基于物聯網的衣物烘干機模型設計

金龍 張凱文 陳俊杰 曹夢醒 陳丹丹

摘 要 伴隨經濟社會的發展，人民對日常生活質量的要求愈來愈高，更加講究日常生活的舒適與便利。而在南部地區和一些天氣相對較濕的地方，由于降雨量的增加，衣服在正常溫度下就很難晾干，面對著這一系列的問題，本文給出了本款基于物聯網科技的衣服烘烤機模組的設計，本產品可在一般的衣服烘烤器的基礎上，由上位機軟件、硬件采集板、傳感器感知模組、變頻器等操控模塊構成，結合溫度傳感器、濕度傳感器，通過檢測和監視各項相關數據，在達到輸入指定的溫度指數和濕度指數后，通過PLC編程的程序，可遠程操控機械裝置，讓機器完成相應的要求，從而達到讓烘干機更方便、更及時地將衣物烘干的同時增加衣物穿著的舒適度，從而滿足居民生活需要的基本要求。

關鍵詞 PLC技術 觸摸屏顯示 傳感器控制 智能遠程控制

中圖分類號：TM925.34 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）05-0097-03

1 物聯網技術與智能家居

物聯網技術一般由感覺層、互聯網層和使用層三層面所組成，在其中，通過感覺層可以了解到關于世界范圍內容的各式各樣信息，而通常在數據收集階段，人們都會使用到感應器，這樣方可對物體進行辨識，進而展開數據處理工作，將所收集的信息通過傳感器傳輸至互聯網層中。互聯網層通常位于物聯網三個層級的中心部位，而互聯網層一般都會利用互聯網技術對信息數據進行有效傳遞。而應用層則一般是使用于與終端用戶之間進行聯系，而通過對應用層技術的使用不但可以進行與終端用戶之間的有效溝通交互，還可以讓物聯網技術趨向于智慧的應用。

智能家居系統可定義為一種流程和體系，它是在家庭住宅該基礎應用環境下使用的各種先進技術，把人們家居生活中的燈光控制系統、電氣控制系統、安全系統等子系統整合到一起，進而可評估、學習和滿足人們的生活要求，并依托集中統籌把家庭居室建設為集系統、管理、服務等于一身的舒適、便利、健康的家居生活環境。

2 基于物聯網對智能家居的遠程控制設計

智能家居遠程控制系統的形成，與物聯網的日益發展成熟有著密切聯系，這一控制系統的普及可讓人們的生活品質得到很大提升。而對于該控制系統的設計原理來說，其利用了物聯網技術和互聯網的傳感節點，對室內家具進行了遠程管理與監控。本質上而言，現代智能家居遠程控制器的基本工作機理就是在分解、壓縮和傳遞所獲取的外界控制信號前提下，實現對一系列家具的管理控制。要想真正實現對現代智能家居遠程控制器的有效應用，一大前提就在于保證對應收集外部控制信號的時效性，即保證其與主控器件相互間建立起有效聯系，進而達到對家具進行遠程智慧管理與監控的目的。

在電氣控制部分我們通過使用PLC控制來對設備供給電能，使用PLC控制設備能精確快速的傳輸和發送我們設置的指令要求，也能夠將設備需要的外部環境數據通過傳感器設備反饋到PLC當中，能讓我們對機器設備自主控制，同時也能夠反映設備的運行狀態，達到高效省時省力的作用，對我們的家用智能控制有很大的幫助。[1]

3 PLC技術概述

PLC即是可編程控制器的縮寫，而PLC技術實際是以微處理器為基礎，通過采用PLC技術可完成邏輯運算、溫度控制、算術運算等操作指令，進而對機器設備在整個制造流程中進行合理控制，也就是通過將自動控制與電腦技術相結合到一起，最后再通過計算等控制手段才產生了PLC技術。而PLC技術在當下的工業應用中也有著相當廣闊的市場，可以為工業公司的轉型提供技術支持。新型的PLC主要由CPU、電源、存儲器、主板、顯卡、屏幕等構成。對于由計算機直接操控的機械工作領域，有效的PLC模塊設計能夠為工程操作過程中提供極大的方便，進而使機械制造業的生產能力獲得了極大的提高。

輔助繼電器在PLC技術中有著十分關鍵的功能，在實際使用中，能夠忽略部分節點，把這部分節點轉換為時間，從而可以更迅速地實現對所有內容的管理。

PLC信息技術在電氣設備自動化控制系統中，能夠很有效地增強該信息系統的抗干擾工作能力。時代在不斷發展，而PLC科技也在進一步的發展完善，其安全特性也獲得了更進一步的改善，使設備能夠正常工作。

