工业洗衣机控制系统设计.doc

1、任务书二级学院专 业班 级姓 名学 号校内指导老师毕业设计名称工业洗衣机控制系统设计校外指导老师毕业设计时间一、毕业设计目标与任务提高工业洗衣机的性能，满足低速洗涤大转矩和高速脱水的特殊要求，保证系统的稳定性，节约水电资源。 工业洗衣机一般采用滚筒式的洗衣方式。由电机通过皮带变速带动内胆转动，衣服在滚筒中不断地被提升摔下，再提升再摔下，做重复运动，加上洗衣粉和水的共同作用使衣服洗涤干净。因为衣服在洗涤过程中不缠绕、洗涤均匀、磨损小，所以就连羊绒、羊毛、真丝衣服也能在机内洗涤。二、实施步骤和方法 1.变频器种类的选择 根据负载机械的工作特点，结合对调速范围、调整精度和经济性的要求，选择不同种类的

2、变频器来控制运行 2.变频器的规格和指标选择 在选择变频器时，会接触到许多厂家提供的各类变频器的产品样本，这些样本主要介绍变频器的溪流型号、特点以及各种功能的指示。根据自己的实际需要，就这些产品的性能、指标进行比较、筛选，以确定适合自己的变频器。 3.PLC的硬件选择 随着PLC在工业控制中的推广普及，PLC产品的种类越来越多，其结构型号、性能、容量、指令系统、编程方法等各不相同，使用场合也各有侧重。因此，合理悬着PLC，对于提高PLC在控制系统中的应用有着重要作用。 4.输入模块的选择 输入模块是用来接收现场输入设的开关信号，将信号转换为PLC内部接收的低电压信号，并实现PLC内、外信号的电

3、气隔离。三、进度安排起止时间阶段性任务2016.4.10选题04.15-12.14论文书写12.15-12.25报告、指导老师审核论文2017.01-2017.02指导老师修改、审核03.01-04.30指导老师修改审核中期检查05.15-答辩时间四、成果材料考虑了电动机运行方向及转速控制方法，同时也考虑到洗衣机的洗涤特殊性。因为工厂中的衣物油污灰尘较多，增加了洗涤时的难度，通过控制水温，这样可以达到一定的去污效果。另外，在此次毕业设计中，编程方面采用了三菱指令，既经济同时又满足了工业洗衣机编程的需求。五、参考资料【1】电气控制与PLC的应用M .齐占庆.机械工业出版社.1993.43-50【

4、2】机床故障分析与维修.潘海丽.西安电子科技大学出版社.2006.102-125【3】电力电子技术.金海明.北京邮电大学出版社.2006.43-76【4】电气线路故障诊断及维护.王侃夫.北京机械工业出版社.2001.127-157【5】电力电子技术.林辉，王辉.武汉理工大学出版社.2002.60-97【6】电气工程CADM.刘增良，刘国亭.中国水利水电出版社.200236-59【7】电气控制技术M.齐占庆，王振臣.机械工业出版社.200298-115【8】小型可编程控制器实用技术M.王兆义.机械工业出版社.200270-75【9】流行PLC实用程序及设计M.罗宇航.西安电子科技大学出版社.20

5、06.50-55【10】变频器应用技术.贺坤辉，张桂华.湖南生物机电职业技术学院.2016.3-35指导老师签名： 年2月10日设计方案二级学院专 业班 级姓 名学 号校内指导老师毕业设计名称工业洗衣机控制系统设计校外指导老师一、选题依据（含意义、价值） 大型工业用洗衣机在全国各医院、酒店宾馆及大型企业应用广泛。工业洗衣机洗涤与脱水时的转速相差很大，通常使用变极电动机或数台一般电动机用离合器切换运转，动时产生大的电流和震动时对设备的使用寿命极为不利。 并且此题目能将我们三年所学的专业基础课：如机械制图、机械制造基础、机械设计基础、数控编程、CAD、PLC、电工基础、液压等方面知识综合应用。能够

6、较全面的检查我们所学的知识。在整体设计过程中一方面能够培养独立思考和分析能力，弥补以往没学到的知识，扩展知识面，开阔视野，为今后的工作打下基础。二、毕业设计内容在本设计系统中，考虑了电动机运行方向及转速控制方法，同时也考虑到洗衣机的洗涤特殊性。因为工厂中的衣物油污灰尘较多，增加了洗涤时的难度，通过控制水温，这样可以达到一定的去污效果。另外，在此次毕业设计中，编程方面采用了三菱指令，既经济同时又满足了工业洗衣机编程的需求。三、毕业设计技术方案、路线1、 应用变频调速，可以大幅度提高电动机转速控制精度，使电动机在最节能的转速下运行；2、完成设计说明书，要求A4纸打印，不少于20页。主要特色：应用三

7、菱FR-A540变频器和三菱FX2N-48MR的PLC对工业洗衣机进行设计；应用变频调速，可以大幅度提高电动机转速控制精度，使电动机在最节能的转速下运行。工作进度：1、撰写开题报告，指导教师审核 2016年12月15日-2016年12月25日 2、完成初稿，指导教师修改、审核 2017年1月-2017年2月3、完成二稿，指导教师修改、审核，毕业设计中期检查 2017年3月-2017年4月四、实施步骤及进度安排2016.04.10 选题2016.04.15-2016.12.14 论文书写2016.12.15-2016.12.25 报告指导老师审核论文2017.01.02-2017.02.27 指

