關(guān)鍵詞：可編程控制器  變頻器  工業(yè)洗衣機

1概述

    湖南某洗滌設備有限公司（原醫療器械廠(chǎng)）是專(zhuān)業(yè)從事工業(yè)洗滌設備生產(chǎn)與研發(fā)的企業(yè)。為醫院、化工、石化、酒店賓館及各生產(chǎn)企業(yè)提供各種規格的自動(dòng)洗滌設備。旗下產(chǎn)品有半/全自動(dòng)離心式洗衣機、半全自動(dòng)臥式滾筒洗衣機、全自動(dòng)物料結晶機等三十余種洗滌產(chǎn)品。產(chǎn)品在全國各醫院、酒店賓館及大型企業(yè)應用廣泛。近年來(lái)在家用全自動(dòng)洗衣機大力推廣的影響下，大型工業(yè)洗滌設備也從原來(lái)的繼電器控制方式時(shí)期逐步進(jìn)入全自動(dòng)控制時(shí)代。

2工藝流程
   
    整個(gè)洗滌過(guò)程分為進(jìn)水、洗滌、放水、脫水四個(gè)部分，系統從進(jìn)水環(huán)節開(kāi)始到脫水環(huán)節結束共循環(huán)三次。
設備運行示意圖：（見(jiàn)附圖）

    A． 系統運行循環(huán)三次：第一次循環(huán)轉鼓進(jìn)水至中水位時(shí)開(kāi)始洗滌；第二、三次轉鼓進(jìn)水至高水位時(shí)開(kāi)始洗滌。

    B． 洗滌方式分輕洗、標準洗、強洗（按正轉、停止、反轉、停止四步動(dòng)作循環(huán)至洗滌時(shí)間到達）

    C． 在20-80HZ頻率脫水環(huán)節時(shí)如轉鼓出現運行振動(dòng)較大，則變頻器停止輸出至轉鼓停止后再從20HZ重新脫水。

3控制要求及功能

    A． 洗滌設備應具備延時(shí)停止進(jìn)水功能（即洗滌水進(jìn)至中水位或高水位時(shí)開(kāi)始洗滌但不關(guān)閉進(jìn)水閥，直至延時(shí)時(shí)間到再停止進(jìn)水）

    B． 系統具備停止與急停功能（即系統在運行時(shí)按下停止鍵則終止所有運行，再啟動(dòng)時(shí)又從第一環(huán)節開(kāi)始。按下急停鍵時(shí)則系統暫停運行，急停復位時(shí)系統再從急處繼續運行）

    C． 洗滌設備的啟動(dòng)、停止、急停操作、參數設定均由人機界面完成。

    D． 系統使用變頻器簡(jiǎn)易PLC功能來(lái)完成洗衣機脫水環(huán)節的多段速度曲線(xiàn)（第一段20HZ / 20秒；第二段50HZ/15秒；第三段80HZ/15秒；第四段100HZ/10秒；第五段130HZ/10秒）

    E． 洗滌頻率加/減速速率2HZ/秒，脫水頻率加速速率0.5HZ/秒，減速速率1.5HZ/秒。

    F． 脫水過(guò)程中如機械振動(dòng)大于設計要求的振動(dòng)時(shí)，系統應立即停止變頻器輸出直至轉鼓停止后再重新從第一階段開(kāi)始脫水（由振動(dòng)開(kāi)關(guān)提供信號）。

    G． 變頻器中的簡(jiǎn)易PLC一至五階段運行頻率與運行時(shí)間由可編程控制器通過(guò)通訊方式設定。

4系統控制原理

    該系統由可編程控制器、變頻器、觸摸屏等控制元件組成，可編程控制器完成整個(gè)系統邏輯控制、各運行相關(guān)參數傳送與讀寫(xiě)、設備運行狀態(tài)顯示功能。變頻器與可編程控制器利用自由口通訊協(xié)議通訊完成設備的啟/停、簡(jiǎn)易PLC程序的執行及其它相關(guān)運行參數的傳送。PLC與觸摸屏通訊實(shí)現人機對話(huà)，完成相關(guān)參數設置、啟停操作與狀態(tài)顯示。

5方案的實(shí)現

    觸摸屏：

    通過(guò)對廠(chǎng)家參數畫(huà)面進(jìn)行相關(guān)參數設置，將設備的洗滌時(shí)間、洗滌頻率、手動(dòng)脫水頻率、自動(dòng)脫水簡(jiǎn)易PLC的運行頻率及運行時(shí)間固化到可編程控制器中，再將運行頻率與運行時(shí)間等參數通過(guò)自由口通訊協(xié)議方式傳送到變頻器中。操作畫(huà)面上設置諸如設備的啟/停、運行時(shí)間及運行狀態(tài)顯示。

    楞編程控制器：

    可編程控制器中編寫(xiě)主機帶頻率正轉、主機帶頻率反轉子程序供洗滌環(huán)節調用，編寫(xiě)階段一至價(jià)段五運行頻率設定、階段一至階段五運行時(shí)間設定子程序供廠(chǎng)家修改變頻器簡(jiǎn)易PLC程序中的參數。

