摘 要：結(jié)合洗碗機的功能需求需要對控制系統(tǒng)設(shè)計方法進(jìn)行深入研究。本文先闡述了自動洗碗機控制系統(tǒng)的設(shè)計思路，并從水溫檢測、水位檢測以及液晶顯示三方面分析了自動洗碗機控制系統(tǒng)的電路設(shè)計內(nèi)容，同時分析了控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計方法，為提高自動洗碗機控制系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性提供參考。

關(guān)鍵詞：自動洗碗機；控制系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計

前言

隨著經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，洗碗機作為一種自動化設(shè)備逐漸被應(yīng)用于各個家庭中，極大的減輕了人們的家務(wù)負(fù)擔(dān)。在洗碗機的自動控制系統(tǒng)中主要分為硬件電路設(shè)計以及軟件設(shè)計，為了確保自動洗碗機控制系統(tǒng)能夠滿足人們不同洗滌溫度、洗滌時間及消毒等各種需求，需要提升自動控制系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

一、自動洗碗機控制系統(tǒng)的設(shè)計思路

自動洗碗機控制系統(tǒng)主要包含水位、水溫檢測電路，門控、鍵盤電路、警報器及液晶顯示電路。控制系統(tǒng)中水位檢測電路的主要功能是檢測水位的高度，進(jìn)而控制進(jìn)水及排水閥。水溫檢測電路能夠根據(jù)用戶的設(shè)定要求控制電阻絲，進(jìn)而使水溫達(dá)到用戶要求。門控電路主要檢測洗碗機門的關(guān)閉狀態(tài)。鍵盤電路主要供用戶設(shè)置洗滌條件。液晶顯示及報警器主要是顯示洗碗機的工作狀態(tài)并且在系統(tǒng)運行故障時能夠控制報警器提醒用戶排查故障。應(yīng)用強電驅(qū)動電路控制進(jìn)水、排水電磁閥、加熱電阻絲以及消毒器。

二、自動洗碗機控制系統(tǒng)的電路設(shè)計

（一）水溫檢測

在控制系統(tǒng)中的水文檢測電路可以應(yīng)用單總線器件，此類器件可以將地址線、控制線等合為信號線，具有成本低、操作簡便、較強抗干擾性能的優(yōu)點[1]。在應(yīng)用單片水文檢測電路時需要選擇外部供電的方式，最終實現(xiàn)測量水溫的目標(biāo)，并提高水溫檢測的精準(zhǔn)度。為了使控制中心讀取到水溫測量的結(jié)果，需要首先初始化水溫檢測電路及存儲器操作命令，當(dāng)水溫檢測電路上電后，向中心控制系統(tǒng)發(fā)送應(yīng)答脈沖，進(jìn)而顯示工作狀態(tài)已調(diào)整完畢。此時中心控制系統(tǒng)采用拉低總線電平的方式將脈沖復(fù)位，最終將總線釋放進(jìn)入信號接收狀態(tài)。因此在應(yīng)用水溫檢測電路時，可以在系統(tǒng)中寫入固定代碼便可以向系統(tǒng)輸入操作命令，進(jìn)而實現(xiàn)對系統(tǒng)水溫的控制，如果需要改變設(shè)定的水溫，則可以向控制中心發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換的命令實現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)換。

（二）水位檢測

洗碗機除了需要控制水溫外，還需要對系統(tǒng)的進(jìn)水及排水進(jìn)行控制。因此在控制系統(tǒng)中要應(yīng)用光電水位傳感器，此傳感器的結(jié)構(gòu)內(nèi)部有紅外發(fā)射二極管以及光敏晶體管，以實現(xiàn)對洗碗機的水位限制。并且光電水位傳感器相較于其他水位開關(guān)控制器件相比，具有體積小、結(jié)構(gòu)密集、安裝操作便捷以及水位檢測精準(zhǔn)度高等優(yōu)點。為了檢測洗碗機中的最高水位及最低水位需要安裝兩個光電水位傳感器。兩個光電水位傳感器均是四端口器件，四個端口分別連接電源、上拉電阻、電阻分壓以及接地。水位檢測電路的工作原理是如果進(jìn)水水位沒有達(dá)到洗碗機設(shè)定的最高水位值，則紅外發(fā)射二極管會發(fā)射光線到光敏晶體管，進(jìn)而控制進(jìn)水電磁閥以及指示燈，最終實現(xiàn)自動進(jìn)水。如果進(jìn)水水位已經(jīng)達(dá)到了最高水位，則二極管發(fā)射的光線便無法達(dá)到光敏晶體管，此時進(jìn)水電磁閥便會關(guān)閉。實現(xiàn)自動排水功能的工作原理與進(jìn)水原理相一致。

