第一篇：水切割的原理及应用
水切割的原理及应用
科目：先进制造系统导论
专业：机械设计制造及其自动化
学号：110606423
姓名：XXX
水切割的原理及应用
摘要：
水切割也称水射流切割或水刀切割。高压水射流切割是一种特殊的加工方法。它利用增压器将水加压，达到10MPa一400MPa甚至更高的压力。水获得压力能，再从细小的喷嘴喷射而出，将压力能转换为动能，从而形成高速射流。切割正是利用这种高速射流的动能对工件的冲击破坏作用，达到切断、成形的目的。
高压水射流既不同于传统加工的铣、刨、磨、削，也有别于一般的剪切和冲裁。它属于高能切割。高压水射流切割就是把高压水射流的动能作为切割能，对材料进行冲蚀和挤压、破坏，以达到切割的目的的一种新工艺。它最大特点是非热源的高能量射流束加工，切割过程中无热产生，故可以切割所有的金属和非金属材料，特别是各种热切割方法难以切割的材料。具有：切口快、切口平整、无尘埃、无热变形、无污染、减少材料浪费等特点。可切割：钛合金、铜板、钢板、铝板、铸铁、花岗岩、大理石、瓷砖、化纤、木材、布匹、纸张、皮革、塑料等材料。已应用于航空、军工、石材、建筑、装潢等精加工领域。
关键词：水刀，超高压，高能量，安全，成本低，无污染，高速度，精加工。
水在人们的概念里往往是“柔”、“软”的代表，然而自古就有水滴石穿之说。以柔克刚水滴石穿给水赋予了新的定义，如今利用柔软的水也能够进行切割物体了，不论是纯钢的钢板还是坚硬的石头，在水刀面前变得轻而易举。
高压水射流加工技术正是利用与水滴石穿相同的原理，把动量加大，缩短时间，达到断石、断铁、切割的目的。人们在很早的时间就开始利用很高压力的水进行材料的加工和切割。1870年前后，美国在加利福尼亚的金矿中用增压后的水流开采矿石，俄国人也曾用水采煤。在上世纪60年代，密苏里大学林业系的诺曼·弗朗兹教授发明了高压水射流的切割实验装置。该装置的核心是一个单缸增压器，压力可以达到344.7MPa(s000opsi)，用这样的高压水可以来切割木材。这一装置引起包括著名的依格所尔公司在内的许多压力设备制造商和研究单位的兴趣。
1971年第一台商用水切割试验机在杰克逊的阿尔顿纸品公司投入应用，用于切割层压纸 管，并且可以在纸管上切出各种形状。高压水切割技术的真正的商品化应用是上世纪80年代初洛克韦尔飞机公司用水切割机来切割BI轰炸机的钦合金零件，可以节约成本50%。目前许多国外的公司用高压水切割各种材料，甚至用于军舰制造。
普通的加工方式即利用硬度较强的金属制作刀具，在主轴的高速转动下带动刀具进行切割多余材料来达到加工目的，然而由于，这种方式是用硬的材料来切软的材料，那么较硬的材料采用这种方式就会比较难加工，况且加工过程中，产
生大量的热量，经常会导致工件的热变形，影响加工精度，直接接触切割也容易导致刀具的磨损，使刀具使用寿命降低，在加工过程中的冷却液也会造成加工质量的不稳定，增加相应制造成本，造成环境污染。
高压水射流足以水为工作介质，通过增压设备和特定形状的喷嘴产生高速射流束，具有极高的能级密度。一些新型射流如脉冲射流、空化射流和磨料射流的相继出现，大大提高了其切割、剥离、破碎能力，更进一步拓宽了水射流技术的应用范围，可用于清洗、清理、切割、注水钻孔、喷雾、破碎、研磨等作业，具有清洁、无热效应、能量集中、易于控制、效率高、成本低、操作安全方便等特点，超高压水刀的基本技术既简单又极为复杂。当水被加压至很高的压力并且从特制的喷嘴小开孔(其直径为0.1mm至0.5mm)通过时, 可产生一道每秒达近千公尺(约音速的三倍)的水箭，此高速水箭可切割各种软质材料包括食品, 纸张, 纸尿片, 橡胶及泡棉，此种切割被称为纯水切割。而当少量的砂如石榴砂被加入水射流中与其混合时, 所产生之加砂水射流, 实际上可切割任何硬质材料包括金属, 复合材料, 石材及玻璃.超高压水刀也可使用于各种不同的工业表面处理应用如船身清洗及汽车喷漆设备清洗.水射流切割机包括四个基本组成部分:压力发生装置提供切割动能，如:高强度的加压泵、蓄能器:水供给装置，如过滤器、输送管线;切割装置，如:控制阀门、喷嘴等;回收装置等。有的还具备精确控制装置;磨料供给装置等。
水射流技术特点
较之激光、等离子、线切割等传统的切割方式，水射流切割技术确实有其独特、显著的优势：
1.切割品质优异：水射流是一种冷加工方式，‘水刀’不磨损且半径很小，能加工具有锐边轮廓的小圆弧。加工本身无热量产生且加工力小，加工表面不会出现热影响区，自然切口处材料的组织结构不会发生变化，也几乎不存在热和机械的应力与应变，无需二次加工，无裂缝、无毛边、无浮渣，因此其切割品质优良。
2.几乎没有材料和厚度的限制：无论是金属类如普通钢板、不锈钢、铜、钛、铝合金等，或是非金属类如石材、陶瓷、玻璃、橡塑、纸张及复合材料，皆可适用。
3.节省成本：水切割所产生横向及纵向的作用力极小，不会产生热效应或变形或细微的裂缝，不需二次加工，既可钻孔亦可切割，降低了切割时间及制造成本。
4.清洁环保无污染：在切割过程中不会产生弧光、灰尘及有毒气体。操作环境整洁，符合严格的环保要求。
5.便于实现一机多能和自动化、数控化：高压水射流是全方位点切割器，无硕万孔，可以在任意点切割，切出任何复杂的形状。因此对程序化和数控操作十分便利。另外采用CAM或CAD控制加工，可以达到高精度，重复加工能力强。6.优化材料的利用率。由于射流切口小、切割可以精确控制，因此样板可以嵌套或者相切排列，充分利用每一块材料，减少废料。
7.加工能力强，可以加工不同材质的工件;硬质材料的加工厚度达6’‘;可以加工某些难以用传统加工方法切割的材料。
水刀的分类
两种水刀是指纯水水刀和加砂水刀。纯水水刀是最早的水切割方法.第一次商
业应用始于二十世纪七十年代中期，用于切割瓦楞纸板。纯水水刀最大的应用是切割抛弃式尿布、棉纸和汽车内饰件。对于棉纸和抛弃式尿布，与其它技术相比，水刀技术在材料上留下的水分最少。
纯水水刀的特点
非常细的水流（常见直径范围：0.004至0.010英寸）非常详细的几何形状 非常少的材料切割损失，切割时不产生热量，切割厚度可以很大也可切得很薄，切割速度快，能够切割软、轻质材料（例如厚达 24"的纤维玻璃绝缘材料），极小的切削力，夹具简单，每天 24 小时的连续运行。
加砂水刀与纯水水刀只有几点不同。在纯水水刀中，由超音速水流侵蚀材料。在加砂水刀中，由水射流加速砂料颗粒，然后由这些颗粒（而非水）侵蚀材料。加砂水刀的能力比纯水水刀强大成百上千倍。纯水水刀和加砂水刀都有其用武之地。纯水水刀可切割软质材料，而加砂水刀则切割硬质材料，如钢材、石材、复合材料和陶瓷。使用标准参数的加砂水刀能够切割硬度等于（甚至稍稍超过）氧化铝陶瓷（常常称作矾土，AD 99.9）的材料。我们将在下面介绍加砂水刀的特点，以及加砂水刀切割刀头的工作方式。
加砂水刀的特点
水流细（直径 0.020 到 0.050 英寸），可切割非常复杂的几何形状，薄材料切割10 英寸厚度切割，堆积切割，材料切割损失非常少，夹具简单，切割力小（切割时低于1磅），对几乎所有加砂水刀作业都只需设置一次，可方便地从单切割刀头切换到多切割刀头，可快捷地从纯水水刀切换为加砂水刀，减少了辅助操作，毛刺很少或无毛刺。
水切割的不足之处
1、高硬度的材料，诸如钢、金属陶瓷、高强度复合材料、坚硬的岩石纯水射流不能切割;而磨料水射流存在喷嘴磨损和切割成本大的问题。
2、高压水射流的设备成本比其他切割方法高。
3、在一些应用中，与激光切割、等离子弧切割、线电极电火花切割等方法比较，存在进给速率低、加工精度差等不足。
4、在切割过程中，影响切割质量的参数多，条件复杂，有时切割导致断面分层和条纹。
水切割的发展
目前从事水射流加工技术研究和应用的国家己超过四十个:主要有美国、俄罗斯、日本、德国、瑞士、英国、法国、加拿大、澳大利亚、印度、韩国、新加坡等国。我国高压水射流技术的研究和应用，通过几年来的发展，取得了许多令人瞩目的成绩。
国内的大连理工大学、石油大学、中国矿业大学、南京理工大学等几所大学和机械部济南铸造锻压机械研究所、机械部通用机械研究所、航空工艺研究所等研究机构，先后开展了水射流加工技术的研究。通过全国性学术交流和许多学者的努力，我国的水射流理论水平也不断提高。
我国的水射流技术起步于上世纪50年代，主要用于采矿业。到1980年以后，开始引进超高压水射流设备，进行仿制和自主的研究开发，用于航空复合材料的切割。同时，在船舶工业，水射流主要用于清洗、除锈。1993年我国正式推出第一台国产高压(最大压力392MPa)磨料水射流切割设备。自上世纪90年代开始，我国的高压水射流设备发展很快，从小功率到大功率、从单机到成套设备、从高压到超高压，从通用设备到专用设备，新产品不断开发，促进了高压水射流技术在国内的应用。
水射流技术的应用范围和领域十分广泛。一般包括工业切割、挖掘、开采和钻探、岩石切割和掘进、表面清洗、材料破碎等。
水射流技术在切割方面的应用
水射流应用于造纸业、橡胶业，而加砂水刀则可应用于石材业、陶瓷业、航空航天业、汽车制造业、金属加工业。尤其值得一提的汽车制造业，随着近几年中国汽车业的迅猛发展，国内外各大汽车生产厂商产值的扩大，车型的不断更新，生产周期的缩短，对配套的汽车内饰件（如汽车地毯、仪表板、顶蓬等）厂家来说，早期手工加工汽车内饰件的切边及打孔的方法、由于效率低下、产品精度差、劳动强度大，显然已不能满足当前汽车业发展的需求。此时，与机器人相结合的的水射流设备脱颖而出。高压水管以螺旋形绕在机器人手臂上，利用机器人手臂和手腕可使水射流头的喷嘴快速沿直线或弧线运行，达到3维加工内饰件的目的。
水射流技术在工业清洗方面的应用
水射流技术可应用于汽车业喷漆房清洗、石化业热交换器内外管清洗、飞机跑道的橡胶清洗、工业上除锈防蚀工程表面处理、航天工业引擎零件清洗、核能发电厂清除辐射污染等。近几年，国外已有公司通过超高压技术，将其应用于食品杀毒达到食品保鲜的目的，并成功打入食品保鲜行业（如美国著名的HEMELL公司已使用超高压设备进行食品保鲜），取得了良好的口碑。水射流可用来清洗汽车、高层建筑物、飞机场跑道、化工厂换热器等，近年来这类业务发展迅速。各种清洗机和清洗设施相继问世，并大量投放市场，各种清洗公司和服务公司也相继成立，为用户提供服务。
美国密苏里•罗拉大学的最新研究表明，高压水射流在使用上还有很大潜力，它可将煤粉碎成细小颗粒，以便进行清洗和生产清洁的燃料，还可用水力制浆法分离木纤维。
2002年，美国FLOW公司将超高压技术带入了一个革命性的阶段，发布了最高压可达87000mpa的超高压水射流设备，在大大提高了生产效率的同时，使用成本也较之以前下降40%。随着对水射流技术不断研发、提升、应用，其发展和使用前景将无可限量。
参考文献：
戴庆辉主编.先进制造系统
机械工业出版社，2006 王润孝主编.先进制造系统
西北工业大学出版社，2001 王细洋主编.现代制造技术 国防工业出版社，2010 美国卓越制造协会主编.绿色制造 人民邮电出版社，刘光复主编.绿色设计与制造 机械工业出版社，2010 沈向东主编.柔性制造技术 机械工业出版社，2013 朱晓春主编.数控技术 机械工业出版社，2006
2010
第二篇：激光切割技术的原理及应用
辽宁科技大学学生论文
激光切割技术的原理及应用
