1、技师专业论文工种：维修电工题目：在自动洗衣机中的应用姓 名： 牛利兵身份证号：等 级：技师 准考证号： 1011211005000000013培训单位: 镇江技师学院鉴定单位：江苏省职业技能鉴定指导中心日 期：2010 年 11 月 15 日摘要PLC 是以计算机技 术为核心的通用自动化控制装置，它的功能性强，可靠性高，编程简单，使用方便，体 积小巧，近年来在工业生产中得到广泛应用，被誉为当代工业自动化主要支柱之一。在现代社会，全自动洗衣机进入各个家庭，本文介 绍了 PLC 用于全自动波轮洗衣机的控制系统，其可改进现有技术的不足，简化结构，有利于降低成本和提高可靠性。关键词全自动洗衣机 电磁阀
2、 液位传感器 电磁离合器目录前言1第一章 全自动洗衣机的基本结构21.1 全自动洗衣机的工作原理21.2 全自动洗衣机的结构组成2第二章 全自动洗衣机的设计方案42.1 控制要求42.2 洗衣机电气原理图42.3 PLC 的 I/O 分配图52.4 PLC 的外部接线图52.5 流程图62.6 PLC 编程62.7 PLC 的指令表92.8 运行过程11第三章 设计体会12参考文献131前言随着社会的发展工业化的加速，出现了洗衣机，再就是自动化洗衣机。洗衣机从大体上分为 2 类，即波轮和滚筒，波轮洗衣机是在习惯用冷水的前提下，滚筒洗衣机就没有波轮洗的干净，当然也可以在使用滚筒洗衣机是使用电辅助
3、加热的功能，但这样需要更长的时间。无论是波轮式洗衣机也好，还是滚筒式洗衣机也好，都朝着智能化、水流方式多样化、洗衣方式创新化、设计更趋人性化四大特征方向发展。传统的电器控制已经不能满足现状的要求了。是智能化的控制取代了传统的工业控制。洗衣机的工作原理：全自动洗衣机的洗衣桶（外筒）和脱水桶（内桶）是以同一心安装的，内筒可以旋转，作为脱水用。内桶的周围有许多小孔，是内桶和外桶的水流相通，洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时通过控制系统将进水电磁阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘的正、反
4、转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，控制系统将离合器和上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、低水位控制开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作，停止按钮用来实现手动停止排水进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。随着先进科学技术发展，应用与洗衣机上的技术越来越成熟，洗衣机的发展也越来越快，将来的洗衣机主要朝一下几个方面发展： （1）高度智能化；（2）健康化；（3）节水节能；（4）大容量和微型化；本次设计主要采用 PLC 控制技术来设计全自动洗衣机控制系统，跟传统的洗衣机相比更具有智能，实时监控，人性化的功能。本系统最大的优点集中体现在：实现功能齐全、外围电路简单、
5、时间计算精确以及维护方便等。具有可靠性高、安全性好、等一系列优点。2第一章 全制动洗衣机的基本结构1.1 全自动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，在离心的作用下被高速甩向桶壁，并沿壁上升。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，于桶壁发生摩擦。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
6、物。其次，当衣物被放进洗涤液后，由于惯性作用运动很慢，在水流与衣物之间存在速度差，使得两者之间发生相对运动，水流于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。再次由于洗衣桶形状的不规则，当旋转着的水流碰到桶壁后，其速度于方向都发生了改变，形成湍流。在湍流作用下，衣物作无规则的运动并翻滚，其纤维不断地被弯曲、绞扭和拉长，衣物互相摩擦，增大了洗涤的有效面积，提高衣物的洗净均匀性。全自动洗衣机是通过水位开关与电磁进水閥配合来控制进水、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，移动铁心在重力和弹簧力的作用下，紧紧顶在橡胶模片上，并将小孔的中
7、心堵塞，这样阀门关闭，水流不同。当电磁线圈通电后，移动铁心在磁力作用下上移，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测小孔的流通能力，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。气室的入口于洗衣桶中的贮气室相联结。当谁注入洗衣桶后，贮气室口很快被封闭，随水位上升，被封闭的空气压强增大，水为开关中的波纹受压而涨起，推动顶杆运动而使出点改变，从而实现自动通断。1.2 全自动洗衣机的结构组成3（1）进、排水电磁閥：电磁阀，在通电状态下，线圈产生磁场，在磁力作用下，使钢子质推杆推动电磁阀芯，克服弹簧力
