【導讀】聚物，它一種是由樹脂、物理發(fā)泡劑以及其他添加劑以一定比例混合而成的物質。量應用于如建筑領域的屋面隔熱、墻體保溫、EPS夾芯板、簡易活動板房等方面。泡沫塑料制品主要由EPS成型機加工制造而成，EPS顆粒原料在其內部經過預發(fā)機發(fā)泡，型，再經過排污冷卻定型后即可制成相應的板材制品[1]。

　　

【正文】 進行交互的操作方式，即用戶與機器互相傳遞信息的媒介，其中包括信息的輸入與輸出。好的人機界面美觀易懂、操作簡單且具有引導功能，使用戶感覺愉快、增強興趣，從而提高使用效率。 關于 人機界面 計算機系統(tǒng)是由計算機硬件、軟件和人共同構 成的人機系統(tǒng)，人與硬件、軟件結合而構成了人機界面，如圖 所示。其工作過程是：人 機界面為用戶提供觀感形象 （ look and feel） ，支持用戶應用知識、經驗、感知和思維等獲取界面信息，并使用交互設備完成人 機交互，如向系統(tǒng)輸入命令、參數等，計算機將處理所接受的信息，通過人 機界面向用戶回送相應信息或運行結果。 圖 人 計算機系統(tǒng)的組成示意圖 隨著信息社會的發(fā)展，人們生活水平的提高以及審美情趣的變化，各種器具和技術日益涌現，對人機界面設計也提出了越來越高的要求。 就 當今趨勢而言，人機界面設計的可能發(fā)展方向可分為以下幾點。 ①高科技化 信息技術的革命，帶來了計算機業(yè)的巨大變革。計算機越來越趨向于平面化、超薄型化；輸入方式已經由單一的鍵盤、鼠標輸入，朝著多通道輸入發(fā)展。追蹤球、觸摸屏、光筆、語音輸入等競相登場；藍牙等技術的出現，改變了接口方式；多媒體技術、虛擬現實人機界面 人 硬件 軟件 浙江科技學院畢業(yè)設計 第 20 頁 及強有力的視覺工作站提供了真實、動態(tài)的影像和刺激靈感的用戶界面。在計算機系統(tǒng)中，各種技術各顯其能，使產品的造型設計更加豐富多彩，變化紛呈。 ②自然化 早期的人機界面很簡單，人機對話使用的都是機器語言。由于硬件技術 的發(fā)展以及計算機圖形學、軟件工程、人工只能、窗口系統(tǒng)等軟件技術的進步，圖形用戶界面 （ Graphic User Interface)/直接控制 （ Direct Manipulation） 、“所見即所得”（ What you see is what you get）等交互原理和方法相繼產生并得到了廣泛應用，取代了舊有“鍵入命令”式的操作方式，推動人機界面自然化向前邁進了一大步。然而，人們不僅僅滿足于通過屏幕顯示或打印輸出信息，還進一步要求能夠通過視覺、聽覺、嗅覺、觸覺以及形體、手勢或口令，更自然地“進入”到工作空間 中去，形成人機“直接對話”，從而取得“身臨其境”的體驗。 ③人性化 現代設計已經從功能主義逐步走向了多元化和人性化。今天的消費者紛紛要求表現自我意識、個人風格和審美情趣，反映在設計上亦使產品越來越豐富、細化，體現一種人情味和個性。它一方面要求產品功能齊全、高效，適于人的操作使用，另一方面又要滿足人們的審美和認知的精神需要。 20 世紀最偉大的 10 中人機界面裝置：擴音器、按鍵式電話、方向盤、磁卡、交通指揮燈、遙控器、陰極射線管、液晶顯示屏、鼠標 /圖形用戶界面和條形碼掃描器 [16]。 人機界面的設計 人機界面的設計必須考慮到很多方面，一個好的人機界面必然是兼顧認知心理學、人機工程學、藝術設計、色彩設計等多個方面的。 