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2plc技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

作為微機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)繼電接觸控制技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物，PLC技術(shù)克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中機(jī)械觸點(diǎn)接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、靈活性差等缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)勢(shì)，具體包括以下優(yōu)點(diǎn)。

2.1功能完善

當(dāng)前，PLC產(chǎn)品的規(guī)模和型號(hào)非常豐富，可以滿足各種工業(yè)控制的需要，而且具有非常完善的邏輯處理和數(shù)據(jù)運(yùn)算功能，被廣泛應(yīng)用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。

2.2可靠性高

在PLC的生產(chǎn)過程中，采取了先進(jìn)的內(nèi)部抗干擾技術(shù)，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，PLC具備相應(yīng)的自我檢測(cè)能力，一旦發(fā)現(xiàn)硬件故障，可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，提醒相關(guān)人員處理故障，因此，PLC控制系統(tǒng)具備很高的可靠性。

2.3編程語言簡(jiǎn)單

作為一種工控計(jì)算機(jī)，PLC的接口相對(duì)簡(jiǎn)單，編程容易，其使用的梯形圖語言編程對(duì)工作人員的專業(yè)技能要求較低，不需要面對(duì)復(fù)雜的匯編語言，即使那些不熟悉計(jì)算機(jī)的人員也可以輕松上手。

2.4維護(hù)方便

在PLC技術(shù)中，以存儲(chǔ)邏輯代替了接線邏輯，極大地降低了裝置外部的接線數(shù)量，減少了系統(tǒng)的建設(shè)周期，同時(shí)，也在一定程度上降低了設(shè)計(jì)難度，以便于系統(tǒng)的維護(hù)和管理。不僅如此，PLC可以實(shí)現(xiàn)在線編程，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)過程，被廣泛應(yīng)用于多品種、小批量的工業(yè)生產(chǎn)控制中。

3PLC技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

在電力工程中，PLC技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

3.1開關(guān)量控制

開關(guān)量控制包括以下兩方面的內(nèi)容。

3.1.1斷路器控制

在傳統(tǒng)的電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，對(duì)斷路器的控制多是采用繼電器控制的方式，需要使用大量的電磁繼電器，存在許多觸點(diǎn)和聯(lián)接點(diǎn)，進(jìn)而降低了系統(tǒng)的可靠性。而PLC技術(shù)的應(yīng)用和普及，使得軟繼電器逐漸代替了繼電元件，極大地提高了控制系統(tǒng)的可靠性。在PLC控制系統(tǒng)中，操作人員只需要執(zhí)行一些非常簡(jiǎn)單的工作，比如分閘、合閘等，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀況，給出正確的操作信號(hào)。同時(shí)，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)自動(dòng)跳閘，并發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。而且，PLC控制系統(tǒng)不需要進(jìn)行復(fù)雜的二次接線，可以有效地降低接線失誤率，大大減少維護(hù)檢修的工作量。

3.1.2備用電源自動(dòng)投入裝置

備用電源自動(dòng)投入裝置的主要功能是提高供電系統(tǒng)的可靠性，被廣泛應(yīng)用于大型企業(yè)的供電系統(tǒng)中。在原有的備用電源投入系統(tǒng)中，多采用手動(dòng)或自動(dòng)供回電線路的方式供電，在投切過程中，會(huì)出現(xiàn)幾秒鐘的斷電時(shí)間，影響供電的連續(xù)性和可靠性。而應(yīng)用PLC，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的控制，可以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行抗干擾，具有可靠性高、操作簡(jiǎn)單、接線方便等優(yōu)點(diǎn)。

3.2順序控制

在原有的電力工程中，控制系統(tǒng)一般都是采用繼電器控制，而隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，高性能的PLC控制系統(tǒng)逐漸取代了繼電器控制。在實(shí)際應(yīng)用中，PLC不僅能夠全面調(diào)節(jié)整個(gè)電力工程，也可以控制部分電路。同時(shí)，PLC控制器屬于遠(yuǎn)方終端單元，可以利用遠(yuǎn)程控制的方式控制變電站現(xiàn)場(chǎng)的RTU裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種開關(guān)狀態(tài)量的采集和處理，并通過相應(yīng)的反饋環(huán)節(jié)獲得故障信息，以便及時(shí)處理和解決其中存在的問題和故障，以保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

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2高職《PLC應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)過程中存在的主要問題

第一，教學(xué)理念落后，特色不夠明顯。目前，在實(shí)際教學(xué)中，教師一般只注重理論知識(shí)的講授，過于注重在理論知識(shí)體系方面的完整性，而很少注意到實(shí)際操作的聯(lián)系，以及項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的問題，這也就意味著教師忽視了高職教育的主要目標(biāo)，忽視了對(duì)學(xué)生實(shí)際操作以及技術(shù)應(yīng)用方面的能力的培養(yǎng)。在一定程度上脫離了高職院校的辦學(xué)目標(biāo)。第二，教材內(nèi)容分配不合理。雖然圖書市場(chǎng)上有關(guān)PLC應(yīng)用技術(shù)的書籍有很多，但是并不是每一本都能夠適合對(duì)高職院校學(xué)生的應(yīng)用，而且真正能夠符合高職院校教學(xué)目標(biāo)的教材還很少，很多高職院校使用的是本科院校所應(yīng)用的教材，這種教材在很大程度上是缺乏實(shí)踐環(huán)節(jié)的，并不能很好的反應(yīng)高職院校的特點(diǎn)，不能培養(yǎng)出掌握專業(yè)技能的應(yīng)用型人才。因此，應(yīng)對(duì)教材進(jìn)行新的改版以及組織安排。第三，師資隊(duì)伍對(duì)教學(xué)模式的適應(yīng)力差。在新時(shí)期，教師一般都沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，沒有根據(jù)社會(huì)的要求，沒有根據(jù)企業(yè)的實(shí)際需求進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)改革，而傳統(tǒng)的教學(xué)模式是難以適應(yīng)新時(shí)期的學(xué)生的，難以吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

3實(shí)際教學(xué)的方法

3.1項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

在教學(xué)過程中加入項(xiàng)目教學(xué)，將教與學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，可以通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)的方法，以任務(wù)來驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，在完成任務(wù)的過程中掌握相關(guān)知識(shí)以及操作技能。教師可以項(xiàng)目來為學(xué)生安排一定的任務(wù)，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更具目的性，使學(xué)生通過項(xiàng)目調(diào)研、實(shí)施、驗(yàn)收等相關(guān)環(huán)節(jié)來的訓(xùn)練來學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識(shí)，在實(shí)踐中對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)會(huì)更加牢固，而且，還可以讓學(xué)生在實(shí)踐中提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。通過項(xiàng)目實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能以及綜合應(yīng)用能力。

3.2現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法

有條件的學(xué)?？梢詾閷W(xué)生安排一些現(xiàn)場(chǎng)參觀、實(shí)訓(xùn)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在實(shí)訓(xùn)場(chǎng)或者生產(chǎn)一線來進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，來促進(jìn)學(xué)生的感謝認(rèn)識(shí)，有效提高學(xué)生的理解能力，而且現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法可以幫助教師將抽象的理論知識(shí)具體為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，讓學(xué)生更容易理解。

3.3案例教學(xué)法

教師可以根據(jù)自己多年的教學(xué)以及研究經(jīng)驗(yàn)的積累，為學(xué)生講解一些企業(yè)的實(shí)際案例，通過實(shí)際案例來將抽象的知識(shí)具體化，使一些專業(yè)的概念、理論更加簡(jiǎn)單、形象，更容易理解，還能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性。讓學(xué)生通過對(duì)具體案例的理解來提高其識(shí)別問題、分析問題的能力。

4PLC應(yīng)用技術(shù)教學(xué)改革的主要措施

4.1改變教學(xué)理念

要想進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐的改革，教師首先要做的就是改變?cè)械膫鹘y(tǒng)觀念的束縛，要充分了解高職院校的教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合社會(huì)的需要以及企業(yè)的需求來對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)教育。在教學(xué)中，拋棄傳統(tǒng)的灌輸式的教學(xué)，要加強(qiáng)對(duì)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，有效協(xié)調(diào)知識(shí)、能力、素質(zhì)三者之間的關(guān)系。

4.2改革教學(xué)環(huán)境

加強(qiáng)對(duì)師資隊(duì)伍的培養(yǎng)、提高?？梢怨膭?lì)教師到生產(chǎn)一線工作一段時(shí)間，讓教師不僅有效理解理論知識(shí)，還具有一定的實(shí)際動(dòng)手能力，掌握基本的操作技能，通過自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來全方位的對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)。同時(shí)高職院校還可以聘請(qǐng)一些在相關(guān)領(lǐng)域具有豐富經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員來對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)。教師在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)多媒體資源的利用，向?qū)W生講授一些前沿的專業(yè)知識(shí)，緊跟時(shí)代步伐。

4.3改革考核方式

在課程教學(xué)之后的考核對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有一定的導(dǎo)向作用，因此需要對(duì)考核方式進(jìn)行改革，可以將課程知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐結(jié)合起來，增加實(shí)踐課程的比重，還可以與一些職業(yè)資格的認(rèn)證進(jìn)行接軌，建立綜合的評(píng)價(jià)體系。

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二、遠(yuǎn)程通信控制與系統(tǒng)控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

目前，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，PLC技術(shù)不僅在其他繼續(xù)結(jié)構(gòu)控制中應(yīng)用，同時(shí)還在自動(dòng)化系統(tǒng)本身的控制中得到應(yīng)用，也可以說，PLC技術(shù)能在本身系統(tǒng)中采取邏輯錯(cuò)誤糾正以及故障排查，這樣才能保證自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。在工業(yè)自動(dòng)化的實(shí)際生產(chǎn)中，設(shè)備所進(jìn)行的每個(gè)動(dòng)作都會(huì)有相應(yīng)的自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行控制，并且應(yīng)用系統(tǒng)檢測(cè)裝置會(huì)進(jìn)一步調(diào)整執(zhí)行期間所出現(xiàn)的累積誤差，一旦設(shè)備的運(yùn)行情況發(fā)生異常，PLC整個(gè)系統(tǒng)的邏輯關(guān)系就會(huì)發(fā)生混亂，通過發(fā)生混亂現(xiàn)象的邏輯關(guān)系，PLC控制系統(tǒng)就會(huì)自行診斷故障，并且報(bào)警。在不同系統(tǒng)間PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程信息控制的過程中，只要確保信息傳輸界面同互聯(lián)網(wǎng)通信模塊之間的正確性，PLC技術(shù)便能穩(wěn)定的進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。

