摊铺机自动找平控制系统设计研究论文（共5篇）

第一篇：摊铺机自动找平控制系统设计研究论文

1.摊铺机自动找平控制系统设计

关键控制参数。摊铺机自动找平控制系统中有着较多的关键控制参数，其中对设备影响比较大的有灵敏度、恒速调节等。在应用摊铺机时，首先需要对地面进行清理，还要保证施工人员的技术能力，要对传感器进行优化，避免传感器掉落，还要避免超声波受到障碍物的干扰。在对自动找平控制器进行设计时，需要设置窗口值以及故障区，要避免操作人员出现失误问题。自动找平控制系统优化时，要划分不同的区域，对不同的区域要采用不同的设计方法，一定要具有针对性，只有控制好各个区域功能的正常发挥，保证设备恒速运动，才能保证路面摊铺的效果。在自动找平控制系统设计中，将控制摊铺层路面高度的误差分成死区、比例脉冲区、恒速调节区、故障区4个区域。这4个区域的设置决定了摊铺出来的路面平整度的好坏。操作人员可根据路面施工的要求设置相应的值，使得摊铺机白动找平系统在摊铺过程中确保路面平整度要求的前提下以最稳定的状态运行。在摊铺机工作时，空气温度、湿度的变化和风速的影响等多方面的干扰使传感器采集的高度信号必然会产生一定的误差。

（1）死区是指在理想摊铺高度附近，与理想的摊铺高度值相差很小的一小块区域。当熨平板的高度误差处在这块区域内时，系统不对熨平板进行任何调节。死区的大小决定了摊铺机在运行过程中熨平板振荡的剧烈程度。死区不能过大，其大小必须小于路面摊铺高度误差，否则摊铺机摊铺出来的路面必然达不到路面的平整度要求。但是在满足上述条件的前提下，死区也不能无限制地调小，死区太小则会引起系统的超调，使得熨平板发生振荡。所以，死区的调节必须在保证路面平整度的前提下尽可能地减少系统超调的发生。

（2）当系统检测到的高度误差大于死区设定的高度值，进入了比例脉冲区，此时控制系统对电磁阀采用比例式控制方式。这个区域的大小和路面对平整度的要求直接相关。如果路面对平整度要求较高，此时的比例脉冲区也相应要缩小，以确保熨平板对路面高度变化的快速反应。但是如果比例脉冲区太小，由于路面对平整度的要求较高，死区也相对较小，路况较差的情况下调整太快了容易产生超调，所以比例脉冲区的设置必须根据路表情况的好坏来合理设定。

（3）恒速调节区是指当路面高度误差超出系统设置的比例脉冲区时，电磁阀处于常开状态，工作油缸以最大速度移动，使得当路面的波动较大时熨平板能够在最短的时问内调整过来。

（4）故障区的设置是为了防止传感器触臂从基准钢丝绳上掉落或是超声波探头下面出现障碍物，通过设置一个窗口值避免系统产生误调。此区域的设置应能保证系统不会对路面高度误差信号产生错误的判断，必须根据实际的路况进行设置，当路面平整度较差时窗口值应设大一些。若系统检测到的高度误差进入故障区应立即切断控制信号的输出，保证系统不会发生误调。

2.结语

摊铺机的结构与性能比较特殊，这与其自动找平控制系统有着较大的关系，为了增强摊铺机的功能，必须对控制系统进行优化，要结合其工作的性质以及工作环境的特点，做好精度控制工作，要了解影响控制系统功能发挥的因素，还要做好不同区域的控制工作，避免传感器出现掉落等问题，要分析干扰信号的特点，还要设置出故障区，对系统关键技术进行优化。摊铺机还会受到外界环境因素的干扰，这会影响其控制功能的稳定发挥，只有制定系统设计目标，才能减低外界干扰，才能保证摊铺机功能的正常发挥。

第二篇：汽车自动空调控制系统的研究现状

汽车自动空调系统控制原理

汽车自动空调控制系统的控制原理

KIMI KANG（南京农业大学工学院，车辆工程）

摘要：由于电子技术的发展，现代汽车空调已经由计算机控制。完善的汽车计算机控制的空调系统不仅可以对车内空气的温度、湿度、清洁度、风量和风向等进行自动调节，给乘客提供一个良好的乘车环境，保证在各种外界气候和条件下使乘客都处于一个舒适的空气环境中，而且还能进行故障检测。

关键词：汽车空调；自动空调；电子控制

0引言

电子技术的快速发展使得汽车的控制系统更加智能化。自动空调在汽车上的应用就是一个简单的例子。自动空调同手动空调一样，也是由五大系统组成。其中制冷系统、取暖系统、通风系统、空气净化系统与手动空调基本相同，它们的差异就在于控制系统。此论文主要讲述电控自动空调的控制系统，尤其是电控自动空调，对其他四种系统并未详细叙述。电控自动空调控制的内容主要有温度控制、风量控制、出风口控制、吸入口控制、压缩机控制和自诊断功能。这些控制是从改变各风门位置（内外循环风门、空气混合风门、出风口风门）、热水阀开度、风机转速、压缩机状况来实现。电控自动空调操作简便，控制精细，舒适节能。采用CAN总线控制是汽车自动空调发展的趋势。

