需要一篇自动控制方面的英文文献
本毕业设计课题是属于教师拟定性课题,主要是研究基于单片机的对步进电机的有效控制。步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件,每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例,相应的转速取决于输入脉冲频率。
步进电机是机电一体化产品中关键部件之一,通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中,如:数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。
Abstract
This article mainly elaborated has been hanging the movement control system merit, introduced was hanging the movement control system function, the principle and the design process. Is hanging the movement control system is one of in control engineering domain important applications, its main target is to is controlled the object the movement condition, including path, speed and position implementation check. The movement control system compares with other control systems, has the system model simply, the check algorithm is unitary, also not complex characteristic and so on non-linearity and coupling situation. Also is precisely because the movement control system can implement to the path, the running rate, the pointing accuracy as well as the repetition precision accuracy control requirement, has the broad application foreground in each category of control engineering, therefore the movement control system has at present become in the check study application domain very much significant the research direction. Through the monolithic integrated circuit to stepping monitor check, implemented the motor-driven to cause the object at on the board which inclined the movement, The control section is the SST89E52 monolithic microcomputer which SST Corporation produces primarily, with when the 1602LCD liquid crystal screen and according to turned has implemented with the user interactive, through the keyboard entry different control command, the liquid-crystal display was allowed to display the setting value and the run the coordinates. The electrical machinery control section used LM324N four to transport puts and is connected the electronic primary device voluntarily to develop the 42BYG205 stepping monitor actuation electric circuit to implement the electrical machinery accuracy control. The algorithm partially for will suit the monolithic integrated circuit system to operate carries on optimizes many times, will reduce the microprocessor the operand. Has completed the object voluntarily the movement and according to the different setup path movement.
Key words Magneto; 1602LCD; LM324N; Drive circuit
选择步进电机时,首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时,首先要计算机械系统的负载转矩,电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中,各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机,负载力矩大[1 ]。
选择步进电机时,应使步距角和机械系统匹配,这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量,一是可以改变丝杆的导程,二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率,不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。
