基于有限状态机模型的全自动烫印机控制系统设计

• 作者: 任雯 曾显杰 赖森财 闻霞
• 来源期刊: 工程设计学报
• 学科: 工学
• 关键词: 三维参数化设计 有限状态机 状态转移图 变量驱动 T5L智能触摸屏
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 整机和系统设计
• 页码范围: 771-780
• 页数: 10页
• 分类号: TH6|TP273
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1006-754X.2020.00.094

摘要

针对现有烫印设备存在自动化水平低和人机界面交互性差的问题,采用三维参数化设计方法对全自动烫印机的结构进行设计,以三菱新一代FX3GE系列PLC(programmable logic controller,可编程逻辑控制器)和T5L智能触摸屏为核心搭建了全自动烫印机的网络化控制系统,实现了伺服电机与气缸的高速、高精度驱动,PID(proportion integration differentiation,比例积分微分)温度控制以及多参数人机数据交互.针对传统固定路径顺序指令编程模式无法满足小批量定制化生产模式的要求的问题,提出了基于有限状态机(finite state machine,FEM)模型的全自动烫印机控制程序设计方法.首先,对全自动烫印工艺和运动工位的分布、数量和逻辑顺序关系进行功能规划与模块化设计,建立了层次化有限状态机模型;然后,根据状态迁移事件与状态转换条件构造了烫印动作的状态转换图;最后,结合图论思想,将状态转换图映射到邻接链表变量空间,并采用变量配置方式驱动邻接链表,从而完成对状态转换图的遍历和拓扑扩展.仿真结果表明,与传统的指令编程模式相比,基于有限状态机模型的全自动烫印机控制程序设计方法不仅提升了开发效率和组态化编程水平,有效降低了控制程序的维护成本,还保证了伺服电机与气缸的时序动作不会干涉和交叉,提高了控制系统的可靠性,具有广阔的工程应用前景.