工業(yè)洗衣機是指用于賓館、 飯店、 洗衣店或工廠(chǎng)停止大批量衣物清洗用的洗衣機 ,具有洗滌容量大、 效果好、本錢(qián)低、 效率高、 污染小等特性。其洗滌工藝普通由洗滌、 漂洗、 均布排水和脫水機等幾局部組成。整個(gè)洗滌控制的關(guān)鍵在于低速洗滌時(shí)有很平滑的力矩以及脫水時(shí)有很高的旋轉速度。工業(yè)洗衣機的傳動(dòng)系統相當復雜,在洗滌和脫水時(shí)電機轉速相差很大 ,普通為多臺籠型電機采用離合器切換運轉或者運用變級電機加上離合器、皮帶輪及正反轉開(kāi)關(guān)等機械安裝完成速度調理。而且由于負載很大 ,為了取得大的起動(dòng)轉矩要采用大電阻電機 ,減速時(shí)還另需制動(dòng)安裝。
隨著(zhù)大功率開(kāi)關(guān)器件制造技術(shù)及計算機控制技術(shù)的開(kāi)展 ,采用變頻調速控制電機已浸透到各種電力傳動(dòng)系統中。本文采用 Siemens S72 200可編程邏輯控制器(PLC)和 VF2 7F系列變頻器改造一套傳統的工業(yè)洗衣機控制系統。PLC的運用進(jìn)步了系統的抗干擾才能 ,保證了系統的穩定性;變頻器的運用顯著(zhù)進(jìn)步了工業(yè)洗衣機的性能 ,可用一臺電動(dòng)機從低速到高速大范圍調理 ,滿(mǎn)足低速洗滌大轉矩和高速脫水的請求 ,且傳動(dòng)安裝可做的很小 ,控制性能和操作性能都大幅進(jìn)步;另外,變頻器的運用能夠節約大量的水和電。
二、工業(yè)洗衣機的動(dòng)力請求
關(guān)于工業(yè)洗衣機滾筒來(lái)說(shuō):洗滌和漂洗過(guò)程是頻繁的正、 反轉運轉過(guò)程;均布排水過(guò)程是掃除滾筒內洗滌用水并將衣物平均散布在滾筒四周的均衡過(guò)程;脫水是高速運轉甩出衣物內含水的過(guò)程;枯燥則是長(cháng)時(shí)間的低速運轉過(guò)程。為了肯定各過(guò)程的運轉時(shí)間和轉速 ,需求經(jīng)過(guò)裝置在洗衣機內部的各種傳感器檢測衣物布質(zhì)、 布量、 洗滌方式、 混濁度等 ,再經(jīng)過(guò)含糊決策的辦法得出最佳的洗滌戰略�！∮珊刂破鞯贸龅倪\轉形式如圖 2所示。洗滌、 清漂的轉速為 40 r /min,均布排水的轉速為70 r /min, 2次脫水的轉速分別為 400 r /min和500 r /min,枯燥的轉速為 30 r /min,對應各段洗滌時(shí)間分別為 t 1 = 5 min, t 2 = 1 min, t 3 = 2 min, t 4 = 3min, t 5 = 1 min, t 6 = 4 min, t 7 = 5 min;另外 ,變頻器還設置了 2個(gè)斜坡上升 /降落時(shí)間 , 1個(gè)用于洗滌周期 , 1個(gè)用于脫水周期。電機運轉過(guò)程中需求不時(shí)地改動(dòng)轉向 ,而且調速的范圍很寬 ,這種工作變頻器完整可以勝任。
三、控制系統引見(jiàn)
（1）調速控制系統的主要設備選型：變頻器的選用：變頻器的容量應滿(mǎn)足以下規則:變頻器的容量應比變頻器闡明書(shū)中“陪用電動(dòng)機容量 ” 大 ,變頻器的電流應大于電動(dòng)機的電流。同時(shí),由于在洗滌過(guò)程中 ,滾筒在低速起動(dòng)時(shí)會(huì )惹起霎時(shí)的超大負荷 ,為此請求電機具有低速轉矩提升補償功用;而在高速脫水時(shí) ,由于水曾經(jīng)排出 ,負載大為降低 ,電機應工作在恒功率狀態(tài) ,并且為使衣物在滾筒內平均散布 ,電機應堅持高慣性。依據現有電動(dòng)機的功率電流特性和控制請求 ,選用松下 BFV70374FP變頻器 ,其主要技術(shù)規2 . 1 . 2 PLC的選用 SI MATI C S72 200系列是西門(mén)子公司推出的一種小型 PLC。其構造緊湊、擴展性能良好、 價(jià)錢(qián)低廉 ,深受用戶(hù)喜歡。CPU選用 CPU224、 6ES72142 1BD222 0XB0,其數字量輸入 /輸出點(diǎn)共 24點(diǎn) ,用于完成洗衣機起�？刂坪投嗉壦俾蔬x擇;擴展模塊選用一個(gè)模仿量輸入接口 ,用來(lái)采集衣物布料、 水溫、 重量、 混濁度等 ,從而肯定洗衣機的運轉形式。
