洗衣按鈕只有很少幾個(gè)。從控制類型上來說,模糊控制屬于智能控制,是自動控制的較高形式,代表著自動控制的開展方向。但是,受自動控制水平的限制,目前的模糊控制洗衣機(jī)還不能實(shí)現(xiàn)全功能上的模糊控制,另外由于使用了各種傳感器和模糊邏輯控制器,使模糊控制洗衣機(jī)的本錢遠(yuǎn)高于程序控制洗衣機(jī)。故一般不采用。全自動洗衣機(jī)的根本構(gòu)造全自動洗衣機(jī)的原理和
10、構(gòu)造全自動洗衣機(jī)在構(gòu)造上大致可分為 3 中類型,即波輪式,滾筒式和攪拌式。我國的洗衣機(jī)在構(gòu)造上主要有波輪式和滾筒式兩類,產(chǎn)品的類型以波輪式為主,其他類型為輔。首先做一下比擬:滾筒式洗衣機(jī)具有如下性能:1更好的軟化衣物纖維,減小洗滌過程中衣物的損傷和變形,并且還可以使洗后的衣物柔軟而蓬松。2提高溫度來洗滌可充分溶解洗衣粉,加快洗衣粉中弱酸性物質(zhì)與污物的化學(xué)反響速度,提高洗衣粉中酶的活性,同時(shí)有利于溶解汗?jié)n,血漬,降低灰塵,油污的粘附作用,從而可在同樣的洗凈比下大幅度降低洗滌過程對機(jī)械力的需求。(3溫度高有利于污物在水中的擴(kuò)散。(4高溫能有效的殺死一些細(xì)菌。沒有加溫的洗滌的波輪式洗衣機(jī)無論怎樣的水
11、流,要到達(dá)一定的洗凈比,都必須有足夠的機(jī)械力,而機(jī)械力對衣物是由損傷的,這就決定了波輪式洗衣機(jī)的磨損率大大高于滾筒式洗衣機(jī)。各種新水流根本原理是一樣的,就是盡量以紊亂的水流減小衣物的纏繞,增大水流的沖刷力以用于洗滌, 與以前依靠衣物與桶壁和衣物相互之間的摩擦方式相比,水流沖刷對衣物的損傷較小。滾筒式洗衣機(jī)有如下特點(diǎn):(1磨損低,沒有纏繞,機(jī)械傳動局部簡單可靠,壽命長于波輪式洗衣機(jī)。 2自動化程度高,可以自動投放洗衣粉,漂白粉等,為不同質(zhì)地的棉制品,化纖制品,羊毛制品設(shè)計(jì)了不同的洗滌程序和洗滌溫度,使洗滌更為科學(xué)。設(shè)有防皺浸泡功能,可將洗好的衣物浸泡在清水里,到晾曬前再甩干,防止衣物甩干后不能及
12、時(shí)取出晾曬而起皺。 1 省水,省洗衣粉。滾筒式洗衣機(jī)不需要水位高過衣物,從而可節(jié)約用水,并可減少洗衣粉的投放量。 2高溫洗滌有一定的滅菌作用。 3洗滌過程噪聲小,滾筒式洗衣機(jī)屬封閉式洗滌,可以有效屏蔽桶轉(zhuǎn)動聲和水流聲;而波輪式洗滌的水流聲,脫水桶轉(zhuǎn)動聲是不可防止的且剎車裝置和電磁閥動作聲音也很大。由于滾筒式洗衣機(jī)的價(jià)格大大高于波輪式洗衣機(jī)所以波輪式洗衣機(jī)仍然受到普遍歡送。波輪式洗衣機(jī)的特點(diǎn): 1)水流方面?,F(xiàn)在波輪式全自動洗衣機(jī)出現(xiàn)了一種新水流的形式。如LG 的拳擊棒,松下的雙瀑布,榮事達(dá)的網(wǎng)絡(luò)水流等都采用了這種水流。(2)程序控制器。新推出的波輪式全自動洗衣機(jī)均采用單片機(jī)程序控制器,原來的機(jī)
13、械式程序控制器根本上已被淘汰。各廠家生產(chǎn)的各種型號的波輪式全自動洗衣機(jī)的控制程序有所不同。如在模糊控制的洗衣機(jī)中,單片機(jī)通過采集水位傳感器,布量傳感器,光傳感器的信號以及電動機(jī)的轉(zhuǎn)速,判斷出衣物的質(zhì)地,多少,贓物程度,從而自動調(diào)整對衣物進(jìn)展合理的洗滌。(1)不銹鋼桶。波輪式洗衣機(jī)采用了不銹鋼桶,減小衣物和桶壁摩擦力,從而減輕衣物的磨損。(2)同心洗。同心洗是直接把電動機(jī)軸與洗衣桶主軸同心安裝,直接驅(qū)動。使洗滌和脫水時(shí)洗衣桶振動減小,噪聲降低。(3)變頻波輪式洗衣機(jī)可以對不同質(zhì)地的衣物自動選擇不同的電動機(jī)轉(zhuǎn)速, 從而給不同質(zhì)地的衣物以恰當(dāng)?shù)南礈鞆?qiáng)度,在保證洗得干凈的同時(shí),也最大限度地降低衣物的磨
14、損。同時(shí)還可以在脫水甩干時(shí),由慢到快地啟動,使衣物在桶分布均勻,脫水效果好,同時(shí)由于衣物均勻分布在洗衣桶的四周,洗衣桶的重心落在軸心上,可以減小振動,降低噪聲,但是價(jià)格較貴。波輪式全自動洗衣機(jī)通常都采用將洗滌 脫水 桶套裝在盛水桶的同軸套桶式構(gòu)造 , 雖然它們各自牌號和型號都不同 , 但其構(gòu)造都是由洗滌, 脫水系統(tǒng) , 進(jìn),排水系統(tǒng),電動機(jī)和傳動系統(tǒng),電器控制系統(tǒng)以及支撐機(jī)構(gòu)5 大局部組成的。支撐機(jī)構(gòu)主要有箱體,吊桿及控制臺組成,它除了安裝和連接洗衣機(jī)的各種零件外,還具有減振及防護(hù),裝飾的作用。如下圖:全自動套筒洗衣機(jī)部構(gòu)造圖圖2全自動套筒洗衣機(jī)部構(gòu)造圖洗滌脫水系統(tǒng)它主要有盛水桶,洗滌桶和波輪
