智能微波爐電路設(shè)計(jì).doc

智能微波爐電路設(shè)計(jì)第1章 緒 論1.1 引言隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電子技術(shù)傳感技術(shù)以及材料技術(shù)近年來(lái)得到了很大的發(fā)展。國(guó)內(nèi)外微波爐研發(fā)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)工廠，為了滿足微波爐消費(fèi)者的使用要求，將各種先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用微波爐，推出了一系列新穎先進(jìn)的微波爐產(chǎn)品。這些微波爐新產(chǎn)品，反映了微波爐技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，這些趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）智能化。采用微電腦控制技術(shù)和傳感器感測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)微波爐的智能化加熱烹調(diào)，是微波爐技術(shù)發(fā)展的一大方向。這中智能化的微波爐，無(wú)需使用者在操作按鍵上輸入烹調(diào)時(shí)間、加熱功率、食物重量等參數(shù)，只要按一下啟動(dòng)鍵，微波爐內(nèi)的傳感器就將檢測(cè)到的食物溫度、整齊濕度等參數(shù)不斷輸出給電腦控制芯片，微電腦控制芯片進(jìn)行一系列的運(yùn)算、比較、分析之后，輸出相應(yīng)的指令，自動(dòng)控制微波爐的加熱時(shí)間和功率大小，實(shí)現(xiàn)智能化全自動(dòng)烹調(diào)。（2）多功能。隨著現(xiàn)代化人們生活節(jié)奏的加快以及追求生活質(zhì)量的提高，對(duì)于食物的加工烹飪也提出了更高的要求，因而出現(xiàn)了多功能的微波爐。比如將電烤箱的燒烤功能元件加入微波爐，制造出的微波爐燒烤組合微波爐，就是一個(gè)例子。這種微波爐目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)非常普遍，其優(yōu)點(diǎn)就在于利用微波爐能量快速烹調(diào)，使食物具有更好的口感和視覺(jué)效果效應(yīng)。（3）節(jié)能化。松下公司將變頻技術(shù)應(yīng)用于微波爐推出的變頻微波爐產(chǎn)品，通過(guò)將市電電源換為變頻電源，能將50Hz的電源任意轉(zhuǎn)換成2000045000Hz的高頻電源，供給微波爐產(chǎn)生電路，使微波爐的輸出功率隨著電源頻率的變化而改變，從而改變了以往微波爐利用占空比原理調(diào)節(jié)微波爐輸出功率的方式，不僅使得微波爐能量產(chǎn)生電路的供電系統(tǒng)的體積重量大大減小，而且使得耗電量減少了四分之一左右。（4）健康化。隨著人們健康環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)于食品中熱量的限制也愈加重視。作為現(xiàn)代化食品烹調(diào)器具的微波爐，能烹調(diào)出低熱量的保健食品。（5）操作簡(jiǎn)便化。采用各種液晶觸摸式控制面板和聲控傳遞系統(tǒng)，使得這種多功能微波爐的操作變得簡(jiǎn)單易行。1.2 微波爐概述微波爐其實(shí)就是用微波來(lái)煮飯燒菜的。微波爐是一種用微波加熱食品的現(xiàn)代化烹調(diào)灶具。微波是一種電磁波。微波爐由電源，磁控管，控制電路和烹調(diào)腔等部分組成。電源向磁控管提供大約4000伏高壓，磁控管在電源激勵(lì)下，連續(xù)產(chǎn)生微波，再經(jīng)過(guò)波導(dǎo)系統(tǒng)，耦合到烹調(diào)腔內(nèi)。在烹調(diào)腔的進(jìn)口處附近，有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的攪拌器，因?yàn)閿嚢杵魇秋L(fēng)扇狀的金屬，旋轉(zhuǎn)起來(lái)以后對(duì)微波具有各個(gè)方向的反射，所以能夠把微波能量均勻地分布在烹調(diào)腔內(nèi)。微波爐的功率范圍一般為5001000瓦。