111全自動(dòng)量米洗米煮飯煲設(shè)計(jì)說(shuō)

1、全自動(dòng)量米洗米煮飯煲設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)摘要 : 本作品設(shè)計(jì)了一種新型，全自動(dòng)量米洗米煮飯煲，主體為一箱體，箱體 設(shè)有儲(chǔ)米裝置、洗米裝置，煮飯裝置和中央控制器，儲(chǔ)米裝置包括儲(chǔ)米箱，其 底部設(shè)有多個(gè)臭氧出口，臭氧出口通過(guò)供臭氧管與臭氧機(jī)連接，對(duì)米進(jìn)行殺菌 消毒處理。儲(chǔ)米箱底部有一出米口，此處裝有一電磁排米閥，可以精確控制出 米量，出米口下方為洗米裝置，洗米裝置主要由一洗米倉(cāng)，圓錐形洗米器和小 型電動(dòng)機(jī)組成，其中還有兩根進(jìn)水管，兩根出水管，兩個(gè)電磁進(jìn)水閥，一個(gè)電 磁排水閥，一個(gè)電磁進(jìn)米及進(jìn)水閥和。洗米裝置下方為一電飯煲，電飯煲鍋蓋 上有一進(jìn)米孔，進(jìn)米孔上裝有一電磁閥。所有的操作都有中央控制器完成，完 全實(shí)現(xiàn)

2、產(chǎn)品的全自動(dòng)化和人性化。關(guān)鍵詞 ：全自動(dòng) 電磁閥 量米洗米煮飯 中央控制器摘要附圖161514131F1:儲(chǔ)米箱蓋2:儲(chǔ)米箱3:支撐架4:電磁進(jìn)水閥15:圓錐形洗米器6:中央控制器7:電飯煲8:箱體外殼9:電磁振動(dòng)器10 :加熱盤(pán)管11:溫度傳感器12:電磁排水閥13 :電磁進(jìn)水閥214:電動(dòng)機(jī)15:電磁排米閥16:儲(chǔ)米箱蓋開(kāi)關(guān)引言科技的革新、時(shí)代的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展使得人們的生活水平不斷提 高，人們對(duì)日常生活中所使用的各種類(lèi)型產(chǎn)品的要求也逐漸升高，特別是對(duì)那 些與日常生活密切相關(guān)的蒸煮類(lèi)電子產(chǎn)品因?yàn)槿藗兠刻斓钠鹁语嬍扯茧x不 開(kāi)這類(lèi)產(chǎn)品。電飯煲以其方便快捷逐漸成為了人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚漠a(chǎn)品

3、 , 這 類(lèi)電子產(chǎn)品須同時(shí)具有特定的使用功能及相應(yīng)的審美形式 , 即具有物質(zhì)功能和文 化功能雙重屬性。而在當(dāng)代激烈競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)上，產(chǎn)品日新月異。為了提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益， 就必須依據(jù)市場(chǎng)的變化情況 , 大力改善產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作，迅速提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平。 為此，則需要根據(jù)用戶的需要，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，確定最 適宜的產(chǎn)品功能 , 合理的技術(shù)參數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)和材料，降低產(chǎn)品的成本 , 使產(chǎn)品達(dá)到物美價(jià)廉。進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，實(shí)際上就是要對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì) 中如何達(dá)到技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上又合理的設(shè)計(jì)分析方法進(jìn)行分析與討論. 總之，產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析是集市場(chǎng)、顧客、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、創(chuàng)新等重要因素為一

4、體 的綜合集成的系統(tǒng)方法。只有在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中多角度全方位地考慮各種因素，才 有助于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)更加科學(xué)、合理，從而提高新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的成功率 , 降 低風(fēng)險(xiǎn), 進(jìn)而增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前，市場(chǎng)上的電飯煲大部分只具有單一的煮飯功能，并且其功能的實(shí)現(xiàn) 大部分都必須要人全程控制，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全自動(dòng)化，更談不上產(chǎn)品的人性 化。全自動(dòng)量米洗米煮飯煲著眼于現(xiàn)實(shí)，放眼于未來(lái)，主要解決當(dāng)前上班族時(shí) 間緊，在家吃飯困難的問(wèn)題。讓上班族在上班就能通過(guò)遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)在家自動(dòng) 煮飯的功能，只要設(shè)定煮飯的時(shí)間和加米量，加米、洗米、煮飯、保溫等一系 列操作都能自動(dòng)運(yùn)行。從而節(jié)省量米，洗米的時(shí)間，也可以讓人回到家就吃到