15、組成。盛水桶又稱為外桶,主要用來盛放洗 滌液。盛水桶固定在鋼制底板上,通過 4根吊桿懸掛在洗衣機(jī)箱體上。電動機(jī), 離合器,排水閥等部件都裝在桶底下面。洗滌桶又稱為脫水桶或者離心桶,也稱 為桶,它的主要功能是用來盛放衣物,在洗滌或漂洗時(shí)配合波輪完成洗滌或漂洗 功能,在脫水時(shí)便成為離心式的脫水桶。波輪是全自動洗衣機(jī)中對衣物產(chǎn)生機(jī)械 作用的主要部件。按波輪的形狀來分,根本上有小波輪直徑在 160mm左右 的渦卷式水流和大波輪直徑在 300mm左右新水流兩類。排水和進(jìn)水系統(tǒng)波輪式全自動洗衣機(jī)的進(jìn)排水系統(tǒng)都采用了電磁閥控制 。 為了對桶的水位進(jìn)展檢測和控制,洗衣機(jī)上都安裝有水位控制器水位開關(guān) 。波輪式全
16、自動套桶洗衣機(jī)使用最多的水位開關(guān)是空氣壓力式開關(guān),主要有氣壓傳感器裝置,控制裝置及電觸點(diǎn)開關(guān)3 局部組成,用來監(jiān)視水位的上下。此外電磁閥分進(jìn)水和排水電磁閥,進(jìn)水電磁閥是洗衣機(jī)上的自動進(jìn)水開關(guān),它受水位開關(guān)動斷觸點(diǎn)的控制。而排水電磁閥是全自動洗衣機(jī)上的自動排水裝置,同時(shí)還起改變離合器工作狀態(tài)。 進(jìn)水 、 排水電磁閥是采用電流流過線圈形成磁場的原理, 洗衣機(jī)電磁閥在進(jìn),排水時(shí)使用, 220V 交流電壓與電磁閥線圈接通,形成磁場,電磁線圈吸合。自動翻開香蕉閥門,洗衣機(jī)里的水就順著管道流出去了。斷電后,電磁閥線圈失去電流 , 磁場消失 , 電磁鐵松開, 橡膠閥門自動關(guān)閉 , 洗衣機(jī)里的水就流不出去了。
17、電動機(jī)及傳動系統(tǒng)波輪式全自動套桶洗衣機(jī)的電動機(jī)及傳動系統(tǒng)主要由電動機(jī)和離合器組成,離合器又有普通離合器和減速離合器兩種。其中普通離合器用在采用小波輪的套桶洗衣機(jī)上, 這種洗衣機(jī)在洗滌或者漂洗時(shí)波輪的轉(zhuǎn)速和脫水時(shí)離心桶的轉(zhuǎn)速一樣,目前各種大波輪新水流套桶洗衣機(jī)普遍采用減速離合器,它在洗滌,漂洗時(shí)波輪的轉(zhuǎn)速較慢,而脫水時(shí)離心桶的轉(zhuǎn)速較快。電動機(jī)同時(shí)作為洗滌和脫水時(shí)的動力源,普遍采用主,副繞組完全對稱的電容式電動機(jī)。由于一般全自動套桶洗衣機(jī)的額定洗滌容量較大,因此電動機(jī)的功率較大。采用減速離合器的全自動套桶洗衣機(jī)傳動系統(tǒng)的原理如下圖:電蛀機(jī)tUDCr/nlft)Au帝i就壯叱為2I/).范)圖3采用
18、減速離合器的全自動套桶洗衣機(jī)傳動系統(tǒng)的原理圖電動機(jī)與固定在離合器下端的大傳動帶盤之間用V帶傳動。經(jīng)第一級減速后大傳動帶盤得到150r/min的轉(zhuǎn)速。當(dāng)洗衣機(jī)處于洗滌或漂洗狀態(tài)時(shí),再經(jīng)離合器部的行星齒輪減速后,使波輪得到175r/min低轉(zhuǎn)速。此時(shí),洗滌脫水桶不動。當(dāng)洗衣機(jī)處于脫水狀態(tài)時(shí),離合器輸出的是未經(jīng)減速的850r/min的高轉(zhuǎn)速,驅(qū)動脫水桶和波輪作同步高速運(yùn)轉(zhuǎn)。對于使用普通離合器的小波輪套桶洗 衣機(jī)來說,有區(qū)別的僅僅是離合器部沒有行星齒輪減速機(jī)構(gòu),因此在洗滌或漂洗 時(shí)其波輪的轉(zhuǎn)速與脫水時(shí)的轉(zhuǎn)速時(shí)一樣的。4電氣控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)構(gòu)造波輪式全自動洗衣機(jī)的電氣控制系統(tǒng)由于洗衣機(jī)型號的不同而不盡一
