新型家庭储米清洗机控制系统的设计

新型家庭储米清洗机控制系统的设计

李清

国家电网辽宁电力有限公司朝阳供电公司辽宁朝阳122000

摘要：本文研究的这款实用新型家庭储米清洗一体机非常符合家庭使用，方便而不占空间。人们可以将从超市买来的米倒入储米机里，安全贮存，不用担心米会受潮，更不会受到外界老鼠等生物的危害。操作者可以通过控制端操作该装置，恒温加热器控制器可以控制恒温加热器，对储米箱内的米进行加热，起到排湿除虫的作用。

关键词：清洗机；新型家电；控制系统；

1.序言

笔者设计的这款实用新型家庭储米清洗一体机包括了储米箱、淘米箱、污水箱、中央处理器模块及各控制器。操作者可以通过控制端操作该装置，恒温加热器控制器可以控制恒温加热器，对储米箱内的米进行加热，起到排湿除虫的作用。与此同时，操作者可以通过控制端操作该装置，设定好淘米的米量，通过储米箱排米阀门控制器控制淘米箱的进米量，通过淘米箱排水阀门控制器控制淘米箱的进水量，然后可以通过淘米箱搅拌器控制器控制淘米箱搅拌器进行搅拌，起到淘米的作用，并且淘米器采用倾斜式滚筒，真正做到水量少而效率高，清洗干净，不但十分节省资源，而且效率高清洗干净。淘完后通过淘米箱排水阀门将污水排入污水箱内，通过淘米箱排米阀门将干净米排出，实现了自动淘米过程。这种清洗方式不单单可以用来清洗大米，而且可以清洗黄豆绿豆等食品，洗完后的食品依旧会被排入盛干净米的空间。

2.淘米箱的作用及工作原理

淘米箱由别离器和供水桶构成一体，在别离器的内腔按纵向顺次设置有落米室、米砂别离室、存米室及漂浮物排出室，水泵和落米室及供水桶相接，米泵别离经过输米管和送米管与存米室及米水别离器相接，它是运用各种物质不一样比重，将砂石、米虫、糠皮、尘土等杂物铲除去。运用时把大米投入不锈钢料斗中，洗米机经过高水压从料斗底部将大米吸走流入下一个不锈钢容器中，然后从这个容器底部吸走，再从顶端流入。洗米机这个动作循环一个周期，使大米得到了充沛的清洗和浸洗，最终经过主动程式操控吸入另一个米水别离设备将水分滤去。

3.控制系统的选择及工作原理

在提出上述控制要求后，我们需要选择出合适的控制设备来实现。如果我们采用早期的将接触器、各种继电器、定时器、其他电器及其触头按一定逻辑关系连接的继电接触器控制系统。虽然它机构简单、价格便宜、便于掌握，在一定范围内能满足控制要求，但也存在着设备体积大，动作速度慢，功能少而固定，可靠性差，难于实现较复杂的控制的特点，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成的系统，接线复杂，但家庭储米清洗机的控制要求有什么改变时，原有的接线盒控制盘就要更换，缺乏通用性和灵活性。

再者，如果我们采用小型计算机来实现，虽说通用性和灵活性较前者有很大提高，但由于价格高，输入、输出电路不匹配和编程技术复杂等原因，也不适合在本设计中使用。而现在广泛应用于工业控制系统的PLC正是对控制系统的实现的最佳选择。

4.控制系统的构成

根据上一节提出的控制要求，能够基本判断出所需的外围设备。在这个设计中我们的最终想法是在无人参与的情况下完成变大米为米饭的课程，所以庭储米清洗机我们能提前想象到设计中应该用到的元器件等等，首先我们觉得必须要有一个储米的容器，因为只有这样才能适时地保证大米供应，为了在以后设计中便于理解我们将之取名为储米箱，有了储米箱当然要有一个通道，用来完成从储米箱取米。这样才能保证大米的有序进入，而这个通道要完成自动控制就必须设定一个电磁阀。这是其功能及控制要求决定的。又因为我们在日常生活中买的大米都是必须经过清洗才能加工进食的，所以在本设计中也必须有一个能进行清洗的装置，在这个装置中应该包括两个进水通道，一个排水通道，一个排水及米混合物的通道和一个圆锥形洗米器及一个小型电动机。为了在以后设计中便于理解我们将之取名为洗米仓。

控制系统图能在控制要求既定的情况下最直观的观看PLC对外围设备的控制，因为所用的外围设备都要与PLC的I/O接口相连，所以在完成外围设备的选择后，决定PLC就成为最主要的工作了。因为只有在PLC确定的情况下，才有办法完成控制系统的设置。针对不同的PLC有着不同的设计思维方法，由于I/O接口不同有可能还涉及增添各种模块等。通过综合比较，我们选择西门子公司的S7-200系列PLC，因其具有体积小、运行速度高、功能强等特点，所以我们在本设计中采用了西门子公司的S7-200系列PLC，再根据设计中可能用到的I/O数等参数分析在本设计中最适合的CPU为CPU224。

5.正常运行流程图及运行过程

（1）按开始按钮，设定人数，电磁排米阀打开，开始排米。通过程序精确控制排米量

（2）进米停止后洗米仓开始进水，此时进水工作由上部电磁进水阀完成；

（3）一边进水时，一边启动电动机开始大米的清洗工作；实现对大米的不断冲洗和搅拌，保证大米的清洁度。

（4）2到3分钟后开始排水；

（5）排水完毕后，再由处于下部的电磁进水阀开始进水，进水量已经根据淘米空间确定，用少量水完成清洗。

6.强制停止流程图及过程

强制停止过程是在家庭储米清洗机已经开始启动情况下要求停止即将要进行操作而设计的，因为我们经常会遇到比如人数设定错误，突然不用做饭等等情况。此时，家庭储米清洗机就要执行特殊的操作。

“强制停止”方式具体控制要求如下：首先，若按下“停止”按钮烹饪的全过程都要停止，储米箱往洗米仓的输送通道要关闭，进水，排水，电动机电源要关上，电饭煲电源要关上。然后，若按下“停止”按钮，洗米仓到电饭煲的输米通道要打开，因为全自动量米洗米煮饭煲无法判断当人们作出停止行为时正处于什么状态，有可能此时正处于洗米状态，大米还留在洗米仓中，如果不将大米排走将会影响下一次的操作。

参考文献

[1]章珏瑞.智能家电控制系统的设计及其实现[J].电子技术与软件工程.2015（7）.

[2]关学忠，迁华斐，孙丽玲，汤宇.基于电力载波芯片的家电控制系统设计[J].单片机与嵌入式系统应用.2010（9）.

作者简介：李清（1970—），男，国家电网辽宁电力有限公司朝阳供电公司专责工程师。