5、 香噴噴的米飯。本設(shè)計(jì)將打破傳統(tǒng)電飯煲的概念，試圖解決傳統(tǒng)電飯煲在使用過(guò)程中出現(xiàn) 的一些問(wèn)題。心里學(xué)家馬斯洛將人的需要分為生理需要、安全需要、歸屬和愛(ài) 的需要、尊重的需要、求知的需要、審美的需要和自我實(shí)現(xiàn)的需要。打破傳統(tǒng) 電飯煲現(xiàn)有的功能，在滿足其基本功能的前提下，讓人們更加方便的操作和使 用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的全自動(dòng)化和人性化。設(shè)計(jì)改良后的電飯煲將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)量米洗米 煮飯的功能，但電飯煲又是可以獨(dú)立使用的，只是在其外部加了一個(gè)自動(dòng)量米 洗米的裝置，而電飯煲現(xiàn)有的形狀和控制系統(tǒng)也要稍加改進(jìn)。目前電飯煲市場(chǎng)面臨著的問(wèn)題主要有市場(chǎng)趨向飽和，行業(yè)進(jìn)入成熟期，技 術(shù)平平?jīng)]重大突破，三四級(jí)市場(chǎng)被雜牌占據(jù)一大部分，

6、兩極分化，電壓力鍋等 新型炊具入侵市場(chǎng)。除了煮飯外，電飯煲已經(jīng)在概念和功能上實(shí)現(xiàn)了全新的延 伸，創(chuàng)新和突破成為當(dāng)前各大廠商重新開(kāi)辟電飯煲市場(chǎng)所面臨的主要問(wèn)題。以人為本，是設(shè)計(jì)中的永恒主題。人與產(chǎn)品的多重關(guān)系決定產(chǎn)品必將服務(wù) 于人，而人必將為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)明確方向和意圖。全自動(dòng)量米洗米煮飯煲正好符 合了這一點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品的全自動(dòng)化和人性化。第一章整體方案設(shè)計(jì)1. 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)本作品先設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的整體工作流程圖，為本作品的設(shè)計(jì)思路提供理論上的工作路線，以保障系統(tǒng)的高效、有序地實(shí)施。圖1-1為本系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)框圖。開(kāi)始煮飯程序2. 設(shè)計(jì)要求根據(jù)上面提到的問(wèn)題，我們要解決的問(wèn)題就是怎樣做到無(wú)人參與

7、的情況下 將大米做成米飯。根據(jù)日常生活中做飯的步驟可以對(duì)本設(shè)計(jì)提出如下設(shè)計(jì)要 求： 定時(shí)進(jìn)行機(jī)器啟動(dòng)； 無(wú)人參與下進(jìn)行大米的清洗； 無(wú)人參與由洗凈到煮飯的傳輸； 無(wú)人參與下進(jìn)行大米加工為米飯的過(guò)程。3. 全自動(dòng)量米洗米煮飯煲的工作原理在以前我們做飯時(shí)往往要經(jīng)歷這樣幾個(gè)過(guò)程： 從儲(chǔ)米桶將米取出放入洗米的容器； 反復(fù)的將米洗上幾次； 將米放入電飯煲或其他加工工具進(jìn)行加工。這些過(guò)程在以前都是不能離開(kāi)人的參與的，而我們?cè)O(shè)計(jì)的這套全自動(dòng)量米洗 米煮飯煲就是要做到將前述幾個(gè)步驟在編譯的程序下自動(dòng)依次運(yùn)行，并做到 能定時(shí)定量，而不需要人的參與。4. 系統(tǒng)的工作原理全自動(dòng)量米洗米煮飯煲排米、進(jìn)水，攪拌和排水時(shí)

8、通過(guò)電磁排米閥、電磁進(jìn) 水閥和電磁排水閥，配合進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的。設(shè)定好吃飯的人數(shù) 和開(kāi)始煮飯的時(shí)間，電磁排米閥打開(kāi)，將米注入，通過(guò)出米口的速度，精確計(jì) 算出排米量和洗完米后要加入的水量，接著處于上部的電磁進(jìn)水閥打開(kāi)，將水 注入；圓錐形洗米器開(kāi)始工作，洗米完畢，電磁排水閥打開(kāi)，將水排出；接著 位于下部的電磁進(jìn)水閥打開(kāi)，注入先前間算好的水量水，采用兩邊對(duì)沖式把米 沖進(jìn)電飯煲。煮飯時(shí)，電源啟動(dòng) 。圖 12 為本過(guò)程具體的流程圖。1-1設(shè)定人數(shù)時(shí)間開(kāi)始洗米倉(cāng)進(jìn)米進(jìn)水洗米完畢排水完畢洗米倉(cāng)進(jìn)水水和米進(jìn)入電飯煲電飯煲電源打開(kāi)第二章 量米器的作用及工作原理1. 量米器的作用是根據(jù)用餐人數(shù)來(lái)確定量