（三）液晶顯示

為了向使用者顯示洗碗機系統(tǒng)運行的狀態(tài)、水溫、消毒情況以及問題故障等信息，需要安裝液晶顯示電路。應(yīng)用內(nèi)置芯片的液晶顯示電路，可以不用再提取字模。液晶顯示電路需要連接電源及接地，通過連接可變電阻接地能夠?qū)σ壕э@示的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外還要將液晶顯示電路與總線通道相連，最終形成控制信號的通道。為了避免造成過多的能耗，可以通過控制輸出電平的高低來控制液晶顯示的工作狀態(tài)，在洗碗機工作時可以拉高背光電源來點亮液晶。在其停止工作時可以將電平拉高而拉低背光電源來關(guān)閉液晶。

三、自動洗碗機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

針對自動洗碗機控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計主要分為六個步驟，首先控制進(jìn)水、加溫及注入清潔劑的過程，再進(jìn)行清洗控制，清洗完畢后進(jìn)行消毒及排水。如果在控制系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)了任何故障可以立即觸發(fā)故障報警以及停機運行的功能?？傊刂葡到y(tǒng)軟件必須按照洗碗機的功能要求進(jìn)行編寫，其軟件模塊主要包含自檢、初始化、顯示運行狀態(tài)、鍵盤操作狀態(tài)等。

使用洗碗機前，需要先查看洗碗機的工作狀態(tài)，控制弱電源開關(guān)設(shè)置洗滌條件，設(shè)置完畢后可將碗盤放入清洗室，關(guān)上機門后再根據(jù)洗滌要求設(shè)置水溫及水位，全部條件設(shè)置完畢后啟動洗碗機。此時洗碗機便會自動注入清潔劑，并在運行過程中時刻檢測水位狀態(tài)。在清洗完畢后會啟動消毒系統(tǒng)，并控制蜂鳴器提示使用者是否清洗完畢。在故障報警模塊中需要編寫進(jìn)水閥、排水閥、加熱器、電機等各部分的故障內(nèi)容，確?？刂葡到y(tǒng)在運行過程中如果發(fā)生任何故障問題時能夠立即觸發(fā)報警器，有效確保洗碗機運行的安全。此外，在編寫系統(tǒng)軟件的子程序時，要編寫包括發(fā)送、接收、中斷、顯示等子程序的內(nèi)容，使用者可以通過鍵盤模塊來設(shè)置洗碗機的運行模式及洗滌條件，同時技術(shù)維修人員可以利用鍵盤模塊輸入密碼來查看系統(tǒng)運行的狀態(tài)并設(shè)置系統(tǒng)運行的參數(shù)。

總結(jié)

綜上所述，為了實現(xiàn)自動洗碗機的各項功能，需要科學(xué)的設(shè)計電磁閥、電阻絲、清洗器等各硬件設(shè)備，并按照洗碗機的工作流程編寫控制系統(tǒng)的軟件，最終通過液晶顯示洗碗的工作狀態(tài)及清潔消毒的相關(guān)標(biāo)志。此外，還需要在系統(tǒng)中安裝報警器，及時警報控制系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的故障問題。

參考文獻(xiàn)

[1]許榮再.一款基于STM8S系列單片機的洗碗機控制器設(shè)計及實現(xiàn)[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)：中旬刊， 2014（7）：23-25.

[2]張伏，邱兆美，王俊.基于西門子PLC的洗碗機控制系統(tǒng)設(shè)計[J].制造業(yè)自動化， 2013（19）：31-33.

作者簡介：

竇海偉（1978年10月）男；民族：漢族；籍貫：山東省菏澤市；職稱：助理工程師，學(xué)歷：大學(xué)本科，研究方向：家用洗碗機、油煙機、集成灶。