第一篇：PLC控制城市供水系統(tǒng)提綱

PLC控制城市供水系統(tǒng)提綱

1.題目：PLC控制城市供水系統(tǒng)

2.摘要：城市供水系統(tǒng)的主要功能是在用水量不斷變化的情況下，維持管內(nèi)壓力在一定范圍內(nèi)，既能滿足用水的需求，又能最大程度節(jié)約能源、延長設(shè)備壽命。為了實現(xiàn)城市供水系統(tǒng)簡單、高效、低能耗的功能，并且實現(xiàn)自動化的控制過程。采用PLC作為核心控制器是個較好的方案。

PLC具有體積較小、設(shè)計周期短、數(shù)據(jù)處理和通信方便、易于維護與操作、明顯降低成本等優(yōu)點，可滿足城市供水系統(tǒng)的控制要求。PLC作為城市供水系統(tǒng)使設(shè)計過程變得更加簡單，可實現(xiàn)的功能變得更多。

3.關(guān)鍵詞：城市供水PLC節(jié)約能源變頻器

4.目錄

第一章緒論

1.1：城市供水的意義

1.2：PLC控制城市供水的好處

第二章 PLC控制城市供水系統(tǒng)的原理

1.1: 原理框圖

1.2：工作流程

第三章 PLC控制城市供水系統(tǒng)的硬件選用

1.1：PLC的選型

1.2：接觸器的選用

1.3：變頻器的選用

1.4: 其他設(shè)施的選用

第四章

第二篇：城市水系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)工作總結(jié)

工作總結(jié)是對一定時期內(nèi)的工作加以總結(jié)，分析和研究，肯定成績，找出問題，得出經(jīng)驗教訓(xùn)，摸索事物的發(fā)展規(guī)律，用于指導(dǎo)下一階段工作的一種書面文體。以下是小編給大家?guī)淼膸灼鞘兴到y(tǒng)專業(yè)技術(shù)工作總結(jié)范文，供大家參考借鑒。

城市水系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)工作總結(jié)范文1

19年7月，我順利完成了學(xué)業(yè)，從合肥工業(yè)大學(xué)土木工程系城市給水排水專業(yè)畢業(yè)，并于同年分配到原市局工作。參加工作以來，我一直從事與管理工作，19年8月，我取得了助理工程師的資格，并于同月被聘用至今。下面就從專業(yè)技術(shù)角度，對我這8年來的工作做一次全面總結(jié)：

一、學(xué)習(xí)專業(yè)知識，提高崗位技能。

本人于19年7月正式參加工作，當(dāng)時我被分配至原市局室從事工作。工作伊始，我發(fā)現(xiàn)學(xué)校里學(xué)到的專業(yè)知識同實際工作有很大的不同和差距，為了盡快轉(zhuǎn)變角色，適應(yīng)工作的要求，我努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識，努力提高自己的崗位技能，在短短的半年內(nèi)，我通過自己的努力及同事的幫助，能比較熟練地進行較復(fù)雜的等日常事務(wù)工作。

二、政治思想方面

在政治上，我對自己嚴(yán)格要求，積極參加各項政治活動，自覺學(xué)習(xí)政治理論，尤其注重對“三個代表”重要思想的學(xué)習(xí)，努力提高自己的政治理論修養(yǎng)，努力實踐“三個代表”的重要思想，思想上行動上同黨中央保持一致。具有較強的大局意識和組織觀念，工作上以事業(yè)為重，不計個人得失，在新的崗位上擺正位置，把的事業(yè)、把廣大人民群眾的利益放在首位，努力實踐全心全意為人民服務(wù)的根本宗旨。在工作中做到公平公正、公道正派，具有較強的敬業(yè)精神和奉獻精神，工作中吃苦耐勞，積極主動，作風(fēng)踏實，不推諉扯皮，講求效率。工作中注意調(diào)查研究，勤于思考，工作思路清晰，能把科研管理的一般理論同科研工作實際相結(jié)合，積極為本系統(tǒng)制訂符合實際的科研發(fā)展目標(biāo)和科研發(fā)展措施獻計獻策。在大是大非和原則面前做到毫不含糊，在事業(yè)發(fā)展與改革中較好地發(fā)揮了一個干部應(yīng)有的表率作用。

三、組織協(xié)調(diào)方面

在實際工作中，努力學(xué)會運用馬克思主義的立場、觀點和方法去分析、研究、解決問題，有一定的組織協(xié)調(diào)能力和科學(xué)決策水平。注意學(xué)習(xí)現(xiàn)代科研管理知識，較好地掌握了人文社科科研管理的一般規(guī)律。作為一名兼職的管理工作者，能協(xié)助部門負責(zé)人做好職工的思想政治工作，為部門工作的有效開展提供了保障。在工作中既充分相信、放手使用分管的科級干部，又注意對他們進行培養(yǎng)，較好地發(fā)揮了他們的作用。

四、業(yè)務(wù)能力方面

從參加工作以來，努力學(xué)習(xí)本專業(yè)的理論知識和專業(yè)技能，重視不斷提高自己的業(yè)務(wù)水平和教學(xué)能力，并根據(jù)管理工作的實際需要，通過業(yè)余時間以不同形式學(xué)習(xí)，努力提高自己的專業(yè)技術(shù)能力和水平。通過多年的努力，本人的專業(yè)技術(shù)和駕馭工作的能力得到了較大幅度的提高，為更好的完成各項工作任務(wù)奠定了堅實的基礎(chǔ)。參加工作以來，多次被評為“全市管理工作先進個人”等榮譽稱號。

五、繼續(xù)教育學(xué)習(xí)方面

為了更好地適應(yīng)當(dāng)前的土地管理工作，在努力做好本職工作的同時。我十分注重繼續(xù)再教育學(xué)習(xí)，多次參加各級部門組織的技術(shù)培訓(xùn)，20年6月，我參加了市首期高級秘書職業(yè)培訓(xùn)，并取得高級秘書專業(yè)資格證書。參加工作以來，我積極承擔(dān)管理的各項工作任務(wù)，能夠做到兢兢業(yè)業(yè)，圓滿完成組織交辦的各項工作任務(wù)，從不為自己的私事影響正常工作，能夠積極的參加機關(guān)組織的各項活動，由于工作出色，多次受到局領(lǐng)導(dǎo)的肯定。

六、專業(yè)科技成果方面

自參加工作以來，本人積極參與本系統(tǒng)的《市管理“十五”計劃》的編纂工作，先后在《黑龍江環(huán)境通報》《中國國土資源報》《安徽日報》《安徽土地》《報》等多家報刊雜志上發(fā)表專業(yè)論文、信息稿件20余篇次，其中《現(xiàn)狀及其對策》論文已被收錄于大型文獻《發(fā)展之路文集》，并榮獲論文評比二等獎，為做好管理的宣傳工作發(fā)揮了積極作用。

七、存在的問題

管理工作的力作、亮點不多，開拓創(chuàng)新不夠，在科研上投入不夠，科研管理的決策能力和水平有待提高，重大成果較少等。在今后的工作中，我一定更加努力學(xué)習(xí)，運用所學(xué)知識努力探索保護工作的基本規(guī)律，不斷改進工作方法，提高工作效率，踏踏實實，任勞任怨，勤奮工作，成為一名合格的管理專業(yè)技術(shù)人員。

城市水系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)工作總結(jié)范文2

20年即將結(jié)束，審視自己一年來的工作，總結(jié)一年的得失，感觸很多。一年來，我熱衷于本職工作，嚴(yán)格要求自己，擺正自己的工作位置，時刻保持“謙虛”、“謹(jǐn)慎”、“律己”的態(tài)度。在領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心、栽培和同事們的幫助支持下，始終勤奮學(xué)習(xí)、積極進取，努力提高自我，認真完成任務(wù)，履行好崗位職責(zé)。作為一名硬件工程師，但在我心中，陜西德容就是我的家，領(lǐng)導(dǎo)就是我的家長，同事就是我的兄弟姐妹，德容的事就是我自己的事，我要通過我自己的不懈努力將公司的項目做到完美，使得我們陜西德容的產(chǎn)品能夠盡快推向市場。我明白作為陜西德容的一名硬件工程師的責(zé)任與義務(wù)?；仡欉^去的一年我將我的工作總結(jié)以下幾個方面：

一、工作情況

在過去的這一年中，我從對公司項目的熟悉，逐步成長到可以承擔(dān)公司項目的部分模塊，并且在這些方面為公司做出了應(yīng)有的貢獻，對我個人而言自己的能力也得到了相應(yīng)的提高。但是公司的項目復(fù)雜，要學(xué)習(xí)的東西還有很多，因此我要繼續(xù)努力，對項目中的細節(jié)和難點更加深入的理解，希望通過自己的努力看到產(chǎn)品的完美誕生。

在這一年里我主要完成了以下任務(wù)：

1、在20年的基礎(chǔ)上對電臺的各項指標(biāo)進行細化和研究，并且根據(jù)鄧工的建議與民航的指標(biāo)總結(jié)出了我們自己的電臺測試方法，并且對我們電臺進行了詳細測試，根據(jù)測試記錄對電臺進行了各項性能的評估。

2、根據(jù)對電臺的跟蹤測試，陸續(xù)整理出了電臺現(xiàn)有存在的問題，并且將各個模塊的相應(yīng)參數(shù)做出了修改。隨后修改了每個模塊的原理圖，針對發(fā)射機頻合的小數(shù)分頻問題、發(fā)射機諧波大問題等提出了解決方案。

3、歷時一個半月對整個電臺的系統(tǒng)原理圖進行了整合修改，同時更加明確了整個電臺的各路信號含義，為后面的研發(fā)與測試奠定了基礎(chǔ)。

4、根據(jù)發(fā)射機的測試數(shù)據(jù)對發(fā)射機做出了相應(yīng)評估，提出了一些問題，例如功率不穩(wěn)定、不精確、調(diào)制度漂移、失真度大、PTT超時等，隨后與西工大配合解決發(fā)射機的相關(guān)問題。在此期間通過配合解決了功率穩(wěn)定性問題、調(diào)制度漂移問題、PTT超時問題等，通過解決這些問題我們自己也總結(jié)出一條方法和公式，更加深入的解決了發(fā)射機相關(guān)問題，為后續(xù)發(fā)射機調(diào)試和生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。

