《基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》9500字（論文）

基于PLC的全自動(dòng)洗衣機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要本文以三菱FX3U系列PLC電機(jī)為管理中心設(shè)計(jì)的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)。本次設(shè)計(jì)的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)由YY104-180型號(hào)單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)、MTS102溫度傳感器、CD4069諧振式水位傳感器、TSW-30濁度傳感器、DF9-16系列壓力傳感器組成。最終實(shí)現(xiàn)了從進(jìn)水到正轉(zhuǎn)洗滌、反轉(zhuǎn)洗滌、排水、脫水等一系列功能。關(guān)鍵詞：PLC，洗衣機(jī)，傳感器。目錄一、緒論 51.1洗衣機(jī)的發(fā)展史 51.2現(xiàn)狀 61.3洗衣機(jī)的原理和構(gòu)造 71.4PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 8二、總體控制方案確定 82.1控制系統(tǒng)的比較 82.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的PLC系統(tǒng)概述 102.3PLC的設(shè)計(jì)步驟 10三、硬件電路的選擇 113.1電動(dòng)機(jī)的選擇 113.2傳感器的選擇 123.2.1溫度傳感器的選擇 123.2.2水位傳感器的選擇 133.2.3濁度傳感器的選擇 143.2.4衣質(zhì)傳感器的選擇 15四、軟件設(shè)計(jì) 164.1系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì) 164.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求 174.3控制系統(tǒng)順序功能圖 184.4全自動(dòng)洗衣機(jī)的I/O配置表 194.5控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì) 20五、軟件仿真 22六、結(jié)束語(yǔ) 24七、參考文獻(xiàn) 25一、緒論1.1洗衣機(jī)的發(fā)展史1858年,一位華裔美國(guó)人漢密爾頓史密斯在一家匹茲堡公司設(shè)計(jì)，生產(chǎn)制造了世界上第一臺(tái)清潔型電動(dòng)洗衣機(jī)。洗衣機(jī)的主要傳動(dòng)零部件之一的也就是兩個(gè)滾筒,其中一個(gè)滾筒內(nèi)部特別設(shè)置了帶有一個(gè)軸承帶滾動(dòng)螺旋槳葉的滾動(dòng)垂直軸,軸承經(jīng)過(guò)高速搖擺與其相聯(lián)并連接的轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄可以進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動(dòng)。這臺(tái)電動(dòng)洗衣機(jī)的實(shí)際使用不廣,因?yàn)樗茈y正常工作使用,而且還可能會(huì)嚴(yán)重地地?fù)p壞你的衣物,但它只是標(biāo)志著這臺(tái)洗衣機(jī)正常工作的一個(gè)開(kāi)端。1874年,"洗衣時(shí)代"遭受了無(wú)與倫比的社會(huì)挑戰(zhàn)。美國(guó)人約翰比爾布萊克斯于1909年期間創(chuàng)造了一臺(tái)木制的電動(dòng)洗衣機(jī)。這樣一臺(tái)洗衣設(shè)備的成功問(wèn)世極大地有效激勵(lì)和充分啟發(fā)了那些正在努力積極思考如何快速改善生活工作效率的專(zhuān)業(yè)工作者。1880年,蒸汽式電動(dòng)洗衣機(jī)技術(shù)首次應(yīng)用出現(xiàn)于現(xiàn)代美國(guó),蒸汽渦輪驅(qū)動(dòng)的臥式洗衣機(jī)也逐漸開(kāi)始用來(lái)替換人力作業(yè)。1910年,美國(guó)費(fèi)希爾公司成功地在美國(guó)芝加哥市區(qū)基地研發(fā)并生產(chǎn)了世界上第一臺(tái)電動(dòng)空氣清潔器。滾筒洗衣機(jī)的正式出現(xiàn),也是同時(shí)標(biāo)志著我們開(kāi)始進(jìn)行清洗家務(wù)物的自動(dòng)化處理工作的一個(gè)起點(diǎn)。1922年,馬泰格公司對(duì)于洗衣機(jī)的清潔和洗滌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了革新,將傳統(tǒng)的拖拽式清潔系統(tǒng)改為了混合式,使得洗衣機(jī)的清潔系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)得到穩(wěn)定,這也就標(biāo)志著第一臺(tái)混合式清潔洗衣機(jī)的正式問(wèn)世。1937年,第一臺(tái)自動(dòng)洗衣機(jī)誕生，它被稱(chēng)為"正面"的自動(dòng)清潔器。用水平軸來(lái)驅(qū)動(dòng)的圓形筒體能夠承載4000克重的衣物。