1.激光切割技术简介.......................................................................2 1.1激光切割技术概述................................................................2 1.2激光切割技术的原理............................................................4 1.3激光切割技术的发展历史....................................................5 2.激光切割的特点.............................................................................6 2.1激光切割的总体特点............................................................6 2.2 CO2激光切割技术的特点.....................................................7 2.3半导体激光切割机................................................................8 2.4光纤激光切割机....................................................................8 3.激光切割技术的应用及发展前景.............................................10 3.1激光切割技术的市场现状..................................................10 3.2激光切割技术的应用..........................................................12 结论..................................................................................................13
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激光切割技术的原理及应用
材料12A文修曜
摘要
激光加工技术是一种先进制造技术，而激光切割是激光加工应用领域的一部分，激光切割是当前世界上先进的切割工艺。由于它具备精密制造、柔性切割、异型加工、一次成形、速度快、效率高等优点，所以在工业生产中解决了许多常规方法无法解决的难题。激光能切割大多数金属材料和非金属材料。
Abstract
The laser processing technology is a kind of advanced manufacturing technology, and laser cutting is part of the laser processing applications, laser cutting is the current advanced cutting technology in the world.Because it has flexible cutting, stone processing, precision manufacturing, a forming, fast speed, higher efficiency, so in industrial production solved many conventional methods cannot solve the problem.Can laser cutting most of the metal materials and nonmetal materials.关键词：激光切割的原理；激光切割的分类及特点；激光切割技术的应用
1.激光切割技术简介
1.1激光切割技术概述
激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术。它占整个激光加工业的70%以上。激光切割与其他切割方法相比，最大区别是它具有高速、高精度及高适应性的特点。同时还具有割缝细、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切割过程容易实现自动化控制等优点。激光切割板材时，不需要模具，可以替代 2 辽宁科技大学学生论文
一些需要采用复杂大型模具的冲切加工方法，能大大缩短生产周期和降低成本。因此，目前激光切割已广泛地应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业部门中。
激光切割主要是CO2激光切割,激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,并使CO2激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定状的切缝。激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料，并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动，从而形成一定形状的切缝。激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质量。
激光束聚焦成很小的光点其最小直径可小于0.1mm，使焦点处达到很高的功率密度可超过106W／cm2)。这时光束输入（由光能转换）的热量远远超过被材料反射、传导或扩散部分，材料很快加热至汽化湿度，蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动，使孔洞连续形成宽度很窄（如0.1mm左右）的切缝。切边热影响很小，基本没有工件变形。
切割过程中还添加与被切材料相适合的辅助气体。钢切割时得用氧作为辅助气体与溶融金属产生放热化学反应氧化材料，同时帮助吹走割缝内的熔渣。切割聚丙烯一类塑料使用压缩空气，棉、纸等易燃材料切割使用惰性气体。进入喷嘴的辅助气体还能冷却聚焦透镜，防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。
大多数有机与无机都可以用激光切割。在工业制造占有分量很重的金属加工业，许多金属材料，不管它具有什么样的硬度，都可进形无变形切割。当然，对高反射率材料，如金、银、铜和铝合金，它们也是好的传热导体，因此激光切割很困难，甚至不能切割。
激光切割无毛刺，皱折、精度高，优于等离子切割。对许多机电制造行业来说，由于微机程序的现代化激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件，它往往比冲切、模压工艺更被优先选用；尽管它加工速度慢于模冲，但它没有模具消耗，无需修理模具，还节约更换模具时间，从而节省加工费用，降低产品成本，所以从总体上讲在经济上更为合算。
另一方面，从如何使模具适应工件设计尺寸和形状变化角度看，激光切割也 3 辽宁科技大学学生论文
可发挥其精确、重现性好的优势。作为层叠模具的优先制造手段，由于不需要高级模具制作工，激光切割运转费用也并不昂贵，因此还能显著地降低模具制造费用。激光切割模具还带来的附加好处是模具切边会产生一个浅硬化层，提高模具运行中的耐磨性。激光切割的无接触特点给圆锯片切割成形带来无应力优势，由此提高了使用寿命。
1.2激光切割技术的原理
在激光束能量作用下（氧助切割机制下，还要加上喷氧气与到达燃点的金属发生放热反应放出的热量），材料表面被迅速（ms范围）加热到几千乃至上万度（℃）而熔化或汽化，随着汽化物逸出和熔融物体被辅助高压气体（氧气或氮气等惰性气体）吹走，切缝便产生了。脉冲激光适用于金属材料,连续激光适用于非金属材料,后者是激光切割技术的重要应用领域。
激光切割是利用高功率密度的激光束扫描过材料表面，在极短时间内将材料加热到几千至上万摄氏度，使材料熔化或气化，再用高压气体将熔化或气化物质从切缝中吹走，达到切割材料的目的。
该技术采用激光束照射到钢板表面时释放的能量来使不锈钢熔化并蒸发。激光源一般用二氧化碳激光束，工作功率为500～2500瓦。该功率的水平比许多家用电暖气所需要的功率还低，但是，通过透镜和反射镜，激光束聚集在很小的区域。能量的高度集中能够进行迅速局部加热，使不锈钢蒸发。此外，由于能量非常集中，所以，仅有少量热传到钢材的其它部分，所造成的变形很小或没有变形。利用激光可以非常准确地切割复杂形状的坯料，所切割的坯料不必再作进一步的处理。
激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料，并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动，从而形成一定形状的切缝。从二十世纪七十年代以来随着CO2激光器及数控技术的不断完善和发展，目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。在五、六十年代作为板材下料切割的主要方法中：对于中厚板采用氧乙炔火焰切割；对于薄板采用剪床下料，成形复杂零件大批量的采用冲压，单件的采用振动剪。七十年代后，为了改善和提高火焰切割的切口质量，又推广了氧乙烷精 辽宁科技大学学生论文
密火焰切割和等离子切割。为了减少大型冲压模具的制造周期，又发展了数控步冲与电加工技术。各种切割下料方法都有其有缺点，在工业生产中有一定的适用范围。
1.3激光切割技术的发展历史
激光切割是激光加工行业中最量要的一项应用技术,由于具有诸多特点,已广泛地应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电子、石油和冶金等工业部门。近年来，激光切割技术发展很快，国际上每年都以20％～30％的速度增长。我国自1985年以来，更以每年25％以上的速度增长。由于我国激光工业基础较差，激光加工技术的应用尚不普遍，激光加工整体水平与先进国家相比仍有较大差距，相信随着激光加工技术的不断进步，这些障碍和不足会得到解决。激光切割技术必将成为21世纪不可缺少的重要的钣金加工手段。激光切割加工广阔的应用市场，加上现代科学技术的迅猛发展，使得国内外科技工作者对激光切割加工技术进行不断探入的研究，推动着激光切割技术不断创新，激光切割技术的发展方向如下：
(1)伴随着激光器向大功率发展以及采用高性能的CNC及伺服系统,使用高功率的激光切割可获得高的加工速度,同时减小热影响区和热畸变;所能够切割的材料板厚也格进一步地提高，高功率激光可以通过使用Q 开关或加载脉冲波，从而使低功率激光器产生出高功率激光。
(2)根据激光切割工艺参数的影响情况，改进加工工艺，如：增加辅助气体对切割熔渣的吹力；加入造渣剂提高熔体的流动性；增加辅助能源，并改善能量之间的耦合；以及改用吸收率更高的激光切割。
(3)激光切割将向高度自动化、智能化方向发展。将CAD/CAPP/CAM[4]以及人工智能运用于激光切割，研制出高度自动化的多功能激光加工系统。
(4)根据加工速度自适应地控制激光功率和激光模式或建立工艺数据库和专家自适应控制系统使得激光切割整机性能普遍提高。以数据库为系统核心，面向通用化CAPP开发工具，对激光切割工艺设计所涉及的各类数据进行分析，建立相适应的数据库结构。
(5)向多功能的激光加工中心发展，将激光切割、激光焊接以及热处理等各 辽宁科技大学学生论文
道工序后的质量反馈集成在一起，充分发挥激光加工的整体优势。
(6)随着Internet和WEB技术的发展，建立基于WEB的网络数据库，采用模糊推理机制和人工神经网络来自动确定激光切割工艺参数，并且能够远程异地访问和控别激光切割过程成了不可避免的趋势。
(7)三维高精度大型数控激光切割机及其切割工艺技术，为了满足汽车和航空等工业的立体工件切割的需要，三维激光切割机正向高效率、高精度、多功能和高适应性方向民展，激光切割机器人的应用范围将会愈来愈大。激光切割正向着激光切割单元FMC、无人化和自动化方向发展。
2.激光切割的特点
2.1激光切割的总体特点
激光加工作为一种全新的加工方法，以其加工精确、快捷、操作简单、自动化程度高等优点，在皮革、纺织服装行业内逐渐得到广泛的应用。镭射激光切割机与传统的切割方式相比不仅价格低,消耗低.并且因为激光加工对工件没有机械压力,所以切割出来产品的效果,精度以及切割速度都非常良好.并且还具有操作安全,维修简单等特点.可连续24小时工作。用镭射激光机切割出来的无尘布无纺布边不发黄,自动收边不散边,不变形，不会发硬,尺寸一致且精确；可切割任意复杂形状；效率高、成本低，电脑设计图形,可切割任意形状任各种大小的花边。开发速度快：由于激光和计算机技术的结合，用户只要在计算机上设计，即可实现激光雕刻输出并且可随时变换雕刻,可边设计边出产品。
激光切割是用聚焦镜将激光束聚焦在材料表面，使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定外形的切缝。
