機械專業(yè)---節(jié)能型全自動電蒸柜設(shè)計.doc

目錄內(nèi)容摘要.1第一章引言.2第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計.4第三章系統(tǒng)的設(shè)計要求與設(shè)計方案.103.1系統(tǒng)設(shè)計要求概述.103.2系統(tǒng)總體方案.103.3系統(tǒng)的功能模塊及其分析.11第四章人機界面模塊設(shè)計.154.1顯示設(shè)計.154.2鍵盤設(shè)計.22第五章電子稱重子系統(tǒng)設(shè)計.275.1電子秤的工作原理.275.2單元電路分析.285.3精度計算.335.4雙機通信.37第六章溫度控制子系統(tǒng)設(shè)計.456.1數(shù)字實現(xiàn)SCR過零控制的方法.456.2系統(tǒng)硬件設(shè)計.466.3溫度控制的算法和程序.49總結(jié).65致謝.66參考文獻.66附錄.67內(nèi)容摘要節(jié)能型全自動電蒸柜摘要：本說明書設(shè)計一種節(jié)能型全自動電蒸柜，可以通過電話呼叫使用按鍵控制其自動淘米煮飯（或蒸飯，熱飯）過程，真正實現(xiàn)全自動化。它在柜箱內(nèi)設(shè)有V形水槽、電熱管、感應(yīng)裝置、溫度控制器、時間設(shè)置器和控制電路等裝置。該電蒸柜具有迅速加熱、高效、節(jié)能、安全、可靠及操作方便等特點，是理想的現(xiàn)代化家庭廚具。其內(nèi)部采用以8031單片機為核心的控制系統(tǒng)，設(shè)計中充分利用單片機的內(nèi)部資源，合理選擇元器件使該產(chǎn)品具有性能優(yōu)、成本低等特點。關(guān)鍵詞：電蒸柜；微控制器；單片機；8031Energy-savingautomaticelectricsteamcabinetAbstract:Thisinstructionisadesignofaenergy-savingautomaticelectricsteamcabinet,itcouldthroughphonecallsusingthebuttonstocontrolittowashriceautomaticallyandcookameal(orsteamrice,hotfood),realizestheentireprocessautomationtruly.IthasaV-shapedcounterinsidethewatertank,electriccontrol,sensors,temperaturecontroller,timesettingandcontrolcircuitsandotherdevices.Therapidelectricheatingsteamcabinets,highefficiency,energysaving,safe,reliableandeasytooperate,isidealformodernfamilykitchen.Itsinternaluseofthe8031single-chipmicrocomputerasthecorecontrolsystem,designedtomakefulluseofsingle-chipsinternalresources,areasonablechoiceofcomponents.Sothattheproducthasexcellentperformance,lowcost.Keywords:electricsteamcabinet；microcontroller；Singlechipcomputer；8031第一章引言設(shè)計背景現(xiàn)有的電飯鍋，需要人在現(xiàn)場并通過從另外的儲米處取米、清洗和加水等人工操作程序才能完成蒸飯、熱飯和煮飯的全過程。因此，存在人必須在現(xiàn)場，從另外的儲米處取米、清洗和加水等人工操作使用不方便等缺陷。設(shè)計內(nèi)容為克服現(xiàn)有電飯鍋存在的需要人在現(xiàn)場并通過從另外的儲米處取米、清洗和加水等人工操作程序才能完成蒸飯、熱飯和煮飯的全過程，使用不方便的缺陷。人在現(xiàn)場的時候，只需在電蒸柜的操縱盒上按幾次按鍵；當人不在現(xiàn)場的時候，可以使用電話操作。無論是使用按鍵，還是使用電話通信，電蒸柜都能按照微控制器中所編寫的程序，向各執(zhí)行部件發(fā)出操作指令：能確定米量，從儲米箱向鍋內(nèi)輸米，通過注水系統(tǒng)向鍋內(nèi)輸水和清洗，并能將生米通過蒸煮變成熟飯，將冷飯通過蒸汽變成熱飯。