三、邏輯運(yùn)算中PLC技術(shù)的應(yīng)用

PLC在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)處理與邏輯運(yùn)算有著比較重要的作用，例如運(yùn)算功能、數(shù)據(jù)篩查功能、數(shù)據(jù)傳輸功能、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能、數(shù)據(jù)位處理功能以及控制開關(guān)量等。利用PLC運(yùn)算功能，進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，比如數(shù)據(jù)的分析、采集以及工作總結(jié)等，目前大部分的造紙工業(yè)、冶金以及食品等都是通過PLC對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)控。通過PLC控制開關(guān)量，可以使軟接觸點(diǎn)得到有效的增加，進(jìn)而使工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)質(zhì)量得以提升，企業(yè)能夠節(jié)省大量的物力成本與人力成本，對(duì)比傳統(tǒng)意義上繼電器，其可靠性較好、操作簡(jiǎn)單、便于維修、迅速控制，目前基本上能替代大多數(shù)的繼電器。

四、生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化控制中PLC技術(shù)的應(yīng)用

在自動(dòng)化生產(chǎn)的過程中，通常PLC是利用主機(jī)模塊、位置控制模塊、模擬參數(shù)控制模塊、工//0界面模塊、通信模塊以及計(jì)數(shù)模塊對(duì)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)進(jìn)行控制。在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過程中，PLC技術(shù)可以利用對(duì)于生產(chǎn)過程的了解，并且按照實(shí)際生產(chǎn)過程中需要控制的監(jiān)控對(duì)象與動(dòng)作對(duì)象，優(yōu)化組合以及合理調(diào)整PLC系統(tǒng)中的相關(guān)控制模塊，進(jìn)而通過最合理方式與最少模塊構(gòu)建功能完善且全面的一個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這樣才能確保生產(chǎn)中靈活調(diào)整控制以及生產(chǎn)中的準(zhǔn)確運(yùn)行。在運(yùn)行PLC控制系統(tǒng)的過程中，對(duì)參數(shù)模塊功能的模擬是在監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)的過程，并且將控制語句傳輸?shù)奖O(jiān)控儀表，進(jìn)而對(duì)控制精度進(jìn)行改善，比如，熱處理日常運(yùn)行的維護(hù)，鍋爐溫度升降控制或者是保溫工作等等。目前世界上的大部分國家，都已經(jīng)利用PLC技術(shù)完成機(jī)械工程自動(dòng)化的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，這一技術(shù)的應(yīng)用范圍比較廣，覆蓋到食品、娛樂、交通、化工以及冶金等全部輕重工業(yè)，在自動(dòng)化領(lǐng)域中使用最為重要，也是用途最為廣泛的控制設(shè)備。僅在2009年全國PLC的生產(chǎn)件數(shù)就己經(jīng)達(dá)到了1500萬件，到2010年時(shí)，其產(chǎn)量突破了1800萬件，2011年時(shí)產(chǎn)品最終數(shù)量達(dá)到2300萬件，到目前為止呈現(xiàn)為持續(xù)增長的趨勢(shì)。

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1 引言

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中越來越多的應(yīng)用到PLC系統(tǒng)參與生產(chǎn)控制，使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。要使PLC能正常工作，通常編程器（ProGrammer-PG)是必需的，程序首先是在PG內(nèi)完成編制，然后通過通訊聯(lián)接下載到PLC以使PLC運(yùn)行。同時(shí)，也可以通過PG來監(jiān)視PLC的運(yùn)行過程及運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)于工廠的部分技術(shù)人員來說，就經(jīng)常需要使用PG與PLC建立在線連接讀取一些數(shù)據(jù)或者對(duì)現(xiàn)有程序進(jìn)行局部修改，而且當(dāng)PLC系統(tǒng)需要更換CPU模塊時(shí)，也必須使用PG連接到CPU端口上將運(yùn)行程序?qū)懭隒PU存儲(chǔ)器內(nèi)，因此，PG與PLC系統(tǒng)CPU的正確在線連接就顯得尤為重要了。西門子PG可以是專用編程電腦，也可以是普通電腦加上編程軟件包及相應(yīng)接口，編程軟件包為STEP 7 編程系統(tǒng)，具有強(qiáng)大的人機(jī)操作界面，采用的是WINDOWS視窗操作系統(tǒng)，使用者很容易掌握。本文就筆者在實(shí)際工作中使用西門子產(chǎn)品時(shí)遇到的幾類典型連接故障以及對(duì)故障的解決方法進(jìn)行了闡述，希望對(duì)相關(guān)人員能有幫助。

2 故障類型和解決方法

（1）硬件組態(tài)中模板組態(tài)錯(cuò)誤

這一類型的故障一般發(fā)生在設(shè)備安裝階段及模板更換期間，也是最容易查找的故障。此時(shí)需要檢查機(jī)架上插入的模板與硬件組態(tài)中的模板型號(hào)是否一致，如果模板存在組態(tài)錯(cuò)誤，可能導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)下載失敗，系統(tǒng)也會(huì)報(bào)如下錯(cuò)誤信息：

Download(13:4589)

The system data could not be loaded on the module…atstation…SDB 200 could not be loaded.

解決方法：必須確保硬件組態(tài)中模板的訂貨號(hào)與實(shí)際一致，如CPU315-2DP的訂貨號(hào)為6ES7315-2AF03-0AB0。然后保存編譯硬件組態(tài)后重新執(zhí)行連接、裝載即可。

（2）地址組態(tài)錯(cuò)誤

如果硬件組態(tài)中配置的MPI或PROFIBUS的地址與CPU的節(jié)點(diǎn)地址不一致，用戶可能會(huì)看到如下的錯(cuò)誤信息：

Download(33:16656)

“Online:Connection could not beestablished.The connection partner is not responding.”

解決方法：此時(shí)就需要檢查硬件組態(tài)中的地址信息，如組態(tài)信息中顯示“MPI=2”，則說明在硬件組態(tài)中CPU的MPI地址也需設(shè)置為2，否則PG在與PLC在線連接時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤而導(dǎo)致無法建立連接。（3）PG/PC接口設(shè)置配置錯(cuò)誤

一般來說，PG在與PLC連接時(shí)首先需要對(duì)接口參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的配置，如果PG/PC接口參數(shù)設(shè)置與在線連接的模板通信接口不相匹配，或者該接口未安裝，用戶會(huì)看到如下的錯(cuò)誤信息：

Load(288:47) “Unable to reach the module…via theonline interface”.

解決方法：使用PG上安裝的STEP 7軟件中菜單命令“Tools>Set PG/PC interface…”打開PG/PC接口(如圖1)，在窗口中檢查是否為在線連接設(shè)置的接口正確，一般這個(gè)接口設(shè)置是根據(jù)PG與PLC在線連接是采用的何種通信接口而決定，PG與PLC在線連接常用的通信接口和連接線一般有三種：MPI接口、PROFIBUS-DP接口和RJ45接口，前兩種接口使用的連接線為專用雙絞線，RJ45接口即為普通網(wǎng)線連接。因此根據(jù)西門子通信協(xié)議的規(guī)定在菜單中選擇相對(duì)應(yīng)的通信協(xié)議即可建立在線連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳和下載了。

當(dāng)然如果在菜單中沒有找到自己所需要的接口通信協(xié)議，則點(diǎn)擊“Select”按鈕進(jìn)入彈出的對(duì)話框選擇自己所需的接口協(xié)議安裝，安裝完成后，窗口便會(huì)顯示此接口協(xié)議，點(diǎn)擊選擇即可。

（4）通信波特率設(shè)置與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)接口通信波特率設(shè)置不匹配

在電子通信領(lǐng)域，波特率即調(diào)制速率，指的是信號(hào)被調(diào)制以后在單位時(shí)間內(nèi)的波特?cái)?shù)，即單位時(shí)間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)。它是對(duì)信號(hào)傳輸速率的一種度量，通常以“波特每秒”（Bps）為單位。如果將調(diào)制解調(diào)器的波特率設(shè)置為高于其他的調(diào)制解調(diào)器的波特率，則較快的調(diào)制解調(diào)器通常要改變其波特率以匹配速度較慢的調(diào)制解調(diào)器。免費(fèi)論文，PG。

如果系統(tǒng)硬件組態(tài)中通信波特率設(shè)置與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)接口通信波特率設(shè)置不匹配時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)如下錯(cuò)誤信息：

Load in module(33:17075)

“Online :The local MPI address for the programmingdevice/PC is higher than the maximum node address or the wrong transmissionrate or wrong interrupt is set”.

解決方法：使用PG上安裝的STEP 7軟件中菜單命令“Tools>Set PG/PC interface…”打開PG/PC接口設(shè)置并點(diǎn)擊“Diagnostics…”按鈕(如圖2)，使用“Tset”按鈕可以進(jìn)行MPI/PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)診斷。

根據(jù)診斷結(jié)果就可以判斷出波特率的設(shè)置是否合適，如需要修改波特率設(shè)置參數(shù)，則在“Set PG/PC interface”操作界面上點(diǎn)擊“Properties”按鈕，在彈出的對(duì)話框中選擇正確或合適的網(wǎng)絡(luò)傳輸波特率（如圖3）。免費(fèi)論文，PG。免費(fèi)論文，PG。

3 結(jié)束語

篇（6）

 

1． 前言

隨著發(fā)電技術(shù)迅猛發(fā)展目前新建火電機(jī)組單機(jī)容量600MW屬于主流，我公司三四期擴(kuò)建工程裝機(jī)容量為4×600MW。論文大全，自動(dòng)。面對(duì)如此規(guī)模的發(fā)電機(jī)組對(duì)煤炭的需求量也就越來越大，對(duì)輸煤等公用系統(tǒng)的自動(dòng)化控制要求也就越來越高。論文大全，自動(dòng)?？紤]機(jī)組容量對(duì)用煤量的問題，為了避免一條卸煤和上煤通路成為瓶頸耽誤正常生產(chǎn)，設(shè)計(jì)了兩條上煤通路，在正常情況下的運(yùn)行方式是雙路如果在其中一條有缺陷需要停運(yùn)處理時(shí)就得單路運(yùn)行這主要是考慮設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2． PACSystem 控制系統(tǒng)介紹

利港電廠為三四期擴(kuò)建工程配套輸煤系統(tǒng)所使用的控制系統(tǒng)為 GE FANUC公司在2003年推出的新的可編程自動(dòng)化控制器PACSYSTEMRX7I .雖然PAC形式與PLC相似, 但PAC系統(tǒng)的性能卻廣泛全面得多.它是一種多功能控制器平臺(tái),包含了多種用戶可以按照自己的意愿組合,搭配和實(shí)施的技術(shù)和產(chǎn)品.

