Ứng dụng vào lập trình PLC s7200 điều khiển máy giặt một thùng trục đứng

truyền động bằng đai quay bằng dây và bộ giảm tốc từ một động cơ điện khôngđồng bộ một pha có tụ , công suất 100w , tốc độ động cơ 1400v/phút .Hai cuộndây của động cơ thay phiên nhau làm

MỤC LỤC

Phần I: Tổng quan về máy giặt

I Lịch sử phát triển

II Thông số kỹ thuật

III Một số máy giặt thường gặp trong đời sống

Phần II: Khảo sát công nghệ máy giặt và nguyên lý làm việc của máy giặt trục đứng

Chương I : Cấu tạo máy giặt

I Phần công nghệ máy giặt

II Phần động lực của máy giặt

III Phần điều khiển và bảo vệ máy giặt

Chương II: Nguyên lý làm việc của máy giặt

Chương I: Giứi thiệu chương trình điều khiển PLC S7-200

Chương II: Ứng dụng vào lập trình PLC điều khiển máy giặt một

thùng kiểu máy trục quay đứng

Phần IV: Lắp đặt và sử dụng máy giặt

PHẦN I

TỔNG QUAN VỀ MÁY GIẶT

Từ khi biết dùng da thuộc để che thân ,loài người đã tìm kiếm một cách thức

để lám sạch quần áo Trong hàng ngàn năm , cách giặt duy nhất là mang quần áo

ra sông hay ao , nhúng ướt và đập vào đá để làm bong bụi bẩn Và để nhàn hơnnữa , những người đi biển đã biết cho quần áo vào túi lưới chắc chắn rồi buột dâyneo lại cho thuyền hay tàu kéo đi đến khi sạch thì vớt lên (nguyên tắt này đơngiản , dòng nước chảy qua làm sạch bụi bẩn khỏi sợi vải – đây là nguyên tắt cơbản cho máy giặt sau này)

Với một tiến trình phát triển lâu dài , con người đã không ngừng nâng caonăng lực sáng tạo nhằm cải thiện đời sống mà ở đó , sự ra đời của máy giặt làmột trong những cống hiến to lớn trong lịch sử phát triển khoa học công nghệcủa nhân loại Chỉ xoay quanh riêng từ “máy giặt” ta cũng có thể thấy được cáccông cụ giặt ra đời khó khăn như thế nào Đó là cả một quá trình với những mốcson đáng ghi nhận

1797

Vào thời này , quần áo được giặt trong các thùng ,rồi được luộc , giũ, vắt,

và phơi khô Mỗi lần giặt tốn nhiều nước và mệt nhọc vô cùng

1846

Nước MỸ phát minh ra chiếc máy giặt dùng sức người đầu tiên , môphỏng động tác chà quần áo trên bàn giặt đầu tiên Máy này dùng một tay đòn đểquay quần áo giữa hai mặt cong tạo bởi các thanh ngang

1858

Hamilton Smith phát minh ra chiếc máy giặt quay , một nguyên tắckhông thay thế cho máy giặt sau này.Thùng giặt hình trụ có các cánh quay đểkhấy nước Smith công bố phát minh vào ngày 28 tháng 10 năm1858 ,ngày này

đã được ghi nhận là một bước ngoặt trong lịch sử máy giặt Công ty WhirpoolCanada lấy ngày này làm “Ngày giặt giũ quốc gia”

1908

Alva Fishir phát minh máy giặt có mô-tơ đầu tiên Mô-tơ dduwowjcgắn vào bên cạnh máy giặt nhưng không an toàn do nước có thể bắn ra và làmchập mạch Tới những năm 1930, thùng giặt mới được đặt trong vỏ kín

Đầu 1920

Người Canada có thể mua các máy giặt có bộ đun nước bằng ga hoặcđiện bên trong Phát minh này không tồn tại được bao lâu

Tại hội chợ bang Louisiana-Mỹ , một công ty tên là Bendix giới thiệuchiếc máy giặt tự động đầu tiên Nó giặt ,xả và vắt quần áo trong một quá trìnhduy nhất

1947

Chiếc máy giặt cửa trên đầu tiên ra mắt –phát minh của công ty NinetenHundred (Thế kỷ 19), sau này phát triển thành Whirpool –công ty nổi tiếng vềcông nghệ máy giặt

1950

Nhiều nhà sản xuất bắt đầu chế tạo các máy giặt có chức năng quay-sấy

để thay thế máy vắt Các máy giặt này nhanh chóng chiếm thị trường của máygiặt ép vắt với tỷ lệ 10-1