19、樣,但電氣控制系統(tǒng)主要有程序控制器,電動機(jī),進(jìn)水電磁閥,排水電磁閥,水位開關(guān),平安開關(guān)及各種功能選擇開關(guān)等組成的,控制的根本原理也都一樣。全自動洗衣機(jī)能實(shí)現(xiàn)洗衣的自動化,整個(gè)洗衣過程都是在程序控制器的“指揮 下進(jìn)展的 如把離合器比作全自動套桶洗衣機(jī)的心臟,那么程序控制器就是全自動洗衣機(jī)的“大腦。如下圖以程序控制器為核心的波輪式全自動套桶洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的根 本原理方框圖。M住開關(guān)措太厚,礴的箕持行美推t用干空開美水住開或圖4波輪式全自動套桶洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的根本原理方框圖控制系統(tǒng)原理程序控制器中存儲著多種程序,一旦通過選擇開關(guān)選好某種程序后,程序控 制器便按這種程序自動實(shí)施對電動機(jī),進(jìn)水和排水電磁
20、閥的控制。平安開關(guān)又稱 為蓋開關(guān),在洗衣機(jī)運(yùn)行過程中起平安保護(hù)作用,它的功能為:在洗衣機(jī)工作時(shí) 誤開蓋,平安開關(guān)便會切斷電動機(jī)電源,自動中斷程序;在脫水過程中如桶衣物 擺放不均勻而產(chǎn)生大幅度振動時(shí),平安開關(guān)自動中斷脫水過程,啟動蜂鳴器。按 照采用的程序控制器的不同,波輪式全自動套桶洗衣機(jī)的電氣控制電路可分為電 動機(jī)驅(qū)動式程序控制器和單片機(jī)式程序控制器電路。電動機(jī)驅(qū)動式程序控制器又稱為機(jī)械式程序控制器,它具有程序組合量大,工作可靠,抗干擾能力強(qiáng),而且能直接控制較大電流等優(yōu)點(diǎn),單片機(jī)程序控制器具有構(gòu)造緊湊,操作簡便,功能齊全,運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。目前,機(jī)械式程序控制器根本上已被淘汰。用 PLC單片機(jī)控
21、制的全自動洗衣機(jī)各種動作典型的系統(tǒng)構(gòu)造如下圖:圖5全自動洗衣機(jī)各種動作典型的系統(tǒng)構(gòu)造圖PLC在系統(tǒng)中是處于中心位置,水位開關(guān)的 PLC的輸入信號控制開關(guān),進(jìn)水閥,排水閥和電動機(jī)是洗衣機(jī)各種動作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中進(jìn)水閥和排水閥由PLC給定信號來決定其工作狀態(tài);電動機(jī)的工作狀態(tài)也由控制中心PLC給定信號來決定,而電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)狀態(tài)直接決定了洗衣機(jī)的洗滌狀態(tài)和脫水狀態(tài)。檢測電路系統(tǒng)檢測電路主要由各類傳感器組成。在洗衣過程中起決定作用的物理量有衣 量、衣質(zhì)、水位、水溫和渾濁度等,這些物理量都需要有適當(dāng)?shù)膫鞲衅鱽慝@取信 息,并轉(zhuǎn)換成PLC能接收的電信號。1水位傳感器水位檢測的精度直接影響洗凈度、水流強(qiáng)度、
22、洗滌時(shí)間等參數(shù)。2渾濁度傳感器但在洗滌桶的衣物不斷地進(jìn)人工洗衣時(shí)可以隨時(shí)用眼睛檢查衣物是否洗凈 展翻滾運(yùn)行,無法直接撿測衣物的洗凈程度。全自動洗衣機(jī)通過采用光傳感器檢測洗滌液的透光率,從而間接撿測了洗凈程度。在洗衣機(jī)排水管兩側(cè)分別安裝紅外發(fā)光管和光電接收管。洗滌前,排水管中充滿清水,光電接收管受光導(dǎo)通,以此時(shí)光敏三極管輸出電壓為設(shè)定值。洗滌開場后,衣物上的污垢不斷地?cái)U(kuò)散到洗滌液中, 洗滌液逐漸變渾濁,致使透光率降低相應(yīng)地,光敏三極管的輸出電壓也隨之下降。經(jīng)過一段時(shí)間后,該輸出電壓趨于穩(wěn)定值,洗滌過程完畢,然岳進(jìn)漂洗階段。3衣質(zhì)傳感器衣質(zhì)傳感器又叫布質(zhì)傳感器,它是為檢測衣物的質(zhì)地而設(shè)置的。根據(jù)衣