將衣服放入裝滿(mǎn)了清水的開(kāi)放式水箱中,不停地左右上下翻滾,以便于去污染清潔。上個(gè)世紀(jì)60年代,日本市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種用干桶和雙筒洗衣機(jī),被我國(guó)市場(chǎng)稱(chēng)為"半自動(dòng)洗衣機(jī)"。上世紀(jì)70年代,我們研發(fā)并生產(chǎn)了波輪式自動(dòng)洗衣機(jī)。上世紀(jì)70年代末,由采用計(jì)算機(jī)(實(shí)際上我們采用的是微處理器)技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)控制的新型自動(dòng)化波輪式洗衣機(jī)在中國(guó)日本大量生產(chǎn)問(wèn)世,開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)中國(guó)現(xiàn)代洗衣機(jī)制造技術(shù)不斷發(fā)展走入歷史的新發(fā)展時(shí)期。上世紀(jì)80年代,"模糊控制"的廣泛應(yīng)用,這樣可以讓洗衣機(jī)變得操作簡(jiǎn)單,功能齊全。上個(gè)世紀(jì)90年代,由于家用電器自動(dòng)化和調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)大大發(fā)展,洗衣機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通俗而深層次的速度變換和溫濕度調(diào)節(jié),許多新型的洗衣機(jī)應(yīng)時(shí)而生。1.2現(xiàn)狀(1)實(shí)現(xiàn)我國(guó)全面的自動(dòng)化智能洗衣機(jī)制造工業(yè)的超短壽命和長(zhǎng)周期。通過(guò)對(duì)當(dāng)前我國(guó)全自動(dòng)智能洗衣機(jī)相關(guān)產(chǎn)品市場(chǎng)行業(yè)的年均市場(chǎng)量和增長(zhǎng)率、需求量、產(chǎn)品規(guī)格類(lèi)型、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品數(shù)量、進(jìn)出和產(chǎn)品退役市場(chǎng)壁壘、技術(shù)改革、消費(fèi)者自愿購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品行為等關(guān)鍵因素問(wèn)題進(jìn)行了綜合分析,判斷出了我國(guó)全自動(dòng)智能洗衣機(jī)相關(guān)產(chǎn)品市場(chǎng)行業(yè)未來(lái)發(fā)展的新常態(tài)趨勢(shì);(2)我國(guó)全自動(dòng)洗衣機(jī)產(chǎn)品行業(yè)市場(chǎng)供需均衡。通過(guò)對(duì)我國(guó)全自動(dòng)洗衣機(jī)產(chǎn)品行業(yè)的供需及進(jìn)出口形勢(shì)情況進(jìn)行分析,判斷出口產(chǎn)品的供給均衡,以準(zhǔn)確地掌握出口產(chǎn)品在行業(yè)中的飽和水平;(3)初步形成了我國(guó)全自動(dòng)化智能洗衣機(jī)設(shè)備產(chǎn)業(yè)進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的新市場(chǎng)格局。通過(guò)對(duì)來(lái)自我國(guó)各地的全自動(dòng)洗衣機(jī)相關(guān)產(chǎn)品銷(xiāo)售行業(yè)的主要供應(yīng)商、購(gòu)買(mǎi)者、潛在的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)者、替代品和潛在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力因素進(jìn)行了綜合分析,掌握了一個(gè)決定未來(lái)我國(guó)全自動(dòng)洗衣機(jī)相關(guān)產(chǎn)品銷(xiāo)售行業(yè)整體盈利能力水平的五種關(guān)鍵因素和競(jìng)爭(zhēng)力量;(4)我國(guó)全自動(dòng)洗衣機(jī)產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)作。主要內(nèi)容包括大批的數(shù)據(jù)分析,其中包括市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性企業(yè)家數(shù)、從業(yè)者人數(shù)、產(chǎn)品總量、工業(yè)生產(chǎn)總值、銷(xiāo)售額、進(jìn)出口貿(mào)易額、成品、銷(xiāo)售收入、利潤(rùn)總額、資產(chǎn)負(fù)債、行業(yè)成長(zhǎng)能力、盈利實(shí)施能力、償債實(shí)施能力、償付風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)能力以及企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理能力。1.3洗衣機(jī)的原理和構(gòu)造全自動(dòng)洗衣機(jī)從結(jié)構(gòu)上分大致上可以分為三種:波輪式、滾筒式及攪拌式。我國(guó)的洗衣機(jī)日常使用有波輪型洗衣機(jī)和滾筒型洗衣機(jī)。其他產(chǎn)品的類(lèi)型主要是攪拌式。