Sau này , rất nhiều máy gia dụng nằm trong số những phát kiến gian khổnhất của loài người Năm 1914 , máy giặt gia đình đầu tiên ra đời

Trên mỗi máy giặt thường ghi các thông số kỹ thuật chính của máy nhưsau :

1 Dung lượng máy (maximum wash capacity) (kg)

Dung lượng máy là khối lượng lớn nhất đồ giặt khô mà máy có thể giặt đượctrong một lần giặt , tính theo kilôgam Máy giặt gia đình có các loại dung lượng

từ 3,2kg đến 5kg Dung lượng máy lớn , đồ giặt được càng nhiều thì chi phí vềđiện , nước trong quá trình giặt càng lớn và kích thước , trọng lượng máy cũngcàng lớn

2 Áp suất nguồn nước cấp (kg/cm2) :

Thường có trị số từ 0.3 đến 8 kg/cm2 Áp suất này đảm bảo cho nước chảyđược vào thùng giặt khi máy hoạt động Áp suất nước càng lớn ,nươc chảy vàothùng càng mạnh , thời gian nạp nước vào thùng càng nhanh Nếu áp suất nhỏhơn 0 ,3 (kg/cm2) (tưong ứng với độ cao mực nước 3m) nước nạp vào máy sẽ yếu

và chậm Thời gian nạp nước quá lâu ,van nạp nước (là van điện từ ) dễ bị hưhỏng hoặc cháy

Dùng mức nước nhiều hay ít tuỳ thuộc vào đồ giặt đưa vào mý giặt nhiềuhay ít

4 Lượng nước tiêu tốn cho cả lần giặt :

Thường từ 150 đến 220 lít , ứng với chương trình giặt bình thường (normal),gồm một lần giặt và ba lần giũ , ở mức nước đầy

5 Công suất động cơ :

Có công suất từ 120w đến 150w

6 Điện áp nguồn cung cấp :

Thường là 220v , điện xoay chiều , 50hz(60hz), một pha (máy dùng cho nộiđịa của Nhật có điện áp 100v)

9 Công suất gia nhiệt :

Đối với những máy có bộ phận gia nhiệt (đun nóng)khi giặt (may Electrolux,Philip ) thì có ghi thêm công suất điện tiêu thụ của bộ gia nhiệt , thường từ 2đến 3 kw

Hiện nay ở nước ta phổ biến có ba loại máy giặt sau :

- Kiểu hai thùng

- Kiểu máy một thùng trục quay dứng

- Kiểu máy một thùng trục quay ngang

Các kiểu máy giặt này có đặc điểm cấu tạo và hoạt động như sau :

1 Máy giặt hai thùng :

Máy này có cấu tạo như hình 1-2 Có hai thùng riêng biệt : thùng giặt ,giũ

và thùng vắt

Hình 1-2: Sơ đồ cấu tạo máy giặt hai thùng

a) Thùng giặt :

Được chế tạo bằng nhựa , trong có một bàn khuấy đặt nghiêng (hoặc thẳng )

ở đáy thùng Khi giặt , bàn khuấy quay gián đoạn một hoặc hai chiều thay đổiluân phiên nhau (do người giặt chọn trên bàn điều khiển ) làm cho đồ giặt đượcquay , đảo lộn và làm sạch trong dung dịch nước xà phòng Bàn khuấy được

truyền động bằng đai quay bằng dây và bộ giảm tốc từ một động cơ điện khôngđồng bộ một pha có tụ , công suất 100w , tốc độ động cơ 1400v/phút Hai cuộndây của động cơ thay phiên nhau làm nhiệm vụ của cuộn dây chính và cuộn dâyphụ trong quá trình máy làm việc , do vậy chúng có cùng một số vòng dây vàcùng một cỡ dây

b) Thùng vắt:

Có hai lớp :Thùng ngoài và thùng trong Thùng ngoài bằng nhựa có lỗ xảnước khi vắt ở dưới đáy Thùng trong bằng nhựa hoặc sắt tráng men , trên thànhthùng có nhiều lỗ để thoát nước từ đồ giặt bên trong thùng ra Khi vắt thùngtrong được quay trực tiếp bằng một động cơ điện không đồng bộ một pha có tụ ,công suất 120w, tốc độ 1400v/ phút Tốc độ quay lớn , nên thùng có đường kínhnhỏ và cao để giảm rung động Sau khi bỏ đồ giặt từ thùng giặt sang thùng vắt ,phải đậy nắp thùng vắt thì thanh cơ khí mới nhả ra và động cơ điện mới được cấpđiện và quay bảo đảm làm việc an toàn cho người và máy

