【正文】 （ I） /輸出線圈 （ O） 256 點(diǎn) /256 點(diǎn) 中間線圈 （ M） 640 點(diǎn) 級(jí)（ S） 512 點(diǎn) 定時(shí)器 （ T） 128 點(diǎn) 計(jì)數(shù)器 （ C） 128 點(diǎn) 特殊線圈 （ SP） 128 點(diǎn) 定時(shí)器經(jīng)過(guò)值寄存器 （ R） 128 字 計(jì)數(shù)器經(jīng)過(guò)值寄存器 （ R） 5120 字 數(shù)據(jù)寄存器 （ R） 128 字 特殊寄存器 （ R） 768 字 累 加器 （ ACC） 32Bit1 個(gè) 數(shù)據(jù)堆棧 32Bit1 個(gè) 觸摸屏的選擇 在本課題的自動(dòng)泡沫成型機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研發(fā)中，人際界面是必不可少的，它是用戶向系統(tǒng)發(fā)送指令的工具，溝通用戶和系統(tǒng)的橋梁，本課題采用觸摸屏來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。 圖 成型機(jī) PLC 的 I/O 接線圖 因此，在比較了多種 PLC 與傳感器之間的通信速度之后，并結(jié)合上述的各項(xiàng)要求，我選擇了 Koyo 光洋公司的 PLC 產(chǎn)品。 本次設(shè)計(jì)中，需要 16 各輸入點(diǎn)， 24 個(gè)輸出點(diǎn)，共 40 點(diǎn)，基本單元保留余量 20 點(diǎn)，且要求性能穩(wěn)定，通信速度相對(duì)較快。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近 ，即使不熟悉電工電子電路，不了解計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言的工作人員也可以快速學(xué)習(xí)與操作 。 PLC 是面向工礦企業(yè)的控制設(shè)備。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展 ,使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 時(shí)至今日， PLC 已經(jīng)發(fā)展出了各種規(guī)模的系列產(chǎn)品，可以應(yīng)用于各種工業(yè)控制場(chǎng)合。 因此，使用 PLC 作為控制單元將極大地提高整個(gè)設(shè)備或 系統(tǒng)的可靠性。 PLC 之所以具有其他系統(tǒng)所不及的可靠性，是因?yàn)槠?采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù) ,采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造 ,內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)。 前面也介紹過(guò)， PLC 相較于單片機(jī)或則工控機(jī)，有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，具體如下 [9]: ①抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。顧名思義，整體式 PLC 是一個(gè)不可拆卸重組的完整元件，其內(nèi)部 包含的部件有 CPU、 I/O 模塊、顯示界面、內(nèi)存條、電源供應(yīng)等。 以下對(duì)行業(yè)內(nèi)統(tǒng)一的 PLC 的設(shè)計(jì)原則作簡(jiǎn)要說(shuō)明， PLC 及相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)，都應(yīng)遵循易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于拓展功能的原則設(shè)計(jì) 。通過(guò)可編程儲(chǔ)存器，使得 PLC 可以直接儲(chǔ)存執(zhí)行邏 輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)以及算術(shù)運(yùn)算等相關(guān)操作指令。 浙江科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 第三章 自動(dòng)泡沫成型機(jī)硬件組成 控制 系統(tǒng)基本配置 可編程控制器 （ PLC）的選擇 當(dāng)今市場(chǎng)上，有許多 PLC 設(shè)計(jì)及制造方面的知名品牌，如三菱、施耐德、 GEFanuc、歐姆龍、西門(mén)子、光洋等， PLC 的型號(hào)也數(shù)不勝數(shù)，但是各類(lèi) PLC 都具有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)。 整個(gè)控制系統(tǒng)主要可分為 PLC、人機(jī)界面、蒸汽管路系統(tǒng)、壓縮空氣管路系統(tǒng)及液壓系統(tǒng) 等若干部分 。 本章小結(jié) 本章主要分為以下幾部分進(jìn)行敘述：自動(dòng)泡沫成型機(jī)的工藝流程概述，各工藝動(dòng)作詳述，控制系統(tǒng)工作原理以及相應(yīng)的硬件選型，等。真空冷卻時(shí)間一般較短，有的甚至只需 2~3s 即可。水冷時(shí)間長(zhǎng)，模具逐漸變冷，冷卻水不能蒸發(fā)，達(dá)不到干燥成型、節(jié)省能源的目的。 壓力控制得過(guò)高，反而會(huì)出現(xiàn)表面過(guò)熱而使制品出現(xiàn)過(guò)度收縮等缺陷。 加熱過(guò)程大致可概括為：模腔壁上事先設(shè)有供蒸汽通過(guò)的小孔，高溫蒸汽從模腔后方的氣室進(jìn)入模腔內(nèi)并加熱珠粒，在此過(guò)程中，模腔內(nèi)氣壓需始終維持在 ~，并且需要在珠粒完全熔融時(shí)達(dá)到最大值。 ③ 加料過(guò)程完成，加料槍關(guān)閉 。 ②回料。加料分間隙式加料、無(wú)間歇式加料等方式，本課題使用的是無(wú)間隙式加料。 