首先，進(jìn)行比較:滾筒式洗衣機(jī)優(yōu)缺點(diǎn):1、衣服與內(nèi)筒的凸槽直接接觸，形成摩擦和撞擊，就像洗手一樣,這也正是滾筒式自動(dòng)洗衣機(jī)的主要衣物洗滌處理功能。2、有利于節(jié)省洗衣粉。因?yàn)橄匆聶C(jī)耗水量小,而且滾筒式洗衣機(jī)都是用高壓電動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱水洗滌,洗衣粉的作用和效果都可以得到充分發(fā)揮,所以一般來(lái)說(shuō)滾筒式洗衣機(jī)僅僅需要少許的洗衣粉即已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)達(dá)到理想的洗滌品質(zhì)。3、費(fèi)力和非常耗時(shí):由于使用傳統(tǒng)滾筒自動(dòng)洗衣機(jī)在日常使用中往往存在費(fèi)力和非常耗時(shí)等諸多不便,傳統(tǒng)的滾筒洗衣機(jī)洗衣服需要一小時(shí)左右,而且傳統(tǒng)的滾筒自動(dòng)洗衣機(jī)一旦啟動(dòng)之后不能再次打開(kāi),如果需要加衣或者中途打斷非常的不便。4、功耗：另一個(gè)缺點(diǎn)是功耗。與其它類(lèi)型的洗衣機(jī)相比,滾筒式洗衣機(jī)的費(fèi)用要大得多。波輪式洗衣機(jī)優(yōu)缺點(diǎn):1、滾筒式洗衣機(jī)需要低泡沫洗衣粉，而波輪式洗衣機(jī)需要較少的泡沫成分。

2、部分機(jī)型配有離心力洗滌功能，號(hào)稱(chēng)增強(qiáng)洗滌力，減少衣物磨損。

3、大多數(shù)型號(hào)都有自動(dòng)感應(yīng)衣服重量的功能。根據(jù)葉輪所感受到的阻力來(lái)計(jì)算衣物重量，從而計(jì)算出水位和使用的洗滌劑用量。

4、近年來(lái)，該機(jī)型擁有獨(dú)特的多流系統(tǒng)，號(hào)稱(chēng)能提高洗滌效果。

5、洗滌的效果可能不均勻，因?yàn)樵谒鞣较虻膭×易兓乱路菀着そY(jié)。

6、由于葉輪是用來(lái)將洗滌桶中的水高速濺出，形成強(qiáng)大的水流來(lái)洗滌和帶動(dòng)衣物，然后快速反向?yàn)R出，形成反向水流。因?yàn)樗鲿?huì)拉扯衣服，水流的強(qiáng)度和變化較大，容易損壞衣服。

7、大部分波輪式洗衣機(jī)中不能加溫水或熱水。通過(guò)比較，最終設(shè)計(jì)選擇了滾筒洗衣機(jī)。1.4PLC的應(yīng)用領(lǐng)域(1)開(kāi)關(guān)量邏輯控制這是PLC最根本、最平常的工業(yè)應(yīng)用。它已經(jīng)替代了傳統(tǒng)的繼電器集成電路,實(shí)現(xiàn)了邏輯控制和時(shí)序控制?？梢赃m用于對(duì)注塑機(jī)、印刷機(jī)、裝訂機(jī)、組合機(jī)、研磨機(jī)、機(jī)具包裝制造線(xiàn)、電鍍生產(chǎn)線(xiàn)等各種單機(jī)、多機(jī)群控、自動(dòng)化裝配線(xiàn)的控制。(2)模擬控制我們?cè)谶M(jìn)行化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中,有許多連續(xù)變化的化學(xué)測(cè)量，如水溫、壓力、流量、液位、流速等,都被廣泛認(rèn)為可以是一個(gè)具有模擬性的測(cè)量。為了更好地綜合使用PLC對(duì)測(cè)試模擬量轉(zhuǎn)換進(jìn)行優(yōu)化處理,必須同時(shí)將測(cè)試模擬量與其他各種數(shù)字化學(xué)測(cè)試模擬量之間的精度A/D相變轉(zhuǎn)換和量的精度A/D相變轉(zhuǎn)換兩個(gè)轉(zhuǎn)換相結(jié)合。(3)運(yùn)動(dòng)控制PLC也可以被當(dāng)作用來(lái)對(duì)圓向量的運(yùn)動(dòng)或者更像是直線(xiàn)向量的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行方向控制。在用于步進(jìn)蒸發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件配置上,最早一般是直接采用一個(gè)運(yùn)動(dòng)開(kāi)關(guān)I/O模塊與開(kāi)關(guān)位置運(yùn)動(dòng)傳感器及其運(yùn)動(dòng)執(zhí)行器模塊相連接,現(xiàn)在它通常是用于步進(jìn)蒸發(fā)電機(jī)控制的專(zhuān)用開(kāi)關(guān)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)模塊,例如采用單軸或者多軸的運(yùn)動(dòng)位置傳感控制驅(qū)動(dòng)模塊,可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)步步推進(jìn)蒸發(fā)電機(jī)或者采用伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)。世界上許多大型的PLC制造廠(chǎng)商的系列產(chǎn)品幾乎都已經(jīng)全面具備了過(guò)程運(yùn)動(dòng)控制的主要功能,可以普遍地運(yùn)用于各種工程機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等。