基于plc的自动洗碗机的设计（西门子）

目 录
摘 要 I
Abstract II
1绪论 1
1.1全自动洗碗机的发展 1
1.2全自动洗碗机概述 2
1.2.1 全自动洗碗机的分类 2
1.2.2 全自动洗碗机的基本结构 3
1.2.3 全自动洗碗机的工作原理 4
1.3研究主要内容 4
2 全自动洗碗机机械设计 6
2.1 整体方案设计 6
2.2 各重要部件设计 6
2.2.1 清洗槽 6
2.2.2 进排水系统 6
2.2.3 水位感应系统 7
2.2.4 喷臂系统 8
2.2.5 超声波发生器 8
2.2.6 超声波换能器 9
2.2.7 加热系统 10
3全自动洗碗机控制系统硬件设计 12
3.1控制系统的选择 12
3.2 PLC型号的选择 13
3.3电磁阀和电机的选择 13
3.4 传感器的选择 14
3.4.1温度传感器和液位传感器的选择 14
3.4.2接触器的选择 15
3.4.3热继电器的选择 15
3.4.4熔断器的选择 16
3.5 PLC程序I/O端口分配表 16
3.6电路设计 17
3.6.1主电路设计 17
3.6.2 PLC外部接线图 18
4全自动洗碗机控制系统软件设计 19
4.1软件流程图 19
4.2梯形图 20
4.3语句表 24
4.4仿真与调试 27
5结论 28
致 谢 29
参考文献 30
2 全自动洗碗机机械设计
2.1 整体方案设计
在设计中需要重点考虑几方面的问题，首先是清洗槽及管路的密封问题，再有就是超声波振子的、电磁阀、加热器等元器件的选型。
家用超声波洗碗机主要有进排水系统、喷臂系统、超声清洗系统、加热系统组成。
进排水系统：电磁阀，水位感应开关，过滤网等组成。
喷臂系统：喷臂，压力泵等组成。
加热系统：水槽加热管等。
超声清洗系统：超声波发生器，超声波换能器等组成。
其他：清洗槽，箱体，碗篮，底座等。
2.2 各重要部件设计
2.2.1 清洗槽
清洗槽材质为201不锈钢板，内箱尺寸400×400×430mm，各个平面过度的地方倒圆角。由于超声水化腐蚀的影响，所以对洗涤槽的槽壁会有一定的损耗，长时间积累后会使超声清洗的一些参数发生变化，所以选择耐腐蚀性好的3mm不锈钢板。清洗槽内焊接一个凸台，用于喷臂的固定。清洗槽底部与箱体有一定距离，用于安装洗碗机电源等其他部件。清洗完成的残余手工清理。
2.2.2 进排水系统
进排水系统主要由电磁阀，过滤芯，水位感应系统,进水管，排水管等组成。打开二位二通阀后，自来水流入清洗槽，在达到一定水位后，水位感应开关启动，清洗完毕后，废水经过滤芯，排水口排出。水管材料选PVC管。
2.2.3 水位感应系统
选最为简单易控制的方式来进行水位的感应和控制，根据超声波洗涤的情况，选连杆式浮球液位开关来控制。这种方式的技术核心是干簧管。干簧管可以作为磁接近开关或者继电器使用，比一般机械开关体积小、速度高、工作寿命长，与电子开关相比，它又有抗负载冲击能力强的特点，工作可靠性很高。干簧管结构具体如图5-1：

图2-1 干簧管结构示意图
水位感应器外部套有一个带磁铁的浮力小球，当水位上升下降的时候，浮力小球会随之升降，当浮力小球到达高低水位开关的时候会使干簧管中的两个簧片接触导通，从而导通开关，触发下一步。当浮力小球第一次到达高水位开关时，会接通高水位开关的干簧管簧片，使其导通，从而触发控制系统使加热器工作。排水时，当浮力小球到达低水位开关时，会接通低水位开关的干簧管簧片，使其导通，从而触发控制系统使喷臂泵工作。其示意图如下

   图2-2  水位感应器结构示意图
1

2.2.4 喷臂系统
管道用PVC材料的管和接头，并用PVC胶进行密封。PVC也称为聚氯乙烯，它的特点是造价低、可回收利用、强度高、性能稳定、安全卫生。
超声波结束后的喷臂清洗是很重要的一个步骤。可以将超声清洗后残留的油污彻底清除。当水在喷臂泵的带动下会从喷臂孔中喷出，水流冲击到碗具上，利用水的冲击对残留进行冲洗。喷臂系统参照淋浴喷淋头进行设计，采用圆形喷头，喷孔密集排布于喷头之上。喷臂水管与进水管之间采用水管接头连接，连接处采用尼龙挡水圈密封，防止水露出。清洗槽内焊接有凸台，用于固定喷臂与进水管。

图2-3 喷臂结构示意图