第一篇：基于PLC的廣告牌控制設計

單片機課程設計論文

設計題目：基于PLC的廣告牌控制設計

學院： 班級：

成員名單：

1、姓名

學號：

2、姓名：

學號：

3、姓名：

學號：

設計要求: 在16X16點陣式LED顯示“五角星”、“圓形”和心形圖，并通過按鍵來選擇要顯示的圖形

摘要：近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷的走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制及LED顯示技術日新月異的更新。大型LED點陣廣告牌與傳統(tǒng)的廣告宣傳緊密結合成為新的媒體宣傳工具，廣泛應用于展覽中心、金融市場、醫(yī)院、體育場館、機場、碼頭、車站、街道、高速公路等公共場所的信息顯示和廣告宜傳。本文提出了一種實現單片機控制LED點陣顯示屏的新方案廣告牌是用于廣告匾，樓宇裝飾和戶外裝潢的燈具，近來隨著國家經濟的迅速發(fā)展，人民物質文化生活水平的不斷提高，對于裝飾的美化美觀的要求也越來越高，廣告牌的越來越多的出現在個人們的視野中。近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷地走向深入，同時自動控制系統(tǒng)日新月益更新。

本文結合國內外霓虹燈控制技術的發(fā)展狀況設計了一種采用美國ATMEL公司生產的AVR系列單片機中的ATmega8作控制芯片的霓虹燈控制器．通過ATmega8芯片控制驅動電路，在由驅動電路驅動繼電器，而繼電器則作為霓虹燈的功率控制。從而實現在16X16點陣式LED顯示“五角星”、“圓形”和心形圖，并通過按鍵來選擇要顯示的圖形。

關鍵字：控制器；繼電器；ATmega8 廣告牌設計

目錄

摘要............................................................................................................錯誤！未定義書簽。目錄..................................................................................................................................................1 一

系統(tǒng)方案論證與比較...............................................................................................................4

方案一：NE555與CD4541作為主控制器.........................................................................4 方案二：采用LED點陣與ATmega8作為主驅動器..........................................................5 二

元器件簡介...............................................................................................................................7

1.主控芯片ATmega8簡介....................................................................................................7

（1）產品特性................................................................................................................7（2）外設特點................................................................................................................7（3）特殊的處理器特點.................................................................................................8（4）I/O 和封裝.............................................................................................................8（5）工作電壓................................................................................................................8（6）速度等級................................................................................................................8（7）引腳說明..............................................................................................................10（8）ATmega8狀態(tài)寄存器........................................................................................11（9）通用寄存器..........................................................................................................12（10）堆棧指針............................................................................................................12（11）復位與中斷........................................................................................................13 2.點陣顯示器.......................................................................................................................14（1）16*16點陣原理圖...............................................................................................14（2）16*16點陣實物圖...............................................................................................15（3）16*16點陣掃描方式...........................................................................................15（4）16*16點陣應用舉例...........................................................................................15 3.驅動芯片4-16譯碼器CC4514........................................................................................17（1）推薦工作條件......................................................................................................17（2）工作溫度范圍......................................................................................................17（3）極限值..................................................................................................................17 三

廣告控制器系統(tǒng)設計.............................................................................................................19

1.系統(tǒng)硬件設計.....................................................................................................................19（1）主控制器ATmega8............................................................................................19（2）電路原理圖..........................................................................................................19 2.系統(tǒng)軟件設計.....................................................................................................................21（1）程序流程圖..........................................................................................................21（2）程序清單..............................................................................................................21

一

系統(tǒng)方案論證與比較

方案一：NE555與CD4541作為主控制器

廣告燈控制器由NE555組成的光控及抗干擾電路、CD4541定時電路、繼電器控制、電源電路等部分組成。電原理圖如圖1所示。

NE555時基電路接成施密特觸發(fā)器，對光敏電阻RC接收到的信號進行整形和功率放大以后，驅動后續(xù)電路。當白天有光照時，其第③腳輸出低電平，夜晚無光照時輸出高電平。

CD4541是一塊具有振蕩計數、定時功能的IC，在電路中作為定時控制，各腳功能如表1所示。CD4541工作時，第①腳接振蕩電阻，第②腳接振蕩電容，第③腳接保護電阻，第⑧腳為輸出腳，第⑨腳可選擇第⑧腳的輸出狀態(tài)，第⑩腳接低電平為單定時模式，接高電平為循環(huán)定時模式，第12、13腳可設定時間或設定輸出頻率，CD4541分頻或計數次數如表2所示。220V交流市電經R9、C6

阻容降壓．D2～D5整流，C5濾波，WD2穩(wěn)壓，給繼電器提供24V的吸合電壓。此電壓通過R8和WD1穩(wěn)壓，C4濾波，給IC1和IC2提供9.1V的工作電壓。

白天，光敏電阻RG阻值很小，通過RG和WR1分壓，NE555第⑥腳電壓大于2/3Vcc，使第③腳輸出為低電平，三極管BG1截止。CD4541第⑥腳復位端為高電平，其內部計數器清零復位，第⑧腳輸出端為低電平，BG2截止，繼電器常開觸電斷開，其受控電路不工作。

當夜幕降臨的時候，RG阻值逐漸增大，NE555第②腳電位逐漸降低，當小于1／3Vcc時，NE555第③腳輸出端信號翻轉為高電平。BG1基極電位升高而導通，給CD4541第⑥腳提供一個由高電平變?yōu)榈碗娖降拿}沖負跳變沿，使內部電路開始計數，輸出端第⑧腳輸出高電平。BG2導通，繼電器K1得電，常開觸點閉合，受控電路工作。WR2和C3為CD4541外接振蕩電阻和振蕩電容，當經t=32768×2.3RC≈24871秒時間后，輸出端第⑧腳變?yōu)榈碗娖?。VT2截止，K1的常開觸點失電而斷開，受控電路停止工作。通過微調WR2，可改變定時時長。此電路對于外界干擾引起的白天瞬間變暗不會導致繼電器誤動作，因為NE555第②、⑥腳所接R1和C1組成延時抗干擾電路，當RG阻值瞬間增大時，由于電容C1兩端電壓不能突變，從而保持第⑥腳電位基本不變，第③腳輸出仍為低電平。但當RG阻值長時間較大時，C1充電完成后，NE555第⑥腳電壓降低，第③腳輸出高電平，從而導致繼電器動作。

方案二：采用LED點陣與ATmega8作為主驅動器

數控廣告燈掃描器有以下主要特點：

（1）分體聯控結構：解決了大型廣告燈工程既要求掃描器分體就近安裝又要求掃描器整體調控的矛盾。

（2）強抗干擾設計：通過系統(tǒng)軟件的抗干擾處理，避免了廣告燈亂閃及抖動的現象，使版面極為干凈。

（3）自動同步：當遇強干擾造成掃描器不能同步工作時，系統(tǒng)軟件將在1分鐘內自動修復。

（4）調試開關：對于大型廣告燈工程的調試，這個功能極為有用。

（5）接插件結構：整個線路全部采用接插件繪聲結構，拆卸簡單，維修方便。

圖3 ATmega8與點陣顯示廣告控制系統(tǒng)

綜上所述，我們選擇方案二。

二

元器件簡介

1.主控芯片ATmega8簡介（1）產品特性

● 高性能、低功耗的 8 位AVR? 微處理器 ● 先進的RISC 結構

● 130 條指令 – 大多數指令執(zhí)行時間為單個時鐘周期 ● 32個8 位通用工作寄存器 ● 全靜態(tài)工作

● 工作于16 MHz 時性能高達16 MIPS ● 只需兩個時鐘周期的硬件乘法器 ● 非易失性程序和數據存儲器 ● 8K 字節(jié)的系統(tǒng)內可編程Flash ● 擦寫壽命: 10,000 次

● 具有獨立鎖定位的可選Boot 代碼區(qū) ● 通過片上Boot 程序實現系統(tǒng)內編程 ● 真正的同時讀寫操作 ● 512 字節(jié)的EEPROM ● 擦寫壽命: 100,000 次 ● 1K字節(jié)的片內SRAM ● 可以對鎖定位進行編程以實現用戶程序的加密

（2）外設特點

● 兩個具有獨立預分頻器8 位定時器/ 計數器, 其中之一有比較功能 ● 一個具有預分頻器、比較功能和捕捉功能的16 位定時器/ 計數器 ● 具有獨立振蕩器的實時計數器RTC ● 三通道PWM

● TQFP與MLF 封裝的8 路ADC ● 路10 位ADC ● 8 路10 位ADC ● 面向字節(jié)的兩線接口 ● 兩個可編程的串行USART ● 可工作于主機/ 從機模式的SPI 串行接口 ● 具有獨立片內振蕩器的可編程看門狗定時器 ● 片內模擬比較器

（3）特殊的處理器特點

● 上電復位以及可編程的掉電檢測 ● 片內經過標定的RC 振蕩器 ● 片內/ 片外中斷源

● 5種睡眠模式: 空閑模式、ADC 噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式及Standby 模式。

（4）I/O 和封裝

● 23個可編程的I/O 口

● 28引腳PDIP 封裝,32 引腳TQFP 封裝,32 引腳MLF 封裝

（5）工作電壓

● 2.75.5V(ATmega8)（6）速度等級

● 016 MHz(ATmega8)● 4 Mhz 時功耗, 3V, 25°C

● 工作模式: 3.6 mA ● 空閑模式: 1.0 mA ● 掉電模式: 0.5 μA ● 具有8KB 系統(tǒng)內可編程 Flash 的 ● 8 位 微控制器

ATmega8引腳圖

ATmega8內部結構簡圖

（7）引腳說明

VCC 數字電路的電源。GND 地。

端口B(PB7..PB0)XTAL1/XTAL2/TOSC1/TOSC2 端口B 為8 位雙向I/O 口，具有可編程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統(tǒng)時鐘還未起振，端口B 處于高阻狀態(tài)。通過時鐘選擇熔絲位的設置，PB6 可作為反向振蕩放大器或時鐘操作電路的輸入端。通過時鐘選擇熔絲位的設置PB7 可作為反向振蕩放大器的輸出端。若將片內標定RC 振蕩器作為芯片時鐘源，且ASSR 寄存器的AS2 位設置，PB7..6 作為異步 T/C2 的TOSC2..1 輸入端。端口B 的其他功能見P55“ 端口B 的第二功能” 及P 22“ 系統(tǒng)時鐘及時鐘選項”。

端口C(PC5..PC0)端口C 為7 位雙向I/O 口，具有可編程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統(tǒng)時鐘還未起振，端口C 處于高阻狀態(tài)。

PC6/RESET 若RSTDISBL 熔絲位編程，PC6 作為I/O 引腳使用。注意PC6 的電氣特性與端口C 的其他引腳不同若RSTDISBL 熔絲位未編程，PC6 作為復位輸入引腳。持續(xù)時間超過最小門限時間的低電平將引起系統(tǒng)復位。門限時間見P 35Table 15。持續(xù)時間小于門限時間的脈沖不能保證可靠復位。

端口C 的其他功能見后。

端口D(PD7..PD0)端口D 為8 位雙向I/O 口，具有可編程的內部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。在復位過程中，即使系統(tǒng)時鐘還未起振，端口D 處于高阻狀態(tài)。端口D 的其他功能見后。

RESET 復位輸入引腳。持續(xù)時間超過最小門限時間的低電平將引起系統(tǒng)復位。門限時間見 P35Table 15。持續(xù)時間小于門限時間的脈沖不能保證可靠復位。

AVCC AVCC 是A/D轉換器、端口C(3..0)及ADC(7..6)的電源。不使用ADC

時，該引腳應直接與VCC 連接。使用ADC 時應通過一個低通濾波器與VCC 連接。注意，端口C(5..4)為數字電源，VCC。

AREF A/D 的模擬基準輸入引腳。

ADC7..6(TQFP 與MLF 封裝)TQFP與MLF封裝的ADC7..6作為A/D轉換器的模擬輸入。為模擬電源 且作為10位ADC通 道。

（8）ATmega8狀態(tài)寄存器

狀態(tài)寄存器包含了最近執(zhí)行的算術指令的結果信息。這些信息可以用來改變程序流程以實現條件操作。如指令集所述，所有ALU 運算都將影響狀態(tài)寄存器的內容。這樣，在許多情況下就不需要專門的比較指令了，從而使系統(tǒng)運行更快速，代碼效率更高。在進入中斷服務程序時狀態(tài)寄存器不會自動保存，中斷返回時也不會自動恢復。這些工作需要軟件來處理。AVR 中斷寄存器 SREG 定義如下：