圖1.1微波爐示意圖1.2.1 微波爐的種類和性能微波爐按控制方式的不同可分為機(jī)電控制式和電腦控制式.機(jī)電控制式微波爐通過(guò)定時(shí)器和功率調(diào)節(jié)器等機(jī)械裝置控制微波加熱的時(shí)間和火力;電腦控制式微波爐是按設(shè)定的程序自動(dòng)完成各種操作的。1.2.2 微波爐的基本結(jié)構(gòu)微波爐是用微波來(lái)烹調(diào)食物的.微波爐烹調(diào)食物的時(shí)間短,食物養(yǎng)分和維生素?fù)p失少,礦物質(zhì)、氨基酸的存有率比其他烹調(diào)方法要高得多.與煤氣、煤爐相比,微波爐工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生煙塵和未燃燒的有害氣體,其加熱的過(guò)程是在爐腔中完成的,無(wú)明火,使用更加安全可靠。（1）微波爐的基本外形和構(gòu)造門安全聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)-確保爐門打開(kāi)，微波爐不能工作，爐門關(guān)上，微波爐才能工作； 視屏窗-有金屬屏蔽層，可透過(guò)網(wǎng)孔觀察食物的烹飪情況； 通風(fēng)口-確保烹飪時(shí)通風(fēng)良好； 轉(zhuǎn)盤支承-帶動(dòng)玻璃轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)； 玻璃轉(zhuǎn)盤-裝好食物的容器放在轉(zhuǎn)盤上，加熱時(shí)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使食物烹飪均勻； 控制板-控制各檔烹飪； 爐門開(kāi)關(guān)-按此開(kāi)關(guān)，爐門打開(kāi)。1.2.3 微波爐的工作原理（1）微波的特性 微波是一種頻率為 300MHz300GHz 的電磁波，它的波長(zhǎng)很短，具有可見(jiàn)光的性質(zhì)，沿直線傳播。微波在遇到金屬材料時(shí)能反射，遇到玻璃、塑料、陶瓷等絕緣材料可以穿透，在遇到含有水分的蛋白質(zhì)、脂肪等介質(zhì)可被吸收，并將微波的電磁能量變?yōu)闊崮堋Ｓ捎谖⒉ǖ念l率較高，它的傳輸需要用高導(dǎo)電率的 波導(dǎo)管來(lái)傳輸。 微波的頻段雖然很寬，但是真正用于微波加熱的頻段卻很窄，主要原因是避免使用較多的無(wú)線電頻率，防止對(duì)微波通訊造成干擾。國(guó)際上，家用微波爐有 915MHz 和 2450MHz 兩個(gè)頻率， 2450MHz 用于家庭烹調(diào)炊具， 915MHz 用于干燥、消毒等工業(yè)，醫(yī)療行業(yè)等。 （2）微波加熱原理 被加熱的介質(zhì)一般可分為無(wú)極性分子電介質(zhì)和有極性分子電介質(zhì)。有極性分子在沒(méi)有外加電場(chǎng)時(shí)不顯示極性。如果將這種介質(zhì)放在外加電場(chǎng)中，每個(gè)極性分子會(huì)沿著電場(chǎng)力的方向形成有序排列，并在電介質(zhì)表面會(huì)感應(yīng)出相反的電荷，這一過(guò)程稱為極化。外加電場(chǎng)越強(qiáng)，極化作用也越強(qiáng)。當(dāng)外加電場(chǎng)改變方向時(shí)，極性分子也隨之以相反的方向形成有序排列。若外加的是交變電場(chǎng)和磁場(chǎng)，極性分子將被反復(fù)交變磁化，交變電場(chǎng)的頻率越高，極性分子反復(fù)轉(zhuǎn)向的極化也就越快。此時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能增大，也就是熱量增加，食物的溫度也隨之升高，便完成了電磁能向熱能的轉(zhuǎn)換。 （3）微波爐的工作過(guò)程 電控系統(tǒng)將 220V 交流電壓通過(guò)高壓變壓器和高壓整流器，轉(zhuǎn)換成4000左右的直流電壓，送到微波發(fā)生器產(chǎn)生微波，微波能量通過(guò)波導(dǎo)管傳入爐內(nèi)腔里由于爐內(nèi)腔是金屬制成的，微波不能穿過(guò)只能在爐腔里反射，并反復(fù)穿透食物，加熱食物從而完成加熱過(guò)程。