5、對發(fā)射機遺留的失真度大、諧波大等問題進一步努力解決。嘗試制作MOD電壓產(chǎn)生電路，縮小排查問題的范圍，嘗試使用定制濾波器降低諧波，修改功放參數(shù)，解決問題。雖然問題沒有得到很好的解決，但是我們從中也找到了方向，我想在沿著這個方向繼續(xù)努力，這些問題一定會得到解決。

6、著手參與新方案的討論研究，首先是調(diào)制板，減少調(diào)制板的無用信號線，使用DSP串口協(xié)議來與ARM通信;然后是電源板，將原來分立的電源板和整流板整合在了一起，減少了連接線，并且增加了散熱面積;隨后是ARM的改進，根據(jù)新采購ARM的型號制定有效的隔離方案，改變原有的供電方式;再根據(jù)電臺的新要求，頻合增加小數(shù)分頻的功能，因此頻合采用ADF4351鎖相環(huán)來設(shè)計。

7、繪制電源板、調(diào)制板和ARM轉(zhuǎn)接板的PCB板，同時參與每個板子接口方式的討論，為PCB板焊接配料。

8、負則公司新項目數(shù)傳電臺，制作數(shù)傳電臺測試工具，策劃數(shù)傳電臺研發(fā)初步方案，進行了3次戶外測試，對數(shù)傳電臺進行了評估，雖然這個項目沒有進行下去，但是通過這個項目，我自己也學(xué)到了不少東西，也感受到了公司發(fā)展的動力。

9、將調(diào)制板、ARM轉(zhuǎn)接板和電源板，進行單板測試，后續(xù)焊接屏蔽框，在焊接和安裝過程中還對部分結(jié)構(gòu)進行了修改和完善，最后進行功能性測試，將新版的調(diào)制板、電源板和ARM轉(zhuǎn)接板等進行聯(lián)合調(diào)試。

10、復(fù)旦項目上，主要做了以下幾點：1)首先熟悉項目的基本情況，開始著手設(shè)計電壓采樣電路、確定電阻器的型號;2)隨著項目的進展，最后確定和生產(chǎn)了電阻器，確定了基本電路形式;3)然后根據(jù)電阻器尺寸確定機柜的尺寸，確定了廠家，設(shè)計和加工了母排;4)后續(xù)將項目提交到上海測評，根據(jù)測評結(jié)果再次修該機柜內(nèi)的安裝尺寸和母排安裝方式。

11、參與公司9000審核文檔的編寫，最后整合實驗臺位置，使工具、儀器等物品按位放置，整合文件柜，使公司辦公室更加整齊、也規(guī)范了工作流程和工作方式。

二、工作心得

來到公司已經(jīng)一年多了，從對項目的初步了解，到熟悉各個模塊的工作原理，再到獨自承擔(dān)起項目中模塊的研發(fā)，我看到我自己在成長，在進步、在成熟。在工作中也意識到配合的重要性，我們電臺系統(tǒng)非常復(fù)雜，我們每個人就是電臺復(fù)雜系統(tǒng)的一部分，因此各自的配合很重要。

三、工作中存在的不足

經(jīng)過一年的工作學(xué)習(xí)，我也發(fā)現(xiàn)了自己對項目更深層次的理解還不夠，對復(fù)雜問題的解決能力還不夠，這是我以后要在工作中不斷磨練和提高自己的地方。細細總結(jié)一下，自己在一年的工作中主要有以下方面做得不夠好：

1、工作的專業(yè)技術(shù)方面不夠精通，對發(fā)射機的失真度問題沒有找出解決辦法，應(yīng)該在這方面加強學(xué)習(xí)，為以后的工作提供指導(dǎo)。

2、工作環(huán)境不夠清潔，實驗臺不夠整齊，儀器擺放不到位，希望以后我約束自己將物品擺放到位，養(yǎng)成良好習(xí)慣。習(xí)慣決定成敗，良好的工作習(xí)慣會積極促進我們的工作。

3、工作總結(jié)做的不到位，沒有積極總結(jié)自己工作中的得失和經(jīng)驗，導(dǎo)致在同一個地方跌倒兩次，希望以后在這方面加強。

四、工作計劃

接下來的一年對公司而言非常重要，既要將電臺送到民航去審核，復(fù)旦項目也將迎來復(fù)審，對我而言是機遇也是挑戰(zhàn)，因此我要更加努力奮斗，為公司的新突破貢獻所有力量。

其中，以下幾點是我下年重點要提高的地方：

1、繼續(xù)改善工作方法，在工作中尋求新思路，將創(chuàng)新作為工作的一個目標(biāo)，對待工作，力求完美，如果能絕不湊合。

2、加強員工的團結(jié)與配合，突出每個人的特點，舉全員之力將項目做好。

3、加強專業(yè)技術(shù)知識的學(xué)習(xí)，提高實踐能力和處理日常事務(wù)的能力。

總之，在過去的一年里，我能夠恪盡職守，積極努力地完成好本職工作，工作量飽滿，總體上對自己的工作是比較滿意的。在新的一年里，我將不斷改進工作中存在的不足，一如既往，再接再厲干好自己的各項工作，也希望能夠得到領(lǐng)導(dǎo)和同志們更多的理解和支持。

城市水系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)工作總結(jié)范文3

一年來，我時刻牢記領(lǐng)導(dǎo)對我的教育和期望，努力克服自身弱點，提高自身素質(zhì)，在的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下，較好地完成了各項工作任務(wù)，理論水平和工作能力有了顯著的提高?，F(xiàn)將一年的工作學(xué)習(xí)情況作工作總結(jié)如下：

一、極參加組織的政治教育和加強理論學(xué)習(xí)，不斷提高自身的政治思想覺悟和理論水平

一年來，我深知政治工作的重要性，作為的技術(shù)員，我深知自身政治思想覺悟和理論水平的高低會直接影響到全所戰(zhàn)士，所以在一年來，自己始終能夠積極參加庫里組織的各項政治教育，并結(jié)合實際積極改造自己的主觀思想，增強自身的政治堅定性，另外，我深知自己的理論水平較低，我便在日常的工作中，擠出時間加強政治學(xué)習(xí)。通過學(xué)習(xí)，使自己的政治思想覺悟和理論水平得到了明顯提高，只有信息準(zhǔn)確，理解對路，才能與黨中央保持一致，才能貫徹好倉庫的各項規(guī)章制度。

二、增強業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，不斷提高自身的業(yè)務(wù)技能

作為技術(shù)員，我深知業(yè)務(wù)工作是倉庫各項工作的中心，一年來，自己始終能夠在的帶領(lǐng)下戰(zhàn)士的支持幫助下，圍繞以業(yè)務(wù)建設(shè)為中心去開展各項工作，在開展工作的同時，時刻想到，做到作為一名技術(shù)員，自身的業(yè)務(wù)水平的高低，會直接影響各項工作的完成好壞，無論完成什么任務(wù)，如果自己的業(yè)務(wù)水平不高，不懂得如何完成任務(wù)，怎能帶動大家完成任務(wù)呢?所以，自己經(jīng)常認真學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)理論知識，通過學(xué)習(xí)，不斷增強自己的業(yè)務(wù)水平，增強對設(shè)備、機具的性能、使用方法、技術(shù)參數(shù)、維修方法的熟悉和度，并經(jīng)?？从嘘P(guān)書籍，不懂就問，直到把問題搞明白為止。在其它工作中也同樣如此;像植樹、噴漆、車皮的裝卸、工件的加工、燈箱的制作、安裝等工作中，積極配合好所長的工作，給當(dāng)好左右手。一年來，我在的帶領(lǐng)下戰(zhàn)士的支持幫助下共同圓滿完成了上級領(lǐng)導(dǎo)交給的各項工作任務(wù)。

三、不足之處

一年來，雖然取得了一定的好成績，但是還存在一些不足之處。

1、理論學(xué)習(xí)時間較少，還有待于加強。

2、自身的身體素質(zhì)有待加強。

3、管理工作還存在死角，今后一定多向所長學(xué)習(xí)，不斷加強自身的工作經(jīng)驗。

2019年，我將一如既往地加強政治理論和業(yè)務(wù)的學(xué)習(xí)，進一步增強自身政治思想覺悟和業(yè)務(wù)水平，努力把檢修所建設(shè)成為一支：政治合格、軍事過硬、作風(fēng)優(yōu)良，紀(jì)律嚴(yán)明、保障有力的革命隊伍。

城市水系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)工作總結(jié)范文4

成為電器公司的售后服務(wù)的技術(shù)人員，以來，我努力工作，完成了全年任何。此刻對一年來的工作總結(jié)如下：

一、學(xué)好本專業(yè)的技術(shù)

無論從事什么樣的工作，專業(yè)技術(shù)永遠是立足之本。作為售后技術(shù)這一塊雖說不必須要求的技術(shù)要跟研發(fā)人員的那么高，但是最基本的也要明白。起碼客戶問起來你能夠立馬回答得出并幫忙他們很好的解決問題。一開始我老是說工資怎樣那么低，但是此刻想起來也就釋然了，就算是有一萬塊的月薪放在那里，你拿什么來換。出來之前還滿懷信心的，但是接觸幾次之后就發(fā)現(xiàn)自我太稚嫩了，有時很想回去，但是想想又不甘心，我不能灰溜溜的回去要有所得才行。所以很感悟，學(xué)好技術(shù)是重中之重，先立足，在講發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展。打扎實基建，才能建得起高樓大夏。

但是，這些工控自動化產(chǎn)品的技術(shù)要想學(xué)好也不是那么的容易，很枯燥，涉及的很廣泛，還務(wù)必有一個對技術(shù)有欲望的心。個性是售后技術(shù)這塊，不只是只明白本產(chǎn)品的，還要了解它所應(yīng)用在什么方面，是什么機械，帶動它的是什么系統(tǒng)等等。這些不可能一天能夠?qū)W的會的，要想大概的明白，務(wù)必要穿越一些不為人知的黑暗，去學(xué)習(xí)、去工作、去摸索、去思考。我相信在這領(lǐng)域里的人才想必也是經(jīng)歷一些不為人知的黑暗才有這天的成就的吧。所以我什么都不是，我就是一草根，需要從新學(xué)習(xí)。