1自动空调的组成

汽车自动空调系统由制冷系统，取暖系统、通风（配气）系统、自动控制系统、空气净化系统五部分组成。1）制冷系统

制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等元件组成。制冷方式采用蒸气压缩式，利用制冷剂蒸发时吸收的热量来实现车内温度的降低。作为冷源的蒸发器，其温度低于空气的露点温度（空气中的水蒸气变为露珠时候的温度），因此，制冷系统还具有除湿和空气净化作用，使车内空气变得凉爽。2）取暖系统

取暖系统多采用冷却液加热式，将发动机出水口的冷却液通入暖风水箱，用鼓风机将水箱周围的热空气吹入车内。暖风还可以对前挡风玻璃进行除霜和除雾。3）通风系统

通风系统是能吸入新鲜空气，将冷风、暖风、新鲜空气进行混合，并把混合气分配到车厢不同位置的装置。主要有送风道、风门等部件。目前采用最多的通风系统是全空调方式，即把车外空气和车内空气经风门调节后，通过蒸发器冷却除湿，部分进入加热器，出来的冷、暖风再混合，然后按照要求送入车内。

汽车自动空调系统控制原理

4）自动控制系统

自动控制系统一方面对制冷和加热的温度进行控制，另一方面，对车内空气的温度、风量和流向进行测量控制。由传感器、控制中枢、执行器三部分组成。其中传感器包括温度选择器、日照强度传感器、风门位置传感器等。控制中枢有电子放大器、电桥比较计算器、ECU三种。电磁阀、真空转换器、真空驱动器、伺服电机等属于执行部件。5）空气净化系统一般由空气过滤器、电子集尘器、阴离子发生器等组成，对流入车内的空气过滤、净化，不断排出车内的污浊气体。在普通轿车中空气净化的任务由蒸发器完成。

2电控自动空调控制原理

电控自动空调的控制功能包括温度控制、鼓风机转速控制、进气控制、气流方式控制和压缩机控制。电控自动空调的控制逻辑框图如图1所示。

图1电控自动空调的控制逻辑框

1）计算所需送风温度

空调ECU根据驾驶员设定温度及车内温度、车外环境温度、光照传感器输送数据等传感器输送的数据，按下式计算所需送风温度TAO：

TAOaTSbTRcTAdTBe（1）

式中：TAO——所需送风温度；

TS——驾驶员设定温度； TR——车内温度； TA——车外温度；

汽车自动空调系统控制原理

TB——光照传感器输送数据； a、b、c、d、e——系数。

空调ECU根据TAO值，向伺服电机等执行元件发出控制信号，实现各种控制功能。但是当驾驶员将温度设置在最冷或最热时，空调ECU将用固定值取代上述计算值进行控制，以加快响应速度。2）车内温度控制

空调ECU根据计算出的送风温度及蒸发器温度信号，确定是否向空气混合伺服电动机通电，控制空气混合风门的位置，实现车内温度控制。空调ECU根据下式计算空气混合挡风板开度值SW：

SWTAOf(TEg)100%（2）

h(TEg)式中：TE——蒸发器温度；f、g、h——系数。

当SW值近似为零时，表示TAO与TE接近，空调ECU即截止输入空气混合伺服电机的控制电流，空气混合挡风板居于原位置。若SW值小于零，表示TAO小于TE，空调ECU控制空气混合挡风板向冷的方向转动，降低出风温度。与此同时，电机内的电位计将挡风板的转动位置信息反馈给，当温度降低使SW近似为零时，ECU切断电流，伺服电机停止转动。若SW大于零，表示TAO大于TE，于是空调ECU控制空气混合挡风板向热的方向转动，提高出风温度，直至SW重新接近于零。

3）风机转速控制

AUTO开关位于暖风装置控制板上，按下AUTO开关，空调ECU根据送风温度TAO值与鼓风机转速之间的关系如图2所示。

图2 TAO值与鼓风机转速之间的关系

4）进风方式控制

当按下进风方式键时，空调ECU控制进风控制伺服电动机转动，将进风风门固定在“车外新鲜空气导入”或“车内空气循环”位置上。当按下“AUTO”键时，-3-

汽车自动空调系统控制原理

空调ECU根据计算值，在上述两种方式之间交替自动改变进风方式。5）送风方式控制

当按下送风方式控制键时，空调ECU控制送风方式伺服电机动作，将送风方式固定在相应状态上。当进行自动控制时，空调ECU根据求得的TAO值，自动调节送风方式。当TAO值非常小时，最冷控制挡风板完全开启，增加送风风力（图3）。

图3 送风方式与送风温度关系曲线

6）压缩机控制

同时按下空调“A/C”键和“鼓风机”键，或按下“自动控制”键，空调ECU使电磁离合器接合，压缩机开始工作。压缩机控制电路如图12-5所示，空调ECU的MGC端首先向发动机ECU发出压缩机工作信号，发动机ECU的A/C MG端随即搭铁，使磁吸继电器吸合，电流流入磁吸，使压缩机运转。与此同时，电流也加到空调ECU的A/C一端，向空调ECU反馈磁吸工作信号。