第2章 總體方案設(shè)計(jì)按照任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)要求,本次的課程設(shè)計(jì)是通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)其的智能化控制.在熟悉了微波爐的工作原理后,利用PLC良好的可編程性，快速的信號(hào)處理能力和控制能力，輔助以鍵盤的輸入模塊，聲光顯示模塊等構(gòu)成控制系統(tǒng)。我們?cè)谂胝{(diào)模式顯示、超溫報(bào)警設(shè)置、爐門密封和加溫完畢智能提醒等方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)。因設(shè)計(jì)的時(shí)間關(guān)系,在本次設(shè)計(jì)中,烹調(diào)模式只選擇了烹調(diào)、燒烤和解凍三種常見(jiàn)的模式,三種模式通過(guò)三個(gè)LED燈控制,每一個(gè)對(duì)應(yīng)一種模式。超溫報(bào)警也設(shè)置一個(gè)LED燈控制,為體現(xiàn)其智能化和人性化,同時(shí)加上一個(gè)報(bào)警器,并且超溫后將自動(dòng)停止工作。爐門的密封通過(guò)一個(gè)限位開(kāi)關(guān)控制,當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí),方能開(kāi)爐門。加溫完畢后,設(shè)置LED閃光燈和聲音報(bào)警器同時(shí)提醒功能。溫度顯示用了四個(gè)八段數(shù)碼管來(lái)控制,并且設(shè)置了加溫速度和時(shí)間按鈕,也有火力大小按鈕來(lái)調(diào)節(jié)。還設(shè)置有一些功能按扭,但可能因?yàn)闀r(shí)間的關(guān)系不可能全部做出來(lái)。2.1系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)2.1.1系統(tǒng)總體框圖設(shè)計(jì)（1）利用PLC良好的可編程性，快速的信號(hào)處理能力和控制能力，輔助以鍵盤的輸入模塊，聲光顯示模塊等構(gòu)成控制系統(tǒng)可編程控制系統(tǒng)模塊工作狀態(tài)設(shè)置鍵盤輸入模塊溫度自檢模塊狀態(tài)顯示模塊聲光提示模塊紅外線檢測(cè)模塊圖2.1系統(tǒng)原理框圖2.微波爐控制系統(tǒng)主電路圖見(jiàn)最后一頁(yè)附圖2.22.1.2微波爐電器結(jié)構(gòu)圖圖2.3微波爐電器結(jié)構(gòu)圖XP.電源插座 FU.熔斷器 ST.溫控器 T1.低壓變壓器 S1 S2門聯(lián)鎖開(kāi)關(guān) S3.門監(jiān)控開(kāi)關(guān) RT.熱敏傳感器 K1 K2.繼電器 EL.爐燈 M1.轉(zhuǎn)盤電機(jī) M2.風(fēng)扇電機(jī) T2.高壓變壓器 C.高壓電容器 V1.保護(hù)器二極管 V2.高壓二極管 MT.磁控管概述本次設(shè)計(jì)的微波爐電器運(yùn)行原理如下： 把要烹飪的食物放入爐內(nèi)，插上電源插頭XP，關(guān)好爐門，此時(shí)繼電器K2常開(kāi)開(kāi)關(guān)閉合，門聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)。通過(guò)溫控器ST來(lái)控制，繼電器K1開(kāi)關(guān)閉合，爐燈亮。啟動(dòng)微波爐，門聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)S2閉合，轉(zhuǎn)盤電機(jī)M1. 風(fēng)扇電機(jī)M2通電運(yùn)轉(zhuǎn)。若選擇高溫檔，門監(jiān)控開(kāi)關(guān)S3閉合，高壓變壓器T2通電，磁控管MT連續(xù)發(fā)射微波加熱；若選擇其他檔位，門監(jiān)控開(kāi)關(guān)S3處于通斷交替狀態(tài)，磁控管MT斷續(xù)發(fā)射微波加熱。2.2微波爐外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.1微波爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖2.4微波爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖(1) 門安全連鎖開(kāi)關(guān) 確保爐門關(guān)閉，微波爐才能正常工作。 (2) 視頻窗 有金屬屏蔽層，可透過(guò)網(wǎng)孔觀察食物烹調(diào)情況。(3) 波導(dǎo)口 磁控管發(fā)射的微波進(jìn)入腔體的通道。(4) 轉(zhuǎn)軸 帶動(dòng)玻璃轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。(5) 轉(zhuǎn)盤支承 支承玻璃轉(zhuǎn)盤并按其軌道轉(zhuǎn)動(dòng)。(6) 玻璃轉(zhuǎn)盤 裝好食物的容器放在轉(zhuǎn)盤上，加熱時(shí)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使食物烹調(diào)均勻，以達(dá)到理想的均勻烹調(diào)效果。(7) 控制板 詳見(jiàn)控制面板。(8) 光波管 安裝在爐腔頂部，使用光波功能時(shí)發(fā)出光波。(9) 金屬網(wǎng)架 光波烹調(diào)食物時(shí)的托架。2.2.2微波爐控制面板設(shè)計(jì)（1）指示燈及按鍵功能簡(jiǎn)介： 啟動(dòng)當(dāng)微波爐正常工作時(shí)，指示燈亮。當(dāng)遇到特殊情況時(shí)，指示燈滅。停止當(dāng)微波爐正常工作完時(shí)，指示燈滅并發(fā)出蜂鳴。并在開(kāi)門的瞬間使微波爐內(nèi)的照明燈亮，當(dāng)門關(guān)閉時(shí)該燈不亮，若門在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有關(guān)閉，該燈也熄滅。超溫報(bào)警通過(guò)調(diào)通過(guò)高敏鉑電阻對(duì)模擬溫度變化并數(shù)碼管顯示。當(dāng)溫度上升到一定的值時(shí)，指示燈亮并發(fā)出蜂鳴表示過(guò)熱，溫度過(guò)熱限度由鍵盤設(shè)置。烹調(diào)模式 用于不同信息顯示的切換?？娠@示當(dāng)前的設(shè)定時(shí)間、當(dāng)前的爐內(nèi)溫度和設(shè)定的最高溫度等。 烹調(diào) 快速設(shè)定當(dāng)前加熱時(shí)間和火力的合適烹調(diào)的值。一般通過(guò)溫度傳感器將加熱溫度。烘烤 快速設(shè)定當(dāng)前加熱時(shí)間和火力的合適烘烤的值。解凍 快速設(shè)定當(dāng)前加熱時(shí)間和火力的合適解凍的值。溫度設(shè)置 用于設(shè)置加熱的溫度最高值。有10分、1分、10秒的按鍵選擇。（2）微波爐的控制面板如圖下所示圖2.5微波爐的控制面板示意第3章 硬件電路設(shè)計(jì)3.1 元件選擇在此次的設(shè)計(jì)中,因?yàn)檗D(zhuǎn)盤和風(fēng)扇都需要電機(jī)的帶動(dòng),故在選擇元件時(shí)要選擇幾個(gè)重要的元件：PLC機(jī)，轉(zhuǎn)盤電機(jī)，風(fēng)扇電機(jī)，磁控管和高壓變壓器。因設(shè)計(jì)時(shí)間的關(guān)系,本次設(shè)計(jì)對(duì)其它元件的選擇不做詳細(xì)的說(shuō)明,但經(jīng)老師的指導(dǎo)，所有的元件均符合設(shè)計(jì)的要求。3.1.1 PLC的選擇以及I/O參數(shù)可編程序控制器簡(jiǎn)稱PLC，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。它的應(yīng)用面廣,功能強(qiáng)大，使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。PLC廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PLC在其他領(lǐng)域，如民用和家庭自動(dòng)化中的應(yīng)用也是迅速發(fā)展，本次設(shè)計(jì)就基于PLC的智能微波爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。選擇合適的PLC系列，PLC根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同，可以將PLC分為整體式PLC和模塊式PLC。