工业洗衣机控制系统设计

Company number 工业洗衣机控制系统设 计 【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】 苏州工业园区职业技术学院苏州工业园区职业技术学院 机电一体化综合项目设计制作机电一体化综合项目设计制作 项项目目报报告告 学生姓名学生姓名 选选题工业洗衣机控制系统设计题工业洗衣机控制系统设计 班班级级 指导教师指导教师 机电工程系制机电工程系制 目 录 工业洗衣机控制系统设计工业洗衣机控制系统设计 一、项目概述 工业洗衣机常用于大型宾馆及专业洗涤企业，进行批量化洗涤处理由于洗 涤容量较大（15-100Kg），其运行控制的关键在于低速洗涤时应具有平滑的力 矩，脱水时应具有较高的旋转速度。因此，通常应用变频器实现低速时大起动 力矩和动态的响应性能。并且实现大容量电动机的软启动控制，能有效避免洗 衣机运行时对宾馆其他设备造成的供电电源波动等不良影响。 图 1 工业洗衣机 工业洗衣机采用一台三相异步电机提供运转动力，传送系统由电机通过二 级三角胶带传至滚筒主轴，驱动内胆转动，运转平稳，振动小，经久耐用。由 电动机驱动洗衣机的内筒进行正向与反向旋转运动，带动水和衣物作不同步运 动，使水和衣物等相互摩擦、搓揉，达到洗净的目的。 在洗衣机内部设置“进水电磁阀，排水电磁阀及水位检测开关”，从而满足 全自动洗涤和脱水的控制需求。为了保证洗衣机安全可靠运行，在内筒门盖上 装有安全锁紧机构，并在外筒门盖上设置电气互锁安全装置（即安装“电磁锁和 磁性开关”），采用磁性开关检测门的“打开、关闭”状态，应用电磁锁控制洗衣 机外筒门上锁。 设备控制要求分析 本设备要求应用“传感器与 PLC、变频器及电磁阀”等组成自动控制系统， 实现“进水→洗涤→排水→脱水”自动控制的工作流程，具体控制要求如下 接通设备电源时，“电源”指示灯亮； 自动洗涤流程 按动“启动”按钮→洗涤指示灯亮→开启进水电磁阀进水→当水位升到指定 水位时自动停止注水→电磁锁控制外筒门上锁（“门闭锁”指示灯亮）→启动电 机低速运行（约 600rpm）→延时 5 秒后电机中速运行（约 1200rpm），并按照 “正转 30 秒→←反转 30秒”循环运行 30分钟后停止运行→“洗涤”指示灯灭。 自动脱水流程 以上洗涤流程结束延时 5秒后→“脱水”指示灯亮→开启出水电磁阀排水→ 约 60 秒后关闭电磁阀停止排水→启动电机以额定转速正转，约 2分钟之后自动 停止运行，→“脱水”指示灯灭→延时 10秒后→解除外筒门的“闭锁”→发出“提示” 信号，提醒用户取出衣物→当外筒门打开时，提示信号停止，结束自动洗衣工 作流程。 暂停控制 在自动洗涤过程中，按下“暂停”自锁按钮时电机停止运转，当“暂停”按钮旋 转复位后，洗衣机则继续洗涤运行。 安全运行连锁控制 为了保证洗衣机安全可靠运行，必须在洗衣机外筒门已关闭、并且门已上 锁（闭锁）的状态下，才允许启动电机运行；在洗衣机自动洗涤和脱水过程 中，当外筒门被意外打开时应控制电机立即停止运转。 主要部件技术参数 1.三相电动机Y100L-2 型，、AC380V、3A,2900r/min; 2.变频器三菱型，输入电源三相 AC380V,; 3.电磁阀6014 型，AC220V、40W，; 4.电磁门锁 WD-6004C 型，AC220V、20W,,（内置磁性开关）; 5.液位开关 UQK-01型，工作电压 DC24V,继电器输出型 1NO1NC; 6.