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1、咖啡機功能介紹及其項目設計方案一、咖啡機的介紹釀制一杯完美的咖啡，需要借助專門的咖啡機來完成。咖啡機用10個左右的大氣壓力，迫使90左右的熱水穿過10克左右的幼細的經過擠壓的咖啡粉，汲取咖啡粉中的咖啡脂等芳香物質，并與熱水達到充分溶合后流入杯中,而且要在1828秒的時間內完成，以便有效地避免過份提取所造成的不良味道。顯然，一杯高品質的咖啡的生成,咖啡機起著決定性作用。咖啡機可分為半自動咖啡機和全自動咖啡機。半自動咖啡機主要特點是：由人工操作磨粉、壓粉、裝粉、沖泡、清楚殘渣等,機器結構簡單，維護保養容易，使用方便.其缺點是：操作者要經過嚴格的培訓才能使用這種機器制作出高品質的咖啡,且工作效率較低2、。全自動咖啡機主要特點為：實現了磨粉、壓粉、裝粉、沖泡、清除殘渣等釀制咖啡全過程的自動控制，使用方便、快捷，品質一致，高效率，操作人員不需要培訓。其缺點為：結構比較復雜，需要良好保養，維護費用較高.但由于其優點突出，使得它越來越被眾多客戶所喜愛。（咖啡機的質量標準 略）本項目的咖啡機是一個全自動咖啡機，用戶操作極為簡單,能自動提供熱水，自動研磨咖啡豆（研磨的粗細度可調）。用戶根據需要可選擇制作單杯或同時制作雙杯咖啡,且單杯咖啡的制作量有小、中、大杯的調節.除了制作咖啡，此咖啡機還能制作熱水和蒸氣.熱水可以用來泡茶、做湯等，蒸氣則可用于加熱牛奶和其他飲品，為用戶提供多樣化的、輕松快捷的服務.二、3、 咖啡豆特性 咖啡豆味覺分類：酸味系的咖啡豆,尤其以高質量的新豆居多，烘培程度最好淺些,而苦味系則烘培程度要淺些,然后甜味系則多屬高地產水洗式精選豆,烘培往往構成它能否融入柔和的苦味中后，被人品嘗出來的關鍵.中性味則就算不是高地產的咖啡豆，也得要有要安定質量的安定處理。演出香、醇效果的咖啡豆, 咖啡的煮泡知識：自己煮咖啡不但比購買現成的罐裝咖啡、泡即溶咖啡更香、更濃醇，而且咖啡因只有罐裝與即溶咖啡的一半含量,不但香濃美味，而且喝得更健康，的確是最SMART的抉擇！不同煮法需要不同粗細的咖啡粉 ，用什么樣的萃取法煮咖啡，就該選用相應粗細的咖啡粉,這是一定要知道的。研磨豆子的時候,粉末的粗細要視烹4、煮的方式而定.一般而言，烹煮的時間愈短，研磨的粉末就要愈細;烹煮的時間愈長,研磨的粉末就要愈粗。溫杯是好咖啡的先決條件，對于一杯完美的咖啡而言，溫杯至少占了20的功勞。無論咖啡煮得多么好，只要倒入一個冰冷的杯子里，咖啡的溫度立即降低，香氣也抵消過半。而事先把咖啡杯溫杯,咖啡倒入后不但熱度得以保存，而杯子的溫度更適于醞釀香氣，使咖啡的香味完全釋放出來。 咖啡豆的保存:咖啡豆接觸空氣后會開始氧化，欲使咖啡之物理和化學變化減至最小，包裝是一門非常重要的學問.咖啡豆由于接觸空氣面積小，比研磨后之咖啡粉在品質及風味的保存上持久,故為維持咖啡香味,可盡畫在要沖煮 咖啡時開始研磨。已研磨好的咖啡粉可裝在密閉5、容器中.存放在冰箱的冷凍（零下溫度）的儲藏室內.三、 咖啡機內部結構圖四、咖啡機控制器的功能1、實現咖啡機的初始化打開咖啡機的電源開關,控制器控制整個咖啡機系統完成一次初始化，為制作咖啡或蒸汽做好必要的準備.