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设计网站推荐html,取消wordpress还原,网站备案怎么在工信部信息核验,快速排名网站全自动洗衣机的掌控体系设计 陈佩华 摘要 在经济水平急速进步的时代#xff0c;因为日常水平渐渐提高#xff0c;大家开始越来越注重于在享受层面的要求#xff0c;并且因为全球化进程的加快#xff0c;各类 新兴科技不断被引入使用#xff0c;成为了日常中的重要器具因为日常水平渐渐提高大家开始越来越注重于在享受层面的要求并且因为全球化进程的加快各类 新兴科技不断被引入使用成为了日常中的重要器具但是传统洗衣机是在用电设备的掌控下运转其提供的便利性不够已经不能满足大家对其自动化水平的要求了洗衣机要更好地满足大家的需求必须借助于自动化科技的进步因为全自动化科技的引入在国内受到追捧而洗衣机作为我们日常中提供了极大便利的用电设备其自动化的用途也受到了国内人士的追捧。 近年来用电设备的自动化是一种走向使然而作为几大常用用电设备之 一的洗衣机也由之前的半自动化逐渐进步到全自动化具有多用途、 现代通信化掌控、自动化水平强的特点可以很大水平上为大家带来控制 以及使用地方的便利。并且使用可编程逻辑控制器体系设计下的全自动化洗衣机 在后期的维护以及升级地方相比于继用电设备逻辑体系掌控下的用电设备有着 极为突出的优势是用电设备从半自动化到自动化再到现代通信化的一种进步 走向近年来得到了相关行业厂商以及消费者的重视。而传 统的洗衣机掌控体系通常采用单片微控制器。由于其设备驱动指令序列能力 有限并且抗干扰能力较差不能适应工业背景下长时长 工作已经不能满足工业洗衣机对掌控体系的要求。为 此本文从当下使用最为广泛的工业掌控器即可编程逻辑控制器(可编 程器掌控)出发以可编程逻辑控制器为核心设计全主动工业洗衣机 掌控体系同时综合考虑其掌控要求即维修便捷、采用 先进科技、控制不复杂另外。还需要具有价钱费用低、可靠 性高的特点。关键词可编程逻辑控制器全自动化洗衣机掌控体系abstractToday, with the rapid progress of the economic level and the continuous improvement of the daily level, people begin to pay more and more attention to the pursuit of enjoyment level, and because of the acceleration of globalization, various emerging technologies are introduced and used continuously, which has become an important daily appliance. However, the traditional washing machine is operated under the control of electrical equipment, and its convenience is not enough, and it can no longer be used. To satisfy people’s requirements for 自动化 level, washing machines must rely on the progress of 自动化 technology to better meet people’s needs. Because the introduction of full 自动化 technology has been widely praised in China. As a very convenient electric equipment in human daily life, the use of 自动化 has also been sought after by domestic people. In recent years, the 自动化 of electrical