1．精度高：定位精度0.05mm，重复定位精度0.02 mm 2．切缝窄：激光束聚焦成很小的光点，使焦点处达到很高的功率密度，材料很快加热至气化程度，蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动，使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。切口宽度一般为0.10～0.20mm。
3．切割面光滑：切割面无毛刺，切口表面粗糙度一般控制在Ra12.5以内。辽宁科技大学学生论文
4．速度快：切割速度可达50m/min，最大定位速度可达70m/min，比线切割的速度快很多。
5．切割质量好：无接触切割，切边受热影响很小，基本没有工件热变形，完全避免材料冲剪时形成的塌边，切缝一般不需要二次加工。
6．不损伤工件：激光切割头不会与材料表面相接触，保证不划伤工件。7．不受被切材料的硬度影响：激光可以对布料，橡皮等柔软材质进行加工，不管什么样的硬度，都可以进行无变形切割。
8．不受工件外形的影响：激光加工柔性好，可以加工任意图形，可以切割管材及其它异型材。
9．可以对非金属进行切割加工：如塑料、木材、PVC、皮革、纺织品、有机玻璃等。
10．节约模具投资：激光加工不需模具，没有模具消耗，无须修理模具，节约更换模具时间，从而节省了加工费用，降低了生产成本，尤其适合大件产品的加工。
2.2 CO2激光切割技术的特点
1.切割质量好
切口宽度窄（一般为0.1--0.5mm）、精度高（一般孔中心距误差0.1--0.4mm，轮廓尺寸误差0.1--0.5mm）、切口表面粗糙度好（一般Ra为12.5--25μm），切缝一般不需要再加工即可焊接。2.切割速度快
例如采用2KW激光功率，8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min；2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min，热影响区小，变形极小。3.清洁、安全、无污染
大大改善了操作人员的工作环境。当然就精度和切口表面粗糙度而言，CO2激光切割不可能超过电加工；就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。但是就以上显著的优点足以证明：CO2激光切割已经和正在取代一部分传统的切割工艺方法，特别是各种非金属材料的切割。它是发展迅速，应用日益广泛的一种先进加工方法。
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2.3半导体激光切割机
1简介
半导体激光切割机采用半导体泵浦激光器，半导体泵浦激光器是近年来国际上发展最快，应用较广的新型激光器。该类型的激光器利用输出固定波长的半导体激光器代替了传统的氪灯或氙灯来对激光晶体进行泵浦，从而取得了崭新的发展，被称为第二代的激光器。这是一种高效率、长寿命、光束质量高、稳定性好、结构紧凑小型化的第二代新型固体激光器，目前在空间通讯，光纤通信，大气研究，环境科学，医疗器械，光学图象处理，激光打印机等高科技领域有着独具特色的应用前景。
2特点
1、采用半导体泵浦源和德国高速标记振镜头，光电转化效率高、光束质量好。
2、采用全数字化激光标记和独特的激光选模及深雕技术，确保了设备具有极高的稳定性、精确性和友好的操作性。并可选配自动测焦和调焦系统，满足精确切割和多样化打标需求。
3、周到的防护设计：缺水保护，激光谐振腔光路和激光腔腔体双重密封，防潮装置，防长出光装置。
4、多样的外围装置设计：自动上、下料系统，旋转标记转台，排风除尘系统，激光防护罩及灯光警示装置。
5、光路预览功能，焦点指示功能：在激光的光轴上叠加了可见红光，用于指示激光束的位置，实现对打标范围的预览。增加了指示对焦红光，直观方便的实现了对焦功能。
半导体激光切割机GDBEC-130250，选用进口半导体泵浦源和德国高速标记振镜头，光电转化效率高，光束质量好，可在金属、非金属等各类固性材料上进行精确、快速的打标和划线，并可根据加工材料厚度，调整激光焦距，确保加工的最佳效果。适用于各类普通金属及合金（铁、铜、铝、镁、锌等所有金属）、稀有金属及合金（金、银、钛）、金属氧化物、ABS料（电器用品外壳、日用品）、油墨（透光按键、印刷制品），环氧树脂（电子元件的封装、绝缘层）等材料。
2.4光纤激光切割机
1简介 辽宁科技大学学生论文
光纤激光切割机是利用光纤激光发生器作为光源的激光切割机。光纤激光器是国际上新发展的一种新型光纤激光器输出高能量密度的激光束，并聚集在工件表面上，使工件上被超细焦点光斑照射的区域瞬间熔化和气化，通过数控机械系统移动光斑照射位置而实现自动切割。同体积庞大的气体激光器和固体激光器相比具有明显的优势，已逐渐发展成为高精度激光加工、激光雷达系统、空间技术、激光医学等领域中的重要候选者。
光纤激光切割机它既可做平面切割,也可做斜角切割加工,且边缘整齐、平滑,适用于金属板等高精度的切割加工，同时加上机械臂可以进行三维切割代替原本进口的五轴激光。比起普通二氧化碳激光切割机更节省空间和气体消耗量，光电转化率高，是节能环保的新产品，也是世界上领先技术产品之一。2光纤激光切割机较CO2激光切割机的优势：
1）卓越的光束质量：聚焦光斑更小，切割线条更精细，工作效率更高，加工质量更好；
2）极高的切割速度：是同等功率CO2激光切割机的2倍；
3）极高的稳定性：采用世界顶级的进口光纤激光器，性能稳定，关键部件使用寿命可达10万小时；
4）极高的电光转换效率：光纤激光切割机光电转换效率达30%左右，是CO2激光切割机高3倍，节能环保；
5）极低的使用成本：整机耗电量仅为同类CO2激光切割机的20-30%； 6）极低的维护成本：无激光器工作气体；光纤传输，无需反射镜片；可节约大量维护成本；
7）产品操作维护方便：光纤传输，无需调整光路；
8）超强的柔性导光效果：体积小巧，结构紧凑，易于柔性加工要求。
辽宁科技大学学生论文
当然了，与二氧化碳激光切割机相比，光纤的切割范围相对狭窄。因为波长的原因，其只能切金属材料，对非金属不容易被其吸收，从而影响其切割范围。3与YAG激光切割机相比的优势：
1）切割速度：光纤激光切割机的速度是YAG的4-5倍，适用于大量加工与生产
2）使用成本：光纤激光切割机的使用成本比YAG固体激光切割更少 3）光电转换效率：光纤激光切割机的光电转换效率是YAG的10倍左右 相应的光纤激光器的价格较高，所以光纤激光切割机价高比之YAG激光切割机要高出不少，但比二氧化碳激光切割机要低很多。但其性比价确实三者中最高的。
3.激光切割技术的应用及发展前景
激光切割的应用领域非常广泛, 比如汽车行业、计算机、电气机壳、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钦合金等等。近年来, 激光切割的新应用层出不穷, 令人耳目一新。
3.1激光切割技术的市场现状
我国激光产业的发展，虽然是一个初步发展，但在国际科技带领下已经完成了飞跃的发展，并且比同等质量有一个高阶段的突出。以激光切割机来讲，市场的需求高达千万，为广阔的市场添加了新的生机。自从60年代第一台激光设备的诞生和应用开始，我国就有多位专家在激光行业付出了努力，并达到了国际一个微小的差值。在激光行业的发展同时，激光成套工业设备也进入了生产的市场，摆脱了长期依靠国外的局面，解决了国内激光行业的尴尬局面。
辽宁科技大学学生论文
国内经济的飞速发展，成为激光市场的高产业支柱，并且可以达到每年20%以上的增长速，成为全球激光市场的一个新起点，根据专家预测，国内的激光市场仍处于高速的增长阶段，在未来可以在进行翻倍的增加，来最大的扩充激光切割设备的市场，填补国内空白，将国内高端激光设备摆脱受困的状态，成为国际上的顶梁柱。目前国内的激光产业主要在深圳、武汉两地聚集，其中深圳是国内的重要销售市场，并且以多年的发展经验，领先了其他区域。
激光切割指采用激光发射性光束在产品上面打孔，根据水平移动来对应产生的缝隙称为激光切割，激光可以在多产品材料上面切割，如亚克力、刀模板、布料、皮革等行业都能运用激光进行切割，因此激光切割是一种在多行业切割的新型方案。对于这样一种新型的切割方法，相对于传统切割有着什么样的优势呢，下面光博士带您分析下。
激光是利用物质激发产生光，这种光带有强烈的温度，在接触材料时候，能够迅速的在材料表面融化，形成打孔，根据对位对点的移动形成了切割，因此这样的一种切割方法相对于传统的切割方法，缝隙更小，更能够省去大部分材料，然而根据切割效果来定义分析，根据激光进行切割的材料，其切割效果能够满意，精准度又高，这是继承了激光的优势，也是普通切割方式不能够媲美的。
相对于传统切割方式中，激光切割更易懂、易学、在商家需求的加工效果，速度方面都有着绝对的优势，因此相信在未来的切割方式选择中，激光切割机将是大众的需求。
激光切割加工是指采用激光设备来给产品进行加工，这种模式是针对那种初入激光行业，并且小型的加工户，然而这种模式在现今的社会都不提倡了，因为激光设备的价格不再是那种高高在上的设备了，完美的技术发展，优良的加工精细，使得现今的激光设备不再是那样的昂贵，因为它们的设备有针对行业性的，这样能够省去了以往那种高贵的大功率设备加工，现今的小功率设备也能进行加工了，这让这些想购买激光切割机的加工不在需要借用他人的设备进行加工了，激光切割加工模式逐渐被取代了，这是必然性。
辽宁科技大学学生论文
下面分析下激光切割市场以及加工效果，在激光切割市场，凡事了解一点的都清楚，激光切割能够加工多行业，然而需要购买加工多行业的设备，价格是不菲的，然而如果购买的是单行业，如刀模激光切割机、皮革激光切割机等，这些针对行业的设备，价格就不是那样昂贵了，这就是未来的市场，在其加工效果方面，单行业的加工效果，肯定针对单行业其功能是最好的，能够满足此行业的要求，这些在这些行业设备介绍中，光博士有提到，因此在如果想采用激光切割加工的商户们，不妨去尝试着使用激光切割设备直接自己购买进行加工，这样能够帮助你实现以及解决很多的问题！
3.2激光切割技术的应用
大多数激光切割机都由数控程序进行控制操作或做成切割机器人。激光切割作为一种精密的加工方法，几乎可以切割所有的材料，包括薄金属板的二维切割或三维切割。
在汽车制造领域，小汽车顶窗等空间曲线的切割技术都已经获得广泛应用。德国大众汽车公司用功率为500W的激光器切割形状复杂的车身薄板及各种曲面件。在航空航天领域，激光切割技术主要用于特种航空材料的切割，如钛合金、铝合金、镍合金、铬合金、不锈钢、氧化铍、复合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有发动机火焰筒、钛合金薄壁机匣、飞机框架、钛合金蒙皮、机翼长桁、尾翼壁板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等。
激光切割成形技术在非金属材料领域也有着较为广泛的应用。不仅可以切割硬度高、脆性大的材料，如氮化硅、陶瓷、石英等；还能切割加工柔性材料，如布料、纸张、塑料板、橡胶等，如用激光进行服装剪裁，可节约衣料10%～12%，提高功效3倍以上。
从技术经济角度不宜制造模具的金属钣金件，特别是轮廓形状复杂，批量不大,一般厚度；12mm的低碳钢、；6mm厚的不锈钢，以节省制造模具的成本与周期。已采用的典型产品有：自动电梯结构件、升降电梯面板、机床及粮食机械外罩、各种电气柜、开关柜、纺织机械零件、工程机械结构件、大电机硅钢片等。辽宁科技大学学生论文
装饰、广告、服务行业用的不锈钢（一般厚度3mm）或非金属材料（一般厚度20mm）的图案、标记、字体等。如艺术照相册的图案，公司、单位、宾馆、商场的标记，车站、码头、公共场所的中英文字体。
要求均匀切缝的特殊零件。最广泛应用的典型零件是包装印刷行业用的模切版，它要求在20mm厚的木模板上切出缝宽为0.7~0.8mm的槽，然后在槽中镶嵌刀片。使用时装在模切机上，切下各种已印刷好图形的包装盒。国内近几年来应用的一个新领域是石油筛缝管。为了挡住泥沙进入抽油泵，在壁厚为6~9mm的合金钢管上切出0.3mm宽的均匀切缝，起割穿孔处小孔直径不能大于0.3mm，切割技术难度大，已有不少单位投入生产。