8、的作用，沿轴向一侧发生位移；在失电状态下，线圈不产生磁场，电磁阀芯在弹簧力的作用下，沿轴向另一侧发生位移。全自动洗衣机进水电磁阀芯的轴向位移，会是电磁阀内的腔室贯通或关闭。从而控制进水的开关。（2）液位传感器：用静压测量原理：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎面受到的压力公式为：P=gh+P0 式中：P：变送器迎面所受压力：被测液体密度P0：液面上大气压h：液体的深度同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压于传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的大气压，通过测取压力P，可以得到液位深度。功能特点：具有反向保护、限流保护电路，在安装时正负极接反不会损
9、坏变送器。稳定性好固态结构，无可动部件，高可靠性，使用寿命长安装方便、结构简单、经济耐用（3）内、外缸：内缸用来盛装衣物等，外缸进水来洗涤衣物，内缸的桶壁上有 许多的小孔便于水的流入（4）单相电动机：单相电机是有二个绕组，转子是鼠笼式的。当单相正弦电流通过定子绕组时，电机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场咋转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合4成转矩为零，所以电机无法旋转。要使单相电机能自动旋转起来，可在
10、定子中加上一个启动绕组，启动绕组与主绕组在空间上相差 90 度，启动绕组要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上相差 90 度。这样两个在时间上相差 90 度的电流通入两个在空间上相差 90 度的绕组，将会在空间上产生旋转磁场，在这个旋转磁场的作用下，转子就能自动启动。第二章全自动洗衣机的设计方案2.1 控制要求1.先根据洗涤物的多少，选择进水水位（高、中或低） 。2.根据洗涤物的污染程度，选择洗涤模式（强洗、标准或柔洗）3.按下启动按钮，开始进水直到盐水水位达设置要求，然后关水4.开始洗涤：强洗洗涤：正转洗涤 30s，暂停 5s 后反转洗涤 30s，暂停 5s 后正转洗涤。正反转循环
11、 15 次，总共 1050s 后，洗涤结束。标准洗涤：正转洗涤 25s，暂停 10s 后反转洗涤 25s，暂停 10s 后正转洗涤。正反循环 15 次，总共 1050s 后，洗涤结束。柔细洗涤：正转洗涤 20s，暂停 15s 后反转洗涤 20s，暂停 15s 后正转洗涤。正反转循环 15 次，总共 1050s 后，洗涤结束。5.开始排水，当水位下降到低水位时，进行脱水（同时排水） ，脱水时间为20s，脱水完成。6.开始清洗，重复洗涤过程，清洗两遍。7.清洗完成，报警 10s 并自动停机。8.在运行过程中按下停止按钮，停止运行。2.2 主电路52.3 PLC 的 I/O 分配表I/O 分配表输入
12、信号 输出信号启动按钮 X0 电动机 Y0进水水位 X1 进水电磁阀 Y1放水水位 X2 正转 Y2强洗 X3 反转 Y3标准 X4 排水电磁阀 Y4轻柔 X5 报警 Y5停止按钮 X6 离合器 Y62.4 PLC 外部接线图62.5 流程图2.6 PLC 编程79102.7 PLC 的指令表步序号 助记符 操作数 步序号 助记符 操作数0000 LD M8002 0084 SET S240001 SET S0 0085 STL S240002 STL S0 0086 OUT C1 K150003 LD X000 0087 LD C10004 OUT Y000 0088 SET S250005
13、 SET S1 0089 LDI C1110006 STL S1 0090 SET S200007 OUT Y001 0091 STL S250008 LD X001 0092 OUT Y0010009 AND X003 0093 RST C10010 SET S2 0094 LD X0020011 LD X001 0095 SET S260012 AND X004 0096 STL S260013 SET S2 0097 OUT Y0040014 LD X001 0098 OUT Y0000015 AND X004 0099 OUT T11 K2000016 SET S20 0100 LD
14、T110017 LD X001 0101 SET S270018 AND X005 0102 STL S270019 SET S40 0103 OUT C2 K20020 STL S2 0104 LD C20021 OUT Y002 0105 SET S280022 OUT T1 K300 0106 LDI C20023 LD T1 0107 SET S10024 SET S3 0108 STL S280025 STL S3 0109 OUT Y0050026 OUT T2 K50 0110 RST C20027 LD T2 0111 OUT T12 K1000028 SET S4 0112
15、LD T120029 STL S4 0113 SET S00030 OUT Y3 0114 STL S400031 OUT T3 K300 0115 OUT Y0020032 LD T3 0116 OUT T13 K2000033 SET S5 0117 LD T130034 STL S5 0118 SET S410035 OUT T4 K50 0119 STL S410036 LD T4 0120 OUT T14 K1500037 SET S6 0121 LD T140038 STL S6 0122 SET S420039 OUT C1 K15 0123 STL S420040 LD C1