本次設(shè)計(jì)為控制微波爐選用整體式PLC，整體式又叫做單元式或箱體式，CPU模塊I/O模塊和電源裝在一個(gè)箱狀機(jī)殼內(nèi)，結(jié)構(gòu)非常緊湊，同時(shí)它的體積小，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)PLC選用三菱公司FX2N系列的，F(xiàn)X2N系列是三菱公司PLC是FX家族中最先進(jìn)的系列。具有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。選擇具體I/O要求的PLC機(jī)根據(jù)前面提到的功能要求，其I/O的需求列舉如下：繼電器驅(qū)動(dòng)：烹飪、燒烤、解凍、火力、轉(zhuǎn)盤、風(fēng)扇共6個(gè)輸出ports。蜂鳴器驅(qū)動(dòng)：1個(gè)輸出ports按鍵：?jiǎn)?dòng)鍵、停止鍵、烹飪模式鍵，定時(shí)鍵共9個(gè)輸入ports門狀態(tài)檢測(cè)：1個(gè)輸入ports指示燈檢測(cè)：6個(gè)輸出ports顯示數(shù)碼管：5個(gè)COM，9個(gè)段，需14輸出ports溫度檢測(cè)：1個(gè)A/D輸入port簡(jiǎn)單加起來(lái)總共需要27個(gè)輸出ports，11個(gè)輸入ports?？紤]其他的因素選用PLC系列FX2N64MR001。3.1.2電機(jī)的選擇及基本參數(shù)微波爐的風(fēng)扇電機(jī)（罩極電機(jī)系列）：YJ61/10-2。YJ61型主要用于微波爐、吸頂式空調(diào)、自動(dòng)烘手機(jī)、冰箱、電教投影儀等。其技術(shù)參數(shù)如表3.1所示風(fēng)扇電機(jī)的主要作用是驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇為磁控管降溫。如果風(fēng)扇電機(jī)不工作，就會(huì)造成磁控管溫升過(guò)高，使熱電斷路器動(dòng)作，切斷微波爐的電源。見(jiàn)表3.1 風(fēng)扇電機(jī)技術(shù)參數(shù)型號(hào)電壓(V)頻率(Hz)轉(zhuǎn)向負(fù)載電流(A)輸出功率(W)YJ61/10-222050逆時(shí)針0.15015.0表3.1 電機(jī)YJ61/10-2技術(shù)參數(shù)微波爐的轉(zhuǎn)盤電機(jī)（同步電動(dòng)機(jī)系列）49TYJ-B-3。其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表3.2轉(zhuǎn)盤電機(jī)的作用是帶動(dòng)爐膛內(nèi)的圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤又帶著盤中的食物作同步圓周運(yùn)動(dòng)，使食物在微波場(chǎng)中的位置不斷改變，以達(dá)到均勻加熱食物的目的。轉(zhuǎn)盤電機(jī)安裝在微波爐中爐膛低側(cè)的中央。見(jiàn)表3.2 轉(zhuǎn)盤電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)額定電壓220V絕緣強(qiáng)度1500VAC/min噪 音45db空載功率8W溫 升60K空載電流100M轉(zhuǎn) 矩10Kgf.cm額定頻率50Hz表3.2電機(jī)49TYJ-B-3主要技術(shù)參數(shù)3.1.3磁控管的原理和結(jié)構(gòu)磁控管是微波爐的關(guān)鍵器件，主要由管芯和磁鐵兩部分構(gòu)成。管芯由陰極、燈絲、陽(yáng)極、天線(波導(dǎo)管)等構(gòu)成。其工作原理是：在接通電源后，高壓變壓器次級(jí)燈絲線圈兩端產(chǎn)生的3.3V交流電給磁控管燈絲供電。與此同時(shí)，高壓繞組產(chǎn)生的約2000V交流高壓經(jīng)高壓電容限流，二極管整流后得到約2000V的直流高壓加至磁控管陽(yáng)極(陽(yáng)極接地，實(shí)際上是陰極為負(fù)2000V)，形成加速電場(chǎng)。使陰極發(fā)射的電子向陽(yáng)極加速運(yùn)動(dòng)。