關(guān)于智能窗簾的課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教學(xué)單位: 機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí): 10機(jī)械c（機(jī)電一體化）1.學(xué)號(hào):2010100203013學(xué)生姓名: 謝偉軍 2.學(xué)號(hào):2010100203027學(xué)生姓名: 李偉雄 3.學(xué)號(hào):2010100203067學(xué)生姓名: 吳海富 指導(dǎo)教師: 何偉 完成時(shí)間: 2013 年 11 月10 日電子科技大學(xué)中山學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院前 言 如今伴隨著信息時(shí)代的到來(lái)，人們的生活水平日益提高，方便、快捷、自動(dòng)、智能成為時(shí)代的主題，在現(xiàn)代家庭生活環(huán)境中，居家環(huán)境早已不僅僅局限在物理空間上，人們更為關(guān)注的是一個(gè)安全、方便、舒適的環(huán)境，自動(dòng)化的電子產(chǎn)品自

2、然成為人們追求的目標(biāo)。 窗是人心靈的眼睛，窗簾則是眼睛上的睫毛，窗簾在防止強(qiáng)光射入，幫助人們合理的安排時(shí)間，美化室內(nèi)環(huán)境，保證個(gè)人隱私，增強(qiáng)居家環(huán)境方面有重要作用。隨著人們生活節(jié)奏的加快，窗簾的自動(dòng)化隨之產(chǎn)生。 本產(chǎn)品是在學(xué)習(xí)機(jī)械原理及設(shè)計(jì)和電工學(xué)等知識(shí)，通過(guò)實(shí)踐，觀察，思考的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的，且人性化的思想理念也體現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)在人們生活中的作用。 通過(guò)幾個(gè)月的努力，使我們深刻感受到了電學(xué)，力學(xué)，加工工藝，理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合在機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要性。加強(qiáng)和拓展這些方面的知識(shí)對(duì)機(jī)械學(xué)子們是很有必要的。 由于我們能力、經(jīng)驗(yàn)以及一些方面的知識(shí)有限，許多地方未能深入的研究，如有誤漏之處，敬請(qǐng)?jiān)u委老師批評(píng)

3、指正。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)目 錄1課題分析11.1設(shè)計(jì)目的11.2設(shè)計(jì)達(dá)到的功能和要求11.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容和主要步驟21.4 小組成員及其分工22機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32.1 設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算32.2 機(jī)械部件的選擇32.3 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)42.4 機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖53控制電路設(shè)計(jì)63.1 電機(jī)的選擇63.2 傳感器的選擇73.3 plc的選擇93.4 控制系統(tǒng)電路圖114 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)124.1 控制系統(tǒng)工作原理124.2 控制系統(tǒng)框圖134.3. 控制過(guò)程流程圖。134.4 plc控制程序145 結(jié)語(yǔ)156 附錄165.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖165.2 控制系統(tǒng)電路圖175.3 plc控制程序18參考文獻(xiàn)19ii1

4、課題分析1.1設(shè)計(jì)目的如果說(shuō)建筑是凝固的音樂(lè)，那么完美的家庭智能化自動(dòng)控制系統(tǒng)則是這首樂(lè)曲上絕妙的音符。在科技發(fā)達(dá)、物質(zhì)富庶的今天，自控系統(tǒng)已不單純是實(shí)現(xiàn)室內(nèi)基本安防、照明、采暖的工具，而且是建筑裝飾的一種實(shí)用藝術(shù)品，是自動(dòng)化技術(shù)與建筑藝術(shù)的統(tǒng)一體。完善的自控系統(tǒng)集裝飾、照明、安防及節(jié)能于一身，盡力達(dá)到完美與和諧的統(tǒng)一，充分利用科學(xué)與藝術(shù)的搭配，光與影的組合以及安防與空調(diào)的自動(dòng)控制來(lái)創(chuàng)造各種舒適、優(yōu)雅的環(huán)境，以加強(qiáng)室內(nèi)空間效果的氣氛。而智能窗簾作為智能家居的一部分，更顯得尤為重要。試想，當(dāng)你在看電視前還要去理會(huì)那窗簾的開(kāi)關(guān)實(shí)在是一件煩人的事情，當(dāng)你躺在床上的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)窗簾沒(méi)有關(guān)上的時(shí)候，當(dāng)你早

