摘要：最早一台洗碗机是由德国米勒研制的电动家用洗碗机，随后1954年美国GE公司研发的洗碗机有效提升了洗涤效果，机身外形有了明显提升更加适用于各家庭中。现阶段，我国洗碗机的应用较少；而在国外发达国家自动洗碗机应用较为广泛，应用率达到80%。家用自动洗碗机的应用为人们提供更多休息时间、提高生活质量，与其配套的专用洗涤剂也有了更加广阔的发展前景。本文主要探究了PLC家用洗碗机控制系统的工作原理、要求以及设计要点，以供参考。
关键词：PLC；喷淋式；洗碗机；设计要点
引言：随着生活节奏的加快，人们将时间更多的用于工作，更加疲于家务劳动，特别是面对每次餐后堆积的碗具，感到清洗起来既脏又浪费时间。随着厨房的现代化步伐开始逐步加快和深入，洗碗机作为一种家庭自动化设备，避免了人工洗碗的烦恼，节约了时间，将人们从繁杂的家务劳动中逐步解放出来。尤其，对于需要清洗大量餐具的大型餐饮场所、学校食堂等地方来说，自动洗碗机的需求显得更加尤为重要。PLC家用喷淋式洗碗机设计以其高效快捷、节能减排、清洗和干燥效果好、噪音小等优点得到了广泛应用。
一、PLC家用洗碗机控制系统的工作原理及要求
PLC家用喷淋式洗碗机由水处理系统、供排水系统、加热系统和洗涤系统组成。高压水从孔内喷出的时候给上喷臂和下喷臂一个反作用力，这个反作用力使得上喷臂和下喷臂不停地快速旋转，从不同的方向喷射到餐具的每个表面，实现餐具各个表面被反复地清洗。洗碗机基本工作流程为预洗—主洗—漂洗—烘干—消毒，通过系统上电，运行PLC内部程序，由程序来控制各开关触点按照要求依次闭合或断开，进而驱动继电器和电磁阀的得失电，从而控制洗碗机各部分工作有序地进行。其控制要求如下：首先，洗碗机设有自动和手动开关。在手动控制下，洗碗机按照手动按键完成相应的工作过程；在自动控制下，按下自动控制键和启动按钮键洗碗机便能够按照系统中编写的程序，自动地完成全部的洗碗过程。其次，设有常温、50℃、70℃三挡选择开关，用户可以根据餐具干净程度来自主选择，以提高洗涤效率和节约电能。最后，洗碗机设有故障急停和报警装置，这可以在突发情况下有效的保护设备不被损坏。另外洗碗机设有温度传感器和液位传感器，分别监控着水加热的温度和水位的高度，到达设定值后，便自动停止加热和进水过程，启动下一个程序。
二、PLC家用喷淋式洗碗机设计要点
1、洗碗机控制系统的软件设计
PLC家用喷淋式洗碗机系统功能模块按洗碗过程可分为六个阶段：进水过程、加温过程、注人清洁剂过程、控制电机旋转清洗过程、注人消毒水消毒过程和排水过程。同时为确保洗碗机正常工作，对容易出故障的过程，系统还设置了故障报警或停机功能。系统软件可按照洗碗机的工作流程进行编写。主要的软件模块有开机自检、状态初始化、显示当前默认状态，进入键盘扫描状态并等待操作键按下，以及根据操作键转入相应流程等。
用户使用前，应首先检查洗碗机状态是否正常，若状态正常，按下弱电源开关，根据洗涤要求设置洗涤模式（或使用默认方式），将碗放人清洗室，然后关上机门，按下开始键。之后，控制器检测水位高低和水温，以决定是否进水与恒温加热，至此准备工作完成，启动电机进行清洗。接下来再把清洁剂注人清洗室，同时检测水位高低，若水位较低，则立即进水，以保证清洗效果。清洗完成后，等碗上的水空一段时间后，洗碗机再注入高温消毒水进行消毒。洗涤完成后，蜂鸣器鸣叫，表明洗涤完成，同时控制器回到用户初始设置模式。洗涤中每一过程和按键均对应有一发光二极管的亮灭，用以显示过程和按键的正常与否。洗涤完成后，用户打开机门，取出碗盘，然后断电即可结束整个洗碗过程。
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2、烘干系统的选择和消毒功能设置
