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 1NO+1NC; 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 PLC：FX2N-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 1NO+1NC; 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