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1、浅谈全自动洗衣机的发展和应用分解教学单位： 永城职业学院 学生学号： 071014302 永城职业学院毕 业 论 文题 目：浅谈全自动洗衣机的发展和应用 年 级： 2007级 学 号： 071014302 姓 名: 专 业： 机电一体化 指导教师： 2010 年 3 月 28 日浅谈全自动洗衣机发展与应用摘 要洗衣机是一种在家庭中不可缺少的家用电器，发展非常快，全自动式洗衣机因使用方便得到大家的青睐，全自动即进水、洗涤、漂洗、摔干等一系列过程自动完成，控制器通常设有几种洗涤程序，对不同的衣物可供用户选择。变频控制依其高性能、节能等优点在洗衣机的控制中得到广泛应用. 采用PLC来控制电机具有故障

2、率低、可靠性高、程序修改方便，容易满足实际需要、受干扰小等优点。在前些年，由于控制机械复杂，价格昂等原因，被应用于许多洗衣店等衣物多的场合，但随着微电子控制技术的发展，老百姓最关心的价格问题得到了解决，现在洗衣机已走进千家万户了. 关键词: PLC，梯形图，自动控制 目 录目录第一章 绪论 11. 1 引言第二章 洗衣机工作流程 32. 1 控制要求及其分析32. 2 系统的硬件配置32. 3 系统的梯形图程序3第三章 全自动洗衣机PLC控制 43.1 图控制程序的编制 43.2 控制要求 4第四章 梯形图54.1自动控制过程54.2梯形图程序调试.5第五章 全自动洗衣机的原理和构造6第六章

3、结束语7第七章 致谢8第八章 参考文献9第一章 绪论1.1 引言随着社会的发展，工作压力越来越大，人民生活水平的质量不断的提高，不管在工作上和生活上都是一个大忙人，这样不管在生活上和工作上聪明的人们就发明了一些能帮助人们减轻压力的一些家电就这样产生了，其中洗衣机就是一个很典型的现代家用电器，它是由模拟人工搓，揉衣物的原理而发展起来的，它以电动机为动力，通过对衣物和水的摩擦，翻滚，冲刷等机械作用和洗涤液的表面活化作用，将附着在衣物上的污垢掉，达到洗净衣物的目的。 什么叫全自动洗衣机？全自动洗衣机就是将洗衣的全过程(泡浸-洗涤-漂洗-脱水)预先设定好N个程序,洗衣时选择其中一个程序,打开水龙头和启

4、动洗衣机开关后洗衣的全过程就会自动完成,洗衣完成时由蜂鸣器发出响声。目前市场上出售的全自动洗衣机大体分为三类。发明最早的是前置式侧开门滚筒式洗衣机，这种洗衣机是欧洲发明的，擅长洗涤真丝、棉毛等面料，不缠绕无磨损，在洗涤时保证衣物不受损害，而且有良好的加温措施。但也有它不好的一面，由于不缠绕无磨损洗涤方式等因素，这种洗衣机洗涤时间长、洗净度差、用水用电量大，是其它洗衣机的几倍，尤其是采用了不锈钢内筒，产生的噪音较大。这种洗衣机适用于生活水平较高，穿着大体以真丝、纯毛、棉毛之类较高档的面料为主，而且更换衣服较勤的家庭。发明最晚的洗衣机是亚洲人发明的波轮上开门洗衣机。市场上有多种品牌，如“小天鹅”、

5、“海棠”、“荣事达”等，这种洗衣机的特点是洗涤时间短，用水量小，洗净度高，是滚筒式的很多倍，由于内筒是塑料材料制成，噪音小，而且上开盖，能使洗涤液反复利用，价格也比较经济。这种洗衣机适用于居住在绿化较差，空气尘埃量较大，平均每2至3天换一次衣服的家庭，主要以洗净度为主，服装面料以化纤、腈纶为主。另外一种是美洲人发明的“搅拌式”洗衣机，由于美洲风沙比较大，人们主要穿着牛仔服装之类粗厚面料的服装，所以他们适用搅拌式洗衣机，这种洗衣机洗净度非常高，是波轮式洗衣机的十几倍，但由于洗净度和磨损率成正比，所以很损伤衣物，这种洗衣机市场上很少见。以下是我对洗衣机工作原理的见解：第二章 洗衣机工作流程图1 为