进行自动控制时，若环境温度或蒸发器温度降到一定值以下，空调ECU将控制压缩机间歇工作，即磁吸交替导通与断开，以节省能源。

空调装置工作时，空调ECU同时从发动机点火器及压缩机转速传感器采集发动机转速与压缩机转速信号，并进行比较。若两种转速信号的偏差率连续 3s 超过80％，ECU则判定压缩机锁死，同时与电磁离合器脱开，防止空调装置进一步损坏；并使操纵面板上的A/C指示灯闪烁，以提示驾驶员。

汽车自动空调系统控制原理

7）故障自诊断功能

当空调ECU检测到某些传感器或执行元件控制电路故障时，其故障自诊断系统将故障以代码的形式存储起来，检修时只要按下操纵面板上的指定键，即可读取故障代码。

图4压缩机控制电路

3自动空调技术发展

目前电控自动空调的控制逐渐趋于成熟化，但关键的信号处理仍存在很大的提高空间，需要进一步的加快控制的效率，第一时间感知环境，以更快的速度去调节车内空间温度，来进一步加强汽车的舒适性。在 CAN 总线技术基础上构建了基于 CAN 总线的汽车空调控制系统，并制定了空调系统的CAN 通讯协议，最后引入 PID 控制算法完成了汽车空调系统的自动控制。将汽车空调控制系统CAN 网络化，使得分散在不同位置的空调系统各节点可以共享信息，更好的配合。基于 CAN 总线的汽车空调控制系统的开发不仅提高了汽车空调的舒适性，而且还使得汽车空调能与其它车载CAN 网络进行互连，从而加速了车身一体化的进程。

参考文献

[1] 冯崇毅，鲁植雄，何丹娅.汽车电子控制技术.北京：人民交通出版社，2011 [2] 鲁植雄.汽车电子控制基础.北京：清华大学出版社，2011 [3]庄继德.汽车电子控制系统工程.北京：北京理工大学出版社，1998 [4] 崔胜民.现代汽车系统控制技术.北京：北京大学出版社，2009 [5] 李强.现代汽车自动空调系统[J].北京：现代汽车，2010 [6] 徐志军，郭晖.汽车空调系统应用与发展[J].应用科技，2010 [7] 王羽，侯磊.现代汽车自动空调系统[J].信息科技，2000 [8] 郑昕斌.基于 CAN 总线的汽车自动空调控制器开发[J].机电技术，2012

第三篇：红外线自动们控制系统设计总结

红外线自动门控制系统的设计总结

本次设计的题目是“红外线自动门控制系统”，所以设计的自动门具有手动和自动开门功能和分时间段控制功能。通过使用红外线作为感应器，检测到人体辐射的红外线能量，传给单片机。通过单片机控制交流电机，使自动门打开，当人进门后，又可自动关门。

本论文着重阐述了以单片机为主体，LED点阵显示芯片及直流电机为核心的自动控制系统。该系统主要应用AT89C51作为控制核心，LED点阵显示芯片、直流电机、红外线传感器相结合的组成结构，充分发挥了单片机的性能。其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的使用和参考价值。

第四篇：自动搅拌机控制系统及其监控系统设计（推荐）

图书分类号： 密 级：

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自动搅拌机控制系统及其监控系统设计 AUTOMATIC MIXER CONTROL SYSTEM AND MONITORING SYSTEM DESIGN

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本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

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摘要

由PLC和计算机共同组成的控制系统是目前控制领域最广泛应用的控制模式,由PLC实现的控制系控制现混凝土搅拌的工作流程,相比于传统的混凝土搅拌，拥有生产率高，不易发生故障，自动化程度高，产品质量高等优点。

本论文对搅拌机的产生，发展历史，未来的发展趋势等方面进行了详细的分析，自动搅拌机在未来的社会建设中还会发挥着重要作用。本论文要设计自动搅拌机的控制系统，主要做了两方面的工作，即搅拌机的硬件系统设计，一个是搅拌机的软件系统设计。硬件方面，要了解有哪些控制对象，根据具体要求，进行元器件的选型设计等。设计出控制电路，画出硬件电路图，各种接线图等。软件方面，首先要明确控制要求，根据要求来进行软件设计。利用西门子系列S7-200PLC作为控制器。利用梯形图进行程序的编写，要有控制程序，同时还要有监控程序。利用整个控制系统，对搅拌机搅拌混凝土的整个过程实现自动控制。