二、學(xué)會與人溝通

做我們這樣貌的工作，和人打交道是必不可少的事，有個良好的溝通潛力可能會讓你事半功倍。還有就是每次出差到現(xiàn)場作業(yè)時我都要有個心理準(zhǔn)備，因為客戶的情緒不能確定，畢竟買了我們的產(chǎn)品出了故障對他造成必須的損失，隨時會噴你一臉口水，所以抗壓潛力也要強。在這個時候只能留意謹(jǐn)慎的應(yīng)付了，我一般只會說“請你放心，我會盡快幫你解決問題的”。還有出門在外，說話也要留意，盡量的從客戶的心理出發(fā)，態(tài)度要好，絕對不能頂撞人家，人家但是我們的上帝。在與客戶溝通時，對你從事的技術(shù)要求也是很高，一般在溝通時問的最多的也是技術(shù)性的問題;有時碰到一些不懂的技術(shù)問題就很糾結(jié)。如果是“嗯、啊、哦”的回答的話那就麻煩了;這樣的問題就不要正面的去回答了，先從自我會的入手，盡量的轉(zhuǎn)移到別的地方去，反正能幫他解決問題就能夠了;要不然客戶會對你的人產(chǎn)生懷疑的同時，也會對公司的形象造成損失，最要命的是他突然奔出一句來‘你到底會不會的’那樣的話自尊心那就大受打擊啦。所以在和人家溝通時要么不說在現(xiàn)場趕緊解決故障走人，要么就盡量的往自我明白的扯少跟人家在那里廢話。

三、事前準(zhǔn)備事后總結(jié)

在接到客戶電話時，務(wù)必先了解體的狀況看能否電話解決，如果要到現(xiàn)場去的話，那就去分析這個故障到底是什么原因造成的，然后從分析中明白大概要準(zhǔn)備元器件，工具什么的。俗話說“成功是為有準(zhǔn)備的人的”。完成任務(wù)之后，做一下總結(jié)，把現(xiàn)場的狀況記下來，比如：我們機器所應(yīng)用在什么機械上，用到了哪些參數(shù)，輸入輸出的電壓電流等。最后分析出出故障的原先，這個是對技術(shù)的提高比較好的方法，也是公司要求我們做的。

還有出差到現(xiàn)場并不沒有別人所說的那么完美，一個人的旅途總是那么寂寞孤獨;還要忍得住孤寂、耐得住枯燥、拆得了機床、修得了變頻器、不怕臟、不怕苦、不怕累。這些都是售后技術(shù)人員的基本要求。抗得了就勇敢的抗，抗不了就放一旁;畢竟背后還有一個公司，公司里還有那么多的伙伴支持著呢!都說售后服務(wù)是一個營銷的過程，也是再營銷的開始，我想我會努力的去維護好公司的品牌形象為公司爭取的利益。

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第三篇：PLC控制技術(shù)

關(guān)于PLC控制技術(shù)一體化教學(xué)方法的探索

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

關(guān)鍵詞：PLC控制技術(shù)；一體化教學(xué)方法；探索

現(xiàn)行的職業(yè)中學(xué)課堂教學(xué)，大多數(shù)專業(yè)還是把理論教學(xué)和實習(xí)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(xué)生無心學(xué)。為扭轉(zhuǎn)這一被動局面，我在PLC控制技術(shù)教學(xué)過程中運用了理論與實習(xí)操作一體化的教學(xué)方法，收到了較好的教學(xué)效果。

傳統(tǒng)職中教學(xué)方法存在的主要問題及原因

其一為“填鴨式”教學(xué)。職中學(xué)生文化知識基礎(chǔ)普遍較差，學(xué)習(xí)缺乏想象力，要掌握PLC控制技術(shù)所遇到的困難是可想而知的?！疤铠喪健苯虒W(xué)從頭講到尾，照搬書本；即使使用多媒體教學(xué)，也只是把原先寫在黑板上的內(nèi)容搬上了屏幕，教學(xué)手段雖有變化，但教學(xué)內(nèi)容和效果并沒有本質(zhì)變化。

其二為理論與實習(xí)操作分離，不重視專業(yè)訓(xùn)練。上理論課時，學(xué)生對教師講授的知識只是死記硬背，學(xué)生普遍感到似懂非懂、難學(xué)易忘；對于專業(yè)實習(xí)操作課，學(xué)生雖感興趣，但專業(yè)技術(shù)理論知識已遺忘甚多，往往只限于模仿性的操作訓(xùn)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(xí)操作相脫節(jié)，學(xué)生對機電專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣得不到激發(fā)，學(xué)習(xí)積極性難以調(diào)動，學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)的方法和能力很難得到有效培養(yǎng)。

其三為理論課教學(xué)安排時間跨度大，學(xué)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(xué)習(xí)難度加大。

其四為專業(yè)技術(shù)理論教學(xué)和實習(xí)操作教學(xué)分段實施，理論教師與實習(xí)操作指導(dǎo)教師各負其責(zé)，造成了相互脫節(jié)，在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面難以形成有機結(jié)合。教學(xué)過程中往往出現(xiàn)“各自為戰(zhàn)”和“相互推諉”的現(xiàn)象，專業(yè)教材之間的內(nèi)在聯(lián)系得不到協(xié)調(diào)，教學(xué)內(nèi)容沒辦法合理統(tǒng)籌。以專業(yè)理論為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式，容易產(chǎn)生偏重理論教學(xué)而輕實習(xí)操作的不良傾向，教師很難完成機電專業(yè)PLC控制技術(shù)編程的教學(xué)任務(wù)，也不能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需要。

理論與實習(xí)操作一體化教學(xué)的具體做法

針對職業(yè)中學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的實際問題，我在機電專業(yè)PLC控制技術(shù)教學(xué)過程中進行了“理論與實習(xí)操作一體化”教學(xué)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(xué)大綱的指導(dǎo)下，將機電專業(yè)的PLC控制技術(shù)教材根據(jù)學(xué)校具體的實習(xí)實訓(xùn)儀器設(shè)備情況，劃分為電工基礎(chǔ)，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(xùn)練，PLC控制技術(shù)的邏輯編程技術(shù)等五個部分，把電工基礎(chǔ)知識融入到電力拖動技術(shù)中，電力拖動技術(shù)為可編程控制服務(wù)，遵循這樣的教學(xué)思路來安排教學(xué)內(nèi)容。讓學(xué)生多次訓(xùn)練“啟、停、反”的直接控制，甚至教師可以有意識讓學(xué)生接錯一條控制線，以引起學(xué)生的注意，最后讓學(xué)生自己來修改，通過修改過程引入PLC控制技術(shù)的可編程控制，讓學(xué)生進行對比，再多次訓(xùn)練“啟、停、反”的邏輯控制程序，使學(xué)生在操作過程中認識可編程控制的優(yōu)點，從而實現(xiàn)由直接控制向邏輯控制的過渡。學(xué)生的主要學(xué)習(xí)場所就在實訓(xùn)室，各階段的教學(xué)內(nèi)容是實訓(xùn)穿插相關(guān)理論，講完相關(guān)理論后，學(xué)生可以馬上根據(jù)教師所講進行“模擬”訓(xùn)練，以達到強化理論的效果。另外，在教學(xué)過程中，大量運用實物、教具、多媒體等手段，達到理論與實習(xí)操作相結(jié)合的一體化教學(xué)，從而實現(xiàn)理論指導(dǎo)實踐，實踐檢驗理論的目的。

第二，針對職中機電專業(yè)學(xué)生知識基礎(chǔ)較差的特點，在教學(xué)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(xiàn)在學(xué)生面前，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，縮短認識過程。同時，在教師指導(dǎo)下，學(xué)生動手按電力拖動的要求接線，實現(xiàn)對電動機的直接控制，將書本理論與實踐相結(jié)合，促進理解，加深記憶，學(xué)習(xí)效率得到明顯提高。

第三，在理論實習(xí)操作一體化教學(xué)中，不要求學(xué)生掌握繁瑣的理論，學(xué)生通過電力拖動的實習(xí)操作很快就能建立一個清晰、直觀的概念，大大提高了教學(xué)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(xué)生很快理解電動機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，還可以用多媒體和實物進行演示，在學(xué)生進一步理解控制和被控制之間的關(guān)系后，學(xué)生在教師指導(dǎo)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(xué)生進行實習(xí)操作練習(xí)，進一步加強學(xué)生的動手能力培養(yǎng)。

第四，職中機電專業(yè)PLC控制技術(shù)教學(xué)運用理論實習(xí)操作一體化教學(xué)方法，對教師的教學(xué)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(guān)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(zhǔn)確的操作演示和指導(dǎo)學(xué)生進行實習(xí)操作。

PLC控制技術(shù)教學(xué)實行理論實習(xí)操作一體化的案例

教學(xué)單元為五人搶答器的程序編寫（共8學(xué)時，每次課2學(xué)時）。

（一）教學(xué)目標(biāo)

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

（二）教學(xué)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(diào)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(fù)位，再準(zhǔn)備進行下一次搶答。任務(wù)給出以后，教師引導(dǎo)學(xué)生。不能理解題意、甚至無法動手操作的學(xué)生，可以聽教師講解、指導(dǎo)；能理解題意、有一定思路的學(xué)生可以動手完成。這樣，每位學(xué)生都有事可做，教學(xué)氣氛活躍了很多。

自主探究學(xué)生完成教師給出的任務(wù)后交指導(dǎo)教師點評，教師指出學(xué)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(xué)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(xué)生所編寫的程序通過接口電路引到學(xué)生自己焊接的搶答器模擬電路板上，由5位學(xué)生進行現(xiàn)場模擬搶答，看看還有哪些沒有考慮到，還要做哪些相應(yīng)的修改。例如，有學(xué)生提到：第一個人搶到以后應(yīng)有聲音，要增加揚聲器的控制輸出端；搶到的組號還應(yīng)有閃爍等。這樣，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性被激發(fā)出來，相關(guān)的理論知識也得到了補充。學(xué)生不僅學(xué)會了PLC控制技術(shù)的邏輯編程，還自然學(xué)習(xí)了電子技術(shù)的相關(guān)知識，使理論與操作達到了完美結(jié)合。

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

作業(yè)要求學(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在自習(xí)課、活動課時間，有的學(xué)生也自覺到實訓(xùn)室進行編程練習(xí)，真正實現(xiàn)了“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)變。

（三）教學(xué)效果

通過理論與實習(xí)操作一體化教學(xué)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(xué)也收到了很好的教學(xué)效果。當(dāng)學(xué)生看到簡單的邏輯編程實現(xiàn)了復(fù)雜的功能以后，對功能指令產(chǎn)生了強烈的學(xué)習(xí)興趣，對他們繼續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課起到了很好的激勵作用。

理論實習(xí)操作一體化教學(xué)的啟示和體會

幾年來，理論實習(xí)操作一體化教學(xué)的探索在實踐中取得了良好的效果，學(xué)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(xí)操作一體化教學(xué)方法可以使技能操作訓(xùn)練與相關(guān)專業(yè)理論緊密銜接，實現(xiàn)了理論與實踐密切結(jié)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(xué)和操作訓(xùn)練的有機結(jié)合，使學(xué)生有較多機會將專業(yè)理論知識與實際反復(fù)對照理解。由于這種教學(xué)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(xué)生容易在大腦中較快地形成總體結(jié)構(gòu)的全方位表象，技能形成較快。（3）理論學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練反復(fù)交叉進行，內(nèi)容不斷更新，學(xué)生有新鮮感。理論指導(dǎo)下的技能訓(xùn)練，使學(xué)生感覺學(xué)到了實在的本領(lǐng)，自信心增強，技能形成進程加快。（4）理論實習(xí)操作一體化教學(xué)方法增加了師生的直接接觸，教師能比較直觀地了解學(xué)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(xué)生加以指導(dǎo)，因材施教，滿足不同層次學(xué)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(shù)[M].北京：高等教育出版社，2002.