了解并遵循認知心理學的原理是進行人機界面設計的基礎。人機界面設計，主要用理論來指導設計，一方面防止出錯，另一方面用以提高工作效率。為了提高人機界面設計的水平，增強用戶與計算機之間的友好程度，必須對用戶，即使用計算機的人，有一個較為清晰的認識，也就是說對人的心理基礎要有所了解。既要了解人的感覺器官（視覺、聽覺、觸覺）是如何接受信息的，也要了解人是怎樣理解、處理信息的，以及學習記憶有哪些過程， 人又是如何進行推理的等。由此，盡量使自己的設計適應于人的自然特性，以使設計的系統(tǒng)滿足用戶的要求。 與認知心理學相比，人機工程學 （ Ergonomics） 更多地從人本身和系統(tǒng)的角度出發(fā)，研究人機關系。它是人機界面學的初期發(fā)展階段的主要研究內容，并對人機界面學以后的發(fā)展產生了重大的影響。從這個意義上說，它與用戶認知心理學起著異曲同工的作用。人機工程不同的命名充分體現了該學科是“人體科學”與“工程技術”的結合。實際上，這一學科就是人體科學、環(huán)境科學不斷向工程科學滲透和交叉的產物，它是以人體科學為“一肢”；以環(huán)境科學 為“另一肢”，而以技術科學為“軀干”，形象地構成了本學科的體系。浙江科技學院畢業(yè)設計 第 21 頁 從人機工程學的構成體系來看，它是一門綜合性的邊緣學科，其研究領域是多方面的。 藝術設計是一種特殊的審美活動，包括藝術設計創(chuàng)作、藝術設計作品和藝術設計欣賞的整個過程。藝術設計學研究這個過程的一些主要環(huán)節(jié)，如藝術設計構思、藝術設計構思的物質體現，以及作為藝術設計主題的設計師在設計中的作用等。此外，還要研究設計風格的內涵、表現形式和發(fā)展等。藝術設計創(chuàng)作過程“消融”在藝術設計作品中，反映在界面上，主要體現為硬件界面和軟件界面。這些作品的使用價值體現在用 戶的消費和使用之中，它的文化價值也只有在使用、欣賞過程中才能實現。 色彩對人的心理和生理作用，是客觀物質世界對人的主觀反映。色彩給人以刺激，引起一定的生理變化，伴隨著會產生一定的心理活動；同樣，一定的心理活動，也會產生一定的生理變化?？茖W家的實驗證明，和諧美麗的色彩，會使人分泌一種有益生理健康的物質，可以協(xié)調人的血液流量和神經通絡，使人生機勃勃，精神愉快 [17]。 操作面板界面設計 人機界面的設計部分，可以通過觸摸屏來實現。第三章中已經通過比較選擇出了PT1004型觸摸屏作為本課題的人 機界面，所以選用的觸摸屏編程軟件也是屏通公司的 PM Designer 軟件，該軟件出了具有市面上常用人機界面編輯軟件的大部分功能外，還增加了很多特有的新功能方便設計者使用，可充分發(fā)揮使用者的想象力，是一款多數設計者都給予好評的人機設計軟件。 主操作界面 圖 PM Designer 人機界面主操作界面 如圖 所示，人機界面主操作面板大致由三部分組成，位于屏幕中間的是一個往復浙江科技學院畢業(yè)設計 第 22 頁 移動的浙江科技學院 Logo；第二部分是居于屏幕左側及下方的表格，分別顯示了時間、泡沫成型機的工作時間、產量和該臺成 型機的 PLC 型號、觸摸屏型號等相關信息；第三部分是位于屏幕頂端的一系列畫面按鈕，分別是“首頁面（主操作界面）”、“流程”、“手動”、“工藝”、“設定”、“中間”、“故障”、“保存”、“監(jiān)控”和“說明”。