发布时间 : 星期四 文章全自动洗衣机PLC控制更新完毕开始阅读80012c027f1922791688e8f3
由于继电器与晶体管工作原理的不同，导致了两者的工作参数存在了较大的差异。
（1）驱动负载不同
继电器型可接交流220V或直流24V负载，没有极性要求；晶体管型只能接直流24V负载，有极性要求。继电器的负载电流比较大可以达到2A，晶体管负载电流为0.2-0.3A。同时与负载类型有关。
（2）响应时间不同
继电器响应时间比较慢（约10ms-20ms），晶体管响应时间比较快，约0.2ms-0.5ms，Y0、Y1甚至可以达到10 us。
（3）使用寿命不同
继电器由于是机械元件受到动作次数的寿命限制，且与负载容量有关，随着负载容量的增加，触点寿命几乎按级数减少。晶体管是电子原件只有老化，没有使用寿命限制。
3．继电器与晶体管输出选型原则
继电器型输出驱动电流大，响应慢，有机械寿命，适用于驱动中间继电器、接触器的线圈、指示灯等动作频率不高的场合。晶体管输出驱动电流小，频率高，寿命长，适用于控制伺服控制器、固态继电器等要求频率高、寿命长的应用场合。在高频应用场合，如果同时需要驱动大负载，可以加其他设备（如中间继电器，固态继电器等）方式驱动。
综上所述：全自动洗衣机控制采用三菱公司的FX2N系列整体式PLC。根据设计要求，故选择PLC的型号为FX2N-32MR001，如图2所示。
3.3电机拖动
单相交流的洗衣机电容运转式电动机的特点：
正转、反转交替运转：电容运转式电动机是把电容器串接在副绕组上，使通过副绕组的电流超前主绕组电流90?电角度，从而产生旋转磁场，使电动机转子启动运转。电容运转式电动机实际上是一种两相电动机。正转、反转工作状态相同。也就是说，电动机无论是正转还是反转，都要有相同的输出功率、相同的额定转速、相同的启动转矩及相同的最大转矩等，以达到相同的洗涤效果。
启动性能好:由于洗衣机电动机是在洗衣桶内放人额定水量、额定洗涤物的情况下启动的，故启动负荷比较大，而且需要频繁启动，中洗每分钟大约2次，弱洗每分
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钟大约4次，这就要求电动机的启动转矩大，启动电流小。启动转矩大，可以缩短启动时间；启动电流小，可以延长定时器的使用寿命。
过载能力强:洗衣机在工作过程中，由于衣物相对于波轮的位置不同及衣物散开还是成团的状态不同，故造成电动机的负荷极不稳定，经常有超负荷的情况出现，这就要求电动机有较强的过载能力。为此，洗衣机的电动机在额定负荷的情况下，主绕组和副绕组的电流夹角不是900电角度，而是设计成1000 -1100电角度。在过载10-30％的情况下，主绕组和副绕组的电流夹角才是90o电角度，以获得较强的过载能力。一般规定，洗衣机电动机最大转矩是额定转矩的1.8倍，输出功率为120 W洗涤电动机的最大转矩一般达12-13 kg·cm。
对效率的要求比较低:电动机的效率是指输出功率与输人功率的比，用百分数来表示。输出功率为120 W的洗涤电动机，效率一般规定为50％。也就是说，它的输人功率是240 W。洗衣机是一种短时工作的家用电器，平均每天使用的时候很短，电动机效率低一些，对电能损耗不大，却能获得较大的启动转矩和最大的转矩，以提高洗衣机工作的可靠性并延长寿命。
3.4 指示/显示方式选择
LED发光二极管优点：寿命长、耗能低，价格低廉，应用非常灵活，控制极为方便，只要调整电流，就可以随意调光，不同光色的组合变化多端。
LCD是一种液晶显示器，其有微功耗，显示丰富，质量高，接口简单，超薄轻巧等优点。
CTR的优点是显示面积大，效率高。
综上所述：使用LED比较合适，因为洗衣机上的显示不需要太复杂，LED使用起来简单方便又便宜，而LCD的显示亮度不够，CTR比较占空间使用不方便。
3.5 保护措施
过载保护：就是当电源停电或者由于某种原因电源电压降低过多(欠压)时，保护装置能使电动机自动从电源上切除。因为当失压或欠压时，接触器线圈电流将消失或减小，失去电磁力或电磁力不足以吸住动铁心，因而能断开主触头，切断电源。
热继电器是比较理想的自我保护的设备，在工业应用中一般，都用热继电器来过载保护。
失压保护：就是当电源停电或者由于某种原因电源电压降低过多(欠压)时，保护装置能使电动机自动从电源上切除。因为当失压或欠压时，接触器线圈电流将消失或减小，失去电磁力或电磁力不足以吸住动铁心，因而能断开主触头，切断电源。
过流保护：很多电子设备都有个额定电流，不允许超过额定电流，不然会烧坏设备。所以有些设备就做了电流保护模块。当电流超过设定电流时候，设备自动断电，以保护设备。
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4 电路与系统设计
4.1主电路设计
4.1.1 控制电机主电路
全自动洗衣机的PLC控制系统主接线路图如图3所示。通过PLC来实现电动机的正反转，并且实现洗衣机按预先设置的程序自动执行，完成洗衣。当需要手动排水与脱水时，可以强制止自动程序的运行，掏出自动切换到手动操作。
为防止全自动洗衣机在工作过程中，电路发生短路，损坏电动机和电路的各种电气设备，因此在主电路中安装了熔断器，当电路出现短路故障时，能迅速、可靠的断开电源。全自动洗衣机的电机容量较小，主电路中的熔断器可同时作为控制电路的短路保护，所以在主电路中使用熔断器就足够了。PLC部分和开关电源那的熔断器也是为了防止电路过电流，保护电路和电路中的电器元件。
全自动洗衣机在长时间工作下，为了防止电机绕组的温升超过额定值而损坏，采用热继电器作为保护元件，与熔断器搭配使用，可靠地保护电动机。
人机接口部分的按钮等都选择低压电器元件，保护操作者的安全。
220V~LSQKM1KM2M~
图3 主接线路图
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4.1.2 PLC控制电路设计
1、I/O口分配表： 类别 元件 SB0 SB1 SB2 SB3 输入 SB4 SB5 SB6 SB7 KM6、LED1 KM1 KM2 KM7、LED2 KM8、LED3 输出 KM1 BELL LED4 KM3、LED5 KM4、LED6 KM5、LED7 X4 X5 X6 X7 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 低水位开关 调节水位开关 中水位开关 少水位开关 进水口 洗涤正转 洗涤反转 排水口 内同离合器 内筒正转 报警 启动指示灯 高水位传感器开关 中水位传感器开关 低水位传感器开关 端子符号 X0 X1 X2 X3 功能作用 启动按钮 停止按钮 排水按钮 高水位开关 - 11 -