发布时间 : 星期一 文章基于西门子PLC洗碗机控制系统设计更新完毕开始阅读b5a88a2d02768e9950e73806
西安思源学院本科毕业论文（设计）
第二章 整体结构与初步设计
一、控制系统的选择
查找资料显示目前市场上家用洗碗机绝大数都是采用单片机作为控制中心
的，虽然单片机体积小，消耗能量少，实时控制控制功能强，但是其自身存在一些缺点在实际应用中有一些弊端。首先单片机的指令系统较为复杂，需要多种的电路保护装置，例如电流、电压、电机过载、过热以及欠电压等保护装置，这些装置相对而言也增加了硬件的复杂程度，其中当然所隐含的故障也相对的增高，这样就难免会增加维修的费用和难度。而本设计的这款家用洗碗机采用的是PLC控制系统就克服了单片机所带来的这些缺点，首先PLC是一种数字运算操作的电子系统。采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。其次是PLC是整体模式，而且集中了驱动、检测以及保护电路等。而且还集中了通讯联网的功能，体积小，重量轻，能耗低。所以在使用中，硬件和编程语言也相对的简单并且容易测试，方便维修，也大大的提高了控制系统的灵活性和可靠性。
PLC的基本结构框图如图2-1所示。
图2-1 PLC的基本结构框图
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二、 PLC型号的选择
根据本设计要求，在洗碗机的PLC控制中，输入点为12个点，输出点为10
个点，故选择西门子S7-200系列的CPU226AC/DC/RLY。表2-1为CPU226的主要技术指标。
表2-1 CPU226的主要参数
集成数字量输入/输出 可连接的扩展模块数量 最大可扩展的数字量输入/输出 最大可扩展的模拟量输入/输出 用户程序区 数据储存区 高速计数器数量 高速脉冲输出数量 通信接口 支持的通信协议 模拟电位器 外形尺寸（W×H×D） 24输入/16输出40个数字量I/O点 可连接7个扩展模块 最大扩展至248路数字量I/O点 最大扩展至35路模拟量I/O点 8KB 5KB 6个独立的30KHZ高速计数器 2个独立的20KHZ高速脉冲输出 2个RS-485接口 PPI、MPI和自由方式通信能力 2个8位分辨器 196mm×80mm×62mm
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第三章 洗碗机控制系统线路图设计
一、洗碗机的结构
（1）机壳 机壳大部分选用塑料或者轻薄钢板制成，塑料机壳多用于顶开口类型式。塑料机壳的好处是整体重量轻，不容易生锈，低生产成本。坏处是机械强度低，用时间久了容易老化，不适合在较高温度的条件下工作。薄钢板大部分使用的是前开门式洗碗机，薄钢板式机壳的好处是抗挤压能力很好硬度高、整体牢固，不利的是使用时间长容易产生锈迹，生产的成本比较高等。
（2）机门 机门生产采用的是两层机构，全局采用冷轧钢板冲压而成，表面镀有几层环氧树脂，这样可以防止发生生锈。一般在机门旁边安装一个开关来控制机门的合闭。市场上有一些特殊洗碗机在机门上装有透明玻璃窗，方便用户在洗碗机工作时察看机内洗涤情况。
（3）按钮设置 这里提供3个选择按钮，分别是总启动按钮、自动模式按钮、急停按钮。总启动按钮是控制洗碗机工作和停止，急停按钮是防止发生故障而设置的按钮。
（4）洗涤装置 洗涤装置主要由旋转喷臂组成，它安装在洗碗机内部底座上。主要是类似于一个风扇叶片形状，不同之处是上面布满圆孔。结构如图3-1所示，当喷水孔在工作时受水的反作用力的影响产生了一个转矩，使喷臂连同轴套一起绕空心轴转动，从而达到改变方向，从不同的角度清洗的目的。
图3-1 旋转喷臂的结构
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(5)进水电磁阀 它是由主阀体、线圈、阀芯、膜片、弹簧和先导阀腔等部件组成。其工作原理是进水电磁阀线圈不通电时，铁芯受弹簧压力和自身重力作用下压，其端部的橡胶膜压住橡皮膜的导流孔。此时，自来水进入橡皮膜上方，膜片受水压而把出水口堵住。当进水电磁阀线圈通电时，电磁力克服弹簧阻力和铁圈自身重力将铁芯向上提升，从而膜片中间的导流孔敞开。自来水在自身压力作用下通过导流孔进入洗碗机内。
（6）水位开关 本论文设置了一个正常水位和一个水位上限。当洗碗机正常工作时，电磁阀开始往洗碗机内进水，随着水位的上升当达到指定的水位后，水位开关控制的触点断开连接，注水结束，洗涤开始。设置水位上限的目的是，一旦水位越过系统设定的极限水位时，上限水位控制的触点闭合，接通排水泵，把多余的水排出，以免发生故障。当水量达到到正常水位时，常开触点复位，排水泵停止工作排水结束。
（7）碗篮 采用防锈刚丝编制而成，表面通过特殊手段处理，提高被氧化和被腐蚀能力，在洗碗机底部装有导轨，通过两侧装有滚轮嵌入导轨中，可以方便推入和拉出碗篮。
二、 洗碗机的工作原理与示意图
首先打开总启动按钮，电磁阀开始自动进水，到达指定水位后停止进水。水箱加热器对水进行加热，通过洗涤泵把水从水箱抽到旋转喷臂处，使水在一定的压力下从上下喷臂的喷水口喷出，由于喷臂受水的反作用力而不断沿着轴心相反方向转动，这样喷臂将水带有一定压力从各个方向清洗碗具，然后经排水泵将污水排出，洗碗结束。如图3-2所示：
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