国外除上述应用外，还在不断扩展其应用领域。
⑴采用三维激光切割系统或配置工业机器人，切割空间曲线，开发各种三维切割软件，以加快从画图到切割零件的过程。
⑵为了提高生产效率，研究开发各种专用切割系统，材料输送系统，直线电机驱动系统等，如今切割系统的切割速度已超过100m/min。
⑶为扩展工程机械、造船工业等的应用，切割低碳钢厚度已超过30mm，并特别注意研究用氮气切割低碳钢的工艺技术，以提高切割厚板的切口质量。因此在中国扩大CO2激光切割的工业应用领域，解决新的应用中一些技术难题仍然是工程技术人员的重要课题。
结论
激光从提出到变为现实的发展史用了几十年，从初生到今天无处不再又是几十年，激光及应用实际上是随着社会需求的进步而得以发展。激光的出现和发展又带动了光学，实验等学科的发展。从社会角度看，激光的产生改变了人们的生活，使之更加方便快捷。随着科技的发展，激光技术必将得到更加广泛的应用于我们世界的各个方面，使人类的科技不断进步。我也坚信，我国的激光技术也将会达到世界领先的水平，为我国各行各业的发展提供有利的条件！
参考文献
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[3] 胡兴军,刘向阳.激光切割的基本原理及新进展[J].苏南科技开发,2004,(11)[4] 朱秀芹.激光切割技术在生产中的推广应用[J]衡器,2003,(01)[5] 姜楠.激光切割技术[J].科技传播.2014.10:189-190 [6] 徐秀琼,刘继展,李萍萍.激光切割技术的发展现状及农业领域应用发展[J].农机化研究.2013.03:78-80.[7]邓家科,王中,朱付金,卢飞星.数控激光切割技术发展趋势与市场分析[J].激光与光电子学进展,2009.05:59-63.14
第三篇：PLC原理及应用
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC D组
一、全自动洗衣机梯形图控制程序的设计与调试 1.控制要求：
按下启动按扭及水位选择开关，注水直到高（中、低）水位，关水
（3）2s后开始洗涤
（4）洗涤时，正转30s，停2s，然后反转30s，停2s（5）如此循环5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30s（6）开始清洗，重复（2）～（5），清洗两遍
（7）清洗完成，报警3秒并自动停机
（8）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）
输入点： 输出点：
启动 10001 低水位检测 10009 启动洗衣机 00001 停止 10002 手动排水 10010 进水阀 00002 高水位 10003 手动脱水 10011 正转 00003 中水位 10004 反转 00004 低水位 10005 排水 00005 排空检测 10006 脱水 00006 高水位检测 10007 报警 00007 中水位检测 10008 2.若要求启动开关分为标准洗和轻柔洗，试改变有关输入点，并在程序中加入轻柔洗功能（轻柔洗过程自定）3.I/O编址 4.编程并调试
二、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验
十一、实验十五的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
三、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.了解汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 编程并调试 c）I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC E组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发 要求：
1.开发实验
九、实验
十二、实验十三的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、自行设计课题
要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序
1.观察宜山路中山西路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试 4.I/O端子接线图 三、八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）根据各楼层行程开关的状态，确定轿厢所在楼层
（2）用九段LED数码管作十进制层楼位置显示，如下图所示：
2.九段码编码示意图、真值表、I/O编址
3.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试（注意各层之间的显示保持）4.I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC F组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验
八、实验
九、实验十五的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、自行设计课题
要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序
1.观察桂林路漕宝路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试 4.I/O端子接线图
三、花式喷水池装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.花式喷水池示意图
图a中4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。图b中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”= 单步，“0”= 连续，其他为单一功能开关。2.控制要求：
（1）水池控制电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。按下停止按钮，则停止喷水。工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。
（2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，喷水池反复循环运行。
（3）方式选择开关用以选择喷水池的喷水花样，1～4号喷水管的工作方式选择如下：
a）选择开关在位置“1”——按下启动按钮后，4号喷水，延时2s，3号喷水，再延时1.5s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，然后全部停止1s，接着一起喷水15s为一个循环。
b）选择开关在位置“2”——按下启动按钮后，1号喷水，延时2s，2号喷水，再延时2s，3号喷水，再延时2s，4号喷水，然后全部停止0.5s，接着一起喷水30s为一个循环。
c）选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1～4号同时喷水20s为一个循环。
d）选择开关在位置“4”——按下启动按钮后，喷水池1～4号水管的工作顺序为： 1→2→3→4按顺序延时2s喷水，然后一起喷水10s后，按1→1+2→2→2+3→3→3+4→4→4+1号水管以1s间隔顺序喷水，小循环3次后，一起喷水2s，再停止1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水10s为一个大循环。
（4）不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作，所有存储器复位。
3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC G组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：1.开发实验
十、实验十一的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为检测到人或物体时为ON，否则OFF。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。
（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的8s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址
4.编程并借助于实验箱的发光二极管LED进行调试 5.I/O端子接线图
三、坐标式机械手的PLC梯形图控制程序设计与调试
1.坐标式机械手动作原理图
2.控制要求：将物体从位置A搬至位置B（1）动作顺序：机械手从原点位置起始下移到A处下限位→从A处夹紧物体后上升至上限位→右移至右限位→机械手下降至B处下限位→将物体放置在B处后→上升
至上限位→左移至左限位（原点）为一个循环。
（2）上限、A、B下限、左限、右限分别由限位开关控制；机械手设立起动和停止开关。
（3）机械手夹紧或松开的工作状态以及到达每一个工位时，均应有状态显示。
（4）机械手的夹紧和放松动作均应有1s延时，然后上升；机械手每到达一个位置均有0.5s的停顿延时，然后进行下一个动作。
（5）若机械手停止时不在原点位置，可通过手动开关分别控制机械手的上升和左移，使之回到原点。
（6）要求循环工作1小时时，判断机械手是否夹有物体，若没有，则立即自动停止工作并警铃报警；若夹有物体，则继续工作至物体放置到B位后自动停止工作并警铃报警。
3.I/O编址并画出工作框图 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC H组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验十四的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试 二、三相六拍步进电机PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A
反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A（2）要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。
（3）具有两种转速：
#1开关合上，则转过一个步距角需0.5s。#2开关合上，则转过一个步距角需0.05s。
（4）要求步进电动机转动100个步距角后自动停止运行
（5）（选）在完成上述功能的基础上，增加功能：
设置按钮K1，每按一次K1，转速增加一档（即转动一个步距角所需时间减少0.01s）设置按钮K2，每按一次K2，转速减少一档（即转动一个步距角所需时间增加0.01s）I/O编址
3.编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试
三、完成课程设计说明书
1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC I组
一、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.霓虹灯广告屏示意图
该广告屏共有8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组，如下图所示：
2.控制要求：：