第四篇：水箱加熱系統(tǒng)的PLC溫度控制課程設(shè)計

水箱加熱系統(tǒng)的PLC溫度控制課程設(shè)計

目 錄

一、前 言 1

1.可編程序控制器的概述

2．FX2N系列PLC簡介 2

3．特殊功能模塊 2

4.調(diào)功器 3

5.溫度變送器 3

二、系統(tǒng)設(shè)計 4

1．系統(tǒng)設(shè)計要求 4

2．系統(tǒng)硬件設(shè)計 4

2.1． 水箱溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)： 4

2.2． 輸入輸出點數(shù)的分配表 5

2.3． 相關(guān)元器件的選型 5

2.4． PLC的外部接線原理圖 6

3．系統(tǒng)軟件設(shè)計 7

3.1． 模擬量與數(shù)字量的對應(yīng)關(guān)系 7

3.2． 系統(tǒng)流程圖的設(shè)計 7

3.3． 系統(tǒng)梯形圖 8

3.4． 系統(tǒng)指令表 9

3.5． 系統(tǒng)實時監(jiān)控圖 10

三、總 結(jié) 12

四、附 錄 13

4.1.課題介紹 13

4.2.控制要求 13

第一章 前 言

1.1 可編程序控制器的概述

隨著微處理器、計算機和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機控制已經(jīng)廣泛應(yīng)用在所有的工業(yè)領(lǐng)域。現(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場這一需求迅速做出反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品?？删幊炭刂破骶褪琼槕?yīng)這一需要出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。編程控制器不僅可以按事先編好的程序進行各種邏輯控制，還具有隨意編程、自動診斷、通用性好、體積小、可靠性高的特點。因此，可編程控制器正逐步取代著繼電器－接觸器控制系統(tǒng)。

國際電工委員會（IEC）于 1982年11月和 1985年1月對可編程序控制器作了如下的定義：“可編程序控制器（PLC）是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的命令，并通過數(shù)字式模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充功能的原則而設(shè)計”?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC）主要由CPU模塊、輸出模塊和編程器組成。PLC的特殊功能模塊能完成某些特殊的任務(wù)。從使用方式PLC分為： 1）整體式PLC（又稱單元式或箱體式）整體式PLC是將電源、CPU、I／0部件都集中裝在一個機箱內(nèi)。一般小型PLC采用這種結(jié)構(gòu)；2）模塊式PLC，將PLC各部分分成若干個單獨的模塊，模塊式PLC由框架和各種模塊組成。模塊插在插座上。一般大、中型PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)3）PLC將整體式和模塊式結(jié)合起來，稱為疊裝式PLC。

2.2 FX2N系列PLC簡介

本次設(shè)計中，我們將采用FX2n系列PLC,FX系列PLC為單元型，內(nèi)含CPU、電源和固定搭配的輸入/輸出。Q4AR系列為雙機熱備系列，最大輸入輸出點數(shù)為8192點。A系列PLC的最大輸入輸出點數(shù)為2048點。F系列程控器的最大輸入輸出點數(shù)為256點。三菱小型 FX 2（N）系列程控器的輸入輸出點最大不超過256點。每臺主機可連模入、模出、高速記數(shù)、定位等特殊功能模塊，不超過8個。FX系列在日本三菱的姬路制作所生產(chǎn)。三菱姬路制作所累計已生產(chǎn)超過三百萬臺 FX系列 PLC。目前FX系列PLC為中國內(nèi)地銷量最多的小型PLC。FX2n系列PLC是該系列中功能最強、速度最快的微型PLC。有RAM, EPROM和EEPROM FX2N系列 PLC 的特點超高速的運算速度 0.08微秒.比FX2的0.48微秒快六倍.容量極大8K步(最大16K步).比FX2大四倍.機體小型化 比FX2小50%.兼容FX2的編程設(shè)計.備有多種不同的FX2N擴展單元及特殊模塊.殊功能模塊

在工業(yè)控制中，某些輸入量（例如壓力、溫度、流量、轉(zhuǎn)速等）是連續(xù)變化的模擬量，某些執(zhí)行機構(gòu)要求PLC輸出模擬信號，而PLC的CPU只能處理數(shù)字量。模擬量首先被傳感器和變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流和電壓。其中，D/A轉(zhuǎn)換器將PLC的數(shù)字輸出量轉(zhuǎn)換成模擬電壓或電流，再去控制執(zhí)行機構(gòu)。模擬量I/O模塊的主要任務(wù)就是完成A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換。根據(jù)設(shè)計要求，本次設(shè)計選用模擬量輸入模塊FX2N-4AD，該模塊用4個12位模擬量輸入通道，輸入量程為DC-10V??+10V和4—20MA，轉(zhuǎn)換速度為15MS/通道或6MS/通道（高速）。

2.4 調(diào)功器

調(diào)功器是應(yīng)用晶閘管（又稱可控硅）及其觸發(fā)控制電路用于調(diào)整負載功率的盤裝功率調(diào)整單元。

在電子設(shè)備中起重要作用的晶閘管（也稱可控硅，英文縮寫SCR）被廣泛用于各類生產(chǎn)部門，正在成為自動化、高效化不可缺少的裝置。在最新的溫度控制中晶閘管的利用明顯的普及起來。但在國內(nèi)對其有不同的叫法，如晶閘管調(diào)整器、可控硅調(diào)整器、晶閘管控制器、可控硅控制器、晶閘管調(diào)壓器、可控硅調(diào)壓器、晶閘管調(diào)功器、可控硅調(diào)功器、調(diào)壓器、調(diào)功器、晶閘管交流電力控制器、可控硅交流電力控制器、電力調(diào)整器、電力控制器、電壓調(diào)整器、電壓控制器等。

2.5 溫度變送器

溫度變送器，專應(yīng)于熱電阻或熱點偶，講溫度轉(zhuǎn)換成4-20MA的電流信號。

至于要不要加模塊，要看接受的控制器對于輸入信號是0-10V還是4-20MA。一般現(xiàn)在的控制器，都直接配有相應(yīng)的溫度變送器模擬量輸入模塊，如溫控器，PLC的熱電阻模擬量模塊等

溫度變送器的作用是與熱電偶或熱電阻配合，將溫度或溫差信號轉(zhuǎn)換成4—20毫安的統(tǒng)一的直流電信號，并將這些信號輸送給調(diào)節(jié)器或顯示儀表。PT100的熱電阻輸出的是電阻信號，變送器輸出的是毫安信號，溫度變送器0-100度與0-150度最大值時輸出電流均為20MA，所以當(dāng)溫度同為100度時，0-100度的變送器輸出電流為20MA，而0-150度的變送器輸出電流為14-15MA左右。所以在不改變接收裝置參數(shù)的情況下它們不可以互換。

第二章 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)設(shè)計要求

本系統(tǒng)的被控對象是1KW電加熱管，被控制量是水箱的水溫T，PLC的模擬量輸出控制調(diào)功器的輸出，由調(diào)功器控制電加熱管的通斷，被控對象為水箱中的單相電熱管，被控制量為水箱水溫。它由鉑電阻PT100測定，輸入到溫度變送器上，量程為0~100℃。溫度變送器變換為4~20mA傳送給PLC的模擬量輸入通道。根據(jù)給定值加上dF與測量的溫度值相比較的結(jié)果，PLC模擬量輸出通道向晶閘管調(diào)功器發(fā)出控制信號，從而達到控制水箱溫度的目的

2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

根據(jù)對系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容的分析，確定控制系統(tǒng)所需要的輸入輸出點數(shù)為1/3點。選用FX系列PLC, 輸入輸出點數(shù)的分配如表2-1所示，由于系統(tǒng)必須對溫度信號進行采集和控制，還必須使用到模擬量輸入/輸出模塊FX-4AD模塊、晶閘管跳功模塊、溫度變送器。

2.2.1水箱溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)：

該閉環(huán)系統(tǒng)的組成中，刮號中的部分即用FX系列的PLC和模擬量FX-4AD模塊實現(xiàn)；用熱電偶檢測水箱溫度，溫度變送器將溫度轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)量程的電流送給模擬量輸入模塊，經(jīng)過PLC的內(nèi)部處理將模擬量轉(zhuǎn)化成可識別的數(shù)字量與設(shè)定值比較處理，在將控制信號作用于控制調(diào)功器上，以此來控制水箱中電熱管的開關(guān)情況，實現(xiàn)對水箱溫度的閉環(huán)控制。

2.2.2 輸入輸出點數(shù)的分配表

表2-1 輸入和輸出點分配表

2.2.3 相關(guān)元器件的選型

表2-2 元器件明細表

2.2.4 PLC的外部接線原理圖

PLC的外部接線原理圖

圖2-4 PLC的外部接線原理圖

第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.1 模擬量與數(shù)字量的對應(yīng)關(guān)系

轉(zhuǎn)化時應(yīng)綜合考慮變送器的輸出、出入量程和模擬量輸入模塊的量程，找出被測物理量與A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。

根據(jù)系統(tǒng)要求，所要測量的溫度量程為0-100C,所對應(yīng)的數(shù)據(jù)量為0-2000，由此可根據(jù)公式：

測量溫度=(100*D0/2000)C=0.05D0C

其中，D0為PLC轉(zhuǎn)換出來的數(shù)字量

3.2 系統(tǒng)流程圖的設(shè)計

PLC梯形圖

3.4 系統(tǒng)指令表

3.5 系統(tǒng)實時監(jiān)控圖

監(jiān)控圖3

第三章 總 結(jié)