蜂鸣指示灯DN16-22FS,AD/AC220、20mA； LC自选三菱 FX 2N 系列或西门子 S7-200 系列产品。 （2）小组任务分工表 表 1 小组任务分工 序号序号 1 1 2 2 3 3 4 4 项目组成员项目组成员主要工作任务主要工作任务 设备总体方案设计 电器安装工艺设计 元器件的选型与安装 电器原理设计 二、 设备控制要求分析 本设备要求应用“传感器与 PLC、变频器及电磁阀”等组成自动控制系统， 实现“进水→洗涤→排水→脱水”自动控制的工作流程，具体控制要求如下 接通设备电源时，“电源”指示灯亮； 自动洗涤流程 按动“启动”按钮→洗涤指示灯亮→开启进水电磁阀进水→当水位升到指定 水位时自动停止注水→电磁锁控制外筒门上锁（“门闭锁”指示灯亮）→启动电 机低速运行（约 600rpm）→延时 5 秒后电机中速运行（约 1200rpm），并按照 “正转 30 秒→←反转 30秒”循环运行 30分钟后停止运行→“洗涤”指示灯灭。 自动脱水流程 以上洗涤流程结束延时 5秒后→“脱水”指示灯亮→开启出水电磁阀排水→ 约 60 秒后关闭电磁阀停止排水→启动电机以额定转速正转，约 2分钟之后自动 停止运行，→“脱水”指示灯灭→延时 10秒后→解除外筒门的“闭锁”→发出“提示” 信号，提醒用户取出衣物→当外筒门打开时，提示信号停止，结束自动洗衣工 作流程。 暂停控制 在自动洗涤过程中，按下“暂停”自锁按钮时电机停止运转，当“暂停”按钮旋 转复位后，洗衣机则继续洗涤运行。 安全运行连锁控制 因保证洗衣机安全运行，需在洗衣机外筒门已关闭、且门已上锁（闭锁） 的状态下，才允许启动电机运行；在洗衣机自动洗涤和脱水时候，当外筒门被 打开时应控制电机立即停止。 三、 设备总体方案设计 1. 方案概述 1 洗衣机动力 三相异步电机提供动力；洗涤功能由三相异步电机中速正反转实现；脱水功能 由三相异步电机额定转速正转实现；调速有变频器实现。 2 进出水及水位判断 进出水由电磁阀控制，进水电磁阀闭合，排水电磁阀打开；水位由液位开关控 制。 3 安全连锁 电磁门锁实现安全连锁，蜂鸣指示灯实现发出“提示”信号。 4 控制系统 PLCFX2N-32MR 实现控制。 2. 设备元件配置 三菱三菱 PLCPLC 因为工业洗衣机的电压要求较高，所以我们采用交流 220V 的电 压。考虑到 I/O地址的输入和输出的总点数选择相应规模的可编程控制器并留 有 10～15的 I/O裕量。 根据本次项目可知，这次共有 4个输入，12 个输出，由此我们选择的是三菱的 FX2N-32MR,AC220V 的 PLC。 电感式传感器电感式传感器①无活动触点、可靠度高、寿命长；②分辨率高；③灵敏度 高；④线性度高、重复性好；⑤测量范围宽。电感式传感器主要用于位移测量 和可以转换成位移变化的机械量 水位开关液位开关 UQK-01型满足需求，因工作电压 DC24V,继电器输出型 1NO1NC; 变频器变频器根据三相异步电动机的额定参数Y100L-2型，， AC380V,3A,2900r/min，按照变频器的额定容量大于等于负载的额定功率的额原 则，因此选择变频器的额定容量为。因此我们选择的是三菱公司的型，电源三 相 AC380V,。 三相电动机Y100L-2 型，、AC380V、3A,2900r/min; 变频器三菱型，输入电源三相 AC380V,; 电磁阀6014 型，AC220V、40W，; 电磁门锁 WD-6004C 型，AC220V、20W,,（内置磁性开关）; 液位开关 UQK-01