? Bit 7 – I: 全局中斷使能I 置位時使能全局中斷。單獨的中斷使能由其他獨立的控制寄存器控制。如果I 清零，則不論單獨中斷標志置位與否，都不會產生中斷。任意一個中斷發(fā)生后I 清零，而執(zhí)行RETI指令后I 恢復置位以使能中斷。I 也可以通過SEI 和CLI 指令來置位和清零。

? Bit 6 – T: 位拷貝存儲位拷貝指令BLD 和BST 利用T 作為目的或源地址。BST 把寄存器的某一位拷貝到T，而BLD 把T 拷貝到寄存器的某一位。

? Bit 5 – H: 半進位標志半進位標志H 表示算術操作發(fā)生了半進位。此標志對于BCD 運算非常有用。詳見指令集的說明。

? Bit 4 – S: 符號位, S = N ⊕ VS 為負數標志N 與2 的補碼溢出標志V 的異或。詳見指令集的說明。

? Bit 3 – V:2 的補碼溢出標志支持2 的補碼運算。詳見指令集的說明。? Bit 2 – N: 負數標志表明算術或邏輯操作結果為負。詳見指令集的說明。

? Bit 1 – Z: 零標志表明算術或邏輯操作結果為零。詳見指令集的說明。? Bit 0 – C: 進位標志

（9）通用寄存器

文件寄存器文件針對AVR 增強型 RISC 指令集做了優(yōu)化。為了獲得需要的性能和靈活性，寄存器文件支持以下的輸入/ 輸出方案： ? 輸出一個 8 位操作數，輸入一個 8 位結果。? 輸出兩個 8 位位操作數，輸入一個 8 位結果。? 輸出兩個 8 位位操作數，輸入一個 16 位結果。? 輸出一個 16 位位操作數，輸入一個 16 位結果。

CPU 32 個通用工作寄存器的結構

（10）堆棧指針

堆棧指針主要用來保存臨時數據、局部變量和中斷/ 子程序的返回地址。堆棧指針總是指向堆棧的頂部。要注意AVR 的堆棧是向下生長的，即新數據推入堆棧時，堆棧指針的數值將減小。堆棧指針指向數據SRAM 堆棧區(qū)。在此聚集了子程序堆棧和中斷堆棧。調用子序和使能中斷之前必須定義堆棧空間，且堆棧指針必須指向高于0x60 的地址空間。使用PUSH指令將數據推入堆棧時指針減一；而子程序或中斷返回地址推入堆棧時指針將減二。使用POP 指令將數據彈出堆棧

時，堆棧指針加一；而用RET 或RETI 指令從子程序或中斷返回時堆棧指針加二。AVR的堆棧指針由I/O空間中的兩個8位寄存器實現。實際使用的位數與具體器件有關。請注意某些AVR 器件的數據區(qū)太小，用SPL 就足夠了。此時將不給出SPH 寄存器。

指令執(zhí)行時序這一節(jié)介紹指令執(zhí)行過程中的訪問時序。AVR CPU 由系統(tǒng)時鐘clkCPU 驅動。此時鐘直接來自選定的時鐘源。芯片內部不對此時鐘進行分頻。Figure 5 說明了由Harvard 結構決定的并行取指和指令執(zhí)行，以及可以進行快速訪問的寄存器文件的概念。這是一個基本的流水線概念，性能高達1 MIPS/MHz，具有優(yōu)良的性價比、功能/ 時鐘比、功能/ 功耗比。

（11）復位與中斷

處理AVR有不同的中斷源。每個中斷和復位在程序空間都有獨立的中斷向量。所有的中斷事件都有自己的使能位。當使能位置位，且狀態(tài)寄存器的全局中斷使能位I 也置位時，中斷可以發(fā)生。根據程序計數器PC 的不同，在引導鎖定位BLB02 或BLB12 被編程的情況下，中斷可能被自動禁止。這個特性提高了軟件的安全性。詳見 P 209“ 存儲器編程” 的描述。程序存儲區(qū)的最低地址缺省為復位向量和中斷向量。完整的向量列表請參見P 43“ 中斷”列表也決定了不同中斷的優(yōu)先

級。向量所在的地址越低，優(yōu)先級越高。RESET 具有最高的優(yōu)先級，第二個為INT0 – 外部中斷請求0。通過置位通用中斷控制寄存器(GICR)的IVSEL，中斷向量可以移至引導Flash的起始處，參見P 43“中斷”。編程熔絲位BOOTRST也可以將復位向量移至引導Flash 的起始處。具體參見P 196“ 支持引導裝入程序 －在寫的同時可以讀(RWW, Read-While-Write)的自我編程能力”。任一中斷發(fā)生時全局中斷使能位I 被清零，從而禁止了所有其他的中斷。用戶軟件可以在中斷程序里置位I 來實現中斷嵌套。此時所有的中斷都可以中斷當前的中斷服務程序。執(zhí)行RETI 指令后I 自動置位。從根本上說有兩種類型的中斷。第一種由事件觸發(fā)并置位中斷標志。對于這些中斷，程序計數器跳轉到實際的中斷向量以執(zhí)行中斷處理程序，同時硬件將清除相應的中斷標志。中斷標志也可以通過對其寫”1” 的方式來清除。當中斷發(fā)生后，如果相應的中斷使能位為“0”，則中斷標志位置位，并一直保持到中斷執(zhí)行，或者被軟件清除。類似的，如果全局中斷標志被清零，則所有已發(fā)生的中斷都不會被執(zhí)行，直到I 置位。然后掛起的各個中斷按中斷優(yōu)先級依次執(zhí)行。

2.點陣顯示器（1）16*16點陣原理圖

（2）16*16點陣實物圖

圖為8×8點陣LED外觀及引腳圖，其等效電路如圖（2）所示，只要其對應的X、Y軸順向偏壓，即可使LED發(fā)亮。例如如果想使左上角LED點亮，則Y0=1，X0=0即可。應用時限流電阻可以放在X軸或Y軸

（3）16*16點陣掃描方式

LED一般采用掃描式顯示，實際運用分為三種方式（1）點掃描（2）行列掃描

16×64=1024Hz，周期小于1ms即可。若使用第二和第三種方式，則頻率必須大于16×8=128Hz，周期小于7.8ms即可符合視覺暫留要求。此外一次驅動一列或一行（8顆LED）時需外加驅動電路提高電流，否則LED亮度會不足。

（4）16*16點陣應用舉例

點陣內部結構及外形如下，8X8點陣共由64個發(fā)光二極管組成，且每個發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點上，當對應的某一行置1電平，某一列置

0電平，則相應的二極管就亮；如要將第一個點點亮，則9腳接高電平13腳接低電平，則第一個點就亮了；如果要將第一行點亮，則第9腳要接高電平，而（13、3、4、10、6、11、15、16）這些引腳接低電平，那么第一行就會點亮；如要將第一列點亮，則第13腳接低電平，而（9、14、8、12、1、7、2、5）接高電平，那么第一列就會點亮。

一般我們使用點陣顯示漢字是用的16*16的點陣宋體字庫，所謂16*16，是每一個漢字在縱、橫各16點的區(qū)域內顯示的。也就是說得用四個8*8點陣組合成一個16*16的點陣。如下圖所示，要顯示“你”則相應的點就要點亮，由于我們的點陣在列線上是低電平有效，而在行線上是高電平有效，所以要顯示“你”字的話，它的位代碼信息要取反，即所有列（13~16腳）送(***1，0xF7，0x7F)，而第一行（9腳）送1信號，然后第一行送0。再送第二行要顯示的數據（13~16腳）送(***1，0xF7，0x7F)，而第二行（14腳）送1信號。依此類推，只要每行數據顯示時間間隔夠短，利用人眼的視覺暫停作用，這樣送16次數據掃描完16行后就會看到一個“你”字；第二種送數據的方法是字模信號送到行線上再掃描列線也是同樣的道理。同樣以“你”字來說明，16行（9、14、8、12、1、7、2、5）上送（***0，0x00，0x00）而第一列（13腳）送、“0”。同理掃描第二列。當行線上送了16次數據而列線掃描了16次后一個“你”字也就顯示出來了。

● ● ●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

● ● ●

因此，形成的列代碼為 00H，00H，3EH，41H，41H，3EH，00H，00H；只要把這些代碼分別依次送到相應的列線上面，即可實現“0”的數字顯示。

3.驅動芯片4-16譯碼器CC4514（1）推薦工作條件

電源電壓范圍????? ?.3V～15V 輸入電壓范圍??????..0V～VDD（2）工作溫度范圍

M 類??????.－55℃～125℃ E 類????? ?.－40℃～85℃

（3）極限值

電源電壓?...－0.5V～18V 輸入電壓? ?－0.5V~VDD+0.5V 輸入電流? ???.±10mA 儲存穩(wěn)定?????.－65℃～150℃

CD4514引腳圖

三

廣告控制器系統(tǒng)設計

1.系統(tǒng)硬件設計

（1）主控制器ATmega8 本控制系統(tǒng)采用存儲容量大的AVR單片機ATmega8作為主控制器，直接可以將容量較大的系統(tǒng)字庫存儲在ATmega8內部存儲器內，節(jié)約了資源，也使整個系統(tǒng)變得簡潔。

（2）電路原理圖

掃描電路采用CD4514，即4-16的譯碼器來進行行列掃描，用單片機控制其選通端INH來控制送行列字庫碼，控制掃描，并在輸出端加一個非門，來提高其驅動能力，以滿足點陣發(fā)光的需求。

2.系統(tǒng)軟件設計（1）程序流程圖

（2）程CNTA EQU 30H COUNT EQU 31H

ORG 00H

LJMP START

ORG 0BH

LJMP T0X

ORG 30H START: MOV CNTA,#00H

MOV COUNT,#00H

MOV TMOD,#01H

MOV TH0,#(65536-4000)/ 256

MOV TL0,#(65536-4000)MOD 256

SETB TR0

SETB ET0

SETB EA WT: JB P2.0,WT

MOV R6,#5

MOV R7,#248 D1: DJNZ R7,$

DJNZ R6,D1

JB P2.0,WT

INC COUNT

MOV A,COUNT

CJNE A,#03H,NEXT

MOV COUNT,#00H NEXT: JNB P2.0,$

SJMP WT

T0X: NOP

MOV TH0,#(65536-4000)/ 256

MOV TL0,#(65536-4000)MOD 256

MOV DPTR,#TAB

MOV A,CNTA

MOVC A,@A+DPTR

MOV P3,A

MOV DPTR,#GRAPH

MOV A,COUNT

MOV B,#8

MUL AB

ADD A,CNTA

MOVC A,@A+DPTR

MOV P1,A

INC CNTA

MOV A,CNTA

CJNE A,#8,NEX

MOV CNTA,#00H NEX:RETI

TAB: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH GRAPH: DB 12H,14H,3CH,48H,3CH,14H,12H,00H

DB 00H,00H,38H,44H,44H,44H,38H,00H

DB 30H,48H,44H,22H,44H,48H,30H,00H

END（2）程序清單

(1)． “★”在16X16LED點陣上顯示圖如下圖所示 2 3

7 8

●

●

● ● ●

● ● ● ● ● ● ●

● ● ●

● ●

● ●

●

●

12H，14H，3CH，48H，3CH，14H，12H，00H(2)． “●”在16X16LED點陣上顯示圖如下圖所示 1 2 3 5 7 8

● ● ●

●

●

●

●

●

●

● ● ●

00H，00H，38H，44H，44H，44H，38H，00H(3)． 心形圖在16X16LED點陣上顯示圖如下圖所示 1 2 3 5 7 8

● ●

● ●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

30H，48H，44H，22H，44H，48H，30H，00H

四

總結：

經過這段時間的努力學習和實踐，在各位老師和同學們的幫助下，在我的不斷努力下，我的課程設計終于完成了。從設計中我學到許多知識，也理解到了不管做任何事情都要細心謹慎的道理。知識的積累是一點一滴的，在設計中我也感受頗深。在此我真的感到團結力量大，在設計過程中在兄弟組嚴格督促和幫助下