2.1）控制系統(tǒng)

本系統(tǒng)使用了兩套GE 公司的PACSystem RX7i系列PLC，(RX 代表機(jī)架式安裝,7代表基于90-70架構(gòu), i代表智能化意思)，互為熱備用即CPU冗余。為了避免同時(shí)失電，兩個(gè)機(jī)架的電源都取UPS電源。其處理器的型號(hào)700 MHz Pentium，內(nèi)存10MB和10MB FLASH。另外CPU冗余使用了一種新技術(shù)—映射內(nèi)存,如果在一個(gè)內(nèi)存中寫入數(shù)據(jù),它們會(huì)立即在其它內(nèi)存中映射出來.它是一種光纖環(huán)和獨(dú)立設(shè)備.這體現(xiàn)了冗余備份技術(shù)的可用性和可靠性.在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)用中我們兩個(gè)使CPU中的程序完全一樣，采集信息、處理程序、發(fā)出命令由主CPU完成，備用CPU在實(shí)時(shí)跟蹤主CPU工作。一旦主CPU失電或者通訊中斷，備用CPU將代替主CPU繼續(xù)完成工作?！≈鳈C(jī)通過以太網(wǎng)同PC機(jī)相連進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，由CPU通過判斷采集的輸入信號(hào)，經(jīng)過預(yù)先編制好的程序進(jìn)行運(yùn)算處理后，再通過輸出模塊發(fā)出命令，來達(dá)到控制的目的。

3. 現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)

3.1）系統(tǒng)控制對(duì)象

本套輸煤系統(tǒng)的主要控制對(duì)象有：皮帶機(jī)24條（其中4#A/B皮帶可雙向運(yùn)行），卸船機(jī)2臺(tái)，十個(gè)環(huán)式布料機(jī)和十個(gè)環(huán)式給料機(jī)，滾軸篩4臺(tái)，碎煤機(jī)4臺(tái)，取樣裝置兩套，圓盤電磁除鐵器10臺(tái)，皮帶稱4套，，電動(dòng)三通擋板2個(gè)，移動(dòng)伸縮頭4個(gè)，除塵器24個(gè)。

3.2）人機(jī)接口系統(tǒng)

本系統(tǒng)由兩臺(tái)操作員站(POS)，一臺(tái)工程師站(EDS),一臺(tái)服務(wù)器,及相應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)組成.兩臺(tái)工控機(jī)可互為備用,EDS 是對(duì)輸煤系統(tǒng)運(yùn)用軟件,進(jìn)行開發(fā)管理的工具,與編程軟件一起完成所有的工程設(shè)計(jì),組態(tài)修改,文檔服務(wù),現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和系統(tǒng)維護(hù)等任務(wù)。服務(wù)器用于對(duì)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、記錄、處理、存儲(chǔ)并生成一定格式的報(bào)表等數(shù)據(jù)以便于運(yùn)行監(jiān)視、歷史分析等管理工作.各工作站使用普通網(wǎng)線同以太網(wǎng)交換機(jī)相連，通過以太網(wǎng)通訊模塊同PLC主機(jī)進(jìn)行通訊。所有的數(shù)據(jù)顯示和操作都可以在操作員上位機(jī)上完成，并且還有報(bào)警，歷史趨勢(shì)和報(bào)表功能，給操作人員提供最完備的使用環(huán)境。論文大全，自動(dòng)。

3.3）遠(yuǎn)程系統(tǒng)

本系統(tǒng)設(shè)置了八個(gè)I/O遠(yuǎn)程站，通過光纜經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器與主/從站的總線控制器相連。這種應(yīng)用方式極大地減少了控制電纜的數(shù)量和長度，減少了因電纜過長而引起的接地或接線不良等故障，也減少了費(fèi)用的投入。另外采用光纜連接遠(yuǎn)程站的通訊方式，使得通訊距離比應(yīng)用同軸電纜通訊長了很多，并且消除了電壓、電流的干擾，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠焚|(zhì)。每一套系統(tǒng)通過四塊IC697BEM731總線控制器與現(xiàn)場(chǎng)Genius BIU(IC670BI002)總線接口單元連接，構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)潔Genius 網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)時(shí)候我們可以通過Genius 網(wǎng)絡(luò)特性一覽表決定終端電阻等。我們可以從網(wǎng)絡(luò)組態(tài)圖上可以看出基本上每個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)站都有兩個(gè)BIU，每個(gè)BIU可以管理多種類型的I/0模塊，熱電阻和熱電偶模塊。我廠在現(xiàn)場(chǎng)主要采用的是IC670MDL640輸入模件，IC670MDL740輸出模件，IC670ALG240模擬量輸入模塊及 IC670ALG620 RTD模塊。對(duì)于BIU 和I/O模塊我們都可以通過HHM手持式監(jiān)視器進(jìn)行配置。

4） 構(gòu)成局域網(wǎng)主要軟硬件

4.1 軟件系統(tǒng)

4.1.1）上位機(jī)監(jiān)控軟件

本系統(tǒng)的上位監(jiān)控軟件選用的是GE公司的CIMPLICITY HMI 6.1作為開發(fā)平臺(tái)，利用該軟件的變量存檔編輯器和報(bào)表設(shè)計(jì)器，可以很方便地為運(yùn)行用戶過程數(shù)據(jù)生成用戶檔案并生成報(bào)表。利用ODBC功能，把所有設(shè)備的報(bào)警和人員的操作都記錄下來，通過聲音通知操作人員，以便使操作人員能夠立即進(jìn)行處理，并給日后事故原因的分析創(chuàng)造有利條件。報(bào)表的數(shù)據(jù)量目前保留一個(gè)月，通過ODBC功能存放在服務(wù)器中（服務(wù)器所用軟件為SQL2000）

4.1.2）PLC編程軟件

PLC編程軟件采用GE公司的Proficy Machine Edition5.0（包含編程軟件、組態(tài)軟件）作為編程調(diào)試軟件的開發(fā)平臺(tái)。論文大全，自動(dòng)。使用梯形圖編程方式，這種軟件的優(yōu)點(diǎn)是有強(qiáng)大的功能塊系統(tǒng)，并且由于集成了組態(tài)通訊等功能對(duì)于我們使用者是相當(dāng)方便的。另外當(dāng)時(shí)上位機(jī)軟件也采用GE公司的HMI，作為畫面開發(fā)平臺(tái)它雖然不屬于主流開發(fā)軟件，但我們考慮到與PLC良好的兼容性通過和INTOUCH軟件比較后覺得還是采用同一家公司的軟件比較好。

4.2) 硬件系統(tǒng)

操作員站配置客戶機(jī)2臺(tái).長期放置于值班員操作臺(tái),POS客戶機(jī)采用DELL臺(tái)式PC.工程師站配置服務(wù)器一臺(tái),服務(wù)器采用DELL服務(wù)器.安裝軟件為基于微軟 Windows XP 操作系統(tǒng)上的SQL2000 數(shù)據(jù)庫軟件,一臺(tái)DELL 臺(tái)式PC機(jī)

5） 使用注意問題

a) 控制好溫度

PLC正常工作要求的環(huán)境溫度在0-55°C之間。在安裝PLC時(shí)應(yīng)使其盡量遠(yuǎn)離發(fā)熱量在的元件，并給PLC四周留足足夠的通風(fēng)散熱空間。PLC的基本單元和擴(kuò)展單元之間要留有30mm以上間隔。PLC機(jī)架上要安裝風(fēng)扇，在夏天最好裝設(shè)空氣調(diào)節(jié)器，以降低PLC運(yùn)行時(shí)的環(huán)境溫度。

b) 保證供電電源質(zhì)量

PLC設(shè)備使用的供電電源為50HZ、220（1±10）V的交流電?？紤]到設(shè)備持續(xù)運(yùn)行的問題一般考慮接入U(xiǎn)PS電源。論文大全，自動(dòng)。

c) 提供良好的接地

良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。論文大全，自動(dòng)。PLC的接地線與機(jī)器的接地端相接，擴(kuò)展單元其接地點(diǎn)與基本單元的接地點(diǎn)接在一起。并使用專用地線（獨(dú)立的接地裝置），接地點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近PLC。

6） 結(jié)束語

這套系統(tǒng)目前已經(jīng)運(yùn)行了兩年時(shí)間了，根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況證明：整個(gè)系統(tǒng)安全可靠，穩(wěn)定性高，控制靈活性強(qiáng)。隨著計(jì)算機(jī)和PLC技術(shù)的提高，輸煤系統(tǒng)的自動(dòng)化水平也在不斷提高，目前已經(jīng)做到了把相對(duì)分散的各個(gè)設(shè)備統(tǒng)一集中到一起進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，表明了目前自動(dòng)化水平的提高。相信隨著我國電力工業(yè)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)、PLC硬件及軟件水平的不斷提高，程序控制作為輸煤系統(tǒng)的主要控制方式，在火力發(fā)電廠將得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

PACsystem中文手冊(cè)

網(wǎng)站www．ctrlink．com．cn以太網(wǎng)須知介紹

篇（7）

中圖分類號(hào)：TN77文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1引言

提升機(jī)在礦井生產(chǎn)中素有咽喉設(shè)備之稱，提升機(jī)對(duì)于礦井的安全生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用。提升機(jī)電力傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，控制系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的控制功能較多，因此對(duì)于提升機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要能夠滿足提升機(jī)頻繁制動(dòng)和不同工作狀態(tài)相互轉(zhuǎn)換的功能需求。針對(duì)提升機(jī)如此復(fù)雜的控制要求，傳統(tǒng)的電氣控制難以實(shí)現(xiàn)，因此，必須借助于PLC自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)。