（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→„„→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→„„→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→„„→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→„„→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。
（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→„„→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“、”亮，同时Ⅱ“⑤、⑦”灭„„，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，„„如此循环往复。（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。
（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。
（5）在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。
（6）*要求有移位指令的应用 3.编程并模拟调试 4.画出I/O端子接线图
二、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
三、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC J组
一、MODICON PLC梯形图控制程序的移植
要求：
1.将教材中五层电梯模型的梯形图控制程序三菱FX2N PLC的梯形图控制程序 I/O编址
试画出I/O端子接线图 二、五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试 1.控制要求：
（1）五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E , 正转通电顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB
反转通电顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB
（2）用五个开关控制其工作：
#1开关控制其运行(启 / 停)。
#2 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.5 s)。#3 开关控制其中速运行(转过一个步距角需 0.1 s)。#4 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.03 s)。#5 开关控制其转向(ON 为正转，OFF 为反转)。2.I/O编址及工作框图（或时序图）
3．编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试 4.I/O端子接线图
三、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验
十、实验十一的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC K组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验
八、实验
九、实验十一的梯形图程序 2.写出I/O编址
3.写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.霓虹灯广告屏示意图
该广告屏共有8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组，如下图所示：
2.控制要求：：
（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→„„→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→„„→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→„„→1，时间间隔1s，显示3s，再从1→2→„„→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。
（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→„„→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“、”亮，同时Ⅱ“⑤、⑦”灭„„，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，„„如此循环往复。
（3）系统有单步/连续控制，单步运行时广告屏只亮一个循环，连续运行时则循环往复运行；有起动和停止按钮。
（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。
（5）在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。
（6）*要求有移位指令的应用 3.I/O编址并工作框图（或时序图）
4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试 5.画出I/O端子接线图
三、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为无光导通，有光断开。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。
（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的10s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待10s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址
4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC L组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：1.开发实验九、十、十二的梯形图程序
2.写出I/O编址、写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、大、小球分拣传送机械PLC控制梯形图的设计与调试 1.大、小球分拣传送机械示意图
2.控制要求：
（1）机械臂起始位置在机械原点（见图），为左限、上限并有显示。
（2）有起动按钮和停止按钮控制运行，设停止时机械臂必须已回到原点。
（3）起动后，机械臂动作顺序为：下降→吸球→上升（至上限）→右行（至右限）→下降→释放→上升（至上限）→左行返回（至原点）。
（4）机械臂右行时有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降时，当电磁铁压着大球时，下限开关LS2断开（=“0”）；压着小球时，下限开关LS2接通（=“1”）。
3.I/O编址及工作框图
4.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试 5.I/O端子接线图
三、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序（1）了解汽车自动清洗过程
（2）设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址（3）编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得 《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC M组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求：
1.开发实验十、十二、十五的梯形图程序 写出I/O编址
写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、自行设计“全自动洗衣机PLC控制”课题
要求：
1.课题名称 2.控制要求 3.工作框图.4.I/O设置
5.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试
三、饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作（2）当瓶子定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，灌装过程为5s钟，灌装过程应有报警显示，5s后停止并不再显示报警；报警方式为红灯以0.5s间隔闪烁
（3）以每24瓶为一箱，记录产品箱数
（4）每隔8小时将记录产品箱数的计数器当前值转存至其他寄存器，然后对计数器自动清零，重新开始计数。（*）
（5）可以手动对计数器清零（复位）2.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试 3.画出I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC N组
一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发
要求： 1.开发实验八、九、十五的梯形图程序 写出I/O编址
写出梯形图程序及语句表程序并调试
二、物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试
某物业供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表示水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通，表示水压偏高。1.控制要求：
（1）自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵
工作，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示供水正常，可维持水泵运行数量。工作时，要求水泵数量最少为1台，最多不得超出4台。
（2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。
（3）手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具有
过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制（若输入点不够，可用I/O扩展模块）
（4）设置“自动/手动”切换开关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运行控制开关（ON——自动运行，OFF——自动运行停止）。2.画出运行框图，I/O编址
3.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试 4.画出I/O端子接线图。
三、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为无光导通，有光断开。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。