兩周的PLC課程設(shè)計對我收益匪淺，讓我系統(tǒng)性地認識和全面地掌握了PLC編程和調(diào)試技術(shù)，讓我將平常學(xué)的PLC編程及應(yīng)用方法學(xué)以致用，使我的PLC編程能力有了很大提高和進步，讓我對PLC應(yīng)用有了深入細致的了解。

第一、二周，我們尋找有關(guān)的資料和課題小組成員間一起交流看法和討論設(shè)計方案，進行設(shè)計的總體規(guī)劃，理清課程設(shè)計思路。但是將這些具體的方案落實到每一個設(shè)計環(huán)節(jié)和步驟中，難免會出現(xiàn)意想不到錯誤，這就需要我們在進行設(shè)計的過程中利用所掌握的知識認真排查錯誤原因，多方面的思考問題的關(guān)鍵不斷地改正自己的設(shè)計不足之處和錯誤。

第三、四周，對硬件電路的工作原理和可編程知識的掌握是進行下一步的軟件設(shè)計的關(guān)鍵。進入了軟件設(shè)計方案和具體的編程和調(diào)試運行階段。在這個階段中，對系統(tǒng)的需求分析和如何采用模塊化設(shè)計思想是設(shè)計方案主要解決的問題。在這一周遇到最大的問題就是如何實現(xiàn)閉環(huán)方法來實現(xiàn)溫度控制，在沒有任何有價值的參考資料的情況下，通過不斷地設(shè)計嘗試和反復(fù)地設(shè)計調(diào)試初步解決了問題。但是也存在了設(shè)計上的不足之處。需要用到模擬量的輸入/輸出模塊，而且所編程序也和課堂上老師所講完全不一樣，給我們的課題制作帶來了很大的困難。但是我們還是通過查閱資料，詢問老師按時完成了我們的課題。

四周的PLC編程及應(yīng)用的課程設(shè)計，發(fā)現(xiàn)自己在這方面的學(xué)習(xí)還需要不斷的加深。通過這段時間的學(xué)習(xí)認識，對溫控閉環(huán)的系統(tǒng)有了一個整體的認識，熟悉各種器件和軟件應(yīng)用。在這里，本次設(shè)計中感謝兩位指導(dǎo)老師對我的幫助。

4、附 錄

4.1.課題介紹

本系統(tǒng)的被控對象是1KW電加熱管，被控制量是水箱的水溫T，PLC的模擬量輸出控制調(diào)功器的輸出，由調(diào)功器控制電加熱管的通斷，被控對象為水箱中的單相電熱管，被控制量為水箱水溫。它由鉑電阻PT100測定，輸入到溫度變送器上，量程為0~100℃。溫度變送器變換為4~20mA傳送給PLC的模擬量輸入通道。根據(jù)給定值加上dF與測量的溫度值相比較的結(jié)果，PLC模擬量輸出通道向晶閘管調(diào)功器發(fā)出控制信號，從而達到控制水箱溫度的目的。

4.2.控制要求

設(shè)計PLC模擬量輸入輸出的閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)水箱的自動

調(diào)節(jié)和控制。根據(jù)控制對象的用途、基本結(jié)構(gòu)、運動形式、工藝過程、工

作環(huán)境和控制要求，確定控制方案。繪制水箱加熱系統(tǒng)的PLC位式溫度控制系統(tǒng)的電氣原理圖、控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。選擇電器元件，列出電器元件明細表。編寫設(shè)計說明書。

第五篇：plc機械手控制拓展

機械手論文

專業(yè)：

機電一體化

學(xué) 生 姓 名：

學(xué) 號：

指 導(dǎo) 教 師：

完 成 日 期： 2011.3.15

目錄

摘要??????????????????Ⅱ 1 2 3

緒論????????????????????????????????1 機械手設(shè)計要求???????????????????????????1 機械手總體設(shè)計方案?????????????????????????1

3.1 機械手的組成??????????????????????????1

3.1.1 執(zhí)行機構(gòu)??????????????????????????1

3.1.2 驅(qū)動機構(gòu)??????????????????????????2

3.1.3 控制機構(gòu)??????????????????????????2

3.2機械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用?????????????????????2

3.3 機械手的主要特點????????????????????????2

3.4機械手的技術(shù)發(fā)展方向??????????????????????3

3.5機械手坐標(biāo)形式與自由度選擇???????????????????3

3.5.1 機械手坐標(biāo)形式選擇?????????????????????3

3.5.2 機械手自由度選擇??????????????????????4

3.6 3.7 機械手的規(guī)格參數(shù)?????????????????????4 機械手手部設(shè)計計算???????????????????????5

3.7.1 手部設(shè)計基本要求??????????????????????5

3.7.2 手部力學(xué)分析????????????????????????5

3.7.3 夾緊力與驅(qū)動力的計算????????????????????7

3.7.4 手抓夾持范圍計算??????????????????????9

3.7.5 手抓夾持精度的分析計算??????????????????10

3.8 機械手腕部設(shè)計計算??????????????????????11

3.8.1 腕部設(shè)計基本要求?????????????????????11

3.8.2 腕部的結(jié)構(gòu)選擇??????????????????????12

3.8.3 腕部回轉(zhuǎn)力矩計算?????????????????????12

3.8.4 腕部工作壓力計算?????????????????????14

3.8.5 液壓缸蓋螺釘計算?????????????????????15

3.8.6 動片和輸出軸聯(lián)接螺釘計算?????????????????16

3.9 機械手臂部設(shè)計計算??????????????????????17-III-

3.9.1 臂部設(shè)計的基本要求????????????????????17

3.9.2 臂部的結(jié)構(gòu)選擇??????????????????????17

3.9.3 手臂伸縮驅(qū)動力計算????????????????????18

3.9.4 手臂伸縮液壓缸參數(shù)計算??????????????????19

3.10 機身升降機構(gòu)計算???????????????????????21

3.10.1 手臂偏重力矩計算????????????????????21

3.10.2 升降導(dǎo)向立柱不自鎖條件?????????????????22

3.10.3 手臂升降驅(qū)動力計算???????????????????23

3.10.4 手臂升降液壓缸參數(shù)計算?????????????????24

3.11 機身回轉(zhuǎn)機構(gòu)計算???????????????????????25

3.11.1 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動力矩計算???????????????25

3.11.2 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸參數(shù)計算?????????????????26

3.11.3 液壓缸蓋螺釘計算????????????????????27

3.11.4 動片和輸出軸聯(lián)接螺釘計算????????????????28 結(jié)論?????????????????????????????29 致謝??????????????????????????????30 參考文獻????????????????????????????31

緒論

機械手結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

摘 要

在機械制造業(yè)中，機械手已被廣泛應(yīng)用，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯 著的提高勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐，本設(shè)計通過對機械 手各主要組成部分（手部、手腕、手臂和機身等）分析，從而確定各主要組成部分的 結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上對機械手進行設(shè)計計算，從而確定裝配總圖。通過此次機械手設(shè)計，掌握相關(guān)機械手設(shè)計的主要步驟，對于 CAD/CAM 軟件應(yīng)用方面有了進一步的提高。

關(guān)鍵詞：機械手，設(shè)計，手部，手腕，手臂，機身，結(jié)構(gòu)

工業(yè)機械手設(shè)計是機械制造、機械設(shè)計等方面的一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)完技 術(shù)基礎(chǔ)課及有關(guān)專業(yè)課以后的一次綜合設(shè)計，通過這一環(huán)節(jié)把有關(guān)課程中所獲得的理 論知識在實際中綜合的加以應(yīng)用，使這此知識能夠得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識和 生產(chǎn)密切的結(jié)合起來，通過設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力樹立正確的設(shè)計思想，掌握機 械產(chǎn)品設(shè)計的基本方法和步驟，為自動機械設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。機械手設(shè)計要求

要求本設(shè)計能鮮明體現(xiàn)設(shè)計構(gòu)思，并在規(guī)定的時間內(nèi)完成以下工作：

（1）擬定機械手的整體設(shè)計方案，特別是機械手各主要組成部分的方案。

（2）根據(jù)給定的自由度和技術(shù)參數(shù)選擇合適的手部、腕部、臂部和機身的結(jié)構(gòu)。

（3）各主要部件（手部、腕部、臂部）的設(shè)計計算。

（4）工業(yè)機械手裝配圖的繪制。

（5）編寫設(shè)計計算說明書。機械手總體設(shè)計方案

3．1 機械手的組成工業(yè)機械手由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和控制機構(gòu)三部分組成。

3．1．1 執(zhí)行機構(gòu)

（1）手部 即直接與工件接觸的部分，一般是回轉(zhuǎn)型或平移型，（多為回轉(zhuǎn)型，因其結(jié)構(gòu)簡單），手部多為二指（也由多指），根據(jù)需要分為外抓式和內(nèi)抓式兩種，也可以用負壓式或真空式的空氣吸盤和電磁吸盤。傳力機構(gòu)形式也很多，常用的有：滑槽杠桿式、連桿杠桿式、齒輪齒條式、絲杠 螺母式、彈簧式、重力式。

（2）腕部 是聯(lián)接手部和手臂的部件，并可用來調(diào)整被抓物體的方位，以擴大機 械手的動作范圍，并使機械手變的更靈巧，適應(yīng)性更強。目前，應(yīng)用最為廣泛的手腕回轉(zhuǎn)運動機構(gòu)為回轉(zhuǎn)液壓缸，它的結(jié)構(gòu)緊湊、靈巧，但回轉(zhuǎn)角度小，并且要求嚴(yán)格密封，否則就難保證穩(wěn)定的輸出扭矩。

（3）手臂

是支撐被抓物體手部、腕部的重要部件，并帶動它們做空間運動，它的主要作用是帶動手指去抓取工件，并按預(yù)定要求將其搬運到給定的位置，一般手臂 需要三個給定自由度才能滿足要求，即手臂的伸縮、左右旋轉(zhuǎn)、升降運動。

（4）行走機構(gòu)

3．1．2 驅(qū)動機構(gòu) 驅(qū)動機構(gòu)是工業(yè)機械手的重要組成部分，根據(jù)動力源的不同大致可分為氣動、液 壓、電動和機械式四種。采用液壓機構(gòu)速度快，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，臂力大，尺寸緊 湊，控制方便。

3．1．3 控制機構(gòu) 在機械手控制上，有點動控制和連續(xù)控制兩種，大多數(shù)用插銷板進行點動控制，也有用 PLC 進行控制，主要控制的是坐標(biāo)位置。有的工業(yè)機械手帶有行走機構(gòu)，我國正處于仿真階段。

