時間：2022-12-22 09:39:34
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇plc技術論文，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
plc是西門子公司的產品，現在在提升機操作保護系統中，應用得到最廣泛的就是西門子公司的產品PLC，由于它的很多方面的性能都明顯的優于傳統的操作保護系統。下面是各個硬件模塊的功能介紹：
（1）電源模塊：將220V的交流輸入電壓轉換成24V的直流輸出電壓，以供其它模塊使用。
（2）CPU模塊：控制總線上模塊與模塊之間的數據傳遞，并執行用戶輸入的程序。
（3）32路輸入模塊：該輸入模塊一共有3塊，它的作用是將PLC外部的信號轉換成PLC內部的可進行處理的信號。
（4）16路輸出模塊：該輸出模塊一共有2塊，它的作用是將PLC內部可處理的信號轉換成能夠控制提升機系統的外部信號，來控制提升機系統進行工作。
（5）轉換模塊：此模塊分為兩類模塊：一類是是A/D模數，它的作用是將連續信號轉換成數字信號，便于PLC系統進行識別和處理；另一類是D/A模塊，它的作用與A/D模塊的作用恰恰相反，它是將PLC內部可處理的數字信號轉換成連續信號。
（6）通信模塊：它的作用是：確保各模塊與各模塊之間的通道流暢，再就是確保模塊與上位機之間的通道流暢，保證信號從各模塊傳送給上位機時，可以使上位機做出相應的響應。
（7）計數模塊：該模塊主要有2塊，這兩塊計數模塊的作用都是計數，兩塊模塊分別是對主滾動筒上的和導向輪上的編碼器進行計數。
2PLC操作保護系統的軟件設計
PLC是西門子公司的產品，它不需要用戶自主進行編程，能夠好好地滿足用戶的需要，下面是它的軟件模塊，軟件模塊的主要作用就是存放程序，它的軟件模塊有下列幾種：
（1）組織模塊（OB）：它的作用是保證接口通道流暢，保證CPU操作系統和用戶程序之間的通道流暢。對用戶程序的循環處理工作主要是由OB1模塊來完成的，剩余的OB模塊用來對特定事件做出響應和中斷。
（2）功能模塊（FB）：它是可多次調用的邏輯功能模塊，它在執行時必須帶有即時數據模塊，并且每次用戶程序對FB進行調用時可提供新的參數。
（3）功能模塊（FC）：它也是可多次調用的邏輯功能模塊，但是它在執行時不需要帶有即時數據模塊，這也是它與FB模塊的最大區別，并且每次用戶程序對FC進行調用時可提供新的參數。
（4）數據模塊（DB）：數據模塊用來存放各種不同類型的數據，它在PLC存儲器開辟另一個存儲區。
根據用戶的要求和本身系統的結構要求，用戶程序可以自行選擇軟件模塊的構成形式,其中軟件模塊有以下幾種，各個軟件模塊的功能和作用如下。FC0、FC1兩個軟件模塊的作用是用來進行計數，主要是用來計算計數模塊中的脈沖個數；DB1和DB2兩個軟件模塊的作用是存放FC0、FC1兩個軟件模塊計算出的計數模塊的脈沖個數，以此來實現計數模塊將數據和信號流暢而準確的傳送到CPU模塊之中；FC91軟件模塊的作用是用來處理輸入到PLC中的模擬量，模擬量有：電機電壓和電流、電機轉速、軸承壓力、提升速度和載荷等；FC93軟件模塊的作用是制動，主要是對電氣施閘類故障進行制動處理；FC114軟件模塊的作用是用來處理PLC內部信號，并產生控制信號，像回路的安全和保障、故障的報警和液壓器件的制動等等；FC5軟件模塊的作用是進行邏輯運算和閉鎖，主要是對輸入到PLC內部的信號進行運算并產生控制指令來控制提升系統的各個部分；FC92軟件模塊的作用是處