选择功率步进电机时,应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率,使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量,使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。
基于单片机的悬挂运动控制系统,具有硬件电路结构简单,精确度高,抗干扰性强等优点。
1.2 课题目的
培养综合运用四年大学所学知识去分析问题和解决实际问题的能力。在实践中检验所学知识,从而加强理论与实践的相结合。 体验一个科研项目开发的全过程,学会单片机开发应用方法,锻炼应用能力,动手能力。本课题设计是具有一定难度的基于单片机的应用系统开发项目,培养学生创新精神和创新能力。通过这次毕业论文及设计,检验的综合素质和专业教育的培养效果,并且使学会阅读、利用英文文献资料,阅读并翻译外文资料的能力,学会设计报告和论文。
1.3 课题意义
随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高,各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活,以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员[ 3]。它实用性强,功能齐全,技术先进,使人们相信这是科技进步的成果。它更让人类懂得,数字时代的发展将改变人类的生活,将加快科学技术的发展。
通过对“微机控制自动门系统”的研究和设计,精心撰写了微机控制自动门系统论文。本论文着重阐述了以单片机为主体,LED点阵显示芯片及步进电机为核心的系统。
本设计主要应用SST89E58作为控制核心,LED点阵显示芯片、步进电机、压力传感器、电位器相结合的系统。充分发挥了单片机的性能。其优点硬件电路简单,软件功能完善,控制系统可靠,性价比较高等特点,具有一定的使用和参考价值。
1.4 应解决的主要问题
在基于单片机的悬挂运动控制系统中,主要分三个部分设计,一个是输入和键盘显示模块;另一个是步进电机驱动模块;第三个是最小系统和输出模块设计。主要解决的问题是:
1. 单片机最小系统硬件设计;
2. 步进电机驱动模块设计;
3. 输出部分的软硬件设计;
4. 主程序设计;
5. 绘图板的设计。
1.5 技术要求
设计一电机控制系统,控制物体在倾斜(仰角≤100度)的板上运动。
在一白色底板上固定两个滑轮,两只电机(固定在板上)通过穿过滑轮的吊绳控制一物体在板上运动,运动范围为80cm×100cm。物体的形状不限,质量大于100克。物体上固定有浅色画笔,以便运动时能在板上画出运动轨迹。板上标有间距为1cm的浅色坐标线(不同于画笔颜色),左下角为直角坐标原点。
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plc论文范文
plc是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。下面是我为大家精心推荐的plc论文范文,希望能够对您有所帮助。 plc论文范文篇一 PLC概述及维护 摘要:针对在信号系统与外部接口设计中广泛使用的PLC,本文介绍了PLC的概况和使用中的常见问题处理。 Abstract: In view of the signaling system with exterior connection design in widespread used PLC, this article introduced PLC’s survey and frequently malfunctions. 关键词:PLC, 接口,故障,维修,地铁,信号 Key words: PLC, Interface, Malfunction,Maintenance, Subway,Signaling 中图分类号: U231+.7 文献标识码:A文章编号: 一、背景及基本概念 1.1 背景 在信号系统中的设计中,越来越多的使用PLC作为内部及外部接口的元器件,而接口的问题一直是设备调试、维护中比较难于掌握的。所以作为工程人员就需要对PLC的工作原理,及常见的问题有一定的了解。 1.2 基本概念 1.2.1 定义 PLC即可编程控制器PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER 的简称。国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程控器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。 1.2.2 PLC的结构及基本配置 一般讲,PLC分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的,对箱体式PLC,有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,当然按CPU性能分成若干型号,并按I/O点数又有若干规格。对模块式PLC,有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。无任哪种结构类型的PLC,都属于总线式开放型结构,其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC的基本结构框图如下: 图1 一、CPU: PLC中的CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每台PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路, 与通用计算机一样,主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。 CPU模块的外部表现就是它的工作状态的种种显示、种种接口及设定或控制开关。一般讲,CPU模块总要有相应的状态指示灯,如电源显示、运行显示、故障显示等。箱体式PLC的主箱体也有这些显示。它的总线接口,用于接I/O范本或底板,有内存接口,用于安装内存,有外设口,用于接外部设备,有的还有通讯口,用于进行通讯。CPU模块上还有许多设定开关,用以对PLC作设定,如设定起始工作方式、内存区等。 