3．2 機械手在生產(chǎn)中的作用

機械手在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用極為廣泛，可以歸納為以下幾個方面：（1）（2）建造旋轉(zhuǎn)體零件（軸類、盤類、環(huán)類）自動線。在實現(xiàn)單機自動化方面：

a 各類半自動車床，有自動夾緊、進刀、切削、退刀和松開的功能，仍需人工 上下料，裝上機械手，可實現(xiàn)自動生產(chǎn)，一人看管多臺機床。b 注塑機有加料、合模、成型、分模等自動工作循環(huán)，裝上機械手自動裝卸工 件，可實現(xiàn)自動生產(chǎn)。c 沖床有自動上下料沖壓循環(huán)，裝上機械手上下料，可實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動化。

3．3 機械手的主要特點

（1）對環(huán)境的適應(yīng)性強，能代替人從事危險、有害的操作，在長時間工作對人類 有害的場所，機械手不受影響，只要根據(jù)工作環(huán)境進行合理設(shè)計，選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾?結(jié)構(gòu)，機械手就可以在異常高溫或低溫、異常壓力和有害氣體、粉塵、放射線作用下，以及沖壓、滅火等危險環(huán)境中勝任工作。

（2）機械手能持久、耐勞，可以把人從繁重單調(diào)的勞動中解放出來，并能擴大和 延伸人的功能。

（3）由于機械手的動作準(zhǔn)確，因此可以穩(wěn)定和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，同時又可避免人 為的操作錯誤。

（4）機械手通用性、靈活性好，能較好的適應(yīng)產(chǎn)品品種的不斷變化，以滿足柔性 生產(chǎn)的需要。

（5）采用機械手能明顯的提高勞動生產(chǎn)率和降低成本。

3．4 機械手的技術(shù)發(fā)展方向

國內(nèi)外使用的實際上是定位控制機械手，沒有“視覺”和“觸角”反饋。目前，世界各國正積極研制帶有“視覺”和“觸角”的工業(yè)機械手，使它能對所抓取的工件 進行分辨，選取所需要的工件，并正確的夾持工件，進而精確的在機器中定位、定向。為使機械手有“眼睛”去處理方位變化的工件和分辨形狀不同的零件，它由視覺 傳感器輸入三個視圖方向的視覺信息，通過計算機進行圖形分辨，判別是否是所要抓 取的工件。為防止握力過大引起物件損壞或握力過小引起物件滑落下來，一般采用兩種方法： 一種是檢測把握物體手臂的變形，以選擇適當(dāng)?shù)哪芰?，另一種是直接檢測指部與物件 的滑落位移，來修正握力。因此這種機械手具有以下幾方面的性能：

（1）能準(zhǔn)確的抓住方位變化的物體。

（2）能判斷對象的重量。

（3）能自動避開障礙物。

（4）抓空或抓力不足時能檢測出來。

這種具有感知能力并能對感知的信息做出反應(yīng)的工業(yè)機械手稱為智能機械手，它

是有發(fā)展前途的。現(xiàn)在工業(yè)機械手的使用范圍只限于在簡單重復(fù)的操作方面節(jié)省人力，代替人從事 繁重、危險的工作，在惡劣環(huán)境下尤其明顯，至于在汽車業(yè)和電子工業(yè)之類的費工的 工業(yè)部門，機械手的應(yīng)用情況不能說是很好的，原因之一是，工業(yè)機械手的性能還不 能滿足這些工業(yè)部門的要求，適合機械手工作的范圍很狹小，另外經(jīng)濟性問題也很重 要，利用機械手節(jié)約人力從經(jīng)濟上看不一定總是合算的。然而利用機械手實現(xiàn)生產(chǎn)合 理化的要求，今后還會持續(xù)增長，只要技術(shù)方面和價格方面存在的問題獲得解決，機 械手的應(yīng)用必將飛躍發(fā)展。

3．5 機械手坐標(biāo)形式與自由度的選擇

3．5．1 機械手坐標(biāo)形式選擇

機械手一般包括圓柱坐標(biāo)式、球坐標(biāo)式、直角坐標(biāo)式、多關(guān)節(jié)式。直角坐標(biāo)式機 械手，占用空間大，工作范圍小，慣性大，一般不多用，只有在自由度較少時才考慮 用。圓柱坐標(biāo)式機械手，占用空間小，工作范圍大，慣性大，結(jié)構(gòu)簡單。多關(guān)節(jié)式機 械手，占用空間小，工作范圍大，慣性小，能抓取底面物體，但多關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以也不多用。球坐標(biāo)式機械手，占用空間小，工作范圍大，慣性小，所需動力小，能抓取底面物體。由以上敘述可以看出圓柱坐標(biāo)式和球坐標(biāo)式比較適合，但由于圓柱坐標(biāo)式比球坐 標(biāo)式在結(jié)構(gòu)方面簡單一些，所以最后決定選擇圓柱坐標(biāo)式機械手。

3．5．2 機械手自由度選擇

3．6 機械手的規(guī)格參數(shù)

抓重：300N 手臂運動參數(shù)： 自由度：4 個 坐標(biāo)形式：圓柱坐標(biāo)式

伸縮行程（X）：400mm 伸縮速度： 升降速度： 回轉(zhuǎn)范圍： 回轉(zhuǎn)速度： 手腕運動參數(shù)： 回轉(zhuǎn)范圍： 回轉(zhuǎn)速度： 位置檢測： 驅(qū)動方式： 控制方式： 0°~180°

重復(fù)定位精度：3mm

3．7 手部設(shè)計基本要求

3．7．1 手部設(shè)計基本要求

（1）應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動力，應(yīng)考慮到在一定的夾緊力下，不同的傳動 機構(gòu)所需的驅(qū)動力大小是不同的。

（2）手指應(yīng)具有一定的張開范圍，以便于抓取工件。

（3）在保證本身剛度、強度的前提下，盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，以利于減 輕手臂負載。

（4）應(yīng)保證手抓的夾持精度。

3．7．2 手部力學(xué)分析 通過綜合考慮，本設(shè)計選擇二指雙支點回轉(zhuǎn)型手抓，采用滑槽杠桿式，夾緊裝置 采用常開式夾緊裝置，它在彈簧的作用下手抓閉合，在壓力油作用下，彈簧被壓縮，從而手抓張開。下面對其結(jié)構(gòu)進行力學(xué)分析： 在杠桿 3 的作用下，銷軸 2 向上的拉力為 F，并通過銷軸中心 O 點，兩手指的滑 槽對銷軸的反作用力為 F1 和 F2 其力的方向垂直于滑槽的中心線 OO1 和 OO2 并指向 O 點，交 F1 和 F2 的延長線于 A 和 B。又因為 所以a ——— 手指的回轉(zhuǎn)支點到對稱中心線的距離（mm）α——— 工件被夾緊時手指的滑槽方向與兩回轉(zhuǎn)支點的夾角 由分析可知，當(dāng)驅(qū)動力 F 一定時，α角增大，則握力 FN 也隨之增大，但α角過 大會導(dǎo)致拉桿行程過大，以及手部結(jié)構(gòu)增大，因此最好α=30o~40o。

3．7．3 夾緊力與驅(qū)動力的計算 手指加在工件上的夾緊力，是設(shè)計手部的主要依據(jù)，必須以其大小，方向與作用 點進行分析、計算。一般來說，夾緊力必須克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工件運 動狀態(tài)變化所產(chǎn)生動的載荷，以使工件保持可靠的加緊狀態(tài)。手指對工件的夾緊力可按下式計算： 2—— 銷軸 3—— 杠桿式中K1——安全系數(shù)，通常 1.2~2.0； K2——工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響，可按 K2=1+a/g,其中 a 是重力方向的最大上升加速度，a=Vmax /t 響，g 是重力加速度，g=9.8m/s2。Vmax——運載時工件最大上升速度； t 響——系統(tǒng)達支最高速度的時間，一般選取 0.03~0.5； K3——方位系數(shù)，根據(jù)手指與工件位置不同進行選擇； G——被抓取工件所受重力； 表 1 驅(qū)動力與液壓缸工件壓力關(guān)系圖

作用在活塞上外力 F(N)50000 2.0~4.0 4.0~5.0 5.0~8.0

液壓缸工件壓力 MPa

液壓缸工作壓力 MPa

設(shè) a=40mm,b=80mm,α=30o,機械手達到最高響應(yīng)時間 0.5s,夾緊力 FN,驅(qū)動力 F 和驅(qū)動 液壓缸的尺寸。（1）設(shè) K1=1.6 K2=1+a/g 設(shè) Vmax=70mm/s t 響=0.5s 根據(jù)以上公式得：

（2）根據(jù)驅(qū)動力公式得：

由于實際所采取的液壓缸驅(qū)動力要大于計算，考慮手爪的機械效率η，一般取η =0.85~0.9。

（3）取 η=0.85

（4）確定液壓缸的直徑 D

選取活塞直徑 d=0.5D,選擇液壓缸工作壓力 P=0.8~1Mpa.所以

根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列（JB826-66）,選取液壓缸的內(nèi)徑為：D=50mm 則活塞桿直徑為：d=0.5D=0.5×5=25mm.所以手部夾緊液壓缸的主要參數(shù)為：

液壓缸內(nèi)徑 D 50mm 活塞桿直徑 d 25mm 工作壓力 p 0.8MPa 驅(qū)動力 F 859.06N

3.7.4 手抓夾持范圍計算

為了保證手抓張開角為 120o，設(shè)手抓長為 100mm，當(dāng)手抓沒有張開角的時候，根 據(jù)機構(gòu)設(shè)計，它的最小夾持半徑 Rmin=40mm,當(dāng)張開角為 120o 時，根據(jù)雙支點回轉(zhuǎn)型 手抓的誤差分析，取最大夾持半徑 Rmax=60mm。所以機械手的夾持半徑為 40~60mm。3．7．5 手抓夾持精度的分析計算 機械手的精度設(shè)計要求工件

定位準(zhǔn)確，抓取精度高，重復(fù)定位精度和運動穩(wěn)定性 好，并有足夠的抓取能力。機械手能否準(zhǔn)確夾持工件，把工件送到指定位置，不僅取 決于機械手的定位精度（由臂部和腕部等運動部件來決定），而且也與機械手夾持誤 差大小有關(guān)，特別是在多品種的中、小批量生產(chǎn)中，為了適應(yīng)工件尺寸在一定范圍內(nèi) 的變化，一定要進行機械手的夾持誤差分析。以棒料來分析機械手的夾持誤差精度。機械手的夾持半徑為 40~60mm,一般夾持誤差不超過 1mm,分析如下： 工件的平均半徑： 手抓長 L=100mm,?。中蛫A角 2θ=120 偏轉(zhuǎn)角β按最佳偏轉(zhuǎn)角確定： 計算得 式中 因為