本文针对PLC和配料控制器结合控制的搅拌站来设计其控制及监控程序设计中主要要完成的任务有系统构造、PLC的I/O分配、工作流程图及PLC程序的编写。

关键词：混凝土搅拌机 ； I/O分配 ；可编程控制器（PLC）；自动控制

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Abstract The control system consists of PLC and computer composed of field control mode is the most widely used, the control system implemented by the PLC control now concrete mixing workflows, compared to traditional concrete mixing, with high productivity, less prone to failure, high degree of automation, product quality advantages.In this paper, the generation of the mixer, history, future trends and other aspects of a detailed analysis, automatic mixer in society in the future will play an important role.In this paper, to design automated mixer control system, mainly to do the work of two aspects, namely mixer hardware system design, software system design a mixer.Hardware, to understand what the control object, depending on requirements, the selection and design of components and so on.Design a control circuit, draw a hardware circuit, various wiring diagrams.The software side, we must first clear control requirements, according to the requirements for software design.Siemens Series S7-200PLC use as a controller.Use a ladder diagram program preparation, to have control procedures, but also have monitoring programs.Use of the entire control system, the whole process of concrete mixer mixing to achieve automatic control.In this paper, and ingredients controllers combine PLC controlled mixing station designed for controlling and monitoring program design of the main tasks to be accomplished in a systematic structure, PLC's I / O assignments, preparation of flow chart and PLC program.Keywords

I / O assignment programmable logic controller(PLC)automatic control mixer

II

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目 录

摘要..................................................................................................................................................I Abstract..........................................................................................................................................II 1 绪论.............................................................................................................................................1 1.1 选题背景及意义..................................................................................................................1 1.2 搅拌机的现状分析..............................................................................................................1 1.3本论文的主要的主要研究内容...........................................................................................2 2系统整体设计方案......................................................................................................................3 2.1自动搅拌机的组成...............................................................................................................3 2.2 电控系统的组成................................................................................错误！未定义书签。2.3系统器件的选型设计.........................................................................错误！未定义书签。2.3.1 PLC的选型设计..........................................................................错误！未定义书签。2.3.2 行程开关的选型.........................................................................错误！未定义书签。2.3.3交流接触器的选型......................................................................错误！未定义书签。2.3.4热继电器的选型..........................................................................错误！未定义书签。2.3.5熔断器的选型..............................................................................错误！未定义书签。2.3.6断路器选型..................................................................................错误！未定义书签。2.3.7导线及开关按钮的选用..............................................................错误！未定义书签。2.3.8电压表头，电流表头的选型......................................................错误！未定义书签。2.3.9传感器的选型..............................................................................错误！未定义书签。2.3.10变频器的选型............................................................................错误！未定义书签。3 系统硬件系统设计...................................................................................错误！未定义书签。3.1 控制系统设计的基本原则及步骤....................................................错误！未定义书签。3.2 硬件电路设计....................................................................................错误！未定义书签。3.2.1 混凝土搅拌机主电路设计.........................................................错误！未定义书签。3.2.2 PLC外部接线图..........................................................................错误！未定义书签。3.2.3 I/O分配表..................................................................................错误！未定义书签。4系统软件设计............................................................................................错误！未定义书签。4.1 软件设计的主要任务........................................................................错误！未定义书签。4.2 系统功能模块化分析........................................................................错误！未定义书签。4.3 程序设计............................................................................................错误！未定义书签。5程序的下载与调试....................................................................................错误！未定义书签。5.1 调试准备............................................................................................错误！未定义书签。5.2 仿真调试..............................................................................................................................3

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毕业设计(论文)结论.................................................................................................................................................5 致谢.................................................................................................................................................6 参考文献.........................................................................................................................................6 附录.................................................................................................................................................7 附录1 主程序.............................................................................................................................7 附录2 报警程序.......................................................................................................................12

II

毕业设计(论文)绪论

1.1 选题背景及意义

随着现代化进程的不断加快，基础设施建设，房地产业发展越来越快，人们对于所建住宅或其他建筑的要求也越发的严格，只有上好的建筑材料才能保证建造出高质量，满足要求的建筑。原来那种在工地自己生产混凝土的情况下，由于搅拌时的认为因素多，搅拌质量很难得到保障。同时传统搅拌机还搅拌时还具有噪音大，粉尘多的缺点，且生产效率也不高。而混凝土搅拌站则没有上述缺点，必将取代传统搅拌机成为主流生产方式。混凝土搅拌站采用控制系统，由电脑控制整个的生产流程，并且对生产流程进行监控、与传统方式相比，具有生产效率高，噪音小，粉尘少等特点，受到越来越多的生产企业的亲睐。

搅拌机作为核心部件，从上个世纪50年代兴起后，因其稳定的产品质量，自动控制，极高的生产效率得到了迅猛的发展。圆盘立轴式强制混凝土搅拌机作为最早出现的品类。圆盘立轴式拥有窝浆式和行星式两种运行方式。从1870年往后，轻骨料进入人们视野并迅速得到应用，从而又发展出了卧式强制式搅拌机，根据搅拌轴的多少又分为两种，分别为单卧轴式和双卧轴式，此种搅拌机具有自落的优点，同时具有强制的优点。卧式搅拌机搅拌叶片的线速度小，拥有较好的耐磨性能和耗能少的特点，得到快速发展。强制式混凝土搅拌机的搅拌叶片装在拌筒内的转轴臂架上，待搅拌材料加入到搅拌罐内之后，搅拌叶片由搅拌电机带动旋转，对物料进行搅拌，卧式搅拌机的搅拌方式的搅拌效果远远好于自落方式搅拌的混凝土，对搅拌干硬性混凝土，圆盘立轴式的搅拌效果不如卧式搅拌机。

