【正文】 信號(hào)只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，這就需要有相應(yīng)的 I/O 模塊作為 CPU 與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的橋梁，進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中根據(jù)成型機(jī)的輸入輸出選用 16 點(diǎn)輸入 16 點(diǎn)輸出的三菱 PLC，型號(hào)為：FX2N32MR。 觸摸屏觸摸屏是用于用戶操作的部分，客觀要求便于工人操作的位置。立體花式冰淇淋成型機(jī)工作過(guò)程中，用戶是站在冰淇淋灌注頭后的一端位置，進(jìn)行放蓋、裝箱等操作的，所以控制盒安裝于成型機(jī)右端床身表面上，便于用戶及時(shí)操作處理問(wèn)題。觸摸屏作為一種新型的人機(jī)界面,從一出現(xiàn)就受到關(guān)注,它的簡(jiǎn)單易用,強(qiáng)大的功能及優(yōu)異的穩(wěn)定性使它非常適合用于工業(yè)環(huán)境,甚至可以用于日常生活之中,應(yīng)用非常廣泛,比如:自動(dòng)化停車(chē)設(shè)備、自動(dòng)洗車(chē)機(jī)、天車(chē)升降控制、生產(chǎn)線監(jiān)控等,甚至可用于智能大廈管理、會(huì)議室聲光控制、溫度調(diào)整… 觸摸屏具有操作簡(jiǎn)便、界面友好、信息豐富、響應(yīng)迅速、安全可靠、擴(kuò)充性好等優(yōu)點(diǎn)。觸摸屏的本質(zhì)是傳感器，它由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成。觸摸檢測(cè)部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測(cè)用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)送給 CPU，同時(shí)能接收 CPU 發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行。目前，根據(jù)傳感器的類(lèi)型，觸摸屏大致被分為紅外線式、電阻式、表面聲波式和電容式觸摸屏四種。畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 我們?cè)谠O(shè)計(jì)中選用的觸摸屏為 MT5420T。該觸摸屏全面支持以太網(wǎng)， USB 等高速接口, 支持 USB 高速接口；更多的資源，相對(duì)低的價(jià)格；簡(jiǎn)單易用，穩(wěn)定可靠； 全面支持以太網(wǎng)通訊功能，多個(gè)觸摸屏可以任意組網(wǎng)； 使用標(biāo)準(zhǔn) C 語(yǔ)言宏代碼可以以多種方式被觸發(fā)，功能強(qiáng)大，靈活易用； USB 下載大大加快了用戶組態(tài)的下載速度； 增加 USB 口通訊能力，可以通過(guò) USB 口下載程序。我們通過(guò)軟件對(duì)觸摸屏進(jìn)行設(shè)計(jì)、模擬，設(shè)置完整觸摸屏與 PLC 的通訊參數(shù)，然后到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)際操作。MT5420T 與 FX2N32MR 通訊參數(shù)設(shè)置如圖 52 所示。圖 52 通訊參數(shù)設(shè)置根據(jù)工藝和控制要求，我們可按如圖 53 所示的流程圖設(shè)計(jì)觸摸屏。畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 各 執(zhí) 行 件 復(fù) 位完 成故 障 判 斷完 成故 障 處 理減 速屏 幕 顯 示動(dòng) 作 信 號(hào)執(zhí) 行 件 順 序 動(dòng) 作啟 動(dòng)是是是一 般 故 障主 要 故 障否圖 53 觸摸屏控制流程圖圖 54 觸摸屏視圖觸摸屏的主界面如圖 54。運(yùn)行設(shè)備后，點(diǎn)擊“菜單 ”，選擇運(yùn)行模式：點(diǎn)動(dòng)操作、連畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 續(xù)運(yùn)行、運(yùn)行一次。剛運(yùn)行機(jī)器時(shí)，需要檢查成型機(jī)的各執(zhí)行件是否到位、杯子的位置是否合適等，則選擇“ 點(diǎn)動(dòng)操作 ”模式。如圖 55 。彈出一小的窗口，窗口中會(huì)出現(xiàn)對(duì)成型機(jī)各執(zhí)行器的操作按鈕：傳動(dòng)氣缸、擋料氣缸、送料氣缸、切料汽缸、電磁鐵、果醬泵、奶酪泵。按下不同的按鈕相應(yīng)的執(zhí)行器動(dòng)作，對(duì)應(yīng)的指示燈也會(huì)閃動(dòng)。