本論文主要結(jié)合西門子S7-300在副井提升機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)上的應(yīng)用，對(duì)提升機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析設(shè)計(jì)研究，以期從中能夠找到合理可靠的提升機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用方法，并以此和廣大同行分享。

2礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

(1) 我國提升機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

我國礦井提升機(jī)一直承擔(dān)著井下與地面之間輸送人員或者貨物的重任，因此一直素有礦井咽喉設(shè)備之稱。我國礦井提升機(jī)控制技術(shù)相較于國外處于落后階段，國外已經(jīng)發(fā)展到智能實(shí)時(shí)監(jiān)控提升機(jī)并實(shí)現(xiàn)故障智能診斷技術(shù)，而目前我國提升機(jī)控制系統(tǒng)的技術(shù)，還普遍停留在原始的電氣控制階段，對(duì)于數(shù)字化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)目前還處于研究探索階段?？v觀我國的提升機(jī)電控系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)展緩慢，多數(shù)是借鑒或者仿制國外的電控系統(tǒng)，并且電控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中也存在一定的問題。

(2) 我國提升機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題

① 我國提升機(jī)電控系統(tǒng)沒有專業(yè)的生產(chǎn)廠家。這是我國目前提升機(jī)控制系統(tǒng)和控制技術(shù)發(fā)展的最大瓶頸。我國的提升機(jī)電控系統(tǒng)，要么直接從國外公司進(jìn)口，這樣成本十分高昂，且后期設(shè)備維護(hù)維修十分不便；國內(nèi)現(xiàn)有的提升機(jī)電控系統(tǒng)均是高?？蒲性核园l(fā)研制的電控系統(tǒng)，多數(shù)并不具備通用性。

② 我國提升機(jī)電控技術(shù)落后。目前僅僅在一些大型煤礦上的先進(jìn)提升機(jī)才采用了計(jì)算機(jī)、PLC或者數(shù)字控制技術(shù)，傳統(tǒng)的提升機(jī)電控系統(tǒng)都是采用電氣化控制系統(tǒng)，繼電器、接觸器控制廣泛使用，導(dǎo)致能耗過高，控制不可靠，嚴(yán)重制約了我國提升機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用。

③ 我國提升機(jī)控制系統(tǒng)安全性和可靠性較差。目前我國礦井提升機(jī)僅僅在上下井口端采用切除電阻的方法實(shí)現(xiàn)提升機(jī)運(yùn)行速度的制動(dòng)，制動(dòng)能耗過高，造成提升機(jī)電控系統(tǒng)負(fù)荷太大，由此導(dǎo)致我國提升機(jī)控制系統(tǒng)安全性和可靠性較差。對(duì)于提升機(jī)運(yùn)行過程中的關(guān)鍵工作參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)及運(yùn)行參數(shù)根本沒有實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，經(jīng)常發(fā)生過卷或者超速等安全事故。

鑒于以上問題，我國必須要大力發(fā)展提升機(jī)在運(yùn)行過程中的電控系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化控制，逐步形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的提升機(jī)電控系統(tǒng)。

3西門子S7-300在副井提升機(jī)上的應(yīng)用分析

3.1 基于PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

利用西門子S7-300構(gòu)建提升機(jī)電控系統(tǒng)，根據(jù)提升機(jī)的工作模塊，將PLC電控以網(wǎng)絡(luò)化模式進(jìn)行布控，分為主控PLC、監(jiān)控PLC和信號(hào)PLC三個(gè)主從式控制PLC，其具體結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。

如圖1所示，信號(hào)PLC作為整個(gè)電控系統(tǒng)的信號(hào)管理站，負(fù)責(zé)對(duì)提升機(jī)工作過程中的狀態(tài)參數(shù)、環(huán)境參數(shù)及其必要參數(shù)做信號(hào)管理，統(tǒng)一發(fā)送至控制主站；監(jiān)控PLC主要對(duì)提升機(jī)的關(guān)鍵控制參數(shù)，如井深、進(jìn)口提升速度等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并受主控PLC統(tǒng)一調(diào)度管理；主控PLC一方面實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控PLC和信號(hào)PLC的控制管理，并對(duì)由監(jiān)控PLC和信號(hào)PLC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行整合管理，并發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行集中管理、顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，以提高提升機(jī)工作過程的管理效率；另一方面主控PLC通過交流變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)同步電機(jī)的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升機(jī)速度的電氣化控制，同時(shí)將提升機(jī)的工作參數(shù)再反饋回信號(hào)PLC和監(jiān)控PLC，從而實(shí)現(xiàn)了PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)對(duì)提升機(jī)的閉環(huán)控制。

3.2 基于PLC實(shí)現(xiàn)的提升機(jī)速度控制應(yīng)用

提升機(jī)控制系統(tǒng)最為關(guān)鍵、也是最難實(shí)現(xiàn)的技術(shù)要點(diǎn)，就是對(duì)提升機(jī)運(yùn)行速度的控制。借助于西門子S7-300的PLC，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)速度的控制。

基于PLC實(shí)現(xiàn)的提升機(jī)運(yùn)行速度的具體控制方案設(shè)計(jì)如下：

(1)（1）在井口與井底分別放置接近傳感器，一旦提升機(jī)到達(dá)接近傳感器，即可認(rèn)定提升機(jī)即將到達(dá)井口或者井底，從而進(jìn)入預(yù)定的制動(dòng)階段。

(2)（2）利用光電傳感器和深度指示器配合使用，實(shí)時(shí)監(jiān)控提升機(jī)當(dāng)前所處巷道中的位置，并將位置轉(zhuǎn)化為數(shù)字量傳送至監(jiān)控PLC，利用監(jiān)控PLC與主控PLC的通信實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)位置的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

(3)（3）一旦提升機(jī)觸發(fā)接近傳感器，由主控PLC發(fā)出調(diào)速指令給交流變頻調(diào)速裝置，由交流變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)與控制。

(4)（4）主控PLC利用監(jiān)控PLC監(jiān)測(cè)到的提升機(jī)當(dāng)前運(yùn)行速度與深度指示器的位置信號(hào)進(jìn)行交叉運(yùn)算，得出調(diào)速幅度，并將調(diào)速幅度指令傳輸給交流變頻調(diào)速裝置，從而實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速；另一方面，監(jiān)控PLC通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提升機(jī)的運(yùn)行速度并反饋回主控PLC，主控PLC根據(jù)反饋回來的運(yùn)行速度和程序中的預(yù)設(shè)值進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合PID調(diào)節(jié)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)提升機(jī)運(yùn)行速度的閉環(huán)調(diào)節(jié)與控制。

結(jié)語

提升機(jī)作為礦井安全生產(chǎn)的樞紐設(shè)備，其安全性對(duì)于整個(gè)礦山生產(chǎn)的安全起著舉足輕重的作用。我國目前提升機(jī)電控系統(tǒng)理論研究較為深入，但是實(shí)際技術(shù)應(yīng)用還有待進(jìn)一步提高和挖掘。本論文結(jié)合西門子PLC對(duì)提升機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析，對(duì)于提升機(jī)電控系統(tǒng)及其控制技術(shù)的應(yīng)用研究，不論是在理論研究方面，還是在實(shí)際技術(shù)應(yīng)用方面，都具有一定的指導(dǎo)意義。當(dāng)然，關(guān)于提升機(jī)電控系統(tǒng)方面的更多技術(shù)，還有賴于廣大礦井科技工作人員的共同努力，才能夠最終實(shí)現(xiàn)我國提升機(jī)電控系統(tǒng)及其控制技術(shù)的提高應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]姚書波.淺議我國礦井提升機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展[J].科技信息,2007,(19):227.

篇（8）

設(shè)計(jì)要求：1、安裝資料及要求。包括：平面圖；用電負(fù)荷情況；供電電源情況；氣象及水文資料等。

2、選子：位置、型號(hào)的選擇

3、土建施工

4、設(shè)備安裝

課題二、小電流接地系統(tǒng)的故障選線的研究

指導(dǎo)老師：戴勝坤 地故障時(shí)，故障特點(diǎn)不是非常明顯，故障選線就顯得很有必要，所以，要求學(xué)生

比較詳細(xì)的了解國內(nèi)外小電流接地系統(tǒng)故障選線的研究現(xiàn)狀和研究方法，對(duì)現(xiàn)有

的選線方法進(jìn)行總結(jié)并加以改進(jìn)，找到適合的故障選線的方法；3、 利用ATP的仿真軟件對(duì)小電流接地系統(tǒng)進(jìn)行仿真；4、撰寫畢業(yè)論文。

課題三、64點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

指導(dǎo)老師：游佳

設(shè)計(jì)內(nèi)容：64點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)針對(duì)室溫環(huán)境下的溫度監(jiān)控，如大型機(jī)組的軸溫，大型變壓器油溫，化學(xué)反應(yīng)過程，環(huán)境測(cè)試等?？刂坪诵牟捎梦⑻幚砥骰騿纹瑱C(jī)，監(jiān)測(cè)64點(diǎn)溫度，溫度范圍0～100℃，采用半導(dǎo)體溫度傳感器AD590，按矩陣方式切換輸入信號(hào)。輸出8路開關(guān)控制信號(hào)和2路PWM模擬信號(hào)（具備PID控制能力）。同時(shí)要求利用微處理器或單片機(jī)的已有通訊接口或其它工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳和控制。

設(shè)計(jì)要求：1.總體方案設(shè)計(jì)，需要提出至少兩種切實(shí)可行的方案，并加以比較，選擇一種最優(yōu)方案；

2.根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)硬件電路，需要有理論依據(jù)，有分析計(jì)算過程，選擇的主要元件要有原理和說明，所有元件必須有型號(hào)和參數(shù)；

3.軟件設(shè)計(jì)，使用匯編語言或C語言編成。主要軟件必須能在設(shè)計(jì)制作的硬件電路上正確運(yùn)行 ，且能夠顯示被測(cè)試對(duì)象的溫度；

4.制作硬件電路，調(diào)試硬件和軟件，完成溫度檢測(cè)與測(cè)試點(diǎn)切換，實(shí)現(xiàn)溫度上傳并在屏幕上顯示或存盤；

5.撰寫畢業(yè)論文，嚴(yán)格按照畢業(yè)論文標(biāo)準(zhǔn)，論文引用其它文章和相關(guān)技術(shù)資料不得多于40%。

課題四、 用8051單片機(jī)設(shè)計(jì)一交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