其中，“首頁面”按鈕底色為黑色，表明當前用戶正停留在首頁面，用戶可以通過點擊其他按鈕來切換至其他頁面，其他按鈕的功能分別如下： “流程”：可切換至自動泡沫成型機的動作流程圖界面，顯示各工步流程以及實際測量值，用戶還可以自由地對每個工步設置設定值，以供對比； “手動”：可切換至“手動”界面，在此界面，用戶可自行 控制成型機各個工步開閉或動作的執(zhí)行與否； “工藝”：切換至“工藝選擇”界面，再次界面中，用戶可以直截了當地看到各工步的執(zhí)行情況，對成型機的工作情況有全面的掌控； “設定”：切換至“設定”界面，分為三部分，“位置設定”、“時間設定”、“脫模設定”，分別可以設置成型機各部件的位置情況、各工步的執(zhí)行時間、與脫模相關的設置； “中間”：可顯示成型機的工作流程圖； “故障”：若用戶操作不當導致運行失敗，則該界面會顯示錯誤消息及錯誤類型； “保存”：用戶可將原料配方、機器數據存儲到機器中并隨時讀??； “監(jiān)控”：實時監(jiān)控 機器運行狀態(tài)，按鈕顯示亮色則表明該按鈕對應動作處于運行狀態(tài)； “說明”：對 PM Designer 軟件作必要說明并提供切換至其他頁面的快捷按鈕。 用戶操作界面 正如 節(jié)所述，用戶操作界面為“流程”界面、“手動”界面和“設定”界面。 在“流程”界面中，用戶可以較為明白地看到 自動泡沫成型機的動作流程圖界面，并可以設定每個工步（包括入料、加壓、補料、發(fā)泡、保溫、冷卻、脫模等）的設定值，以供對比（見圖 43）。 在 “手動”界面， 用戶可自行控制成型機各個工步（開模、合模、各類閥、蒸汽、冷卻方式、冷 卻液、報警燈等）開閉或動作的執(zhí)行與否（見圖 ）。 在 “設定”界面，用戶可以分別設置 成型機各部件的位置情況（開模速度、關模速度、入料位置、脫模間隙、脫模頂出位置等），各工步的執(zhí)行時間（入料時間、加熱時間、冷卻時間、排氣時間、一 /二 /三次發(fā)泡時間、穿透加熱時間等）以及與脫模相關（移模增壓、移模吹氣、脫模吹氣、脫模加水、離型吹氣、脫模頂出次數選擇、機器等待等）的設置（見圖 ）。 浙江科技學院畢業(yè)設計 第 23 頁 圖 “流程”界面 圖 “手動”界面 圖 “設定”界面 浙江科技學院畢業(yè)設計 第 24 頁 信息顯示界面 如上所述，信息顯 示界面分別包括“工藝”界面、“中間”界面、“故障”界面以及“監(jiān)控”界面。 在“工藝”界面中， 用戶可以直截了當地看到各工步的執(zhí)行情況，包括預熱、送風、入料、發(fā)泡、冷卻等環(huán)節(jié)是否正常工作，若按鈕顯示“ on”并處于亮色，則說明該按鈕對應工步運行正常；若為“ off”且為暗色，則說明該工步未運行或運行不正常。從而使用戶對成型機的工作情況有全面的掌控（見圖 ）。 “中間”界面能夠顯示該臺成型機的主要工作流程圖，并以亮色塊的方式告知用戶當前正進行到哪一工步（見圖 ）。 “故障”界面負責及時告知用戶當前機器正處于故 障狀態(tài)并顯示故障類型，當用戶誤操作或者機器出現故障時，自動停止當前動作并跳到“故障”界面。此外，在“故障”界面中，用戶還可選擇初始化機器的“移模歸零”按鈕或者選擇閱讀正確操作機器及觸摸屏說明書的“操作說明書”按鈕（見圖 ）。 