點(diǎn)擊彈出的小窗口右下角，關(guān)閉該窗口，進(jìn)入模式選擇對(duì)話框。圖 55 觸摸屏視圖圖 56 觸摸屏視圖畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 點(diǎn)擊“運(yùn)行一次 ”，如圖 56，成型機(jī)自動(dòng)運(yùn)行一個(gè)周期，然后停止。以此來(lái)檢驗(yàn)各個(gè)執(zhí)行器是否工作正常、冰淇淋的造型是否符合要求。如果不符合要求則繼續(xù)調(diào)整各執(zhí)行器，直至滿足。按要求點(diǎn)擊“連續(xù)運(yùn)行” ，進(jìn)入正常的生產(chǎn)過(guò)程。主界面中有一“ 故障停車(chē)”按鈕，此按鈕對(duì)應(yīng) PLC 的特殊輔助繼電器 M8037 強(qiáng)制輸出禁止。點(diǎn)擊它可使 PLC 所有輸出禁止，成型機(jī)停止運(yùn)行。選擇操作模式后點(diǎn)擊“ 啟動(dòng)”或“停止”按鈕，是成型機(jī)運(yùn)行或停止。主界面中各指示燈對(duì)應(yīng)各執(zhí)行器動(dòng)作情況：執(zhí)行器動(dòng)作指示燈亮。 “無(wú)杯 1”與“無(wú)杯 2”分別對(duì)應(yīng)傳動(dòng)氣缸處的杯子檢測(cè)傳感器 1 與切料汽缸處的杯子檢測(cè)傳感器。當(dāng)各執(zhí)行器處于原位是，原位指示燈亮。 PLC 盒設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的 PLC 盒主要用于安裝可編程控制器及端子排的結(jié)構(gòu)部分。PLC 盒面板選用 Q235 材料，厚度 б=2mm，其上加工有可編程控制器接線時(shí)用的穿孔線?？删幊炭刂破骷岸俗优啪褪前惭b于 PLC 面板上的，分別置于面板的兩側(cè)。設(shè)計(jì)的 PLC 盒中，可編程控制器采用硬接線，接線彎成直角，理順擺正。PLC 盒安裝于立體花式冰淇淋成型機(jī)右端側(cè)蓋內(nèi)，固定在床身上。打開(kāi)側(cè)蓋就可以方便的進(jìn)行編程和更換 ROM 盒操作。同時(shí)，這樣安裝對(duì)于可編程控制器有一定的保護(hù)作用。其上的擋板也是為了保護(hù) PLC 盒而設(shè)計(jì)的。 可編程控制器的接線及分接盒配置可編程控制器簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。其對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，只有通過(guò)接線將執(zhí)行器與自身聯(lián)系起來(lái)才能真正體現(xiàn)出魅力。但是接線工作是雜亂而又繁瑣的，要是有接線配置圖就可以清楚地看出接線情況，下面將詳細(xì)地給出可編程控制器的接線的配置圖，同時(shí)將分接盒中的配置關(guān)系一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，就可以作為用戶操作、維修時(shí)的指導(dǎo)性資料。畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 L 1L 2Q SF U 1F X 2 n 3 2 M RL 1 L 2M MH M IL 1 L 2F U 4 F U 5K M 1 K M 2電 機(jī) 1 電 機(jī) 2F U 2F U 35 0 H Z~ 2 2 0 V+D C 2 4 V~ ~T C圖 55 外部接線圖 控制原理圖傳動(dòng)氣缸原點(diǎn)傳感器擋料氣缸原點(diǎn)傳感器送料汽缸原點(diǎn)傳感器切料汽缸原點(diǎn)傳感器傳動(dòng)氣缸終點(diǎn)傳感器擋料氣缸終點(diǎn)傳感器送料汽缸終點(diǎn)傳感器切料汽缸終點(diǎn)傳感器X 0 X 1 X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 X 7C O MY 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6 Y 7 Y 1 0 Y 1 1 Y 1 2 Y 1 3傳動(dòng)氣缸正行程擋料汽缸正行程送料氣缸正行程切料汽缸正行程傳動(dòng)氣缸反行程擋料汽缸反行程送料氣缸反行程切料氣缸反行程電磁鐵K M 1 K M 2原位指示燈F X 2 N 3 2 M RC O MH M I有杯檢測(cè)傳感器1X 1 0有杯檢測(cè)傳感器2X 1 1故障停止X 1 2畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 圖 56 PLC 控制原理圖第六章 總結(jié)至此，立體花式冰淇淋成型機(jī)設(shè)計(jì)完成了。