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目錄

摘要

第一章全自動洗衣機設計方案

1.1控制要求

1.1.1洗衣機的控制流程：1.2基于PLC的系統設計方案

1.2.1全自動洗衣機PLC控制系統1.2.2控制系統構成圖

1.2.3全自動洗衣機機程序流程

其次章全自動洗衣機的基本結構

2.1全自動洗衣機的工作原理及構造2.2全自動洗衣機控制面板及控制系統2.3洗滌與脫水系統2.4進水和排水系統

2.5傳動系統、箱體與支承系統

第三章系統程序的設計及調試

3.1程序梯形圖

3.2PLC控制程序3.3調試

3.3.1調試步驟：

總結

啟動按鈕中止按鈕手動排水開關PLC手動脫水開關水位選擇開關（高，中，低）電磁進水閥電磁排水閥洗滌電動機水位檢測設備（高，中，低）脫水桶

圖2.3全自動洗衣機控制系統圖

2.PLC構架配置圖

圖2.4PLC系統構成

主機單元CPU224AC/DC繼電器1.2.3全自動洗衣機機程序流程

洗衣機的進水、排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥執行。洗滌正轉、反轉由洗滌電動機驅動波盤的正、反轉來實現。脫水時，由脫水電磁離合器合上、排水電磁閥吸合，洗滌電動機正轉進行甩干。洗滌完成由蜂鳴器報警。洗衣機按下啟動按扭和水位選擇開關，開始進水，進水到規定高度，使水位開關接通，中止進水，2S后實現洗滌正轉；洗滌正轉30S后，中止洗滌，2S后開始洗滌反轉；洗滌反轉30S后，2S后計數器加1，累計洗滌次數；若未滿5次則重復進行洗滌，直至洗滌達到5次（共320s），開始排水。由于排水水位降低，啟動排空檢測，當水位低于規定下限水位時，低水位開關接通，開始脫水，脫水30S后，計數器加1，脫水中止。然后再返回到進水動作重復上述過程2次，

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報警30S并停機。其程序流程如下圖

圖2.4程序流程圖

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其次章全自動洗衣機的基本結構

2.1全自動洗衣機的工作原理及構造

全自動洗衣機綜合運用了大量力學、電學、光學等知識，以下就其原理和構造作一分析。洗衣機的洗滌過程主要是在機械產生的排滲、沖刷等機械作用和洗滌劑的潤濕、分散作用下，將污垢拉入水中來實現洗凈的目的。首先充滿于波輪葉片間的洗滌液，在離心力的作用下被高速甩向桶壁，并沿桶壁上升。在波輪中心處，因甩出液體而形成低壓區，又使得洗滌液流回波輪附近。這樣，在波輪附近形成了以波輪軸線為中心的渦流。衣物在渦流的作用下，作螺旋式回轉，吸入中心后又被甩向桶壁，與桶壁發生摩擦。又由于波輪中心是低壓區，衣物易被吸在波輪附近，不斷地與波輪發生摩擦，宛如人工揉搓衣物，污垢被迫脫離衣物。其次，當衣物被放進洗滌液之后，由于慣性作用運動緩慢，在水流與衣物之間存在著速度差，使得兩者發生相對運動，水流與衣物便發生相對摩擦，這種水流沖刷力同樣有助于污垢離開衣物。再次由于洗衣涌形狀的不規則，當旋轉著的水流碰見桶壁后，其速度和方向都發生了改變，形成湍流。在湍流的作用下，衣物做無規則地運動并翻滾，其纖維不斷被彎曲、絞紐扣拉長，衣物相相互摩擦，增大了洗滌的有效面積，提高衣物的洗凈的均勻性。全自動洗衣機是通過水位開關與電磁進水閥協同來控制進水、排水以及電機的通斷：從而實現自動控制的。電磁進水閥起著通、斷水源的作用。如圖1.1，當電磁線圈1斷電時，移動鐵芯2在重力和彈簧力的作用下，緊緊頂在橡膠膜片3上，并將膜片的中心小孔4堵塞，這樣閥門關閉，水流不通。當電磁線圈通電后，移動鐵芯在磁力作用下上移，離開膜片，并使膜片的中心小孔開啟，于是膜片上方的水通過中心小孔流入洗衣桶內。由于中心小孔的流通能力大于膜片兩側小孔5的流通能力，膜片上方壓強迅速減小，膜片將在壓力差的作用下上移，閉門開啟，水流導通。

