【正文】 圖 “啟動(dòng)”動(dòng)作梯形圖 “關(guān)?！?、“入料”動(dòng)作梯形圖 “關(guān)?！薄?“ 入料 ”動(dòng)作梯形圖 如 圖 所示。 浙江科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 部分主程序結(jié)構(gòu) “啟動(dòng)”動(dòng)作梯形圖 “啟動(dòng)”動(dòng)作梯形圖 如 圖 所示 。 DirectSOFT 軟件初始界面視圖見圖 。該軟件可以進(jìn)行梯形圖編程、指令表編程和 SFC 編程。編程時(shí)，既可以鍵盤操作，也可以用鼠標(biāo)操作。它是 Koyo 全系列 PLC 的編程軟件 ，類 Windows 操作，通過進(jìn)行程序的上傳 /下載，可以同時(shí)打開幾個(gè)窗口監(jiān)控多 CPU 系統(tǒng)的資料 。 浙江科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 第五章 部分控制系統(tǒng)軟件及執(zhí)行機(jī)構(gòu)硬件設(shè)計(jì) 本章主要 內(nèi)容是 介紹 本次設(shè)計(jì)的 PLC 編 程程序 [18]。 圖 “說明”界面 浙江科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 本章小結(jié) 本章主要介紹了人機(jī)界面（觸摸屏）的設(shè)計(jì)要求（認(rèn)知心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、藝術(shù)設(shè)計(jì)、色彩設(shè)計(jì)）；并嘗試著利用 PM Designer 觸摸屏編程軟件自己設(shè)計(jì)一款適用于本臺(tái) EPS自動(dòng)泡沫成型機(jī)的觸摸屏，并作了相關(guān)的簡(jiǎn)要說明。 “保存”界面，提供用戶輸入并保存廠家代號(hào)、原料代號(hào)、模具代號(hào)、操作員號(hào)、材料重量等相關(guān)生產(chǎn)信息，并提供“數(shù)據(jù)讀取”選項(xiàng)，用于用戶讀取之前儲(chǔ)存的信息（如圖）。該界面還可提供用戶臨時(shí)控制機(jī)器的其他操作按鈕（見圖 ）。此外，在“故障”界面中，用戶還可選擇初始化機(jī)器的“移模歸零”按鈕或者選擇閱讀正確操作機(jī)器及觸摸屏說明書的“操作說明書”按鈕（見圖 ）。 “中間”界面能夠顯示該臺(tái)成型機(jī)的主要工作流程圖，并以亮色塊的方式告知用戶當(dāng)前正進(jìn)行到哪一工步（見圖 ）。 在“工藝”界面中， 用戶可以直截了當(dāng)?shù)乜吹礁鞴げ降膱?zhí)行情況，包括預(yù)熱、送風(fēng)、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(duì)應(yīng)工步運(yùn)行正常；若為“ off”且為暗色，則說明該工步未運(yùn)行或運(yùn)行不正常。 在 “設(shè)定”界面，用戶可以分別設(shè)置 成型機(jī)各部件的位置情況（開模速度、關(guān)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(shí)間（入料時(shí)間、加熱時(shí)間、冷卻時(shí)間、排氣時(shí)間、一 /二 /三次發(fā)泡時(shí)間、穿透加熱時(shí)間等）以及與脫模相關(guān)（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(shù)選擇、機(jī)器等待等）的設(shè)置（見圖 ）。 在“流程”界面中，用戶可以較為明白地看到 自動(dòng)泡沫成型機(jī)的動(dòng)作流程圖界面，并可以設(shè)定每個(gè)工步（包括入料、加壓、補(bǔ)料、發(fā)泡、保溫、冷卻、脫模等）的設(shè)定值，以供對(duì)比（見圖 43）。其中，“首頁(yè)面”按鈕底色為黑色，表明當(dāng)前用戶正停留在首頁(yè)面，用戶可以通過點(diǎn)擊其他按鈕來切換至其他頁(yè)面，其他按鈕的功能分別如下： “流程”：可切換至自動(dòng)泡沫成型機(jī)的動(dòng)作流程圖界面，顯示各工步流程以及實(shí)際測(cè)量值，用戶還可以自由地對(duì)每個(gè)工步設(shè)置設(shè)定值，以供對(duì)比； “手動(dòng)”：可切換至“手動(dòng)”界面，在此界面，用戶可自行 控制成型機(jī)各個(gè)工步開閉或動(dòng)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(dāng)?shù)乜吹礁鞴げ降膱?zhí)行情況，對(duì)成型機(jī)的工作情況有全面的掌控； “設(shè)定”：切換至“設(shè)定”界面，分為三部分，“位置設(shè)定”、“時(shí)間設(shè)定”、“脫模設(shè)定”，分別可以設(shè)置成型機(jī)各部件的位置情況、各工步的執(zhí)行時(shí)間、與脫模相關(guān)的設(shè)置； “中間”：可顯示成型機(jī)的工作流程圖； “故障”：若用戶操作不當(dāng)導(dǎo)致運(yùn)行失敗，則該界面會(huì)顯示錯(cuò)誤消息及錯(cuò)誤類型； “保存”：用戶可將原料配方、機(jī)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到機(jī)器中并隨時(shí)讀??