1.2 搅拌机的现状分析

从上个世纪世界上第一个混凝土搅拌站出现以来，混凝土的搅拌历史已经发展了一百多年。随着生产要求的不断提高，企业与科研单位也在不断的改进，通过吸收和借鉴国外先进的混凝土搅拌技术，我国虽然在商品混凝土机械上面起步较晚，通过吸收学习外国的设计经验，得到的长足的发展。生产的许多品种，甚至达到了世界领先。在“十五”乃至

毕业设计(论文)2010年期间，随着现代化进程的不断加快，基础设施建设，房地产业发展越来越快，还要建设一批高铁，高速公路等重点工程。在城市化进程的道路上，住宅，道路等都需要大量地优质混凝土，所以得发展前景依然良好。

虽然混凝土机械发展了很久，但仍旧面临着许多的问题:过去的设备大多是自动化不足，现在的设备要求自动控制，向这方面转化又困难重重。经过企业和科研机构多年的努力，在混凝土搅拌设备方面型号与规格上已经比较全面，所以企业的决策者们就理所当然的认为不再需要创新，已经满足需要了，不明白接下来的发展方向。

现在市场竞争激烈，科技发展日新月异，搅拌机械要想在如此激烈的市场下生存，应该具有如下的几个方面：

（1）设计人员要具有独特的理解和设计能力。进行混凝土搅拌机械的生产企业必须要有一个坚实的人才储备，要有一定的高水平高素养的创新设计人才。显而易见，混凝土搅拌机械的入门标准较低，要有一定的闲散资金，再拥有专业技术人才，此行业经过这么多年的发展有效的验证了上述理论的真实性。同时，这也是这类企业不可回避的重要条件，是混凝土搅拌机械企业的生存要素。

（2）不光具有设计能力，还要有生产能力。自动搅拌机是整个混凝土搅拌站的核心部件，搅拌机的好坏决定了整个搅拌站的好坏，进而直接影响生产出混凝土的质量好坏，也就是说，商品混凝土的质量好坏，取决于搅拌机的质量，一旦搅拌机的质量差，肯定也生产不出高品质的混凝土。搅拌机的价值就体现在这里。企业就是通过生产，服务等经济活动赚钱的组织。所以，混凝土搅拌机械也是要赚钱来贡献社会，维持企业运转，搅拌机作为核心部件，无疑是利润最为丰厚的一部分。由此看来，加入一个混凝土搅拌企业放弃了搅拌机这一块，就相当于放弃了生存下去的机会。

（3）不光要能生产搅拌机，还要能够设计并制作配套的控制系统。控制系统作为混凝土搅拌站的另一个核心，地位与搅拌机是一样的，作为整个系统的大脑，控制系统根据不同要求控制着不同的机构，什么时间做什么事，有条不紊的进行生产。源源不断的生产出高品质的混凝土。控制系统的利润同样也不必搅拌机差。现在市场竞争如此激烈，很大程度上已经不是产品的竞争，而是售后服务的竞争，一个好的控制系统，是占领市场的制胜法宝。此类企业也只有在拥有了设计与制作控制系统的能力之后，才能说具有了完善的售后服务体系，有了对系统进行维护，升级改造的能力，这样在市场竞争中，才有了竞争力。

1.3本论文的主要的主要研究内容

（1）自动搅拌机硬件电路设计

此控制系统要求对整个混凝土的搅拌过程就是控制并监控搅拌各机构状态。首先要对整个系统的硬件设施有一个清晰的了解和认识，然后对不同的各个方面，如PLC，搅拌机的各个组成部件，按钮开关等进行分析。根据要求设计出控制电路，对电路中需要的各个

毕业设计(论文)元器件进行选型。

（2）自动搅拌机软件系统设计

按照混凝土搅拌机生产混凝土的工艺流程画出程序设计流程图，合理的分配I/O端口以及写出梯形图程序，用PLC，通过交流接触器控制各执行机构电机，控制混凝土的生产过程，并对整个生产过程进行监控。

2系统整体设计方案

2.1自动搅拌机的组成

5.2 仿真调试

第一步：从做基本的开始测试，测试程序启动和停止是否符合要求。程序下载完成后，找到工具栏上的有一个绿色的小三角形按钮，点击，就可以转换到RUN模式了。在RUN模式下，点击I0.0(启动按钮)，则Q0.0（循环开始指示灯）的LED亮；点击I0.1（手动开始），各电机启动信号灯亮，这是因为具备开始条件：点击I0.3（紧急停止按钮），所有执行机构都要停止工作，代表各输出的信号灯要全部灭掉。就可以看出是否符合要求。符合，进行下一步测试，不符合，改进。