合模過(guò)程中，為了避免發(fā)生碰撞，通常會(huì)通過(guò)形成開(kāi)關(guān)控制油路的轉(zhuǎn)換來(lái)促使合模過(guò)程有一個(gè)速度漸變過(guò)程 。頂桿從頂出狀態(tài)縮進(jìn)模腔內(nèi)部，并保持狀態(tài)短暫時(shí)間 （如圖 ）。 報(bào)警系統(tǒng) 溫度傳感器 執(zhí)行機(jī)構(gòu) PLC 閥控模塊 液晶觸摸屏 管路系統(tǒng) 液壓系統(tǒng) 壓縮空氣 蒸汽 排氣 引風(fēng) 關(guān)模 加熱 壓力傳感器 位置傳感器 浙江科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 圖 EPS 制品成型工藝原理圖 開(kāi)模 /合模 ①開(kāi)模。 預(yù)熱時(shí)間由模腔內(nèi)金屬含量及最終產(chǎn)品的要求決定。 預(yù)熱 預(yù)熱過(guò)程是在正式加熱珠粒之前先通入蒸汽到空模腔中，使模腔溫度上升的過(guò)程。成型后，撤去蒸汽，通入冷卻劑冷卻制品，冷卻完成后，機(jī)器自動(dòng)脫模頂出成品制品 [7]。 圖 控制系統(tǒng)原理圖 自動(dòng)泡沫成型機(jī)各 部分 的動(dòng)作流程 EPS 塑料泡沫的基本成型工藝大致可以分為：預(yù)熱、開(kāi)模 /合模、加料、冷卻、脫模。 自動(dòng)泡沫成型機(jī)控制系統(tǒng)工作原理 以下簡(jiǎn)述本次設(shè)計(jì)中自動(dòng)泡沫成型機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理：用戶通過(guò)觸摸屏輸入相關(guān)指令， PLC 接收并自動(dòng)判斷來(lái)自觸摸屏的用戶相關(guān)指令，若用戶輸入指令可能導(dǎo)致危險(xiǎn)或系統(tǒng)故障，則 PLC 發(fā)送信號(hào)至報(bào)警系統(tǒng)，報(bào)警系統(tǒng)工作；否則閥控模塊工作，繼續(xù)發(fā)送信號(hào)，經(jīng)管路系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，至相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（開(kāi)模 /合模裝置、 進(jìn)料系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、頂桿等），執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，并反饋信號(hào)，經(jīng)壓力傳感器、過(guò)載裝置信號(hào)調(diào)理及位置傳感器返回至 PLC， PLC 再反饋相應(yīng)信息作出相應(yīng)調(diào)整，以期加工出符合用戶要求的浙江科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) EPS 產(chǎn)品。 人機(jī)界面選用屏通觸摸屏（型號(hào)： PT1004），所選用的這型觸摸屏擁有 1024600 解析度， 65536 色 TFT 真彩液晶屏， 4 線電阻式觸控面板， 32 位 ARM926EJS 中央處理器，3 串口為 COM1： RS232/422/485； COM2： RS422/485(A 型）、 RS232/485（ B 型）、 RS232（ C 型）； COM3： RS232。 自動(dòng)泡沫成型機(jī)控制系統(tǒng)組成 整個(gè)控制系統(tǒng)組成包括：可編程控制器 /PLC 系統(tǒng)（ Koyo 光洋 SN 系列的 SN64DRA3型 PLC）、觸摸式圖像操作終端機(jī) /人機(jī)界面（屏通系列 PT1004 型）、各類(lèi)傳感器（溫度傳感器、壓力傳感器、位置傳感器）、 AD 模塊以及加料機(jī)構(gòu)、加熱系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)等執(zhí)行機(jī)構(gòu) /系統(tǒng)。因此，單片機(jī)在工業(yè)設(shè)備中的應(yīng)用已逐步被 PLC 取代。優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的體積較小，功耗及成本均較低，多用于消費(fèi)品。缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴，體積大，能耗也大。 凸模移動(dòng) 合模 鎖 模 進(jìn) 料 加 熱 保 溫 冷 卻 開(kāi) 模 脫 模 浙江科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) ②工控機(jī)。 優(yōu)點(diǎn)： 驅(qū)動(dòng)輸入 /輸出性能好，擴(kuò)展能力強(qiáng)，價(jià)格易于接受，穩(wěn)定性好，具備圖形化開(kāi)發(fā)界面，近年來(lái)常見(jiàn)于各類(lèi)現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備中 。 自動(dòng)泡沫成型機(jī)控制系統(tǒng)組成及工作原理 自動(dòng)泡沫成型機(jī)控制系統(tǒng)集成方案選擇 對(duì)自動(dòng)泡沫成型機(jī)控制系統(tǒng)集成方案的選擇，主要是從 PLC、工控機(jī)、單片機(jī)三者在控制系統(tǒng)中的作用分析，進(jìn)而得出最適合用于本臺(tái)自動(dòng)泡沫成型機(jī)的控制元件。 圖 EPS 成型工藝的一般過(guò)程 EPS 自動(dòng)泡沫成型機(jī)主要由合模裝置、入料系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制 系統(tǒng)以及機(jī)架等組成。 浙江科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 第二章 自動(dòng)泡沫成型機(jī)控制系統(tǒng)組成 及主要功能確定 自動(dòng)泡沫成型機(jī)的工藝流程簡(jiǎn)介 EPS 成型生產(chǎn)涉 及原料選擇、管道及模具設(shè)計(jì)等諸多因素，一般而言， EPS 成型依次分為以下幾個(gè)步驟：預(yù)發(fā)泡→裝?！尚汀怼娓伞b→入庫(kù) [5]。 