二、總體控制方案確定2.1控制系統(tǒng)的比較PLC系統(tǒng)的特點(diǎn):1、運(yùn)行速度快,功能齊全,可實(shí)現(xiàn)繁瑣的控制要求;2、采用模塊化結(jié)構(gòu),可擴(kuò)展;3、編程簡(jiǎn)單易懂;4、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試簡(jiǎn)單,所需工作時(shí)間少;5、在不改變硬件的情況下,可以通過(guò)修改用戶(hù)程序來(lái)修改流程;6、與功能相同的繼電保護(hù)系統(tǒng)相比,具有更高的性?xún)r(jià)比.單片機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn):1、集成度高，體積小，可靠性高單片機(jī)把所有的功能元件都集成到一塊整合度高、體積小的晶片中。該類(lèi)芯片自身就是依據(jù)工業(yè)電子測(cè)控系統(tǒng)所處環(huán)境的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)制作的,內(nèi)部電源布線(xiàn)非常短,對(duì)工業(yè)噪音的抗壓性能也比普通CPU好。單片機(jī)的編譯程序指令、常數(shù)以及時(shí)間表全部固化到ROM中,使其不易受到破壞。將多個(gè)信號(hào)接入通道安排在一塊芯片里,可靠性更高。2、強(qiáng)大的控制功能為了能夠充分滿(mǎn)足各種物體或者其他電子設(shè)備的物體控制處理要求,單片機(jī)的指令系統(tǒng)通常需要同時(shí)具備豐富的硬件技術(shù)控制條件:其中包括高的分支式數(shù)據(jù)傳輸、邏輯式的計(jì)算處理能力及對(duì)于I/O口位置的信號(hào)控制處理等等,非常適用于特定的物體控制處理功能。3、易于擴(kuò)展芯片是指能夠保證電腦正常工作和運(yùn)行的所必要組成部分。芯片外還有許多三總線(xiàn)連接并行、串行i/o引腳等可以提供擴(kuò)充,很容易建立起各種大型的計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序。4、優(yōu)異的性?xún)r(jià)比這種新的單片機(jī)可以具備非常好的處理性能。為了大大改善系統(tǒng)工作時(shí)的速度與運(yùn)行效率,單片機(jī)在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始考慮引進(jìn)新的risc流體排水線(xiàn)及ridsp總線(xiàn)技術(shù)。單片機(jī)的尋址數(shù)據(jù)容量已經(jīng)可以突破64kb的時(shí)間限制,有些單片設(shè)備同樣可以同時(shí)同步達(dá)到1mb和16mb,ROM的尋址容量也同樣可以同時(shí)同步達(dá)到62mb,RAM的尋址容量也同樣可以同時(shí)同步達(dá)到2mb。由于這種智能單片機(jī)目前在我國(guó)已經(jīng)得到了廣泛的商業(yè)應(yīng)用,銷(xiāo)售額巨大,各個(gè)主要芯片公司之間的電子商務(wù)芯片市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈促使其同類(lèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格非常低,性?xún)r(jià)比非常高。2.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的PLC系統(tǒng)概述將PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用于全自動(dòng)洗衣機(jī)中，將大大提高洗衣機(jī)的工作效率，更加適應(yīng)工作環(huán)境。在自動(dòng)洗衣機(jī)中，洗滌和脫水過(guò)程由單片機(jī)控制。首先，由于單片機(jī)的操作系統(tǒng)比較復(fù)雜，清洗和脫水的程序比較復(fù)雜；其次，在嵌入式控制器系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)中，要求具有電流保護(hù)、電壓保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、欠壓電流保護(hù)等多種控制電路。這就意味著硬件維修會(huì)增大重量和工作的復(fù)雜性,意味著故障率更高,并且也會(huì)大大增加維修成本。PLC廣泛應(yīng)用于各種控制單片機(jī)系統(tǒng)中,可以有效克服傳統(tǒng)單片機(jī)的缺點(diǎn)。它是一個(gè)完整的模塊,包括了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路、防護(hù)電路及通信組網(wǎng)等功能。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,硬件相對(duì)簡(jiǎn)單,提高了數(shù)字化控制器件系統(tǒng)的穩(wěn)定性。再者,它的編程語(yǔ)言也比較簡(jiǎn)潔。2.3PLC的設(shè)計(jì)步驟1、熟悉各個(gè)不同被控控制對(duì)象,擬訂制定相應(yīng)的過(guò)程控制措施和解決方案,分析不同被控對(duì)象的控制過(guò)程和具體工作原理，了解不同被控對(duì)象的機(jī)械、電氣、液壓之間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，確定不同被控對(duì)象的PLC和水自動(dòng)過(guò)程控制管理系統(tǒng)。