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随着时代的日益进步，人民生活水平的不断提高，在过去被认为的一些繁琐的事情都被人们所制造的机械所代劳。洗碗机的发展日新月异，在欧洲洗碗机是家庭和企业的厨房好帮手，不过在中国的发展时间较短，还没有普及[3]。德国的米勒公司制造出了欧洲第一台电动家用洗碗机，不过他的外形还是较单纯的“机器”，没有和家庭整体环境密切联系。年美国GE公司生产了第一台电动台式洗碗机，不仅洗涤性能有所提高，而且整机体积外形也有所改善。在亚洲最早从事洗碗机的研究的是日本，日本已经加大了微电脑全自动台式洗碗机的研发力度，目前日本研究和设计洗碗机的水平领先于亚洲其他国家，日本设计的洗碗机有节能、自动化程度高、工作稳定等优点，所代表的企业有松下、三洋、三菱、东芝等。与此同时，欧美则已经把家用洗碗机发展成具有统一形象的厨房家电。欧美所代表的企业有米勒、西门子、惠而浦等公司。
目前一些大型厨房家电生产公司致力于研究设计一些大型、自动化程度高的洗碗机。一些大型餐饮行业从国外进口的洗碗机，都价格高昂并且笨重占地面积大，这种大型笨重设计洗碗机无疑将不会在中国老百姓家庭普及[4]，由此造成中国市民现在不愿购买洗碗机的原因有以下两点：第一，洗碗机价格高昂，第二，洗碗机占地面积大。因此，依据中国老百姓家庭人口数量和饮食习惯进行设计，洗碗机的造价成本和体积也应该考虑在内，设计一款能适合中国老百姓消费的产品。
另外现在设计的洗碗机，都是将碗筷固定在一个电机带动旋转的部件上，或者用传送带将碗筷固定在传送带上送入机器内部，然后 在其上方设置有喷头，喷头喷出水柱洗涤碗筷，但是以上两种固定碗筷方式设计结构复杂，平时维修和保养都比较复杂并且会增加生产成本，洗碗机工作时耗电量比较大，不利于节能减排[5]。现有洗碗机普遍应用水喷淋、水涡流、蒸汽、超声波、喷气等清洗方式，依靠水流、气流或超声波振荡起到清洗去污的作用，现有的方法需要大量的水，清洗时 间长且耗电[6]，非常耗水耗能，严重浪费水资源，并且存在清洗死角，粘附较牢固的残留污渍沖洗不干净等缺陷：洗涤时间长，无法即洗即用。
家用洗碗机是一种及器皿洗涤去污、消毒杀菌及烘干为一体的厨房小型电器。虽然品牌很多，但均可按照洗涤的形式不同，分为喷嘴式洗碗机、叶轮式洗澡机、水流式洗碗机、超声波式洗碗机以及由微电脑控制、双螺旋臂、传感器自动检测的智能型洗碗机等几大类型[7]。
1.水流式洗碗机：这种洗碗机与普通的波轮洗衣机的工作原理基本相同，不同的是洗碗机的机槽下面装有波轮。电动机带动波轮盘高速运转，从而使机槽内洗涤水旋转滚溅，以达到洗涤清洁的目的。这种洗碗机也是用水量大，且洗涤效果不怎么好。
2.超声波式洗碗机：这种洗碗机依靠装在机体底部和侧面的超声波震动元件，发出10KHz至50KHz左右的超声波[8]，在水中传播的超声波的作用下将餐具洗净。这种洗碗机具有较好的洗涤效果，但工作时噪音较大。
3.喷淋式洗碗机：其工作原理是通过一个洗涤泵将水通过喷淋器高压喷射出去，水流的反作用力使喷淋器旋转，从而使水流可达到洗碗机的任何角落，水流通过加热器加热后温度可达到60℃至80℃在高温水流和洗涤剂的作用下，有效地去除餐具上的油渍。这种洗碗机的洗涤效果较好[9]，目前大部分家用洗碗机采用的这种洗涤方式。
4.叶轮式洗碗机：这种洗碗机在其机槽的下部有叶轮，叶轮与电机相连接，工作时电动机带动叶轮盘高速旋转，并将机槽内的洗涤水朝上随叶轮飞溅，以达到洗涤的目的。这种洗涤方式，用水量大，且洗涤效果不好。
在洗碗机的自动控制方面，查找资料显示目前市场上家用洗碗机绝大数都是采用单片机作为控制中心的，虽然单片机体积小，消耗能量少，实时控制控制功能强，但是其自身存在一些缺点在实际应用中有一些弊端。首先单片机的指令系统较为复杂，需要多种的电路保护装置，例如电流、电压、电机过载、过热以及欠电压等保护装置，这些装置相对而言也增加了硬件的复杂程度，其中当然所隐含的故障也相对的增高，这样就难免会增加维修的费用和难度[10]。
综合上述目前洗碗机设计技术和存在的缺点，计划在设计中做出以下改进，固定碗筷的方式选用碗筷篮固定，选用一定强度的铁丝制造成固定碗筷的篮子，这种方式是需要手工将碗筷放入碗筷篮并且固定好，然后放入机器，这种设计增加不太多劳动力，但是大大降低设计成本和机器工作的稳定可靠性，因此以碗筷篮方式固定碗筷是家用洗碗机的设计的不错选择。