9、取多少米，可以首先通過(guò)計(jì)算平均每 人每次米飯的用量，結(jié)合午餐的用量比早晚餐的用量要大，人們午餐用米量平 均為160g,早晚餐每次用量是150g左右。另外在設(shè)定量取多少米時(shí)應(yīng)該考慮 多種元素，包括吃飯前是否有過(guò)比較劇烈的運(yùn)動(dòng)、一定的體力或腦力運(yùn)動(dòng)，綜 合考慮米的用量，再通過(guò)量米器底部的出米孔將米送入洗米倉(cāng)里。2. 已知量取的米量(根據(jù)人數(shù)，可以精確到每人吃飯所用米的一半)，然后通 過(guò)控制系統(tǒng)，全自動(dòng)量米洗米煮飯機(jī)由量米系統(tǒng)、洗米系統(tǒng)和控制電路組成。 其控制電路分為機(jī)械和電腦型，電腦型控制電路是以單片機(jī)作為控制電路的核 心。I .自動(dòng)量米機(jī)的量米程序 面板上有5個(gè)按鈕K0 K1、K2, K3, k

10、4。 K0為啟動(dòng) 按鈕，K1為停止按鈕，K2為人數(shù)設(shè)定按鈕1，K3為人數(shù)設(shè)定按鈕2，k4為定 時(shí)按鈕，可以通過(guò)加法計(jì)算搭配出不同人數(shù)的要求；確定人數(shù)開(kāi)閥出米 關(guān)閉閥門(mén)量米程序?yàn)椋喊粹o輸入一一系統(tǒng)計(jì)算一一輸入到控制系統(tǒng)一一出米。n .控制器的硬件組成原理 控制器由單片機(jī)Z86C09作為控制器的核心所構(gòu) 成，該控制器具有以下特點(diǎn)：(1) 具有較強(qiáng)的抗干擾能力，當(dāng)受到外部強(qiáng)干擾，程序出錯(cuò)時(shí)，可以自動(dòng)使 系統(tǒng)復(fù)位重新執(zhí)行程序。(2) 采用無(wú)噪聲、無(wú)電磁干擾的雙向晶閘管作為控制元件，控制電磁閥和電 機(jī)。(3) 具有欠壓和過(guò)壓保護(hù)，欠壓時(shí)，控制器不工作；超壓時(shí)，保護(hù)電路起作 用。( 4) 具有瞬間掉電保護(hù)

11、功能，電源短時(shí)間停電后，電壓恢復(fù)時(shí)，能夠維持原 運(yùn)行程序的工作狀態(tài)并繼續(xù)完成量米程序。(5)各種操作和本產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)均用 LED顯示。下面分別介紹各部分的特點(diǎn) 及組成原理。1 ).單片機(jī)Z86C09 Z86C09是Z8系列單片機(jī)中最簡(jiǎn)單的一種，成本較低。采 用COM結(jié)構(gòu)，具有耗電少、抗干擾力強(qiáng)和工作電壓寬等特點(diǎn)，可在2.55.5V的電壓范圍內(nèi)工作。Z86C09有 14條I/O線，P2.0P2.7是雙向I/O 口，可以按 位設(shè)置輸入或輸出。P3 口中P3.13.3規(guī)定為輸入口，可作為輸入端或中斷請(qǐng) 求端。P3.4P3.6規(guī)定為輸出口。Z86C09內(nèi)部含有2個(gè)多功能定時(shí)/計(jì)數(shù)器，2K 字節(jié)的ROM