Các động cơ điện của hai thùng giặt và vắt được cố định với máy bằng 3 vấucao su và lo xo để giảm rung động khi máy làm việc

c)Bộ phận điều khiển:

Trên bàn điều khiển máy thường có các núm điều khiển các thao tác củamáy như : Núm gạt điều khiển mức nước ;Núm gạt đóng mở van nước ;Núm vanđóng mở van xả nước bẩn ;Núm ấn điều chỉnh chế độ quay của bàn khấy ứng vớitừng đồ giặt nhẹ hay nặng ;Núm vặn điều khiển thời gian giặt từ 0-18 phút tuỳtheo từng đồ giặt ;Núm vặn điều chỉnh thời gian vắt từ 0-6 phút ;Núm điều khiển

âm lượng

2 Máy giặt một thùng:

Loại máy này chỉ có một thùng , trong đó có thể thực hiện được đày đủ cácthao tác như : chứa nước , giặt, giũ , vắt gia nhiệt Người sử dụng chỉ cần đặt(chọn ) trước chế độ và chương trình giặt tùy theo lượng đồ giặt và mức độ bẩncủa đồ giặt nhiều hay ít Máy sẽ thực hiện một cách tự động hoàn toàn các thaotác , kể từ khi đưa đồ giặt vào máy đến khi máy giặt xong Do vậy việc sử dụngmáy này đơn giản và thuận tiện hơn nhiều so với loại máy hai thùng

A kiểu máy trục quay đứng :

Các loại máy giặt do Nhật ,Hàn Quốc , Trung Quốc sản xuất đều thuộc loạimáy này Về cơ bản chúng có cấu tạo như như hình 1-3:

Thùng giặt gồm hai thùng (thùng trong và thùng ngoài) đặt lồng vào nhau ;thùng ngoài là thùng chứa nước để giặt , giũ , được treo vào giỏ máy nhờ 4 lò xo

ở 4 góc để giảm rung và ồn khi máy làm việc Đáy thùng có lỗ xả nước bẩn saumỗi thao tác giặt ,giũ và khi vắt Lỗ xả nước được đóng (mở) bằng van điện từ(gồm nam châm điện và nắp van ) Khi cấp điện cho cuộn dây nam châm điện,van sẽ mở , xả nước ra ngoài Dưới thùng có một lỗ cỡ đường kính 6 mm nốithông với rơ-le áp suất đạt trên bảng điều khiển bằng ống nhựa PVC mềm và dày

để đo và khống chế mực nước nạp vào thùng nhiều hay ít Thùng trong có

chứa bàn (hoặc cột ) khuấy ở giữa Trên vách thùng trong có nhiều lỗ để nướctrong thùng trong và ngoài thông nhau và có nhiều gờ nổi có tác dụng cọ sát và đảo đồ giặt trong quá trình giặt , làm đồ giặt sạch đều Bàn khuấy , thùng trong

và thùng ngoài được lắp trên các trục quay lồng nhau ,chúng có thể quay trượtnhau,

Nắp thùng bố trí ở trên nắp máy Khi máy thực hiện thao tác vắt , để đảmbảo cho người và máy ,phải đóng nắp máy mới hoạt động được

Loại máy này không có bộ phận gia nhiệt (giặt nước nóng ) nên các thùng vàbàn khuấy đếu làm bằng nhựa ,do đó trọng lượng máy nhỏ (dưới 50 kg)

Máy này chỉ cần một động cơ điện ,tốc độ 1440 vòng /phút (50hz) công suấtdưới 150 w, loại không đồng bộ một pha ,chạy tụ để truyền động cho máy hoạtđộng qua đai truyền (dây cu roa)

B Kiểu máy trục ngang :

Các loại máy giặt do Liên Xô (cũ) và Châu Âu sản xuất (Philips,Electrolex,Bosch ) đều thuộc máy này và có sơ đồ cấu tạo như hình 1-4

Hình 1-4 Sơ đồ cấu tạo máy giặt trục quay ngang

Thùng giặt gồm hai thùng , thùng ngoài dùng để chứa nước và được treotrên 4 lò xo giảm rung như kiểu máy trên ,thùng trong được lắp đồng trục vàquay trượt với thùng ngoài Trên vách thùng có nhiều lỗ thông nước và các gânnổi để đảo đồ giặt khi thùng quay , đảm bảo đồ giặt sạch nhanh và đều Trongthùng không có bàn khuấy như kiểu máy trục đứng