5、上醒來(lái)發(fā)現(xiàn)房間里烏黑一片你是不是很惱火啊。作為一個(gè)家的主人你需要可調(diào)節(jié)的透光度去適應(yīng)不同天氣下的室內(nèi)環(huán)境。智能窗簾是帶有一定自我反應(yīng)、調(diào)節(jié)、控制功能的窗簾。如根據(jù)室內(nèi)環(huán)境狀況自動(dòng)調(diào)光線強(qiáng)度。使得達(dá)到室內(nèi)人體適應(yīng)的光線亮度而不至于對(duì)人眼睛的傷害為了解決這些生活中碰到的實(shí)際問(wèn)題，智能窗簾設(shè)計(jì)便應(yīng)運(yùn)而生。1.2設(shè)計(jì)達(dá)到的功能和要求目前，國(guó)外已大量應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)，機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套裝備已成為自動(dòng)化成套裝備的主流以及未來(lái)自動(dòng)化生產(chǎn)線的發(fā)展方向。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)的迅猛發(fā)張，生活現(xiàn)代化得以實(shí)現(xiàn)，居住環(huán)境向舒適化、安全化發(fā)展。家居智能

6、化在這種形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生。本次設(shè)計(jì)是基于plc控制技術(shù)的隨光線強(qiáng)弱來(lái)自動(dòng)控制型智能窗簾。每個(gè)人對(duì)壞境室內(nèi)光線強(qiáng)弱適應(yīng)能力不同，室內(nèi)主人可根據(jù)自己的需求自行調(diào)節(jié)所適應(yīng)的最佳光線強(qiáng)度，連接電源并選擇控制類(lèi)型（自動(dòng)控制/手動(dòng)控制）。選擇自動(dòng)控制時(shí)，智能窗簾由室內(nèi)光線強(qiáng)度的變化，而經(jīng)由相關(guān)器件接收、處理、控制信號(hào)，達(dá)到自行調(diào)節(jié)窗簾的開(kāi)合程度，從而使光線的強(qiáng)弱程度達(dá)到主人所預(yù)先設(shè)定的值范圍。選擇手動(dòng)控制時(shí)，由于室內(nèi)主人在黑夜白天的特殊需求而自行來(lái)控制窗簾的開(kāi)合（例如在晚上、睡覺(jué)等時(shí)候，根據(jù)主人的需要是要求把窗簾閉合，而不影響睡眠質(zhì)量，但是根據(jù)預(yù)先設(shè)定和程序設(shè)定，智能型窗簾是會(huì)依設(shè)定值打開(kāi)窗簾的，所以需要手

7、動(dòng)控制來(lái)關(guān)閉窗簾） 智能窗簾說(shuō)需達(dá)到的要求：（1）窗簾能根據(jù)室內(nèi)光線強(qiáng)弱自動(dòng)調(diào)節(jié)自身開(kāi)合量；（2）滿足不同客戶需求，能讓客戶手動(dòng)初始化窗簾所需調(diào)節(jié)的光線強(qiáng)弱；（3）、解決窗簾臨界條件不斷正反轉(zhuǎn)問(wèn)題以節(jié)約電量；（4）、窗簾結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單美觀，占位空間小，適用不同門(mén)窗需求。1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容和主要步驟本次設(shè)計(jì)主要工作就是通過(guò)系統(tǒng)軟件的編程和硬件的設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)家居窗簾單元的結(jié)構(gòu)控制。系統(tǒng)用gx-developer軟件來(lái)編程，采用步序狀態(tài)字的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。硬件采用的是三菱fx2n-16mr-001 plc來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使直流電動(dòng)機(jī)按照編制好的程序來(lái)工作。通過(guò)軟件和硬件的結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)家居窗簾單元的結(jié)構(gòu)控制