12、和144字節(jié)的寄存器陣列。2 ).電源電路部分控制器的電源由變壓器 B、整流二極管D14D19濾波電 容C1和穩(wěn)壓集成電路7806組成。7806輸出的電壓分三路分別用于晶閘管觸發(fā)，提供鍵盤(pán)輸入和LED顯示，以及提供單片機(jī)的電源。后兩路各經(jīng)過(guò)一個(gè)二 極管和一個(gè)電容，當(dāng) 7806的輸出電壓下降時(shí)，還可以依靠電容保持的能量，維 持電路再工作一段時(shí)間。晶體管 T11、T10和穩(wěn)壓管DW組成欠壓保護(hù)電路。當(dāng) 電源電壓不足，T11的基極電壓小于3.9V時(shí)，T11截止，T10也截止。Z86C09 的P3.1端沒(méi)有電壓，常為低電平。T12截止，造成T5T9的發(fā)射極均懸空，因 此T5T9截止，不受Z86C09控

13、制。這時(shí)，雖然Z86C09能夠正常工作，但外圍 控制元件全部關(guān)斷，機(jī)器不工作。單片機(jī)的 P3.1 端輸入判別欠壓保護(hù)電路工作 狀態(tài)的信號(hào)，只有當(dāng)電壓正常后，單片機(jī)才開(kāi)始執(zhí)行量米程序。 當(dāng)電源電壓超 過(guò)使用電壓時(shí)，壓敏電阻 MR的阻值會(huì)突然變小，使電壓不能超過(guò)保護(hù)電壓值， 當(dāng)過(guò)壓時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，則會(huì)燒斷保險(xiǎn)絲 RD。3 ).過(guò)零檢測(cè)電路過(guò)零檢測(cè)電路由晶體管 T14,變壓器B和二極管D17D19組成。D17起隔離作用，在電壓為零時(shí)，脈動(dòng)電壓為零，T14截止。由于T14的集電極電阻接到T10的集電極，只有在T10導(dǎo)通，即電源電壓正常，T14才能 在電源電壓過(guò)零時(shí)輸出高電平。Z86C09的 P3.1端檢測(cè)

14、過(guò)零信號(hào)。4 ).鍵盤(pán)和顯示電路鍵盤(pán)由K1K6組成，其中K3 K4是檢測(cè)開(kāi)關(guān)，按鍵狀態(tài)的檢測(cè)采用掃描方法，由單片機(jī)的 P3.4P3.6 輸出掃描信號(hào)，使晶體管 T1T3輪流導(dǎo)通，T1T3輸出的高電平通過(guò)二極管 D1D6后掃描每個(gè)鍵。6個(gè)鍵 分為兩組，按鍵信號(hào)由 P3.2 和 P3.3 輸入。 P3.2 和 P3.3 常態(tài)為低電平，當(dāng)按 下某一鍵，并且高電平掃描到這個(gè)鍵時(shí)，P3.2或P3.3輸入才變?yōu)楦唠娖?。Z86C09檢測(cè)到這個(gè)高電平，再根據(jù)當(dāng)前掃描到哪一位，即可判別出哪個(gè)鍵按下，D1D6的作用是防止多個(gè)鍵同時(shí)按下時(shí)，對(duì)三條掃描線產(chǎn)生的短路。顯示電路由LED1LED7&成。顯示方式采用

15、動(dòng)態(tài)掃描方式，列掃帚信號(hào)線與行掃帚 線共用，行顯示信號(hào)直接由Z86C09的P2.4P2.6驅(qū)動(dòng)。由于LED要求的亮度 不，所以驅(qū)動(dòng)電流不大，約 9mA每個(gè)LED顯示的時(shí)間是總的顯示時(shí)間的1/3， 平均電流約為 3mA。5). 雙向晶閘管觸發(fā)電路雙向晶閘管采用直流觸發(fā)，晶閘管的門(mén)極由晶體管 T5T8控制，晶體管導(dǎo)通時(shí)，觸發(fā)雙向晶閘管導(dǎo)通，第U川象限觸發(fā)，T5T8的集電極電阻用于限流。由于1A和3A的雙向晶閘管所需要的觸發(fā)電流較小，容易受外界的干擾。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在1A和3A的雙向晶閘管觸發(fā)回路中各并聯(lián)一個(gè)O.OluF的電容，抑制瞬時(shí)的干擾信號(hào)。兩個(gè) 8A的雙向晶 閘管用于控制電機(jī)MO