6、洗衣机工作流程示意图. 洗衣机起动后, 进水控制器开关打开进水, 水位到位后开始洗涤, 洗涤电动机有正反转控制, 当洗涤10 次后, 依次是排水10s , 脱水10s , 之后停机. 整个工作过程要求自动运行. 下面对本例的控制要求, 系统的硬件结构及程序设计3 个方面加以分析.2.1 控制要求及其分析明确系统的控制要求及对控制要求的分析理解是PLC系统硬件和软件设计的基础. 本例的控制要求可归纳为:(1) 下达起动指令后, 进水控制器打开进水.(2) 水满, 进水器开关关闭, 停止进水, 洗涤电动机正转起动.(3) 洗涤电动机正转10s 后, 反转运行10s.(4) 洗涤10 次后洗涤电动机

7、停转, 排水控制器开关打开进行排水.(5) 10s 后, 脱水电动机起动进行脱水.(6) 10s 后, 停机.通过对上述控制要求的分析, 本例为一个以条件和时间为主要转换特征的顺序控制系统.2.2 系统的硬件配置根据控制要求可考虑PLC 系统的硬件设计, 硬件设计的主要内容是分析系统所需的输入输出信息, 确定PLC 输入输出接点的类型、数量和PLC 的配置, 设绘系统的PLC输入输出接点的配置图. 为了满足上述控制要求, 系统应输入以下开关信息:(1) 系统起动信号(起动按钮) X0(2) 系统停止信号(停止按钮) X1(3) 水位状态信号X2系统输出信息及连接器件如下:(1) 系统工作指示Y

8、0(2) 水位控制器Y1(3) 洗涤工作状态信号Y2(4) 洗涤电动机正、反转接触器Y3 、Y4(5) 排水控制器Y5(6) 脱水电动机接触器Y6(7) 脱水工作状态信号Y7根据上述对系统输出开关信息的分析, 若采用FX2N系列PLC. 则系统的输入输出接点配置图如图2 所示.2.3 系统的梯形图程序 根据系统的控制要求, PLC 除需输入上述一些开关信息外, 尚需使用PLC 一些内部辅助继电器和定时器: 内部辅助继电器M0 为中间继电器; 内部定时器为T0 (洗涤时间计时100s) 、T1 (正转洗涤时间计时10s) 、T2 (正转洗涤时间计时10s) 、T3 (排水时间计时10s) 、T4

9、 (脱水时间计时10s) .根据输入输出接点配置和内部定时器的设定, 按控制要求及其所确定的逻辑条件, 便可设计图3 所示的梯形图程序.图中(1) 为系统起停控制. 当输入起动的指令时(X0 =1) ,输出继电器Y0 、Y1 被激励,给出系统运行指示(Y0 = 1) ,并且进水器开关打开(Y1 = 1) .图中(2) 为洗涤控制. 当水位到位(X2 = 1) , 辅助继电器M0 被激励(M0 = 1) , 输出洗涤指示信号( Y2 = 1) ,T0 计时100s ; 同时洗涤电动机正转起动运行( Y3 = 1) T1计时10s , 10s 时间到位后(T1 = 1) 洗涤电动机正转停止,反转起

10、动运行(Y4 = 1 ) T2 计时10s , 10s 时间到位后(T2= 1) 反转运行结束, 正转起动运行, 洗涤10 次即T0 计时100s 时间到位(T0 = 1) 洗涤结束.图中(3) 为排水控制. 当洗涤结束(T0 = 1) 排水控制器被激励(Y5 = 1) 且定时器T3 开始10s 计时,10s 时间到位后(T3 = 1) ,排水控制结束.图中(4) 为脱水控制. 排水结束后(T3 = 1) 脱水电动机起动并运行,输出脱水指示信号(Y2 = 1) ,并且T4 计时10s ,10s 时间到位后(T4 = 1) 脱水电动机停止运行,整个洗涤工作过程结束.根据梯形图编制PLC 指令程序