在電子向陽(yáng)極加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中還要受到永久磁鐵所形成的垂直方向上的強(qiáng)磁場(chǎng)作用，因此電子是邊旋轉(zhuǎn)邊向陽(yáng)極加速運(yùn)動(dòng)(就像子彈在槍管中的運(yùn)動(dòng)一樣)，旋轉(zhuǎn)速度也不斷變快。陽(yáng)極做成內(nèi)齒輪狀，形成偶數(shù)個(gè)空腔，稱為諧振腔。每個(gè)諧振腔就是一個(gè)微波諧振器，其諧振頻率取決于諧振腔尺寸。電子在通過(guò)扇形諧振腔時(shí)會(huì)發(fā)生振蕩且頻率不斷升高。當(dāng)頻率達(dá)到2400MHz以后便形成微波，由波導(dǎo)管口發(fā)射，再傳輸?shù)綘t膛內(nèi)對(duì)食品加熱。圖3.1磁控管結(jié)構(gòu)圖 3.1.4微波爐高壓變壓器結(jié)構(gòu)和原理高壓變壓器是_種專用漏磁(感)變壓器，其結(jié)構(gòu)示意如圖所示。由圖可見(jiàn)，高壓變壓器共有3個(gè)繞組，其中一 個(gè)初級(jí)繞組，交流220V市電電壓施加在此繞組中；兩個(gè)為各自獨(dú)立的次級(jí)繞組；即輸出交流33V的燈絲電壓繞組和輸出交流2100V左右的高壓繞組。在初、次級(jí)繞組之間插有一定厚度的多片硅鋼片，使變壓器中形成一個(gè)具有高磁阻間隙的磁分路。當(dāng)高壓變壓器工作時(shí)，磁分路中將產(chǎn)生一定量的漏磁通，它控制著變壓器的輸出電流，使磁控管工作電流保持相對(duì)穩(wěn)定，原理簡(jiǎn)述如下圖3.2微波爐高壓變壓器結(jié)構(gòu)圖控管工作時(shí)，變壓器的次級(jí)高壓繞組中有振蕩電流流通，使其附近的鐵芯產(chǎn)生磁飽和現(xiàn)象。假設(shè)因市電波動(dòng)等原因而引起磁控管陽(yáng)極電壓上升、陽(yáng)極電流增大，那么變壓器次級(jí)繞組的電流也增加，使磁飽和度加深，漏磁通增大，這就使得變壓器次級(jí)高壓下降，也即磁控管陽(yáng)極電壓降低，陽(yáng)極電流下降，反之則相反，從而起到自動(dòng)調(diào)節(jié)陽(yáng)極電壓、電流及穩(wěn)定微波輸出功率的作用。 可見(jiàn)，高壓變壓器主要是靠漏磁通使磁控管工作電流保持穩(wěn)定的，因此也被稱作漏磁(感)變壓器。這種變壓器可在市電波動(dòng)范圍較寬的情況下保持磁控管陽(yáng)極電流的穩(wěn)定，因而在微波爐中獲得了廣泛應(yīng)用，除特種產(chǎn)品外，幾乎所有的微波爐均采用這類變壓器。3.2 PLC控制設(shè)計(jì)3.2.1 PLC輸入輸出分配（1）輸入部分 限位開(kāi)關(guān)：設(shè)置一個(gè)微波爐門開(kāi)關(guān)，利用開(kāi)關(guān)的不同狀態(tài)模擬微波爐的開(kāi)關(guān)門。 時(shí)間設(shè)定：通過(guò)調(diào)整10分、1分、10秒鍵，設(shè)定系統(tǒng)的工作時(shí)間，按啟動(dòng)鍵開(kāi)始倒計(jì)時(shí)；按暫停/取消鍵系統(tǒng)暫停工作，倒計(jì)時(shí)停止，再按暫停/取消鍵系統(tǒng)將取消本次操作，返回到待機(jī)狀態(tài)。 烹調(diào)模塊設(shè)定：可獨(dú)立智能設(shè)置不同的烹飪模塊（烹飪，燒烤，解凍），同時(shí)不同的模塊可以分不同的時(shí)間段、不同的加熱功率進(jìn)行工作。 火力設(shè)定：在開(kāi)機(jī)時(shí)默認(rèn)從最小火力等級(jí)開(kāi)始，每按一次火力控制鍵，火力等級(jí)增加一級(jí)。達(dá)到最高級(jí)，再按下時(shí)又返回最小火力等級(jí)。 溫度設(shè)定：通過(guò)高敏鉑電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后，微波爐停止加熱，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。（2）輸出部分輸出部分用4個(gè)LED數(shù)碼管，5只發(fā)光二極管，1個(gè)報(bào)警燈和1個(gè)蜂鳴器來(lái)顯示微波爐當(dāng)前的工作狀態(tài)。其中：采用2個(gè)LED數(shù)碼管顯示加熱倒計(jì)時(shí)時(shí)間，1個(gè)LED數(shù)碼管顯示當(dāng)前的加熱火力，1個(gè)LED數(shù)碼管顯示當(dāng)前的功率。