指導(dǎo)老師：潘紋

一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：

用單片機(jī)8051設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的紅、綠、黃交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，要求如下：

1）用紅、綠、黃三色發(fā)光二極管作信號(hào)燈?？紤]到學(xué)生設(shè)計(jì)時(shí)的難度，只考慮一條道路相對(duì)的兩個(gè)方向，每個(gè)方向有紅、綠、黃三個(gè)燈。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，每隔30秒紅綠燈交替變化。在每次由綠燈亮變成紅燈亮或者由紅燈亮變成綠燈亮的交替變化轉(zhuǎn)換時(shí)要求黃燈閃爍5秒，給行駛中的車輛有時(shí)間?？康浇芯€之外。

2）能實(shí)現(xiàn)正常的計(jì)時(shí)顯示功能。用倒計(jì)時(shí)方法顯示紅燈、綠燈、黃燈還需亮的時(shí)間。

3）能實(shí)現(xiàn)控制器總清零功能。 按下某個(gè)鍵后，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)總清零，計(jì)數(shù)器由初始狀態(tài)開始計(jì)數(shù)，對(duì)應(yīng)狀態(tài)的指示燈亮。 二、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：畫出設(shè)計(jì)總電路圖，寫出設(shè)計(jì)程序。

課題五、單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)

指導(dǎo)教師：游佳

設(shè)計(jì)要求:1.用MCS-51單片機(jī),通過軟件編程,設(shè)計(jì)一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制器。要求能對(duì)步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)及速度控制，同時(shí)能對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行位置控制，即能控制步進(jìn)電機(jī)從一個(gè)位置精確地運(yùn)行到另一個(gè)位置。

課題六、傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用及發(fā)展的研究

指導(dǎo)老師：周小薇

論文要求：1.了解傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的作用及地位

2.機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用傳感器的類型、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及用途等

3.如何為機(jī)電一體化系統(tǒng)選擇傳感器（舉例說明）

4.機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用傳感器的發(fā)展

相關(guān)知識(shí)：本課題要求學(xué)生綜合《傳感器技術(shù)》《機(jī)電一體化技術(shù)》《控制電機(jī)》等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行編寫。

課題七、水輪機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

指導(dǎo)老師：周小薇

設(shè)計(jì)要求：

掌握一定的電氣控制技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，可以利用PLC進(jìn)行編程，并且對(duì)氣壓傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)有一定的了解。還要求能夠運(yùn)用基本的繪圖軟件進(jìn)行繪圖。

設(shè)計(jì)內(nèi)容：

本設(shè)計(jì)共有三個(gè)部分：電氣控制部分、流體控制部分、PLC編程部分。

（一）電氣控制部分設(shè)計(jì)任務(wù)： 2.24點(diǎn)制動(dòng)閘動(dòng)作后向PLC發(fā)出制動(dòng)成功或復(fù)位信號(hào)

3.壓力站氣路壓力數(shù)顯示向PLC發(fā)出4～20mA的模擬信號(hào)

4.根據(jù)PLC傳送來的4～20mA的模擬信號(hào)，顯示相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。

（二）流體控制部分設(shè)計(jì)任務(wù)：

采用節(jié)流閥控制流量，水份分離器凈化空氣，兩個(gè)三通換向閥分別控制汽缸的上、下腔；氣液混用三通球閥進(jìn)行氣、油的轉(zhuǎn)換控制，多塊壓力表可直接讀數(shù)等。

（三）PLC編程部分設(shè)計(jì)任務(wù)：

根據(jù)給出的梯形圖進(jìn)行編程。

課題八、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

指導(dǎo)教師：黃衛(wèi)庭

構(gòu)成：PLC系統(tǒng)、變頻器、檢測(cè)保護(hù)電路、轉(zhuǎn)速測(cè)量等環(huán)節(jié)

要求：1、采用PWM變頻調(diào)速

2、有具體結(jié)構(gòu)圖及外形圖

3、選用元器件合適

4、有控制電路圖、主電路原理圖、PLC程序框圖和清單

[注意：選題要結(jié)合實(shí)際供水工作。要求寫明本設(shè)計(jì)所涉及的分析方法或技術(shù)手段（如定性、定量分析的方法）；要求有學(xué)生獨(dú)立的見解，設(shè)計(jì)內(nèi)容要詳細(xì)寫明具體步驟]。

課題九、兩種液體混合的設(shè)計(jì)

指導(dǎo)老師：葉俊 一、控制要求

1．初始狀

此時(shí)各閥門關(guān)閉，容器是空的。 SL1=SL2=SL3=OFF

M＝OFF

二、起動(dòng)操作

按下起動(dòng)按鈕，開始下列操作： (2)液體B流入，液面達(dá)到SL1時(shí)，YV2=OFF，M＝ON，開始攪拌；

(3)混合液體攪拌均勻后（設(shè)時(shí)間為l0s），M＝OFF，YV3＝ON，放出混合液體；

(4)當(dāng)液體下降到名 SL2時(shí)，SL2從ON變?yōu)镺FF，再過20s后容器放空，關(guān)閉YV3，YV3=OFF，完成一個(gè)操作周期；

(5)只要沒按停止按鈕，則自動(dòng)進(jìn)入下一操作周期?！?/p>

三、停止操作

按一下停止按鈕，則在當(dāng)前混合操作周期結(jié)束后，才停止操作，使系統(tǒng)停止于初始狀態(tài)。

四、要求：用歐姆龍型PLC技術(shù)設(shè)計(jì)

課題十、機(jī)械手控制的設(shè)計(jì)

指導(dǎo)老師：葉俊

一、機(jī)械手工作過程，且每次循環(huán)動(dòng)作均從原位開始。

二、控制要求

1．在傳輸帶A端部，安裝了光電開關(guān)PS，用以檢測(cè)物品的到來。當(dāng)光電開關(guān)檢測(cè)到物品時(shí)為ON狀態(tài)。

2.機(jī)械手在原位時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，系統(tǒng)起動(dòng)，傳送帶A運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)光電開關(guān)檢測(cè)到物品后，傳送帶A停。

3．傳輸帶A停止后，機(jī)械手進(jìn)行一次循環(huán)動(dòng)作，把物品從傳送帶A上搬到傳送帶B(連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)）上。

4.機(jī)械手返回原位后，自動(dòng)再起動(dòng)傳送帶A運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。

5．按下停止按鈕后，應(yīng)等到整個(gè)循環(huán)完成后，才能使機(jī)械手返回原位，停止工作。

6.機(jī)械手的上升／下降和左移／右移的執(zhí)行結(jié)構(gòu)均采用雙線圈的二位電磁閥驅(qū)動(dòng)液壓裝置實(shí)現(xiàn)，每個(gè)線圈完成一個(gè)動(dòng)作。

7.抓緊／放松由單線圈二位電磁閥驅(qū)動(dòng)液壓裝置完成，線圈通電時(shí)執(zhí)行抓緊動(dòng)作，線圈斷電時(shí)執(zhí)行放松動(dòng)作。

8.機(jī)械手的上升、下降、左移、右移動(dòng)作均由極限開關(guān)控制。

9.抓緊動(dòng)作由壓力繼電器控制，當(dāng)抓緊時(shí)，壓力繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。放松動(dòng)作為時(shí)間控制（設(shè)為2s）。

要求：用歐姆龍型PLC技術(shù)設(shè)計(jì)

課題十一、建立機(jī)械全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作電路模型

指導(dǎo)老師：方瑋

結(jié)構(gòu)：由電動(dòng)程控器、水位開關(guān)、安全開關(guān)（蓋開關(guān)）、排水選擇開關(guān)、 不排水停機(jī)開關(guān)、貯水開關(guān)、漂洗選擇開關(guān)、洗滌選擇開關(guān)等組成。工作原理：通過各種開關(guān)組成控制電路，來控制電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水閥、排水電磁鐵及蜂鳴器的電壓輸出，使洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)轉(zhuǎn)。

主要內(nèi)容：進(jìn)水控制電路，電動(dòng)機(jī)控制電路，排水系統(tǒng)電路等。

要求：結(jié)合洗衣機(jī)的工作過程，給出以上電路模型號(hào)并說明原理，論文不少于5000字

課題十二、工廠變配電所的設(shè)計(jì)

指導(dǎo)老師：居劍文

一、設(shè)計(jì)的要求

根據(jù)設(shè)計(jì)課題的技術(shù)指標(biāo)和給定條件，能夠獨(dú)立而正確地進(jìn)行方案認(rèn)證和設(shè)計(jì)計(jì)算，要求概念清楚，方案合理，方法正確，步驟完整。

要求會(huì)查閱有關(guān)參考資料和手冊(cè)等

要求學(xué)會(huì)選擇有關(guān)元件和參數(shù)

要求學(xué)會(huì)編制有關(guān)電氣系統(tǒng)圖和編制元件明細(xì)表

要求學(xué)會(huì)編寫設(shè)計(jì)說明書

二、設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容

負(fù)荷計(jì)算及無功功率補(bǔ)償計(jì)算。

變配電所所址和型式的選擇。

變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及類型的選擇（配電所設(shè)計(jì)不含此內(nèi)容）。

變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)

短路電流的計(jì)算

變配電所一次設(shè)備的選擇

變配電所二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)裝置的選擇與整定

變電所防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)

編寫設(shè)計(jì)說明書及主要設(shè)備材料清單

10、繪制變電所主結(jié)線圖、平面圖和必要的剖線圖、二次回路圖及其它的施工圖樣。

課題十三、電纜－架空混合線路的繼電保護(hù)問題的研究

指導(dǎo)老師：方瑋 研究現(xiàn)狀，了解目前電纜－架空混合線路的保護(hù)的配置的方法，優(yōu)缺點(diǎn)，并根據(jù)