初始化過程包括：系統安全檢測,多位行程開關觸點常態檢測，水箱水量、咖啡豆量的檢測，控制電機旋轉實現殘渣排空。如果初始化過程中上述任何一項出現問題（如:行程開關觸點非常態，水箱水量不足，咖啡豆量不足等），控制器立馬發出報警信號，使紅燈閃爍，只有在排除了報警之后，方可進行其他操作。2、制作咖啡在咖啡機初始化完成后，控制器控制加熱器工作，水溫上升，此時咖啡指示燈閃爍.當溫度傳感器檢測到水溫達到96、0左右時，咖啡機轉為保溫狀態，咖啡指示燈轉為常亮狀態,泡咖啡準備就緒。控制器控制內容有:制作咖啡單、雙杯且容量可調，咖啡按鍵按一次為單杯,按兩次為雙杯;通過咖啡量調節旋鈕可以選擇咖啡的制作量，一般為小、中、大杯。 關于單、雙杯按鍵次數的檢測，在制作一杯咖啡的過程中，如果檢測到有按鍵摁下,無論按下幾次,則默認為同時制作兩杯咖啡;如果是在一杯咖啡制作完后檢測到有按鍵摁下，則摁一次就制作一杯咖啡，摁多次就制作兩杯咖啡。 研磨咖啡粉電機的控制，保證咖啡粉制作量的調節。此外，當有小石子等硬物卡在磨中，最遲在2。5秒之后，控制器控制電機停止運轉。 在出咖啡時，用戶可通過按咖啡選擇按鈕在任意時刻停止咖啡的流7、出，若按鈕被連續按下兩次，則咖啡制作量會自動加倍. 在泡咖啡過程中，控制器控制系統首先進行預沖泡,即先潤濕咖啡粉，接著水流暫時停止，然后才開始真正制作咖啡。3、制作蒸氣在默認咖啡狀態下,按下蒸氣按鈕，控制器控制加熱器加熱，水溫繼續升高至產生蒸氣為止，保持溫度。期間蒸氣指示燈由閃爍轉為恒亮狀態。控制器還要控制對蒸氣氣壓的檢測，必須保證氣壓在規定范圍內(一般是78個大氣壓），以保安全。4、從蒸氣狀態到咖啡狀態在蒸氣狀態下，按下咖啡按鈕（此處與廠商提供的咖啡機不同），系統轉向咖啡狀態。控制器控制：當按下咖啡按鈕，因為制作蒸氣的溫度高于制作咖啡的溫度，此時產生報警，以咖啡指示燈和蒸氣指示燈同時閃爍作為8、信號（提醒操作人員手動降溫解除報警）。 降溫過程，溫度傳感器及時檢測水溫,當達到制作咖啡的要求時,蒸氣指示燈由閃爍變暗,同時咖啡指示燈由閃爍變常亮狀態，表明咖啡制作準備就緒.5、控制器自身規格尺寸要滿足安裝空間要求 （寬高深) 重量 五、咖啡機控制器難點描述1、溫度、壓力的檢測與控制泡咖啡的溫度在90左右，蒸氣的溫度為大于等于100，為了防止單一溫度傳感器檢測出現大的誤差，本咖啡機采用兩種不同類型的溫度傳感器進行溫度檢測。由于檢測的溫度較高,傳感器的敏感性、測溫范圍等特性的確定以及傳感器的安裝都應反復比較和測試。在蒸氣狀態下，內部蒸氣壓力必須保證在56個大氣壓內，采用壓力傳感器檢測，難點是當檢9、測到壓力值超過設定值時，系統如何進行控制，確保安全。2、 咖啡量的調節咖啡量的調節包括小、中、大杯，受控制的是水量的控制和咖啡豆量的控制。初步考慮水量可以由水泵的運作時間t1來精確控制，而咖啡豆量的調節用電機運作時間t2控制并不能非常的精確，誤差可能性較大，會直接影響咖啡的口味和質量。這里還要明確的是泡制小、中、大杯咖啡時，咖啡量與水量的配比關系.3、電機的控制本系統有三臺電機:咖啡泵、碾磨電機和控制電機。