    變頻器:

    1) 頻率給定通道與命令給定通道均選擇串口給定; 主機各運行頻率與運行指令由PLC通過(guò)通訊的方式發(fā)給變頻器。

    2) 將上限頻率與運行頻率設為130HZ。

    3) 加速時(shí)間1、減速時(shí)間1（洗滌環(huán)節的加/減速速率2HZ/秒）設為65秒，加速時(shí)間2、減速時(shí)間2（脫水環(huán)節的加速速率0.5HZ/秒，減速速率1.5HZ/秒）分別設為260秒和80秒。

    4) V/F曲線(xiàn)電壓值V1設為35%，頻率值設定為20HZ否則電機會(huì )因起動(dòng)轉矩過(guò)低而無(wú)法啟動(dòng);

    5) X1、X2端子設定為選擇加/減速時(shí)間2功能，系統運行在脫水環(huán)節時(shí)（X2為高電平）加減/速時(shí)間2有效，變頻器按加減時(shí)間2進(jìn)行加/減速。 

    6) X3端子設定為外部停機命令功能，當PLC給出停止命令或振動(dòng)過(guò)大時(shí)（X3為高電平）變變頻器停止輸出。

    7)  X4設定為簡(jiǎn)易PLC程序失效功能；系統運行在進(jìn)水與洗滌環(huán)節時(shí)（X4為高電平）簡(jiǎn)易PLC程序不能運行。

    8) X5設定為簡(jiǎn)易PLC程序暫停功能；系統運行在脫水環(huán)節時(shí)如按下急停鍵（X5為高電平）簡(jiǎn)易PLC程序將暫停運行。急停復位后再從暫停處繼續運行。

    系統控制：

    參數設置 A.進(jìn)入廠(chǎng)家參數畫(huà)面設置洗滌頻率、洗滌時(shí)間、延時(shí)停止進(jìn)水時(shí)間。

    B．進(jìn)入脫水參數畫(huà)面設置階段一至階段五的運行頻率與運行時(shí)間。
    
    手動(dòng)控制  按進(jìn)水、洗滌、放水、低脫、中脫、高脫的順序對設備進(jìn)行獨立啟、停操作，操作過(guò)程中程序運行不受設置的運行的時(shí)間與轉鼓振動(dòng)頻率影響。

    自動(dòng)控制 A.設置好各運行參數后按下系統啟動(dòng)鍵，進(jìn)水電磁閥打開(kāi)轉鼓開(kāi)始進(jìn)水簡(jiǎn)易PLC程序運行為無(wú)效。
          
    B．轉鼓進(jìn)水至中水位時(shí)洗滌啟動(dòng)，設備按所選擇的洗滌模式（輕洗、標準洗、強洗）運行，設定的洗滌時(shí)間到達時(shí)停止洗滌。
         
    C．洗滌完成后開(kāi)啟放水電磁閥放水，簡(jiǎn)易PLC程序運行設為有效，放水至低水位時(shí)簡(jiǎn)易PLC程序開(kāi)始按設定運行速度曲線(xiàn)運行。

    D． 如在脫水時(shí)出現機械振動(dòng)大時(shí)，接近開(kāi)關(guān)接通（X3為高電平）變頻器停止輸出，直至轉鼓停止后再從階段一開(kāi)始脫水。

    E． 脫水環(huán)節完成后系統自動(dòng)進(jìn)入第二次循環(huán)（第二、三次循環(huán)時(shí)進(jìn)水水位到高水位時(shí)再開(kāi)始洗滌）

6總結

    利用可編程控制器、變頻器與人機界面等自動(dòng)化產(chǎn)品的有機結合來(lái)實(shí)現對工業(yè)洗滌設備的自動(dòng)控制，其主要控制思路是對洗滌設備的進(jìn)水/出水、洗滌模式、洗滌時(shí)間、脫水頻率的設定、可編程控制器通訊功能的應用、變頻器簡(jiǎn)易PLC功能的應用進(jìn)行有機的組合與設計。此方案應用艾默生可編程控制器、艾默生EV1000變頻器、深圳人機觸摸屏組成自動(dòng)控制系統，結合艾默生可編程控制器、變頻器與人機界面的控制優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現了可編程控制器與變頻器的通訊功能；可編程控制器與人機界面的實(shí)時(shí)數據交換功能。從根本上解決設備控制線(xiàn)路繁鎖、故障點(diǎn)多、操作復雜等一系列問(wèn)題；有效的提高設備生產(chǎn)效率與設備性能。經(jīng)調試與運行測試后能達到客戶(hù)的設計要求并已投入生產(chǎn)。

參考文獻

    [1] EV1000系列通用變頻器用戶(hù)手冊

    [2] EC10可編程控制器編程參考手冊

    [3] 艾默生工業(yè)控制產(chǎn)品培訓講義

    [4] Eview EV5000使用手冊

作者簡(jiǎn)介：

    劉知會(huì ) 男 （1982年-      ）長(cháng)沙捷菱自動(dòng)化系統有限公司自動(dòng)化工程部，從事工業(yè)自動(dòng)化系統改造與設計3年