烘干系统的工作原理类似于普通的电吹风，空气由烘干器尾部的进风口吸入，然后形成离心气流由烘干器的前嘴喷出，以对清洗后的餐具进行加热烘干。根据PLC家用喷淋式洗碗机的特点，烘干器的功率应选泽800~1200w，常用烘干器电动机的类型有交流罩集式、交流串激式和直流永磁式。交流罩集式电动机的特点是噪音小、寿命长、对电信设备无干扰，但重量比较大、转速低且启动性能不好；交流串级式电动机的特点是转速高、功率大，但工作噪音大且对电信设备有一定的干扰；直流永磁式电动机的特点是转速高、重量轻、造价低且制造工艺比较简单。因此，通过对以上三种电动机的比较，在流水式自动洗碗机上应选择直流永磁式电动机，这样有利于节省费用，同时可以大大减轻洗碗机的总重量。在烘干结束时，如果需要对餐具进行消毒，相应的臭氧装置的机构将打开，释放臭氧进行有效消毒。
3、喷淋系统的优化
波轮是为餐具的清喷淋系统包含有出水水路、喷臂等部件。在出水口压力保持一定的情况下，出水水路的流畅程度和喷臂上喷孔能够冲洗到的范围对于洗涤效果有着重要的影响。喷臂的类型有普通单喷臂、卫星喷臂等。普通单喷臂的旋转轨迹为一个圆形，对于方形的内胆存在四个死角，覆盖面积较小；但是这种喷臂制造简单，压力泄露小，是目前市场上的主流产品。卫星喷臂是在单喷臂的基础上增加一个可以旋转的小喷臂，覆盖面积更大，部分使用齿轮控制小喷臂旋转角度的结构可以冲洗死角，并且外观好看；但是这种喷臂结构比较复杂，有齿轮的喷臂要求制作精度很高，目前市场上部分高端产品使用此类型的喷臂。为了在PLC家用喷淋式洗碗机喷淋式洗碗机中针对喷淋系统结构进行优化，需要突破喷臂的概念，增加网状水路结构覆盖整个内胆底部和顶部，并在交叉点开可控摆动式喷嘴，做到完全覆盖，快速均匀洗涤的效果。
4、振动噪声中材料的应用
对于洗碗机而言，以超声波洗碗机为例，其清洗的原理是当超声波经过液体介质时，将以极高的频率压迫液体介质洗碗机振动，使液体分析产生正负交变的冲击波。当声强达到一定数值时，液体中急剧生长微小空化气泡并瞬时强烈闭合，产生强烈的微爆炸和冲击波使被清洗物表面的污物遭到破坏，并从被清洗表面脱落下来。在超声波洗碗机的运作过程中，其振动不可避免会造成振动。
目前PLC家用喷淋式洗碗机的噪声控制基本上是采用在洗碗机的内胆和内门上粘贴阻尼片的方法来降低洗碗机的运行噪声，而使用阻尼片降噪的同时会造成洗碗机能耗的增加，因此可以寻找一种能降低噪声的内胆和内门材料，如QuietSteel材料的应用就可以有效地起到降噪的作用。QuietSteel材料是一种复合静音材料，其主要是在两层钢板中间加入一层黏性核心物质制造而成。QuietSteel材料的独特设计能在指定的系统之内减少材料的振动，从而降低因振动产生的噪声。所以可以采用QuietSteel材料来制作洗碗机整体的内胆和内门。
三、结束语
综上所述，由于洗碗机在国内的发展较慢，我们需要在多方面寻找原因，并根据中国的实际及特色进行合理有效的改变，设计出符合中国家庭及用户的洗碗机，并紧跟时代新技术的脚步，及时运用新技术并融合入洗碗机的设计中，使洗碗机的使用更加便捷。
参考文献
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[2]刘胜.王丽华.吕保宏.郑谚.家用洗衣机的工作原理与维修技术[M]新时代出版社，2017
[3]冯清秀.邓星钟.机电传动控制[M].武汉.华中科技大学出版社，2016
论文作者:张飞豹,
论文发表刊物:《城镇建设》2019年14期
论文发表时间:2019/9/29
标签：洗碗机论文; 过程论文; 喷淋论文; 系统论文; 餐具论文; 内胆论文; 电动机论文; 《城镇建设》2019年14期论文;