喷淋式洗碗机工作原理是通过洗涤泵给水加压，让水通过喷淋器高压喷射出去，水流的反作用力让喷淋器旋转[11]，从而可以让水流到达洗碗机的各个角落，由旋转喷臂将水从不同的方向喷射到餐具上，依靠水的压力、温度和洗涤消毒剂的作用，实现对餐具的清洗、消毒，最后烘干。喷淋式洗碗机具有节水、高效、节能、清洗效果好等诸多优点，家用洗碗机在中国市场发展遇到的主要问题是其性能，在以往数年的市场调研数据显示，人们比较关心洗碗机的耗水量、耗电量及操作是否方便等。因此以喷淋式洗碗机为原型来进行分析和设计家用小型洗碗机，通过比较单片机控制和PLC控制的优缺点，计划设计的自动洗碗机是通过PLC的程序运行控制，机器计划有四部分系统组成，分别为水处理系统、供排水系统、加热系统和洗涤系统组成。水处理系统可以将洗涤水进行过滤，设计机器内部管道的最优化布置方式，防止机器内部管道的堵塞。加热系统可以将洗涤水进行加热，通过感应器感知进水的温度，将温度信息传给内部控制器，再将洗涤水加热到60℃至80℃温度[12]，适宜的洗涤温度可以加快洗涤速度增强洗涤效果。水处理系统主要由水泵提供动力，通过加压，水流通过喷淋头喷洒到碗上，可以给喷淋头反作用力，让其旋转各个方位喷洒，达到更好的清洗效果，清洗完毕后，然后由排水泵进行排出污水。洗涤系统主要通过PLC内部程序来控制个开关触点按照要求依次闭合和断开，进而驱动继电器和电磁阀的得失电，从而来控制洗碗机的清洗工序有序的进行。
本设计硬件它主要由箱体、控制机构、加热器、碗篮、洗涤装置、漂洗剂供料装置、进水及排污装置和门控开关等组成。洗碗机应该设有自动和手动开关。在手动控制下，洗碗机按照手动按键完成相应的工作过程。在自动控制下按下自动控制按钮和启动按钮。洗碗机能够按照系统中编写的程序，自动的完成全部的洗碗过程。机门设在机壳正面，门上有留有观察窗，上方设有暗藏式门扣[13]，关上机门，门控开关触片受压闭合，电源接通，打开机门后，电源自动切断。 洗碗机控制板左侧为程序控制器，它是洗碗机控制装置的核心部件，旋转喷臂台式洗碗机的洗涤装置由旋转喷臂、进水电磁阀、清洗泵（电机）、排水泵电机以及高低水位控制器等构成。其中清洗泵和旋转喷臂是洗涤装置的核心部件。清洗泵安装在机座底部，由单相电容起动式电机与叶轮泵组成。电机直接驱动叶轮泵，把水进行加压，然后通过喷臂的喷水孔喷出。并辅以程序控制电路，通过旋转喷臂将水从不同的角度喷射到餐具上，实现对餐具的清洗、消毒和烘干。
在洗碗机的自动化控制方面，计划设计的这款家用洗碗机采用的是PLC控制系统，洗碗机通过PLC进行自动控制就克服了单片机所带来的这些缺点，首先PLC是一种数字运算操作的电子系统[14]。采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程[7]。其次是PLC是整体模式，而且集中了驱动、检测以及保护电路等。而且还集中了通讯联网的功能，体积小，重量轻，能耗低。所以在使用中，硬件和编程语言也相对的简单并且容易测试，方便维修，也大大的提高了控制系统的灵活性和可靠性。
PLC具有传统机电接触控制系统不可比拟的优点，近年来大量应用在工业控制设备上，PLC有三部分与外部电路联系，即电源部分，输入电路部分，输出电路部分。这三部分硬件电路设计好坏，影响PLC工作时能否发挥出最大效益[15]。自动洗碗机应充分发挥PLC的优点，精心设计硬件电路电器，仔细编写控制程序，提高洗碗机的运行的可靠性，又能使洗碗机的维护、维修方便、快捷。
这种设计的优点主要有通过PLC完成对洗碗机的智能化控制，实践证明该控制系统运行稳定可靠，操作方面抗干扰能力强。洗碗机柜门采用前开式的设计结构，柜门设置有有机玻璃透明窗，能方便地观察工作时期内的洗涤情况并且节水省时。机构简单，造价经济实惠，工作可靠，方便日常维修保养，能够满足家庭日常的碗筷的洗涤、消毒、干燥。
参考文献：
[1] 洗碗机将成未来市场亮点[J]. 技术与市场, 2000,(3): 10.
[2] 苟明. 家用洗碗机迎来春天[J]. 消费指南, 2016,07: 52-54.
[3] 记者 周文林. 自动洗碗机有望成为家庭新时尚[N]. 经济参考报, 2009-11-04011.
[4] .2016年值得选购的新品洗碗机[J]. 家电科技, 2016,07: 12-13
[5] 李全利. 单片机原理及接口技术[M]. 高等教育出版社, 2010: 91-133.
[6] 严盈富. 西门子S7-200PLC入门[M]. 人民邮电出版社, 2007.6 [7] 黄永红. 电气控制与PLC应用技术[M]. 北京机械工业出版社, 2011.8
[8] 高钦和. 可编程控制器应用技术与设计实例[M]. 人民邮电出版社, 2004.7
[9] 彭湘德,夏向阳. 电工与电子技术基础[M]. 中国电力出版社, 2010.8
[11] 李庆梅,瞿新. 基于PLC的洗碗机的自动控制系统的设计[J]. 科技创业家, 2012,17: 80+82. [12] 李晓娟,秦国庆,宋长源. 基于PLC的家用喷淋式洗碗机设计[J]. 电子世界, 2016,16: 49-50.
[13] 吕以全，陈静. PLC在洗碗机控制系统中的应用[J]. 天津理工大学学报, 2008版
[14] 记者 周文林.自动洗碗机有望成为家庭新时尚[N]. 经济参考报, 2009-11-04011.
[15] ZhangC,WangH. Robust design of assembly and machining tolerance allocations 1IE [M]. Transactions.1998： 17-20. | 
