摘要：随着现代居民生活智能化水平的不断提升，智能化的家用电器应用也不断增多，智能商用洗碗机就是其中之一。传统洗碗机在清洁力和细菌消杀方面存在一定缺陷，而现代智能商用洗碗机设计中，通过对于其控制系统优化设计，可以提升洗碗机控制效果，适应市场需求，提升功能价值。本文基于PLC和MCGS技术探究智能商用洗碗机控制系统应用思路，为智能洗碗机控制技术优化设计和应用提供一些参考。

关键词：PLC；MCGS；智能商用洗碗机；控制系统；应用

引言

智能化是目前厂商研究和技术发展的重点领域。本文重点对于智能商用洗碗机的PLC控制系统进行设计研究，探究将三菱PLC技术和MCGS触摸屏组合应用，解决实际洗碗机控制中的现实问题。基于PLC技术的高抗干扰能力、高可靠性、易维护等优势发挥，加上MCGS组态软件对数据全面采集和优化处理，真正实现智能商用洗碗机控制系统的自动化目标。

1.PLC和MCGS技术在控制系统设计中的应用优势

1.1PLC

当前，自动化技术正在越来越多的领域得到应用和推广，相关基础技术不断优化和更新，电气工程控制和自动化水平大幅提高[1]。PLC技术的运用在当前的电气自动控制中具有显着的应用优势。它是当前机电自动控制的关键技术之一。从应用技术优势来看，主要涵盖以下几个方面：

第一，PLC技术的特点是具有一定的可靠性。该技术可以有效控制相关干扰因素。与其他产品和技术相比，PLC技术本身更加可靠，在复杂环境下使用时可以减少对环境的影响。

第二，技术处理效率大幅提高。PLC技术可以帮助电气设备实现自动化，消除接线，并提高整个控制系统的速度和效率。

第三，减少系统故障。PLC技术的应用对于相应电气设备的故障诊断也非常有效。故障诊断的基本原理是通过隔离PLC系统的输入来采集接收系统或设备的故障信号。根据这种管理方法，系统使用的主要中断处理方式包括间隔定时器、输入端子、高速计算机等。这种故障诊断技术主要是在不影响主系统正常使用的情况下停止出现故障的系统，能够及时发现并排除故障，有效保证故障系统的安全，避免整个装备系统和装备升级的损失。利用PLC技术可以减少相关电气设备自动控制中的系统故障问题[2]。如果系统在运行过程中出现故障，系统可以在短时间内做出准确的诊断。PLC技术本身具有故障检测功能，它通过编程软件获取相关信息，分析故障的位置和原因，并提供故障排除解决方案。

1.2MCGS

考虑到MCGS嵌入组态软件的整体速度快、容量小、稳定性强、成本低、性能强大、操作简单、通讯便利等优势，所以本次系统设计中考虑将MCGS和PLC进行通讯连接。

2.控制系统设计

2.1控制原理

此次设计的洗碗机控制系统主要由MCGS触摸屏发布指令，通过PLC控制对象运行，并同时对PLC进行监控，这样用户在触摸屏上就能直观的看到洗碗机的工作进程，提升控制效果，也能提升系统的工作效率，提高洗碗机的清洁度[3]。

系统在完成通电后，PLC可以按照事先编制好的程序运行，通过程序对于各个开关触点进行控制，确保其按要求开启和断开，这样就能驱动接触器以及电磁阀及时的得是电，实现对于洗碗机的工作过程控制。

2.2系统硬件设计

智能商用洗碗机由带有软件的控制器控制。洗碗机控制系统必须由微控制器控制。目前常用PLC是三菱FX3U-64MR型和TPC7062KS型MCGS触摸屏，控制系统主要以PLC为控制核心，还包括水温检测电路、水位检测电路、门控电路、蜂鸣器、液晶显示电路等，驱动电路、人机交互界面等。水温传感器采集水温信息并控制电阻丝加热；水位传感电路确定水位并用于控制进水和出水；门控制电路用于判断洗碗机是否关闭；蜂鸣器和液晶屏主要是为了方便用户操作洗碗机。当出现故障时，他们可以及时发现并帮助解决。驱动电路主要控制电磁阀、电阻丝、电机和灭菌器[4]。