23、物纖維中棉纖維 、 化學(xué)纖維所占比例的大小 , 衣物的布質(zhì)分為“柔軟棉 、 “較硬棉 、“棉與化纖以及“化纖四個(gè)擋 。4衣量傳感器衣量傳感器又稱衣物負(fù)載傳感器,它是用來檢測洗衣時(shí)衣物量多少的。當(dāng)洗滌桶注入一定量的清水后將衣物放入桶 , 這時(shí)讓驅(qū)動電機(jī)以斷續(xù)通電運(yùn)轉(zhuǎn)的方式工作一分鐘左右。利用電機(jī)繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,經(jīng)光電隔離及比擬整型,產(chǎn)生脈沖信號。這種矩形脈沖數(shù)目與電機(jī)慣性轉(zhuǎn)過的角度成比例。假設(shè)衣物多,那么電機(jī)受到的阻力大,電機(jī)慣性轉(zhuǎn)過的角度就小,相應(yīng)地,傳感器產(chǎn)生的脈沖就少,這樣就間接地“測量 出了衣物量的多少。下一步需要做的就是,根據(jù)衣物量來設(shè)定水位。衣質(zhì)傳感器和衣量傳感器是同一個(gè)裝置
24、,只是檢測的方法不同。在進(jìn)展衣質(zhì)檢測時(shí)。首先使洗滌桶的水位比設(shè)定水位低一個(gè)擋級,然后仍按照測衣物量的方法讓驅(qū)動電機(jī)以通斷電的方式工作一段時(shí)間 。 檢測每次斷電期間衣量傳感器發(fā)出的脈沖數(shù)并求其平均值。用測衣量時(shí)得到的脈沖數(shù)減去測衣質(zhì)時(shí)得到的脈沖數(shù),二者之差即可以判別衣質(zhì)。假設(shè)桶的衣物棉纖維所占比例大,脈沖數(shù)差就大,假設(shè)化學(xué)纖維所占比例大脈沖數(shù)差就小。5水溫傳感器適當(dāng)?shù)南匆聹囟扔欣谖酃傅淖兓???梢蕴岣呦礈煨Ч?。水溫傳感器裝在洗滌桶的下部。以熱敏電阻為檢測元件。測定翻開洗衣機(jī)開關(guān)時(shí)的溫度為環(huán)境溫度,注水完畢時(shí)的溫度為水溫,將所測溫度信號輸給PLC。5 主要器件的選擇電動機(jī)的選擇由于家庭提供的電源限
25、制應(yīng)選單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電動機(jī)。以 3.6公斤全自動洗衣機(jī)為例,由于全自動洗衣機(jī)的脫水桶直徑較大,這一偏心不能不考慮,所以計(jì)算時(shí)應(yīng)以洗滌物可能產(chǎn)生前最大偏心為計(jì)算依據(jù)。 脫水時(shí)電機(jī)功率比洗滌時(shí)要大,在確定電機(jī)功率時(shí)應(yīng)以脫水時(shí)消耗的功率為依據(jù),也就是說脫水時(shí)電機(jī)功率就是該洗衣機(jī)所確定的電機(jī)額定功率。 由于在計(jì)算時(shí)一些因素如電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量等沒考慮,造成一些偏差,所以 3.6公斤全自動洗衣機(jī)電機(jī)額定功率選為180瓦。符合全自動洗衣機(jī)的功率圍120W250W。應(yīng)選擇YY104-180型號單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動機(jī),功率180瓦,額定電壓220V,轉(zhuǎn)速 1350r/min ,電流1.7A。傳感器的選擇水溫
26、傳感器的選擇水溫檢測可用熱敏電阻或MTS102 半導(dǎo)體溫度檢測器。洗衣機(jī)水溫一般為 4C40 C,在該溫度圍MTS10戲性好,溫度敏感,水溫檢測常選用它。水位傳感器的選擇對于PLC控制的洗衣機(jī),要求水位的檢測必須是連續(xù)的,諧振式水位傳感器是利用電磁諧振電路LC 作為傳感器的敏感元件,將被測物體的變化轉(zhuǎn)變?yōu)長C 參數(shù)的變化,最終以頻率參數(shù)輸出。其工作原理是將水位的上下通過導(dǎo)管轉(zhuǎn)換成一個(gè)測試腔氣體變化的壓力,驅(qū)動腔上方的一塊隔膜移動,帶動隔膜中心的磁芯在某線圈移動,從而線圈電感發(fā)生變化。由此引起諧振電路的固有頻率隨水位變化。故常采用諧振式水位傳感器。渾濁度傳感器的選擇渾濁度傳感器主要采用紅外光電傳
27、感器。 由紅外發(fā)射管發(fā)出一定強(qiáng)度的紅外光 ,紅外接收管在溶液的另一側(cè)接收紅外線。紅外線在溶液中透光性的大小就決定接收方產(chǎn)生光電電流的大小 ,光電流經(jīng)整形放大和數(shù)據(jù)處理后,就可以判斷出水的渾濁程度。衣質(zhì)傳感器的選擇衣質(zhì)的檢測一般在洗滌之前,且主要用來測定所洗衣物屬于棉類還是化纖類。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。為了測出衣質(zhì),先參加一定的水并讓電機(jī)轉(zhuǎn)動,突然切斷電源,由于慣性作用電時(shí)機(jī)維持短時(shí)間旋轉(zhuǎn)。此時(shí)電機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài),會產(chǎn)生一定感應(yīng)電勢并逐漸衰減到零。由于衰減速率與布阻抗有一定的線性關(guān)系 ,通過對定子繞組兩端電熱進(jìn)展整流和檢測 ,經(jīng)光電隔離后形成脈沖,脈沖信號多,那么