（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的10s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待10s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址
4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC O组 一、八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）根据各楼层行程开关的状态，确定轿厢所在楼层
（2）用九段LED数码管作十进制层楼位置显示，如下图所示：
2.九段码编码示意图、真值表、I/O编址 3.用0作故障显示
4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试 5.I/O端子接线图 二、三相六拍步进电机PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A 反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A
（2）要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。
（3）具有两种转速：
#1开关合上，则转过一个步距角需0.5s。#2开关合上，则转过一个步距角需0.05s。
（4）要求步进电动机转动100个步距角后自动停止运行 I/O编址 编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试
三、自行设计课题
要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序
1.观察桂林路漕宝路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图（或时序图）、I/O接线图
3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC A组 一、十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试 1.控制要求：
（1）系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；起动开关 OFF 则系统停
止工作。
（2）控制对象有八个：
东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个，东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个，东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。
（3）控制规律：
1）高峰时段按时序图二（见附图）运行，正常时段按时序图三（见附图）运行，晚上时段按提示警告方式运行，规律为： 东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 s，暗 0.6 s的规律反复循环。高峰时段、正常时段及晚上时段的时序分配按时序图一运行(见附图)。2.编程并调试 3.I/O端子接线图
时序图一
高峰时段 7：00↘ ↙8：15 16：30↘ 正常时段
晚间时段 6：30↗
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 小时
时序图二
00004 R-EW 00001 L——SN 00002 G 00003 Y
00008 R 00005 L 00006 G 00007 Y 10 20 30 40 50 60 70 80 90 SEC 时序图三
00004 R-EW 00001 L 00002 G 00003 Y
00008 R—SN —SN —EW —EW —EW
——SN
—SN —SN
—SN —SN 00005 L—EW 00006 G—EW 00007 Y—EW 10 20 30 40 50 60 70 80 90 SEC
二、车库车辆出入库管理PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）入库车辆前进时，经过1#传感器→2#传感器后，计数器A加1，后退时经过2#传感器→1#传感器后，计数器B减1；（计数器B的初始值由计数器A送来）只经过一个传感器则计数器不动作。
（2）出库车辆前进时，经过2#传感器→1#传感器后，计数器B减1，后退时经过1#传感器→2#传感器后，计数器A加1；只经过一个传感器则计数器不动作
（3）车辆入库或出库时，均应有警铃报警，定时3s钟（4）仓库启用时，先对所有用到的存储单元清零，并应有仓库空显示
（5）若设仓库容量为50辆车，则仓库满时应报警并显示。
（6）若同时有车辆相对入库和出库（即入库车辆经过1#传感器，出库车辆经过2#传感器），应避免误计数。2.I/O编址 编程并调试
I/O端子接线图
三、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为有光导通，无光断开。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。
（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的8s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
四、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
五、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图
西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC B组 一、五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试 1.控制要求：
（1）五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E , 正转通电顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB
反转通电顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB
（2）用五个开关控制其工作：
#1开关控制其运行(启 / 停)。
#2 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.5 s)。#3 开关控制其中速运行(转过一个步距角需 0.1 s)。#4 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.03 s)。#5 开关控制其转向(ON 为正转，OFF 为反转)。2.I/O编址 3．编程并调试 4.I/O端子接线图
二、饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作
（2）当瓶子定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，灌装过程为5s钟，灌装过程应有报警显示，5s后停止并不再显示报警；报警方式为红灯以0.5s间隔闪烁
（3）用两个传感器分别检测空瓶数和满瓶数，用计数器记录空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，即开始记录空瓶数和满瓶数
（4）若每24瓶为一箱，记录产品箱数
（5）每隔8小时将空瓶及满瓶计数器的当前值转存至其他寄存器，然后对计数器自动清零，重新开始计数。
（6）可以手动对计数器清零（复位）2.编程并调试 3.画出I/O端子接线图
三、自行设计“全自动洗衣机PLC控制”课题
要求： 1.课题名称 2.控制要求 3.工作框图.4.I/O设置 5.编程并调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求 程序（包括注释）、框图、I/O接线图
西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC C组 一、八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：（1）根据各楼层行程开关的状态，确定轿厢所在楼层
（2）用九段LED数码管作十进制层楼位置显示，如下图所示：
2.九段码编码示意图、真值表、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图 二、三相六拍步进电机PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：
（1）三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A
反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A
（2）要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。
（3）具有两种转速：
#1开关合上，则转过一个步距角需0.5s。#2开关合上，则转过一个步距角需0.05s。
（4）要求步进电动机转动100个步距角后自动停止运行
（5）在完成上述功能的基础上，增加功能：
设置按钮K1，每按一次K1，转速增加一档（即转动一个步距角所需时间减少0.01s）设置按钮K2，每按一次K2，转速减少一档（即转动一个步距角所需时间增加0.01s）I/O编址 编程与调试
三、自行设计课题
要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序
1.观察桂林路漕宝路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC D组
一、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为无光导通，有光断开。2．控制要求：
（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。
（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
（4）在门打开后的10s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待10s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
二、物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试
某物业供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表
示水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通，表示水压偏高。1.控制要求：
（1）自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵
工作，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示供水正常，可维持水泵运行数量。工作时，要求水泵数量最少为1台，最多不得超出4台。（2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。
（3）手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具有