2、確定使用i/o設(shè)備。根據(jù)系統(tǒng)的工作可靠性和過(guò)程控制性能要求,確定了每個(gè)用戶(hù)必須設(shè)備具有的各種輸入(主要例如控制按鈕、行程開(kāi)關(guān)、選通控制開(kāi)關(guān)等)及其他各種輸出控制裝置(主要例如接觸器、電磁閥、信號(hào)燈和指示燈等),從而基本確定了PLC的各個(gè)i/o連接點(diǎn)。3、PLC的產(chǎn)品選型確定方法主要內(nèi)容包括確定PLC的產(chǎn)品型號(hào)、容量、i/o接口模塊及備用電源等。4、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各種工業(yè)生產(chǎn)控制設(shè)備的使用特點(diǎn),分配一個(gè)PLC的各種i/o接線(xiàn)地址,確定一個(gè)啟動(dòng)控制開(kāi)關(guān)按鈕,選擇具有啟動(dòng)控制開(kāi)關(guān)、接觸器、電磁閥、信號(hào)燈和指示器等各種主要輸入和入及輸出控制裝置部件及其端子型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)選擇的一個(gè)PLC端子型號(hào),列出一個(gè)各種輸入/入和輸出控制裝置和一個(gè)PLC內(nèi)部的各種輸入/輸出裝置端子的型號(hào)對(duì)照和列表,繪制一個(gè)PLC外部各種i/o接線(xiàn)圖及其相關(guān)應(yīng)用程序。5、軟、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì),進(jìn)行了PLC應(yīng)用程序系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制柜(工作平臺(tái))等軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)安裝施工。由于開(kāi)關(guān)PLC電路可以同時(shí)用于執(zhí)行開(kāi)關(guān)程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和進(jìn)行相應(yīng)的開(kāi)關(guān)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì),大大減少了開(kāi)關(guān)PLC電氣控制電路系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)工作周期,對(duì)于開(kāi)關(guān)繼電器控制系統(tǒng),在設(shè)計(jì)開(kāi)始前期施工進(jìn)行設(shè)計(jì)之前必須首先要對(duì)所有的開(kāi)關(guān)電氣控制系統(tǒng)電路都預(yù)先進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。6、聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試就是對(duì)所有經(jīng)過(guò)聯(lián)機(jī)仿真進(jìn)行調(diào)試的應(yīng)用程序都必須要保證做到同時(shí)聯(lián)機(jī)進(jìn)行。一般從開(kāi)始,輸出控制裝置(主要包括接觸器和電線(xiàn)圈、信號(hào)燈和指示燈等)不帶調(diào)試。利用了編程器的自動(dòng)監(jiān)測(cè)功能,并采用了分段式調(diào)試。各個(gè)組件在調(diào)試運(yùn)行正常后,以實(shí)際的負(fù)載為基礎(chǔ)運(yùn)行，若不正常,那就調(diào)整硬件和編程。通常,只是我們需要重新修改一個(gè)程序。所有的調(diào)試工作在全部調(diào)試結(jié)束后交付投入試運(yùn)營(yíng)。在系統(tǒng)運(yùn)行了一段時(shí)間后,如果該程序已經(jīng)工作正常,不確定是否有任何需要更新或者修改,則我們就應(yīng)將該程序直接固化為eprom中,防止漏掉程序。7、整理的技術(shù)資料,其中包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),電氣安裝示意圖,電氣元器件明細(xì)表、操作規(guī)程等。三、硬件電路的選擇3.1電動(dòng)機(jī)的選擇由于家庭供電電源的限制，選用單相電容式異步電動(dòng)機(jī)。以3.6kg全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)為實(shí)際使用情況,由于全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)的物料脫水洗滌桶最大直徑相對(duì)較大,這種偏心情況不得不被忽略,因此在重量計(jì)算時(shí)宜以各種情況可能都會(huì)發(fā)生的自動(dòng)洗滌桶中物料最大直徑偏心情況為準(zhǔn)。脫水時(shí)電機(jī)發(fā)出的脫水電機(jī)啟動(dòng)功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)的要超過(guò)了啟動(dòng)洗滌器時(shí)電機(jī)發(fā)出的脫水電機(jī)啟動(dòng)功率。