28、布阻抗小,反之亦然。經(jīng)過幾次測量就可以判斷出布阻抗,通過推理得出衣質(zhì)。應(yīng)選擇電阻傳感器??删幊炭刂破魍獠吭O(shè)計(jì)可編程控制器的選擇根據(jù)輸入信號及輸出信號的數(shù)量,經(jīng)過初略計(jì)算,輸人點(diǎn)數(shù)為7點(diǎn),輸出點(diǎn)數(shù)為7點(diǎn)可編程控制器I/O 口及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器分配輸入地址對應(yīng)的外部設(shè)備X000電源按扭X001洗滌啟動X002進(jìn)水控制按鈕X003排水控制按鈕X004停頓按鈕X005脫水按鈕X006暫停按鈕X007留水按鈕輸出地址對應(yīng)的輸出設(shè)備Y000電源指示燈Y001進(jìn)水指示燈Y002止轉(zhuǎn)指示燈Y003反轉(zhuǎn)指示燈Y004排水指示燈Y005脫水指示燈Y006報(bào)警燈Y007留水指示燈定時(shí)器/計(jì)時(shí)器對應(yīng)的作用T250正洗計(jì)
29、時(shí)T251正洗暫停計(jì)時(shí)T252反轉(zhuǎn)計(jì)時(shí)T253反轉(zhuǎn)暫停計(jì)時(shí)T254脫水計(jì)時(shí)T255報(bào)警計(jì)時(shí)C100正反洗循環(huán)計(jì)數(shù)C101大循環(huán)計(jì)數(shù)C102留水判斷外圍接線圖洗衣機(jī)要實(shí)現(xiàn)衣服的洗滌,漂洗和脫水,就要通過上述動作來實(shí)現(xiàn),而這些 動作可以通過PLC控制來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)加上開關(guān)和按鈕,數(shù)碼管顯示器,蜂鳴報(bào) 警器和欠電壓檢測保護(hù)電路等,就可以形成完整的PLC控制系統(tǒng)。通過軟件編程到達(dá)對整個(gè)洗衣過程進(jìn)展檢測控制和用戶交互。止匕外,在少數(shù)全自動洗衣機(jī)上,以繼電器作各電氣工作部件驅(qū)動電路的電源 開關(guān),由PLC控制繼電器觸點(diǎn)開關(guān)的通斷,實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的程序運(yùn)轉(zhuǎn)。6軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計(jì)全自動洗衣機(jī)工作原理:全自動
30、洗衣機(jī)的洗衣桶 (外桶)和脫水桶什S)是以同 一中心安放的。外桶固定,作盛水用。桶可以旋轉(zhuǎn),作脫水 (甩水)用。桶的四周 有很多小孔,使外桶的水流相通。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),通過電動控制系統(tǒng),使進(jìn)水閥翻開,經(jīng)進(jìn)水管將水注入到外桶。排水時(shí),通過電控系統(tǒng)使排水閥翻開,將水由外桶排出到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電動機(jī)驅(qū)動波盤正、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,由洗滌電動機(jī)帶動桶正轉(zhuǎn)進(jìn)展甩干。高、低水位開關(guān)分別用來檢測高、低水位。啟動按鈕用來啟動洗衣機(jī)工作。停頓按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動停頓進(jìn)水、排水、脫水及報(bào)警。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動