； “監(jiān)控”：實(shí)時(shí)監(jiān)控 機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)，按鈕顯示亮色則表明該按鈕對(duì)應(yīng)動(dòng)作處于運(yùn)行狀態(tài)； “說明”：對(duì) PM Designer 軟件作必要說明并提供切換至其他頁(yè)面的快捷按鈕。第三章中已經(jīng)通過比較選擇出了PT1004型觸摸屏作為本課題的人 機(jī)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(jī)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(shè)計(jì)者使用，可充分發(fā)揮使用者的想象力，是一款多數(shù)設(shè)計(jì)者都給予好評(píng)的人機(jī)設(shè)計(jì)軟件?？茖W(xué)家的實(shí)驗(yàn)證明，和諧美麗的色彩，會(huì)使人分泌一種有益生理健康的物質(zhì)，可以協(xié)調(diào)人的血液流量和神經(jīng)通絡(luò)，使人生機(jī)勃勃，精神愉快 [17]。 色彩對(duì)人的心理和生理作用，是客觀物質(zhì)世界對(duì)人的主觀反映。藝術(shù)設(shè)計(jì)創(chuàng)作過程“消融”在藝術(shù)設(shè)計(jì)作品中，反映在界面上，主要體現(xiàn)為硬件界面和軟件界面。藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)研究這個(gè)過程的一些主要環(huán)節(jié)，如藝術(shù)設(shè)計(jì)構(gòu)思、藝術(shù)設(shè)計(jì)構(gòu)思的物質(zhì)體現(xiàn)，以及作為藝術(shù)設(shè)計(jì)主題的設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)中的作用等。浙江科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 從人機(jī)工程學(xué)的構(gòu)成體系來看，它是一門綜合性的邊緣學(xué)科，其研究領(lǐng)域是多方面的。人機(jī)工程不同的命名充分體現(xiàn)了該學(xué)科是“人體科學(xué)”與“工程技術(shù)”的結(jié)合。它是人機(jī)界面學(xué)的初期發(fā)展階段的主要研究?jī)?nèi)容，并對(duì)人機(jī)界面學(xué)以后的發(fā)展產(chǎn)生了重大的影響。由此，盡量使自己的設(shè)計(jì)適應(yīng)于人的自然特性，以使設(shè)計(jì)的系統(tǒng)滿足用戶的要求。為了提高人機(jī)界面設(shè)計(jì)的水平，增強(qiáng)用戶與計(jì)算機(jī)之間的友好程度，必須對(duì)用戶，即使用計(jì)算機(jī)的人，有一個(gè)較為清晰的認(rèn)識(shí)，也就是說對(duì)人的心理基礎(chǔ)要有所了解。 了解并遵循認(rèn)知心理學(xué)的原理是進(jìn)行人機(jī)界面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。 20 世紀(jì)最偉大的 10 中人機(jī)界面裝置：擴(kuò)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(biāo) /圖形用戶界面和條形碼掃描器 [16]。今天的消費(fèi)者紛紛要求表現(xiàn)自我意識(shí)、個(gè)人風(fēng)格和審美情趣，反映在設(shè)計(jì)上亦使產(chǎn)品越來越豐富、細(xì)化，體現(xiàn)一種人情味和個(gè)性。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(jìn)一步要求能夠通過視覺、聽覺、嗅覺、觸覺以及形體、手勢(shì)或口令，更自然地“進(jìn)入”到工作空間 中去，形成人機(jī)“直接對(duì)話”，從而取得“身臨其境”的體驗(yàn)。 ②自然化 早期的人機(jī)界面很簡(jiǎn)單，人機(jī)對(duì)話使用的都是機(jī)器語言。