在通過(guò)測(cè)量和計(jì)算確定高壓發(fā)電機(jī)的額定功率時(shí),應(yīng)以高壓電動(dòng)機(jī)在高壓脫水泵的工作運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生需要同時(shí)消耗的額定功率能量作為主要功率測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)?？偟脕?lái)說(shuō),脫水時(shí)高速電機(jī)的脫水功率額定大小與高速洗衣機(jī)脫水設(shè)置所需要確定的高速電動(dòng)機(jī)脫水額定功率大小相關(guān)。由于在其實(shí)際計(jì)算中沒(méi)有能夠充分考慮涉及到額定電機(jī)和驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的額定運(yùn)動(dòng)量和慣性系數(shù)等諸多因素,使得計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)了偏差。因此我們最終選擇了3.6kg全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī),該電機(jī)的額定功率參數(shù)為180w。滿(mǎn)足了全自動(dòng)洗衣機(jī)110w~240w的最大功率。所以本次設(shè)計(jì)選擇了YY104-180型號(hào)單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī),功率180瓦,額定電壓220v,轉(zhuǎn)速1350r/min，電流1.7A。3.2傳感器的選擇3.2.1溫度傳感器的選擇水溫溫度檢測(cè)系統(tǒng)可以通過(guò)熱敏法和電阻檢測(cè)法或者M(jìn)TS102半導(dǎo)體溫度測(cè)溫儀器來(lái)進(jìn)行溫度檢測(cè)。洗衣機(jī)的固定水溫通?？梢钥刂圃?℃~40℃.在此兩種類(lèi)型的固定溫度控制區(qū)間內(nèi),MTS102具有很高的方向線(xiàn)性和對(duì)特定溫度的靈敏。通常被廣泛應(yīng)用于對(duì)液體水溫的溫度檢測(cè)。圖SEQ圖\*ARABIC1簡(jiǎn)單的二極管傳感器測(cè)溫電路二極管作為一種溫度傳感器，常被用于溫度檢測(cè)電路中，可調(diào)溫度范圍大，測(cè)量精度恰當(dāng)。二極管對(duì)溫度系統(tǒng)的線(xiàn)性度要求很高，約為-2mV/℃.采用二極管作為傳感器構(gòu)成溫度檢測(cè)系統(tǒng)需要激勵(lì)電路、補(bǔ)償電路和放大電路。3.2.2水位傳感器的選擇對(duì)于不在PLC自動(dòng)控制下的洗衣機(jī)，水位的自動(dòng)檢測(cè)應(yīng)始終是連續(xù)的。諧振式自動(dòng)水位頻率傳感器主要原理采用一個(gè)電磁諧振控制電路中的lc將它作為一個(gè)水位頻率傳感器敏感控制單元,將被確定檢測(cè)敏感對(duì)象的水位頻率波動(dòng)變化敏感信號(hào)轉(zhuǎn)換成電路lc中各參數(shù)的頻率改變,最后再分別輸出各種不同頻率的諧振信號(hào)。其主要工作原理是將導(dǎo)管電流沿著液體水位高度方向改變并通過(guò)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為導(dǎo)管壓力,通過(guò)控制導(dǎo)管電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)測(cè)試外部?jī)?nèi)部空腔中水和氣體的濃度變化,驅(qū)動(dòng)外部?jī)?nèi)腔上方沿著膜片方向運(yùn)動(dòng),使得位于膜片內(nèi)部中心的液體電容和外部磁芯沿著整個(gè)線(xiàn)圈內(nèi)的中心方向運(yùn)動(dòng),使得整個(gè)線(xiàn)圈的內(nèi)部電感發(fā)生變化。這會(huì)直接造成高頻諧振控制電路固有頻率水位跟著電流水位的變化改變。所以這次設(shè)計(jì)我選用的是CD4069諧振式水位傳感器。圖SEQ圖\*ARABIC2水位檢測(cè)電路水位檢測(cè)傳感器由兩只電極片構(gòu)成。間歇振蕩器由六個(gè)非門(mén)IC（CD4069）中的非門(mén)電路f、非門(mén)電路e和有關(guān)外圍元器件組成。LED閃爍指示電路由非門(mén)電路d、電阻R3和發(fā)光二極管VL組成。音頻振蕩器由IC中的非門(mén)電路a、非門(mén)電路b和有關(guān)外圍元器件組成，其振蕩頻率約lkHz。音頻放大電路由IC內(nèi)部的非門(mén)電路c、晶體管V1、V2和揚(yáng)聲器BL組成。當(dāng)水箱中沒(méi)有水時(shí)，水位傳感器的兩個(gè)電極處于開(kāi)路狀態(tài)，通過(guò)開(kāi)關(guān)S和電阻R1向二極管VD1的正極施加+9V電壓，使VD1導(dǎo)通。IC的13腳、10腳、1腳和4腳都是高電平，報(bào)警電路不工作。當(dāng)水箱中水滿(mǎn)時(shí)，水位檢測(cè)傳感器的兩個(gè)電極與水接觸（通過(guò)水），使二極管VD1的正極變低，VD1被切斷，間歇振蕩器工作，長(zhǎng)周期振蕩信號(hào)由集成電路的10腳輸出。當(dāng)振蕩信號(hào)電壓為正時(shí)，二極管VD2接通，IC的1腳斷開(kāi)，音頻振蕩器不工作；當(dāng)集成電路的10腳輸出電壓為負(fù)時(shí)，VD2被切斷，音頻振蕩器工作。這樣，音頻振蕩器在間歇振蕩器的控制下間歇工作，間歇音頻信號(hào)從IC的6腳輸出。信號(hào)經(jīng)V1和V2放大后，使喇叭BL發(fā)出報(bào)警聲。