順利的完成了此次任務，并且及時的幫我解決我在設計中遇到的各種問題和困難，在整個畢業(yè)設計過程中都給我鼓勵和分析講解，并主動為我提供各種相關技術資料，在指導老師的幫助和指導下我順利完成了本次畢業(yè)設計，也讓我在這次課程設計中受益匪淺，最后感謝評閱和閱讀本設計論文的老師為此付出了辛勤勞動，我們會把這種認真做事和一絲不茍的精神繼續(xù)發(fā)揚下去的！

五

參考文獻：

[1]李建忠編著.單片機原理及應用.西安：西安電子科技大學出版社，2002 [2]李群芳，肖看編著.單片機原理、接口及應用.北京：清華大學出版社，2005 [3]于海生編著.微型計算機控制技術.北京：清華大學出版社，2008 [4]戴梅萼，史嘉權編著.微型計算機技術及應用(第3版).北京：清華大學出版社，2008 [5]江曉安，董秀峰編著.數字電子技術(第二版).西安：西安電子科技大學出版社，2005

第二篇：PLC控制機械手設計畢業(yè)論文

XXX學校

XX辦學點畢業(yè)論文

課題名稱：PLC控制機械手設計

專 業(yè)： 班 級： 學 籍 號： 學生姓名： 導師姓名： 提交日期：

PLC控制機械手設計

（姓名）

摘 要：機械手是能夠模仿人手動作，并按設定程序、軌跡和要求代替人手抓（吸）取、搬運工件或工具或進行操作的自動化裝置，它能部分的代替人的手工勞動。較高級型式的機械手，還能模擬人的手臂動作，完成較復雜的作業(yè)。在機械制造業(yè)中，機械手已被廣泛應用，從而大大地改善了工人的勞動條件，顯著的提高勞動生產率，加快實現工業(yè)生產機械化和自動化的步伐。在我國，工業(yè)機械手近年來有較快的發(fā)展，投入了大量的人力物力加以研究和應用，并且很好的效果。本課題主要研究的問題是“近距離自動移動式機械手臂設計--氣壓驅動式”。設計包括兩大方面，其中之一是自動行走部分，另一部分為手臂的運轉。采用同一驅動能源--氣泵。行走部分可以采用氣壓馬達帶動兩輪轉動。氣壓泵固定在某處，用一根軟管將泵與馬達相連，馬達安裝在行走裝置中。運動手臂的直線運動用氣缸來實現，旋轉運動用氣壓馬達來實現。行走的時候手臂不動，手臂運動的時候，行走部分停止運動。關鍵詞：機械手，氣壓驅動，自動移動，氣泵

隨著我國工業(yè)生產的飛躍發(fā)展，自動化程度的迅速提高，實現工件的裝卸、轉向、輸送或操持焊槍、噴槍、扳手等工具進行加工、裝配等作業(yè)的自動化，已愈來愈引起人們的重視。機械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產中應用的機械手被稱為“工業(yè)機械手”。生產中應用機械手可以提高生產的自動化水平和勞動生產率；可以減輕勞動強度、保證產品質量、實現安全生產；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。

一、機械手組成

機械手主要由執(zhí)行機構、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等組成。

（一）執(zhí)行機構

包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設行走機構。

1、手部：即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手部。

2、手腕：是聯接手部和手臂的部件，其調整或改變工件方位的作用。

3、手臂：支承手腕和手部的部件，用以改變工件的空間位置。

4、立柱：是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉運動和升降（或俯仰）運動均與立柱有密切的聯系。

5、行走機構：機械手為了完成遠距離的操作和擴大使用范圍，可以增設滾輪行走機構。滾輪式行走機構可分為有軌的或是無軌的兩種。

6、機座：它是機械手的基礎部分，機械手執(zhí)行機構的各部件和驅動系統(tǒng)均安裝于基座上，故起支承和聯接的作用。

（二）驅動系統(tǒng)

機械手的驅動系統(tǒng)是驅動執(zhí)行機構運動的傳動裝置。常用的有液壓傳動、氣壓傳動、電力傳動和機械傳動等四種形式。

1、液壓傳動：是以油液的壓力來驅動執(zhí)行機構運動。其主要特點是：抓重可達幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結構緊湊、動作靈敏。但對密封裝置要求嚴格，不然有的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。

2、氣壓傳動：是以壓縮空氣的壓力來驅動執(zhí)行機構運動。其主要特點是介質來源極方便、氣動動作迅速、結構簡單、成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性差，而且氣源壓力較低，適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進行工作。

3、機械傳動：即由機械傳動機構（如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機構等）驅動。其動力是由工作機械傳遞的。它的主要特點是運動準確可靠、動作頻率高，但結構較大，動作程序不可變。它常被用于為工作主機的上、下料。

4、電力傳動：即由特殊結構的感應電動機、直線電機或功率步進電機直接驅動執(zhí)行機構運動，因為不需要中間的轉換機構，故機械結構簡單。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長，維護和使用方便。此類機械手目前還不多，但有發(fā)展前途。

（三）控制系統(tǒng)

有電氣控制和射流控制兩種，一般常見的為電氣控制。它是機械手的重要組成部分，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給與機械手的指令信息（如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間），同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。

（四）位置檢測裝置

控制機械手執(zhí)行機構的運動位置，并隨時將執(zhí)行機構的實際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設定的位置進行比較，然后通過控制系統(tǒng)進行調整，從而使執(zhí)行機構以一定的進度達到設定位置。

二、設計內容

這里介紹我將要做的近距離自動移動式機械手臂設計--氣壓驅動。

（一）氣源系統(tǒng)

壓縮空氣是保證氣動系統(tǒng)正常工作的動力源，空氣壓縮機是將動力機供給的機械能轉換成氣體壓力能的一種能量轉換裝置。

（二）氣動執(zhí)行機構

氣動執(zhí)行機構由氣缸和氣動馬達。氣缸是利用壓縮空氣的壓力能轉換為機械能的一種能量轉換裝置。它可以輸出力，驅動工作部分作直線往復運動或往復擺動。氣缸可分為：單向作用式氣缸和雙作用式氣缸。氣動馬達是把壓縮空氣的壓力能轉變?yōu)闄C械能的能量轉換裝置，其作用同于液壓傳動的油馬達。它輸出力矩，驅動機構作回轉運動。

（三）空氣控制閥

1、壓力控制閥分為：調壓閥、安全閥和順序閥等。

2、流量控制閥是用來調節(jié)和控制壓縮空氣的流量、流速以改變執(zhí)行機構的工作速度。流量控制閥主要有節(jié)流閥、單向截流閥和排氣節(jié)流閥等。

3、方向控制閥是用來控制氣流的方向、氣路的通斷，從而使執(zhí)行機構的動作發(fā)生變化的氣動原件。方向控制閥在整個氣動元件中數量占有相當大的比例，并在氣動系統(tǒng)中起著神經中樞的作用。

（四）氣動基本回路

1、方向控制回路主要有：單作用氣缸中間停止回路，雙作用氣缸換向回路，雙作用氣缸的活塞可在任意位置停止的回路，延時控制回路。

2、速度控制回路主要有：單作用氣缸的速度控制回路，雙作用氣缸單向速度控制回路，雙作用氣缸雙向速度控制回路，雙作用氣缸速回運動控制回路，雙缸同步動作的速度控制回路，緩沖回路。

（五）其他部分

行走機構有：車輪式行走機構，履帶式行走機構，步行式行走機構。

三、機械手的發(fā)展趨勢

機械手目前多數應用于機床、模鍛壓力機的上下料，以及點焊、噴漆等作業(yè)，它可按事先制訂的程序完成操作，但普通不具備傳感反饋能力，不能應付外界的變化。如發(fā)生某些偏離時，將引起零件甚至機械手本身的損壞。

為此，機械手發(fā)展趨勢是大力研制具有某種智能的機械手，設它擁有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化作相應的變更，如位置發(fā)生稍些偏差時即能更正，并自行檢測。重點是研究視覺功能，將機械手和柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結合，從而根本改變目前的機械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。

參考文獻

[1]曹承志.電機、拖動與控制學.第3版.北京：機械工業(yè)出版社,2000 [2]王庭樹.機器人運動學及動力學.第2版.西安：西安電子科技大學出版社，1990.12 [3]孟繁華.機器人應用技術.第1版.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1989.6 [4]馬香峰.機器人機構學.第1版.北京：機械工業(yè)出版社,1991.9 [5]趙錫芳.機器人動力學.第1版.上海：上海交通大學出版社，1992.12 [6]高松海.遙控機器人.第1版.北京：原子能出版社，1981 [7]孫耀明.微型機算計在機器人技術中的作用.第1版.北京：科學技術文獻出版社，1987 [8]路甬祥.液壓氣動技術手冊.第2版.北京：機械工業(yè)出版社,2002

第三篇：PLC控制技術

關于PLC控制技術一體化教學方法的探索

摘要：通過對PLC控制技術一體化教學方法的探索，以學生在學習過程中的具體作品為例，闡述了在職業(yè)中學PLC控制技術課程教學中運用理論實習操作一體化教學方法的可行性。

關鍵詞：PLC控制技術；一體化教學方法；探索

現行的職業(yè)中學課堂教學，大多數專業(yè)還是把理論教學和實習操作分開進行，而這種做法對于機電專業(yè)來講，專業(yè)教師不好教，學生無心學。為扭轉這一被動局面，我在PLC控制技術教學過程中運用了理論與實習操作一體化的教學方法，收到了較好的教學效果。

傳統(tǒng)職中教學方法存在的主要問題及原因

其一為“填鴨式”教學。職中學生文化知識基礎普遍較差，學習缺乏想象力，要掌握PLC控制技術所遇到的困難是可想而知的。“填鴨式”教學從頭講到尾，照搬書本；即使使用多媒體教學，也只是把原先寫在黑板上的內容搬上了屏幕，教學手段雖有變化，但教學內容和效果并沒有本質變化。

其二為理論與實習操作分離，不重視專業(yè)訓練。上理論課時，學生對教師講授的知識只是死記硬背，學生普遍感到似懂非懂、難學易忘；對于專業(yè)實習操作課，學生雖感興趣，但專業(yè)技術理論知識已遺忘甚多，往往只限于模仿性的操作訓練，而無法觸類旁通，自然也就無法形成系統(tǒng)的操作技能。由于理論和實習操作相脫節(jié)，學生對機電專業(yè)的學習興趣得不到激發(fā)，學習積極性難以調動，學習專業(yè)技術的方法和能力很難得到有效培養(yǎng)。

其三為理論課教學安排時間跨度大，學生對理論的認識是斷續(xù)、分散的，整體認識不清楚、理解不透徹，學習難度加大。

其四為專業(yè)技術理論教學和實習操作教學分段實施，理論教師與實習操作指導教師各負其責，造成了相互脫節(jié)，在教學目標、教學內容和教學方法等方面難以形成有機結合。教學過程中往往出現“各自為戰(zhàn)”和“相互推諉”的現象，專業(yè)教材之間的內在聯系得不到協(xié)調，教學內容沒辦法合理統(tǒng)籌。以專業(yè)理論為中心的傳統(tǒng)教學模式，容易產生偏重理論教學而輕實習操作的不良傾向，教師很難完成機電專業(yè)PLC控制技術編程的教學任務，也不能滿足學生學習的需要。