8、。 本次設(shè)計(jì)的意義在于更多的了解三菱fx2n-16mr-001 plc的應(yīng)用，能熟練的使用v4.0 step 7 micro win sp3軟件編程，并且能自己設(shè)計(jì)出硬件，自己去設(shè)計(jì)、焊接、組裝和調(diào)試。這使得自己對(duì)自動(dòng)控制有了更深刻的認(rèn)識(shí)了解。主要步驟：（1）控制電路設(shè)計(jì)。對(duì)智能控制窗簾整體流程構(gòu)思及所需元件的選擇，為設(shè)計(jì)智能窗簾做初步系統(tǒng)的整體構(gòu)思，為進(jìn)一步的設(shè)計(jì)制作打下基礎(chǔ)。 （2）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)智能控制窗簾整體外形的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出外形美觀、廉價(jià)、小型使用的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，并對(duì)電路元件的使用進(jìn)行配合使用。 （3）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對(duì)智能控制窗簾整體的運(yùn)作控制進(jìn)行安排設(shè)計(jì)，根據(jù)智能窗簾的實(shí)現(xiàn)功能，對(duì)p

9、lc控制程序設(shè)計(jì)、plc課程軟件調(diào)試運(yùn)行。 （4）設(shè)計(jì)結(jié)尾階段。智能控制窗簾的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)心得總結(jié)。1.4 小組成員及其分工13謝偉軍 ：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（plc控制程序設(shè)計(jì) plc課程軟件調(diào)試 控制系統(tǒng)工作原理控制系統(tǒng)框圖 控制過(guò)程流程圖 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)）27李偉雄 ：控制電路設(shè)計(jì)（電機(jī)的選擇 傳感器的選擇 plc的選擇 控制系統(tǒng)電路圖） 67吳海富 ：機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算 機(jī)械部件的選擇 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖） 2機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算2.2 機(jī)械部件的選擇1、連接裝置方案一：鍵連接 由于鍵連接在細(xì)軸上不宜加工，費(fèi)用高，所以不適合；方案二：過(guò)盈配合連接

10、由于過(guò)盈配合不宜拆裝，所以不適合；方案三：銷(xiāo)連接 由于容易加工，費(fèi)用低，拆裝方便，所以適合；方案四：聯(lián)軸器連接要求同軸度不高，在市場(chǎng)上容易買(mǎi)到，所以適合。2 、 傳動(dòng)裝置方案一：摩擦傳動(dòng)由于摩擦阻力大，對(duì)加工表面粗糙度要求高，易磨損，所以不適合；方案二：滑動(dòng)軸承 由于滑動(dòng)軸承摩擦力較滾動(dòng)軸承大，潤(rùn)滑維護(hù)較滾動(dòng)軸承復(fù)雜，所以不適合；方案三：滾動(dòng)軸承 由于啟動(dòng)阻力小，潤(rùn)滑維護(hù)方便，在市場(chǎng)上容易買(mǎi)到，所以適合；2.3 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)各零件設(shè)計(jì)：2.4 機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖3控制電路設(shè)計(jì)3.1 電機(jī)的選擇1. 電機(jī)型號(hào)的選擇采用微型減速箱與直流電機(jī)的組合。6dk-06-12電機(jī) 12v 6w 空載3

11、300rpm 負(fù)載3000rpm配備微型齒輪減速箱6gn50k-gn18k 減速比50 搭配后轉(zhuǎn)速60rpm左右 2. 電機(jī)的控制方法通過(guò)控制其電流方向從而控制他的轉(zhuǎn)向3.2 傳感器的選擇1. 傳感器的工作原理一光敏電阻： 光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘，這些制作材料利用半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器，又稱為光電導(dǎo)探測(cè)器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。 光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光

12、的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。 光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子空穴對(duì)將復(fù)合，光敏電阻的阻值也就恢復(fù)原值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便有電流通過(guò)，受到一定波長(zhǎng)的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增大而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。二對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)/紅外對(duì)管主要：（1）發(fā)射器紅外燈自動(dòng)開(kāi)關(guān)。（2）接收器對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)