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水位開關實際上是一個壓力開關。如圖1.2，氣室1的入口與洗衣桶中的貯氣室相聯接。當水注入洗衣桶后，貯氣室口很快被封閉，隨水位上升，貯氣室的水位也上升，被封閉的空氣壓強亦增大，水位開關中的波紋膜片2受壓而脹起，推動頂桿3運動而使觸點4改變，從而實現自動通斷。智能型模糊控制的全自動洗衣機還可以自動判斷水溫、水位、衣質衣量、衣物的臟污狀況，決定投放適量的洗滌劑和最正確的洗滌程序。其方法是：在洗衣桶內注入一定量水后使電機低速運轉，平穩后快速斷電，洗衣桶在慣性作用下帶動電機繼續轉動。此時，電機繞組產生反電動勢，對其半波整流并放大整形后獲得一矩形脈沖系列。通過分析脈沖個數和脈沖寬度。就能得到衣質衣量狀況。衣物的臟污程度是通過水的透明度來判斷的。在洗衣桶的排水口處加一紅外光電傳感器，使紅外光通過水而進入另一側的接收管。若水的透明度低，接收管獲得的光能小，說明衣物較臟。脫水時采用壓電傳感器。當脫水桶高度旋轉時，從脫水桶噴射出來的水作用于壓電傳感器上，根據這個壓力變化，自動中止脫水運轉。

2.2全自動洗衣機控制面板及控制系統

全自動洗衣機控制面板由工作指示區、編程選擇鍵、增鍵、減鍵、和啟動鍵組成。如圖1.3所示。

編程選擇增減脫水剩余時間啟動強洗弱洗洗滌次數脫水定時洗衣剩余時間洗衣定時

圖1.3操作面板圖

全自動洗衣機一般采用輕觸式開關，在按下開關后，字符旁邊的指示燈會亮。當指示燈亮起表示程序選中，指示燈閃爍表示正在執行此程序，指示燈熄滅表示程序未選擇或執行完畢。

全自動洗衣機電氣控制系統包括微處理器、排水電磁鐵、電容器、門開關、按鍵開關、指示燈、中間繼電器，水位壓力開關、蜂鳴器及進水電磁閥等部件組成。通過微處理器，能自動完成進水，洗滌（漂洗）、排水、脫水、報警等全部程序，只需設計軟件就可以來達到預想控制的目的。

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2.3洗滌與脫水系統

全自動洗衣機主要是通過波輪對衣物的翻滾達到洗滌目的。波輪安裝在洗滌桶的正中，托盤連接著盛水桶。套桶式全自動洗衣機的脫水桶（甩干籃）既要保證能離心脫水，又要能容納洗滌的衣物，全自動洗衣機的洗滌桶其上部略大，下部略小，呈圓錐形。為了保證洗滌效果，洗滌桶的內壁上必需設計成凸形來增大摩擦力，達到滿意的洗滌效果，當衣物與洗滌桶接觸時，桶壁就產生像搓板那樣的洗滌作用，而且能加強渦旋作用，提高洗滌率。

洗滌系統的傳動部分由風葉、皮帶、皮帶輪、和洗衣軸體組成。脫水系統由脫水桶、脫水定時器、安全開關、電動機、制動機構等組成。洗衣機具有蓋的帶鎖裝置，該鎖定裝置，包括洗衣機蓋板、洗衣機箱體，還包括控制開關，與控制脫水的開關聯動；電磁鐵，與控制開關連接；洗衣機蓋板翻口端內面在對應洗衣機箱體內壁處設有凹緣，凹緣上設有鎖孔，洗衣機箱體上端設有所述電磁鐵，電磁鐵銜鐵的伸縮口位于洗衣機箱體內壁，而且電磁鐵通電后其銜鐵伸出端正好位于蓋好的洗衣機蓋板凹緣的鎖孔內。由于電磁鐵的控制開關與洗衣機控制脫水的開關聯動，使洗衣機在脫水時電磁鐵的銜鐵能伸出，而且正好鎖住洗衣機蓋板凹緣的鎖孔，使用戶在脫水時不能開啟洗衣機蓋板，從而確保了洗衣機脫水時的操作安全。