理論與實習操作一體化教學的具體做法

針對職業(yè)中學傳統(tǒng)教學模式存在的實際問題，我在機電專業(yè)PLC控制技術教學過程中進行了“理論與實習操作一體化”教學探索。具體做法是：

第一，以國家中等職業(yè)教育規(guī)劃教材為藍本，在機電專業(yè)教學大綱的指導下，將機電專業(yè)的PLC控制技術教材根據學校具體的實習實訓儀器設備情況，劃分為電工基礎，電力拖動引入，可編程控制器的認識，“啟、停、反”的可編程控制的認識訓練，PLC控制技術的邏輯編程技術等五個部分，把電工基礎知識融入到電力拖動技術中，電力拖動技術為可編程控制服務，遵循這樣的教學思路來安排教學內容。讓學生多次訓練“啟、停、反”的直接控制，甚至教師可以有意識讓學生接錯一條控制線，以引起學生的注意，最后讓學生自己來修改，通過修改過程引入PLC控制技術的可編程控制，讓學生進行對比，再多次訓練“啟、停、反”的邏輯控制程序，使學生在操作過程中認識可編程控制的優(yōu)點，從而實現由直接控制向邏輯控制的過渡。學生的主要學習場所就在實訓室，各階段的教學內容是實訓穿插相關理論，講完相關理論后，學生可以馬上根據教師所講進行“模擬”訓練，以達到強化理論的效果。另外，在教學過程中，大量運用實物、教具、多媒體等手段，達到理論與實習操作相結合的一體化教學，從而實現理論指導實踐，實踐檢驗理論的目的。

第二，針對職中機電專業(yè)學生知識基礎較差的特點，在教學過程中，盡量利用實際簡單電路進行直觀演示，將電機用實物模型展現在學生面前，以激發(fā)學生的學習興趣，縮短認識過程。同時，在教師指導下，學生動手按電力拖動的要求接線，實現對電動機的直接控制，將書本理論與實踐相結合，促進理解，加深記憶，學習效率得到明顯提高。

第三，在理論實習操作一體化教學中，不要求學生掌握繁瑣的理論，學生通過電力拖動的實習操作很快就能建立一個清晰、直觀的概念，大大提高了教學效率。教師講授時可從電力拖動知識需要引入課題，明確電動機啟動的工作條件，使學生很快理解電動機的正轉與反轉，還可以用多媒體和實物進行演示，在學生進一步理解控制和被控制之間的關系后，學生在教師指導下立刻進行動手操作，從而加深認識。這樣，相對所需課時縮短了，可安排學生進行實習操作練習，進一步加強學生的動手能力培養(yǎng)。

第四，職中機電專業(yè)PLC控制技術教學運用理論實習操作一體化教學方法，對教師的教學水平提出了更高、更新的要求。它要求專業(yè)教師除了必須具備相關專業(yè)系統(tǒng)的理論知識外，還必須具備高級電工維修技能以上的操作水平，才能在授課過程中進行規(guī)范、準確的操作演示和指導學生進行實習操作。

PLC控制技術教學實行理論實習操作一體化的案例

教學單元為五人搶答器的程序編寫（共8學時，每次課2學時）。

（一）教學目標

知識目標：掌握PLC控制技術的基本程序編寫方法（先用梯形圖，然后用指令表）。能力目標：初步具有能實現可編程控制的邏輯編程能力。

（二）教學流程

提出要解決的問題以一次知識搶答活動為例，請你用PLC可編程控制器編寫一個五人搶答器的程序，并調試模擬運行。要求：在主持人宣布開始以后才可以搶答，20秒以后，還沒有任何一組搶答，則自動停止本題的搶答；任何一個人搶到以后，其他選手不能再搶（有鎖定功能）；一次搶答完成以后，主持人要復位，再準備進行下一次搶答。任務給出以后，教師引導學生。不能理解題意、甚至無法動手操作的學生，可以聽教師講解、指導；能理解題意、有一定思路的學生可以動手完成。這樣，每位學生都有事可做，教學氣氛活躍了很多。

自主探究學生完成教師給出的任務后交指導教師點評，教師指出學生編寫的程序哪些地方需要修改，為什么要修改等等。要求學生從實際出發(fā)，思考符合實際工程要求的、邏輯思路清晰的程序。

利用實物演示編程效果把學生所編寫的程序通過接口電路引到學生自己焊接的搶答器模擬電路板上，由5位學生進行現場模擬搶答，看看還有哪些沒有考慮到，還要做哪些相應的修改。例如，有學生提到：第一個人搶到以后應有聲音，要增加揚聲器的控制輸出端；搶到的組號還應有閃爍等。這樣，學生的學習興趣和積極性被激發(fā)出來，相關的理論知識也得到了補充。學生不僅學會了PLC控制技術的邏輯編程，還自然學習了電子技術的相關知識，使理論與操作達到了完美結合。

討論教師和幾位學生組成“專家組”，對每一位學生的作業(yè)進行點評，然后學生共同討論，對每一題評出“編程之星”，學期末可根據“編程之星”的獲得次數評定平時成績。

作業(yè)要求學生把搶答器程序編寫的邏輯思維“移植”到對交通燈、自動售貨機等的控制上，這樣更加有效地激發(fā)了學生的學習積極性，在自習課、活動課時間，有的學生也自覺到實訓室進行編程練習，真正實現了“要我學”到“我要學”的轉變。

（三）教學效果

通過理論與實習操作一體化教學模式的具體運用，原來在職中沒法完成的功能指令部分的教學也收到了很好的教學效果。當學生看到簡單的邏輯編程實現了復雜的功能以后，對功能指令產生了強烈的學習興趣，對他們繼續(xù)學習專業(yè)課起到了很好的激勵作用。

理論實習操作一體化教學的啟示和體會

幾年來，理論實習操作一體化教學的探索在實踐中取得了良好的效果，學生看得見、摸得著，生動而不呆板，既容易理解，又記得牢固。在實踐中我有如下幾點體會：（1）理論實習操作一體化教學方法可以使技能操作訓練與相關專業(yè)理論緊密銜接，實現了理論與實踐密切結合、理性認識與感性認識同步提高。（2）職中機電專業(yè)理論教學和操作訓練的有機結合，使學生有較多機會將專業(yè)理論知識與實際反復對照理解。由于這種教學方法運用了感知記憶、理解記憶、運動記憶等記憶方法，所以學生容易在大腦中較快地形成總體結構的全方位表象，技能形成較快。（3）理論學習與技能訓練反復交叉進行，內容不斷更新，學生有新鮮感。理論指導下的技能訓練，使學生感覺學到了實在的本領，自信心增強，技能形成進程加快。（4）理論實習操作一體化教學方法增加了師生的直接接觸，教師能比較直觀地了解學生掌握專業(yè)知識和操作能力的程度，有利于切合實際地對學生加以指導，因材施教，滿足不同層次學生的需求。

參考文獻：

[1]鄭鳳翼，等.圖解PLC控制系統(tǒng)梯形圖和語句表[M].北京：人民郵電出版社，2006.[2]田明，等.觸摸式可編程終端[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.[3]高勤.電器及PLC控制技術[M].北京：高等教育出版社，2002.

第四篇：PLC控制全自動洗衣機設計

杭州職業(yè)技術學院

課程設計說明書

題

目

機電一體化課程設計

――PLC控制全自動洗衣機設計

系

別

機電工程系

專

業(yè)

機電一體化

班

級

機電0511

姓

名

官智俊

指導教師

吳曉蘇

二○○ 八 年 一

月 十

日

設計說明書

課程設計任務書

一、設計任務：

PLC控制全自動洗衣機設計

二、設計要求：

１．水位控制：高水位

２５Ｓ

中水位進水 １５Ｓ

低水位進水 １０Ｓ ２.程序選擇：全程序

簡易程序

（１）全程序過程：（循環(huán)３次）

進水－洗滌（正轉３Ｓ，反轉２Ｓ，停１Ｓ，２００次）－排水（２０Ｓ）－脫水（１０Ｓ）－停止（２）簡易程序：（循環(huán)２次）

進水－洗滌（正轉３Ｓ，反轉２Ｓ，停１Ｓ，２００次）－排水（２０Ｓ）－脫水（１０Ｓ）－停止

三、設計期限

2008

年月 日至

2008 年 1 月 20 日

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

設計說明書

目錄

一．ＰＬＣ控制全自動洗衣機的研究意義…………………………………………………………………4

二．ＰＬＣ機型……………………………………………………………………………………………..4

三．程序設計要求…………………………………………………………………………………………..5

四.設計流程圖 ……………………………………………………………………………………………6

五.課程設計小結…………………………………………………………………………………………..18

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

設計說明書

一．ＰＬＣ控制全自動洗衣機的研究意義

ＰＬＣ控制全自動洗衣機的編程語言容易掌握，是電控人員熟悉的梯形語言，使用術語依然是＂繼電器＂一類術語，大部分與繼電器觸頭的連接相對應，使電控人員一目了然．

ＰＬＣ控制使用簡單，他的Ｉ／Ｏ已經做好，輸入輸出信號可直接連接，非常方便，而輸出口具有一定驅動能力，其輸出觸頭容易達２２０Ｖ．２Ａ．

ＰＬＣ是專門應用手工業(yè)現場自動控制裝置，再系統(tǒng)軟硬件上采用抗干擾措施．

當工作程序需要改變時，只需改變ＰＬＣ的內部，驚醒重新編程而無需對外圍進行重新改動． 從這些方面突出了使用ＰＬＣ控制全自動洗衣機的優(yōu)越性．

二．ＰＬＣ機型

日本三凌公司的Ｆ系列ＰＬＣ

三．程序設計要求

１．水位控制：高水位

２５Ｓ

中水位進水 １５Ｓ

低水位進水 １０Ｓ ２.程序選擇：全程序

簡易程序（１）全程序過程：（循環(huán)３次）

進水－洗滌（正轉３Ｓ，反轉２Ｓ，停１Ｓ，２００次）－排水（２０Ｓ）－脫水（１０Ｓ）－停止（２）簡易程序：（循環(huán)２次）

進水－洗滌（正轉３Ｓ，反轉２Ｓ，停１Ｓ，２００次）－排水（２０Ｓ）－脫水（１０Ｓ）－停止

注意：要求畫出控制流程圖 四.Ｉ／Ｏ分配圖

啟動

Ｘ０

Ｙ０

進水

水位（高）Ｘ１

Ｙ１

排水

水位（中）Ｘ２

Ｙ２

電機正轉

水位（低）Ｘ３

Ｙ３

電機反轉

全程序

Ｘ４

Ｙ４

脫水

簡易程序 Ｘ５

ＣＯＭ

ＣＯＭ

五.軟硬件系統(tǒng)設計

１.硬件組織

２.元件組成

（１）梯形圖及其分析

（２）狀態(tài)轉移圖及其分析

（３）指令表

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

設計說明書

設計要求：

1、按下啟動按扭及水位選擇開關

2、開始進水直到高（中、低）水位，關水3、2秒后開始洗滌

4、洗滌時，正轉30秒，停2秒，然后反轉30秒，停2秒

5、如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒

6、開始清洗，重復（2）～（5），清洗兩遍

7、清洗完成，報警3秒并自動停機

8、若按下停車按扭，可手動排水和手動脫水

輸入點： 輸出點：

啟動 10001 啟動洗衣機 00001 停止 10002 進水閥 00002 高水位 10003 正轉 00003 中水位 10004 反轉 00004 低水位 10005 排水 00005 排空檢測 10006 脫水 00006 高水位檢測 10007 報警 00007 中水位檢測 10008 低水位檢測 10009 手動排水 10010 手動脫水 10011

全自動洗衣機的I/O分配并設計PLC外圍硬件線路：

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

設計說明書

設計流程圖：

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

設計說明書

全自動洗衣機的梯形圖：（由于版面限制，我只能把這個梯形圖分解成幾塊，標志圖X）

圖（1）

圖（2）

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

設計說明書

圖（3）

杭州職業(yè)技術學院機電工程系8

設計說明書

圖（4）

杭州職業(yè)技術學院機電工程系9

設計說明書

圖（5）

圖（6）

我這是使用步進梯形指令（STL）編程方式，當然也可以使用起保停電路編程方式。杭州職業(yè)技術學院機電工程系

設計說明書

啟動 10001 啟動洗衣機 00001 停止 10002 進水閥 00002 高水位 10003 正轉 00003 中水位 10004 反轉 00004 低水位 10005 排水 00005 排空檢測 10006 脫水 00006 高水位檢測 10007 報警 00007 中水位檢測 10008 低水位檢測 10009 手動排水 10010 手動脫水 10011

I0.0 啟動信號 I0.1 停止信號 I0.2 高水位 I0.3 中水位 I0.4 低水位 I0.5 排空檢測 I0.6 高水位檢測 I0.7 中水位檢測 I1.0 低水位檢測 I1.1 手動排水 I1.2 手動脫水

