洗衣机的工作原理与工艺流程.docx

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洗衣机的工作原理与工艺流程

重庆能源职业学院

毕业设计（论文）

论文（设计）题目：

洗衣机的工作原理与工艺流程

班级：

机电设备工程系

姓名

学号：

20102241023

指导教师：

时间：

2013年5月05日

重庆能源职业学院

毕业设计（论文）任务书

机械工程系系20102241班学生学号20102241023

毕业设计（论文）课题洗衣机的工作远离及工艺流程

毕业设计（论文）工作自2012年11月8日起至2013年5月30日止

毕业设计（论文）进行地点：

学生实习单位

课题的背景、意义及培养目标

1、毕业论文写作是对学生在校期间专业学习成果的综合性的全面考察。

2、撰写毕业论文有利于培养和提高学生理论研究水平，增强学生分析和解决具体问题的能力。

3、撰写毕业论文有利于培养和提高学生写作及表达能力，有利于计算机应用、英语写作、文献查询等基本技能的训练。

4、撰写毕业论文有利于提高学生的阅读能力，加强学生整理、分析、组织相关数据和资料以及制表绘图的能力。

5、撰写毕业论文有利于学生树立理论联系实际，实事求是的工作作风，培养踏踏实实的工作态度。

设计（论文）的原始数据与资料

1.吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用.[J]家用电器科技，2004。

2．余雷声，方宗达等编.电气控制与PLC应用.北京：

机械工业出版社，1996

3．邓则名.电器与可编程序控制器应用技术.北京：

机械工业出版社，199

4.王春刚.洗衣机的特点及原理.北京：

农村读物出版社，2002

课题的基本要求（含技能技术指标）

1、选题应符合专业要求，中心突出，内容充实，论据充分，论证有力，数据可靠，结构紧凑，层次分明，图表清晰，格式规范，文字流畅，结论正确。

2、参考文献不少于8篇。

3、严格遵守学校、系部毕业论文写作组织纪律。

完成任务后提交的书面材料要求（图纸规格、数量，论文字数等）

1、根据进度按时完成毕业论文初稿、毕业论文正稿的撰写，毕业论文字数4000～6000字左右。

毕业论文等的格式、字体、排版、打印必须严格执行学校教务处的规定。

2、严格按学校毕业论文装订顺序装订毕业论文。

主要参考资料

[1]吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用.[J]家用电器科技，2004

[2]余雷声，方宗达等编.电气控制与PLC应用.北京：

机械工业出版社，1996

[3]邓则名.电器与可编程序控制器应用技术.北京：

机械工业出版社，1998

[4]宋德玉主编.可编程序控制器原理及应用系统设计技术.北京：

冶金工业出版社，2001

[5]韩服善，张石平.全自动洗衣机PC控制系统设计[J]家用电器.消费，2002，（06）

[6]王春刚.洗衣机的特点及原理.北京：

农村读物出版社，2002

[7]中国家用电器研究所.家用电器时尚消费，2002—2003

指导教师

接受设计（论文）任务日期2011年11月8日

（注：

由指导教师填写）学生签名：

毕业设计（论文）进度计划表

起止日期

工作内容

完成情况

备注

2012.3.23日前

3.2--4.8

4.9—5.6

5.7—5.9

5.10—5.20

5.21—5.30

6.1—6.7

结合学生的实习情况，确定毕业设计课题方向；

学生到企业收集课题相关资料并整理为撰写论文做好准备；

学生完成论文初稿；

组织学生进行论文的期中检查，找出其中的不足，并给予指导；

学生完成论文撰写；

学生完成顶岗实习报告撰写；

论文评审。

指导教师：

年月日

系：

年月日

备注：

进度计划以周为单位。

重庆能源职业学院

毕业设计（论文）成绩表

系专业班

评审意见：

指导教师对学生所完成的课题为

的毕业设计（论文）进行的情况，完成情况的意见：

评分：

平时成绩（百分制）论文成绩（百分制）

指导教师

年月日

答辩：

毕业设计（论文）答辩组对学生所完成的课题为

的毕业设计（论文）经过答辩,成绩为

毕业设计（论文）答辩组负责人

答辩组成员

年月日

总成绩（平时成绩20%+论文成绩30%+答辩成绩50%）：

签字：

年月日

摘要

洗衣机在人们日常生活中具有非常重要的地位。

全自动洗衣机控制系统利用了PLC的特点，对按钮，电磁阀，开关等相关的输入/输出点进行控制，实现了洗衣机的自动化，并实现了对多台洗衣机的控制。

洗衣过程中，每遍的洗涤，排水，脱水的时间均可由PLC内计数器控制，因此通过改变计数器参数即可改变时间。

设定好的程序时间可以固化作为固定程序使用，也可以根据衣物的质地，数量及脏污的程度实施个性化编程。

适当修改固化程序，即可设计出适用于需多洗多甩的牛仔类衣物，或轻洗轻甩的羊毛类衣物以及通用的标准洗涤程序，体现了现代家电用品的个性。

本论文实现了洗衣机由进水、洗涤、排水、脱水、报警到自动停机的循环过程。

设计了相应的系统软件，结合相应的硬件系统，并通过PLC仿真系统模拟出全自动洗衣机的运行过程。

此项设计对于提高动手能力和理解理论知识都具有积极的促进作用。

关键词：

PLC；洗衣机；自动；控制器

1绪论

可编程控制器是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能强、可靠性极强、编程简单、使用方便、体积小。

现已广泛应用于工业控制的各个领域，它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、记数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。

该设计主要介绍了全自动洗衣机的工作原理、控制系统的PLC的造型和资源的配置、控制系统程序设计与调试、控制系统PLC程序。

根据全自动洗衣机的工作原理，利用可编程控制器PLC实现控制，说明了PLC控制的原理方法，特点及控制洗衣机的特色。

通过本系统的设计，对三菱的F1系列PLC的特点有了深入的理解。

全自动洗衣机控制系统利用了三菱的F1系列PLC的特点，对按钮、电磁阀、开关等其它一些输入/输出点进行控制，实现了洗衣机洗衣过程的自动化充分表现现代家电用品的个性。

在全自动洗衣机中，洗衣机洗涤、脱水程序是由以单片机为中心控制系统工作的。

首先由于单片机的指令系统相对复杂，编写洗涤、脱水程序相对复杂；其次，在设计控制系统硬件时，要有多种电路保护装置，如电流保护、电压保护、过载保护、过热保护以及欠压保护等等。

这样增加了硬件的复杂性，隐含较高的故障率，无形的增加了维修成本费用。

在工业控制系统中广泛应用的PLC能克服单片机的缺点，它是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。

因此在运用中，硬件也相对简单，提高控制系统的可靠性。

另外它的编程语言也相对简单。

因此在该设计中采用了PLC来实现全自动洗衣机的工作过程。

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。

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。

如图2，气室1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2受压而胀起，推动顶杆3运动而使触点4改变，从而实现自动通断。

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。

2PLC编程简介

2.1PLC的基本概念

PLC=ProgrammablelogicController，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

PLC的显著特点是能够在恶劣的环境中运行，具有很强的抗干扰能力，可靠性高，

便于维护，因此，已在机械、冶金、电子、化工、煤炭和轻工等行业部门中得到了广泛的应用，并取得了显著的社会经济效益。

2.2PLC的基本结构

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。

　A、中央处理单元（CPU）

中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢。

它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。

为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。

这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。

B、存储器

存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

C、电源

PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。

如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。

一般交流电压波动在+10%（+15%）范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。

2.3PLC的工作原理

当P