equipment is a trend, and washing machine, as one of several common electrical equipment, has gradually progressed from semi-自动化 to full 自动化. It has the characteristics of multi-purpose, modern communication control and strong 自动化 level. It can bring great convenience for people to control and use the place. In addition, the full 自动化 washing machine designed with 可编程逻辑控制器 system has a prominent advantage over the electrical equipment under the control of the logic system of relay equipment in the later maintenance and upgrading. It is a progressive trend from semi-自动化 to 自动化 and then to modern communication. In recent years, it has attracted the attention of relevant industry manufacturers and consumers. Now, because people’s daily rhythm is speeding up. The demand for industrial washing machine is growing. For example, in hospitals, hotels, stations and other public places. The emergence of industrial washing machine has also brought great convenience to people’s daily production. However, the working background of industrial washing machine is usually in a relatively bad industrial background. There are high requirements for washing machine hardware and control system. The traditional washing machine control system usually uses single-chip computer. Because of its limited ability of device-driven instruction sequence and poor anti-jamming ability, it can not adapt to long-term work in industrial background, and can not meet the requirements of industrial washing machine for control system. For this reason, starting from the most widely used industrial controller at present, namely 可编程逻辑控制器 (programmable controller control), this paper designs a fully automatic industrial washing machine control system with 可编程逻辑控制器 as the core, taking into