PLC和变频器在工业洗衣机控制系统中的应用

吕珊珊

（永城职业学院，河南 永城　476600）

PLC和变频器在工业洗衣机控制系统中的应用

吕珊珊

（永城职业学院，河南 永城476600）

工业洗衣机是指用于宾馆、饭店、洗衣店或工厂进行大批量衣物清洗用的洗衣机，由于负载很大，为了获得大的启动转矩，要采用大电阻电动机，减速时还另需制动装置。随着变频调速控制电动机已渗入到各种电力传动系统中，本设计所使用的变频器为爱默生变频器。

PLC；洗衣机；变频器；速度调节

1　工业洗衣机的工作原理

工业洗衣机是指用于宾馆、饭店、洗衣店或工厂进行大批量衣物清洗用的洗衣机，具有洗涤容量大、效果好、成本低、效率高、污染轻等特点。其洗涤工艺一般由洗涤、漂洗、均布排水和脱水等部分组成。整个洗涤控制的关键在于低速洗涤时有很平滑的力矩以及脱水时有很高的旋转速度。工业洗衣机的传动系统相当复杂，在洗涤和脱水时电动机转速相差很大，一般为多台鼠笼式电动机采用离合器切换运转或者使用变极电动机加上离合器、皮带轮及正反转开关等机械装置实现速度调节。而且由于负载很大，为了获得大的启动转矩，要采用大电阻电动机，减速时还另需制动装置。目前变频调速控制电动机已渗入到各种电力传动系统中。系统处于初始状态时，按启动按钮，开始进水。到达高水位时（液位传感器检测），停止进水并开始正转洗涤。正转洗涤10s后暂停，暂停2s后开始反转洗涤。反转洗涤10s后暂停，暂停2s后，若正反转洗涤次数未满3次，则返回正转洗涤；若正反转洗涤次数满3次，则开始排水。水位下降到低水位时，开始脱水并继续排水。脱水10s后，即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。若未满3次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了3次大循环，则洗涤过程结束，并进行报警，报警5s后结束全部过程，自动停机。按下停止按钮，洗衣机停止运行。正转洗涤与反转洗涤变频器输出频率为30Hz，脱水时变频器输出频率为50Hz。

2　爱默生变频器的启动制动功能码

爱默生EV1000变频器的启动方式有两种。电动机开始启动时，并非从0Hz开始加速，而是直接从某一频率下开始加速。在开始加速瞬间变频器的输出频率便是启动频率。有些负载在静止状态下的静摩擦力较大，难以从0Hz启动，设定启动频率后，可以在启动瞬间有一点冲力，使拖动系统启动比较容易。设定了启动频率，电动机的启动电源也会增大。设定启动频率的原则时：在启动电流不超过允许值的前提下，拖动系统能够顺利启动。

在减速工程中，当频率降至很低时，电动机的制动转矩也随之减小。对于惯性较大的拖动系统，由于制动转矩不足，常在低速时出现停不住的爬行现象。针对这种情况，当频率降到一定程度时，向电动机绕组中通入直流电，以使电动机迅速停止，这种方法成为直流制动。停机直流制动电流的设定是相对于变频器的额定电流的百分比，是指输出最大电流一相。停机制动时间是0.05s时，无直流制动过程。

3　控制电路设计

（1）确定输入/输出点。根据控制要求分析，需要1个启动按钮、1个停止按钮和2个水位检测开关。由此确定，PLC输入系统的输入设备有2个按钮、2个限位开关（代替水位检测），因此，PLC需要4个输入点。工业洗衣机的进水、排水、脱水电磁阀和报警蜂鸣器需要PLC的4个输出点进行控制，变频器的FWD、X001端子需要PLC的2个输出点进行控制。由此确定，PLC需要6个输出点与其连接。

（2）PLC的选择。PLC的选择主要根据输入/输出点数以及输入/输出形式来选择。本系统共需要4个输入点和6个输出点，为考虑系统将来的扩展裕量（20%的裕量），应选择输入点为8个，输出点为8个的小型PLC以满足本项目的控制要求。

（3）系统控制电路。PLC和变频器控制系统电路如图1所示，工业洗衣机的主电路由爱默生EV1000变频器驱动三相异步电动机组成，三相异步电动机可带动工业洗衣机实现正转与反转动作。控制电路由PLC、按钮和电磁阀等组成，PLC输出点Y000、Y001分别控制变频器控制端子FWD、X001，通过变频器内置PLC功能，可实现工业洗衣机的正转洗涤、暂停、反转洗涤和停止动作。为了避免直流24V电压接到变频器FWD、X001和COM端子上，进水、排水、脱水电磁阀和报警蜂鸣器由Y004、Y005、Y006和Y007驱动。

图1　工业洗衣机系统控制电路

4　PLC控制程序设计

将洗衣机正转洗涤10s后暂停，暂停2s后开始反转洗涤。反转洗涤10s后暂停，暂停2s后，若正反转洗涤次数未满3次，则返回正转洗涤；若正反转洗涤次数满3次，则开始排水。这部分功能利用变频器内置PLC功能来实现，由于1次循环需要24s，3次则需要72s，所以T0定时器设定K720.当工业洗衣机进行脱水时，关断变频器内置PLC功能。

［1］朱志伟，刘红兵.传感器原理与检测技术［M］.南京：南京大学出版社，2012.

［2］李智明.电气控制与PLC及变频器技术应用［M］.北京：清华大学出版社，2012.

Application of PLC and Inverter in the Industrial Washing Machine Control System

LV Shan-shan
（Yongcheng Vocational College，Yongcheng，Henan 476600，China）

Industrial washing machine is used for mass laundry in hotels，restaurants，laundry or factory，because the workload is very big，in order to obtain large starting torque，it needs to adopt large resistance motor，deceleration and another to brake.With frequency control of motor speed control motor penetrating into all kinds of electric drive system，the design uses Emerson inverter.

PLC；washing machine；frequency converter；speed regulation

TP273

A

2095-980X（2016）07-0047-01

2016-06-24

吕珊珊，女，主要研究方向：电气自动化。