13、的結(jié)構(gòu)圖：對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)的工作原理：當(dāng)物體進(jìn)入發(fā)射器跟接收器之間時(shí)，形成阻擋的時(shí)候，物件被檢查。2. 傳感器的性能參數(shù) 根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器：紫外光敏電阻器、紅外光敏電阻器、可見(jiàn)光光敏電阻器。光敏電阻的主要參數(shù)是：（1）光電流、亮電阻。光敏電阻器在一定的外加電壓下，當(dāng)有光照射時(shí)，流過(guò)的電流稱為光電流，外加電壓與光電流之比稱為亮電阻，常用“100lx”表示。（2）暗電流、暗電阻。光敏電阻在一定的外加電壓下，當(dāng)沒(méi)有光照射的時(shí)候，流過(guò)的電流稱為暗電流。外加電壓與暗電流之比稱為暗電阻，常用“0lx”表示。（3）靈敏度。靈敏度是指光敏電阻不受光照射時(shí)的電阻值（暗電阻）與受光照射時(shí)

14、的電阻值（亮電阻）的相對(duì)變化值。（4）光譜響應(yīng)。光譜響應(yīng)又稱光譜靈敏度，是指光敏電阻在不同波長(zhǎng)的單色光照射下的靈敏度。若將不同波長(zhǎng)下的靈敏度畫(huà)成曲線，就可以得到光譜響應(yīng)的曲線。（5）光照特性。光照特性指光敏電阻輸出的電信號(hào)隨光照度而變化的特性。從光敏電阻的光照特性曲線可以看出，隨著的光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值開(kāi)始迅速下降。若進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度，則電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩。在大多數(shù)情況下，該特性為非線性。（6）伏安特性曲線。伏安特性曲線用來(lái)描述光敏電阻的外加電壓與光電流的關(guān)系，對(duì)于光敏器件來(lái)說(shuō)，其光電流隨外加電壓的增大而增大。（7）溫度系數(shù)。光敏電阻的光電效應(yīng)受溫度影響較大，部分光敏

15、電阻在低溫下的光電靈敏較高，而在高溫下的靈敏度則較低。（8）額定功率。額定功率是指光敏電阻用于某種線路中所允許消耗的功率，當(dāng)溫度升高時(shí)，其消耗的功率就降低。3. plc對(duì)傳感器的控制和檢測(cè)方法通過(guò)兩個(gè)電壓比較器對(duì)其進(jìn)行比較然后轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，plc再對(duì)其進(jìn)行處理3.3 plc的選擇1. plc的型號(hào)和參數(shù)fx2n-16mr-001 輸入點(diǎn)： 8，8 繼電器輸出 控制規(guī)模：16256點(diǎn) 內(nèi)置8k容量的ram存儲(chǔ)器，最大可以擴(kuò)展到16k cpu運(yùn)算處理速度0.08s/基本指令 在fx2n系列右側(cè)可連接輸入輸出擴(kuò)展模塊和特殊功能模塊 基本單元內(nèi)置2軸獨(dú)立最高20khz定位功能(晶體管輸出型）編輯本段詳

16、細(xì)介紹fx2n系列是fx系列plc家族中最先進(jìn)的系列。由于fx2n系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為你的工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。 為大量實(shí)際應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的特殊功能 開(kāi)發(fā)了各個(gè)范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要-模擬i/o，高速計(jì)數(shù)器。 定位控制達(dá)到16軸，脈沖串輸出或?yàn)閖和k型熱電偶或pt傳感器開(kāi)發(fā)了溫度模塊。 對(duì)每一個(gè)fx2n主單元可配置總計(jì)達(dá)8個(gè)特殊功能模塊。 網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)通信 連接到世界上最流行的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò) cc-link，profibus dp和devicenet

17、或者采用傳感器層次的網(wǎng)絡(luò)解決您的通信需要。 其它功能 內(nèi)置式24v直流電源 24v、400ma直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其它元件。 快速斷開(kāi)端子塊 因?yàn)椴捎昧藘?yōu)良的可維護(hù)性快速斷開(kāi)端子塊，即使接著電纜也可以更換單元。 時(shí)鐘功能和小時(shí)表功能 在所有的fx2nplc中都有實(shí)時(shí)時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)間設(shè)置和比較指令易于操作。小時(shí)表功能對(duì)過(guò)程跟蹤和機(jī)器維護(hù)提供了有價(jià)值的信息。 持續(xù)掃描功能 為應(yīng)用所需求的持續(xù)掃描時(shí)間定義操作周期。 輸入濾波器調(diào)節(jié)功能 可以用輸入濾波器平整輸入信號(hào)（在基本單元中x000到x017）。 注解記錄功能 元件注解可以記錄在程序寄存器中。 在線程序編輯 在線改變程序不會(huì)損失工作時(shí)