用途及性能簡介本產(chǎn)品是集科技、環(huán)保、節(jié)能、多功能裝置于一體的、理想的新一代產(chǎn)品。它具有如下特性：1、環(huán)保性：本產(chǎn)品是100%環(huán)保產(chǎn)品，衛(wèi)生、無噪音、無煙塵、不會對環(huán)境污染，人性化設(shè)計，保障水箱水清潔衛(wèi)生。2、安全性：電蒸柜具有微電腦芯片全聚脂封閉防止受潮、定時自動裝置、漏電保護裝置、缺水保護裝置、整體聚脂發(fā)泡全天候保溫、精制耐高溫門封密封牢固、缺水報警，自動斷電防止干燒、控制開關(guān)降壓器等。3、節(jié)能省錢：用電蒸柜受熱面積大，氣體均勻分頁，柜體內(nèi)壓力約1公斤，屬中壓蒸柜，蒸氣利用率高。而普通柴油爐蒸柜漏氣嚴重，造成浪費熱能。柴油爐蒸柜屬人工操作，普通超時，浪費柴油更大而且其價格不穩(wěn)定、不斷上漲，故成本更高。然而，用電蒸柜自動控制，5分鐘快速沸騰。自動進入保溫，間歇供熱，鍋內(nèi)溫度維持在6070之間，真正節(jié)能。煤氣、石油氣這些能源越來越緊缺，而隨著高科技的發(fā)展，核電的普及意味著用電價格將越來便宜，新一代智能化電蒸柜極大的迎合了廚房對專業(yè)廚具的市場需求，必將是專業(yè)廚具市場發(fā)展的必然趨勢。4、結(jié)構(gòu)優(yōu)點：采用高效節(jié)能不銹鋼電熱系統(tǒng)，接線按歐洲CE標準接法，全自動電腦監(jiān)控多功能多用途，電蒸柜用雙層不銹鋼板制造，中間夾層填充保溫材料，門邊用耐高溫硅膠條密封保溫性能好，屬中壓蒸飯柜，并且可隨時移動、搬遷?？朔瞬裼蜖t蒸飯柜熱能散發(fā)快，保溫能差，柜門邊漏氣嚴重，浪費能源，增加成本等缺點。第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計電蒸柜的部件有：柜體、操縱盒、儲米系統(tǒng)、米量傳輸器、漂浮物清除箱、重疊式清洗件、輸米門、V型水槽、蒸飯輸米系統(tǒng)、平衡器、煮飯區(qū)、注水系統(tǒng)、水流量電磁閥和排泄系統(tǒng)等。下面簡述各部件的特點及功能。柜體本設(shè)計所述的柜體為立柜式柜體，所有部件和開關(guān)都設(shè)置在柜內(nèi)。柜體的主要柜框設(shè)有：柜頂門、檢查門、大米集中輸送框、取飯區(qū)、隔板、電源總開關(guān)和啟蓋開關(guān)。柜頂門：蓋住儲米箱的一道箱頂門，只要將門一打開，既可以檢查儲米箱內(nèi)儲米量的多少，也可以將購入的大米在儲米箱進行存儲。檢查門：可檢查米量傳輸器的運轉(zhuǎn)情況，也可視察重疊式清洗件清洗大米的全過程。取飯門：將已經(jīng)蒸、熱、煮好的熟飯進行提取的柜門。隔板：將操縱盒、儲米系統(tǒng)、米量傳輸器、漂浮物清除箱、重疊式清洗件、輸米門、蒸飯輸米系統(tǒng)、平衡器、煮飯區(qū)的部分部件與注水系統(tǒng)和排泄系統(tǒng)的部分部件采取隔離措施的柜板。電源總開關(guān)：向所有電器部件提供電源和關(guān)閉電源的總開關(guān)，設(shè)置在外墻板上。操縱盒本設(shè)計所述的操縱盒指揮柜內(nèi)各個執(zhí)行部件實施有效運轉(zhuǎn)的自動化控制中心。內(nèi)設(shè)有：微控制器、通信交換器、按鍵、顯示屏、警示燈、溫控器和控制電路等。微控制器：將CPU、RAM、ROM、定時器/計數(shù)器、I/O接口電路等微型機的主要部件集成在一塊芯片上的單片微型機。微控制器能接受電話、按鍵和調(diào)整開關(guān)向柜內(nèi)輸入的煮飯、蒸飯、熱飯的類別信息，能接收需要執(zhí)行多少飯量、多少水量的數(shù)量信息。能按照所編制的程序，向各個部件發(fā)出執(zhí)行指令，并能將各部件所反饋的信息予以接收，經(jīng)相應(yīng)的處理，再發(fā)出下一步操作指令。通信交換器：電話或手機是由外界向電蒸柜輸入的信息，由通信技術(shù)中主機轉(zhuǎn)分機的通信交換器，將外來信息轉(zhuǎn)換成微控制器中CPU能接受的信息。在通信交換器中還設(shè)置有一個比較特殊性的控制程序：當電蒸柜沒有電源的時候，一切操作程序無法實施，通信交換器則會及時提醒通信者。按鍵：向微控制器輸入相關(guān)信息的開關(guān)，按鍵的功能與計算機中的鍵盤雷同。設(shè)有煮飯鍵、蒸飯鍵、熱飯鍵、復位鍵、刪除鍵、確定鍵和數(shù)字09共16個按鍵。