16、正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。這兩個(gè)晶閘管在任何時(shí)候最多只允許一個(gè)導(dǎo) 通，如果兩個(gè)同時(shí)導(dǎo)通，則會(huì)損壞晶閘管。兩個(gè)8A雙向晶閘管的兩個(gè)主電極上并聯(lián)一個(gè)100Q的電阻和O.OluF的電容組成阻容回路，用來(lái)吸收雙向晶閘管兩 主電極之間的瞬時(shí)電壓脈沖，保護(hù)雙向晶閘管。附：文中的單片機(jī)也可采用AT89S51等來(lái)構(gòu)成。6）.智能化按鍵：采用單片機(jī)的智能化儀表大大提升了儀表的檔次，強(qiáng)化了 功能。如數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)、故障診斷、聯(lián)網(wǎng)集控等。3. 如何設(shè)定米的量米器的設(shè)計(jì)參數(shù)：量米箱出米孔的斜度為30度左右，高度H為30cm圓周部分的直徑D為30cm。4. 量米器采用半球的形狀，需要用多少米（通過(guò)控制出米的速度，和計(jì)算出米的時(shí)間）5

17、. 平均每個(gè)人每次吃160g米飯通過(guò)輸入器設(shè)定有多少人用餐6. 儲(chǔ)米箱的出米口應(yīng)在稍偏離中心的位置使出口閥門(mén)受力不會(huì)過(guò)大v -出米的速度m/sR-出米孔半徑mi-孔坡度p-濕周mW-量米器面積mH中心米深mA孔斷面m2n粗糙系數(shù)可選0.013（混凝土水溝）流速的計(jì)算：2孔面積：n R公式：?jiǎn)挝惑w積流速為V-m/s時(shí)間為T(mén)-s流量為Q-m3用餐人數(shù)為m （精確到0.5 ）每人平均每次用米160-g總出米量為So方程：Q=V*TS=160*m令S=Q解出時(shí)間T第三章 洗米器的作用及工作原理第四章 電飯煲的組成及工作原理1. 電飯煲的組成（1）鍋體：分內(nèi)鍋、外鍋。內(nèi)鍋體用來(lái)盛裝欲烹制的食物，常以鋁合

18、 金、搪瓷或不銹鋼制作，外鍋體起安全保護(hù)和保溫的作用（2）鍋蓋：主要起密封作用，鍋蓋上有一進(jìn)米孔，當(dāng)洗米完成后，米順 著導(dǎo)管再經(jīng)過(guò)進(jìn)米孔進(jìn)入到內(nèi)鍋里面，當(dāng)所有米完全進(jìn)入內(nèi)鍋以后，進(jìn)米孔自 動(dòng)關(guān)閉，開(kāi)始煮飯。（3）電熱器件：通常為金屬管式，大多鑄于鋁制發(fā)熱板里，發(fā)出的熱由發(fā) 熱板均勻地加熱內(nèi)鍋體底部。（4）控制裝置：包括控溫和定時(shí)器，控溫裝置一般有限溫器和恒溫器兩部分構(gòu)成。前者保證鍋溫不會(huì)超過(guò)某一定值（通常為 103土2C），安裝在發(fā)熱 板中心的空腔處；后者保證鍋內(nèi)食物煮熟后穩(wěn)定在 60 80 C,安裝在發(fā)熱板下 或其他適當(dāng)位置。定時(shí)器有發(fā)條式機(jī)械定時(shí)器和電控定時(shí)器。電飯煲主要由發(fā)熱盤(pán)、限溫器、

19、保溫開(kāi)關(guān)、杠桿開(kāi)關(guān)、限流電阻、指示 燈、插座等組成。2. 電飯煲的工作原理（1）發(fā)熱盤(pán)：這是電飯煲的主要發(fā)熱元件。這是一個(gè)內(nèi)嵌電發(fā)熱管的鋁合 金圓盤(pán)，內(nèi)鍋就放在它上面，取下內(nèi)鍋就可以看見(jiàn)。發(fā)熱盤(pán)其圓盤(pán)邊緣有一環(huán) 形凸緣，中部帶孔且孔邊也形成一環(huán)形凸緣，兩凸緣之間另有一圓環(huán)形凸塊， 其右部有一弧形凸塊，環(huán)形槽內(nèi)有 3 個(gè)帶螺紋孔的圓柱體，扇形凹槽內(nèi)也有一 帶螺紋孔的圓錐體，圓環(huán)形凸塊內(nèi)裝有導(dǎo)電用的紫銅管，其兩端凸伸于弧形凸 塊外面，且凸伸一圓柱體，接線夾有孔用于固定電源線，其后端彎成U 字形并固定于圓柱體上面，發(fā)熱盤(pán)用鋁合金不粘鋁材及高溫不粘油的鋁材制成，其表 面又涂一層不粘涂層，其使用壽命超過(guò)