18、間或停止生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。 run/stop 開(kāi)關(guān) 面板上運(yùn)行/停止開(kāi)關(guān)易于操作。 遠(yuǎn)程維護(hù)遠(yuǎn)處的編程軟件可以通過(guò)調(diào)制解調(diào)器通信來(lái)監(jiān)測(cè)、上載或卸載程序和數(shù)據(jù) 密碼保護(hù) 使用一個(gè)八位數(shù)字密碼保護(hù)您的程序。2. plc的工作原理1.cpu運(yùn)算和控制中心起“心臟”作用?？v：當(dāng)從編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲(chǔ)器中，然后cpu根據(jù)系統(tǒng)所賦予的功能（系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器的解釋編譯程序），把用戶程序翻譯成plc內(nèi)部所認(rèn)可的用戶編譯程序。橫：輸入狀態(tài)和輸入信息從輸入接口輸進(jìn)，cpu將之存入工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中或輸入映象寄存器。然后由cpu把數(shù)據(jù)和程序有機(jī)地結(jié)合在一起。把結(jié)果存入輸出映象寄存器或工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，然后輸出到輸

19、出接口、控制外部驅(qū)動(dòng)器。組成：cpu由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路集成在一個(gè)芯片上。cpu通過(guò)地址總線、數(shù)據(jù)總線與i/o接口電路相連接。2 存儲(chǔ)器具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序以及對(duì)用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲(chǔ)器、rom組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。用戶存儲(chǔ)器：分為用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。由隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ram）組成。用戶使用的。斷電內(nèi)容消失。常用高效的鋰電池作為后備電源，壽命一般為35年。3輸入/輸出接口（1）輸入接口：光電耦合器由兩個(gè)發(fā)光二極度管和光電三極管組成

20、。發(fā)光二級(jí)管：在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號(hào)，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號(hào)變化規(guī)律相同的光信號(hào)。光電三級(jí)管：在光信號(hào)的照射下導(dǎo)通，導(dǎo)通程度與光信號(hào)的強(qiáng)弱有關(guān)。在光電耦合器的線性工作區(qū)內(nèi)，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)有線性關(guān)系。輸入接口電路工作過(guò)程：當(dāng)開(kāi)關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向內(nèi)部電路輸入信號(hào)。也就是通過(guò)輸入接口電路把外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)化成plc內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號(hào)。（2）輸出接口plc的繼電器輸出接口電路工作過(guò)程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)1，有電流流過(guò)，繼電器線圈有電流，然后常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)

21、內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號(hào)0，則沒(méi)有電流流過(guò)，繼電器線圈沒(méi)有電流，然后常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，斷開(kāi)負(fù)載的電流或電壓。也就是通過(guò)輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號(hào)使負(fù)載動(dòng)作或不動(dòng)作。（3）還有特別用來(lái)輸入/輸出模擬電流信號(hào)和高速脈沖信號(hào)的特殊結(jié)構(gòu)，例如：模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、高速計(jì)數(shù)模塊等。4編程器編程器分為兩種，一種是手持編程器，方便，我們實(shí)驗(yàn)室使用的就是手持編程器。二種是通過(guò)plc的rs232口，與計(jì)算機(jī)相連，然后敲擊鍵盤(pán)，通過(guò)nstp-gr軟件（或windows下軟件）向plc內(nèi)部輸入程序。plc采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式1每次掃描過(guò)程，集中采集輸入信號(hào)，集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。2輸入刷新過(guò)