在全世界對(duì) EPS 的研究逐漸深入的同時(shí)，科學(xué)家們對(duì)其許多方面的特性都掌握地越來(lái)越清晰 ， 并且，將 EPS 用于濕軟路基中作為填料以防止路基不規(guī)則塌陷；在橋梁中應(yīng)用而避免橋頭調(diào)車(chē)；在建筑物外墻中則可絕熱或保溫；用于高填方涵洞中用以減輕涵洞所受壓力等經(jīng)典 的先例 。 有關(guān)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)調(diào)查顯示， 2020 年我國(guó) EPS 的表觀需求量約為 280 萬(wàn)噸左右，因此國(guó)內(nèi)產(chǎn)量過(guò)剩在一半以上，從這個(gè)方面來(lái)說(shuō)，擴(kuò)大出口是我國(guó) EPS 產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇。到 2020 年 6 月份為止，中國(guó)大陸地區(qū) EPS 裝置的總產(chǎn)量約為 425 萬(wàn)噸。據(jù)數(shù)據(jù)顯示， 2020年全球 EPS 總產(chǎn)量為 803 萬(wàn)噸，其中中國(guó)的產(chǎn)量就達(dá)到了 360 萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)量的 45%。 型塊可以很快地組合在一起，一旦加入混凝土 ，成品就具有特別好的強(qiáng)度和絕緣性，聲音傳播測(cè)試也表明這種墻壁的隔聲性是普通墻壁的 3 倍。 這種 EPS 與典型的包裝成型法一樣，都是有模塑制成，但在模具內(nèi)需插入一金屬或塑料片。 ④ 近幾年， EPS 最重要和最新奇的建筑應(yīng)用之一是制作絕熱混凝土墻 （ ICF） 。 ③保溫和包裝業(yè)領(lǐng)域。 EPS 板材的隔熱保溫性，解決了川藏公路水凍層的技術(shù)難關(guān)。 EPS 制品廣泛地應(yīng)用于建筑墻體和地基的保濕、倒置式屋面（就是將憎水性可發(fā)性聚苯乙烯保溫材料設(shè)置在 防水層上的屋面）、 EPS 夾芯彩板（就是將彩色圖層鋼板用高強(qiáng)度粘合劑，復(fù)合在阻燃性聚苯乙烯等輕質(zhì)隔熱材料的兩面，經(jīng)加壓、修邊、開(kāi)槽、落料而形成的板材，具有 質(zhì)輕 、 絕 熱、 防火 、 抗壓、抗暴性好 、堅(jiān)固耐用和 外觀舒適等特點(diǎn)）、 各類(lèi) 建筑 模型 、 Anvik（ Canada） 建筑系統(tǒng)等方面。 可發(fā)性聚苯乙烯 廣泛地應(yīng)用于建筑、屋面保濕、裝修、地下隔潮防水、道路、包裝等領(lǐng)域。 自產(chǎn)生至今， EPS 經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歷程 。大多數(shù)這種顆粒是懸浮聚合生成的珠粒 ， 而較大直徑的顆粒也可通過(guò)切粒得到。 I 第一章 緒 論 ............................................................................................................................... 1 引言 ..................................................................................................................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) .................................................................................................. 2 第二章 自動(dòng)泡沫成型機(jī)控制系統(tǒng)組成及主要功能確定 ........................................................... 3 自動(dòng)泡沫成型機(jī)的工藝流程簡(jiǎn)介 ........................................................................................... 3 自動(dòng)泡沫成型機(jī)控制系統(tǒng)組成及工作原理 ............................................................................. 3 自動(dòng)泡沫成型機(jī)控制系統(tǒng)集成方案選擇 ....................................................................... 3 自動(dòng)泡沫成型機(jī)控制系統(tǒng)組成 ..................................................................................... 4 自動(dòng)泡沫成型機(jī)控制系統(tǒng)工作原理 .............................................................................. 4 自動(dòng)泡沫成型機(jī)各部分的動(dòng)作流程 ....................................................................................... 5 預(yù)熱 ........................................................................................................................... 5 開(kāi)模 /合模 ................................................................................................................... 6 入料 ............................................................