第二步：开始测各个单元，测试各个执行机构是否符合要求。再点击手动开始按钮后，然后点击各个行程开关，测试各个执行电机是否能够正常起动和停止。

第三步：产生“加水完成”信号的程序调试。加水完成信号对整个控制系统来说至关重要，用内存监视来调试此信号。

报警程序的调试：

第一步：点击I1.1（试灯、试铃按钮），而后Q1.0、Q1.1„„Q1.4都是输出状态，即报警铃声，所有表示故障的指示灯都由熄灭状态变为亮状态，否则程序就有错误，需要进行修改。

第二步：承接着第一步，点击各个故障按钮，而后Q1.0为亮，且与该故障对应的故障指示灯闪烁，说明程序正确，不然程序为错误，需要进一步修改。

第三步：承接第二步，点击I1.1，Q1.0为输出状态，灯由亮转为熄灭状态，所有的故障指示灯转为常亮，程序就是正确的，不然程序有错，需要进行修改。

第四步：承接第三步，第三步完成以后，各个故障触点都处于闭合状态，挨个的断开这些故障触点，步该故障对应的指示灯就由常亮转为熄灭状态。程序就是正确的，否则为

毕业设计(论文)错误。需要进行修改。

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结论

由PLC和计算机共同组成的控制系统是目前控制领域最广泛应用的控制模式,由PLC实现的控制系控制现混凝土搅拌的工作流程,相比于传统的混凝土搅拌，拥有生产率高，不易发生故障，自动化程度高，产品质量高等优点。

本论文对搅拌机的产生，发展历史，未来的发展趋势等方面进行了详细的分析，自动搅拌机在未来的社会建设中还会发挥着重要作用。本论文要设计自动搅拌机的控制系统，主要做了两方面的工作，即搅拌机的硬件系统设计，一个是搅拌机的软件系统设计。硬件方面，要了解有哪些控制对象，根据具体要求，进行元器件的选型设计等。设计出控制电路，画出硬件电路图，各种接线图等。软件方面，首先要明确控制要求，根据要求来进行软件设计。利用西门子系列S7-200PLC作为控制器。利用梯形图进行程序的编写，要有控制程序，同时还要有监控程序。利用整个控制系统，对搅拌机搅拌混凝土的整个过程实现自动控制。

通过这次设计,大大增强了自己独立发现和解决实际问题的能力,提高了自己的动手能力,学会了把所学的知识运用到实践当中去,加深了对理论知识的理解和运用。对PLC各系列有了更深的了解,能够独立的编写一些PLC程序。还有就是最后的测试,虽然这个测试与真正的项目相比还有很大差别,但是它让我了解到做一个项目,付出的汗水固然重要，但细心在以后的工作生活中尤为重要。

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致谢

参考文献

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毕业设计(论文)[7]童占荣，张翔生.搅拌设备用称重传感器选型的探讨[M].工程机械，2005,(11)[8]曲波，尚圣兵，吕建平.工业常用传感器选型指南[M].清华大学出版社.2002.1 [9] A method of and device for improving the quality of fresh concrete and preventing adhesion and hardening of fresh concrete in a rotary mixer drum of a concrete mixer truck and of a concrete mixing plant,Canadian Patent Database(CA 2236627), 1～7 [10]张德仁.DCS, PLC的现状与展望[J].山西电子技术，1999,(3).[11]张建文，徐琼，冯林.PLC控制系统工作方式的分析和研究[M].华东地质学院学报，2003(03)[12]董油海.PLC在混凝土搅拌站计量系统的应用[J].自动化与仪表，2000 ,(4).[13]刘士阳.基于PLC和组态软件的搅拌站控制系统[[J].建筑机械，2005,(5).[14]李丹，许少云.用于工业过程控制的一种新工具一组态软件[J].计算技术与自动化，1995(3).[15]王立明.基于PLC和工控机的混凝土搅拌站测控系统设计[J].西安建筑科技大学，2006(3).[16]廖常初.PLC编程及应用[M].—2版.北京：机械工业出版社，2005.5 [17]吴作明.工控组态软件与PLC应用技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.1

附录

附录1 主程序

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毕业设计(论文)附录2 报警程序

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第五篇：基于PLC自动售货机控制系统毕业论文课题设计(精)

1、绪论 1.1、设计背景

公元1世纪,希腊人希罗制造的自动出售圣水的装置是世界上最早的自动售货机。1925年美国研制出售香烟的自动售货机,此后又出现了出售邮票、车票的各种现代自动售货机。现代自动售货机的种类、结构和功能依出售的物品而异,主要有食品、饮料、香烟、邮票、车票、日用品等自动售货机。一般的自动售货机由钱币装置、指示装置、贮藏售货装置等组成。钱币装置是售货机的核心,其主要功能是确认投入钱币的真伪,分选钱币的种类,计算金额。如果投入的金额达到购买物品的数值即发出售货信号,并找出余钱。指示装置用以指示顾客所选商品的品种。贮藏售货装置保存商品,接收出售指示信号,把顾客选择的商品送至付货口。一般售货机的钱币装置由投币口、选别装置、确认钱币真伪的检查装置、计算金额的计算装置和找钱装置组成。70年代以来,出现了采用微型计算机控制的各种新型自动售货机和利用信用卡代替钱币并与计算机连接的更大规模的无人售货系统,如无人自选商场、车站的自动售票和检票系统、银行的现金自动支付机等