2.4進水和排水系統

全自動洗衣機的進水系統采用水位壓力開關和進水閥，由程序控制器調理。設有溢水口，其位置在盛水桶上口部。漂洗時，它能讓洗滌液中的泡沫和污水溢出，有利于漂清。

全自動洗衣機水位開關一般有三檔水位控制,并都有低水位、中水位、高水位、再注水等功能當進水閥注水，內桶水位增高到預選水位時，導通橡皮氣膜受到內部空氣的壓縮而被頂出，中觸片上跳，與上觸片閉合。此時主電機導通，進水閥斷開（原來中觸片與下閉合），并開始洗衣。當旋鈕旋至低水位時，凸輪轉動，但曲率半徑較小。通過一定的機構，橡皮氣膜壓簧被壓縮而產生壓力P1，壓迫氣膜。當桶內水量達到30L時，軟管內的空氣被壓縮，產生空氣壓力F1，當F1>P1時,中觸片上跳,與上觸片閉合,主電動機動作,進水閥關閉.

全自動洗衣機的排水系統由程序來控制排水電磁閥，牽引排水閥。排水閥主要同閥蓋、閥芯彈簧、閥芯拉簧，橡皮閥和閥體組成。

排水電磁鐵主要用來控制自動型洗衣機排水閥的開閉,在套桶式自動型洗衣

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機中同起到改變減速離合大的洗滌、脫水狀態、排水電磁鐵主要由線圈、磁軛、靜鐵芯、銜鐵和短路銅環等組成。

2.5傳動系統、箱體與支承系統

全自動洗衣機的傳動系統設在洗衣機脫水桶的底部,主要由波輪、脫水桶、離合器、傳動帶、電動機、電磁閥及單相電容式電動機組成。離合器是內外軸復合為一體的結構。離合器的內軸（洗滌軸），一端固定波輪，另一端固定離合套，離合套上固定大帶輪，離合器外軸（離心軸）的一端固定離心桶（脫水桶），另一端通過抱簧與離合套連接。內外桶的聯動或分動（即實現脫水或洗洗滌），是由撥叉控制抱簧和剎車盤來實現的

離合器軸包括脫水軸合洗滌軸。洗滌或漂洗時，牽引電機處在斷電狀態，制動桿將制動帶收緊，對脫水軸制動。棘爪將棘輪拔動一定角度使方絲離合簧被拔松，所以電機做正轉或反轉轉矩都不能傳遞給脫水軸，而只是經過行星減速器再輸出給波輪，實現洗滌運轉。

脫水時，牽引電機是通電狀態，拉動制動桿使得制動帶松開，棘輪和方絲離合器處于自由狀態，大皮帶輪順時針旋轉將方絲離合簧旋緊，使輸入轉矩有效地傳遞給脫水軸，實現高速脫水運轉。假使大皮帶輪逆時針轉動，則方絲離合簧被撥松而不能傳遞轉矩給脫水軸，所以脫水只能順時針單向轉動。

洗衣機外箱體是洗衣機的盔甲，好多洗衣機采用高分子聚合塑鋼材料作為外箱體，不怕水，不腐爛，永不生銹，耐碰撞，防漏電，機身便捷，易于搬動。特意添加的抗老化劑，令外箱體歷久彌新。有的采用剛柔相濟的不銹鋼做內桶剛性，在于不銹鋼材質表面分子結構致密，空隙小，故可抗擊細菌等物質的侵入和腐蝕，以達到抗菌，抑菌，耐腐蝕的作用。柔性，超級鏡面不銹鋼材料光滑柔細，即便是最嬌柔的面料也不會受到損傷。好多洗衣機內桶完全采用世界一流的不銹鋼材料制成，擁有頂級的品質保證

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第三章系統程序的設計及調試

3.1程序梯形圖

開始洗滌

進水閥控制

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正轉及脫水控制

反轉控制

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出水閥控制

脫水計時

洗滌和漂洗計數

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報警輸出

3.2PLC控制程序

NETWORK1//開始洗滌

（M0.1為洗滌狀態；M0.2為每次洗滌的狀態；M0