31、排水。全自動洗衣機(jī)的控制要求全自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的要求:按電源按鈕按標(biāo)準(zhǔn)洗滌啟動按鈕進(jìn)水:進(jìn)水到所設(shè)定的水位洗滌:正轉(zhuǎn)洗滌5St暫停2S,反轉(zhuǎn)洗滌5s后暫停2S,如此正反轉(zhuǎn)洗滌3次排水:排水到所設(shè)定的水位脫水:脫水5S如此再從進(jìn)水開場循環(huán)3次報(bào)警:蜂鳴器響 3S按電源按鈕后電源燈亮,一直到整個(gè)過程完畢,所有按鈕均帶有自鎖的按鈕。停頓按鈕: 停頓洗滌過程, 在整個(gè)洗滌過程中任何時(shí)刻都可以停頓, 如果再洗滌那么重新按啟動按鈕。暫停按鈕:按一次隨時(shí)暫停,再按繼續(xù)。顯示留水指示燈,留水是指整個(gè)洗滌過程的最后一次洗滌后不排水也不脫水,直接報(bào)警5s亭機(jī),按啟動按鈕可以繼續(xù)??刂葡到y(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)法忖匚仃世行清
32、軍赴巴000YD17Cl 00102T癡F潮極DD程序剛開場對元件進(jìn)展清零處理四U一P o o Lr o Lr Hph. 2 9 .rL IE按下后動按鈕X000, M0得電,電源指示燈亮,同時(shí)實(shí)現(xiàn)自鎖32TY&Cil ,岷 X001 即加 toolH洗海啟動開始進(jìn)水部分按下洗滌啟動按鈕XOO1 ,觸發(fā)脈沖上升沿有效,Y001閉合,洗衣機(jī)開場進(jìn)水,同時(shí)實(shí)現(xiàn)自鎖,并聯(lián) T254是為了實(shí)現(xiàn)循環(huán)功能,就算 X001下次沒有按 下,洗衣機(jī)循環(huán)完成自動開場進(jìn)水。C100Y003T250 XOG14V012xtxu;.近水礴止轉(zhuǎn)開的KS。T25O并找當(dāng)小倩環(huán)也仃天礴無欠反轉(zhuǎn)露柬時(shí)口11馴匚轉(zhuǎn)叫外十是一個(gè)小
33、侔壞擰制17ZRST T253T251T250 XOOt 1006-HIrF-K20TQ 3T2iil59-H FT2521001Y003)V003X006反轉(zhuǎn)洗滌部分K50 721252X0)JTl-H-W06好RSTT2WK20 (T253RSTT25K:iC100sT252鼻當(dāng)進(jìn)水到達(dá)要求后,手動按下進(jìn)水按鈕 X002,正轉(zhuǎn)指示燈Y002亮,洗衣機(jī) 開場正轉(zhuǎn)5$并聯(lián)T253是為了實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)的循環(huán)運(yùn)行。正轉(zhuǎn) 5s過后,T250閉合, 對T253和T254進(jìn)展預(yù)先清零,同時(shí)T251得電,洗衣機(jī)暫停2S, 2S過后T251 閉合,反轉(zhuǎn)指示燈Y003得電,洗衣機(jī)開場反轉(zhuǎn)5S,同時(shí)對T250進(jìn)展清零
34、以方 便重新計(jì)時(shí),反轉(zhuǎn)5s過后洗衣機(jī)暫停2S, C100是對正反轉(zhuǎn)循環(huán)次數(shù)進(jìn)展計(jì)數(shù), 計(jì)滿3次后往下執(zhí)行程序。(5)C呼留點(diǎn)葉不用水的檸制 -小循環(huán)執(zhí)行稠3次以后世行排水Cl 00丫閶5XO01YK1T253。加3K50。:!54際一好yooiT 1KOO4YOOl YOO2X006 T251XD04I】甘一H I不一7003006料水工以打佗脫水部分rst a CO脫水完以后在執(zhí)行大循環(huán)之前對小甯環(huán)內(nèi)的計(jì)效器進(jìn)行清零處理V.(tlOI大循環(huán)計(jì)牧K2Q 102川F酣水時(shí)的計(jì)轂當(dāng)C100到達(dá)3以后,即正反轉(zhuǎn)循環(huán)3次后,C100閉合,Y004得電,洗衣機(jī)開場排水,C102常閉觸電串聯(lián)在這里的作用是
35、在留水時(shí)不進(jìn)展排水,排水完畢后,按下X003, Y005得電,洗衣機(jī)開場脫水,計(jì)時(shí) 5s完畢,5s后在執(zhí)行大循 環(huán)前對正反轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)器 C100進(jìn)展清零,C103是整個(gè)過程計(jì)數(shù),C102是留水時(shí)的 計(jì)數(shù),到達(dá)兩次就執(zhí)行留水局部。C1OQ G02 X0O7123-1 |1 |1 上南水按鈿ClQl XW7TIMW CIOKIPDrv若執(zhí)行留水控制報(bào)瞥響5S;DV不機(jī)行留水控制根中塢KinK30DOC1D& CIOS X0O7IIIIII-KO06好006 報(bào)警 DOt25515J(iiSb假設(shè)提前按下留水按鈕X007, D0被賦值為50,執(zhí)行報(bào)警5S,程序完畢,洗衣機(jī)停頓運(yùn)行,按下啟動按鈕可繼續(xù)運(yùn)行