電纜的特點(diǎn)，架空線路的特點(diǎn)，提出適合于混合線路的保護(hù)的方案；

3、 提出適合于電纜－架空混合線路的繼電保護(hù)的方案； 4、撰寫畢業(yè)論文。

課題十四、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性分析

指導(dǎo)老師：潘紋

設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

1）對(duì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)三種基

本類型的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析。

2）每種類型各舉一個(gè)日常生活中常見的實(shí)例，畫出其基本圖表。對(duì)每種

類型要求用falsh或者authorware等做一個(gè)能動(dòng)的形象逼真的例子。如吊起重物的起重機(jī)、運(yùn)動(dòng)的火車的機(jī)輪、橢圓儀、翻箱機(jī)、機(jī)械手爪等。

課題十五、數(shù)控銑床及加工中心產(chǎn)品加工工藝設(shè)計(jì)

指導(dǎo)老師：倪祥明 課題十六、機(jī)械手直線運(yùn)動(dòng)液壓系統(tǒng)的制作

指導(dǎo)教師：黃國祥

目的：實(shí)現(xiàn)機(jī)械手水平、垂直兩個(gè)方向的機(jī)械運(yùn)動(dòng)

任務(wù)：1、系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)與計(jì)算；液壓泵、液壓閥等技術(shù)參數(shù)的選擇；液壓輔助部件的選擇與購買。

2、液壓缸的加工制作。

3、液壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試。

4、電路系統(tǒng)的安裝。

5、技術(shù)資料整理與電子文檔的制作。

要求： 1、分組布置任務(wù)，每組可以是1人以上。

2、電子文檔要求打印，字?jǐn)?shù)不少于5000字。

3、現(xiàn)場(chǎng)展覽制作產(chǎn)品，參加答辯。

課題十七、“中國結(jié)”造型設(shè)計(jì)

指導(dǎo)教師：張蓉

1.畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)

著重提高在CAD/CAM軟件應(yīng)用方面的實(shí)踐技能，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。通過創(chuàng)建中國結(jié)造型設(shè)計(jì)、市場(chǎng)推廣、資料整理等環(huán)節(jié)，初步掌握應(yīng)用CAD/CAM進(jìn)行工業(yè)造型設(shè)計(jì)的方法和基本技能。

2.畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求

通過畢業(yè)設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的實(shí)踐，應(yīng)達(dá)到如下要求：

靈活運(yùn)用所學(xué)Pro/e軟件創(chuàng)建“中國結(jié)”,打印出造型設(shè)計(jì)步驟和造型圖；

對(duì)造型出來的“中國結(jié)”進(jìn)行包裝設(shè)計(jì)。如用Photoshop或3dmax等軟件進(jìn)行包裝，打印出用于市場(chǎng)推廣的效果圖；

寫出500字左右的論文小結(jié)

培養(yǎng)一定自學(xué)能力和獨(dú)立分析問題、解決問題能力；

通過畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹立嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是的工作作風(fēng)，并培養(yǎng)自己具有一定的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)、全面觀點(diǎn)及團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。

3.“中國結(jié)”造型參考圖：

（造形和尺寸自定義）

課題十八、“福娃”造型設(shè)計(jì)

指導(dǎo)教師：羅進(jìn)生

1.畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)

著重提高在CAD/CAM軟件應(yīng)用方面的實(shí)踐技能，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。通過創(chuàng)建“福娃”造型設(shè)計(jì)、市場(chǎng)推廣、資料整理等環(huán)節(jié)，初步掌握應(yīng)用CAD/CAM進(jìn)行工業(yè)造型設(shè)計(jì)的方法和基本技能。

2.畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求

通過畢業(yè)設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的實(shí)踐，應(yīng)達(dá)到如下要求：

靈活運(yùn)用所學(xué)Pro/e軟件創(chuàng)建“福娃”,打印出造型設(shè)計(jì)步驟和造型圖；

對(duì)造型出來的“福娃”進(jìn)行包裝設(shè)計(jì)。如用Photoshop或3dmax等軟件進(jìn)行包裝，打印出用于市場(chǎng)推廣的效果圖；

寫出500字左右的論文小結(jié)；

培養(yǎng)一定自學(xué)能力和獨(dú)立分析問題、解決問題能力；

通過畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹立嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是的工作作風(fēng)，并培養(yǎng)自己具有一定的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)、全面觀點(diǎn)及團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。

3.“福娃”造型參考圖：

課題十九、大功率高頻直流開關(guān)電源的設(shè)計(jì)

指導(dǎo)老師： 倪濤

通過該題目的設(shè)計(jì),加強(qiáng)電力電子的學(xué)習(xí)和理解，系統(tǒng)學(xué)習(xí)開關(guān)電源的設(shè)計(jì)方法，綜合運(yùn)所學(xué)過的知識(shí),培養(yǎng)獨(dú)立工作，解決實(shí)際問題的能力，為走向工作崗位打一定的基礎(chǔ)

內(nèi)容：

按技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)一臺(tái)直流開關(guān)電源

主要技術(shù)參數(shù)：

輸入電壓：三相交流380V 輸入頻率：50HZ

輸 出：恒流50安 輸出電流變動(dòng)范圍：0---50安連續(xù)可調(diào)

輸出電壓：0—60伏

要求：

1.按要求分階段寫文字材料；

2. 3.論文要按要求格式打??；

4.獨(dú)立完成

設(shè)計(jì)步驟：

1.閱讀國內(nèi)外有關(guān) 2.選定開關(guān)電源集成控制器，學(xué)習(xí)其工作原理、應(yīng)用方法；

3.主電路方案選擇，要有技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；

4.主電路設(shè)計(jì)；

5.元器件的設(shè)計(jì)、計(jì)算、選擇；

6.控制電路、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)；

7.打印論文

課題二十、三層樓電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試

指導(dǎo)老師：倪濤

設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、不允許同時(shí)有兩層樓要求停電梯；

2、當(dāng)二層不需要停時(shí)，能越過二層直接到達(dá)所需樓層。

要求：

分階段寫文字材料；

2、 3、論文要按要求格式打??；

4、獨(dú)立完成

步驟：

1、設(shè)計(jì)I/O配線表。

2、設(shè)計(jì)出電梯控制的梯形圖。

3、寫出指令表。

4、用編程器輸入指令。

調(diào)試運(yùn)行。

課題二十一、車輛出入庫管理PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

指導(dǎo)老師：楊芳

內(nèi)容：編制一個(gè)用PLC控制的車輛出入庫管理梯形圖控制程序,控制要求如下:

1、入庫車輛前進(jìn)時(shí),計(jì)數(shù)器加1,后退則減1.

2、出庫車輛前進(jìn)時(shí)計(jì)數(shù)器減1,后退則加1.

3、要求有顯示屏指示車庫內(nèi)車輛的實(shí)際數(shù)目.

要求：

1.根據(jù)題意設(shè)計(jì)顯示電路，并按圖連接。

2.畫PLCI/O接口連線圖，并按圖連接。

3.編制梯形圖及指令語句表。

4.完成系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)控制要求。

課題二十二、水塔水位控制PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)

指導(dǎo)老師：楊芳

內(nèi)容：1、保持水池的水位在S3——S4之間，當(dāng)水位低于S3，則打開閥門進(jìn)水，水位到達(dá)S4時(shí)，則關(guān)閉閥門。 水塔水位控制面板

要求：1.根據(jù)題意設(shè)計(jì)顯示電路，并按圖連接。

2.畫PLCI/O接口連線圖，并按圖連接。

3.編制梯形圖及指令語句表。

4.完成系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)控制要求。

課題二十三、用PRO/E軟件進(jìn)行玩具造型設(shè)計(jì)

指導(dǎo)教師：羅進(jìn)生

要求：利用軟件進(jìn)行實(shí)體造型，寫出具體造型步驟。步驟清晰合理，造型思路明確。可以自己設(shè)計(jì)玩具形狀，分析所設(shè)計(jì)玩具市場(chǎng)前景。

參考圖樣：

課題二十四、基于PROE軟件的機(jī)械制圖三維模型庫開發(fā)及應(yīng)用

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0 前言

FA 506型環(huán)錠細(xì)紗機(jī)是目前國內(nèi)紡織機(jī)械廠大量生產(chǎn)的一種細(xì)紗機(jī)，通常采用傳統(tǒng)PLC控制，自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，成紗質(zhì)量較好，便于管理。論文寫作，F(xiàn)PGA。但傳統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)也存在固有的缺陷，由于PLC是一種通用控制器，應(yīng)用到紡織機(jī)械控制系統(tǒng)作為現(xiàn)場(chǎng)控制裝置有其局限性，需做許多硬件和軟件上的改進(jìn)工作，配置額外的設(shè)備和電路。論文寫作，F(xiàn)PGA。同時(shí)PLC本身存在嚴(yán)重的缺點(diǎn)，主要是PLC的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開放的，絕大多數(shù)的PLC是專用總線、專用通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議，編程雖多為梯形圖，但各公司的組態(tài)、尋址、硬件結(jié)構(gòu)不一致，使各種PLC互不兼容。同時(shí)，PLC配合PC機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)控程序的實(shí)時(shí)性、開放性和可靠性無法得到保障，其通信速度慢和PLC專用聯(lián)網(wǎng)模塊的設(shè)計(jì)也是一個(gè)很大的問題。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本嵌入式PLC系統(tǒng)利用FPGA設(shè)計(jì)為高性能的嵌入式處理器，采用了基于VHDL語言的自頂向下的模塊化設(shè)計(jì)方法，頂層設(shè)計(jì)使用原理圖輸入。并利用Visual C++實(shí)現(xiàn)了編譯型PLC上位機(jī)軟件，最后用QuartusⅡ進(jìn)行仿真，并將以處理器為核心的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用于FA506型環(huán)錠細(xì)紗機(jī)的改造。論文寫作，F(xiàn)PGA。論文寫作，F(xiàn)PGA。測(cè)試表明，該處理器能準(zhǔn)確且快速的響應(yīng)嵌入式PLC的邏輯指令，能滿足工程技術(shù)指標(biāo)，且較傳統(tǒng)的PLC處理器更靈活，集成度更高。

2 嵌入式處理器設(shè)計(jì)

2.1 控制器設(shè)計(jì)

