基于西门子plc洗碗机控制系统设计本科论文

基于西门子plc洗碗机控制系统设计本科论文内容摘要：

西安思源学院本科毕业论文（设计） 5 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 S7200 系列的 CPU226AC/DC/RLY。 表 21为 CPU226 的主要技术指标。 表 21 CPU226 的主要参数 集成数字量输入 /输出 24 输入 /16 输出 40 个数字量 I/O 点 可连接的扩展模块数量 可连接 7 个扩展模块 最大可扩展的数字量输入 /输出 最大扩展至 248 路数字量 I/O 点 最大可扩展的模拟量输入 /输出 最大扩展至 35 路模拟量 I/O 点 用户程序区 8KB 数据储存区 5KB 高速计数器数量 6 个独立的 30KHZ 高速计数器 高速脉冲输出数量 2 个独立的 20KHZ 高速脉冲输出 通信接口 2 个 RS485 接口 支持的通信协议 PPI、 MPI 和自由方式通信能力 模拟电位器 2 个 8 位分辨器 外形尺寸（ W H D） 196mm 80mm 62mm 西安思源学院本科毕业论文（设计） 6 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 31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 31 旋转喷臂的结构 西安思源学院本科毕业论文（设计） 7 (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 32 所示： 西安思源学院本科毕业论文（设计） 8 图 32 洗碗机简易工作示意图 1 过滤芯 2电磁阀 3洗涤泵 4电机 5旋转喷臂 6排水泵 三、 电磁阀和电机的选择 根据家 用洗碗机的铭牌可知其额定功率为 380W，转速为 2020r/min,可算出转矩为 （ N m）。 NNN nPT  9550 =95502020 =(N m) 电机选择 Y 系列电动机。 Y型电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。 安装尺寸和功率等级符合 IEC 标准，外壳防护等级为 IP44,冷却方法为 IC411，连续工作制。 Y 系列的电动机效率高、节能、转矩高、噪音低、振动小、运行可靠安 全依据本设计要求选择 Y80M12 型号的电机，额定功率为，转速为 2830r/min,转矩为 （ N M）。 表 31 为 Y型电动机的主要参数。 西安思源学院本科毕业论文（设计） 9 表 31 Y 型电动机的主要参数 电磁阀选用型号 ZCT10 直动式电磁阀。 直动式电磁阀阀体和主要部件采用不锈钢材质制作。 具有耐腐蚀、寿命长等优点。 广泛用于化工、食品、机械行业等对液体和气体的自动启闭和远程控制，采用电源控制，代替了手动球阀，具有启闭迅速、性能稳定、使用方便等特点。 其主要技术参数如表 32所示： 表 32 电磁阀的主要参数 原理结构 先导活塞型 控制方式 常闭式、常开式 流体范围 水、气体、油 环境温度 2060℃ 标准电压 AC220V/DC24V 电气连接 接线盒式 防护等级 普通型 IP5防爆型 IP65 西安思源学院本科毕业论文（设计） 10 四、 传感器的选择 （一）温度传感器和液位传感器的选择 本设计涉及对温度和水位的控制，所以需选择相应的温度传感器和液位传感器。 在现代社会生产中，温度控制是最常见的一种，了解温度的确切数值，对生产具有重要意义。 本设计采用热敏电阻（ NTC）型的温度传感器，型号为 MF58 系列。 图 33 为金属与热 敏电阻的温度特性曲线。 图 33 金属与热敏电阻的特性曲线 根据本设计要求采用静压式液位传感器，其型号为 JPG7的液位传感器，其结构简单和安装方便，其工作原理采用静力学的知识： Ρ = ρ .g. H + Po,当知道液面所承受的压强 P 和当地的大气压 P0，我们就可以算出液面的高度了，ρ 为水的密度， g 为当地的重力加速度。 （二）接触器的选择 根据本设计的要求，电动机采用交流负载所以选择交流接触器。 接触器的选型根据经验公式。