account its control requirements, that is, convenient maintenance, advanced technology, control is not complicated, in addition. It also needs the characteristics of low price and high reliability.Key words: 可编程逻辑控制器; all 自动化 washing machine; control system目录摘要 2绪论 61.1 研究背景 612 plc控制下的全自动洗衣机的方便性 713控制的控制过程 82全自动洗衣机概念及原理 82.1全自动洗衣机概念 82.3全自动洗衣机结构概述和控制要求 92.4 洗衣机掌控体系 93 plc控制系统的原则 113 1 Plc系统的基本原则 123.2技术方案 124 体系硬件设计 134.1 控制器方案选择 134.1.1 微处理器掌控 134.1.2 电动机掌控 154.1.3 Plc控制 164.2 体系硬件电路设计 174.3 plc掌控电路设计 185结 论 23致谢 24参考文献 25绪论1.1 研究背景因为经济社会的快速进步洗衣机已经进入了千家万户成为大家日常日常 所必需的家用用电设备。在工业生产中洗衣机的应用也十分广泛industrial washing machine主要 用于清洁棉、毛、化纤、丝绸等服饰织品所以industrial washing machine大量用于宾馆、饭店、 医院、学校、工厂等领域满足大容量的洗衣要求。但是传统的基于继用电设备的控 制已经不能满足大家对洗衣机的自动化水平的要求。并且洗衣机也已经从半自 动洗衣机进步到全主动洗衣机也就是只需要将衣服放进洗衣机然后启动洗衣 机指令序列洗衣机就能根据服饰重量主动灌入适量的水并且添加清洁剂。然后根 据用户需要设置清洁时长和清洁力度。最后在清洁完成后实行主动甩干脱 水时长可自行设定。主动洗衣机的产生为大家节省了大量的时长和精力给人 们的日常带来了很多便利。 当下因为单片微控制器的快速进步和大力推广单片微控制器价钱也逐年下降所以 全主动洗衣机掌控体系主要是以单片微控制器掌控为主。但是大家日常质量日益提高 除了对全主动洗衣机的用途提出了更高要求以外还需要同时满足节能和人性化 设计等地方的要求。比如衣服种类繁多包括毛衣、外套、T 恤等材质也有棉、 丝绸等区分。不一样 服饰、不一样 材质都需要不一样 的清洁方式。 传统的全主动洗衣机由于单片微控制器掌控和设备驱动指令序列能力有限不能满足现有大家对 日常品质的追求。而 可编程逻辑控制器 作为工业三大掌控支柱之一由于其掌控方式多样控 制用途强大已经用于众多工业领域。近年来可编程逻辑控制器 价钱也有所下降也开始用 于全主动洗衣机掌控体系并且在industrial washing machine领域已经取得了较好的使用效果 同时也有部分厂家在家用洗衣机领域使用 可编程逻辑控制器 作为掌控器将全主动洗衣机向 现代通信化洗衣机方向进步提高商业价值竞争力。 以 51 单片微控制器系列为核心掌控器。其优点是价钱较低指令集丰富有 Flash 存储器和 RAM有一定的cpu与外设备实行信息传送的部件和中断源应用比较成熟基本能满足一般 需要。缺点是自身的指令体系相对复杂编定指令序列语言不易掌握设计人员在编写 清洁、甩干等用途指令序列也较复杂单片微控制器设备驱动指令序列能力较弱需要在硬件上加设备驱动指令序列电 路造成体系电流路线较复杂。其他有凌阳、ARM 等系列单片微控制器。其优点是核心为32 位cpu运算速度更快兼容主流的嵌入式控制体系体系可靠性、稳定性 较好。缺点是硬件电流路线也较复杂费用较高嵌入式体系对一般的指令序列设计员 较难需要学习。 本课题选用 可编程逻辑控制器 为核心实行设计。其价钱较为便宜I/O接口数量比较合适 能够满足设计需要软件编定指令序列更加便捷指令集不复杂可以只是通过编定指令序列器实行 指令序列修改满足不一样 要求的用途需求硬件更加不复杂便于维护。