Q0.0 啟動指令 Q0.1 進水閥控制 Q0.2 正轉及脫水 Q0.3 反轉 Q0.4 排水 Q0.5 報警

M0.1 開始洗滌

轉:

二、控制要求：

（1）按下啟動按扭及水位選擇開關，開始進水直到高（中、低）水位，關水

（2）2秒后開始洗滌

（3）洗滌時，正轉30秒，停2秒，然后反轉30秒，停2秒（4）如此循環(huán)5次，總共320秒后開始排水，排空后脫水30秒（5）開始清洗，重復（1）～（4），清洗兩遍（6）清洗完成，報警3秒并自動停機

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

設計說明書

（7）若按下停車按扭，可手動排水（不脫水）和手動脫水（不計數）

圖片：

圖片：

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

設計說明書

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

圖片：13

設計說明書

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

圖片：14

設計說明書

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

圖片：15

設計說明書

NETWORK 1 //開始洗滌

//開始洗滌，M0.1為洗滌狀態(tài)；M0.2為每次洗滌（共四次）的狀態(tài)；M0.3為進水閥控制；LD I0.0 AN C2 AN I0.1 =

M0.1

NETWORK 2

//進水閥控制 //

//進水閥控制 // LD M0.1 EU LD I0.5 EU

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

設計說明書

OLD O

M0.3 AN M0.2 =

M0.3

NETWORK 3 LD I0.2 AN I0.6 LD I0.3 AN I0.7 OLD LD I0.4 AN I1.0 OLD A

M0.3 =

Q0.1

NETWORK 4 LD Q0.1 ED TON T37, +20

NETWORK 5 LD T37 O

M0.2 AN C1 A

M0.1 =

M0.2

NETWORK 6

//正轉及脫水控制 //正轉及脫水控制 LD M0.2 AN T38 AN Q0.3 A

M0.1 LD I0.5 AN T40 AN Q0.3 A

M0.1 OLD LD I1.2 AN M0.1 OLD =

Q0.2

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

設計說明書

NETWORK 7 LD M0.2 AN T39 TON T38, +300

NETWORK 8

//反轉控制 //反轉控制 LD T38 AN T39 AN I0.5 A

M0.1 =

Q0.3

NETWORK 9 LD Q0.3 TON T39, +300

NETWORK 10 LD T39 ED LD T40 ED CTU C1, +5

NETWORK 11

//出水閥控制 //出水閥控制 LD C1 LD I1.1 AN M0.1 OLD =

Q0.4

NETWORK 12

//脫水計時 //脫水計時 LD I0.5 TON T40, +300

NETWORK 13

//洗滌和漂洗計數 //洗滌和漂洗計數 LD M0.2 ED LDN M0.1 CTU C2, +3

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

設計說明書

NETWORK 14

//報警輸出 //報警輸出 LD M0.1 TOF T30, +30

NETWORK 15 LDN M0.1 A

T30 =

Q0.5

六：課程設計小結

課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現,提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.隨著科學技術發(fā)展的日新日異，PLC已經成為當今空前活躍的領域，在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀的大學來說掌握PLC的開發(fā)技術是十分重要的。

回顧起此次PLC課程設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在 整整兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。

這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多編程問題，最后在吳小蘇老師的辛勤指導下，終于游逆而解。同時，在吳小蘇老師的身上我學得到很多實用的知識，在次我表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位指導老師再次表示忠心的感謝！

參考文獻：

《電器控制與PLC》

杭州職業(yè)技術學院機電工程系

設計說明書

指導教師評語：

成績答辯評定：

指導教師簽名：簽名：

年 月 杭州職業(yè)技術學院機電工程系

日設計說明書

杭州職業(yè)技術學院機電工程系21

第五篇：機電一體化畢業(yè)論文-PLC機械手控制設計

畢 業(yè) 設 計

論文名稱：

PLC機械手控制設計

系部： 機車車輛學院

專業(yè)： 機電一體化 班級:

313-1 姓名：

全偉

指導教師：劉偉

二O一六年 一月

目錄

第一章 PLC機械手控制設計………………………………...…3 1.1 摘要.................…………………………………………….3

1.2 引言 ……………………………………....................………4 第二章

PLC 的概述 …………………………………………4 2.1 PLC的基本知識

…………………………………………..4 2.2 PLC的應用與前景

………………………………………..5

第三章

PLC 的編程語言

…………………………………..7 3.1 梯形圖編程語言……………………………………………...7 3.2 功能塊圖編程語言……………………………………………8 第四章

PLC控制機械手的設計……………………………….9 4.1

機械手在工業(yè)生產中的應用………………………………..9 4.2

各電器設備的制方式及控制要求…………………………..10 4.3

電器元件設備的選擇 ………………………………………12 4.4

控制系統(tǒng)的軟、硬件設計 ………………………………...13 4.5

功能表圖設計

……………………………………………..26 第五章

設計小結

………………………………………………33 參考文獻 ……………………………………………………....…..34 謝辭

…………………………………………………….....35

PLC機械手控制設計

1.1摘要： 當今的自動化技術發(fā)展迅速，正處于一個快速變革的時代。從半導體到消費類電子產品、再到汽車和航空制造業(yè)、以及輕工業(yè)和物流行業(yè)等多種不同的工業(yè)領域都面臨著日益激烈的全球競爭壓力當今的自動化技術發(fā)展迅速，正處于一個快速變革的時代。從半導體到消費類電子產品、再到汽車和航空制造業(yè)、以及輕工業(yè)和物流行業(yè)等多種不同的工業(yè)領域都面臨著日益激烈的全球競爭壓力，他們需要進一步降低成本、縮短產品生產周期，并能夠迅速完成產品的更新換代。采用最新的自動化技術才是解決這一系列問題的有效手段。

本次論文明確了機械手的功能需求和動作流程通過查找了大量資料，了解完成了布進電機和驅動器的選型。通過對機械手制作流程的分析，確定采用PLC為核心的控制系統(tǒng)。在對機械手的分析設計部分梯形圖及控制程序，完成PLC的I/O點分配和硬件接線圖。

關鍵詞：機械手，步進電機，可編程序控制器

引言

機械手是近代自動控制領域中出現的一項新技術，并已成為現代科技的一個重要組成部分。汽車業(yè)的快速發(fā)展，車外型愈求美觀流線，并由于汽車外板件要求完美無塵的沖壓生產線也向高速化、高品質、自動化、柔性化方向發(fā)展。傳統(tǒng)沖壓生產過程中的手工操作、人工送料的生產方式已無法滿足該行業(yè)的需要。

機械手的積極作用正日益為人們所認識，其一，它能部分地代替人的勞動并能達到生產工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送。因此，它能大大地改善工人的勞動條件，加快實現工業(yè)生產機械化和自動化的步伐。因此，受到各先進單位的重視并投入了大量的人力物力加以研究和應用。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲的場合，應用得更為廣泛。在我國，近代幾年來也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)部門的重視。

第二章

可編程控制器的概述

2.1可編程控制器的基本知識

PLC的種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同，對PLC的分類，通常根據其形式的不同、功能的差異和I/O點數的多少等進行大致分類.根據 1

PLC的結構形式可將PLC分為整體式和模塊式兩類（1）整體式PLC

整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等各件都集中裝在一個機箱內，具有結構緊湊、體積小、價格低的特點。小型PLC一般采用這種整體式機構。

整體PLC由不同PLC點數的基本單元和擴展單元組成，基本單元內有CPU、I/O接口，與I/O擴展單元相連的擴展口、以及編程器或EPROM寫入器相連的接口等。擴展單元內只有I/O和電等，沒有CPU，基本單元和擴展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴展(2)

模塊式PLC

模塊式PLC是將PLC各組成部分分別作成若干個單獨的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及其他模塊。模塊式PLC由框架或基板和 各種模塊組成，模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點是配置靈活、可根據需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴展和維修。大、中型PLC一般采用這種模塊式結構。

還有一些PLC將整體式和模塊式的特點結合起來，構成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU，電源，I/O接口等也是各自獨立的模塊。但它們之間是非電纜進行聯接，并且各模塊可以應地疊裝，這樣不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可以做的體積小巧。2 按功能分

根據PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低，中，高檔次

（1）低檔PLC 具有邏輯運算、定時、計數、移位以及自診斷監(jiān)控等基本功能還可以少量模擬量輸入/輸出，算術運算，數據傳送和比較等功能，主要用于邏輯控制，順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統(tǒng)。

（2）中檔PLC出具有低檔PLC的功能外，還具有模擬量輸入/輸出，算術運算，數據傳送和比較；數據轉換，遠程I/O，子程序，通信聯網等功能，有些還可增設中斷控制，PID控制等功能，適應于復雜控制系統(tǒng)。

（3）高檔PLC除具有中檔PLC的功能外，還增加了符號算術運算，矩陣運算，位邏輯運算，平方根運算及其他特殊功能函數的運算，制表及表格傳遞功能等。高檔PLC具有更強的通信聯網功能，可用于大規(guī)模過程控制或構成分布式網絡控制系統(tǒng)，實現工廠自動化。

按I/O點數分類

根據PLC的I/O點數的多少，可將PLC分為小型，中型和大型三類

（1）.型PLC——I/O點數<256點，單CPU，8位或16微處理器，用戶存儲器容量4K字以下

CE-I型

美國通用電氣（GE）公司 TI100

美國德洲儀器公司 F、F1、F2

日本三菱電氣公司 C20 C40

日本歐姆龍公司 SF200

德國西門子公司 EX20 EX40

日本東芝公司

SR-20/21

中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司（2）．中型——點數256-2048點，雙CPU，用戶存儲器容量2-8K S7-300

德國西門子

SR-400

中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司 SU-5 SU-6

德國西門子公司 C-500

日本立石公司 CE-Ш

GE公司

（3）.大型PLC——I/O點數>2048點，多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲器容量8-16K S7-400

德國西門子公司 GE-IV

GE公司 C-2000

立石公司 K3

三菱公司

2.2 可編程控制器PLC的應用與前景

目前，在國內外PLC已廣泛應用冶金，石油，化工，剪彩，機械制造，電力，汽車，輕工，環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè)，隨著PLC性能價格 的不斷提高，器應用領域不斷擴大，從應用類型看大致可歸納為以下幾個方面： 2.2.1 強量邏輯運算

利用PLC最基本的邏輯運算，定時，計收等功能實現邏輯運算，科取代傳統(tǒng)的繼電器控制用于單片機控制，多機群控制，生產自動線控制等。例：機床，注塑機印刷機械，裝配生產線，電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC最基本的應用，也是PLC最廣泛的應用領域。2.運動控制

大多數PLC都有拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊，這一功能廣泛用于各種機械設備。例如：各種機床，裝配機械。機器人等進行運動控制。3.過程控制

大，中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊和PID控制功能。有的小型PLC也具有模擬量輸入輸出，所以PLC可實現模擬量控制而且具有PID控制功能的PLC可構成閉環(huán)控制，用于過程控制。這一功能已廣泛用于鋁爐，反應堆，水處理，釀酒及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。4.數據處理

現代的PLC都具有數學運算數據傳遞，轉換，排序和查表等功能，可進行數據的采集，分析和處理，同時的通過通信接口將這些數據傳送給其電智能裝置。例如：CNC設備進行處理。5.通信聯網

PLC的通信包括PLC與PLC，PLC與計算機，PLC與其它智能設備之間的通信，PLC系統(tǒng)與通用計算機可直接或通過通信處理單元，通信轉換單元相連構成網絡，已實現信息的交換和構成。集中管理分散控制的多級分布式控制系統(tǒng)。滿足工廠自動化（FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要。2.2.2 國外PLC發(fā)展概況

PLC在問世以來，經過40多年的發(fā)展。在美、德國等工業(yè)發(fā)達國家已成為重要的產業(yè)之一，世界總銷售額不斷上升，生產廠家不斷涌現，品種不斷翻新，產量產值大幅度上升而價格則不斷下降。目前，世界上有200多個廠家生產PLC。較多的有美國：AB通用電氣、莫迪康公司；日本：松下、三菱、富士、歐姆龍等；德國：西門子公司；法國：TE施耐德公司。韓國：三星、LG公司等