Ro——理論平均半徑 Rmax>Ro>Rmin

所以

△=0.939

夾持誤差滿足設(shè)計要求。

3．8 機械手腕部設(shè)計計算

3．8．1 腕部設(shè)計的基本要求

（1）力求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕 腕部處于手臂的最前端，它連同手部的靜、動載荷均由臂部承擔(dān)，顯然，腕部的 結(jié)構(gòu)、重量和動力載荷，直接影響著臂部的結(jié)構(gòu)、重量和運轉(zhuǎn)性能，因此，在腕部設(shè) 計時，必須力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。

（2）結(jié)構(gòu)考慮，合理布局 腕部作為機械手的執(zhí)行機構(gòu)，又承擔(dān)聯(lián)接和支撐作用，除保證力和運動的要求外，要有足夠的強度、剛度外，還應(yīng)綜合考慮，合理布局，解決好腕部與臂部和手部的聯(lián)接。

（3）工作條件 對于本設(shè)計，機械手的工作條件是在工作場合中搬運加工的棒料，因此不太受環(huán) 境影響，沒有處在高溫和腐蝕性的工作介質(zhì)中，所以對機械手的腕部沒有太多不利因 素。

3．8．2 腕部的結(jié)構(gòu)選擇 腕部的結(jié)構(gòu)有四種，分別為：

（1）具有一個自由度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動腕部結(jié)構(gòu) 直接用回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動，實現(xiàn)腕部的回轉(zhuǎn)運動，因具有結(jié)構(gòu)緊湊、靈活等優(yōu)點而 被廣泛使用。

（2）用齒條活塞驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu) 在要求回轉(zhuǎn)角大于 270o 的情況下，可采用齒條活塞驅(qū)動腕部結(jié)構(gòu)。

（3）具有兩個自由度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動腕部結(jié)構(gòu) 它使腕部具有繞垂直和水平軸轉(zhuǎn)動的兩個自由度。

（4）機—液結(jié)合的腕部結(jié)構(gòu) 此手腕具有傳動簡單、輕巧等特點，但結(jié)構(gòu)有點復(fù)雜。本設(shè)計要求手腕回轉(zhuǎn) 180o，綜合以上分析考慮，腕部結(jié)構(gòu)選擇具有一個自由度的回轉(zhuǎn) 缸驅(qū)動腕部結(jié)構(gòu)。3．8．3 腕部回轉(zhuǎn)力的計算 腕部在回轉(zhuǎn)時一般需要克服以下三種阻力：

（1）腕部回轉(zhuǎn)支承處的摩擦力矩 M 摩 為簡化計算，一般取 M 摩=0.1M 總力矩

（2）克服由于工件重心偏置所需的力矩 M 偏式中G1——夾持工件重量（N）。e——工件重心到手腕回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離（m）。

（3）克服啟動慣性所需的力矩 M 慣 啟動過程近似等加速運動，根據(jù)手腕回轉(zhuǎn)的角速度ω及啟動所需時間 t 啟，按下式計 算：或者根據(jù)腕部角速度ω及啟動過程轉(zhuǎn)過的角度φ啟計算：

式中 J 工件——工件對手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量（N.m.s2）。J—— 手腕回轉(zhuǎn)部分對腕部回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量（N.m.s2）。ω—— 手腕回轉(zhuǎn)過程的角速度（rad/s）。t 啟——啟動過程中所需時間，一般取 0.05~0.3s。φ啟——啟動過程所轉(zhuǎn)過的角度（rad）。手腕回轉(zhuǎn)所需的總的阻力矩相當(dāng)于上述三項之和，即：設(shè)抓取一根軸，其直徑 D=100mm,長度 l=500mm,m1=50kg,當(dāng)手抓夾持在工件中間位 置回轉(zhuǎn) 180o，將手抓、手抓驅(qū)動液壓缸和回轉(zhuǎn)液壓缸轉(zhuǎn)動件等效為一個圓柱體，長 h=150mm,半徑為 50mm，其所受重力為 G，啟動過程所轉(zhuǎn)過的角度φ啟=0.314rad,等速 轉(zhuǎn)動角速度ω=2.616rad/s。圓柱體重力 因為手抓夾持在工件中間位置，所以工件重心到手腕回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離為 0，即 e 等于 0，所以 M 偏=G1e=0。由于又因為 所以即 3．8．4 腕部工作壓力計算 表 2 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸內(nèi)徑系列（JB826-66）20 70 110 25 75 125 32 80 130 40 85 140 50 90 160 55 95 180 63 100 200 65 105 250

設(shè)定腕部的部分尺寸： 根據(jù)上表設(shè)缸體內(nèi)孔半徑 R=55 mm,外徑選擇 133mm,考慮到實 際裝配問題后，其外徑為 180mm，動片寬度 b=66mm,輸出軸半徑 r=22.5mm。表 3 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑系列（JB1068-67）液壓缸內(nèi)徑 20 鋼 P≤160MPa 40 50 63 80 90 100 110 125 140 150 160 180 200

168 146 180 194 219 245

鋼 P≤200 MPa 50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 由于實際回轉(zhuǎn)液壓缸所產(chǎn)生的驅(qū)動力矩必須大于總的阻力矩 M 總力矩，即：

式中 M 總力矩——手腕回轉(zhuǎn)時的總的阻力矩（N.m）P——回轉(zhuǎn)液壓缸工作壓力（Mpa）R——缸體內(nèi)孔半徑（mm）r——輸出軸半徑（mm）b——動片寬度（mm）所以 所以腕部回轉(zhuǎn)液壓缸主要參數(shù)為： 工作壓力 P 1MPa 缸體內(nèi)徑 R 110mm 輸出軸半徑 r 22.5mm 回轉(zhuǎn)力矩 M 13.1N.m 動片寬度 b 66mm

3．8．5 液壓缸蓋螺釘計算 表 4 螺釘間距 t 與壓力 P 之間的關(guān)系 工作壓力 P（MPa）0.5~1.5 1.5~2.5 2.5~5.0 5.0~10.0 螺釘?shù)拈g距 t(mm)

直徑（mm）FQs′——動片和輸出軸間聯(lián)接螺釘?shù)念A(yù)緊力（N）b——動片寬度（mm）P——回轉(zhuǎn)液壓缸工作壓力（Pa）螺釘?shù)膹姸葪l件為：螺釘材料選擇 Q235,取σs=240MPa,則即動片和輸出軸間聯(lián)接螺釘?shù)闹睆竭x擇 d1=6mm,選擇 M6 的開槽盤頭螺釘。式中［σ］——螺釘材料的許用拉應(yīng)力（MPa）d 1——螺釘?shù)闹睆剑╩m）

3．9 機械手臂部設(shè)計計算

3．9．1 臂部設(shè)計的基本要求

（1）臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕

（2）臂部運動速度要高，慣性要小

（3）手臂動作應(yīng)該靈活

（4）位置精度要高 3．9．2 臂部的結(jié)構(gòu)選擇 常見的手臂伸縮機構(gòu)由以下五種：

（1）雙導(dǎo)向桿手臂伸縮機構(gòu)手臂的伸縮缸安裝在兩根導(dǎo)向桿之間，由導(dǎo)向桿承受彎曲作用，活塞桿均受拉 壓，故受力簡單傳動平穩(wěn)。

（2）雙層液壓缸空心活塞桿單桿導(dǎo)向機構(gòu) 其特點是工作液壓缸容積小、運動速度快、外形整齊、活塞桿直徑大、增加 手臂剛性。

（3）采用花鍵套導(dǎo)向的手臂升降機構(gòu) 內(nèi)部導(dǎo)向，活塞桿直徑大、剛度大、傳動平穩(wěn)，花鍵軸端部的定位裝置值得注 意，必須保證手臂安裝在正確的初始設(shè)計位置上。

（4）雙活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu) 活塞桿速度先慢后快，是用短液壓缸實現(xiàn)大行程的結(jié)構(gòu)。

（5）活塞桿和齒輪齒條機構(gòu) 手臂的回轉(zhuǎn)運動是通過齒輪齒條機構(gòu)實現(xiàn)的，齒條的往復(fù)運動帶動與手臂聯(lián)接 的齒輪做往復(fù)回轉(zhuǎn)而使手臂左右擺動。通過以上，綜合考慮，本設(shè)計選擇雙向?qū)驐U手臂伸縮機構(gòu)，使用液壓驅(qū)動，液 壓缸選取雙作用液壓缸。3．9．3 手臂伸縮驅(qū)動力計算 伸縮液壓缸活塞驅(qū)動力的計算公式為： F 驅(qū)=F 摩+F 密+F 回+F 慣 式中 F 摩——手臂運動時，為運動件表面間的摩擦阻力。F 密——密封裝置處的摩擦阻力。F 回——液壓缸回油腔低壓油液所造成的摩擦阻力。F 慣——啟動或制動時，活塞桿所受平均慣性力。

（1）F 摩的計算 經(jīng)計算 式中 G 總——參與運動的零部件所受的總重量（N）。L——手臂參與運動的零部件的總重量的重心到導(dǎo)向支撐前端的距離（mm）a—— 導(dǎo)向支撐的長度（mm）μ′——當(dāng)量摩擦系數(shù)，其值與導(dǎo)向支撐的截面形狀有關(guān)。對于圓柱面：μ——摩擦系數(shù)，對于靜摩擦且無潤滑時： 鋼對青銅：取

μ=0.1~0.15 鋼對鑄鐵：取μ=0.18~0.3 計算： 導(dǎo)向桿的材料選擇鋼、導(dǎo)向支撐選擇鑄鐵，L=700mm,導(dǎo)向支撐 a=420mm,帶入數(shù)據(jù)得：

（2）F 慣的計算 經(jīng)計算

式中Δv——由靜止加速到常速的變化量（mm/s）。Δt——啟動過程時間（t），一般取 0.01s~0.5s。手臂啟動速度Δv=83mm/s,啟動時間Δ

t=0.02s,g=9.8N/kg,帶入數(shù)據(jù)得：

（3）F 密的計算 不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設(shè)計中，采用 O 型密

封圈，當(dāng)液壓缸工作壓 力小于 10MPa 時，液壓缸密封處的總的摩擦阻力為：F 密=0.03F 驅(qū)