3.2.3濁度傳感器的選擇濁度激光傳感器主要是一種采用激光紅外線(xiàn)和激光電濁度傳感器。紅外激光發(fā)射管向紅外溶液一側(cè)繼續(xù)發(fā)射一定強(qiáng)度頻率的高強(qiáng)度的其他紅外光,而紅外發(fā)射接收管則向紅外溶液一側(cè)繼續(xù)發(fā)射其他紅外光。在固體溶液中,紅外線(xiàn)透射率主要取決于使用接收儀所需時(shí)產(chǎn)生的紅外光電壓和電流。光電流在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)了視頻整形圖像放大和視頻數(shù)據(jù)處理之后,能夠準(zhǔn)確地直接判斷地下水的整體凈化和渾濁度。本次設(shè)計(jì)所用的型號(hào)為T(mén)SW-30濁度傳感器。表SEQ表\*ARABIC1TSW-30濁度傳感器型號(hào)品名TurbiditySensor(濁度傳感器)主要規(guī)格受光部：EL-23G(Kodenshi)發(fā)光部：ST-12G(Kodenshi)CASE:KIEPCBPCB2Layer/鍍金/CASEHOUSING(PP)SubTop/Bottom/HousingBottom(PA66)適用機(jī)種洗衣機(jī)Rev1.03.2.4衣質(zhì)傳感器的選擇對(duì)衣物質(zhì)量的檢測(cè)往往都是在清潔洗滌之前開(kāi)始進(jìn)行,主要目的是為了判斷衣物中是否屬于棉花或者化纖。在一定溫度和水位的條件下,不同種類(lèi)衣服的水布阻力也是不相同。鑒于衰減頻率與分布阻抗之間存在著一種非線(xiàn)性關(guān)系，對(duì)定子繞組兩端的光電電熱變化進(jìn)行校正和檢測(cè)，將光電信號(hào)隔離形成脈沖。如果脈沖信號(hào)數(shù)較多,則分布式阻抗相對(duì)較小,反之也許。經(jīng)過(guò)多次的測(cè)量,可以準(zhǔn)確地判斷紡紗品的阻力,通過(guò)這樣的推理可以計(jì)算出衣物品質(zhì)。因此,選擇了電阻式傳感器。這次設(shè)計(jì)選用的是DF9-16系列壓力傳感器。DF9-16系列柔性薄膜壓力傳感器是利用柔性壓力傳感器技術(shù)，將一種附著力強(qiáng)、抗曲折、靈敏度高的柔性納米性能材料印刷在柔性和輕質(zhì)材料上，完成了對(duì)壓力的高靈敏度檢測(cè)。薄膜壓力傳感器是一種電阻式傳感器，輸出電阻隨著施加在傳感器表面壓力的增大而減小,通過(guò)特定的壓力-電阻關(guān)系，可以測(cè)量出壓力大小。表SEQ表\*ARABIC2DF9-16系列壓力傳感器產(chǎn)品參數(shù)尺寸詳見(jiàn)尺寸圖厚度＜0.3mm量程500g2kg5kg10kg20kg響應(yīng)點(diǎn)20g20g150g150g200g耐久性＞100萬(wàn)次初始電阻＞10MΩ（無(wú)負(fù)載）測(cè)試電壓典型值DC3.3V響應(yīng)時(shí)間＜1ms恢復(fù)時(shí)間＜15ms工作溫度-20℃～60℃電磁干擾EMI不產(chǎn)生靜電釋放ESD不敏感圖SEQ圖\*ARABIC3薄膜壓力傳感器四、軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)自動(dòng)洗衣機(jī)中的洗滌桶(外部或內(nèi)部)及脫水桶(內(nèi)部或內(nèi)部)放在同一中心。外桶是固定在盛水中。內(nèi)筒采用旋轉(zhuǎn)式脫水。內(nèi)桶周?chē)紳M(mǎn)了許多細(xì)小的洞口,用以連接內(nèi)桶與外箱之間的水流。洗衣機(jī)的進(jìn)水及排水主要是由進(jìn)給式電磁閥或者是排給式電磁閥兩個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)水泵進(jìn)入外筒時(shí),通過(guò)自動(dòng)電控制系統(tǒng)開(kāi)啟進(jìn)水閥,通過(guò)外筒的進(jìn)水管向內(nèi)筒中注入，在排水時(shí),通過(guò)自動(dòng)化的電控制度系統(tǒng)開(kāi)啟排水閥,將剩余的污水從外筒中排放至機(jī)器外部。洗滌的正、負(fù)轉(zhuǎn)子是由發(fā)動(dòng)機(jī)帶給波片上的電機(jī)正、負(fù)轉(zhuǎn)子所實(shí)現(xiàn)。此時(shí),脫水桶不再轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)脫水時(shí),電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)筒向前旋轉(zhuǎn)干燥。高、中、低水位的就地信號(hào)能夠通過(guò)水位開(kāi)關(guān)和傳感器進(jìn)行檢測(cè)。4.2全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制要求1)PLC準(zhǔn)備啟動(dòng);2）啟動(dòng)后開(kāi)始進(jìn)水;3）當(dāng)水位到達(dá)高水位時(shí)，停止進(jìn)水，開(kāi)始正轉(zhuǎn)洗滌;4）正轉(zhuǎn)15s后暫停;5）暫停3s后開(kāi)始反轉(zhuǎn)洗滌;6）反轉(zhuǎn)15s后暫停;7）暫停3s后，若小循環(huán)未滿(mǎn)3次，返回正轉(zhuǎn)洗滌;8）完成3次小循環(huán)后，開(kāi)始排水;9）排水后開(kāi)始脫水;10）脫水10s后，若大循環(huán)未滿(mǎn)3次，返回進(jìn)水;11）完成3次大循環(huán)后，報(bào)警10s后自動(dòng)關(guān)機(jī)。