12 plc控制下的全自动洗衣机的方便性由可编程逻辑控制器掌控体系作为基础掌控体系而研发的全主动洗衣机体现出 与传统半自动化洗衣机之间存在有很大的优势区别以西门子公司生 产的可编程逻辑控制器掌控全主动洗衣机为例子使之与创痛的通过继用电设备逻辑系 统掌控的洗衣机做比较很简单发现以可编程逻辑控制器体系掌控的洗衣机在使用 的可靠性以及节能地方有了很大水平上的提高在日常节奏快、能源 短缺的今天有着十分显著的优势所在例如可编程逻辑控制器体系掌控的洗衣机 减少了活动的部件与电子元器件所以在用电设备中的接线比起传统的继 用电设备逻辑体系掌控的洗衣机要减少了很多同时以继用电设备体系掌控 的洗衣机在研发历程中有许多比较复杂的指令序列难以实现后期的维修 地方也存在有很大水平上的困难而使用了可编程逻辑控制器掌控体系设计的洗衣 机可以减少维修的时长与难度并且使用的时长可以有很大水平上 的提升。在全主动洗衣机掌控体系中可编程逻辑控制器主要 完成的掌控用途如下第1掌控注水、除水、 甩干的洗衣机的动作。第二掌控清洁的动 作。第二掌控洗衣、清洗、甩干、蜂鸣等 动作。第三掌控清洗的次数。第四掌控 准确转换。第五掌控完成时的信号提示。旧1 在整个历程中可编程逻辑控制器需要同时完成两个 检测用途一个是检测注水是否到了需要的 水位即注水是否完成。如果注水完成即开 始实行清洁。第二个就是检测除水是否完成。 如果除水完成即开始实行甩干.13控制的控制过程当按下启动按钮洗衣机即开始实行正 常的工作。首先是注水。注水完成后定时 2s开始实行清洁。清洁开始后开启计数 器l和运算的逻辑电路2先让电动机正转并同时 开始定时10s定时完成后电动机停止转动 同时定时2s。2s的定时完成后电动机开 始反转并同时定时10s定时器10s完成后 再定时2s。然后运算的逻辑电路l加l如此重复正 转和反转电动机的循环并对运算的逻辑电路实行加 l直至运算的逻辑电路为15后停止电动机的转动 并开启除水阀门待水排空后即排空传感 器输入信号时洗衣机开始甩干。这时定时 器定时20s。之后运算的逻辑电路2加1。重复上 述清洁历程并每完成一次运算的逻辑电路2加l知道运算的逻辑电路2的数值为3则停止清洁。并 开启蜂鸣器和定时器完成2s的蜂鸣。Ho 13外界干预 在本次的全主动洗衣机掌控体系设计过 程中我们着重强调的是外界干预后整个 清洁历程的完成。在整个清洁历程中有时 会遇到特殊情况需要对洗衣机实行外界干 预即强制停止。哺。 当按下“停止”按扭时洗衣当时实行 的清洁历程停止再这些停止完成后可以 实行手动的除水和甩干工作。2全自动洗衣机概念及原理2.1全自动洗衣机概念。全主动洗衣机主要是指通过水位开关 与电磁注水阀配合对于水量以及水的进出实行掌控从而视线里主动 的掌控。其中使用可编程逻辑控制器掌控体系对于电磁实行掌控由于电磁对于 注水阀有着掌控水源的作用。2.2全自动洗衣机的工作理论在可编程逻辑控制器掌控体系下的全主动 化洗衣机工作理论是通过外部设施输入信号进入可编程逻辑控制器体系中可编程逻辑控制器 体系对其实行分析并且给出相对于指示若输入结束水源的信号则 可编程逻辑控制器体系输出指令将电磁线圈的断电此时移动的铁芯将紧紧顶在橡 胶膜片上并且把膜片中间水流通过的小孔实行了堵塞通过这样的 方式来保证阀门可以结束从而达成指令造成水流不通。而当输入 了打开水流的指令之后通过可编程逻辑控制器体系分析给出指令将电磁线圈通 电后移动铁芯上移不再堵塞膜片中间的小孔小孔打开之后水流 就可以通过小孔而进入到洗衣桶之间而除水的以及清洁历程中的一 切指令都是通过储存在储存器中的信息给出指令通过可编程逻辑控制器发出指令 从而掌控洗衣机实行对服饰的清洁。2.3全自动洗衣机结构概述和控制要求全主动洗衣机的洗衣桶(外桶)和甩干桶(内桶)是以同 一中心安放的。外桶固定作盛水用。内桶可以旋转作甩干(甩水)用。内桶的四周有很多小孔使内外桶的水流相通。 该洗衣机的注水和除水分别由注水电磁阀和除水电磁阀来 执行。注水时通过电控体系使注水阀打开经注水管将水 灌入到外桶。除水时通过电控体系使除水阀打开将水由外桶排出到机外。清洁正转、反转由电动机设备驱动指令序列波盘正、反 转来实现此时甩干桶并不旋转。甩干时由电动机带动内 桶正转实行甩干。