PLC技術在操作時比較簡便，可以降低PLC技術的運行復雜度，從而防止設備在運行時發生問題，造成設備無法正常工作，這大大提高了設備工作時間的效率，加速了企業發展的腳步。

PLC科學技術在現代電氣設備自動化控制中具有重要的含義。PLC高新技術的使用功能完備，可以將PLC高新技術與電氣設備自動化控制系統融入到一起，進而使機械設備智能管理的功能獲得巨大的增強。在對PLC高新技術的實際使用分析之前，必須要全面了解該高新技術的特點，以保證在實際使用中對PLC技術實現有效管理，為促進公司的經營效益提供有力的保證。

4 PLC技術的實際應用

新時代，由于社會經濟的不斷發展，PLC技術也得到了不斷更新，所以必須提高PLC技術在電氣自動化控制系統中的運用水平，在實際運用中主要涉及如下幾方面：

4.1 順序控制

在電氣設備自動化控制中，利用PLC技術可以使得設備的控制系統效能大大提高，對設備的智能化管理具有很大意義。正如人們了解的，電氣自動化控制系統在工作時消耗巨大的電能，這會給工廠的正常工作造成很大影響。通過對PLC技術的運用，可以更有效地防止設備在運轉當中產生能量不足的狀況，還需要通過優化輔助繼電器來提高控制系統效能。隨著時間的增長，電氣設備損耗的電能會逐步上升，但是可利用PLC技術進行管理，在不影響生產的同時，可使電能減至最低點。電氣設備在自動化中的順序控制，能完成對能源消耗的監控。在當今社會，傳統的機械輔助繼電器被PLC技術所代替已是必然的趨勢。在工廠電氣化自動控制系統中對PLC技術使用的時候，不但能夠對工程過程實現獨立監控，還能夠在通信總線連接模塊等多個方面的共同組合下，合理地控制有關生產工作的目的。計算機技術和電力智能化控制系統密切的融合，可達到智能化管理。我們這款物聯網家用衣物烘干機的基本設計原理，其外觀形態為矩形柜體構造，在烘干器本體內設烘干室，在上面設置了一個電動導軌，電動導軌上連接有若干衣架，該衣架有滾動滑輪可隨意移動，通過移動的滑塊可以滑動鏈接到所述電動導軌上，在所述的烘干室內二端側墻上設通氣孔，進風口內設有電熱板，負責將衣物加熱烘干。電熱板后端設置通風機，可擴大通風度，在焙火室的另一側還開設有抽濕器，抽濕器裝有溫度和濕度模塊負責監控傳輸，烘干機本體前端開設有電動移門，電動導軌從電動移門上端導出，然后延伸安裝到衣物掛桿上，烘干機本體后端同樣設有電動移門與所述衣物掛桿，烘干機本體內設有智能控制系統和電源模塊，所述電源模塊與PLC智能控制系統連接，電動導軌、電熱板、鼓風機、抽濕器和電動移門均與PLC智能控制設備連接。[2]

4.2 閉環控制

閉環控制是電氣設備智能化管理中的一部分，它是對傳統PLC管理的補充，在系統元器件發生故障后能進行調節，以防止發生的故障對整機工作環境產生較大的影響，還可以通過調制或解調器保護和管理設備的正常工作。因此，PLC技術在現實使用流程中，對于泵類電動機的現實使用有很多種不同的開啟方式，在電氣裝置控制系統的現實使用過程中，PLC技術也能夠完成泵類電機的手動開啟。而對于整個電氣設備裝置的管理系統而言，PLC技術作為整個系統的核心，對整個系統的正常運轉發揮管理的功能，同時也能夠確保整個電氣設備自動化控制能有效實施。電氣設備的控制器類型很多，但由于PLC在電氣設備自動化控制中能夠實現開關的智能化管理，所以為了比較合理地實現電氣設備的控制器多樣式化，就必須掌握電氣設備的型式和實際狀況。因為，PLC技術具有了更高級的自動控制系統功能，從而在電氣設備中獲得了更加廣泛的運用，給公司的發展帶來了良好的保證，進而提高了公司的經營效益。