1.2、应用前景

现在,自动售货机产业正在走向信息化并进一步实现合理化。例如实行联机方式,通过电话线路将自动售货机内的库存信息及时地传送各营业点的电脑中,从而确保了商品的发送、补充以及商品选定的顺利进行。并且,为防止地球暖化,自动售货机的开发致力于能源的节省,节能型清凉饮料自动售货机成为该行业的主流。在夏季电力消费高峰时,这种机型的自动售货机即使在关掉冷却器的状况下也能保持低温,与以往的自动售货机相比,它能够节约10-15%的电力。进入21世纪时,自动售货机也将进一步向节省资源和能源以及高功能化的方向发展。

从自动售货机的发展趋势来看,大量生产,大量消费以及消费模式和销售环境的变化,要求出现新的流通渠道,而相对的超市,百货购物中心等新的流通渠道的产生,人工费用也

不断上升,在加上场地的局限性和购物的便利性等这些因素的制约,无人自动售货机作为一种必须的机器也就有了其相当可观的前景。

1.3、设计的目的和意义

PLC的发展与计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关,这些高新技术的发展推动了PLC的发展,而PLC得发展又对这些高新技术提出了更高更新的要求,促进了他们的发展。本次设计就在于结合PLC的种种优点联系实际情况来弥补原有系统的不足,利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性,保证了自动售货机能够长期稳定的运行。

2、总体设计方案 2.1、总体设计思路

自动售货机的基本功能就是对投入的钱币数进行计算,然后根据运算结果做出相应的判断,看看哪种商品可以进行购买,哪种商品不能购买,本次课程设计的要求是可识别三种钱币,分别是1元、2元、5元,采用三个按钮进行模拟,自动售货机共出售四种货物,其价格分别定为1元、3元、4元、6元,当投币数大于等于货物价格时且售货机里有这种货物时,指示灯亮,表示可以进行购买,四种货物分别用四个小灯代替进行模拟。除此之外,本次设计还涉及了显示、找零、送货等功能的实现,其中显示部分采用数码管进行显示,显示投币总数和购买后的余额;当按下找零按钮后,数码管显示进行清零,采用从高到低递减的形式进行清零,例如:当余额为17元时,按下找零按钮后,先找三个五元数码管分别显示12、7、2,然后再找2元,清零。送货部分采用小车直线运动进行模拟,将四种货物分别送到四个不同的地点,采用四个光电开关分别代表四个不同的送货地点,当按下不同的送货按钮后,小车会以其对应的光电开关为终点做直线往返运动,表示送货过程由于售货机的全部功能是在上位机上模拟的,所以售货机的部分硬件是由计算机软件来模拟替代的这些并不会影响实际程序的操作,完全能模拟现实售货机的运行。

目录

1、绪论.......................................................................................................................1.1、设计背景......................................................................................................1.2、应用前景......................................................................................................1.3、设计的目的和意义........................................................................................2、总体设计方案.........................................................................................................2.1、总体设计思路................................................................................................2.2、PLC总体设计流程.........................................................................................3、硬件设计................................................................................................................3.1、I/O地址分配................................................................................................3.2、中间继电器分配...........................................................................................3.3、整体系统工作流程........................................................................................3.4、硬件接线图..................................................................................................3.5、实物接线图..................................................................................................4、软件设计................................................................................................................5、程序调试..............................................................................................................6、结论.....................................................................................................................参考文献....................................................................................................................2.2、PLC总体设计流程

以下为PLC的一般工作过程流程图。分析评估控制任务 PLC机选型、I/O设备选择 I/O地址分配

程序设计电器系统安装 调试程序

设计硬件系统接线图和 控制柜 检查修改硬件 检查硬件接线 满足要求 联机测试

满足要求 现场安装调试 交付使用 编制技术文件 N Y N N Y 图一PLC工作过程流程图

3、硬件设计

我们本次采用的是西门子公司的S7—200系列PLC,它可以提供4种不同的基本单元

和6种型号的扩展单元,其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。

3.1、I/O地址分配

本次课程设计的主要I/O分配如下: 表一I/O地址分配

输入单元PLC地址输出单元PLC地址

投币1元I0.1 A货物显示Q1.0 投币2元I0.2 B货物显示Q1.1 投币5元I0.3 C货物显示Q2.0 送货(A货物I0.4 D货物显示Q2.1 送货(B货物I0.5 找零出口Q2.2 送货(C货物I0.6 出货口Q2.3 送货(D货物I0.7 电机正转Q2.6 找零I0.0 电机反转Q2.5 数码个位显示I0.0—I0.3 数码十位显示I0.4—I0.7 限位开关S1 I1.0 限位开关S2 I1.1 限位开关S3 I1.2 限位开关S4 I1.3 3.2、中间继电器分配 表二中间继电器分配

