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PLC在自动咖啡机中的应用

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  【摘要】本次自动咖啡机设计主要是以西门子PLC为主体,利用PLC程序实现对咖啡豆的磨粉、冲制和调制等主要步骤的控制要求,并且加入牛奶伴侣和糖的搭配。通過温度、液位及位置检测等一系列传感器和电磁阀的应用,实现对咖啡粉、水及其各种配料的通断和加入量的控制,从而完成咖啡的自动冲制和机器的自动清洗。此次课题设计将对其硬件和软件系统的组成及其传感器的选用进行详细的介绍,从而完成控制程序的编写。
  【关键词】自动咖啡机  西门子  PLC  传感器
  一、咖啡机的发展历史和趋势
  咖啡是世界上最流行的饮品之一,它给人们带来愉悦和兴奋。随着我国的改革与开放,目前世界上最为流行的意大利特浓咖啡、卡布其诺以及拿铁牛奶咖啡等也摆到了国人的餐桌上,而且被越来越多的人们所喜爱。
  咖啡食品机大致可分为三类:蒸汽压力式、滴液式和蒸馏渗滤式。要制作的咖啡品种也很多,如现磨咖啡、浓缩咖啡、泡沫牛奶咖啡和美国式淡咖啡等。近年来,欧洲的全自动食品咖啡机市场发展很快,平均以20%—25%的速度增长。
  2002年蒸汽压力式咖啡食品机的销量首次超过传统的滴液式咖啡机。仅德国的蒸汽压力式咖啡机年需求量就是460万台,排在所有家用食品机械产品的首位。
  当今社会,社会和消费者对咖啡机的要求越来越苛刻。我们要清楚意识到这一点,本着人本主义的思想去研发和设计处处体现了人性化,处处为使用者考虑;为了满足社会和消费者越来越苛刻的要求各大厂商使出浑身解数投入巨资进行外观和使用体验的研究,要给消费者最完美的使用体验。
  二、自动咖啡机的设计
  自动咖啡机工作流程(见图2-2)
  三、自动咖啡机的设计原理
  自动咖啡机,又称为水量自动型咖啡机,内部装有电子控制系统。用来控制每杯的水量。这一复杂的系统在制作一杯咖啡时能决定何时中断水流。
  并且由于现磨咖啡的制作过程又比较复杂,而市场上的咖啡机只能冲制一些单一的简单的咖啡,无法满足人们对咖啡多样化,高品质的要求。
  此次设计是用西门子PLC程序来满足自动咖啡机的各种功能,用各种电磁阀来控制水、咖啡以及各种配料加入量的多少。这样不但可以将现磨咖啡豆的过程自动化,还可以根据人们不同的喜好冲制各种口味不同的高品质咖啡。
  设计要求如下:
  1.按下电源按钮,接通电源开始加热水。
  2.自动加水后开始加热,当温度到达设定值时灯亮(红)。
  3.按下相应键选择放糖或者牛奶伴侣(放糖量和牛奶的量由电磁阀Q1.5、Q1.6、Q1.7和Q2.0控制,放出来的量以5秒为一份量),然后再直接放出咖啡与其混合,制作出不同口味的咖啡。
  4.按下“咖啡”键则直接放出咖啡粉(3秒为一份量),并可以通过“+”和“—”键控制咖啡的量,冲制出浓淡不易的口味。
  5.按下“清洗”键,咖啡机能进行内部的自动清洁,免去拆装的麻烦。
  6.智能提示:自动提示缺水、加热状态,通过传感器检测和LED灯显示。
  7.停止功能:如遇突发状况,可按下停止按钮,随时停止任一工序。
  四、结束语:本次PLC控制自动咖啡机设计,篇幅有限主要从硬件方面分析设计,通过设计了解自动咖啡机的工作原理。
  参考文献:
  [1]廖冬初 聂汉平《电力电子技术》武汉 华中科技大学出版社 2007
  [2]潘坚《全自动咖啡机的研究 》家电科技, 2005
  [3]高钦和《可编程控制器应用技术与设计原理》北京人民邮电出版社2005
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