高、中、低水位的到位信号可由水位开关、 传感器等来检测但是考虑到实训设备的有限指令序列中用三个不一样 的时长继用电设备来取代幢1。2.4 洗衣机掌控体系在全主动洗衣机构造中最为关键的部件就是掌控体系主要实现洗衣机的 各种清洁用途。全主动洗衣机掌控体系是一般情况下主要包括一下几个部分 全主动洗衣机掌控体系构造图如图 2-2 所示各个模块的用途如下 掌控器主要是微cpu以及一些外围电流路线比如供电电流路线设备驱动指令序列电流路线 按键、显示电流路线等。或者使用 可编程逻辑控制器 作为主掌控器由于 可编程逻辑控制器 自身设备驱动指令序列能力较强 所以可以减少部分设备驱动指令序列电流路线。供电体系由于我国使用的电网为交流 220V 电压所以需要经过二极管 整流电流路线后再实行稳压形成方波信号最后输入到掌控器。当正弦交流电过 零点时掌控器选择在适当的时刻掌控可控硅输出。电机设备驱动指令序列体系电动机需要较大电流实行设备驱动指令序列设备驱动指令序列信号由掌控器产生 经过设备驱动指令序列电流路线后设备驱动指令序列电动机正转或者反转。当交流电过零时掌控器发出信号 掌控正转可控硅结束反向可控硅从而掌控电机正、反转。 供除水体系在供水时掌控器发出注水信号掌控可控硅打开注水阀 当水位到达设定的水位高度时水位传感器发出数字信号结束注水阀并停止 注水。当需要除水时掌控器给出除水信号掌控除水可控硅导通实行除水 当水位下降到水位传感器以下位置结束除水可控硅停止除水。 负载检测体系由重量传感器组成负载重量信号经整形电流路线后转换为矩 形波信号。掌控器计算矩形波信号的宽窄判断服饰的轻重。然后根据服饰重量 设置水位和清洁时长等。 用户接口体系主要包括按键电流路线、显示电流路线、键盘电流路线等。按键电流路线由一个掌控板通过 7X8 矩阵管理组成。显示电流路线主要分为 LED 显示和数码显示LED 显示也是由掌控板上的 7X8 矩阵掌控数码管显示是由 7 段数码管组成通过位 选扫描实行显示。  门蜂鸣报警体系掌控器根据洗衣机运转的历程或状态相应的给出蜂鸣或报 警。比如在洗衣历程结束后主动实行蜂鸣器报警提示用户洗衣完成。 可编定指令序列序掌控器是一种能够适应多种工业背景的掌控装置其稳定的性能受 到广大工业生产者的好评。这种掌控体系具有极高的可靠性和灵活性。应用面广、 用途强大、使用便捷是当代工业自动化的主要设备之一。可编程逻辑控制器 已经广泛地应用 在各种机械设备和生产历程的主动掌控体系中当然 可编程逻辑控制器 在其他领域也得到了迅 速的进步。在性能价钱比不断提高的同时它所带来的成果越来越明显。综上所 述本次设计的洗衣机掌控体系将由 可编程逻辑控制器 可编定指令序列序掌控器作为主要组成部分。 掌控体系主要是以可编定指令序列序逻辑掌控器所输出的离散型指令为指令源。通过 这些数字信号的输出以及其他掌控电流路线的受控行为来指挥供电电流路线给电动机供 电实现了对模拟洗衣机的掌控。 掌控电流路线的组成主要包括可编定指令序列序掌控器、继用电设备组和连接电流路线变频器。 其中继用电设备为主要执行模块可编程逻辑控制器 所发出的数字指令掌控继用电设备线圈而继电 器的开合直接掌控电源电流路线实现对电动机的掌控。另外变频器只是作为演示 时增强效果的连接装置在电流路线中掌控清洁时的电机转速不作为必要装置。全 主动洗衣机洗衣历程掌控流程图如图 2-3 所示。3 plc控制系统的原则3 1 Plc系统的基本原则可编程逻辑控制器是以计算机科技为核心的通用工业自动化装置它 将传统的继用电设备掌控体系与计算机科技结合在一起。单片 机虽然经济实惠费用较低但是单片微控制器的主控板受制板工艺、局部构造、器件质量等因素的影响导致抗干扰能力 差故障率高不易扩展对背景的依赖性强开发周期长。 而可编程逻辑控制器硬件相对不复杂高可靠性灵活通用易于编定指令序列和调试使用、维修便捷⋯。可编程逻辑控制器掌控设计要遵循可编制掌控体系设计中的总体原则即不超 过客观条件的允许范围对可掌控对象实行掌控并且在掌控的基础 上有效体现出其编定指令序列中的不复杂控制、维护简易并且节省能耗的特点 更加提高了体系的舒适性与安全性。3.2技术方案全主动洗衣机工作历程包括注水、浸泡、清洁、漂洗、除水、甩干等六部 分并且这六个历程是全主动依次执行直到洗衣结束并报警提示洗衣历程完成。 