控制器的形式主要有組合邏輯控制器和微程序控制器兩種，與組合邏輯控制器相比較，微程序控制器具有規(guī)整性、靈活性、可維護(hù)性等一系列優(yōu)點(diǎn)[1]，在計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)中使用比較普遍，本控制器的設(shè)計(jì)采用的也是微程序控制器。微程序控制的基本思想，就是仿照通常的解題程序的方法，把操作控制信號(hào)編成所謂的“微指令”，存放到一個(gè)只讀存儲(chǔ)器里。當(dāng)機(jī)器運(yùn)行時(shí)，一條又一條地讀出這些微指令，從而產(chǎn)生全機(jī)所需要的各種操作控制信號(hào)，使相應(yīng)部件執(zhí)行所規(guī)定的操作。微程序控制器主要由控制存儲(chǔ)器(CM)，微地址產(chǎn)生邏輯，微地址寄存器(uAR)，微指令寄存器(uIR)等組成。

該處理器指令采用十位二進(jìn)制編碼格式。每條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)一段微程序，一段微程序包含若干條微指令，微程序的設(shè)計(jì)就具體地可落實(shí)到微指令的設(shè)計(jì)[2-3]，微指令中的控制字段作為控制命令控制計(jì)算機(jī)的操作，控制字段給出的微命圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

令應(yīng)包含計(jì)算機(jī)操作的所有微命令，對(duì)微命令給出和表示的方法與所采用的編碼方式有關(guān)，常用的微命令表示方法有直接表示法、編碼表示法、和混合表示法，該設(shè)計(jì)采用的是將直接表示法和編碼表示法混合使用的混合表示法。

控制存儲(chǔ)器中存放的是各指令所對(duì)應(yīng)的微程序，它可以用FPGA中的LPM_ROM模塊來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)clock上升沿到來時(shí)，rom就把a(bǔ)ddress所對(duì)應(yīng)的地址中的值輸出。

微地址產(chǎn)生邏輯主要是根據(jù)微指令中的測(cè)試位及其他相關(guān)的條件來控制微地址的產(chǎn)生，它是根據(jù)一定的邏輯功能用VHDL語言編寫的，并且經(jīng)過編譯和綜合后生成的模塊。

2.2 運(yùn)算器設(shè)計(jì)

運(yùn)算器是用來對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算的部件，該ALU具有三輸入和兩輸出。2.3RAM設(shè)計(jì)

RAM用來存儲(chǔ)用戶程序，它可以用FPGA中的LPM_RAM_DQ模塊來實(shí)現(xiàn)。其中，wren是讀寫控制端，當(dāng)wren=0時(shí)為讀允許，這時(shí)在同步時(shí)鐘clock的上升到來時(shí)沿將address所對(duì)應(yīng)的地址中的內(nèi)容給輸出端；當(dāng)wren=1時(shí)為寫允許，這時(shí)在同步時(shí)鐘clock的上升沿到來時(shí)將data端的數(shù)據(jù)寫入到address所指明的地址中。論文寫作，F(xiàn)PGA。

3 軟件設(shè)計(jì)與仿真

編譯型PLC下載到下位機(jī)的程序，是在上位機(jī)編譯系統(tǒng)中編譯過的程序。該程序下載到下位機(jī)后，可以直接執(zhí)行，而不再需要解釋；并且可以一次編譯，多次執(zhí)行。這種機(jī)制在上位機(jī)就完成了編譯的工作，下位機(jī)通過加載程序就可以直接執(zhí)行，從而節(jié)省了很多時(shí)間。這種執(zhí)行機(jī)制的編輯環(huán)境和解釋型PLC的編輯環(huán)境基本相同，也包含了硬件配置模塊、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置模塊、梯形圖和語句表的編輯模塊等，但不同的是其增加了對(duì)指令的編譯處理部分[4-5]。經(jīng)過編譯處理，在上位機(jī)完成把應(yīng)用程序轉(zhuǎn)化為嵌入式機(jī)器碼的工作，然后通過編譯系統(tǒng)的串口下載功能將這些連續(xù)的機(jī)器碼下載到下位機(jī)。

圖4 程序仿真

為了測(cè)試指令的運(yùn)行情況，本文給出了一段基于QuartusⅡ的程序仿真。仿真時(shí)給出了10位輸入數(shù)據(jù)indata='1110000101'，I0. 0~I0. 4分別對(duì)應(yīng)著該數(shù)據(jù)的第0位~第4位，同樣Q0. 0和Q0. 1分別對(duì)應(yīng)著輸出端子的第0位和第1位。仿真結(jié)果的圖4中：T1，T2，T3，T4為4個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍信號(hào)，out0和out1分別對(duì)應(yīng)著輸出端子Q0. 0和Q0. 1，因?yàn)镮0. 0和I0. 2為1， I0. 3和I0. 4都為0，因此程序運(yùn)行的最后結(jié)果應(yīng)該是Q0. 0和Q0. 1都為1，并且從圖4可以看出，仿真結(jié)果與此相同，程序運(yùn)行正確說明所設(shè)計(jì)的微處理器及其指令正確可靠。

本文所設(shè)計(jì)的PLC微處理器具有很強(qiáng)的可修改性和可移植性，并且優(yōu)化升級(jí)也很方便，可以根據(jù)特定的需要方便地增刪指令和I/O端口的數(shù)量，這比傳統(tǒng)的PLC具有更大的靈活性。另外，由于FPGA具有很高的密度，能夠集成很大的系統(tǒng)，因而極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。

4 系統(tǒng)在細(xì)紗機(jī)上的應(yīng)用

傳統(tǒng)的絡(luò)紗技術(shù)在卷繞速度增加時(shí)，紗線質(zhì)量相應(yīng)下降。在PLC微處理器中采用PID（比例- 積分- 微分）算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以控制紗線前后張力保持穩(wěn)定一致，使一個(gè)筒子上紗線張力穩(wěn)定均勻，可減少紗線毛羽波動(dòng)。另一方面采用FPGA的快速運(yùn)算功能控制氣圈控制器、氣圈破裂器，以減少紗線退繞時(shí)氣圈過大與空氣及周圍的零部件的摩擦碰撞，使紗線張力始終能保持穩(wěn)定，從而減少毛羽的產(chǎn)生。通過對(duì)FA506細(xì)紗機(jī)嵌入式PLC改造，實(shí)現(xiàn)了3mm毛羽指數(shù)由原來的6.5個(gè)降低到4.5個(gè)。

細(xì)紗工序是影響條干均勻度的關(guān)鍵工序，生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)、紡紗原料的性質(zhì)、粗紗的結(jié)構(gòu)以及所使用的牽伸裝置型式，通過對(duì)比紡紗試驗(yàn)，確定合理的嵌入式PLC工藝參數(shù)。當(dāng)成紗質(zhì)量要求較高但又缺少必要的有效措施時(shí)，總牽伸和局部牽伸分配不宜接近機(jī)型允許的上限，應(yīng)以偏小掌握，以利于提高成紗條干。羅拉隔距、喂入粗紗的定量、牽伸型式均應(yīng)與局部牽伸倍數(shù)相適應(yīng)。論文寫作，F(xiàn)PGA。羅拉加壓應(yīng)穩(wěn)定、均勻，以確保穩(wěn)定的牽伸效率。通過對(duì)FA506細(xì)紗機(jī)嵌入式PLC改造，實(shí)現(xiàn)了細(xì)紗條干（ CV 值）由原來的17.5%降低到16.8%。

FA506細(xì)紗機(jī)電氣控制系統(tǒng)采用嵌入式PLC控制整個(gè)紡紗過程，提高了控制精度，解決了生產(chǎn)管理方面存許多缺陷。利用“提高軟件設(shè)計(jì)水平來整合硬件”原則，降低了系統(tǒng)成本，單機(jī)實(shí)現(xiàn)每噸紗用電由原來的1550度降低到1350度，提高了產(chǎn)品盈利能力，具有廣闊應(yīng)用前景。

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可編程控制器（ProgrammableLogic Controller）簡(jiǎn)稱PLC它是將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、通訊技術(shù)和微機(jī)技術(shù)相融合，專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的專用控制器。由于PLC本身所具有的一系列優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)控制領(lǐng)域中的普及范圍越來越廣，PLC產(chǎn)品的種類也越來越多，其結(jié)構(gòu)型號(hào)、性能、容量、指令系統(tǒng)，編程方法等各不相同，適用場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選擇PLC 對(duì)于提高其在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用有著重要作用。應(yīng)用PLC首先要詳細(xì)分析被控對(duì)象、控制過程與要求，熟悉了解工藝流程后列出控制系統(tǒng)的所有功能和指標(biāo)要求．與繼電器控制系統(tǒng)和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行比較后加以選擇。PLC 最適合于控制對(duì)象的工業(yè)環(huán)境較差，而安全性、可靠性要求特別高，系統(tǒng)工藝復(fù)雜，輸入輸出以開關(guān)量為多，用常規(guī)的繼電器接觸器難以實(shí)現(xiàn)，工藝流程又要經(jīng)常變動(dòng)的對(duì)象和現(xiàn)場(chǎng)。其次要確定控制范圍，一般講，能夠反映生產(chǎn)過程的運(yùn)行情況，能用傳感器進(jìn)行直接測(cè)量的參數(shù)；用人工進(jìn)行控制工作量大，操作復(fù)雜容易出錯(cuò)或操作過于頻繁，人工操作不容易滿足工藝要求的往往由PLC控制。盡管PLC自身具備良好的抗干擾能力，但在實(shí)際應(yīng)用中各種類型PLC大多處在惡劣電磁環(huán)境中,在實(shí)際應(yīng)用中常遇到PLC因干擾而不能正常工作的情形,所以在PLC控制系統(tǒng)抗干擾能力仍然是設(shè)計(jì)系統(tǒng)不容忽視的問題。

1 PLC 的選擇

1） PLC機(jī)型的選擇

PLC機(jī)型的選擇主要是指在功能上如何滿足需要，并且充分利用系統(tǒng)資源。選擇機(jī)型前，首先要對(duì)被控制系統(tǒng)進(jìn)行初步估計(jì)：有多少開關(guān)量輸入，電壓分別為多少，有多少開關(guān)量輸出，輸出功率為多少；有多少模擬量輸人和模擬量輸出；是否有特殊控制要求，如高速計(jì)數(shù)器（HC）；現(xiàn)場(chǎng)對(duì)控制器響應(yīng)速度有何要求；機(jī)房與現(xiàn)場(chǎng)分開還是在一起等。

