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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:馬聖傑
研究生(外文):Sheng-Jie Ma
論文名稱:攪拌機智慧型控制器開發
論文名稱(外文):Developing of Intelligent Controller for Mixer
指導教授:陳雙源陳雙源引用關係
口試委員:莊漢東呂道揆林原慶
口試日期:2012-07-17
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:機電整合研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:攪拌機人機介面可程式邏輯控制器
外文關鍵詞:MixerHMIPLC
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目前攪拌機上已有馬達的起停、轉速、轉向、時間等的控制,但有關攪拌麵糰時,判斷攪拌是否已完成仍要靠師傅經驗,因此本研究開發一智慧型控制器,除原有一般功能外,特別增加判斷攪拌是否完成及記憶配方之功能。
攪拌機在搓揉麵團時,由於麵粉內蛋白質與水的作用,麵筋的強度會逐漸增加,因此要判斷攪拌是否已到達擴展階段或完全階段,本研究將用馬達電功率的偵測信號當參考,經由特殊的雜訊處理技術及計算後,訂定控制法則做判斷,停止攪拌。
本研究之控制器,是採用一可程式邏輯控制器、觸控螢幕(人機介面)、電力感測器和攪拌機電路所組成;人機介面可記憶及設定配方、顯示目前馬達電力狀態,而配方的資訊也會與馬達功率信號結合,利用可程式邏輯控制器以達成智慧型的判斷,做機器停止及產生警示信號的依據。此系統經多次實驗及修正之後,已達到所要的功能。
本研究不僅可解決國內產品目前問題,更提供國內設備商一個新的產品模組,以提升產品價值。


Most of dough mixers have control functions of start, stop, speed changing, rotation changing and time management. However it needed professional’s experience to judge whether the dough is fully developed. Hence, this research is set to develop an intelligent controller. It not only includes the control functions but also add the capability of indicating the finishing of the dough.
When a dough is mixing, the protein of flour have react with water. Then the flour gluten will become strong. Therefore, to know the state of gluten development, an electrical power sensor is used in this research. Special noise filter is then devised to treat the signal. After that some calculation is performed and control rules are established to judge the completion of dough.
The intelligent controller consists of a peripheral circuit, a PLC, a touch-screen as human-machine interface and a power meter. Touch-screen can monitor state of motor, set and memorize recipes. The information of the recipes is combined with the electric power signal of the motor to generate an intelligent judgment, which then can stop the mixer. After a period of development and testing, the new controller has reached the functions as original expected.
This research is not only solves problem with sensing gluten development, but also provide a new model to bakery equipment vendor.


摘要.......................................................i
ABSTRACT..................................................ii
誌謝.....................................................iii
目錄......................................................iv
表目錄.....................................................vi
圖目錄....................................................vii
第一章 緒論.................................................1
1.1研究動機與目的............................................1
1.2問題解決方案..............................................1
1.3文獻探討.................................................3
1.4論文架構.................................................6
第二章 系統通訊介紹...........................................8
2.1前言....................................................8
2.2串列通訊介面..............................................8
2.2.1 RS-232串列埠介紹......................................9
2.2.2 RS-422串列埠介紹.....................................11
2.2.3 RS-485串列埠介紹.....................................11
2.2.4 RS-232、RS-422與RS-485的差異性比較.....................12
2.3 Modbus通訊協定.........................................13
2.3.1詢問和回應............................................14
2.3.2 Modbus ASCII & Modbus RTU..........................15
2.3.3 Modbus錯誤檢測.......................................17
2.3.4 Modbus資料型態.......................................18
2.3.5 Modbus功能碼.........................................19
第三章 硬體系統發展..........................................20
3.1攪拌機硬體系統...........................................20
3.1.1攪拌機機械結構.........................................20
3.2智慧型控制器硬體系統......................................21
3.2.1 PLC.................................................21
3.2.1.1 PLC系統架構........................................21
3.2.1.2 PLC的運作..........................................23
3.2.1.3輸出與輸入介面.......................................24
3.2.1.4 DELTA DVP-12SA2..................................26
3.2.2人機介面..............................................27
3.2.2.1人機介面的發展.......................................28
3.2.2.2人機介面的功能架構....................................29
3.2.2.3 DELTA DOP-B07E415................................30
3.2.3電力感測器(PM-2133-100C)..............................31
3.2.3.1比壓器和比流器.......................................33
3.2.4紅外線溫度計...........................................34
3.2.4.1量測距離:量測點直徑..................................34
3.2.4.2 TM-949............................................35
3.2.5溫度量測擴充模組........................................36
第四章 智慧型控制器程式開發...................................38
4.1控制器開發需求...........................................38
4.2人機介面程式.............................................39
4.3 PLC程式...............................................45
4.3.1自動計時程式...........................................46
4.3.2手動控制和寸動程式......................................50
4.3.3麵粉筋性判斷程式........................................51
4.3.4溫度上限判斷程式........................................56
第五章 系統測試與結果........................................57
5.1 測試架構介紹............................................57
5.2 控制器攪拌測試..........................................60
5.2.1麵粉攪拌實驗...........................................61
5.2.1.1初期實驗............................................61
5.2.1.2資料蒐集及測試.......................................64
5.2.1.3判斷法則之修改.......................................70
5.2.1.4後期實驗及結果.......................................74
第六章 結論與未來展望........................................79
6.1結論...................................................79
6.2未來展望................................................79
參考文獻...................................................81


[1] 新麥有限公司網站,http://www.sinmag.com/。
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[4] 廖文煇,可程式控制應用-進階篇,台北:全華科技圖書有限公司,2004。
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[6] 郭士秋,USB理論規範與設計,台北:儒林圖書有限公司,2001。
[7] 范逸之,Visual Basic與RS-232,台北:文魁資訊股份有限公司,2001。
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[9] 歐陽鋒,機電整合,台北,國立台灣大學生物產業機電工程學系,2003。
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[14]王蒼銲,植基於PLC與人機介面之工業自動控制系統,碩士論文,國立高雄應用科技大學電子工程研究所,高雄,2010。
[15]胡美吟, PC-Based機電整合應用平台的人機介面產生器之研究與製作,碩士論文,逢甲大學資訊工程研究所,台中,2005。
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[17]陳福春,PLC可程式控制器-原理與實習,台北,高立圖書有限公司,2005。


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