工業(yè)洗衣機(jī)是指用于賓館、 飯店、 洗衣店或工廠停止大批量衣物清洗用的洗衣機(jī) ,具有洗滌容量大、 效果好、本錢低、 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(jī)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(zhuǎn)速度。工業(yè)洗衣機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜,在洗滌和脫水時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速相差很大 ,普通為多臺(tái)籠型電機(jī)采用離合器切換運(yùn)轉(zhuǎn)或者運(yùn)用變級(jí)電機(jī)加上離合器、皮帶輪及正反轉(zhuǎn)開關(guān)等機(jī)械安裝完成速度調(diào)理。而且由于負(fù)載很大 ,為了取得大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要采用大電阻電機(jī) ,減速時(shí)還另需制動(dòng)安裝。
隨著大功率開關(guān)器件制造技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的開展 ,采用變頻調(diào)速控制電機(jī)已浸透到各種電力傳動(dòng)系統(tǒng)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(tǒng)的工業(yè)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)。PLC的運(yùn)用進(jìn)步了系統(tǒng)的抗干擾才能 ,保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;變頻器的運(yùn)用顯著進(jìn)步了工業(yè)洗衣機(jī)的性能 ,可用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)從低速到高速大范圍調(diào)理 ,滿足低速洗滌大轉(zhuǎn)矩和高速脫水的請(qǐng)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(yùn)用能夠節(jié)約大量的水和電。
二、工業(yè)洗衣機(jī)的動(dòng)力請(qǐng)求
關(guān)于工業(yè)洗衣機(jī)滾筒來說:洗滌和漂洗過程是頻繁的正、 反轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)過程;均布排水過程是掃除滾筒內(nèi)洗滌用水并將衣物平均散布在滾筒四周的均衡過程;脫水是高速運(yùn)轉(zhuǎn)甩出衣物內(nèi)含水的過程;枯燥則是長(zhǎng)時(shí)間的低速運(yùn)轉(zhuǎn)過程。為了肯定各過程的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和轉(zhuǎn)速 ,需求經(jīng)過裝置在洗衣機(jī)內(nèi)部的各種傳感器檢測(cè)衣物布質(zhì)、 布量、 洗滌方式、 混濁度等 ,再經(jīng)過含糊決策的辦法得出最佳的洗滌戰(zhàn)略�！∮珊刂破鞯贸龅倪\(yùn)轉(zhuǎn)形式如圖 2所示。洗滌、 清漂的轉(zhuǎn)速為 40 r /min,均布排水的轉(zhuǎn)速為70 r /min, 2次脫水的轉(zhuǎn)速分別為 400 r /min和500 r /min,枯燥的轉(zhuǎn)速為 30 r /min,對(duì)應(yīng)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(shè)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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中需求不時(shí)地改動(dòng)轉(zhuǎn)向 ,而且調(diào)速的范圍很寬 ,這種工作變頻器完整可以勝任。
三、控制系統(tǒng)引見
（1）調(diào)速控制系統(tǒng)的主要設(shè)備選型：變頻器的選用：變頻器的容量應(yīng)滿足以下規(guī)則:變頻器的容量應(yīng)比變頻器闡明書中“陪用電動(dòng)機(jī)容量 ” 大 ,變頻器的電流應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的電流。同時(shí),由于在洗滌過程中 ,滾筒在低速起動(dòng)時(shí)會(huì)惹起霎時(shí)的超大負(fù)荷 ,為此請(qǐng)求電機(jī)具有低速轉(zhuǎn)矩提升補(bǔ)償功用;而在高速脫水時(shí) ,由于水曾經(jīng)排出 ,負(fù)載大為降低 ,電機(jī)應(yīng)工作在恒功率狀態(tài) ,并且為使衣物在滾筒內(nèi)平均散布 ,電機(jī)應(yīng)堅(jiān)持高慣性。依據(jù)現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)的功率電流特性和控制請(qǐng)求 ,選用松下 BFV70374FP變頻器 ,其主要技術(shù)規(guī)2 . 1 . 2 PLC的選用 SI MATI C S72 200系列是西門子公司推出的一種小型 PLC。其構(gòu)造緊湊、擴(kuò)展性能良好、 價(jià)錢低廉 ,深受用戶喜歡。CPU選用 CPU224、 6ES72142 1BD222 0XB0,其數(shù)字量輸入 /輸出點(diǎn)共 24點(diǎn) ,用于完成洗衣機(jī)起�？刂坪投嗉�(jí)速率選擇;擴(kuò)展模塊選用一個(gè)模仿量輸入接口 ,用來采集衣物布料、 水溫、 重量、 混濁度等 ,從而肯定洗衣機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)形式。