4.3控制系統(tǒng)順序功能圖圖SEQ圖\*ARABIC4洗衣機(jī)流程圖4.4全自動(dòng)洗衣機(jī)的I/O配置表表SEQ表\*ARABIC3I/O配置表X輸入Y輸出X0啟動(dòng)按鈕Y0進(jìn)水閥門(mén)X1低水位按鈕Y1正轉(zhuǎn)洗滌X2中水位按鈕Y2反轉(zhuǎn)洗滌X3高水位按鈕Y3排水閥門(mén)Y4脫水電磁離合器Y5報(bào)警蜂鳴器表SEQ表\*ARABIC4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器配置表類(lèi)別器件號(hào)設(shè)定值作用定時(shí)器T015s正轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時(shí)T13s正轉(zhuǎn)暫停計(jì)時(shí)T215s反轉(zhuǎn)洗滌計(jì)時(shí)T33s反轉(zhuǎn)暫停計(jì)時(shí)T410s脫水計(jì)時(shí)T510s報(bào)警計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器C03次小循環(huán)計(jì)數(shù)C13次大循環(huán)計(jì)數(shù)4.5控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)圖SEQ圖\*ARABIC5梯形圖1圖SEQ圖\*ARABIC6梯形圖2圖SEQ圖\*ARABIC7梯形圖3圖SEQ圖\*ARABIC8梯形圖4五、軟件仿真圖SEQ圖\*ARABIC9PLC寫(xiě)入如圖10，按下啟動(dòng)按鈕X0，開(kāi)始進(jìn)水，進(jìn)水閥門(mén)Y0打開(kāi)。圖SEQ圖\*ARABIC10進(jìn)水如圖11，按下高水位按鈕X3，當(dāng)采集到水量達(dá)到高水位時(shí)，停止進(jìn)水，進(jìn)水閥門(mén)Y0關(guān)閉。圖SEQ圖\*ARABIC11停止進(jìn)水如圖12，洗衣機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)洗滌15秒后暫停3s。圖SEQ圖\*ARABIC12正轉(zhuǎn)洗滌如圖13，暫停3s后，洗衣機(jī)開(kāi)始反轉(zhuǎn)洗滌15秒后暫停3s。圖SEQ圖\*ARABIC13反轉(zhuǎn)洗滌如圖14，暫停3s后，如小循環(huán)計(jì)數(shù)未滿(mǎn)3次，返回起點(diǎn)繼續(xù)小循環(huán)。圖SEQ圖\*ARABIC14小循環(huán)計(jì)數(shù)如圖15，小循環(huán)結(jié)束后，開(kāi)始排水，水位到達(dá)低水位后開(kāi)始脫水。圖SEQ圖\*ARABIC15脫水如圖16，脫水結(jié)束后，如大循環(huán)計(jì)數(shù)未滿(mǎn)3次，繼續(xù)大循環(huán)。圖SEQ圖\*ARABIC16大循環(huán)計(jì)數(shù)如圖17，完成大循環(huán)后，蜂鳴器報(bào)警10s，自動(dòng)停機(jī)。圖SEQ圖\*ARABIC17報(bào)警結(jié)論：仿真結(jié)果與設(shè)計(jì)的功能完全一致，符合設(shè)計(jì)要求。六、結(jié)束語(yǔ)這種以PLC作為主要的測(cè)試控制系統(tǒng)核心,結(jié)構(gòu)合理,測(cè)試控制方式可靠。具有較強(qiáng)的技術(shù)操作性和靈活性,提高了材料設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行的可靠性,縮短了材料產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的工作周期,保證了新的第一代材料產(chǎn)品和設(shè)備技術(shù)工程研究者在開(kāi)發(fā)設(shè)備工作的同時(shí)，獲得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益?；仡櫼幌翽LC的這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我確實(shí)深有感觸,的確,從畢業(yè)選題分析到畢業(yè)設(shè)計(jì)稿的定稿,從基礎(chǔ)理論到設(shè)計(jì)工作中的實(shí)踐,在進(jìn)行整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的那段艱苦日子里,可以說(shuō)是苦大于甜,但是卻使我學(xué)習(xí)得到了許多,同時(shí),它不僅可以使我可以徹底鞏固以前在課堂上沒(méi)有學(xué)到的許多基礎(chǔ)知識(shí),也可以使我在學(xué)習(xí)當(dāng)中得到了許多我在書(shū)本上幾乎沒(méi)有任何機(jī)會(huì)可以學(xué)到的其他東西。通過(guò)這次的大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì),我終于明白了自己以前對(duì)于原有的設(shè)計(jì)知識(shí)仍然一直存在著一些欠缺。我現(xiàn)在想要學(xué)習(xí)的東西太多。我以前以為我什么都知道,有點(diǎn)好高騖遠(yuǎn)。通過(guò)這次大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì),我深刻地理