16、0124 OUT Y0030041 SET S7 0125 OUT T15 K2000042 LDI C1 0126 LD T150043 SET S2 0127 SET S430044 STL S7 0128 STL S430045 OUT Y001 0129 OUT T16 K1500046 RST C1 0130 LD T160047 LD X002 0131 SET S440048 SET S8 0132 STL S44120049 STL S8 0133 OUT C1 K150050 OUT Y004 0134 LD C10051 OUT Y000 0135 SET S450052
17、OUT T5 K200 0136 LDI C10053 LD T5 0137 SET S400054 SET S9 0138 STL S450055 STL S9 0139 OUT Y0010056 OUT C2 K2 0140 RST C10057 LD C2 0141 LD X0020058 SET S10 0142 SET S460059 LDI C2 0143 STL S460060 SET S1 0144 OUT Y0040061 STL S10 0145 OUT Y0000061 OUT Y005 0146 OUT T170063 RST C2 0147 LD T17 K20000
18、64 OUT T6 K100 0148 SET S470065 LD T6 0149 STL S470066 SET S0 0150 OUT C2 K20067 STL S20 0151 LD C20068 OUT Y002 0152 SET S480069 OUT T7 K250 0153 LDI C20070 LD T7 0154 SET S10071 SET S21 0155 STL S480072 STL S21 0156 OUT Y0050073 OUT T8 K100 0157 RST C20074 LD T8 0158 OUT T18 K1000075 SET S22 0159
19、LD T180076 STL S22 0160 SET S00077 OUT Y003 0161 RET0078 OUT T9 K250 0162 END0079 LD T9 01630080 SET S23 01640081 STL S23 01650082 OUT T10 K100 01660083 LD T10 01672.8 运行过程强洗：按下启动按纽，输出接通，洗衣机开始进水，当水位达到所需要求时，闭合，按下，洗衣机开始强洗，正转秒后暂停秒，然后开始反转秒，暂停秒，再开始正转，如此循环次后，计数器13接通，洗衣机跳转到待机状态，计数器清零，按下放水按钮，输出 Y4、Y0 接通，洗衣机
20、开始脱水，同时也在排水，时间为 20 秒，20 秒之后，时间继电器 T5 接通，洗衣机开始进水，清洗衣物 2 遍之后计数器 C2 接通，输出信号 Y5 接通，洗衣机报警 10 秒后计数器 T6 接通，恢复到初始状态。标准：按下启动按钮 X0，输出 Y0 接通，洗衣机开始进水，当水位达到说需要求时，X1 闭合，按下 X4，洗衣机开始标洗，正转 25 秒暂停 10 秒，然后开始反转 25 秒暂停 10 秒，再开始正转，如此循环 15 次，洗衣机跳转到待机状态，计数器 C1 清零。按下 X2，洗衣机开始脱水，同时在排水，脱水 20 秒后时间继电器 T11 接通，洗衣机开始清洗 2 遍，之后 Y5 接
21、通，计数器 C2 清零，报警 10秒之后时间继电器 T12 接通，洗衣机恢复到初始状态。柔洗：按下启动按纽，输出接通，洗衣机开始进水，当达到所要的水位要求时，X1 按钮闭合，按下 X5，输出 Y2 接通，洗衣机开始正转 20 秒，暂停 15 秒，然后开始反转 20 秒暂停 15 秒，如此循环 15 次，时间计数器 C1 接通，输出 Y1 接通，计数器 C1 清零，洗衣机跳转到待机状态，按下 X2，Y4、Y0接通，洗衣机开始脱水，同时排水，20 秒后时间继电器 T17 接通，洗衣机开始清洗，清洗 2 遍之后计数器 C2 接通，输出 Y5 接通，计数器 C2 清零，洗衣机报警 10 秒后，时间继电
22、器 T18 接通，洗衣机恢复到初始状态。第三章 设计体会课程设计是培养学生综合运用所学知识、发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。回顾此次课程设计，至今我仍感概颇多，可以说是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅巩固了 以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中，可以说是困难重重，难免会遇到各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学的知识理解的不够偶深刻，掌握的不够牢固，通过这次课程设计之后，对以前的知识重新温13习了一遍。这次课程设计终于结束了，在此要感谢悉心指导我们的薛老师、王老师和给过我帮助的所有同学。参考文献 蒋金周 全自动洗衣机 PC 智能控制 机电一体化高勤，田培成 可编程控制器原理及 应用 电子工业出版社吴存宏 浅谈 PLC 在全自动洗衣机中运用 家用电器科技，2000廖常初 可编程序控制器应用技术（第四版）重庆大学出版社 2002自动化网论坛，全自动洗衣