20、十年，發(fā)熱均勻，可抗化學(xué)腐蝕，絕緣 性能良好。如下圖所示：（2）限溫器：又叫磁鋼。它的內(nèi)部裝有一個(gè)永久磁環(huán)和一個(gè)彈簧，可以 按動(dòng)，位置在發(fā)熱盤(pán)的中央。煮飯時(shí)，按下煮飯開(kāi)關(guān)時(shí)，靠磁鋼的吸力帶動(dòng)杠 桿開(kāi)關(guān)使電源觸點(diǎn)保持接通，當(dāng)煮米飯時(shí)，鍋底的溫度不斷升高，永久磁環(huán)的 吸力隨溫度的升高而減弱，當(dāng)內(nèi)鍋里的水被蒸發(fā)掉，鍋底的溫度達(dá)到103± 2C時(shí)，磁環(huán)的吸力小于其上的彈簧的彈力，限溫器被彈簧頂下，帶動(dòng)杠桿開(kāi)關(guān)， 切斷電源。限溫器磁鐵，它的磁性由 N極、S極構(gòu)成，磁鐵本身的上、下兩邊 為相同的磁極，中間為與其相反的磁極，構(gòu)成工作表面為一面三級(jí)結(jié)構(gòu)，且中 間磁極的磁力比兩邊的磁極大。（3）杠桿開(kāi)

21、關(guān)：該開(kāi)關(guān)完全是機(jī)械結(jié)構(gòu)，有一個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)。煮飯時(shí)，用 手按下此開(kāi)關(guān)，通過(guò)傳動(dòng)杠桿使永久磁鐵和軟磁鐵吸合，其吸力大于彈簧的彈 力和永久磁鐵的自身重力，所以永久磁鐵不會(huì)落下，觸電閉合，電路接通，發(fā) 熱板開(kāi)始發(fā)熱。當(dāng)飯煮熟后，溫度繼續(xù)上升，當(dāng)達(dá)到103C時(shí)，軟磁鐵突然失去磁性，永久磁鐵在自身重力及彈簧彈力的作用落下，通過(guò)傳動(dòng)杠桿使觸點(diǎn)分 開(kāi)，電路斷開(kāi)，發(fā)熱板停止發(fā)熱，這樣就起到保溫作用。（4）保溫開(kāi)關(guān)：又稱恒溫器。它是由一個(gè)彈簧片、一對(duì)常閉觸點(diǎn)、一對(duì) 常開(kāi)觸點(diǎn)、一個(gè)雙金屬片組成。煮飯時(shí)，鍋內(nèi)溫度升高，由于構(gòu)成雙金屬片的 兩片金屬片的熱伸縮率不同，結(jié)果使雙金屬片向上彎曲。當(dāng)溫度達(dá)到80C以上時(shí)，在向上

22、彎曲的雙金屬片推動(dòng)下，彈簧片帶動(dòng)常開(kāi)與常閉觸點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從 而切斷發(fā)熱管的電源，停止加熱。當(dāng)鍋內(nèi)溫度下降到80C以下時(shí)，雙金屬片逐漸冷卻復(fù)原，常開(kāi)與常閉觸點(diǎn)再次轉(zhuǎn)換，接通發(fā)熱管電源，進(jìn)行加熱。如此反 復(fù)，即達(dá)到保溫效果。（5）限流電阻：外觀金黃色或白色為多，大小 像3W電阻，按在發(fā)熱管 與電源之間，起著保護(hù)發(fā)熱管的作用。常用的限流電阻為 185C 5A或10A （根 據(jù)電飯煲功率而定）。限流電阻是保護(hù)發(fā)熱管的關(guān)鍵元件，有能用導(dǎo)線代替。3. 電飯煲的電路圖小紅小嫌至二Z匡 占一題m遼第五章 控制系統(tǒng)的選擇及工作原理控制系統(tǒng)的選擇在提出以上控制要求后我們需要選擇出合適的控制設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果我們 采

23、用早期的將接觸器、各種繼電器、定時(shí)器、其他電器及其觸頭按一定邏輯關(guān) 系連接的繼電接觸器控制系統(tǒng)。雖然它機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、便于掌握，在一 定范圍內(nèi)能滿足控制要求，但也存在著設(shè)備體積大，動(dòng)作速度慢，功能少而固 定，可靠性差，難于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制的特點(diǎn)，特別是由于它是靠硬連線邏輯 構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，但全自動(dòng)量米洗米煮飯煲的控制要求有什么改變時(shí)， 原有的接線盒控制盤(pán)就要更換，缺乏通用性和靈活性。再者如果我們采用小型計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，雖說(shuō)通用性和靈活性較前者有很大 提高，但由于價(jià)格高，輸入、輸出電路不匹配和編程技術(shù)復(fù)雜等原因，也不適 合在本設(shè)計(jì)中使用。而現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)的 PLC正是對(duì)控制系