过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制（若输入点不够，可用I/O扩展模块）
（4）设置“自动/手动”切换开关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运行控制开关（ON——自动运行，OFF——自动运行停止）。2.画出运行框图，I/O编址，编程并调试 3.画出I/O端子接线图。
三、全自动洗衣机梯形图控制程序的设计与调试 1.控制要求：
（1）按下启动按扭及水位选择开关
（2）注水直到高（中、低）水位，关水
（3）2s后开始洗涤
（4）洗涤时，正转30s，停2s，然后反转30s，停2s（5）如此循环5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30s（6）开始清洗，重复（2）～（5），清洗两遍
（7）清洗完成，报警3s并自动停机
（8）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）
输入点： 输出点：
启动 10001 低水位检测 10009 启动洗衣机 00001 停止 10002 手动排水 10010 进水阀 00002 高水位 10003 手动脱水 10011 正转 00003 中水位 10004 反转 00004 低水位 10005 排水 00005 排空检测 10006 脱水 00006 高水位检测 10007 报警 00007 中水位检测 10008 2.若要求启动开关分为标准洗和轻柔洗，试改变有关输入点，并在程序中加入轻柔洗功能（轻柔洗过程自定）3.I/O编址 4.编程并调试
四、MODICON PLC梯形图控制程序的移植
要求：
1.将教材中五层电梯模型的梯形图控制程序改成S7-200 PLC的梯形图控制程序
2.I/O编址：设有开关量I/O扩展模块2个，均为8×24VDC输入/8×继电器输出 3.试画出I/O端子接线图
五、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC E组 一、四分频电路梯形图控制程序设计与调试
要求：
1.解读MODICON PLC的二分频电路梯形图程序，用STEP7设计四分频电路梯形图程序并调试，画出四分频时序图。2.控制要求：
输入点引入信号脉冲，输出点输出的脉冲是输入脉冲的四分频信号。
二分频时序图如下： 输入10001 输出00002 MODICON PLC二分频梯形图：
（）10001 00101 00100（）10001 00101（）00100 00002 00102（）00100 00102 00002 00002
二、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
三、MODICON PLC梯形图控制程序的移植
1.将教材中五层电梯模型的梯形图控制程序改成S7-200 PLC的梯形图控制程序
2.I/O编址：设有开关量I/O扩展模块2个，均为8×24VDC输入/8×继电器输出
3.画出I/O端子接线图
4．完成PLC与电梯模型的接线并运行调试
四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求 2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC F组
一、花式喷水池装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.花式喷水池示意图
图a）中4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。图b）中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”= 单步，“0”= 连续，其他为单一功能开关。2.控制要求：
（1）水池控制电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。按下停止按钮，则停止喷水。工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。
（2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，喷水池反复循环运行。（3）方式选择开关用以选择喷水池的喷水花样，1～4号喷水管的工作方式选择如下：
a）选择开关在位置“1”——按下启动按钮后，4号喷水，延时2s，3号喷水，再延时1.5s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，然后全部停止1s，接着一起喷水15s为一个循环。
b）选择开关在位置“2”——按下启动按钮后，1号喷水，延时2s，2号喷水，再延时2s，3号喷水，再延时2s，4号喷水，然后全部停止0.5s，接着一起喷水30s为一个循环。
c）选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1～4号同时喷水20s为一个循环。
d）选择开关在位置“4”——按下启动按钮后，喷水池1～4号水管的工作顺序为： 1→2→3→4按顺序延时2s喷水，然后一起喷水10s后，按1→1+2→2→2+3→3→3+4→4→4+1号水管以1s间隔顺序喷水，小循环3次后，一起喷水2s，再停止1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水10s为一个大循环。
（4）不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作，所有存储器复位。
3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图
二、带有显示的十字路口交通信号灯控制程序的设计与调试 1.系统框图：
2.控制要求：
（1）南北方向为主干道，绿灯亮的时间比东西方向次干道绿灯亮的时间多一倍，黄灯间隔0.5s闪烁3 s后切换到红灯，信号灯工作时序图如下，一次循环共需96s。（2）时序图：
（3）主干道的数码显示应该与红、黄及绿灯同步，且两条主、次干道应该一样显示。比如：南北方向绿灯亮时，东西方向和南北方向均应显示数字63（绿灯亮60s，黄灯亮3s），然后隔秒减1，当减到0时，换成东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，此时，数码管应显示33，然后隔秒减1，当减到0时，再进行切换，完成一次工作循环。
（4）*有白天/夜间操作转换开关、运行/停止开关、紧急操作开关1#、2#，其功能如下：
白天/夜间操作转换开关在“白天”位置时，按上述时序正常工作，在“夜间”位置时，两边均只有黄灯闪烁
运行开关在接通电源时，方可切换白天/夜间开关
开关在“运行”位置时，系统启动，在“停止”位置时，系统关闭
当有特殊情况（如事故）需某一方向的绿灯一直亮，则应用紧急操作开关实现次功能。比如：1#开关=“1”，则南北方向绿灯一直亮，东西方向红灯一直亮，2#开关=“1”，则东西方向绿灯一直亮，南北方向红灯一直亮，关闭紧急开关，则系统恢复正常。
3.编程并模拟调试
4.画出I/O端子接线图（用一个I/O扩展模块）
.三、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求 2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
《PLC原理及应用》课程设计任务书
西门子S7-200 PLC G组
一、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.霓虹灯广告屏示意图
该广告屏共有8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组，如下图所示：
2.控制要求：：
（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→„„→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→„„→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→„„→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→„„→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。
（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→„„→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“、”亮，同时Ⅱ“⑤、⑦”灭„„，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，„„如此循环往复。
（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。
（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。
（5）要求有移位指令的应用
（6）*在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。3.编程并模拟调试
4.画出I/O端子接线图（用2个I/O扩展模块）
二、自行设计课题
要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）
2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图
三、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求
2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图
3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得
第四篇：DWI原理和应用
一、DWI的概念
1.定义：
弥散又称扩散，是指分子从周围环境的热能中获取运动能量而使分子发生的一连串的、小的、随机的位移现象并相互碰撞，也称分子的热运动或布朗运动。
2.DWI技术就是检测扩散运动的方法之一，由于一般人体MR成像的对象是质子，主要是水分子中的质子，因此DWI技术实际上是通过检测人体组织中水分子扩散运动受限制的方向和程度等信息间接反映组织微观结构的变化。
3.生物组织内的水分子的扩散分为三大类：细胞外扩散，细胞内扩散，跨膜扩散，且扩散运动受到组织结构、细胞内细胞器和组织大分子的影响。
4.影响水分子弥散的因素：膜结构的阻挡，大分子蛋白物质的吸附，微血管内流动血液的影响（？）。
5.DWI中的水分子：
1）
无创探测活体组织中水分子扩散的唯一方法
2）
信号来源于组织中的自由水
3）
结合水尽管运动受限，但仍不能产生信号
4）
不同组织对自由水扩散限制程度不同
5）
产生DWI对比
6）
检测组织中自由水限制性扩散的程度
6.常规DWI，主要对细胞外自由水运动敏感
T2WI基础上，施加扩散梯度，组织信号衰减
1）
自由水扩散越自由=信号丢失多，DWI信号越低
2）
自由水扩散越受限=信号丢失少，DWI信号越高
7.在均匀介质中，任何方向的弥散系数都相等，这种弥散称为各向同性扩散（eg.脑脊液）；在非均匀介质中，各方向的弥散系数不等，这种弥散称为各向异性扩散（eg.脑白质纤维素）。
各向异性扩散在人体组织中是普遍存在的，其中最典型的是脑白质神经纤维束。水分子在神经纤维长轴方向上扩散运动相对自由，而在垂直于神经纤维长轴的方向上，水分子的扩散运动将明显受到细胞膜和髓鞘的限制。
二、DWI的原理
1.以SE-EPI序列来介绍DWI的基本原理。
射频脉冲使体素内质子的相位一致，射频脉冲关闭后，由于组织的T2弛豫和主磁场不均匀将造成质子逐渐失相位，从而造成宏观横向磁化矢量的衰减。