中间继电器功能中间继电器功能 M0.0 送A货M1.2 电机反转 M0.1 限位开关S1 M1.3 电机正转

M0.2 限位开关S2 M1.4 电机正转 M0.3 送B 货 M1.5 电机反转 M0.4 送C 货 M1.6 电机正转 M0.5 限位开关S3 M2.0 送货延时 M0.6 送D 货 M2.1 送货延时 M0.7 限位开关S4 M2.2 送货延时 M1.0 电机反转 M20.0 找零 M1.1 电机正转

3.3、整体系统工作流程

整个系统的整体工作流程如图二所示 初始状态 投币状态 购买状态 退币状态 投 入 硬币 按下选择按钮 是否有剩余 按下退币按钮 N Y 图二 整体工作流程图 清零按钮

1元按钮 2元按钮 5元按钮 购A货按钮 购B货按钮 购C货按钮

货1、2限位开关货3限位开关货4限位开关 5V e d c b a g f CPU-224 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3

I0.4 I0.5 I0.6 A1 1 A2 2 3 /LT 4 /BI v cc f g a 16 15 14 13

LE 5 A3 6 7 A4 8 GND b c d e 12 11 10 9 CD4511 L+ M

24V 1M 1L+ 24V I1.0 I1.1 I1.3 A1 1 A2 2 3 /LT 4 /BI v cc f g a 15 14 13 LE 5 A3 6 7 A4 8 GND b c d e 12 11 10 Q0.4 Q0.7 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.5 Q0.6 Q1.0 Q1.1 Q2.0 A货指示灯 B货指示灯 C货指示灯 Q2.5 Q2.6正转 反转 Q2.2退钱灯

5V Q2.1D货指示灯 I0.7 购D货按钮 M M 24V 图三硬件接线图 投一元投二元投五元 购买A 货物

购买B 货物购买C 货物找零 地 A 货物显示 B 货物显示 C 货物显示 D 货物显示

个位8个位4个位2个位15V 地 十位8 十位4 十位2 十位1 5V 地

I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.024V 5V 24V 地 Q0.0 Q0.1

Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q2.0Q2.2Q2.3Q2.6 S1 S2 S3 S4 正 反 24V 地

Q1.0Q1.1Q2.1I0.7购买D 货物 Q2.5退钱灯 I1.0I1.3I1.2I1.1 图四 实物接线图

4、软件设计

5、程序调试

在整个程序的调试过程中,我遇到了一些问题,最初的设计比较简单,只是将投币,购买的过程考虑进去,而没有将购买之后送货的过程加进设计的方案中,后来在老师的提醒之下,我又将送货的过程采用了小车直线运动进行模拟,将四个光电开关模拟成四种货物的送货地点,分别在按下四个送货按钮之后,将货物送到四种地点,使得整个系统更加完善,功能更加强大。

在数码显示的过程中也遇到了一些问题,数码显示时数据的传输所用到的中间继电器和后来送货时的中间继电器发生了冲突,使得程序运行过程发生了紊乱,后来在同学的帮助下,我明白了问题的关键,将其解决,使数码显示功能顺利实现。

在最后的送货过程中,由于有四个地点,所以要对电机的正反转分别进行控制,最初我是将所有的正转输入都采用了Q2.6进行驱动,所有的反转输入都采用了Q2.5进行驱动,当程序运行时,发现得不到预期的现象,经检查程序没有问题,后来经过考虑和同学的提醒,采用中间继电器进行驱动,现象就出现了,实现了最初预想的送货过程。

在找零阶段,最初只是按下找零按钮后直接将数码显示清零,后来经过思考和老师的提醒,将找零部分又逐步进行了完善,将找零的过程在数码管上显示了出来先找大面额的钱币,后找小面额的钱币,其内部进行减法运算,使得整个找零的过程清晰可见。

在购买货物的过程中最初忽略了如果货物售完该怎么办,后来经过完善将货物的数量进行了设定,只有当投币金额大于等于所要购买的货物时,且货物数量大于零时才能进行购买,这使得整个过程更加完善。

6、结论

通过本次PLC课程设计使得我对PLC的操作更加的熟练,同时掌握了自动售货机的基本工作原理,对自动售货机的发展也有了一定的了解更加充分的体会到了PLC在实际生活中的重要应用与在当今控制领域的重要地位。

与此同时,我也对S7—200系列的PLC有了更进一步的了解,同时对PLC的高效性和实用性有了更进一步的认识,在整个课程设计过程中,在遇到问题的时候,我学会了如何借助外界的帮助和自身的努力来解决实际问题,懂得如何进行独立思考,如何冷静的面对要解决的问题,这些都是今后学习生活的宝贵经验,在以后的各个方面都有着至关重要的作用。

参考文献

[1]赵相宾.可编程控制器技术与应用系统设计.机械工业出版社,2002,7 [2]钟肇新.范建东.可编程控制器原理及应用.华南理工大学出版社,2003 [3]陈金华.可编程序控制器(PC应用技术.北京电子工业出版社,1995 [4]陈在平.赵相宾.可编程序控制器技术与应用系统设计.北京机械出版社,2002 [5]廖常初主编.PLC编程及应用.北京机械工业出版社,2002 [6]何衍庆.可编程序控制器原理及应用技巧.北京化学工业出版社,2000