PLC输入输出口，只将必须要接入的高液位检测开关、低液位检测开关、浊度传感器以及急停外部按钮PLC输入口，其他比如模式选择开关、水温选择开关和水位选择开关均放置在触摸屏画面上；还有起动开关、急停按钮、预习启停开关、冲洗启停开关等等也放在触摸屏画面上。

输出口中，必须驱动接触器、电磁阀或者蜂鸣器的输出口都必须通过PLC输出口对外接线，因为选的是继电器输出的PLC，所以PLC输出口可以直接驱动线圈220V交流的接触器或者额定驱动电压为220V交流的电磁阀或蜂鸣器。另外相关的信号显示灯均可以放在触摸屏画面上。

2.2.1 水温检测电路

采用模拟温度传感器来获得非常准确的温度测量值，并在短时间内将其转换为数字。

2.2.2 水位检测方案

为了保证洗碗机自动注满水，洗碗机通常采用光电水位传感器来检测水位。光电水位传感器还具有体积小、安装方便、水位控制精度高等优点。

2.2.3 液晶显示电路

液晶显示系统可以显示洗碗机的运行状态、洗涤状态、故障信息等信息。

2.2.4人机界面方案

根据系统控制要求，利用MCGS组态软件设计生产界面，将模式选择开关、水温选择开关和水位选择开关均放置在触摸屏画面上；还有起动开关、急停按钮、预习启停开关、冲洗启停开关等等也放在触摸屏画面上。另外相关的信号显示灯均可以放在触摸屏画面上。

MCGS工作台的设备窗口，要单击设备组态，进入设备组态界面，单击工具条中的工具箱按钮，弹出设备工具箱对话框，在设备工具箱对话框中，先后双击通用串口父设备和三菱_FX系列编程口，将它们添加至设备组态界面；双击三菱_FX系列编程口，在弹出的设备编辑窗口中，选择三菱FX系列PLC的CPU类型，即FX3U；然后增加需要与PLC通信的相关设备通道并点击确认。

2.3系统软件设计

软件设计上，采用顺控设计法编程，用选择序列划分自动控制程序和手动控制程序，自动控制程序是一个单序列的顺控程序；而手动部分则洗碗机需要的每个动作都是手动来完成。程序设计好之后，可以先用软件进行仿真，仿真发现问题可以进一步修改PLC程序，知道仿真完全实现功能后，再与触摸屏进行联调。

总结：设计基于PLC与MCGS的智能商用洗碗机控制系统，这类洗碗机能够完成冲渣喷淋、餐具分拣、预洗、超声波主洗、冲洗、远红外线烘干、臭氧消毒等功能。且洗碗机设置了手动和自动两种不同模式，可以满足不同用户的需求。用户在使用洗碗机之前，应先打开电源并自动启动，然后根据启动时显示的状态进行下一步操作。如果情况正常，可以将其放入洗碗机中，关闭门控制电路，手动设置洗涤水温、洗涤时间等洗涤条件；完成设置后，启动洗碗机程序，洗碗机将在控制系统的控制下自动启动。这类智能商用洗碗机能够更好的解决用户的洗碗问题，为用户带来便利。

参考文献：

[1] 陈政光.基于三菱PLC与MCGS的智能商用洗碗机控制系统设计[J].机电信息，2021（15）：27-29，32.

[2] 巨姗.多传感智能洗碗机控制系统的设计与开发研究[J].数码设计（上），2019（3）：150.

[3] 张伏，邱兆美，王俊，等.基于西门子PLC的洗碗机控制系统设计[J].制造业自动化，2013（19）：31-33.

[4] 李庆梅.基于AT89C51的自动洗碗机的控制系统设计[J].机械制造与自动化，2010，39（1）：169-171.

作者简介：郭夕琴，性别：女，民族：汉，籍贯：如皋，出生年月：1970年2月，职称：高级工程师，学历：本科，研究方向：电气工程，电气控制