8、导老师修改审核论文2017.03.01-2017.04.30 指导老师修改审核中期检查2017.05.09-2017.05.15 答辩五、预期效果应用三菱FR-A540变频器和三菱FX2N-48MR的PLC对工业洗衣机进行设计；应用变频调速，可以大幅度提高电动机转速控制精度，使电动机在最节能的转速下运行。六、参考文献【1】电气控制与PLC的应用M .齐占庆.机械工业出版社.1993.43-50【2】机床故障分析与维修.潘海丽.西安电子科技大学出版社.2006.102-125【3】电力电子技术.金海明.北京邮电大学出版社.2006.43-76【4】电气线路故障诊断及维护.王侃夫.北京机械工业出版

9、社.2001.127-157【5】电力电子技术.林辉，王辉.武汉理工大学出版社.2002.60-97【6】电气工程CADM.刘增良，刘国亭.中国水利水电出版社.200236-59【7】电气控制技术M.齐占庆，王振臣.机械工业出版社.200298-115【8】小型可编程控制器实用技术M.王兆义.机械工业出版社.200270-75【9】流行PLC实用程序及设计M.罗宇航.西安电子科技大学出版社.2006.50-55【10】变频器应用技术.贺坤辉，张桂华.湖南生物机电职业技术学院.2016.3-35七、指导老师意见同意按毕业设计方案执行指导老师签名： 年2月10日目 录第一部分 设计任务与调研1第二

10、部分 设计说明11第三部分 设计成果16第四部分 结束语18第五部分 致谢19第六部分 参考文献20第一部分 设计任务与调研一、 毕业设计的主要任务设计一套工业洗衣机控制系统，提高工业洗衣机的性能，满足低速洗涤大转矩和高速脱水的特殊要求，保证系统的稳定性，节约水电资源。二、设计的思路 工业洗衣机一般采用滚筒式的洗衣方式。由电机通过皮带变速带动内胆转动，衣服在滚筒中不断地被提升摔下，再提升再摔下，做重复运动，加上洗衣粉和水的共同作用使衣服洗涤干净。因为衣服在洗涤过程中不缠绕、洗涤均匀、磨损小，所以就连羊绒、羊毛、真丝衣服也能在机内洗涤。 工业洗衣机主要由外筒、转筒、传动部分、电器控制柜、左右密封

11、罩、管路仪表及放水阀等部件组成。转筒采用优质不锈钢板支撑，有双舱室结构和单舱室结构两种，运转平稳，取衣方便。外筒的轴承座上设计有密封装置，其密封可用压紧圈调节。洗衣机外壳上装有安全阀，用以支撑打开够的转筒门。转筒的正反转由电器部分自动控制。放水阀采用手提式，防水速度快。工业用洗衣机是指额定洗涤容量大于6kg，应用于专业洗涤部门及服务行业使用的工业用洗衣机，目前工业用洗衣机的主要结构是滚筒式。近年来在家用全自动洗衣机大力推广的影响下，大型工业用洗衣机也从原来的继电器控制方式逐步进入全自动控制时代。大型工业用洗衣机在全国各医院、酒店宾馆及大型企业应用广泛。从用户使用要求方面看，工业用洗衣机使用要求

12、环境和条件均不同于家用洗衣机，家用工业用洗衣机以洗衣为主，工业用洗衣机以床上用品、桌布等为主，工艺上的区别就更大了。工业洗衣机洗涤与脱水时的转速相差很大，通常使用变极电动机或数台一般电动机用离合器切换运转，由于负载惯性很大，为了获得很大启动转矩特性要采用较大的电阻的电动机，减速时需制动装置。 由于工业洗衣机电机为直接启动或Y/启动，启动电流等于（3-7）倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的损坏，而且会对电网容量要求过高，启动时产生大的电流和震动时对设备的使用寿命极为不利。三、与本课题相关的资料 （一）变频器的结构及工作原理实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱

13、动电路、保护电路以及控制器等部分组成。变频器主要用以交流电动机转速的调节，是公认的交流电动机最理想、最有前途的调速方案，除了具有卓越的调速性能之外，变频器还有显著地节能作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。自伤世纪80年代后被引进中国以来。变频器作为节能应用与速度工艺控制中越来越重要的自动化设备，得到了快速发展和广泛的应用。1.变频调速原理 变频器是计算机及现代电力电子技术高度发展的结果。计算机是变频器的核心，电力电子器件构成了变频器的主电路。 交流电动机的同步转速为：N1 = 式中 N1 同步转速，r/min； 定子频率，Hz 电动机的磁极对数。及异步电动机转速N = N1(1

14、S)= (1 S)式中S-导步电动机转差率，S =（N1 N）/N1 ，一般小于3%。均与送入电动机的电流频率f成正比例或近于正比例，也就是说，改变频率可以方便的改变电动机的运行速度，也就是说变频对于交流电动机的调速来说是十分合适的。 2.变频器分类及特点 从结构上看变频器可分为交-直-交、交-交变频器，电压源型和电流源型逆变器。 （1）交-直-交变压变频器交-直-交变压变频器先将交流电源通过整流变换成可控频率和电压的交流，如图1-1所示。恒压恒频（CVCF）AC50Hz整流中间直流环节DC逆变变压变频（VVVF）AC图1-1 交-直-交（间接）变压变频基本结构 由于这类变压变频器在恒频交流电源和交频交流输出之间有一个中间直流环节，所以又称为间接式的变压变频器。具体的整流和你变电路种类很多，当前应用最广泛的是由二极管组成的不可控整流桥和由功率开关器件（P-MOSFET,IGBT等）组成的脉宽调制（PWM）逆变器，简称PWM变压变频器如图1-2所示。