全主动洗衣机的注水、除水是通过水位开关、注水电磁阀及相应的水位浮球开关 配合动作实现掌控的。水位开关掌控洗衣机的水位注水电磁阀掌控水的通断 除水电磁阀是在清洁完毕或漂洗完毕后主动打开实现主动除水。清洁时清洁 电动机启动带动波轮正/反转动。漂洗时依次循环执行主动甩干、主动注水、 波轮轻微转动、主动除水。独立的甩干历程是在漂洗后漂洗完毕洗衣机主动排 水待除水完毕后主动启动相关甩干设备开始甩干。甩干完毕后报警提示主动 断开电源。 全主动洗衣机掌控体系能够满足 “正常工作”和“强制停止”两种需求。 “强制停止”掌控方式要求如下 1洗衣机在运转历程中按下“启动/暂停”按钮洗衣历程暂停其中 清洁电动机、注水电磁阀、除水电磁阀和甩干设备等全部停止运转 2如果要继续清洁历程则按下暂停按钮进入洗衣标准指令序列则相应设 备再次启动运转 3如果在洗衣历程中按下“电源”按钮洗衣机处于断电状态则洗衣 历程立即停止所有执行设备全部停止运转 4在洗衣机停止工作后可通过手动按下“电源”按钮重新开始工作 也可手动按下“甩干”按钮实行手动除水和甩干历程[24]。 掌控电流路线的组成主要包括可编定指令序列序掌控器、继用电设备组和连接电流路线变频器。 其中继用电设备为主要执行模块可编程逻辑控制器 所发出的数字指令掌控继用电设备线圈而继电 器的开合直接掌控电源电流路线实现对电动机的掌控。在全主动洗衣机掌控体系中 可编程逻辑控制器 作为掌控核心能够通过输入端口将服饰重量、设定时长等输入信号存入 可编程逻辑控制器 内部寄存器可编程逻辑控制器 内部 CPU 再对这些信号实行调取、处理然后将处理后的信号 通过输出端口掌控洗衣机的执行机构包括各种开关、电磁阀、电机等。洗衣机 的工作情况就是由这些执行机构的运转状态决定的。 硬件设计的整体思路就是通过 可编程逻辑控制器 输出的数字信号掌控继用电设备组达到掌控 电流路线的目的。4 体系硬件设计4.1 控制器方案选择4.1.1 微处理器掌控微cpu掌控就是掌控器采用微cpu。这种以微cpu掌控器的核心的全 主动洗衣机掌控体系主要是由单片微控制器稳压电流路线放大设备驱动指令序列电流路线输入电流路线显 示电流路线等组成。其基本理论方框图如图 3-1 所示。由于当下单片微控制器构造不复杂编定指令序列用途强大在全主动洗衣机掌控体系已得到 广泛应用。各个生产厂家在洗衣机生产历程已经将洗衣历程的指令序列写在单片微控制器内 部。当用户需要使用洗衣机时只需要接通洗衣机电源然后通过洗衣机上面板 上的用途选择键选定某种洗衣指令序列后电脑指令序列掌控器就能根据输入的控制指 令从单片微控制器存储器中取出并依次执行对应的指令序列然后将输出端上的输出信号 经放大、设备驱动指令序列电流路线后设备驱动指令序列电动机正反转、电磁阀开关等动作完成洗衣机各个工作历程从而实现整个洗衣历程的自动化控制。 由于电脑指令序列掌控器其自身使用的是低压直流电源所以需要将电网中交流 220V 电压通过变压器降压、二极管整流、电容滤波、稳压芯片稳压等电流路线产 生稳压电源。一般情况下稳压电流路线采用三端集成稳压器实行稳压。另外单片 机输出信号电流较小设备驱动指令序列能力较弱不能直接带动电动机等大功率器件工作 所以需要经过电流放大后设备驱动指令序列执行器件完成动作。在以单片微控制器为掌控核心的洗 衣机掌控体系中单片微控制器的每个输出接口接一个三极管由于三极管具有功率放 大的作用能够设备驱动指令序列继用电设备动作。另外也可以将三极管更换为双向可控硅只 需要掌控可控硅的掌控极以掌控可控硅的通断情况从而设备驱动指令序列执行器件工作。 特别需要注意的是单片微控制器输出的掌控信号最终都是由继用电设备或双向可控硅 来实现对电动机或者电磁阀的掌控。单片微控制器指令序列掌控器的键盘通常都采用轻触式 按键实行动态扫描输入由微cpu产生的扫描信号来识别每个键的开关状态 并接在同一个矩阵中。当键盘有输入时就会接通矩阵中相应的电流路线产生信号 并由cpu实行处理完成键盘掌控。4.1.2 电动机掌控由于电动指令序列掌控器输出电流较大设备驱动指令序列能力较强其触点能够直接掌控电 动机、电磁阀等。其掌控电流路线基本理论图如图 3-2 所示。