24、統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的最佳選 擇?？刂葡到y(tǒng)構(gòu)成根據(jù)上一節(jié)提出的控制要求，能夠基本判斷出全自動(dòng)量米洗米煮飯煲所需 的外圍設(shè)備。在這個(gè)設(shè)計(jì)中我們的最終想法是在無(wú)人參與的情況下完成變大米 為米飯的課程，所以我們能提前想象到設(shè)計(jì)中應(yīng)該用到的元器件等等，首先我 們覺(jué)得必須要有一個(gè)儲(chǔ)米的容器，因?yàn)橹挥羞@樣才能適時(shí)地保證大米供應(yīng)，為 了在以后設(shè)計(jì)中便于理解我們將之取名為儲(chǔ)米箱，有了儲(chǔ)米箱當(dāng)然要有一個(gè)通 道，用來(lái)完成從儲(chǔ)米箱取米。這樣才能保證大米的有序進(jìn)入，而這個(gè)通道要完 成自動(dòng)控制就必須設(shè)定一個(gè)電磁閥。這是其功能及控制要求決定的。又因?yàn)槲?們?cè)谌粘Ｉ钪匈I(mǎi)的大米都是必須經(jīng)過(guò)清洗才能加工進(jìn)食的，所以在本設(shè)計(jì)中 也必須有一

25、個(gè)能進(jìn)行清洗的裝置，在這個(gè)裝置中應(yīng)該包括兩個(gè)進(jìn)水通道，一個(gè) 排水通道，一個(gè)排水及米混合物的通道和一個(gè)圓錐形洗米器及一個(gè)小型電動(dòng) 機(jī)。為了在以后設(shè)計(jì)中便于理解我們將之取名為洗米倉(cāng)。當(dāng)大米在洗米倉(cāng)完成 清洗工作后，就是要完成大米的烹飪過(guò)程。因?yàn)楝F(xiàn)在市面上已經(jīng)具有了包括模 糊控制理論在內(nèi)的米加工工具，如電飯煲，所以本設(shè)計(jì)只需在設(shè)計(jì)中鑲嵌一個(gè) 類(lèi)似煮飯裝置即可。當(dāng)然在設(shè)計(jì)中必須涉及到對(duì)其的控制?，F(xiàn)在市面上的電飯煲?guī)缀醵加斜丶夹g(shù)，采用了模糊控制技術(shù)，當(dāng)用電飯 煲煮飯時(shí)，飯熟后它將自動(dòng)跳回到保溫控制上，不會(huì)將飯煮過(guò)火。而全自動(dòng)煮 飯機(jī)中嵌入了一個(gè)電飯煲，可以用 PLC控制它的電源。根據(jù)控制要求在這套全自

26、動(dòng)量米洗米煮飯煲的外圍設(shè)備大概包括：?jiǎn)?dòng)按 鈕，停止按鈕，人數(shù)選擇按鈕，電磁排米閥，電磁進(jìn) /排水閥，圓錐形洗米器， 小型電動(dòng)機(jī)，電飯煲?？刂葡到y(tǒng)圖控制系統(tǒng)圖是在控制要求既定的情況下最直觀的觀看PLC對(duì)外圍設(shè)備的控制，因?yàn)樗玫耐鈬O(shè)備都要與 PLC的I/O接口相連，所以在完成外圍設(shè)備的 選擇后，決定PLC就成為最主要的工作了。因?yàn)橹挥性?PLC確定的情況下，才 有辦法完成控制系統(tǒng)的設(shè)置。針對(duì)不同的PLC有著不同的設(shè)計(jì)思維方法，由于I/O接口不同有可能還涉及增添各種模塊等。通過(guò)綜合比較，我們選擇西門(mén)子 公司的S7-200系列PLC，因其具有體積小、運(yùn)行速度高、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，所以 我們?cè)诒驹O(shè)計(jì)中