36、。6.4控制系統(tǒng)的跳轉(zhuǎn)指令法按下啟動按鈕X001,電源指示燈Y000亮,同時(shí)實(shí)現(xiàn)自鎖,出發(fā)脈沖上升沿有效,對定時(shí)器和計(jì)數(shù)器進(jìn)展預(yù)先清零處理,M100具有停電保持功能,可實(shí)現(xiàn)暫??刂?。匚101假設(shè)按下彳頓按鈕XOO4,那么跳轉(zhuǎn)至P0處執(zhí)行,同時(shí)對計(jì)數(shù)器C101進(jìn)展 清零。3按下洗滌啟動按鈕X001,進(jìn)水指示燈Y001亮,洗衣機(jī)開場進(jìn)水,同時(shí)對 C10Ctt展清零1230 MiOO記T II I%T2.W出 -Iff您I7252的Tllip#(W進(jìn)水完以后進(jìn)行正轉(zhuǎn)法深gK50(匚:50-(;?; K20(I :51gRST 725272M(”陶反轉(zhuǎn)洗窿部分 解口 (瞪 忙i。 (F253MHM)1
37、253幅11 i_A F-1加口-F小循環(huán)來湎4次回到正轉(zhuǎn)院法PE 1Jr IKT7251E3仃 IIVI1252 hOOKII抖D3 31進(jìn)水完成后進(jìn)展正轉(zhuǎn)洗滌5S,暫停2s后開場反轉(zhuǎn)洗滌5S,再暫停2S,小循環(huán)未滿3次跳轉(zhuǎn)到P1處再執(zhí)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)洗滌,同時(shí)對定時(shí)器 T250和T251進(jìn)展清零以方便再次計(jì)數(shù),大循環(huán)計(jì)數(shù)未滿 3次再循環(huán)執(zhí)行,知道C100計(jì)滿3次再往下執(zhí)行。只要按下暫停按鈕 X006,那么計(jì)數(shù)器停頓計(jì)時(shí),但是此處的計(jì)數(shù) 器具有停電保持的功能,松掉停頓按鈕后還可以繼續(xù)計(jì)時(shí)。附比時(shí)不排木齊制1ST T12B1XUO7-4fkl小循環(huán)滿 X開始排放T25i44排水兜半邊疔腴水K50
38、TOC o 1-5 h z (12543C10I于CJ P2 人循環(huán)執(zhí)行未借3次回至忸水位置里新開始洗法聒 . - 101K2Ccioe ) 用于皆一時(shí)的計(jì)敷C100計(jì)數(shù)滿3次后開場排水,排水指示燈 Y004亮,按下X003后,洗衣機(jī) 開場脫水,同時(shí)對定時(shí)器T250和T251進(jìn)展清零,脫水5s后,跳到P2處再次執(zhí) 行洗滌,大循環(huán)未滿3次回到進(jìn)水位置重新開場洗滌。C102是用于留水時(shí)的計(jì) 數(shù)。pinH5I Hl1 14C1OJ X0MHIwt K50工德汗母犬?dāng)Q制根瞥晌至In-V】(T2S5)T255 HIMII-PH17U假設(shè)提前按下留水按鈕,那么報(bào)警 5s后停機(jī),假設(shè)不提前按下留水按鈕那 么
39、報(bào)警3s后停機(jī),最后一次留水時(shí)不執(zhí)行排水和脫水。6.5調(diào)試過程1要查接線、核對地址。要逐點(diǎn)進(jìn)展,要確保正確無誤??刹粠щ姾藢?,那 就是查線,較麻煩。也可帶電查,加上信號后,看電控系統(tǒng)的動作情況是否符合 設(shè)計(jì)的目的。2檢查模擬量輸入輸出??摧斎胼敵瞿K是否正確,工作是否正常。必要時(shí), 還可用標(biāo)準(zhǔn)儀器檢查輸入輸出的精度。(3檢查與測試指示燈??刂泼姘迳先缬兄甘緹?,應(yīng)先對應(yīng)指示燈的顯示進(jìn)展檢 查。一方面,查看燈壞了沒有,另一方面檢查邏輯關(guān)系是否正確。指示燈是反映 系統(tǒng)工作的一面鏡子,先調(diào)好它,將對進(jìn)一步調(diào)試提供方便。4檢查手動動作及手動控制邏輯關(guān)系。完成了以上調(diào)試,繼而可進(jìn)展手動動 作及手動控制邏輯