顯示屏：顯示時間、警示信息和工作狀態(tài)等的屏幕。警示燈：是電蒸柜執(zhí)行工作中出現(xiàn)故障時所顯示的發(fā)光二極管，具體的故障信息在顯示屏上顯示。溫控器：煮飯時控制和調(diào)整內(nèi)鍋溫度的電器開關(guān)。開啟煮飯時，內(nèi)鍋的溫度上升到一定的數(shù)值（101）時，向微控制器提供信息，關(guān)閉電熱盤開始進入保溫控制。當內(nèi)鍋中已經(jīng)煮熟的熱飯溫度下降到一定的數(shù)值（60）時，向微控制器提供信息，再次開啟電熱盤，進行保溫加熱，溫度上升到一定的數(shù)值（70）時，又關(guān)閉電熱盤，如此循環(huán)將內(nèi)鍋溫度控制在6070之間。控制電路：將柜內(nèi)所有尼阻、整流和檢波等保護系統(tǒng)的電子部件，以及將所有電器、各種開關(guān)進行連接的電路。儲米系統(tǒng)本設(shè)計所述的儲米系統(tǒng)包括儲米和輸米所需的部件，米量小和缺米時，通過警示開關(guān)和停止開關(guān)，及時向微控制器提供儲米量的信息。內(nèi)設(shè)有：儲米箱、重量檢測器、重量檢測配件和調(diào)整圈。儲米箱：儲米和輸米所用的箱子。箱子容量的大小，根據(jù)內(nèi)鍋的容量而定。重量檢測器：測量儲米箱內(nèi)的儲米量。當大米放在儲米箱內(nèi)時，壓力施給傳感器，該傳感器發(fā)生形變，從而使阻抗發(fā)生變化，同時使用激勵電壓發(fā)生變化，輸出一個變化的模擬信號，該信號經(jīng)放大電路放大輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號輸出到CPU運算控制，CPU根據(jù)鍵盤命令以及程序?qū)⑦@種結(jié)果輸出到顯示器，直至顯示這種結(jié)果。米量傳輸控制器本設(shè)計所述的米量傳輸控制器是向飯盤和內(nèi)鍋輸送米量的控制器件。內(nèi)設(shè)有：電磁機、控制閘和輸米口。電磁機：受微控制器開啟的指令，控制閘的電磁機內(nèi)產(chǎn)生磁場，將磁感應(yīng)桿內(nèi)吸，彈簧擠壓檐支座，并帶動控制閘打開。受微控制器關(guān)閉的指令，電源消失，電磁機內(nèi)的磁場消失，彈簧將磁感應(yīng)桿回歸至原位，將控制閘關(guān)閉。以下使用的電磁機原理與此相同?？刂崎l。將進入清除箱內(nèi)的大米和水進行保存。由微控制器操縱閘門，將大米和水輸入重疊式清洗件。輸米口。將大米和水輸入重疊式清洗件的輸送口。漂浮物清除箱本設(shè)計所述的漂浮物清除箱能存裝大米和水源，并將大米中遺留的谷糠及其它能漂浮的雜物予以清除的箱子。箱口置有能使大米順利下滑至重疊式清洗件的弧泄口。內(nèi)設(shè)有：輸水管道、漂浮物排泄口、電磁機、控制閘和輸米口。輸水管道：向漂浮物清除箱提供水源的管道。安置在漂浮物清除箱頂端。輸水管道的水源出水口很狹窄，能形成噴射狀水平面，將漂浮物清除箱內(nèi)干糙的大米，經(jīng)水平面噴濕后能沉入箱底，避免大米因干糙產(chǎn)生漂浮，進入漂浮物排泄口。為了避免漂浮物在清除箱內(nèi)產(chǎn)生旋渦，無法進入漂浮物排泄口。臨檢查門處的出水口口徑稍大，臨隔板處的出水口口徑稍小，使漂浮物因水流沖擊力度的差異，順利地進入漂浮物排泄口。與此同時，口徑稍大的出水口在形成噴射狀時，水平面由于水的重力大拋物線的角度也大；口徑稍小的出水口在形成噴射狀時，水平面由于水的重力小拋物線的角度接近直線式:水流有這樣的沖擊方式，能將混在米上面半浮在水中的雜物，送入漂浮物排泄口。漂浮物排泄口：將谷糠及其它漂浮物排入廢物廢水箱的排泄口。電磁機、控制閘、輸米口的功能與米量傳輸控制器中的相同。重疊式清洗件本設(shè)計所述的重疊式清洗件是將比大米小的雜物進行排除的部件。大米的清洗過程已經(jīng)拋棄了人類養(yǎng)成的洗米需用某種器具進行攪拌的習慣，而是依據(jù)山澗溪水能將石塊棱角消失的特點，讓水流產(chǎn)生激烈的沖擊面，完成對大米進行清洗的全過程。內(nèi)設(shè)有：清洗板、排泄板、輸水條、輸水縫、結(jié)合條、支撐架和輸米門。清洗板：清洗大米所用的板塊。板塊呈方框狀，板面上置有比米顆粒稍小的圓孔或細型長孔。米在遭受水流的沖擊下能沿著板面順利下滑，又能將比米粒稍小的一些雜物和廢水，通過圓孔下泄，進入排泄板。板端置有能使清洗過的大米順利下滑的弧泄口，板邊側(cè)有預防大米和廢水外泄的防泄墻。排泄板：排泄雜物和廢水的板塊，板塊與清洗板一致呈方框