27、采用了西門(mén)子公司的 S7-200系列PLC，再根據(jù)設(shè)計(jì)中可能用到 的I/O數(shù)等參數(shù)分析在本設(shè)計(jì)中最適合的 CPU為CPU224全自動(dòng)煮飯機(jī)的控制系統(tǒng)圖如圖2.1所示圖2-1控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖程序的流程圖全自動(dòng)量米洗米電飯煲不僅僅是完成普通的煮飯工作。而是能夠通過(guò)設(shè)置實(shí) 現(xiàn)對(duì)大米的定時(shí)清洗，煮飯，并能判斷大米某一次的用量。根據(jù)其設(shè)計(jì)要求， 我們?cè)O(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)在正常運(yùn)行下是根據(jù)程序一步一步地完成控制要求，但俗 話說(shuō)計(jì)劃趕不上變化 , 所以我們?cè)谡＿\(yùn)行情況下考慮到了非正常狀況，我們?cè)?設(shè)計(jì)中添加了強(qiáng)制運(yùn)行程序用來(lái)完成用戶做非正常動(dòng)作。下面就是全自動(dòng)量米 洗米電飯煲的正常運(yùn)行和強(qiáng)制停止的流程圖。1

28、 正常運(yùn)行流程圖及運(yùn)行過(guò)程 ：（1）按開(kāi)始按鈕，設(shè)定人數(shù)，電磁排米閥打開(kāi)，開(kāi)始排米。通過(guò)程序精確控 制排米量（2）進(jìn)米停止后洗米倉(cāng)開(kāi)始進(jìn)水，此時(shí)進(jìn)水工作由上部電磁進(jìn)水閥完成；（3）一邊進(jìn)水時(shí)，一邊啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)開(kāi)始大米的清洗工作；實(shí)現(xiàn)對(duì)大米的不斷 沖洗和攪拌，保證大米的清潔度。（4）2到 3分鐘后開(kāi)始排水；（5）排水完畢后，再由處于下部的電磁進(jìn)水閥開(kāi)始進(jìn)水，進(jìn)水量已經(jīng)根據(jù)先 前的進(jìn)米量設(shè)定好了，用兩邊對(duì)沖的方式把米全部沖進(jìn)電飯煲 里面。（6）當(dāng)所有米和水進(jìn)入到電飯煲里面后，位于電飯煲鍋蓋上進(jìn)米孔上的電磁 閥關(guān)閉，開(kāi)始執(zhí)行煮飯程序。正常運(yùn)行流程圖如圖 5.1 所示2 強(qiáng)制停止流程圖及過(guò)程強(qiáng)制停止過(guò)程

29、是在全自動(dòng)量米洗米煮飯煲已經(jīng)開(kāi)始啟動(dòng)情況下要求停止即將 要進(jìn)行操作而設(shè)計(jì)的，因?yàn)槲覀兘?jīng)常會(huì)遇到比如人數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤，突然不用做飯 等等情況。此時(shí)全自動(dòng)量米洗米煮飯煲就要執(zhí)行特殊的操作?！皬?qiáng)制停止”方式具體控制要求如下：（1） 若按下“停止”按鈕烹飪的全過(guò)程都要停止，儲(chǔ)米箱往洗米倉(cāng)的輸送通道要關(guān)閉，進(jìn)水，排水，電動(dòng)機(jī)電源要關(guān)上，電飯煲電源要關(guān)上。（2）若按下“停止”按鈕，洗米倉(cāng)到電飯煲的輸米通道要打開(kāi)，因?yàn)槿?動(dòng)量米洗米煮飯煲無(wú)法判斷當(dāng)人們作出停止行為時(shí)正處于什么狀態(tài)，有可 能此時(shí)正處于洗米狀態(tài)，大米還留在洗米倉(cāng)中，如果不將大米排走將會(huì)影 響下一次的操作，所以打開(kāi)洗米倉(cāng)到煮米倉(cāng)的輸米通道便于大米的取出。強(qiáng)制停止流程圖如圖 5.2 所示。電動(dòng)機(jī)，逬水閥，儲(chǔ)米箱排栄電磁閥關(guān)4 4井米金排水、排米閥齊洗米倉(cāng)進(jìn)米進(jìn)水洗米完畢排水完畢洗米倉(cāng)進(jìn)水水和米進(jìn)入電飯煲電飯煲電源打開(kāi)結(jié)束3.程序的構(gòu)成此套控制系統(tǒng)的程序由一個(gè)主程序和兩個(gè)子程序組成，主程序要完成正常運(yùn) 行，強(qiáng)制停止情況的判斷，人數(shù)按鈕設(shè)置的判斷