二、I/O模块: PLC的对外功能,主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的,按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入缓存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。 三、电源模块: 有些PLC中的电源,是与CPU模块合二为一的,有些是分开的,其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源以其输入类型有:交流电源,加的为交流220VAC或110VAC,直流电源,加的为直流电压,常用的为24V。 四、底板或机架: 大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。 1.2.3 PLC的通信及编程 PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其它智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能,它和计算机一样具有RS-232接口,通过双绞线、同轴电缆或光缆,可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。 当然,PLC之间的通讯网络是各厂家专用的,PLC与计算机之间的通讯,一些生产厂家采用工业标准总线,并向标准通讯协议靠近,这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。 1.2.4 PLC编程 PLC的编程语言与一般计算机语言相比,具有明显的特点,它既不同于高级语言,也不同与一般的汇编语言,它既要满足易于编写,又要满足易于调试的要求。目前,还没有一种对各厂家产品都能兼容的编程语言。如三菱公司的产品有它自己的编程语言,OMRON公司的产品也有它自己的语言。但不管什么型号的PLC,其编程语言都具有以下特点: 1. 图形式指令结构:程序由图形方式表达,指令由不同的图形符号组成,易于理解和记忆。系统的软件开发者已把工业控制中所需的独立运算功能编制成象征性图形,用户根据自己的需要把这些图形进行组合,并填入适当的参数。在逻辑运算部分,几乎所有的厂家都采用类似于继电器控制电路的梯形图,很容易接受。如西门子公司还采用控制系统流程图来表示,它沿用二进制逻辑组件图形符号来表达控制关系,很直观易懂。较复杂的算术运算、定时计数等,一般也参照梯形图或逻辑组件图给予表示,虽然象征性不如逻辑运算部分,也受用户欢迎 2. 明确的变数常数:图形符相当于操作码,规定了运算功能,操作数由用户填人,如:K400,T120等。PLC中的变量和常数以及其取值范围有明确规定,由产品型号决定,可查阅产品目录手册。 3. 简化的程序结构:PLC的程序结构通常很简单,典型的为块式结构,不同块完成不同的功能,使程序的调试者对整个程序的控制功能和控制顺序有清晰的概念。 4. 简化应用软件生成过程:使用汇编语言和高级语言编写程序,要完成编辑、编译和连接三个过程,而使用编程语言,只需要编辑一个过程,其余由系统软件自动完成,整个编辑过程都在人机对话下进行的,不要求用户有高深的软件设计能力。 5. 强化调试手段:无论是汇编程序,还是高级语言程序调试,都是令编辑人员头疼的事,而PLC的程序调试提供了完备的条件,使用编程器,利用PLC和编程器上的按键、显示和内部编辑、调试、监控等,并在软件支持下,诊断和调试操作都很简单。 二、PLC维护 2.1 维护概述 一般各型PLC均设计成长期不间断的工作制。对于地铁维护人员来讲,是不需要更改PLC内部程序的。但是在调试期间就需要对相应动作进行修改。 2.2 查找故障的设备 PLC的指示灯及机内设备,有益于对PLC整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具,他能方便地连到PLC上面可以观察整个控制系统的状态。根据PLC厂家的不同编程器也有区别,有的是运行在PC上的软件,有的是一个专用的设备。 2.3 查找故障顺序 根据下列问题,并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地更换PLC中的各种模块,直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过更换模块来完成, 除了一把螺丝刀和一个万用电表外,并不需要特殊的工具。 1、PWR(电源)灯亮否?如果不亮,在采用交流电源的框架的电压输入端(98-162VAC或195-252VAC)检查电源电压;对于需要直流电压的 框架,测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压,如果不是合适的AC或DC电源,则问题发生在PLC之外。如AC或DC电源电压正常,但PWR灯不亮,检查保险丝,如必要的话,就更换CPU框架。 2、PWR(电源)灯亮否?如果亮,检查显示出错的代码,对照出错代码表的代码定义,做相应的修正。 3、RUN(运行)灯亮否?如果不亮,检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置,或者是不是程序出错。如RUN灯不亮,而编程器并没插上,或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码,则需要更换CPU模块。 4、BATT(电池)灯亮否?如果亮,则需要更换锂电池。由于BATT灯只是报警信号,即使电池电压过低,程序也可能尚没改变。更换电池以后, 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错,在完成系统编程初始化后,将录在磁带上的程序重新装入PLC。 在日常的维修活动中,可以根据故障统计来准备备品备件,并不需要准备整个PLC。掌握了故障判断方法后,可以进行针对性地更换,这样可以减少维修成本,增加维修效率。 三、总结 了解PLC的组成部分及工作原理,可以更加准确的对PLC进行故障判断,在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障发生点有清楚的估计,可以减少安装调试、维修成本,延长PLC控制系统的寿命。 在信号设计过程中有过把系统改复杂的现象,如采用复杂的控制方式和设备来实现,本可以用简单装置来实现的控制,违背了经济、简单、实用的原则,并可能会增加故障率。