（2）調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)造圖和控制流程：詳細(xì)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(cè)到的布質(zhì)、 布量等信號(hào)送入PLC, PLC依據(jù)這些信息經(jīng)過含糊決策 ,得出洗衣機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)形式 ,肯定洗滌各階段的操作次第、 洗滌時(shí)間等; PLC再經(jīng)過開關(guān)量輸出信號(hào)給變頻器發(fā)出指令 ,以控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)、 起停、 多級(jí)速率選擇、 多級(jí)加減速率選擇。當(dāng)檢測(cè)到電動(dòng)機(jī)過載時(shí) ,將毛病報(bào)警信號(hào)反應(yīng)給 PLC,控制指示燈報(bào)警或者控制電動(dòng)機(jī)停機(jī)。其中 ,布量檢測(cè)依據(jù)電機(jī)“轉(zhuǎn) ” 、 “停 ” 時(shí)慣性轉(zhuǎn)速的脈沖數(shù)計(jì)測(cè)。在洗滌桶內(nèi)放入一定衣物和水 ,然后驅(qū)動(dòng)電機(jī)以“ 開 ” 0 . 3 s、 “ 停 ” 0 . 7 s的規(guī)律重復(fù)操作 ,期間電機(jī)處于“ 停 ” 時(shí)的慣性轉(zhuǎn)速用耦合器以脈沖方式計(jì)測(cè)。洗滌衣物量大 ,則脈沖數(shù)少;反之脈沖數(shù)多。布質(zhì)檢測(cè)主要依據(jù)衣物纖維的比例分為四檔。和布量檢測(cè)的辦法相同 ,只是水位偏低時(shí) ,將測(cè)衣量時(shí)的脈沖數(shù)和測(cè)衣質(zhì)時(shí)的脈沖數(shù)相減 ,脈沖數(shù)差越大 ,標(biāo)明含纖維比例越多�；鞚崴街饕獞�(yīng)用光敏傳感器檢測(cè)排水口的光投射率完成。變頻器參數(shù)設(shè)置。依據(jù)控制請(qǐng)求 ,變頻器應(yīng)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(zhuǎn)及起停、 頻率選擇 ,低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)具有轉(zhuǎn)矩提升功用。表 2為變頻器的主要參數(shù)設(shè)置。
四、留意事項(xiàng)
變頻器的運(yùn)用顯著進(jìn)步了工業(yè)洗衣機(jī)的性能 ,但作為一種大功率電力電子產(chǎn)品 ,又工作在社區(qū)的洗衣房?jī)?nèi) ,在運(yùn)用時(shí)有一些留意事項(xiàng)。衣物在低速洗滌時(shí) ,由于滾筒內(nèi)含有大量水 ,致使負(fù)載很大。因而 ,需經(jīng)過變頻器轉(zhuǎn)矩提升補(bǔ)償設(shè)置使電機(jī)低速時(shí)輸出大轉(zhuǎn)矩。在高速脫水工況時(shí) ,衣物容易在滾筒中構(gòu)成不平均散布 ,在極高的工作轉(zhuǎn)速下會(huì)產(chǎn)生很大的偏心激振 ,從而惹起整體構(gòu)造的猛烈振動(dòng)。因而 ,在運(yùn)轉(zhuǎn)形式確實(shí)定過程中 ,應(yīng)布置一段均布排水工況 ,讓污水排出的同時(shí)堅(jiān)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?jī)?nèi)應(yīng)堅(jiān)持一定的枯燥度和良好的通風(fēng)性 ,以防水汽進(jìn)入變頻器內(nèi)惹起電氣短路等。工業(yè)用洗衣機(jī)多用于賓館、社區(qū)洗衣房?jī)?nèi) ,要留意隔音問題 ,避免對(duì)左近居民形成影響;也要思索變頻器對(duì)其他用電設(shè)備的干擾。因而應(yīng)在變頻器進(jìn)線側(cè)加一臺(tái)電抗器。
五、結(jié)語(yǔ)
變頻調(diào)速控制是完成工業(yè)洗衣機(jī)、脫水機(jī)自動(dòng)控制的一種很好的選擇。采用 PLC和變頻器的調(diào)速系統(tǒng)能滿足規(guī)范洗滌和高速脫水等各種工況的請(qǐng)求 ,并能進(jìn)步洗滌質(zhì)量;變頻器的運(yùn)用減少了傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ,增加了系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命,減少了機(jī)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(duì)工業(yè)洗衣機(jī)特有的負(fù)載特性而設(shè)計(jì)的洗衣機(jī)專用變頻器已處于研制階段。隨著衣物質(zhì)地的高級(jí)化和多樣化 ,變頻化的工業(yè)洗衣機(jī)脫水機(jī)也會(huì)繼續(xù)向前不時(shí)開展。m.cworksmarketing.com