Khi làm việc ở mọi thao tác giặt , giũ ,vắt thùng ngoài luôn đứng yên ,thùng trong luôn quay với tốc độ thấp , đổi chiều khi giặt , giũ và quay với tốc độcao khi vắt

Trong kiểu máy này thường có bộ phận gia nhiệt (giặt nước nóng) công suất

từ 2 đến 3 kw , nhiệt độ giặt được điều chỉnh từ 300C đến 900 C Do vậy cácthùng của máy đều được làm bằng thép không gỉ (thép inox)

Nắp thùng thường được bố trí ở sườn phía trước máy làm bằng nhựa hoặcthuỷ tinh trong suốt để tiện quan sát khi máy làm việc Quanh mép cửa có đệmcao su nhằm không cho nước giặt tràng ra ngoài máy

Để xả nước bẩn , máy thường được trang bị một máy bơm nhỏ đặt ở gầmmáy Do đó , nếu vị trí đặt máy bị thấp hơn rãnh thoát nước thì máy vẫn hoạtđộng bình thường và thời gian xả nước được nhanh

Máy có một động cơ truyền động cho thùng gịăt quay , động cơ này là động

cơ không đồng bộ một pha , chạy tụ , hai tốc độ (ứng với hai bộ dây quấn có sốđôi cực khác nhau ) truyền động bằng đai truyền

Khi thực hiên thao tác vắt ,vì thùng máy quay nhanh và trục quay nằmngang , đồ giặt khô dàn đều ra mọi phía theo hướng kính ,nên máy rung nhiều

Để giảm rung ,thường lắp thêm các quả đối trọng bằng gang hoặc bê tông ởphía sau thùng giặt Hơn nữa , thùng giặt làm bằng kim loại ,cho nên loại máynày có trọng lượng lớn hơn so với loại máy trục đứng

  

1 BÊN TRONG MÁY GIẶT:

Khi lật máy giặt lên, ta sẽ biết ngay tại sao nó lại nặng thế, chủ yếu là đốitrọng và mô-tơ Đối trọng là một khối bê tông có tác dụng cân bằng mô-tơ Mô-

tơ truyền động tới một hộp số rất nặng gắn với thùng giặt bên trong bằng thép(hoặc bằng nhựa) Ngoài ra còn có nhiều bộ phận nặng khác bên trong máy giặt

Hình 1: Đối trọng và mô-tơ

Máy giặt có hai thùng bằng thép hoặc bằng nhựa (còn gọi là trống) đặt lồngvào nhau: thùng bên trong chứa quần áo, ở giữa có một bộ khuấy(thường có dạngtrục đứng hoặc dạng mâm với các cánh).Trên vách thùng trong có nhiều lỗ đểnước ở thùng trong và thùng ngoài thông nhau và có nhiều gờ nổi có tác dụng cọsát và đảo đồ giặt trong quá trình giặt, làm đồ giặt sạch đều Thùng ngoài làthùng chứa nước để giặt, giủ, được treo cố định vào vỏ máy Do trong chu kỳgiặt, thùng bên trong dao động và rung lắc mạnh, nên nó phải đựoc lắp đặt saocho khi quay không đập vào các bộ phận khác của máy.

Hình 2: Hệ thống đỡ bằng cáp và puli

Thùng bên trong gắn với hộp số, hộp số này gắn vào khung kim loại màuđen như trong hình 2 Khung kim loại làm giá đỡ cho toàn bộ mô-tơ, hộp số, đốitrọng bê tông và thùng giặt trong Trong hình 2 chỉ có khung kim loại màu đen,thùng giặt và hộp số đã được tháo ra Sợi cáp ta nhìn thấy bên trái là một đầu củacùng một sợi cáp mà ta nhìn thấy bên tay phải Có tất cả 3 puli, để làm sao khimột bên khung di chuyển lên thì bên kia di chuyển xuống Hệ thống này đỡ các

bộ phận nặng, giúp cho chúng chuyển động mà không gây rung lắc cho toàn bộmáy

Hình 3: Hệ thống khử dao động

Nhưng, nếu tất cả các bộ phận này chỉ được treo bằng cáp thì chúng sẽ bị đungđưa liên tục Nên máy giặt có một hệ thống giảm chấn dùng lực ma sát để khửmột phần lực dao động Trong mỗi góc máy giặt, có một cơ cấu làm việc gầngiống như một bộ phanh đĩa Bộ phận gắn vào khung máy là một lò xo Nó éphai má kim loại vào hai tấm kim loại gắn với giá đỡ màu đen Ta có thể thấy các

má này cọ xát làm bóng tấm kim loại qua quá trình dao động

2 HỆ THỐNG BƠM.

Hệ thống bơm trong máy giặt thực hiện những công việc sau:

 Bơm nước với nhiệt độ thích hợp vào máy

 Luân chuyển nước giặt từ đáy thùng giặt lên phía trên (trong chu kỳ giặt)

 Bơm nước ra ống xả (trong chu kỳ quay)

Máy giặt có hai họng cấp nước ở mặt sau, nóng và lạnh, nối vào một vanhoà (van xôlênôít )

Hình 4a-4b: Các van nước nóng và lạnh

Tuỳ theo nhiệt độ nước, van nóng hoặc van lạnh hoặc cả hai van sẽ mở.Trước khi xả vào thùng giặt, nước được đưa qua một thiết bị chống xi-phông.Thiết bị này ngăn không cho nước bị hút ngược vào đường cấp nước (điển hình

do chênh lệch áp suất), vì nếu xảy ra thì nước từ trong máy có thể làm bẩn nướcsinh hoạt chung cho cả gia đình Ta có thể thấy thiết bị bằng nhựa màu trắng cómiệng lớn mở ra không khí Nước từ vòi chảy qua thiết bị và đi xuống để vàomáy Nếu có sức hút từ đường nước cấp, thì nước từ máy giặt không bị hútngược lại do chỗ hở ở thiết bị chống xi-phông khiến cho chỉ có không khí bị hútlại

Hình 5: Thiết bị chống xi-phông.

Hình 6 cho thấy miệng nước vào bên trái, còn bên phải là cửa tràn được nốivới ống xả, ngăn không cho nước tràn thùng giặt và làm ướt mô-tơ

Hình 6: Miệng nước vào và cửa tràn

Phần còn lại của hệ thống máy giặt là chiếc bơm, phụ trách việc luân chuyển

và xả nước

Hình 7: Hệ thống bơm.

Từ hình trên ta có thể thấy cách mắc nối bơm Bơm của máy giặt thực chất

là “hai trong một”, gồm bơm dưới và bơm trên Bơm dưới gắn với một ống xả,còn bơm trên làm nhiệm vụ luân chuyển nước Vậy làm thê nào để bơm quyếtđịnh phải xả nước hay bơm nước về thùng giặt? Ở đây có cơ chế rất thông minh:Mô-tơ của bơm có thể đảo chiều Nó quay theo một chiều khi máy đang trongchu kỳ giặt và luân chuyển nước, sau đó nó quay theo chiều ngược lại khi máychuyển sang chu kỳ quay và xả nước đi Chúng ta sẽ quan sát kỹ bơm hơn:

Hình 8: Bơm

Nhìn kỹ ta sẽ thấy các cánh của bơm dưới Khi nước đi vào bơm theo mộtcửa, các cánh này quạt nước quay tròn và đẩy nước thoát qua cửa kia Kiểu bơmnày có thể hoạt động theo hai chiều, cửa nào là cửa hút hay cửa xả tuỳ thuộc vàochiều quay của bơm

Khi bơm quay thuận chiều quay đồng hồ, bơm dưới hút nước từ đáy thùnggiặt và đẩy ra khỏi ống xả, còn bơm trên hút không khí từ phía trên thùng giặt và

Khi bơm quay ngược chiều kim đồng hồ, bơm trên hút nước từ đáy thùnggiặt và đẩy lênphía trên, còn bơm dưới tạo sức hút nước từ ống xả vào đáy thùnggiặt, thực tế là có một ít nước trong ống xả song bơm không bao giờ đủ sức đểhút ngược nó vào thùng giặt.

Quan sát đường ống xả ở hình 7 – chú ý các ống được vắt lên phía trên máytrước khi vòng xuống Do một đầu ống xả được nối vào đáy thùng giặt và đầu kia

hở ra không khí nên mực nước trong ống xả sẽ luôn luôn bằng mực nước trongthùng giặt Nếu không vắt ống xả lên đỉnh máy thì không bao giờ đổ nước vàothùng giặt được Khi vượt qua điểm uốn của ống xả, nước sẽ thoát ra bên ngoài