PLC的發(fā)展前景

（1）產品規(guī)模向大小兩個方向發(fā)展

大：I/O點數達14336點，32位微處理器，多CPU并行工作，大容量存儲器，掃描速度快高速；

?。赫w結構向小型模塊化結構發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本；（2）PLC在閉環(huán)過程中應用日益廣泛；（3 不斷加強通訊功能；（4）新器件和模塊不斷推出

第三章 可編程控制器的編程語言

3.1可編程控制器的幾種編程語言

可編程控制器的編程語言按IEC61131-3國際標準來分主要包括圖形化編程語言和文本化編程語言。圖形化編程語言包括:梯形圖(LD-Ladder Diagram)、功能塊圖(FBD-Function Block Diagram)、順序功能圖(SFC-Sequential Function Chart)。文本化編程語言包括:指令表(IL-Instruction List)和結構化文本(ST-Structured Text)。這些語言是基于WINDOWS操作系統(tǒng)的編程語言.而SFC編程語言則在兩類編程語言中均可使用。下面分別來介紹這幾種編程度語言。

3.1.1梯形圖編程語言(LD-Ladder Diagram)

梯形圖來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述，是PLC編程中被最廣泛使用的一種圖形化語言，由于梯形圖類似于繼電器控制的電氣接線圖，便于理解,因此許多編程人員和維護人員都選擇了這一編程方式。而且其圖形結構類似于登高用的梯子，故名梯形圖。梯形圖程序的左右兩側有兩垂直的電力軌線，左側的電力軌線名義上為功率流從左向右沿著水平梯級通過各個觸點、功能、功能塊、線圈等提供能量，功率流的終點是右 側的電力軌線。每一個觸點代表了一個布爾變量的狀態(tài)，每一個線圈代表了一個實際設備的狀態(tài)，一個簡單的梯形圖程序如圖1所示:

圖3.1

梯形圖程序示例

梯形圖的每個梯級表示一個因果關系,事件發(fā)生的條件表示在梯形的左面,事件發(fā)生的結果表示在梯級的右面。

梯形圖編程語言具有如下特點:(1)與電氣操作原理圖相對應，具有直觀性和對應性;(2)與原有繼電器邏輯控制技術相一致，易于掌握和學習;(3)對于復雜控制系統(tǒng)描述,仍不夠清晰;(4)可讀性仍不夠好。

幾乎所有PLC廠商提供的PLC都支持梯形圖編程語言,而且都比較容易理解，只是在梯形圖結構上可能稍有變化。比如西門子的S7系列梯形圖就沒有右邊的電力軌線。有時在有此參考書中右邊的電力軌線也常常被省略。

3.1.2 功能塊圖編程語言(FBD-Function Block Diagram)

功能塊圖編程語言采用功能模塊表示所具有的功能，不同的功能模塊具有不同的功能。功能模塊用矩形來表示，每一個功能模塊的左側有不少于一個的輸入端，右側有不少于一個的輸出端。功能模塊的類型名稱通常寫在塊內，其輸入輸出名稱寫在塊內的輸入輸出點對應的地方。

功能模塊基本上分為兩類:基本功能模塊和特殊功能模塊。基本功能模塊如AND，OR XOR等等.特殊功能模塊如ON延時，脈沖輸出，計數器等等。功能塊編程語言具有以下特點:(1)以功能模塊為單位,從控制功能入手，使控制方案的分析和理解變的容易;(2)功能模塊用圖形化的方式描述功能，較直觀易掌握，方便組態(tài)，易操作。是有發(fā)展前途的一種編程語言;(3)對較復雜系統(tǒng)，由于控制功能關系能夠比較清晰的描述，因此縮短了編程和調試時 間;(4)因為每一個功能模塊要占用一定程序存儲空間，對功能塊的執(zhí)行需要一定的執(zhí)行時間，因此，這種語言在大中型可編程控制器和分散控制系統(tǒng)中應用較廣泛。

第四章 PLC控制機械手的系統(tǒng)設計

4.1各電器設備的控制方式及控制要求 機械手的技能和特性

根據古典力學觀點，物體在三維空間的靜止位置是由三個坐標和繞三軸旋轉的角度來決定的。因此，抓握物體的位置和方向（即關節(jié)間的角度）能從理論上求得。據資料介紹，如果采用的機械手，其機能要接近人的上肢，則需要具有27個自由度，而每一個自由度至少要有一根“人造肌肉”。這樣就需要安裝27根重量輕、小型和高輸出力的“人造肌肉”。就目前的技術狀況而言，上述功能還很難辦到。而且把機械手的功能搞得那么復雜，動作彼此嚴重重疊也是完全不必要的。退一步，如果機械手要求具有完全通用的程度，那么它的整機、本體、手臂和手指都得有三個直線運動和三個旋轉運動，總共就要有24個自由度。這在實際上也是不必要的，這樣會使機械手結構復雜，費用增多。因此，不應盲目模仿人手的動作，增加過渡的自由度，而應根據實際需要的動作，設計出最少的自由度就能完成作業(yè)所要求的動作。所以一般專用的機械手（不包括握緊動作）通常具有二到三個自由度。而通用機械手一般取四到五個自由度。本設計中設計的機械手，它共有五個自由度。即：手臂伸縮、手臂上下擺動、手臂左右擺動、手腕回轉、手指抓握。.軀干和傳動系統(tǒng)

機械手的傳動分為液壓、氣壓、電氣和機械四種，本設計采用綜合傳動方式，即手臂采用電氣傳動，而手爪則采用氣壓傳動。

(1)、夾緊機構

機械手手爪使用來抓取工件的部件。手爪抓取工件是要滿足迅速、靈活、準確和可靠的要求。設計制造夾緊機構——手爪時，首先要從機械手的坐標形式、運行速度和加速度的情況來考慮。其加緊力的大小則根據夾持物體的重量、慣性和沖擊力的大小來計算。同時考慮有足夠的開口尺寸，以適應被抓物體的尺寸變化，為擴大機械手的應用范圍，還需備有多種抓取機構，以根據需要來更換手爪。為防止損壞被夾的物體，夾緊力應限制一定的范圍內，并鑲有軟質墊片、彈性襯墊或自動定心結構。為防止突然停電被抓物體落下，還可以有自鎖結構。夾緊機構本身則應結構簡單、體積小、重量輕、動作靈活和動作可靠。

夾緊機構形式多樣，有機械式、吸盤式和電磁式等。有的夾緊機構還帶有傳感裝置和攜帶工具進行操作的裝置。本設計采用機械式的夾緊機構。

機械式夾緊機構是最基本的一種，應用廣泛，種類繁多。如按手指運動的方式和模仿人手的動作，可分為回轉型、直進型；按夾持方式可分為內撐式、外撐式和自鎖式；按手指數目可分為二指式、三指式、四指式；按動力來源可分為彈簧式、氣動式、液壓式等。本設計采用二指式氣動手爪。由可編程控制器控制電磁閥動作，從而控制手爪的張閉。手爪的回轉則用一個直流電動機完成，同時通過兩個限位磁頭完成回轉角度的限位，一般可設置在180度。(2)軀干

軀干由底盤和手臂兩大部分組成。

底盤是支撐機械手全部重量并能帶動手臂旋轉的機構。底盤采用一個直流電動機驅動，底盤旋轉時帶動一個旋轉碼盤旋轉，機械手每旋轉3度發(fā)出一個脈沖，由傳感器檢測并送入可編程控制器，從而計算底盤旋轉的角度。同時，在底盤上裝有限位磁頭，最大旋轉角度可達270度。

手臂是機械手的主要部分，它是支撐手爪、工件并使它們運動的機構。本設計中手臂由橫軸和豎軸組成，可完成伸縮、升降的運動。手臂采用步進電動機帶動絲杠、螺母來實現伸縮和升降運動。由可編程控制器發(fā)出脈沖信號，經步進電動機驅動器驅動步進電動機旋轉，帶動滾珠絲杠旋轉，完成手臂的運動。改變發(fā)出脈沖的個數，可控制手臂的兩個軸運動的距離。同時在兩軸的兩端分別加限位開關限位。采用絲杠、螺母結構傳 動的特點是易于自鎖，位置精度較高，傳動效率較高。

4.2電器元件、設備的選擇

PLC機型的選擇

根據被控對象對PLC控制系統(tǒng)的功能要求，可進行PLC型號的選定。

進行PLC選型時，基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能需要，同時要兼顧維修、備件的通用性。對開關量控制的系統(tǒng)，當控制速度要求不高時，一般的PLC都可以滿足要求，如對小型泵的順序控制、單臺機械的自動控制等。當控制速度要求較高、輸出有高速脈沖信號等情況時，要考慮輸入/輸出點的形式，最好采用晶體管形式輸出。對帶有部分模擬量控制的ｗ裝置等。2 輸入/輸出的點數：

I/O點數可以衡量PLC規(guī)模的大小。準確統(tǒng)計被控對象的輸入信號和輸出信號的總點數并考慮今后系統(tǒng)的調整和擴充，在實際統(tǒng)計I/O點數基礎上，一般應加上10%-20%的備用點數。多數小型PLC為整體式，具有體積小、價格便宜等優(yōu)點，適于工藝過程比較穩(wěn)定，控制要求比較簡單的系統(tǒng)。模塊式結構的PLC采用主機模塊與輸入模塊、功能模式塊組合使用的方法，比整體式方便靈活，維修更換模塊、判斷與處理故障快速方便，適用于工藝變化較多、控制要求復雜的系統(tǒng)。

此外，還應考慮用戶儲存器的容量、PLC的處理速度是否能滿足實時控制的要求、編程器與外圍設備的選擇等。

本設備控制的對象是一個開關量控制的系統(tǒng)，同時利用脈沖控制步進店動機的運轉，故應采用晶體管形式的輸出。松下FPO系列小型PLC具有性價比高、功能完善、指令豐富等優(yōu)點，能滿足本對象各項控制性能要求，因此，本系統(tǒng)采用松下FPO系列的FPO——C16T作為基本模塊，能輸出兩路脈沖信號進行步進電動機的控制。由于輸入輸出點不夠，擴展一個FPO——E16RS模塊。3

電源模塊的選擇：

采用Dm150系列開關電源。其特點是輸出功率大，體積小，重量輕，可靠性高，適應寬范圍的輸入電壓波動，具有完備的過電壓、過電流保護功能。主要參數：

輸入交流電壓：110~220V/50Hz、60Hz 輸出直流電壓：24V/6.5A 最大功率：156W 工作環(huán)境：-10~40度 4.步進電動機的選擇：

采用二相八拍混合式步進電動機，主要特點：體積小，具有較高的起動和運行頻率，有定位轉矩等特點。型號：42BYGH101。

快接線插頭中的紅色表示A相，藍色表示B相。

使用時如果發(fā)現步進電動機轉向不對時可以將A相或B相兩根線對調。（1）.步進電動機驅動模塊

采用中美合資SH系列步進電動機驅動器，主要由電源輸入部分、信號輸入部分、輸出分等。如下圖所示。

驅動模塊

電源輸入部分由電源模塊提供，用兩根導線連接，注意極性。

信號輸入部分：信號源由FPO主機提供。由于FPO提供的電平為24V，而輸入部分的電平為5V，中間加了保護電路。

輸出部分：與步進電動機連接，注意相序。（2.）傳感器

采用接近開關作為手爪旋轉和底盤旋轉限位檢測用;采用微動開關作為橫軸、縱軸限位檢測用。

接近開關：接近開關有三根連接線（紅、藍、黑）紅色接電源的正極、黑色接電源的負極、藍色為輸出信號，當與擋塊接近時輸出電平為低電平，否則為高電平。微動開關：當擋塊碰到微動開關動作（常開點閉合）。

（3）FPO模塊

由松下FPO系列PLC晶體管輸出的主機，具有高速運算能力、PID調節(jié)功能，同時可以輸出兩路脈沖控制兩臺電動機的優(yōu)點。輸出兩路脈沖梯形圖及f/t。