4.3 開關量控制

在以前的控制器當中，由于通常會選用電磁性繼電器，因此在控制器的實施過程當中，因為觸點故障的情況大量發生，而導致整體控制器的安全穩定性大大降低。除此以外，在傳統的控制器當中，在實施過程當中有相關的更為繁瑣的線路問題。而PLC高新技術在電氣設備自動化系統當中的運用，則要求在實際使用時適當地對繼電器保護開關中的主要元器件加以更換，就可以解決以上提到的實際問題。但是采用電磁力繼電器對開關控制系統時，在操作過程中出現了很多觸電情況，而且由于控制系統的接線方法比較復雜，這就會對整個控制系統的正常操作產生很大的負面影響，從而大大地降低了控制系統在實際使用當中的效果。可見，將計算機和PLC技術互相融合，可以進行電氣設備自動化控制，提高機械設備的制造品質和效益，符合公司發展的現實需要。

5 系統選取軟件

觸摸屏是一種組態應用軟件，它的主要功用是建立并形成上位機的監測管理系統，并由此來實現在同一軟件系統網絡平臺上監測、采集各場景數據信息，并監測、管理工作前端數據信息的目的。

運行環境、模擬運行環境和組態環境這三部分，構成了觸摸屏的嵌入式系統。其中，運行環境是指一種可以在組態工程中按照使用者的實際需要，進行管理數據、確定目標和功能的獨立運行系統，而運行環境這種系統本身就是與數據無關的，它必須得與組態工程整合才會形成一種整體的用戶應用體系。也只有在組態工程被下載到下位機里之后（通過連接串口或以太網），它才算真正意義上的在下位機中獨立運行，保證其系統的安全、可靠、實時有效。而模擬運行環境和組態環境則相當于運行環境下的測試工具，用戶可以根據需要，通過計算機來對其進行控制，測試其構造的組態工程。

我們可以用觸摸屏來監控調試我們的設備，其安裝簡單，使用方便且易操作，更能符合我們家用智能電氣的要求。

6 系統的軟件設計

智能控制系統的軟件通過PLC實現邏輯控制系統，并利用觸摸屏所提供的操作界面對焙火裝置實施連鎖啟停，從而完成了與水分儀、溫控儀表、溫濕度監測儀表等現場檢測儀表數據的信息收集與交換。系統通過智能管理烘烤的全過程，可以防止過量烘烤，提升烘干效果，減少能耗。同時還能夠進行室內及手機終端的遠程作業，有效降低員工現場勞動時間和強度，從而節約勞動強度。

7 PLC技術的發展趨勢

本設備在原有的普通烘干機的基礎上，加裝溫度傳感器、濕度傳感器、水分傳感器等裝置通過感知模塊達到對衣物烘干的細節嚴格控制;采用PLC控制，可以實時監控溫度、濕度、水分等重要因素的要求進行所需要的改動，從而達到家電智能一體化的效果;通過上位機控制軟件與硬件模塊進行通訊，減少了大量的人為精力和看管時間，并且可以達到信息收集的方便效果;通過智能控制，具有一定的先進性和較高可靠性。在現代計算機信息的發展過程中，PLC技術對電氣設備自動化控制方面的運用也比較多，而由于人類對計算機技術的進一步發現和研究，更加多的計算機技術能夠在PLC技術上獲得更廣闊的運用。PLC技術在當前電氣設備自動化控制中的運用已經逐漸成熟，在原來的技術上也獲得了提高，有效地提高了設備的計算速度和存儲器容積。對PLC科學技術的實際應用，使當前PLC科學技術在人機互動頁面中的水平獲得了極大提升，同時也能適應各種設備的不同要求，由于PLC科學技術的發展和對市場的需要量日益增加，使當前電氣設備自動化控制系統水平大大提高，技術手段也更為完善。

8 結語

智能化是目前家用衣物烘干設備的發展方向。該智能控制器通過反復修改，不斷實驗，能即時檢測衣物的含水量、各點水溫等信號，并進行告警，再將監測數據至電腦進一步統計分析，便于多個烘干機的聯合管理。該智能控制器采用PLC實現邏輯管理，可擴展性極強，并可進行遠程管理。對目前存在的家用智能化問題起到了很好的解決效果，節約了相當大的人力資源，使得產品更符合社會和居民生活要求。

參考文獻：

[1] 王志霞.基于單片機的智能烘干機設計[J].儀表技術，2020（12）：26-27，32.

[2] 馬林森.一種智能烘干機控制系統的設計與實現[J].電子世界，2021（04）：152-153.