11、时, 可按照从左到右,自上而下的顺序, 依次列出与梯形图具有对应逻辑关系的指令.LD X0 OUT Y2 LD T1 OUT T3LD Y1 LD M0 OUT Y4 K 100AND X2 OUT T0 LD T1 LD T3ORB K 1000 OUT T2 OR Y6AND X1 LD M0 K 100 ANI T4ANI T4 ANI T1 LD T0 OUT Y6OUT Y0 OUT Y3 OR Y5 OUT Y7OUT Y1 LD M0 ANI T3 LD Y6LD X2 ANI T2 ANI Y3 OUT T4ANI T0 OUT T1 ANI Y4 K 100OUT M0 K

12、100 OUT Y5 ENDLD M0 LD T1 LD Y5将上述程序通过编程器输入PLC 并进行调试, 按调试结果修改并确定最后的程序, 以完成PLC 系统的设计.第三章 全自动洗衣机PLC控制 3.1 图控制程序的编制，图控制程序的编制，并画出硬件接线图 1-硬件设计2.11I/O 端口分配为实现系统的上述控制要, 系统的I/O 端口分配见表1。2-PLC 接线图系统的PLC 接线图见图2。输入元件输出元件输入元件输出元件作用名称地址作用名称地址启动SA1X0正洗控制KM 1Y0高水位SHX1反洗控制KM 2Y1低水位SLX2脱水离合器YC1Y2手动正洗 SB1X3进水电磁阀YV1Y3手

13、动反洗 SB2X4排水电磁阀YV2Y4手动脱水SB3X5报警控制KM 3Y5手动进水SB4X6手动排水 SB5X7手动/自动SA2X103.2 控制要求 明确系统的控制要求及对控制要求的分析理解是PLC系统硬件和软件设计的基础. 本例的控制要求可归纳为:(1) 下达起动指令后, 进水控制器打开进水.(2) 水满, 进水器开关关闭, 停止进水, 洗涤电动机正转起动.(3) 洗涤电动机正转10s 后, 反转运行10s.(4) 洗涤10 次后洗涤电动机停转, 排水控制器开关打开进行排水.(5) 10s 后, 脱水电动机起动进行脱水.(6) 10s 后, 停机.通过对上述控制要求的分析, 本例为一个以

14、条件和时间为主要转换特征的顺序控制系统.1、 按下启动按扭及水位选择开关， 2、 注水直到高（中、低）水位，关水 3、 2秒后开始洗涤 4、 洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒 5、 如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒 6、 开始清洗，重复（2）（5），清洗两遍 7、 清洗完成，报警3秒并自动停机 8、 若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数） 输入点： 输出点： 启动 10001 低水位检测 10009 启动洗衣机 00001 停止 10002 手动排水 10010 进水阀 00002 高水位 10003 手动脱水 10011 正转 000

15、03 中水位 10004 反转 00004 低水位 10005 排水 00005 排空检测 10006 脱水 00006 高水位检测 10007 报警 00007 中水位检测 10008 2.3点号表 x1 启动信号 y1 启动指令 x2 停止信号 y2 进水阀控制 x3 高水位 y3 正转及脱水 x4 中水位 y4 反转 x5 低水位 y5 排水 x6 排空检测 y6 报警 x7 高水位检测 x10 中水位检测 x11 低水位检测 x12 手动排水 x13 手动脱水 第四章 梯形图 4.1 自动控制过程将开关SA 2 搬至“自动”运行方式, X10 常开闭合、常闭断开, 程序跳至P0 处,

16、利用PLC 初始化脉冲M 8002, 使程序进入初始状态S0。此时, 按下启动开关SA 1, X0 常开闭合, S20 被置位, 而S0 自动复位,S20 被置位后, M 8 得电吸合, M 8 常开触点闭合, Y3得电工作。洗衣机开始进水, 当进水至高水位时, 高水位开关SH 接通, X1 闭合, 状态S21 被置位, S20 复位, 停止进水, 此时M 5 得电吸合, 使Y0 作, 洗衣机开始正转洗涤, 30s 后正转洗涤停止, 状态S22 置位,而S21 复位, 暂停5s 后状态进入S23, M 6 得电吸合,Y1 工作, 洗衣机开始反转洗涤, 30s 后反转洗涤停止,状态S24 置位,