（4）直流電動機

采用36ZY5-12型直流電動機。輸入電壓為12~24V,由FPO模塊控制電動機正反轉。（5）旋轉碼盤

機械手每旋轉3度發(fā)出一個脈沖。

4.3 控制流程圖

機械手工作流程圖如下圖所示。把可編程序控制器主機上的RUN-PROG的開關撥在RUN上，如果機械手不在初始位置上，步進電動機開始運轉（橫軸向手爪那邊移動，豎軸向上移動）。歸位后首先橫軸步進電動機工作，橫軸前伸；前伸到位后，手抓電動機得電帶動手爪旋轉；當傳感器檢測到限位磁頭時，電動機停止，PLC控制電磁閥動作，手張開；延時一段時間，豎軸步進電動機工作，豎軸下降；下降到位后，電磁閥復位，手爪加緊；延時過后，豎軸上升，同時橫軸縮回、底盤都到位后，橫軸前伸；到位后手爪旋轉，然后豎軸下降，電磁閥動作，手張開；延時后豎軸上升復位；然后開始下一周期動作。

圖4.1機械手控制流程圖

4.4控制系統(tǒng)的軟、硬件設計 1 控制系統(tǒng)硬件設計

PLC硬件設計是指PLC外部設備的設計。在硬件設計重要進行輸入設備的選擇（如控制按鈕、開關及計量保護裝置的輸入信號等），還有執(zhí)行元件的選擇以及控制臺、柜的設計等。硬件設計還包括PLC輸入/輸出通道的分配，為便于程序設計和閱讀，常作出I/O通道分配表，表中包括有I/O編號、設備代號、名稱及功能等。機械手控制系統(tǒng)電器原理圖。

可編程序控制器采用松下FP系列的FPO——C16T作為基本模塊，由于輸入輸出點 不夠，擴展一個FPO——E16RS模塊。由于接近開關有三根線，接線時注意把紅色的線接電源的正極，黑色線接電源的負極，藍色的線接PLC的輸入端子。2 控制系統(tǒng)的軟件設計

軟件設計主要是指編寫工藝流程圖，即將整個流程分解為若干步，確定每步的控制要求及轉換條件，配合定時、計數、分支、循環(huán)、跳轉及某些特殊功能指令便可完成梯形圖的設計。I/O地址分配 I/O地址分配如表所示 I/O地址分配一覽表

輸入： X0 X1 X2 X3 X4 X20 X21 X22 X23 橫軸正限位 豎軸正限位 橫軸反限位 豎軸反限位 旋轉脈沖 手正轉限位 手反轉限位 底座正限位 底座反限位

輸出： Y0 Y1 Y2 Y3 Y20 Y21 Y22 Y23 Y24

橫軸脈沖 豎軸脈沖 橫軸方向 豎軸方向 手正轉 手反轉 底座正轉 底座反轉 電磁閥動作

(1).確定輸入輸出接點的總數

輸入接點：啟動按鈕SB、行程開關SQ1——SQ4、光電開關SQ5，一共6個。輸出接點：YV1——YV2總共5個。(2).估算PC內存總數

選取PC類型，PC內存總數取決于程序指令總條數。PC內存總數又是選取PC類型的重要依據，為此依據下面的經驗公式對指令總條數進行估算。指令總條數=（10——20）*（輸入點數+輸出點數）

本例中指令總條數為（10——20）*（6+5）=110——220條。(3).輸入輸出點分配

如下圖是機械手輸入和輸出信號與PC輸入輸出端子的分配圖，其中根據需要增加了機械手回到原位時的指示燈，為了防止誤按啟動按鈕引起機械手的誤動作，增加了復位按鈕，啟動時需要先按復位按鈕在按啟動按鈕，否則機械手不會動作。

圖4.2機械手PC輸入/輸出端子的分配

(4).方案選擇

考慮到機械手在工作時間時可能發(fā)生誤動作行程開關而引起的不安全動作，各個輸入開關信號只能在規(guī)定的狀態(tài)發(fā)生作用，例如，SQ1的閉合信號只能當機械手位于原位而且按下SB2后或從原位右移到右位后才能起作用，其他狀態(tài)時SQ1不起作用。為了達到這一目的，選擇使用移位寄存器來完成順序控制。3 梯形圖設計

機械手的控制屬順序控制，采用步進指令，根據說明機器工作狀態(tài)轉換的圖形，很容易進行程序設計。

（1）根據機械手的工作方式情況，選擇“梯形圖的總體設計

單步操作”方式時，應執(zhí)行“單步操作”程序；在選擇“返回原位”方式時，應執(zhí)行“返回原位”程序;“自動”方式時，應執(zhí)行“自動”程序，故梯形圖的總體構成如下圖所示。其中，自動程序要在啟動按鈕按下時才執(zhí)行。

圖4.3機械手PLC控制梯形圖總體構成

（2）各部分梯形圖的設計

通用部分梯形圖設計

A狀態(tài)器的初始化：初始狀態(tài)器S600在手動方式下被置位、復位。當方式選擇開關處于“返回復位”（X501接通）時，按下返回復位按鈕（X505）時被置位;在“單步操作”（X500接通）時，S600復位。處于中間工步的狀態(tài)器用手動作復位操作，即在方式選擇開關位于“單步操作”或 “返回復位”時，中間狀態(tài)器同步復位，故初始狀態(tài)梯形圖如下圖示（如果狀態(tài)器要在供電時從斷電前條件開始繼續(xù)工作，則不需要M71）

狀態(tài)器初始化梯形圖。

B狀態(tài)器轉換啟動：若機械手工作在自動工作方式下，當初始狀態(tài)器S600被置位后，按下啟動按鈕，輔助繼電器M575工作，狀態(tài)器的狀態(tài)可以一步步向下傳遞，即可以進行轉換。在執(zhí)行“連續(xù)操作”程序時，轉換啟動繼電器M575一直保持到停機按鈕按下為止。另一方面，采用M100檢查機器是否處于原位。當M575和M100都接通時，從初始狀態(tài)開始進行轉換，其梯形圖如下圖。

圖4.4狀態(tài)器轉換啟動梯形圖

C狀態(tài)器轉換禁止梯形圖：激活特殊輔助繼電器M574，并用步進指令控制狀態(tài)器轉換時，狀態(tài)器的自動轉換就被禁止。

在“單周期”工作期間，按下停止按鈕時，M574應被激勵并保持，操作停止在現行工步。當按下啟動按鈕時，從現行工序重新開始工作，M574應復位，即重新允許轉換。

在“步進”工作方式時，M574應始終工作，此時，禁止任何狀態(tài)轉換。但每按下一次啟動按鈕時，M574斷開一次，允許狀態(tài)器轉換一步。

在“手動”工作方式（單一操作，返回原位）情況下，禁止進行狀態(tài)轉換。在手動方式解除之后，按下啟動按鈕，則狀態(tài)轉換禁止解除，M574復位。

PLC在啟動時，用初始化脈沖M71使M574自保持，以次禁止狀態(tài)轉換，直到按下啟動按鈕。狀態(tài)器轉換禁止梯形圖如下。

圖4.5狀態(tài)器轉換禁止梯形圖

通過對上圖的分析可得出：在執(zhí)行“單步操作”和“返回原位”程序時，M575一直不能被接通，而M574長期被接通（按下啟動按鈕時除外）；執(zhí)行“步進”程序時，每按一次啟動按鈕，M574斷開一次，M575接通一次，狀態(tài)器轉換一次；在執(zhí)行“單周期操作”程序時，按下啟動按鈕，M574斷開，M575接通，狀態(tài)器的狀態(tài)可一步一步向下轉換，直至按下停止按鈕時，M574自鎖，狀態(tài)器的狀態(tài)轉換被禁止，操作停止現行工序（再次按下啟動按鈕時從現行工序開始工作）；在執(zhí)行“連續(xù)操作”程序時，M575一直接通到按下停止按鈕，此時M574一直不能接通。

D單步操作梯形圖

手動操作方式由于不需要任何復雜的順序控制，可以用常規(guī)繼電器順序方法來設計梯形圖。“單步操作”時，按下夾持按鈕時，夾持輸出Y431自保持，只有按下松開按鈕時，Y431才會復位；按下上升按鈕，上升輸出Y432保持接通；按下下降按鈕，Y430保持接通；在上限位按下左行按鈕，左行輸出Y434保持接通；在上限位按下右行按鈕，右行輸出Y433保持接通。單步操作是梯形圖如下圖。

圖4.6機械手單步操作梯形圖

E返回原位梯形圖

在“返回原位”狀態(tài)下，“夾持”與“下降”動作應被停止，上限位未動作時應進行“上升”；上限位動作時，“右行”動作應停止，并左行至左限位位置。返回原位梯形圖如下圖。

圖4.7機械手返回原位梯形圖

F “自動”狀態(tài)梯形圖

如下圖表示了機械手自動工作時執(zhí)行各工步的情況。表明了各工步的實現以及各工步的轉換條件。在第一次下降工步中，下降電磁閥Y430接通。自下限位置時，X401接通，轉化為“夾持”過程。在夾持工步中，夾持電磁閥Y431置位，同時驅動T450。T450接通后，轉化為第一次上升。此后執(zhí)行類似的操作，完成由初始條件到下一個初始條件的一系列操作。在夾持輸出Y431置位后，保持夾持，直到夾持輸出復位松開。如上述一步步按順序驅動各個負載動作，稱為順序控制或過程步進型控制。這種控制過程用繼電器符號程序很難實現程序設計。

圖4.8機械手自動工作流程圖

用狀態(tài)器替代自動工作流程圖中的各工步，可得到如下圖所示的功能表圖。初始狀態(tài)在圖中用雙線框表示。

圖4.9機械手自動工作功能表圖

根據上圖所示的功能表圖，可設計出自動操作時的梯形圖，如下圖所示。

圖4.10機械手自動工作梯形圖 繪制機械手PLC將控制梯形圖

將從初始化開始的一系列梯形圖，按照總體構成圖的形式作何在一起，得到機械手PLC控制的梯形圖，如下圖所示。

圖4.11機械手PLC控制梯形圖 該機械手在自動工作狀態(tài)時，應先將其工作方式選擇開關放在“返回原位”，并按下返回原位按鈕，對狀態(tài)器進行置位，然后再將工作方式選擇開關放至自動工作方式下。若自動工作狀態(tài)解除，則應將工作方式選擇開關放至“單步操作”位置。

4.5 功能表圖設計

步的劃分

分析被控對象的工作過程及控制要求，將系列的工作過程劃分成若干階段，這些階段稱為“步”。步是根據PLC輸出量的狀態(tài)劃分的，只要系統(tǒng)的輸出量狀態(tài)發(fā)生變化，系統(tǒng)就從原來的步進入新的步。如下圖所示，某液壓動力滑臺的整個工作過程可劃分為四步，即：0步A、B、C均不輸出；1步A、B輸出；2步B、C輸出；3步C輸出。在每一步內PLC各輸出量狀態(tài)均保持不變。

步也可根據被控對象工作狀態(tài)的變化來劃分，但被控對象的狀態(tài)變化應該是由PLC輸出狀態(tài)變化引起的。如下圖所示，初始狀態(tài)是停在原位不動，當得到起動信號后開始快進，快進到加工位置轉為工進，到達終點加工結束又轉為快退，快退到原位停止，又回到初始狀態(tài)。因此，液壓滑臺的整個工作過程可以劃分為停止（原位）、快進、工進、快退四步。但這些狀態(tài)的改變都必須是由PLC輸出量的變化引起的，否則就不能這樣劃分。例如：若從快進轉為工進與PLC輸出無關，那么快進、工進只能算一步。

總之，步的劃分應以PLC輸出量狀態(tài)的變化來劃分，因為我們是為了設計PLC控制的程序，所以PLC輸出狀態(tài)沒有變化時，就不存在程序的變化。2.轉換條件的確定

確定各相鄰步之間的轉換條件是順序控制設計法的重要步驟之一。轉換條件是使系統(tǒng)從當前步進入下一步的條件。常見的轉換條件有按鈕、行程開關、定時器和計數器觸點的動作（通/斷）等。