在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格最優(yōu)的機(jī)型。通常的做法是：在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好的場(chǎng)合，選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC；其他情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的PLC；對(duì)于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的，一般其控制速度無須考慮，因此選用帶A/D轉(zhuǎn)換，D/A轉(zhuǎn)換，加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求；而控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的，可根據(jù)控制規(guī)模及復(fù)雜程度來選用中檔或高檔機(jī)。應(yīng)該注意的是，同一個(gè)企業(yè)應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一，這樣同一個(gè)機(jī)型的PLC模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理；同時(shí)，其統(tǒng)一的功能及編程方法也有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開發(fā)；此外，由于其外部設(shè)備通用，資源可以共享，并集中管理。

2） 輸入/輸出端口（I/O）的選擇

PLC與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過I/O接口模塊來實(shí)現(xiàn)的，PLC有許多I/O接口模塊，包括開關(guān)量輸入、輸出模塊、模擬量輸人模塊、模擬量輸出模塊以及其他一些特殊模塊，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)它們的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。

（1） 確定l/O點(diǎn)數(shù)。不同的控制對(duì)象所需要的陽點(diǎn)數(shù)不同，一些典型的傳動(dòng)設(shè)備及常用的電氣元件所需PLC的I/O點(diǎn)數(shù)是固定的，如一個(gè)帶磁環(huán)雙作用氣缸需用2個(gè)輸入點(diǎn)；一個(gè)按鈕需一個(gè)輸入點(diǎn)；一個(gè)指示燈占用一個(gè)輸出點(diǎn)等。但對(duì)于同一個(gè)控制對(duì)象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同，I/O點(diǎn)數(shù)也應(yīng)有變化。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需的I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)，應(yīng)再增加10％一20％的備用量，以便拓展控制功能。

（2） 開關(guān)量I/O。開關(guān)量I/O接口可以從傳感器和開關(guān)（如按鈕、行程開關(guān)等）及控制設(shè)備（如指示燈、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器等）接收信號(hào)。典型的交流I/O信號(hào)為24～240V，直流I/O信號(hào)為5～240V。輸入電路因PLC品牌不同略有差別，但有些特性是相同的，如用于消除錯(cuò)誤信號(hào)的抖動(dòng)電路等。

（3）模擬量I/O。模擬量I/O接口一般用來感知傳感器產(chǎn)生的信號(hào)。這些接口可用于測(cè)量流量、溫度和壓力，并可用于控制電壓或電流輸出設(shè)備。其典型量程為-10～+10V、0～+11V、4～20mA或10～50mA。一些制造廠家在PLC上設(shè)計(jì)有特殊模擬接口，因而可以接收低電平信號(hào)，如RTD、熱電偶等。

3） 存儲(chǔ)器類型及容量選擇

PLC系統(tǒng)所使用的存儲(chǔ)器由ROM和RAM組成，存儲(chǔ)容量則隨機(jī)器的大小變化，最大存儲(chǔ)能力：一般小型機(jī)最大存儲(chǔ)能力低于6KB，中型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力可達(dá)64KB，大型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力可上兆字節(jié)。使用時(shí)可根據(jù)程序及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要來選用合適的機(jī)型。必要時(shí)也可專門進(jìn)行存儲(chǔ)器的擴(kuò)充設(shè)計(jì)。

4） 電源模塊選擇

在系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程中，PLC的編程問題是非常重要的。用戶應(yīng)當(dāng)對(duì)所選擇PLC產(chǎn)品的軟件功能及編程器有所了解。小型控制系統(tǒng)一般選用價(jià)格便宜的簡(jiǎn)易編程器（如LOGO），如果系統(tǒng)較大或多臺(tái)PLC共用，可以選用功能強(qiáng)，編程方便的圖形編程器。如果有個(gè)人計(jì)算機(jī)，可以選用能在個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的編程軟件包。同時(shí)，為了防止因干擾、電池電壓下降等原因破壞RAM中的用戶程序，可以選用E2PROM模塊作為外部設(shè)備。論文參考網(wǎng)。

對(duì)于結(jié)構(gòu)為模塊式的PLC，電源模塊和額定電流必須大干或等于主機(jī)、I/O模塊、專用模塊等總的消耗電流之和。當(dāng)使用專用機(jī)架時(shí)．從主機(jī)架電源模塊到最遠(yuǎn)一個(gè)擴(kuò)展機(jī)架的線路壓降必須小于0.25V。

5） 程序設(shè)計(jì)

根據(jù)控制對(duì)象的控制任務(wù)完成前述階段后就可以進(jìn)行控制系統(tǒng)的流程設(shè)計(jì)，畫出控制系統(tǒng)的流程圖，進(jìn)一步說明各個(gè)控制信息之間的關(guān)系，然后具體安排I/O的配置，并對(duì)I/O進(jìn)行地址編號(hào)。I/O地址編號(hào)確定后，再畫出I/O端子和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)接線圖，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)即可將硬件設(shè)計(jì)和程序編寫二項(xiàng)工作平行進(jìn)行，編寫程序的過程就是軟件設(shè)計(jì)過程。用戶編寫的程序在總裝統(tǒng)調(diào)前需要進(jìn)行模擬調(diào)試。用裝在戶LC 上的模擬開關(guān)模擬輸入信號(hào)的狀態(tài)，用輸出點(diǎn)的指示燈模擬被控對(duì)象，檢查程序無誤后便把PLC接到系統(tǒng)里，進(jìn)行總裝統(tǒng)調(diào)，如果統(tǒng)調(diào)達(dá)不到指標(biāo)要求則可對(duì)硬件和軟件作調(diào)整，全部調(diào)試結(jié)束后，一般將程序固化在有長久記憶功能的EPROM中長期保存。

2 PLC系統(tǒng)的干擾源

PLC的干擾源比較復(fù)雜，分類方法較多，常見的有按性質(zhì)分或按來源分。

按性質(zhì)可分為共模干擾和差模干擾兩大類。共模干擾主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號(hào)線上感應(yīng)的共態(tài)(同方向) 電壓迭加所形成。共模電壓有時(shí)較大,特別是采用隔離性能差的配電器供電時(shí),變送器輸出信號(hào)的共模電壓普遍較高,有的可高達(dá)130V以上。共模電壓通過不對(duì)稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓,直接影響測(cè)控信號(hào),造成元器件損壞,這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的主要原因。這種共模干擾可為直流,亦可為交流。差模干擾主要由空間電磁場(chǎng)在信號(hào)間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓,這種干擾直接疊加在信號(hào)上,直接影響測(cè)量與控制精度。論文參考網(wǎng)。

按來源可分為內(nèi)部干擾和外部干擾。內(nèi)部干擾主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生,如邏輯電路相互輻射及其對(duì)模擬電路的影響,模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于PLC 制造廠對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容,比較復(fù)雜,作為應(yīng)用部門無法改變,可不必過多考慮。外部干擾主要有來自空間的輻射干擾、來自電源的干擾、來自信號(hào)線引入的干擾、來自接地系統(tǒng)混亂時(shí)的干擾等。來自空間的輻射干擾主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的,通常稱為輻射干擾,其分布極為復(fù)雜,若PLC 系統(tǒng)置于射頻場(chǎng)內(nèi),就會(huì)受到輻射干擾。

3 抗干擾措施

1） 硬件措施

（1）屏蔽：對(duì)電源變壓器、CPU、編程器等主要部件，采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾。

（2）濾波：對(duì)供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的相互影響。

（3）電源調(diào)整與保護(hù)：對(duì)CPU這個(gè)核心部件所需的＋5V 電源，采用多級(jí)濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動(dòng)和過電壓、欠電壓的影響。

（4）隔離：在CPU與I/O電路間，采用光電隔離措施，有效隔離I/O間的電聯(lián)系，減少故障誤動(dòng)作。

（5）采用模塊式結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)有助干在故障情況下短時(shí)修復(fù)。論文參考網(wǎng)。因?yàn)橐坏┎樘幠骋荒K出現(xiàn)故障，就能迅速更換，使系統(tǒng)回復(fù)正常工作，也有助于加快查找故障原因。

2） 軟件措施

（1）故障檢測(cè)：PLC本身有很完善的自診斷功能，但在工程實(shí)踐中，PLC的I/O元件如限位開關(guān)、電磁閥、接觸器等的故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PLC的本身故障率，這些元件出現(xiàn)故障后，PLC一般不會(huì)察覺出來，不會(huì)立即停機(jī)，這會(huì)導(dǎo)致多個(gè)故障相繼發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成人身設(shè)備事故，停機(jī)后查找故障也要花費(fèi)大量時(shí)間。

（2）信息保護(hù)和恢復(fù)：當(dāng)偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時(shí)，不破壞PLC內(nèi)部的信息，一旦故障條件消失，就可以恢復(fù)正常繼續(xù)原來的工作。所以，PLC在檢測(cè)故障條件時(shí)，立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲(chǔ)器，軟件配合對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行封閉，禁止對(duì)存儲(chǔ)器的任何操作，以防存儲(chǔ)器信息被沖掉，一旦檢測(cè)到外界環(huán)境正常后，便可恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來的程序工作。

（3）提高輸入信號(hào)的可靠性：由于電磁干擾、噪聲、模擬信號(hào)誤差等因素的影響，會(huì)引起輸入信號(hào)的錯(cuò)誤，引起程序判斷失誤，造成事故，例如按鈕的抖動(dòng)、繼電器觸點(diǎn)的瞬間跳動(dòng)都會(huì)引起系統(tǒng)誤動(dòng)作，可以采用軟件延時(shí)去抖。對(duì)于模擬信號(hào)誤差的影響可采取對(duì)模擬信號(hào)連續(xù)采樣三次．采樣間隔根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間和該信號(hào)的變化頻率而定，三個(gè)數(shù)據(jù)先后存放在不同的數(shù)據(jù)寄存器中，經(jīng)比較后取中間值或平均值作為當(dāng)前輸入值。在硬件和軟件方面采取各種措施后,大大提高。

4 結(jié)束語

目前，隨著各種技術(shù)的迅猛發(fā)展，PLC的種類日益繁多．功能也逐漸增強(qiáng)，在產(chǎn)品規(guī)模上向大小兩個(gè)發(fā)展。在實(shí)際工作中還要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)PLC的選用做出適當(dāng)調(diào)整以及根據(jù)具體情況選用適當(dāng)?shù)目垢蓴_措施，以便滿足期望的工業(yè)控制系統(tǒng)。

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