基于PLC的微波炉控制系统设计
摘 要
自上个世纪以来，科技水平急速发展，电器控制的形式也经历了几代变革，其改变除了在工业领域掀起巨变外，也影响到了贴近生活的一面，近年来各地区的微波炉行业厂商为了迎合消费者的需求，将一系列高新科技应用于微波炉，使之向着越来越智能化，同时也趋向了人性化方向发展，并在此基础上加以改进，推出了智能化的新一代微波炉产品。
课题要求基于三菱系列PLC设计一个智能微波炉控制系统，三菱系列PLC作为PLC界的佼佼者具有灵活编程的能力，同时具备通用性和较强的干扰能力，易于调试，维护便捷使用方便，设计和调试周期也较短。
本文根据微波炉的相关控制需求，结合微波炉的工作原理设计规划了控制系统的构架方案，完成了PLC与外部设备的连接电路及部分辅助电路的设计，并在此基础上编写了梯形图。在较为深入的了解了微波炉整体和细节工作原理之后，利用PLC，键盘输入模块，门限位开关和传感模块构架组合出控制系统，系统包括了常规加热，高温烧烤，低温解冻三种工作模式，十秒，一分钟，十分钟三种时间设置，加热工作完成提示功能和超温报警功能。
本文中的程序利用GX developer进行编写，三菱公司自主研发的PLC编程软件，其灵活性，简便性，多功能性都非常适合于本次需求。
关键字：可编程控制器（PLC）；智能微波炉控制系统；微波炉
Design of intelligent microwave oven control system based on PLC
Abstract
Since the last century, the form of electrical control has undergone several generations of changes, which not only caused great changes in the field of industrial application, but also affected the side close to life. In recent years, making them more and more intelligent At the same time, it also tends to develop in the direction of humanization, and on this basis, it improves and introduces a new generation of intelligent microwave oven products. As a leader in PLC field, Mitsubishi series PLC has the ability of flexible programming.
This article introduces Mitsubishi's classic PLC products to develop the intelligent control microwave oven system, which not only can effectively avoid the interference of environmental factors, but also has significant advantages such as low development cost and convenient use.
According to the relevant control requirements of microwave oven, completes the design of the connection circuit between PLC and external equipment and some auxiliary circuits, and compiles the ladder diagram on this basis. Keyboard input module, threshold switch and sensor module. The system includes three working modes: conventional heating, ten seconds, one minute, ten minutes three time settings, heating work completion prompt function and over temperature alarm function.
The program in this paper is written by GX developer. The PLC programming software independently developed by Mitsubishi company is very suitable for this demand for its flexibility, simplicity and versatility.
Key words：PLC；intelligent microwave oven control system；microwave oven
目录
第一章 引言 1
1.1 课题的目的及意义 1
1.2发展现状及前景 1
1.3本文的主要研究内容 2
第二章 微波炉工作原理 3
2.1 微波炉的组成 3
2.2 微波的特性 3
第三章 方案设计 4
3.1 任务计划 4
3.2 系统框架 5
3.3 硬件设计 5
3.4 电路设计 12
第四章 控制系统设计 13
4.1 PLC的选择 13
4.2 PLC输入输出分配 14
4.3 流程图 16
4.4 PLC外部接线图 17
4.5 程序的编写 18
4.6 软件仿真 25
第五章 结论 28
致谢 29
参考文献 30
附录 31
第一章 引言
1.1 课题的目的及意义
本文要研究的就是基于三菱系列PLC，设计控制系统并对智能微波炉的控制，PLC的i/o信号能够快速的对微波炉各部件进行协调和工作从而实现所需的功能，快速而准确的执行使用者的命令，PLC的可靠性能够使其拥有工作在复杂环境中的能力，在复杂环境下，其实用性相比单片机等易受多种因素干扰的设备领先相当大的水平。
如今微波炉由于其各种优点顺理成章的成为了日常生活中必不可少的刚需产品，其能够快速加热食物的作用和越发便捷的操作方式使得它可以代替许多其他厨房工具。而市场的发展和竞争使得传统微波炉逐渐退居二位，新型智能微波炉占据了微波炉市场的大头，成为了微波炉领域的时代宠儿。
微波炉在工业领域的运用也非常广泛，杀菌、干燥、脱水、萃取等方面都可以使用微波炉，不仅省时省力，效果也很好相比于传统加热形式，微波炉可以用更少的时间，更少的能量和人力达到同样的效果。相比于家用微波炉，工业领域使用更高的功率达到更高的温度，同时对元器件的控制要求也进一步提高，同时还要保证元器件在工业环境的复杂条件下稳定运行。由于种种原因，工业用的微波炉通常都针对某一特定应用方法而设计，几乎没有一款应用面广，使用方便的工业微波炉，以至于实验时经常需要用到多个不同用途的微波炉交替使用，降低了效率，在此情况下，一套能应用于多个方面，使用方便快捷且经久耐用的微波炉系统就显得十分难得。
1.2 发展现状及前景
微波炉的诞生与第二次世界大战有着密不可分的联系，为了增强雷达的效果，英国科学家发明了磁控管，而后在使用过程中发现了微波的热效应，基于磁控管强大的热效应进行物品的加热，为后续的微波炉的面世奠定了坚实的技术基础。随后在1945年，美国正式出现了世界第一个微波加热技术，并在1947年美国雷声公司正式推出了世界首台雷达炉，而该加热装置即为微波炉的雏形，同样基于磁控管进行物品的加热。在其发展初期，由于辐射问题和操作过于复杂，一般都用于工业，而后，微波炉的架构和材料原件经过了几代技术革新，在1955年，第一台家用微波炉诞生了，但高昂的价格使得很少一部分人能够消费得起。直到20世纪70年代，辐射问题得到了解决、原本复杂的操作经过简化以及微波炉原本单一的应用方式得到拓展，微波炉的造价得以下降，人们也更加愿意消费微波炉，于是在民用微波炉才逐渐在家电市场占据一席之地，并在后来成为了一个核心的厨房电器产业，而后，在科学技术飞速发展的时代背景下，信息化控制、自动化控制技术纷纷被引入到微波炉控制领域，使得微波炉呈现自动化、智能化特征。
在科技进步的浪潮推动下，材料技术、电子技术的进步，使得微波炉的功能越来越丰富，现代化技术大量添加整合到微波炉中，微波炉的发展日渐趋向智能化，功能多元化，节能化，操作人性化。
1.3 本文的主要研究内容
本文基于三菱公司经典的PLC产品来开发智能控制微波炉系统，该系统不仅可以有效避免环境因素的干扰，而且具有开发成本低，使用方便等显着优势。在微波炉工作过程中，PLC程序进行磁控管工作状态的智能化控制，以PLC内置的定时器完成计时和功能选择。通过外部硬件检测炉箱是否关闭并将信号送至PLC进行处理和反馈，炉箱打开时暂停所有工作，炉箱关闭时由功能键选择加热模式，定时键选择加热时间。按下启动后微波炉开始加热，加热结束后工作完成指示灯和蜂鸣器通电，提示加热已完成，同时系统自动回归初始状态准备下次使用。
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