另外我们在信号系统中大多使用PLC处理接口信息,所以在设计过程中要尽量将接口信息容易识别,这样在出现故障时,能够尽快判断故障的归属方,便于地铁的运营管理。 分析故障或处理故障时也要注意系统性,要综合的考虑系统的各个输入输出才能能准确地判断故障点。 plc论文范文篇二 浅析PLC控制技术 [摘要]PLC是Programmable Logic Controller的缩写,即可编程逻辑控制器。IEC对PLC的定义是:PLC是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。 [关键词]PLC技术发展现状发展趋势 中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1210064-01 一、PLC技术的概念 PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。” 二、PLC技术的发展历史 1968年,通用汽车对外公开招标,寻求新的电气控制装置,1969年,美国数字设备公司制成的首台plc,1971年日本从美国引进了PLC技术加以消化,由日本公司研制成功了日本的第一台PLC。从70年代初开始,不到三十年时间里,PLC生产发展成了一个巨大的产业,据不完全统计,现在世界上生产PLC及其网络的厂家有二百多家,生产大约有400多个品种的PLC产品。其中在美国注册的厂超过100家,生产大约二百个品种;日本有60~70家PLC厂商,也生产200多个品种的PLC产品;在欧洲注册的也有几十家,生产几十个品种的PLC产品PLC产品的产量、销量及用量在所有工业控制装置中居首位,市场对其需求仍在稳步上升。进入二十世纪九十年代以来,全世界PLC年销售额以达百亿美元而且一直保持15%的年增长的势头。 三、我国PLC技术的发展现状 我国研究PLC技术起步较晚,但发展速度较快。中国电力科学研究院自1997年开始研究PLC技术,主要考虑PLC技术用于低压抄表系统,传输速率较低。1998年开发出样机,并通过了试验室功能测试,1999年在现场进行试运行,获得了产品登记许可。1999年5月开始进行PLC系统的研究开发工作。主要对我国低压配电网络的传输特性进行了测试,并对测试结果进行了数据处理和分析,基本取得了我国低压配电网传输特性和参数,为进行深入研究和系统开发提供依据。2000年开始引进国外的PLC芯片,研制了2Mbps的样机,2001年下半年在沈阳供电公司进行了小规模现场试验,实验效果良好,并于6月20日在沈阳通过验收。验收委员会通过现场检测认为,该实验从中国配电网的实际传播特性出发,对电力线通信技术的理论、实际应用和工程技术进行了开创性研究,在国内率先研制成功2Mbps和14Mbps高速电力线通信系统,建立了我国第一个电力线宽带接入实验网络;实现了自家庭至配电开关柜的高速电力线数据通信,并将办公自动化系统延伸至家庭。该实验的成功标志着我国已经全面掌握了高速电力线通信的核心技术,具备了研制生产这种技术实用化设备的能力。据悉,今年年底以前将建成200户的试验网络。 我国工业控制自动化的发展道路,大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收,然后进行二次开发和应用。目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展,我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。 四、PLC的未来发展趋势 1.功能向增强化和专业化地方向发展,针对不同行业的应用特点,开发出专业化的PLC产品,以此来提高产品的性能和降低产品的成本,提高产品的易用性和专业化水平。 2.规模向小型化和大型化的方向发展,小型化是指提高系统可靠性基础上,产品的体积越来越小,功能越来越强;大型化是指应用在工业过程控制领域较大的应用市场,应用的规模从几十点扩展到上千点,应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。 3.系统向标准化和开放化方向发展,以个人计算机为基础,在Windows平台上开发符合全新一体化开放体系结构的PLC。通过提供标准化和开放化的接口,可以很方便地将PLC接入其它系统。 五、PLC技术的特点 1.配套齐全,功能完善,适用性强:PLC发展到今天,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制,CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 2.系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造:PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造周期大为缩短,同时维护变得容易起来。更重要的是可以使同一设备经过改变程序改变生产过程。 3.体积小,重量轻,能耗低:以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。 六、PLC应用中应注意的问题 PLC是专门为工业生产服务的控制装置,通常不需要采取什么措施,就可以直接在工业环境中使用。但是,当生产环境过于恶劣时,就不能保证plc的正常运行,因此在使用中应注意以下环境问题。 1.温度:PLC要求环境温度在0-55℃,安装时不能放在发热量大的元件下面,四周通风散热的空间应足够大,基本单元和扩展单元之间要有30mm以上间隔;开关柜上、下部应有通风的百叶窗,防止太阳光直接照射;如果周围环境超过55℃,要安装电风扇强迫通风。 2.湿度:为了保证PLC的绝缘性能,空气的相对湿度应小于85%(无凝露)。 3.震动:应使PLC远离强烈的震动源,防止振动频率为10-55hz的频繁或连续振动。当使用环境不可避免震动时,必须采取减震措施,如采用减震胶等。 4.空气:避免有腐蚀和易燃的气体,例如氯化氢、硫化氢等。对于空气中有较多粉尘或腐蚀性气体的环境,可将PLC安装在封闭性较好的控制室或控制柜中,并安装空气净化装置。 参考文献: [1]钟肇新,可编程控制器原理与应用[M].广州:华南理工大学出版社,2000. [2]储云峰,施耐德电气可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2006. [3]高勤,电器及PLC控制技术[M].北京:高等教育出版社,2002.
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