22、程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新?tīng)顟B(tài)，新?tīng)顟B(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新?tīng)顟B(tài)才被讀入。3一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。4元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。5掃描周期的長(zhǎng)短由三條決定。（1）cpu執(zhí)行指令的速度（2）指令本身占有的時(shí)間（3）指令條數(shù)，現(xiàn)在的plc掃描速度都是非常快的。6由于采用集中采樣，集中輸出的方式，存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。3.4 控制系統(tǒng)電路圖plc接線圖信號(hào)采集電路圖 主電路圖4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 控制系統(tǒng)工作原理 設(shè)置兩個(gè)光敏電阻，分別為上限光敏電阻和下限光敏電阻，光線強(qiáng)度高于設(shè)置

23、值時(shí)，輸出高電平1；低于時(shí)輸出低電平0，用于設(shè)置光線強(qiáng)度的適應(yīng)范圍。 當(dāng)上下限光敏電阻都輸出低電平0時(shí)，表示室內(nèi)光線強(qiáng)度過(guò)暗，需要程序控制電機(jī)將窗簾上升。 當(dāng)上限光敏電阻輸出低電平0，而下限光敏電阻輸出高電平1時(shí)，表示室內(nèi)光線強(qiáng)度在所設(shè)定的適應(yīng)值范圍內(nèi)，需要程序?qū)㈦姍C(jī)停止。 當(dāng)上下限光敏電阻都輸出高電平1時(shí)，表示室內(nèi)光線強(qiáng)度過(guò)亮，需要程序控制電機(jī)將窗簾下移。 放置兩個(gè)對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)的位置，分別放置在智能窗簾的上下兩端，用于檢測(cè)窗簾是否開(kāi)閉情況。對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)被窗簾阻擋時(shí)，輸出高電平1；未被阻擋時(shí)，輸出低電平0. 當(dāng)兩個(gè)對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)都被窗簾阻擋時(shí)，則其都輸出1，表示窗簾全關(guān)，那么程序?qū)⒆柚闺姍C(jī)

24、控制窗簾繼續(xù)向下移動(dòng)的狀態(tài)。 當(dāng)上端的對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)被阻擋，而下端未被阻擋時(shí)，輸出1,0，表示窗簾半開(kāi)。 當(dāng)兩個(gè)對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)都未被阻擋時(shí)，都輸出0，表示窗簾全開(kāi)，那么程序?qū)⒆柚闺姍C(jī)控制窗簾繼續(xù)向上移動(dòng)的狀態(tài)。4.2 控制系統(tǒng)框圖4.3. 控制過(guò)程流程圖。4.4 plc控制程序輸入輸出繼電器地址分配表：梯形圖：5 結(jié)語(yǔ)13謝偉軍：通過(guò)本學(xué)期的機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)研究，從而了解到，首先要有自己小組上獨(dú)特創(chuàng)意上的設(shè)計(jì)，要切合自身的實(shí)踐能力，不過(guò)高要求自己且嚴(yán)格約束自己。為更好的將理論教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，成功完成試驗(yàn)要求，需要我們對(duì)plc應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及各種傳感元件的知識(shí)有深刻了解，通過(guò)小組成員之間的

25、興趣，合理的進(jìn)行分工合作，將整個(gè)設(shè)計(jì)方案分化為幾個(gè)小方面放別完成，在自己不能解決及不能完善的部分，組員之間相互討論得出最佳解決方法，培養(yǎng)成員之間的合作精神，節(jié)省時(shí)間更大效益的完成所需的任務(wù)。熟悉系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全過(guò)程；提高對(duì)設(shè)計(jì)課題的分析能力、設(shè)計(jì)能力、編程能力及解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。通過(guò)本次課程實(shí)際的學(xué)習(xí)，讓我們了解到的自身的一些不足。對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)掌握的不夠牢固，特別是對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用理解及程序編寫(xiě)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不夠；對(duì)外界硬件認(rèn)識(shí)和市場(chǎng)不了解，使得前期選擇元件有些分歧；在學(xué)習(xí)中實(shí)踐少，導(dǎo)致完成設(shè)計(jì)過(guò)程中，動(dòng)手能力差，時(shí)常在一些細(xì)節(jié)方面有失誤；基礎(chǔ)知識(shí)不夠扎實(shí)，導(dǎo)致在程序編寫(xiě)上，常常遇到問(wèn)題