追蹤球、觸摸屏、光筆、語音輸入等競(jìng)相登場(chǎng)；藍(lán)牙等技術(shù)的出現(xiàn)，改變了接口方式；多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)界面 人 硬件 軟件 浙江科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 及強(qiáng)有力的視覺工作站提供了真實(shí)、動(dòng)態(tài)的影像和刺激靈感的用戶界面。 ①高科技化 信息技術(shù)的革命，帶來了計(jì)算機(jī)業(yè)的巨大變革。 圖 人 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成示意圖 隨著信息社會(huì)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(shù)日益涌現(xiàn)，對(duì)人機(jī)界面設(shè)計(jì)也提出了越來越高的要求。 關(guān)于 人機(jī)界面 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件和人共同構(gòu) 成的人機(jī)系統(tǒng)，人與硬件、軟件結(jié)合而構(gòu)成了人機(jī)界面，如圖 所示。 浙江科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 第四章 控制系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計(jì) 人機(jī)界面的簡(jiǎn)單介紹 人機(jī)界面 （ HumanMachine Interface),是人與機(jī)器進(jìn)行交互的操作方式，即用戶與機(jī)器互相傳遞信息的媒介，其中包括信息的輸入與輸出。本次課題中所用到的外部接線圖（電氣原理圖、基板布局圖）詳見附錄一。 控 制系統(tǒng)外部接線圖 本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件組成除了 PLC、觸摸屏、傳感器等基本配置和加料系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)等執(zhí)行系統(tǒng)之外，還包括必要的控制系統(tǒng)外部接線圖。安全閥必須定期到有關(guān)部門檢驗(yàn)，檢驗(yàn)周期定為每季度一次，為進(jìn) 一步確保安全，在設(shè)備停機(jī)超過 15 天時(shí)，在運(yùn)轉(zhuǎn)之前必須安全校檢。當(dāng)任意型腔超過 時(shí)，板機(jī)所有進(jìn)氣閥關(guān)閉，排氣閥及空冷閥全部打開，板機(jī)型腔內(nèi)氣壓降低，確保模腔內(nèi)壓力不超過最高限值。 安全保護(hù)系統(tǒng) ① 電接點(diǎn)壓力表控制的安全裝置 本次設(shè)計(jì)電壓點(diǎn)壓力表共有六塊，其中電控箱上有三塊分別控制加熱 I、加熱 II、加熱 III，當(dāng)壓力達(dá)到指定值時(shí)，指針觸電接觸，進(jìn)氣閥門關(guān)閉，進(jìn)行下一個(gè)動(dòng)作。 浙江科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 圖 液壓系統(tǒng)工作原理圖 氣動(dòng)系統(tǒng) 氣動(dòng)系統(tǒng)主要完成一下幾項(xiàng)功能：控制閥門的關(guān)閉、自動(dòng)進(jìn)料槍的開關(guān)、脫模、吸料等功能，換句話說，該 EPS 自動(dòng)成型機(jī)從加料、加熱直至最終成型都離開氣動(dòng)系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)由油缸、油管、液壓泵、液壓電磁閥等部件組成。 加熱蒸汽管路系統(tǒng)及壓縮空氣管路系統(tǒng)的工作原理圖見圖 所示?？紤]到成本問題以及冷卻效率問題，本次設(shè)計(jì)采用水冷方式作為冷卻方式。 加熱系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng) 本次設(shè)計(jì)的 EPS 自動(dòng)泡沫成型機(jī)的整個(gè)管路系統(tǒng)主要就是由加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)構(gòu)成。 1氣缸； 2三通； 3夾板； 4銅套； 5O 型圈； 6活塞； 7聚四氟乙烯圈； 8鎖緊螺母； 9螺栓； 10鎖緊螺母； 11接管； 12氣管接頭； 13氣缸桿 圖 EPS 自動(dòng)成型機(jī)加料系統(tǒng)（加料槍） 該加料槍的加料工作過程主要如下：當(dāng)活塞 6 退到三通 2 的后部時(shí)，進(jìn)氣孔開始進(jìn)壓縮空氣，在其前面一段料道中形成負(fù)壓區(qū)，并且在此過程中引風(fēng)機(jī)也對(duì)板機(jī)的模腔抽負(fù)壓，促使 EPS 原料便以很快的速度進(jìn)入模腔，同時(shí)在后續(xù)加熱過程中所需的空氣也一并進(jìn)入到模腔中。 