在“監(jiān)控”界面中，可以顯示該臺成型機各工作部件的工作情況是否正常，若按鈕處于亮色，則表明該按鈕對應工步或部件處于正常工作狀態(tài)。該界面還可提供用戶臨時控制機器的其他操作按鈕（見圖 ）。 圖 “工藝”界面 浙江科技學院畢業(yè)設計 第 25 頁 圖 “中間”界面 圖 “故障”界面 圖 “監(jiān)控”界面 浙江科技學院畢業(yè)設計 第 26 頁 其他界面 該觸摸屏除了以上三種類型的顯示界面之外，還設有其他界面，用于提供其他信息，包括“保存”界面和“說明”界面。 “保存”界面，提供用戶輸入并保存廠家代號、原料代號、模具代號、操作員號、材料重量等相關生產信息，并提供“數據讀取”選項，用于用戶讀取之前儲存的信息（如圖）。 圖 “保存”界面 “說明”界面用于對 PM Designer 軟件作必要說明并提供切換至其他頁面的快捷按鈕，包括“主菜單”、“時間設定”、“行程設定”、“步驟選擇”、“版本說明”以及 “存儲說明”（如圖 ）。 圖 “說明”界面 浙江科技學院畢業(yè)設計 第 27 頁 本章小結 本章主要介紹了人機界面（觸摸屏）的設計要求（認知心理學、人機工程學、藝術設計、色彩設計）；并嘗試著利用 PM Designer 觸摸屏編程軟件自己設計一款適用于本臺 EPS自動泡沫成型機的觸摸屏，并作了相關的簡要說明。爭取利用這個軟件，對控制系統(tǒng)的程序進行編寫和修改，做到最準確的設計。 浙江科技學院畢業(yè)設計 第 28 頁 第五章 部分控制系統(tǒng)軟件及執(zhí)行機構硬件設計 本章主要 內容是 介紹 本次設計的 PLC 編 程程序 [18]。 上文已經闡述，本課題選用光洋 Koyo 生產的型號為 SN64DRA3 的 PLC，因此， PLC編程軟件也選用光洋公司的 DirectSOFT 編程軟件。它是 Koyo 全系列 PLC 的編程軟件 ，類 Windows 操作，通過進行程序的上傳 /下載，可以同時打開幾個窗口監(jiān)控多 CPU 系統(tǒng)的資料 。 該軟件簡單易學，具有豐富的工具箱和直觀形象的視窗界面。編程時，既可以鍵盤操作，也可以用鼠標操作。操作時可聯機編程，也可以脫機離線編程。該軟件可以進行梯形圖編程、指令表編程和 SFC 編程。此外，該軟件還可以對以太網、 MELSECNET/10（ H）/、 CCLink 等網絡進行參數設定，并具有完善的診斷功能，能方便地實現網絡監(jiān)控，程序的上傳、下載不僅可以通過 CPU 模塊直接連接完成，也可通過網絡系統(tǒng) （ 如以太網、MELSECNET/10（ H） /、 CCLink、電話線等 ） 完成。 DirectSOFT 軟件初始界面視圖見圖 。 圖 DirectSOFT 軟件初始界面視圖 下面主要介紹由 DirectSOFT 編程軟件所編寫的本臺泡沫成型機控制系統(tǒng)程序。 浙江科技學院畢業(yè)設計 第 29 頁 部分主程序結構 “啟動”動作梯形圖 “啟動”動作梯形圖 如 圖 所示 。 當用戶按下“自動啟動”按鈕時 ,33 行中的“自動啟動”觸點 I5 閉合， PLC 自動重置觸點 M36， 38 行中的觸點 M36 因被重置而始終處于斷開狀態(tài)，因此暫停位始終不工作，保證了機器在運行途中不會無故暫停。 圖 “啟動”動作梯形圖 “關模”、“入料”動作梯形圖 “關?！?、 “ 入料 ”動作梯形圖 如 圖 所