如上圖“步的劃分方法二”所示，滑臺由停止（原位）轉為快進，其轉換條件是按下起動按鈕SB1（即SB1的動合觸點接通）；由快進轉為工進的轉換條件是行程開關SQ2動作；由工進轉為快進的轉換條件是終點行程開關SQ3動作；由快退轉為停止（原位）的轉換條件是原位行程開關SQ1動作。轉換條件也可以是若干個信號的邏輯（與、或、非）組合。如：A1*A2、B1+B2。3.功能表圖的繪制

根據以上分析畫出描述系統(tǒng)工作過程的功能表圖，是順序控制設計中最為關鍵的一個步驟。繪制功能表圖的具體方法將在下面介紹。4.梯形圖的編制

根據功能表圖，采用某種編程方式設計出梯形圖程序。有關編程方式建在下一節(jié)中介紹。功能表圖的繪制方法 A

功能表圖概述

功能表圖又稱流程圖。它是描述控制系統(tǒng)的控制過程、功能和特征的一種徒刑。功能表圖并不涉及所描述的控制功能的具體技術，是一種通用的技術語言，因此，功能表圖也可用于不同專業(yè)的人員進行技術交流。

功能表圖是設計順序控制程序的有力工具。在順序控制設計法中，功能表圖的繪制是最關鍵的一個環(huán)節(jié)。它直接決定用戶設計的PLC程序的質量。

各個PLC廠家都開發(fā)了相應的功能表圖，各國也動制定了功能表圖的國家標準。我國于1986年也頒布了功能圖的國家標準（GB6988.6——86）。B

功能表圖的組成要素

如下圖所是為功能表圖的一般形式。它主要是由步、轉換、轉換條件、有向連線和動作等要素組成。

C

步與動作

前面已介紹過，用順序控制設計法設計PLC程序時，應根據系統(tǒng)輸出狀態(tài)的變化，將系統(tǒng)的工作過程劃分成若干個狀態(tài)不變的階段，這些階段稱為“步”。步在功能表圖中用矩形框表示。如，框內的數字是該步的編號。如下圖所示各步的編號為n-

1、。當系統(tǒng)正工作于某一步時，該步處于活動狀態(tài)，每個功能表圖至少應n、n+1。編程時一般用PLC內部軟繼電器來代表各步，因此經常直接用相應的內部軟繼電器編號作為步的編號，如該有一個初始步。

所謂“動作”是指某步活動時，PLC向被控系統(tǒng)發(fā)出的命令，或被控系統(tǒng)應該執(zhí)行的動作。動作用矩形框中的文字或符號表示，該矩形框應與相應步的矩形框相連接。如果某一步有幾個動作，可用下圖中的兩種畫法來表示，但并不隱含這些動作間的任何順序。

稱為“活動步”。在功能表圖中初始步用雙線框表示，如

當步處于活動狀態(tài)時，相應的動作被執(zhí)行。但應注意表明動作是保持型還是非保持型的。保持型的動作是指該步活動時執(zhí)行該動作，該步變?yōu)椴换顒雍罄^續(xù)執(zhí)行該動作；非保持型動作是指該步活動時執(zhí)行，該步變?yōu)椴换顒訒r動作也停止執(zhí)行。一般保持型的動作在功能表圖中應該用文字或助記符標注，而非保持型動作不要標注。D

有向連線、轉換和轉換條件 如上圖“功能表圖的一般形式”所示，步與步之間用有向連線連接，并且用轉換將步分隔開。步的活動狀態(tài)進展是按有向連線規(guī)定的路線進行。有向連線上無箭頭標注時，其進展方向是從上倒下、從左到右。如果不是上述方向，應在有向連線上用箭頭注明方向。步的活動狀態(tài)進展是由轉換來完成的。轉換是用與有向連線垂直的短劃線來表示。步與步之間不允許直接相連，必須有轉換隔開，而轉換與轉換之間也同樣不能直接相連，必須由步隔開。轉換條件是與轉換相關的邏輯命題。轉換條件可以用文字語言、布爾代數表達式或圖形符號標注表示轉換的短劃線旁邊。

轉換條件和，分別表示當二進制邏輯信號為“1”和“0”狀態(tài)時條件成立；轉換條件和1.分別表示的是，當從“0”（斷開）到“1”（接通）和從“1”到“0”狀態(tài)條件成立。

功能表圖中轉換的實現

步與步之間實現轉換應同時具備兩個條件：①前幾步必須是“活動步”；②對應的轉換條件成立。

當同時具備以上兩個條件時，才能實現步的轉換，即所有由有向連線與相應轉換符號相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒?，而所有由有向連線與相應轉換符號相連的前幾步都變?yōu)椴换顒印?.功能表圖的基本結構

根據步與步之間轉換的不同情況，功能表圖有以下幾種不同的基本結構形式。（1）單序列結構

功能表圖的單序列結構形式最為簡單，它由一系列按順序排列、相繼激活的步組成。，每一步的后面只有一個轉換，每一個轉換后面只有一步。（2）選擇序列結構

選擇序列有開始和結束之分。選擇序列的開始稱為分支，選擇序列的結束稱為合并；選擇序列的分支是指一個前級步后面緊接著有若干個后續(xù)步可供選擇，各分支都有各自的轉換條件。分支中表示轉換的短劃線只能標在水平線之下。

如下圖所示為選擇序列的分支。假設步4為活動步，如果轉換條件a成立，則步4向步5實現轉換；如果轉換條件b成立，則步4向步7轉換；如果轉換條件c成立，則步4向步9轉換。分支中一般同時只允許選擇其中一個序列。

選擇序列的合并是指幾個選擇分支合并到一個公共上。各分支也都有各自的轉換條件，轉換條件只能標在水平線之上。

如下圖所示為選擇序列的合并。如果步6為活動步，轉換條件d成立，則由步6向步11轉換；如果步8為活動步，且轉換條件c成立，則步8向步11轉換；如果步10為活動步，轉換條件f成立，則步10向步11轉換。

（3）并列序列結構

并列序列也有開始與結束之分。并列序列的開始也稱為分支，并列序列的結束也稱為合并。下圖（a）所示為并列序列的分支，它是指當轉換實現后將同時使多個續(xù)步激活。為了強調轉換的同步實現，水平連線用雙線表示。如果步3為活動步，且轉換條件c也成立，則4、6、8三步同時變成活動步，而步3變?yōu)椴换顒印斪⒁?，當?、6、8被同時激活后，每一序列接下來的轉換將是獨立的。下圖（b）所示為并列序列的合并，當直接在雙線上的所有前級步5、7、9都為活動步時，轉換條件d成立，才能使轉換條件實現，即步10變?yōu)榛顒硬?，而?、7、9均變?yōu)椴换顒硬健?/p>

（4）子步結構

在繪制復雜控制系統(tǒng)功能表圖時，為了使總體設計時容易抓住系統(tǒng)的主要矛盾，能更簡潔地表示系統(tǒng)的整體功能和全貌，通常采用“子步”的結構形式，可避免一開始就陷入某些細節(jié)中。

所謂子步的結構是指在功能表圖中，某一步包含著一系列子部和轉換。如下圖所示的功能表圖采用了子步的結構形式。功能表圖中步5包含了5.1、5.2、5.3、5.4四個子步。

子步結構

這些子步序列通常表示整個系統(tǒng)中的一個完整子總能，類似于計算機編程中的子程 序。因此，設計時只要先畫出簡單的描述整個系統(tǒng)的總功能表圖，然后再進一步畫出更詳細的子功能表圖。子步中可以包含更詳細的子步。這種采用子步的結構形式，邏輯性強，思路清晰，可以減少設計錯誤，縮短設計時間。

功能表圖除以上四種基本結構外，在實際使用中還經常碰到一些特殊序列，如跳步、重復和循環(huán)序列等。

（5）跳步、重復和循環(huán)序列

除以上單序列、選擇序列、并行序列和子步四種基本結構外，在實際系統(tǒng)中經常使用跳步、重復和循環(huán)序列等特殊序列。這些序列實際上都是選擇序列的特殊形式。如下圖（a）所示為跳步序列，當步3為活動步時，如果轉換條件c成立，則跳過步4和步5直接進入步6。

如下圖(b)所示為重復序列，當步6為活動步時，如果轉換條件d步成立而條件e成立，則重復返回步5，重復執(zhí)行步5和步6。直到轉換條件d成立，重復結束，轉入步7。如下圖（c）所示為循環(huán)序列，在序列結束后，即步3為活動步時，如果轉換條件e成立，則直接返回初始步0，形成系統(tǒng)的循環(huán)。

跳步、重復和循環(huán)序列

在實際控制系統(tǒng)中，功能表圖中往往不是單一地含有上述某一種系列，而經常是上述各種序列結構的組合。

第五章 設計小結

畢業(yè)設計是我們畢業(yè)前夕最后也是最重要的一份作業(yè)，是對我們三年求學的一個總結，包含了我們三年中所學知識的積累，更是提升我們能力的一種方式。同時也是對我們學業(yè)的考核使我們的學業(yè)得以圓滿結束。

經過一段時間的設計，可編程控制器和機械手的設計完畢，機械手的模型已設計完畢，其功能基本達到要求。整個系統(tǒng)穩(wěn)定性好，而且只要修改控制程序，就可以讓機械手作出不同的動作，控制的柔性很好。系統(tǒng)的分析與設計過程也是對學習的總結過程，更是進一步學習與探索的過程。在這個過程中，我對利用可編程控制器進行控制系統(tǒng)的設計與開發(fā)有了深刻的認識，對機械手的工作原理有了進一步的掌握，對控制系統(tǒng)的分析與設計有了切身的認識和深刻的體會，并在學習和實踐過程中增長了知識、豐富了經驗?？刂葡到y(tǒng)的開發(fā)設計是一項復雜的系統(tǒng)工程，必須嚴格按照系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)實施、系統(tǒng)運行于調試的過程來進行。系統(tǒng)的分析和設計是一項既復雜又辛苦的工作，同時也是一個充滿樂趣的過程，在設計過程中，要邊學習，邊實踐，遇到新的問題就不斷探索和努力直到問題得到解決。

在設計中，體會到理論必須和實際相結合。雖然收集了大量的資料，但在實際應用中卻有很多差異，出現了許多意想不到的問題。許多問題都是書本上是這樣，而在實際運用中卻很不一樣，在經過多次分析修改后，才設計出達到要求的系統(tǒng)。

參 考 文 獻

可編程序控制器的原理及應用

機械工業(yè)出版社

主編

王衛(wèi)兵 可編程序控制器的原理應用試驗

機械工業(yè)出版社 主編

常斗南 機電傳動與控制

華中理工大學出版社

主編 程憲平數控機床電氣控制

西安電子科技大學出版社

主編機電一體化系統(tǒng)設計

高等教育出版

主編

張建民

姚永剛

謝辭

緊張充實的畢業(yè)設計就要結束了，大學三年的生活也到了尾聲?；叵肫鹨酝拿篮脮r光，此時感慨萬千，首先感謝指導教師黨老師在畢業(yè)設計中對我的幫助，鼓勵和精心指導，黨老師治學嚴謹，學識淵博，思想深邃，視野雄廓，關鍵是指導有方嚴格我們要求，為我營造了一種良好的精神氛圍。置身黨老師的指導過程中，不僅我的思想觀念煥然一新，也改善了我的思考方式，而且還明白了許多待人接物與為人處世的道理。其嚴以律己，寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力，令我如沐春風，倍感溫馨。一股暖意細水長流，源自內心而又沐潤全身，微言寸語豈能祥訴感激之情，只好銘記心中，唯有虔誠的祝福導師合家歡樂，一生平安。同時，也將祝福送給每一位幫助我的師長。同時感謝我的同學在我的畢業(yè)設計過程其中對我莫大的鼓勵。畢業(yè)設計的完成也算是對我們學習生涯的一個句號，回想三年大學時光，與老師和同學們的點點滴滴，你們給與我的種種幫助，使我得以今天能順利完成畢業(yè)設計，完成學業(yè)。謝謝你們，我所有的老師與同學。最后衷心的祝愿你們工作順利、家庭幸福、身體健康！

感謝我的朋友和同學們在我三年生活和學習中對我的幫助，就要分別了，衷心祝福各位一路走好。再次感謝各位老師和同學，希望大家以后工作順利。謝謝！