加料系統(tǒng) 本課題 的加料系統(tǒng)主要是指自動(dòng)加料槍，加料方式采用負(fù)壓加料，如圖 所示。 模腔利用液壓缸從前側(cè)面打開，板材橫向推出，模腔只開一面，且為雙道密封膠條密封，減少了蒸汽泄漏，利于產(chǎn)品成型，從而加大了設(shè)備的安全系數(shù)。 模板采用焊接結(jié)構(gòu)，焊后進(jìn)行時(shí)效處理。 圖 F204AD 與 傳感器接線圖 各執(zhí)行系統(tǒng) 本次設(shè)計(jì)中，除了 PLC、人機(jī)界面、傳感器等控制系統(tǒng)硬件之外，還需一系列執(zhí)行機(jī)構(gòu) /系統(tǒng)來執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，下面分別對(duì)本臺(tái) 自動(dòng)泡沫成型機(jī)的其他硬件參數(shù)及工作原理作詳細(xì)闡述。 在 Koyo 的 SN 系列 PLC 的特殊模塊中，正好有 F204AD 這一模塊。 AD 模塊通過傳感器接收到的模擬量傳給PLC，然后經(jīng)過 PLC 的分析做出準(zhǔn)確的指令 。其特點(diǎn)： 內(nèi)置放大器的一體化結(jié)構(gòu)，抗干擾能力強(qiáng)； 無滑動(dòng)觸點(diǎn)，可靠性高，使用壽命長(zhǎng)； 分辨率高，響應(yīng)頻率高，重復(fù)性好。制品成型之后，模腔打開，頂桿開始將成品件頂出，該過程中壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 頂桿位移距離，并通過 AD 模塊轉(zhuǎn)換后傳送至 PLC， PLC 分析后控制頂桿繼續(xù)頂出或縮回，并進(jìn)行下一輪動(dòng)作。 ③ 位置傳感器。 其特點(diǎn)是： 采用了微處理器從而使靈活性增大、功能增強(qiáng)； 零點(diǎn)和量程調(diào)整互不影響； 傳感器內(nèi)帶非易失性存貯器； 穩(wěn)定性能好、精度高、阻尼可調(diào)、抗單向過載能力強(qiáng)； 數(shù)字式集成電路設(shè)計(jì)減少了零件數(shù)與機(jī)械互連件，因?yàn)楦纳屏诵阅艿目煽啃浴? 在參閱了眾多壓力變送器說明書和結(jié)合本課題實(shí)際需求之后，我選擇了Rosemount3051T 型智能壓力變送器。10% 開機(jī)功率 20W 面板尺寸 （ 寬高， mm） 開孔尺寸 （ 寬高， mm） 浙江科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 進(jìn)料量。 ② 壓力傳感器。%FS、 177。 具體參數(shù)如下： 基本誤差： 177。 SBWR（熱電偶） /Z（熱電阻）系列溫度變送器有一下顯著優(yōu)點(diǎn)： 具有高精度冷端補(bǔ)償電路，全溫度范圍絕對(duì)誤差在 177。溫度傳感器采用鉑熱電阻 Pt100。若在正常范圍內(nèi)，則系統(tǒng)正常運(yùn)行；若超出正常范圍，則 PLC 發(fā)送信號(hào)至報(bào)警系統(tǒng)，提醒工作人員注 意安全并及時(shí)維修。 ① 溫度傳感器。無論是連接三菱、西門子 PLC，還是其他廠商的 PLC 都可實(shí)現(xiàn)高速通訊。可清晰地設(shè)定出復(fù)雜且重疊的不同的部件畫面與照片數(shù)據(jù)； ② 高速運(yùn)算。該系列產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了圖像、運(yùn)算、通訊全方位的高速化。觸摸屏檢測(cè)部件安裝在顯示器屏幕前，用于檢測(cè)用戶觸摸位置，接收后輸送到觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用，是從觸摸點(diǎn)來檢測(cè)裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再傳輸給 CPU，它同時(shí)能接收 CPU 發(fā)來的命令并加以執(zhí)行 [12， 13]。 工作時(shí)，首先 用手指或其他物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏，然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來定位選擇信息輸入。它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。 表 SN 系列 PLC 參數(shù) [11] 項(xiàng)目 規(guī)格 I/O 傳送方式 存儲(chǔ)程序、循環(huán)執(zhí)行 成批傳送 編程語言 梯形圖、級(jí)式共用 指令種類、控制方式 邏輯控制 指令 43 種、程序控制指令 15 種 數(shù)據(jù)處理指令 82 種、特殊功能指令 6 種 處理速度 邏輯控制指令 微秒 數(shù)據(jù)處理指令 微秒 程序容量 用戶程序 語 +系統(tǒng)參數(shù) 語 輸入線圈