除了上述两种因素以外，我们在某个方向上施加一个扩散梯度场，人为在该方向上制造磁场不均匀，造成体素内质子群失相位，然后在施加一个强度与持续时间完全相同的反向扩散梯度场，则会出现两种情况:在该方向上没有位移的质子不会受两次梯度场强的影响而失相位，而移动的质子因两次梯度场引起的相位变化不能相互抵消，而失相位信号衰减。
2.DWI通过测量施加扩散敏感梯度场前后组织发生的信号强度变化，来检测组织中水分子扩散状态（自由度及方向），后者可间接反映组织微观结构特点及其变化。
体素中水分子都存在一定程度的扩散运动，其方向是随机的，而在扩散梯度场方向上的扩散运动将造成体素信号的衰减，如果水分子在敏感梯度场方向上扩散越自由，则在扩散梯度场施加期间扩散距离越大，经历的磁场变化也越大，组织信号衰减越明显。
三、技术要点
1.DWI上组织信号强度的衰减主要因素：
1）扩散敏感梯度场的强度，强度越大组织信号衰减越明显；
2）扩散敏感梯度场持续的时间，时间越长组织信号衰减越明显；
3）两个扩散敏感梯度场的间隔时间，间隔时间越长，组织信号衰减越明显；
4）组织中水分子的扩散自由度，在扩散敏感梯度场施加方向上水分子扩散越自由，组织信号衰减越明显。
2.b值对DWI的影响：DWI技术中把施加的扩散敏感梯度场参数称为b值或称扩散敏感系数。
1）
b值代表扩散敏感系数；r代表磁旋比；Gi和Gj分别为i轴和j轴上的磁场梯度强度；δ代表梯度场持续时间；Δ代表两个梯度场间隔时间。
2）
b值的选择（表示应用的梯度磁场的时间、幅度、形状）
b值越高，扩散的权重越重
b值越高，信号越弱
b值越高，信噪比越差
b值越高，相同TR内可采集的层数越少
因会出现周围神经的刺激症状也限制了太高的b值。
较小的b值可得到的较高信噪比的图像，但对水分子扩散运动的检测不敏感。
3）因此，b值的选择非常重要，用小b值进行DWI，在一定程度上反映了局部组织的微循环灌注，但所测得的ADC值稳定性较差，且易受其他生理活动的影响，不能有效反映水分子的弥散运动；用大b值进行DWI，所测得的ADC值受局部组织的微循环灌注影响较小，能较好反映水分子的弥散运动，因此，大b值进行DWI称高弥散加权成像，用小b值进行DWI称低弥散加权成像。b=0时产生无弥散加权的t2wi。
4）扩散图像的b值的选择主要应满足以下三个条件：
（1）能够清晰显示和分辨被检组织。
（2）有效抑制t2透射效应对扩散图像的影响。
（3）应用尽可能高的b值，使被检组织的ADC值更接近组织的真实D值。
三、DWI的方向性：
DWI是反映扩散敏感梯度场方向上的扩散运动，为了全面反映组织在各方向上的水分子扩散情况，需要在多个方向上施加扩散敏感梯度场。如果在多个方向（6个以上方向）分别施加扩散敏感梯度场，则可对每个体素水分子扩散的各向异性作出较为准确的检测，这种MRI技术称为扩散张量成像（diffusion
tensor
imaging，DTI）。利用DTI技术可以很好地反映白质纤维束走向，对于脑科学的研究将发挥很大的作用。
四、扩散系数和表观扩散系数
1.分子布朗运动的方向是随机的，其在一定方向上的弥散距离与相应弥散时间的平方根之比为一个常数，这个常数称为扩散系数D。表示一个水分子单位时间内随机弥散运动的平均范围，其单位为mm2/s。通过对施加扩散敏感梯度场前后的信号强度检测，在得知b值的情况下，我们可以计算组织的扩散系数，需要指出的是造成组织信号衰减不仅仅是水分子的扩散运动，水分子在扩散敏感梯度场方向上各种形式的运动（或位置移动）还将造成组织信号的衰减。
2.影响因素：
1）微观因素：体液流动、细胞的渗透性和温度、毛细血管灌注、细胞内外水的黏滞度、膜通透性的方向。
2）宏观因素：呼吸、搏动、蠕动等。
3.因此利用DWI上组织信号强度变化检测到的不是真正的扩散系数，它还会受到其他形式水分子运动的影响。我们把检测到的扩散系数称为表观扩散系数（apparent
diffusion
coeffecient，ADC）。
实际工作中用表观扩散系数(ADC)
来代替真正的扩散系数，前者常明显大于后者。
ADC
值的大小取决于成像物质及其内部分子的空间分布，b值的选择，场强……
4.计算组织的ADC值至少需要利用2个以上不同的b值，其计算公式如下：
ADC=
ln（SI低/SI高）/（b高－b低）
式中SI低表示低b值DWI上组织的信号强度（b值可以是零）；SI高表示高b值DWI上组织的信号强度；b高表示高b值；b低表示低b值；ln表示自然对数。
五、（一）T2透射效应（T2
shine
through）
1.DWI序列是在SE序列基础上施加了弥散梯度的长TR长TE序列，无法消除T2WI效应影响，这样也使DWI信号强度的变化与ADC的变化并不一致。
2.由于t2延长作用使DWI上出现高信号，但ADC值升高，称为T2透射效应。
（二）T2廓清效应（Washout）
ADC值升高和t2WI高信号的综合结果造成DWI成等信号。
常见于血管源性水肿。
（三）T2暗化效应
由于t2低信号而造成的DWI低信号。
多见于出血性病变。
通常发生顺磁性磁敏感伪影。
六、伪影：
涡漩电流伪影，磁敏感伪影，N/2鬼影，化学位移伪影，运动伪影
七、临床应用：
（一）急性期脑梗死
病理生理：
1、急性期：
血供中断，细胞缺血、缺氧，Na-K
ATP酶，大量Na离子进入细胞内
细胞水肿（细胞毒性水肿）。细胞内结构肿胀，扩散受限，细胞内能量代谢障碍导致细胞器裂解，产生大量碎片，造成细胞内粘度增加，胞浆流动减慢，导致扩散进一步受限细胞外间隙缩小，扩散受限。
正常组织，水分子随机运动，呈低信号。
细胞毒性组织，水分子运动受限，呈高信号。
2.MRDWI检查，则在发病后20～30min，即可见到局部的扩散作用增加，呈现相应的病理MR信号（高信号）。因此DWI序列又称为中风序列。
3.DWI反映的是细胞毒性水肿。
T2WI反映的是血管源性水肿。CT反映的是脑组织的坏死和水肿。
第五篇：压力传感器原理及应用
压力传感器原理及应用
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用
1、应变片压力传感器原理与应用力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。金属电阻应变片的内部结构点击浏览该文件如图1所示，是电阻应变片的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。电阻应变片的工作原理金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示： 式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω·cm2/m）S——导体的截面积（cm2）L——导体的长度（m）我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情
2、陶瓷压力传感器原理及应用抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥（闭桥），由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和应变式传感器相兼容。通过激光标定，传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性，传感器自带温度补偿0～70℃，并可以和绝大多数介质直接接触。陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40～135℃，而且具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度>2kV，输出信号强，长期稳定性好。高特性，低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向，在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势，在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。
3、扩散硅压力传感器原理及应用 工作原理 被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上（不锈钢或陶瓷），使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。原理图 点击浏览该文件
4、蓝宝石压力传感器原理与应用利用应变电阻式工作原理，采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件，具有无与伦比的计量特性。蓝宝石系由单晶体绝缘体元素组成，不会发生滞后、疲劳和蠕变现象；蓝宝石比硅要坚固，硬度更高，不怕形变；蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘特性（1000 OC以内），因此，利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件，对温度变化不敏感，即使在高温条件下，也有着很好的工作特性；蓝宝石的抗辐射特性极强；另外，硅-蓝宝石半导体敏感元件，无p-n漂移，因此，从根本上简化了制造工艺，提高了重复性，确保了高成品率。用硅-蓝宝石半导体敏感元件制造的压力传感器和变送器，可在最恶劣的工作条件
下正常工作，并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比
高。表压压力传感器和变送器由双膜片构成：钛合金测量膜片和钛合金接收膜片。印刷有异质外延性应变灵敏电桥电路的蓝宝石薄片，被焊接在钛合金测量膜片上。被测压力传送到接收膜片上（接收膜片与测量膜片之间用拉杆坚固的连接在一起）。在压力的作用下，钛合金接收膜片产生形变，该形变被硅-蓝宝石敏感元件感知后，其电桥输出会发生变化，变化的幅度与被测压力成正比。传感器的电路能够保证应变电桥电路的供电，并将应变电桥的失衡信号转换为统一的电信号输出（0-5，4-20mA或0-5V）。在绝压压力传感器和变送器中，蓝宝石薄片，与陶瓷基极玻璃焊料连接在一起，起到了弹性元件的作用，将被测压力转换为应变片形变，从而达到压力测量的目的。
5、压电压力传感器原理与应用压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广泛
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。
我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。
压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。
现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。
压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。
压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广泛。
除了压电传感器之外，还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器，利用应变效应的应变式传感器等，这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料，在不同的场合能够发挥它们独特的用途。
这种压力变送器主要利用液体或气体在检测器件上形成的压力来检测液体或者气体的流量或压强。把这种压力信号转变成标准的0～10V或者4～20mA电信号。以便控制使用。压力和电信号的转化主要由各种压力传感器的核心部件完成。核心部件主要由压力检测体和放大电路组成。
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