（2）調速控制系統的設計構造圖和控制流程：詳細控制流程如下:先由控制面板選擇洗滌方式 ,并發(fā)出起動(dòng)指令;然后散布在洗衣滾筒左近的各種傳感器將檢測到的布質(zhì)、 布量等信號送入PLC, PLC依據這些信息經(jīng)過(guò)含糊決策 ,得出洗衣機的運轉形式 ,肯定洗滌各階段的操作次第、 洗滌時(shí)間等; PLC再經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出信號給變頻器發(fā)出指令 ,以控制電動(dòng)機的正反轉、 起停、 多級速率選擇、 多級加減速率選擇。當檢測到電動(dòng)機過(guò)載時(shí) ,將毛病報警信號反應給 PLC,控制指示燈報警或者控制電動(dòng)機停機。其中 ,布量檢測依據電機“轉 ” 、 “停 ” 時(shí)慣性轉速的脈沖數計測。在洗滌桶內放入一定衣物和水 ,然后驅動(dòng)電機以“ 開(kāi) ” 0 . 3 s、 “ 停 ” 0 . 7 s的規律重復操作 ,期間電機處于“ 停 ” 時(shí)的慣性轉速用耦合器以脈沖方式計測。洗滌衣物量大 ,則脈沖數少;反之脈沖數多。布質(zhì)檢測主要依據衣物纖維的比例分為四檔。和布量檢測的辦法相同 ,只是水位偏低時(shí) ,將測衣量時(shí)的脈沖數和測衣質(zhì)時(shí)的脈沖數相減 ,脈沖數差越大 ,標明含纖維比例越多�；鞚崴街饕獞霉饷魝鞲衅鳈z測排水口的光投射率完成。變頻器參數設置。依據控制請求 ,變頻器應工作在 v / f控制形式 ,且能輸出 5種頻率、 2種加速度 ,可由 PLC控制其正反轉及起停、 頻率選擇 ,低速運轉時(shí)應具有轉矩提升功用。表 2為變頻器的主要參數設置。
四、留意事項
變頻器的運用顯著(zhù)進(jìn)步了工業(yè)洗衣機的性能 ,但作為一種大功率電力電子產(chǎn)品 ,又工作在社區的洗衣房?jì)?,在運用時(shí)有一些留意事項。衣物在低速洗滌時(shí) ,由于滾筒內含有大量水 ,致使負載很大。因而 ,需經(jīng)過(guò)變頻器轉矩提升補償設置使電機低速時(shí)輸出大轉矩。在高速脫水工況時(shí) ,衣物容易在滾筒中構成不平均散布 ,在極高的工作轉速下會(huì )產(chǎn)生很大的偏心激振 ,從而惹起整體構造的猛烈振動(dòng)。因而 ,在運轉形式確實(shí)定過(guò)程中 ,應布置一段均布排水工況 ,讓污水排出的同時(shí)堅持衣物散布平均。另外 ,變頻器要裝置好并作定期檢查 ,以防振動(dòng)招致松動(dòng)。變頻器裝置在濕度較高的洗衣房 ,常常發(fā)作絕緣和腐蝕。因而 ,洗衣房?jì)葢獔猿忠欢ǖ目菰锒群土己玫耐L(fēng)性 ,以防水汽進(jìn)入變頻器內惹起電氣短路等。工業(yè)用洗衣機多用于賓館、社區洗衣房?jì)?,要留意隔音問(wèn)題 ,避免對左近居民形成影響;也要思索變頻器對其他用電設備的干擾。因而應在變頻器進(jìn)線(xiàn)側加一臺電抗器。
五、結語(yǔ)
變頻調速控制是完成工業(yè)洗衣機、脫水機自動(dòng)控制的一種很好的選擇。采用 PLC和變頻器的調速系統能滿(mǎn)足規范洗滌和高速脫水等各種工況的請求 ,并能進(jìn)步洗滌質(zhì)量;變頻器的運用減少了傳動(dòng)機構 ,增加了系統的運轉壽命,減少了機械和電氣噪聲 ,還優(yōu)化了洗滌速度 ,降低了電力損耗。目前 ,針對工業(yè)洗衣機特有的負載特性而設計的洗衣機專(zhuān)用變頻器已處于研制階段。隨著(zhù)衣物質(zhì)地的高級化和多樣化 ,變頻化的工業(yè)洗衣機脫水機也會(huì )繼續向前不時(shí)開(kāi)展。www.nihaotoken.com