40、關(guān)系調(diào)試。要查看各個(gè)手動控制的輸出點(diǎn),是否有相應(yīng)的輸出 以及與輸出對應(yīng)的動作,然后再看,各個(gè)手動控制是否能夠?qū)崿F(xiàn)。如有問題,立即解決 5半自開工作。如系統(tǒng)可自開工作,那先調(diào)半自開工作能否實(shí)現(xiàn)。調(diào)試時(shí)可一步步推進(jìn)。直至完成整個(gè)控制周期。哪個(gè)步驟或環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,就著手解決哪個(gè)步驟或環(huán)節(jié)的問題。 6自開工作。在完成半自動調(diào)試后,可進(jìn)一步調(diào)試自開工作。要多觀察幾個(gè)工作循環(huán),以確保系統(tǒng)能正確無誤地連續(xù)工作。 7模擬量調(diào)試、參數(shù)確定。以上調(diào)試的都是邏輯控制的工程。這是系統(tǒng)調(diào)試時(shí),首先要調(diào)通的。這些調(diào)試根本完成后,可著手調(diào)試模擬量、脈沖量控制。最主要的是選定適宜控制參數(shù)。一般講,這個(gè)過程是比擬長的。要耐心調(diào)
41、,參數(shù)也要作多種選擇,再從中選出最優(yōu)者。 8異常條件檢查,完成上述所有調(diào)試,整個(gè)調(diào)試根本也就完成了。但是好再進(jìn)展一些異常條件檢查??纯闯霈F(xiàn)異常情況或一些難以防止的非法操作,是否會停機(jī)保護(hù)或是報(bào)警提示。7 心得與體會經(jīng)過兩周的課程設(shè)計(jì), 終于按規(guī)定完成了課題的任務(wù)要求, 但是現(xiàn)在回想起來做課程設(shè)計(jì)的整個(gè)過程,頗有心得,其中有苦也有甜,艱辛同時(shí)又充滿樂趣不過樂趣盡在其中! 通過本次課程設(shè)計(jì), 沒有承受任務(wù)以前覺得課程設(shè)計(jì)只是對這一學(xué)期所學(xué)知識的單純總結(jié), 但是通過這次做課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn),而且也是對自己能力的一種提高。這次課程設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)全自動洗衣機(jī)控制, 自行
42、設(shè)計(jì)這對我將來踏上工作崗位是非常有幫助的。 盡管上一屆的同學(xué)已經(jīng)完成的非常出色, 但是我仍然希望通過自己的努力完成設(shè)計(jì)并希望有所突破。 這也是我對自己的考驗(yàn)。 于是本次 設(shè)計(jì)過程中我完全按照軟件設(shè)計(jì)步驟的要求來進(jìn)展, 從課題分析開場, 再進(jìn)展總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì),最后到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。每一步都讓我將理論學(xué)習(xí)的知識應(yīng)用到實(shí)踐中去。也使我掌握了一整套規(guī)的設(shè)計(jì)操作流程。在課題分析階段,由于本次是設(shè)計(jì)一個(gè)PLC控制系統(tǒng),所以對其中的PLC的工作分析尤為重要。 對指導(dǎo)教師提供的資料必須要吃透。 這是關(guān)鍵, 從查閱資料、提出問題,到慢慢一一解決問題,教師給了我很大的幫助。在總體設(shè)計(jì)階段, 由于課題分析做的比擬全面, 很快就對系統(tǒng)的功能, 控制機(jī)制有了充分的認(rèn)識,形成了裝備流水線的控制詳細(xì)設(shè)計(jì)階段, 首先考慮各電路模塊的主要功能及軟件的設(shè)計(jì), 分別進(jìn)展安裝調(diào)試。其次,將寫好的程序進(jìn)展上機(jī)調(diào)試,這時(shí)就遇到了非常大的困難,煩瑣的接口采集數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù),檢測,調(diào)用,很容易出錯(cuò)。最后,系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)。對已完成的程序和硬件系統(tǒng)相結(jié)合。調(diào)試時(shí),由于控制邏輯上出現(xiàn)了一點(diǎn)問
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