17、 S23 复位, 暂停5s 后计数器C0 开始计数, 把正洗、反洗各一次计为一次洗涤小循环过程, 当小循环未达到5 次时程序状态被转移至S21, 继续洗涤, 当小循环次数达到5 次时, 状态转移至S25, M 9得电吸合, Y4 工作, 洗衣机开始排水, 当排至低水位时, 低水位开关SL 接通, X2 闭合, 使状态S26 置位,M 7 得电吸合, Y2 工作, 洗衣机开始脱水, 但此时Y4继续在工作, 排水并没有停止, 当排水20s 后, M 9 复位, Y4 停止工作, 排水停止, 此时计数器C1 开始计数。把洗衣机从进水洗涤正转、反转、排水、脱水计为一次大循环过程, 当大循环次数未满3

18、次时, 程序状态被转移至S20, 重新进入洗涤过程的大循环, 当大循环次数满3 次时, 状态继续转移至S27, Y5 得电工作,接通报警器, 15s 后报警器停止, 程序状态被转移至初始状态S0。4.2梯形图程序调试 按下启动按钮K4，LED1亮；进水LED2亮，2秒后，转盘顺时针旋转动30秒，然后停2秒，转盘逆时针旋转转动30秒，停2秒；如此循环5次后排水，按PB进行排空检测，LED6亮；脱水30秒，LED7亮。清洗完成后报警3秒自动停机，LED8亮。 分析如下 1、初始脉冲M8002使初始状态S0置为1,当按驱动按钮X0. 先选择了水位,程序类型后再按X0起动的. 第五章 动洗衣机的原理和

19、构造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

20、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。如图1，当电磁线圈1断电时，移动铁芯2在重力和弹簧力的作用下，紧紧顶在橡胶膜片3上，并将膜片的中心小孔4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

21、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5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

22、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，自动停止脱水运转第

23、六章 结束语随着现代社会生活节奏的不断加快和人们生活水平的不断提高,人们对各种方便,快捷的家用电器需求也越来越大,洗衣机作为人们提高生活效率,追求生活资量的基本条件,也愈来愈成为不可缺少的生活用具.在工业发达国家,洗衣机的普及率已达到相当高的程度,但由于现阶段国情,洗衣机在我国的普及率程度较底,农村更甚.随着人民生活水平(特别是乡村生活水平)的不断提高,社会上对洗衣机的需求量也越来越大,而且随着人民生活质量的不断提高.人们对洗衣机的功能要求也越来越高,使得洗衣机的更新较快.因此,全自动洗衣机作为人们追求现代生活的一个基本要求第七章 致谢两年前，我怀着对永城职业学院一如往昔的深爱、向往与期待重新

24、踏入校园。两年后，“文以治国、工以立国、商以富国”的信念，让我必须满怀使命、挺起胸膛的说：“我们，以及我们正在把握和即将把握的企业，理应成为中国经济崛起的脊梁。” 两年充实的生活告诉我，民族需要掌握先进理念、具有国际视野、熟悉具体环境的实战先锋；也告诉我，只有不断经历考验、挫折、甚至失败，才能逼近我们最终的理想。生于斯时，长于斯境，唯有以双倍的努力、十倍的耐心、百倍的豪情和千倍的执着来完成原赋的使命。 在此，首先要对我的恩师马红雷老师，致以最深的感谢。在我懵懂时，他用振聋发聩的棒喝让我警醒；在我迷失时，他用循循善诱的教诲抹去我心头的尘埃；在我痛苦时，他的精神力量让我在心底始终拥有支撑。生有吾父

25、，教有吾师，幸甚。也要感谢我的老师，他的真诚与宽厚，在最后时刻对文章的指导，起到了决定性的作用。还有我的同窗、朋友们，黄洋洋.小可等等是他们用最真挚的情感和最实际的援助，帮我渡过了一处处的难关。 最后要感谢的是我的父母和女友，他们期待的目光、未来的责任和时时可以寻求的慰藉，是我不断进取的力量源泉。 即将结束再次学习的生活，相信等待我的是一片充满机遇、风险与快乐的土地；也相信我和同仁们的事业必将如涅磐之凤、浴火之凰；更加相信，不朽的民族精神终将引领我们创造新的奇迹！ “风雨不改凌云志，振衣濯足展襟怀。行方智圆煅内蕴，海阔天空铸宏图。” 参 考 文 献 1 蒋金周 全自动洗衣机的PC智能控制 机电一体化 2 谢克明，夏路易.可编程控制器原理与程序设计 电子工业出版社 3 吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用 .家用电器科技，2000 4 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