基于PLC控制的全自动餐具分离及预清理系统研究

　　摘要：近几年餐饮业发展迅速，而建立在人工智能的时代背景之下，人工清理餐具的方式已然不再适用，不仅效率明显不足造成劳动浪费，且清理效果不够良好。基于此，本文将提出一种基于PLC控制的全自动餐具分离及预清理系统，有效实现了餐具分离及预清理的全自动化运作。

　　关键词：PLC;全自动;餐具分离;预清理

　　1全自动餐具分离及预清理系统设计的意义

　　新时代后我国科学技术水平取得了巨大的发展，各行各业都发生了翻天覆地的变化，对于餐饮业也是如此。传统餐具分离及预清理方式效率低下，且往往不能够达到相应的卫生指标，而建立起一套全自动系统，则能有效解决这些问题。本文提出一种全自动餐具分离及预清理方案，并采用PLC自动控制系统对各项流程进行有序控制，无论是对于餐饮店还是食堂都能够加以应用，由此一来能够提升整体运作效率，且食客在饮食上能够更加放心。

　　2全自动餐具分离及预清理系统设计方案

　　全自动餐具分离及预清理系统主要分为两个部分：预清理部分和分离部分，餐具在预清理部分进行油渍祛除和消毒之后，再由分离部分完成餐具摆放，整个工作由PLC自动控制系统配合完成。

　　2.1全自动餐具预清理部分设计

　　2.1.1清洗方案

　　在清洗方案的设计上，采用四级清洗模式。首选用50-60℃的洗涤水进行高压冲洗，第1级冲洗能够清理餐具上大部分的污垢，但仍旧会存在部分残渣，尤其是餐具上的油污。然后需要进行第2级清理，采用的是80℃-90℃的洗涤水，由此可以清理掉大部分的油污。第3级清理主要的目的在于洗去残余的洗涤水。第4级清理采用的是140℃-160℃的热风进行烘干，也可以达到一定的消毒目的。经过清洗之后的餐具放在传送带上，就可以进行分拣工作上。

　　在清洗结构上，喷嘴使用的是内凹防堵对冲式，这种结构的喷嘴喷射出来的水流具备一定的强度，因此在洗涤效果上能够有着一定的保障。在喷洗剂的选择上，为清水混合碱性洗涤剂，由于油污偏酸性，因此对清理油污能够达到良好的效果，且产生的泡沫数量极少。在全自动餐具预清理部分采用该清洗方案，经过几道程序后餐具将被清理的非常干净，且还能够到达一定的消毒效果。由此一来将节省相应的人力物力，也能够将清理效率大大提升。

　　2.1.2清洗温度阈值选择

　　在清洗温度阈值的选择上主要是根据餐具上的污渍类型而定，污渍类型大致可分为蛋白质类、淀粉类、脂肪类，每种污渍清除所需的温度有着一定差别，蛋白质类需60℃以上，淀粉类需65℃以上，脂肪类需45℃以上。因此在清洗温度阈值的选择上就可以根据这几项温度界限而定。在清洗的过程中需要保持由低温到高温的顺序，第一次清洗控制在65℃以上，由此三类污渍均可溶解;而后喷淋取80℃，由此把餐具上剩余的污渍和溶解的污渍清除干净，也能够达到一定的消毒效果。

　　2.1.3系统机械结构设计

　　在系统机械结构的设计上主要分为三块进行论述：喷嘴、水循环系统以及传送带结构。喷嘴的主要作用在于喷射出洗涤剂和清水对餐具进行喷淋，可以采用内凹防堵对冲式喷嘴，由此喷淋出来能够形成一定的冲击压力。在水循环系统的设计上采用的是过滤循环装置，即清洗过后的水经过油污和残渣两道程序过滤，由此再经过水泵的作用达到循环利用的效果。

　　在传送带结构的设计上使用了多个L形支架，由此再将其进行嫁接进而放置多个餐具也能够承受，并且安置多个轮子放于链条片外侧，轮子可在两侧轨道上来回滑动，起到的作用在于减轻了电机的承重压力。

　　2.2全自动餐具分离部分设计

　　2.2.1功能确认

　　在全自动餐具分离部分采用“黑箱”模型，其输出和输入部分的信号来源为餐具的能量及特征，信号流在其中能够实现控制信号及起到一定的反馈作用。当餐具通过“黑箱”后，各个餐具的状态将会得到改变，由此捕捉不同类别的信号。而后需要设立一个分离装置，在装置中包含玻璃杯分拣机构、小碗分拣机构、大碗分拣机构、导引装置、隔离整理输送机等。

　　2.2.2餐具的分离工艺

　　在对餐具进行分离的过程中，主要是根据不同餐具外形的差别进行区分，通过逐级过滤的方式由此将不同类型的餐具给分离出来。首先将需要分离的餐具放置于输送机上，输送机的构造根据餐盘的形状而进行分离。全自动餐具分离装置部分分为几个机构，链轮的运作主要动力来源于电机的做功，电机的直接作用对象为链传动，而后链传动带动链轮运作。由此一来两动轴之间将会存在一个差速，为了能够使得O型传送带差速更为明显，还需要在传送带上交错安装O型小带轮。

　　管理两不同传送带之间的距离，主要是根据各类餐具的直径所决定，但一旦两传送带之间的距离小于或等于餐具直径时，餐具很有可能无法完成分离，因此传送带之间的距离一般要微大于餐具直径。从玻璃杯、小碗到大碗原理一样，即使有其他不同形状的餐具，也可以同理对分离装置进行设计调整。

　　2.2.3餐具的整理工艺

　　上述介绍的是餐具的分离装置。在餐具进行分离之后，餐具往往不能够井然有序的摆放，例如餐具会出现正反补一的情况，因此还需要对餐具进行一定的整理。在碗的整理过程中分为大碗和小碗，而整理的原理来源于不规则物体在自由落地的过程中随着高度的不同翻转状态及次数会存在差别。

　　当大小碗被分拣好之后，装置上升至一定的高度，由于大小碗被分拣之后存在正反不一等不整齐的现象，因此各个大小碗需要不同的高度才能够完成翻转动作。从反复实验可以发现，正置的碗所需完成翻转的高度要高于反置的碗，主要原因在于正置的碗重心较反置相比会更低。而关于正反置碗的翻转需要的具体高度，则需要通过实验进行数据测定。盘子的整理工艺与碗具整理同理，有几种不同类型的餐具，则需要设置几个隔区，由此一来才能够保证不同餐具能够整齐的输送。

　　结束语

　　本文提出了一种基于PLC自动控制系统的全自动餐具分离及预清理系统，相比较传统人工操作而言，该系统正式运作后将大大提升餐具分离及预清理效率。同时该系统的应用也能够提升餐具的整体卫生水平。从目前来看，很多餐馆及食堂在这项工作上基本都交付于人工来完成，因此该系统拥有较为广泛的应用前景。

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