它達(dá)到了設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)上的要求，采用SMC 的氣動(dòng)元件、三菱 PLC、MT5420T 觸摸屏。作為一種產(chǎn)品，立體花式冰淇淋成型機(jī)采用的“PLC —?dú)鈩?dòng)控制系統(tǒng)”柔性強(qiáng)，控制精度高，可靠。能滿足各種不同花式的產(chǎn)品要求，體現(xiàn)出機(jī)電一體化產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)，PLC 控制系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定；系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)能適應(yīng)冰淇淋生產(chǎn)車(chē)間溫度變化較大的工況，增加觸摸屏使成型機(jī)的操作和排除故障更加容易；成型機(jī)設(shè)計(jì)外形也給人一種清新之感。該成型機(jī)具有以下特點(diǎn)：（1）具有友好的人機(jī)交互界面，操作簡(jiǎn)單；（2）整體安全可靠，功能齊全；（3）操作控制集中，既可以自動(dòng)操作也可以手動(dòng)操作；（4）控制系統(tǒng)成本低； 但成型機(jī)還存在不足之處，比如機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的還不夠完美。該成型機(jī)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取杯、放蓋。因此，可以對(duì)該成型機(jī)繼續(xù)改進(jìn)，在此機(jī)器上加入一些裝置，實(shí)現(xiàn)取杯、放蓋和貼標(biāo)簽自動(dòng)化。但是這樣會(huì)使成型機(jī)的成本大大提高，不適合中小企業(yè)。限于知識(shí)水平，難免有不足之處，希望老師和讀者批評(píng)指正。畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 參考文獻(xiàn)[1].郁漢琪. 電氣控制與可編程序器應(yīng)用技術(shù)[M]. 南京：東南大學(xué)出版社， ,141218[2].王兆義，[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版， 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Gulten Tiryaki Gunduz* and Gunnur formation in an ice cream plant[J].Antonie van :329336畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 致 謝本文是在導(dǎo)師張興國(guó)導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的！首先，感謝張老師這幾個(gè)月對(duì)我的嚴(yán)格要求，從論文選題、方案選擇、設(shè)計(jì)方法、計(jì)算思路都給予了我精心的指導(dǎo)。張老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、工作務(wù)實(shí)、學(xué)識(shí)淵博、平易近人，是我學(xué)習(xí)的榜樣，并且他經(jīng)驗(yàn)豐富，創(chuàng)新思維能力強(qiáng)，在我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，給我們提供了很多具有創(chuàng)意的設(shè)計(jì)方案供我們參考，我衷心地感謝張興國(guó)老師對(duì)我的幫助，使我的畢業(yè)論文得以按時(shí)順利完成。其次，我要感謝學(xué)院給我們提供了這樣一個(gè)機(jī)會(huì)，可以驗(yàn)證并展示我們?nèi)甓鄟?lái)的學(xué)習(xí)成果，充分發(fā)揮自身的設(shè)計(jì)才能。接著，我要感謝我的同學(xué)們，我們雖然是不同的課題，但所用的知識(shí)大同小異，我們相互幫助、相互鼓勵(lì)，彼此扶持著走完了整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，正所謂團(tuán)結(jié)就是力量。最后,我還要感謝學(xué)校圖書(shū)館為我們提供了大量的有價(jià)值的參考文獻(xiàn)和資料，使得我的設(shè)計(jì)工作有了一定的理論基礎(chǔ)、科學(xué)方法以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為指導(dǎo)。謹(jǐn)以此設(shè)計(jì)獻(xiàn)給所有關(guān)心我、幫助我的老師和同學(xué)們。