咖啡泵的運作主要有：制作咖啡、蒸氣、熱水過程中對水量的控制，控制時間由制作量決定。控制電機的運作主要包括：系統初始化過程電機的轉動，制作咖啡過程中電機轉動的流程。其中，初始化過程排空操作要精10、確計算出電機轉動的時間、速度、方向,都需要反復實驗。碾磨電機的控制：僅在制作咖啡時進行運作,運作時間由咖啡量決定。六、系統組成與功能要求1、模擬輸入通道1， 水的溫度輸入：采用熱電阻，檢測水的溫度,當加熱咖啡水時,指示燈閃爍；溫度適合沖泡咖啡時（9096度）指示燈常亮。當溫度過高時咖啡指示燈和蒸汽指示燈均閃爍，此時要放水降溫。2， 蒸汽溫度輸入：采用熱電阻，防止蒸氣溫度過高鍋爐爆炸,也可用壓力檢測。3， 加熱爐的壓力輸入:采用壓力傳感器,0700kPa，誤差1kPa,4， 水的流量輸入：采用流量檢測傳感器,準確獲得大杯小杯，一杯兩杯的水量.2、 數字輸入通道1， 水的液位，防止無水加熱，可以用11、紅外檢測，此處可以不用單機片控制.2， 咖啡豆檢測，防止無咖啡豆研磨，3， 行程開關：A，前面的面板B，咖啡豆殘渣盒C，閥芯D,殘水槽E,水槽行程開關F，電機零位G，電機限位開關4， 按鍵輸入：A,蒸汽狀態選擇，當選擇蒸汽狀態時，開始加熱直至達到設定值，在此過程中蒸汽指示燈閃爍，達到設定值時指示燈常亮。B, 咖啡狀態選擇，當選擇咖啡狀態時如果溫度太高，則，先放水降溫，當適合泡咖啡時燈常亮。C，大小中杯選擇，通過調節大小中杯旋鈕，可選擇大小中杯.D，一杯兩杯選擇，按一下咖啡選擇按鈕，泡一杯,按兩下則泡兩杯.3、 輸出通道A 電機模塊：1， 控制電機，通過控制電機移動核心部件,將裝有咖啡粉部分對齊12、出水口；在泡完咖啡后再復位，同時將咖啡豆殘渣倒入殘渣盒。2， 咖啡泵，通過控制水泵的運行的時間來控制大杯小杯，一杯兩杯的水量.3， 碾磨電機，通過控制咖啡機運行的時間來控制大杯小杯，一杯兩杯的咖啡量。B 指示燈回路1，加熱蒸汽時燈閃，在加熱蒸汽是指示燈閃爍，表明此時溫度未達到設定值.當達到設定值是常亮.2,保持咖啡水溫時閃，當泡咖啡的水溫沒有到設定值是閃爍。當達到設定值是燈常亮。C,報警模塊1，報警指示燈，當開機自檢時，如果面板，殘渣盒，核心部件和殘水槽中有一個未復位則報警指示燈閃,此時機器不運行。 2，溫度過高皆閃,當水的溫度過高時，蒸汽和咖啡指示燈都閃爍，此時只有旋轉蒸汽閥，排出一些高溫水13、，當水溫恢復設定值時才停止閃爍。七、 軟件流程圖1、 咖啡機項目流程圖:2、 咖啡機工作流程圖： 3、 咖啡狀態流程圖：在時間t控制研磨量中，總研磨時間T1根據用戶選擇的小、中、大杯或單、雙杯來確定；當咖啡豆量不足時,先記錄研磨機已經運行的時間T2，然后亮燈警告。直到用戶補充咖啡豆,接著運行研磨機并記錄第二次研磨時間T3,確保T1+T2=T1。在加熱水中，排放熱水的時間T4根據用戶選擇的小、中、大杯或單、雙杯來確定，即為咖啡泵運行時間.4、 蒸氣狀態流程圖：在保持蒸氣狀態中，要通過軟件控制和硬件控制法把氣壓限制在一定值范圍內,確保安全。注:在蒸氣狀態,當外鍋爐的容量越大，沖煮咖啡的熱水溫差將會越低,越可以減低因為使用蒸氣造成的溫差影響。