26、。通過(guò)本次試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)踐得出問(wèn)題是做系統(tǒng)的一個(gè)很重要的能力，善于對(duì)程序運(yùn)行的一些現(xiàn)象去找出問(wèn)題發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，加強(qiáng)實(shí)踐能力，獲得更多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)用于完善自我。27李偉雄：通過(guò)本次機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)，本人受益匪淺。1.從組隊(duì)到課題的選擇大大激發(fā)了本人對(duì)此次課程設(shè)計(jì)的熱情。2.團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。一個(gè)人的能力是有限的，本次智能窗簾的課題，沒(méi)有團(tuán)隊(duì)明確的分工和互相協(xié)作，是很難在規(guī)定時(shí)間里完成的。3.知識(shí)的綜合運(yùn)用與實(shí)踐相結(jié)合。本次設(shè)計(jì)中囊括了plc、傳感器、電機(jī)傳動(dòng)、匯編、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等知識(shí)。是我們充分做到了學(xué)以致用。4.資料的查找與收集。從課題討論到設(shè)計(jì)需要的相關(guān)資料很多，而且大部分都已經(jīng)忘記。通過(guò)本次設(shè)計(jì)

27、，很好的回顧了學(xué)過(guò)的知識(shí)，提高了資料的查找與篩選能力。5.本人此次主要工作是元器件的選擇。元器件的型號(hào)很多，如何選擇適合本課題的，得充分結(jié)合本次設(shè)計(jì)。通過(guò)查找大量數(shù)據(jù)，很好的做到了理論結(jié)合實(shí)踐。 67吳海富：對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)，里面所包含的學(xué)科很多；各項(xiàng)技術(shù)相輔相成。有的機(jī)電一體化技術(shù)可以通過(guò)對(duì)伺服電機(jī)的精確控制達(dá)到要求。在一個(gè)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中所要求的電機(jī)與算法都必須十分精確。現(xiàn)在應(yīng)用更多的是機(jī)電一體化的閉環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)一些反饋來(lái)達(dá)到控制要求。我們的只能窗簾也是用到閉環(huán)控制系統(tǒng)。通過(guò)用紅外對(duì)管做行程開(kāi)關(guān)來(lái)達(dá)到對(duì)于電機(jī)是否到達(dá)一個(gè)極限位置的反饋。引入一個(gè)反饋后無(wú)論對(duì)于電機(jī)、機(jī)構(gòu)以及算法的要求都大大降

28、低。這也是引入反饋的一大優(yōu)點(diǎn)。理想與實(shí)際，做機(jī)電一體化作品我們腦海里剛才是浮現(xiàn)的是一個(gè)理想模型；但是理想化與實(shí)際應(yīng)用有很大的沖突；因?yàn)閷?shí)際問(wèn)題要考慮諸多因素，如結(jié)構(gòu)尺寸大小問(wèn)題。功率問(wèn)題、以及客戶需求問(wèn)題等。 6 附錄2.4 機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖3.4 控制系統(tǒng)電路圖plc接線圖信號(hào)采集電路圖 主電路圖4.4 plc控制程序輸入輸出繼電器地址分配表：梯形圖：參考文獻(xiàn)1 榮雅君.電工學(xué) m. 電子技術(shù)（非電類(lèi)）.第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.2 呂愛(ài)華.電氣控制與plc應(yīng)用技術(shù)（三菱系列）. 北京：電子工業(yè)出版社2011.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1. 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)（10分），得分： 2. 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（20

29、分），得分： 3. 控制程序設(shè)計(jì)（20分），得分： 4. 說(shuō)明書(shū)格式（10分）， 得分： 小組得分：小組成員得分：1學(xué)號(hào) 2010100203013 姓名 謝偉軍 得分 2學(xué)號(hào) 2010100203027 姓名 李偉雄 得分 3學(xué)號(hào) 2010100203067 姓名 吳海富 得分 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表內(nèi)部資料僅供參考9jwkffwvg#tym*jg&6a*cz7h$dq8kqqfhvzfedswsyxty#&qa9wkxfyeq!djs#xuyup2knxprwxma&ue9aqgn8xp$r#͑gxgjqv$ue9wewz#qcue%&qypeh5pdx2zvkum>xrm6x4n

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