（4）F 回的計算 一般背壓阻力較小，為了計算方便，將其省略。經(jīng)過以上分析計算，液壓缸的驅(qū)動力為： F 驅(qū)=F 摩+F 密+F 回+F 慣=3640+0.03 F 驅(qū)

+338.8 所以手臂伸縮驅(qū)動力 F 驅(qū)= 4102N 3．9．4 手臂伸縮液壓缸參數(shù)計算 經(jīng)過上面計算，確定了液壓缸的驅(qū)動力 F P=1MPa。

（1）液壓缸內(nèi)徑計算

驅(qū)= 4102N，因此選擇液壓缸的工作壓力當(dāng)油進入無桿腔： 當(dāng)油進入有桿腔： 所以式中 F 驅(qū)—— 手臂伸縮液壓缸驅(qū)動力（N）

D ——液壓缸內(nèi)徑（mm）d——活塞桿直徑（mm）η——液壓缸機械效率，在工程機械中用耐油橡膠可取η=0.95 P1——液壓缸的工作壓力（MPa）帶入數(shù)據(jù)得： 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列（JB826-66）,選取液壓缸的內(nèi)徑為：D=80mm

（2）活塞桿直徑計算 活塞桿的尺寸要滿足活塞（或液壓缸）運動的要求和強度的要求，對于桿長 l 大于 直徑 15 倍（l>15d）的活塞桿，還必須具有足夠的穩(wěn)定性。按強度條件決定活塞桿直徑 d 按拉壓強度計算：

設(shè)活塞桿材料為碳鋼，碳鋼［σ］=100~120 MPa,?。郐遥?100 MPa 即 表 5 活塞桿直徑系列（JB826-66）18 40 75 5 20 45 80 5 22 50 85 8 25 55 90 10 28 60 95 12 30 63 14 32 65 16 35 70

根據(jù)活塞桿直徑系列（JB826-66）選取活塞桿直徑 d=8mm。所以手臂伸縮液壓缸主要參數(shù)為：液壓缸內(nèi)徑 D 80mm 工作壓力 P 1MPa 活塞桿直徑 d 8mm 驅(qū)動力 F 4720N

3．10 機身升降機構(gòu)計算

3．10．1 手臂偏重力矩的計算

圖 5 手臂各部件重心位置圖 設(shè) 所以 設(shè)

所以偏轉(zhuǎn)力矩 式中ρ——重心到回轉(zhuǎn)軸線的距離(mm)3．10．2 升降導(dǎo)向立柱不自鎖條件 手臂在 G 總的作用下有向下的趨勢，而立柱導(dǎo)套則防止這種趨勢。由力平衡條件得：

所謂不自鎖條件為：

即因此在設(shè)計中必須考慮到立柱導(dǎo)套長度大于 391mm。式中 f——摩擦系數(shù) h——立柱導(dǎo)套的長度 3．10．3 手臂升降驅(qū)動力的計算 由手臂升降驅(qū)動力的公式得： F 驅(qū)=F 摩+F 密+F 回+F 慣±G 總

（1）F 摩的計算

所以

（2）F 慣的計算 經(jīng)計算 式中Δv——由靜止加速到常速的變化量(mm/s)。Δt——啟動過程時間(t),一般取 0.01s~0.5s。

手臂啟動速度Δv=83mm/s,啟動時間Δt=0.02s,g=9.8N/kg,帶入數(shù)據(jù)得：

（3）F 密的計算不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設(shè)計中，采用 O 型密封圈，當(dāng)液壓缸工 作壓力小于 10MPa 時，液壓缸密封處的總的摩擦阻力為：F 密=0.03F 驅(qū)

（4）F 回的計算 一般背壓阻力較小，為了計算方便，將其省略。經(jīng)過以上分析計算，液壓缸的驅(qū)動力為：所以當(dāng)液壓缸向上驅(qū)動時 當(dāng)液壓缸向下驅(qū)動時

3．10．4 手臂升降液壓缸參數(shù)計算 經(jīng)過上面計算，確定了液壓缸的驅(qū)動力 F 驅(qū)，因此選擇液壓缸的工作壓力 P=1MPa,為 了滿足要求，此時取 F 驅(qū)=1999.2N 進行計算。

（1）液壓缸內(nèi)徑計算：當(dāng)油進入無桿腔：當(dāng)油進入有桿腔：液壓缸的有效面積：所以式中 F 驅(qū)——手臂升降液壓缸驅(qū)動力(N)D——液壓缸內(nèi)徑(mm)d——活塞桿直徑(mm)η——液壓缸機械效率，在工程機械中用耐油橡膠可取η=0.95 P1——液壓缸的工作壓力(MPa)帶入數(shù)據(jù)得： 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列（JB826-66），選取液壓缸的內(nèi)徑為：D=55mm

（2）活塞桿直徑計算 活塞桿的尺寸要滿足活塞（或液壓缸）運動的要求和強度的要求，對于桿長 l 大于直 徑 15 倍（l>15d）的活塞桿，還必須具有足夠的穩(wěn)定性。按強度條件決定活塞桿直徑 d 按拉壓強度計算：設(shè)活塞桿材料為碳鋼，碳鋼［σ］=100MPa 即根據(jù)活塞桿直徑系列（JB826-66）選取活塞桿直徑 d=6mm 所以手臂升降液壓缸主要參數(shù)為：工作壓力 P 1MPa 液壓缸內(nèi)徑 D 55mm 活塞桿直徑 d 6mm 驅(qū)動力 F 1999.2N

3．11 機身回轉(zhuǎn)機構(gòu)的計算

3．11．1 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動力矩計算 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動力矩

（1）M 慣的計算 回轉(zhuǎn)部件可以等效一個高 1500mm,半徑為 60mm 的圓柱體，圓柱體重量為 G 總=800N，M 驅(qū)=M 慣+M 密+M 回設(shè)啟動角速度

Δω=0.314rad/s,啟動時間Δt=0.1s。所以

（2）M 密與 M 回的計算 為了計算方便，密封處的摩擦阻力矩 M 密=0.03M 驅(qū)，由于回油背差一般非常的小，故 在這里忽略不計，即 M 回=0。因此 3．11．2 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸參數(shù)計算 設(shè) b=60mm,液壓缸工作壓力 P=4MPa,d=50mm,則由 得 所以取液壓缸內(nèi)徑為 140mm 式中 D——液壓缸內(nèi)徑(mm)P——回轉(zhuǎn)液壓缸工作壓力(MPa)b——動片寬度(mm)d——輸出軸與動片聯(lián)接處的直徑(mm)所以手臂回轉(zhuǎn)液壓缸主要參數(shù)為：

工作壓力 P 4MPa

液壓缸內(nèi)徑 D 140mm

動片寬度 b 60mm

輸出軸直徑 d 50mm

驅(qū)動力矩 M 476N.m

3．11．3 液壓缸蓋螺釘計算 由表 4 可以看出螺釘間距 t 與壓力 P 之間的關(guān)系： T 為螺釘?shù)拈g距，間距跟工作壓力有關(guān)，每個螺釘在危險剖面上承受的拉力為： FQs=FQ+ FQs FQ 為工作載荷，F(xiàn)Qs為預(yù)緊力 液壓缸工作壓力為 P=4MPa,所以螺釘間距 t 小于 100mm,試選擇 8 個螺釘所以選擇螺釘數(shù)目合適 Z=8 個，危險截面面積所以 螺釘?shù)膹姸葪l件為：式中 D——動片外徑(mm)［σ］——螺釘材料的許用應(yīng)力(MPa)d 1——螺釘螺紋內(nèi)徑(mm)螺釘材料選擇 Q235，取σs=240MPa,則即螺釘?shù)闹睆竭x擇 d1=14mm 經(jīng)過以上的計算，需要螺釘來聯(lián)接，最終確定液壓缸的截面尺寸，內(nèi)徑為 140mm,外 徑為 240mm，輸出軸直徑為 50mm。3．11．4 動片和輸出軸之間的聯(lián)接螺釘由得式中 f——被聯(lián)接件配合面間的摩擦系數(shù)，鋼對銅取 f=0.15 D——動片外徑(mm)d——動片與輸出軸配合處直徑(mm)FQs——動片和輸出軸間聯(lián)接螺釘?shù)念A(yù)緊力(N)b——動片寬度(mm)P——回轉(zhuǎn)液壓缸工作壓力(Pa)

結(jié)論

通過此次畢業(yè)設(shè)計，使我了解了機械手的很多相關(guān)知識，使我了解了當(dāng)前國內(nèi)外 在此方面的一些先進生產(chǎn)和制造技術(shù)，了解了機械手設(shè)計的一般過程，通過對機械手 的結(jié)構(gòu)設(shè)計作了系統(tǒng)的分析，掌握了一定的機械設(shè)計方面的知識，為以后的工作學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計只是對機械手的手部、腕部、臂部以及機身做了系統(tǒng)的設(shè)計計算，設(shè)計中沒有涉及到機械手的控制問題，對這方面有點模糊，需要在以后的工作學(xué)習(xí)中 了解和掌握，由于經(jīng)驗知識水平的局限，設(shè)計難免有不到之處，望老師見量、指正。

致謝

非常感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師給我提供了這次良好的深入學(xué)習(xí)的機會和寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境，通過這次畢業(yè)設(shè)計，不但使我將大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識再次回顧學(xué)習(xí)，而且 也使我學(xué)到了專業(yè)領(lǐng)域中一些前沿的知識。非常感謝在本次設(shè)計中曾給予我耐心指導(dǎo) 和親切關(guān)懷的老師以及幫助過我的同學(xué)，正是由于他們的幫助和鼓勵才使我能夠在畢 業(yè)設(shè)計過程中克服種種困難，最終順利完成論文，他們的學(xué)識和為人也深深地影響著 我，在此，請允許我再次向曾經(jīng)給予我多次指導(dǎo)的導(dǎo)師表示最忠誠的敬意！

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參 考 文 獻

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[4]張建民.工業(yè)機器人.北京：北京理工大學(xué)出版社，1988

[5]蔡自興.機器人原理及其應(yīng)用.長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，1988

[6]馮香峰.機器人機構(gòu)學(xué).北京：機械工業(yè)出版社，1991

[7]工業(yè)機械手圖冊編寫組.工業(yè)機械手圖冊.北京：機械工業(yè)出版社，1978

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[11]周伯英.工業(yè)機器人設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，1995

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