3只發(fā)光二極管來(lái)提示3種烹飪模式的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，1只發(fā)光二極管來(lái)顯示火力檔的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，1只發(fā)光二極管來(lái)提示微波爐的啟動(dòng)和停止?fàn)顟B(tài)。1個(gè)報(bào)警燈提示是否出現(xiàn)報(bào)警事件，1個(gè)蜂鳴器提示微波爐是否有聲音發(fā)出。3.2.2 工作流程圖因時(shí)間的關(guān)系,對(duì)于設(shè)計(jì)面板的有些功能不能在短時(shí)間實(shí)現(xiàn)。在此次的設(shè)計(jì)中可能實(shí)現(xiàn)的功能具體見(jiàn)其工作流程。對(duì)于其中有點(diǎn)調(diào)整的地方，一切以其工作流程圖3.3為依據(jù)。初始化待機(jī)狀態(tài)啟動(dòng)鍵烹飪鍵燒烤鍵解凍鍵溫度鍵停止鍵工作狀態(tài)燈亮延時(shí)烹飪子程序燒烤子程序解凍子程序溫度控制程序烹飪燈亮燒烤燈亮解凍燈亮溫度調(diào)節(jié)指示發(fā)出聲音警報(bào)和閃爍 燈圖3.3工作流程圖3.2.2 PLC外圍接線圖由上圖的工作流程圖可知，其輸入有：?jiǎn)?dòng)、停止、烹調(diào)、燒烤、解凍、加熱（溫度設(shè)置），輸出有：相對(duì)應(yīng)的燈以及提醒裝置。其外圍接線圖如下圖3.4所示；微波爐控制的I/O分配表如下：輸入端X0啟動(dòng)X1停止X2門限位開(kāi)關(guān)X3烹飪X4燒烤X5解凍X6加熱火力X710秒X81分X910分輸出端Y0蜂鳴器Y1LED顯示器Y2報(bào)警燈Y3烹飪燈Y4燒烤燈Y5解凍燈Y6加熱火力提示燈Y7風(fēng)扇電機(jī)Y8轉(zhuǎn)盤電機(jī)圖3.4PLC外圍接線圖圖3.5電動(dòng)機(jī)基本啟停控制3.3電路部分模塊介紹3.3.1 LED顯示電路采用共陽(yáng)極動(dòng)態(tài)顯示，加三極管驅(qū)動(dòng)提高顯示亮度，編碼簡(jiǎn)單，易于控制，實(shí)踐證明：該方式顯示穩(wěn)定，誤碼率低。圖3.6LED顯示電路3.3.2溫度自檢電路采用高靈敏鉑電阻R2（pt100），配合運(yùn)算放大電路組成溫度采集電路。再經(jīng)AD轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)入控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫度的適時(shí)控制，用戶可輸入加熱溫度，溫度加熱后自動(dòng)停止加熱。從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。圖3.7溫度自檢電路3.3.3爐門檢測(cè)爐門的密封通過(guò)一個(gè)限位開(kāi)關(guān)控制，爐門的開(kāi)關(guān)用于檢測(cè)爐門的現(xiàn)行狀態(tài)，正常工作時(shí)爐門對(duì)微波起著很好的反射和屏蔽作用，開(kāi)門前無(wú)表要保證微波爐處于停止工作狀態(tài)，因?yàn)槲⒉▽?duì)人體有害，因此爐門的檢測(cè)至關(guān)重要。當(dāng)爐門打開(kāi)時(shí)，一方面停止磁控管的工作，因?yàn)槲⒉ㄓ泻ι眢w；另一方面，應(yīng)接通爐腔內(nèi)的照明燈，以便于用戶取放食品。收獲體會(huì) 緊張而有辛苦的兩周的課程設(shè)計(jì)我們做的是一個(gè)基于PLC的智能微波爐控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于我們都是學(xué)理論，沒(méi)有過(guò)實(shí)際開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，拿到的時(shí)候都不知道怎么做。但通過(guò)查資料并學(xué)習(xí)。我們基本學(xué)會(huì)了PLC設(shè)計(jì)的步聚和基本方法，和一些機(jī)械電器元件的選擇等。分組工作的方式給了我與同學(xué)合作的機(jī)會(huì)，提