理施閘類故障，這類故障主要是立即施閘類故障；FC94軟件模塊的作用也是對施閘類故障進行處理，這類施閘類故障主要是提升終了施閘類故障；FC95軟件模塊的作用是處理報警類故障，當報警系統出現故障時，主要是由該模塊進行處理；PLC的啟動組織模塊是OB100軟件模塊，在系統啟動后該組織模塊只可運行一次，以后的循環程序就不會再運行了，在該組織模塊中有關參數和程序可隨著用戶的需要進行更改；OB1軟件模塊是用戶程序主要組成部分，用來存放用戶主程序，它也是組織模塊中唯一可以循環運行的軟件模塊，在FC功能模塊中編制成的可以實現特定功能和作用的程序可以在OB1軟件模塊中進行循環調用，采用這樣的程序設計可以使我們的程序設計更加簡單，調試更加方便；OB35軟件模塊是組織模塊中唯一可以實現定時中斷的組織模塊，采用M/T法可以計算出提升機的提升速度。n=（60M1f）（/ZM2）式中：n為電機的轉速；Z是旋轉編碼器每轉一圈時所輸出的脈沖的個數；M1為計數器M1所記的脈沖個數；M2為計數器M2所記的脈沖個數；f為脈沖頻率（高頻時鐘脈沖）。
3結束語
高職教育的主要目標就是培養出真正掌握專業技術的應用型人才，培養學生的綜合能力以及實際能力。而在企業實際工作中，需要的就是真正掌握專業技能并且能夠在實踐中很好的應用的技術人員。作為一門機電類專業的核心專業課程，PLC應用技術對于培養學生的職業能力、提高學生的職業素質有著非常重要的作用。PLC應用技術這門課程的培養目標就在于讓學生在了解工業控制對象的特點以及要求的基礎上，能夠正確選擇以及設計控制方案，熟悉相關的使用以及維修的知識，并且能夠在實踐中掌握PLC控制系統的安裝以及調試方法。在教學中應充分注意到本課程的課程特點，注重對學生綜合能力的培養，重點培養學生的實際操作能力。在知識結構、能力培養以及素質培養等三方面進行對學生的培養。
2高職《PLC應用技術》課程教學過程中存在的主要問題
第一，教學理念落后，特色不夠明顯。目前，在實際教學中，教師一般只注重理論知識的講授，過于注重在理論知識體系方面的完整性，而很少注意到實際操作的聯系，以及項目系統設計方面的問題，這也就意味著教師忽視了高職教育的主要目標，忽視了對學生實際操作以及技術應用方面的能力的培養。在一定程度上脫離了高職院校的辦學目標。第二，教材內容分配不合理。雖然圖書市場上有關PLC應用技術的書籍有很多，但是并不是每一本都能夠適合對高職院校學生的應用，而且真正能夠符合高職院校教學目標的教材還很少，很多高職院校使用的是本科院校所應用的教材，這種教材在很大程度上是缺乏實踐環節的，并不能很好的反應高職院校的特點，不能培養出掌握專業技能的應用型人才。因此，應對教材進行新的改版以及組織安排。第三，師資隊伍對教學模式的適應力差。在新時期，教師一般都沿用傳統的教學方式，沒有根據社會的要求，沒有根據企業的實際需求進行適當的教學改革，而傳統的教學模式是難以適應新時期的學生的，難以吸引學生的注意力，激發學生的學習熱情。
3實際教學的方法
3.1項目驅動教學法
在教學過程中加入項目教學，將教與學有機結合起來，可以通過項目驅動教學的方法，以任務來驅動學生進行學習，在完成任務的過程中掌握相關知識以及操作技能。教師可以項目來為學生安排一定的任務，讓學生的學習更具目的性，使學生通過項目調研、實施、驗收等相關環節來的訓練來學習相關專業知識，在實踐中對知識的學習會更加牢固，而且，還可以讓學生在實踐中提高發現問題、分析問題、解決問題的能力。通過項目實踐培養學生的專業技能以及綜合應用能力。
3.2現場教學法
有條件的學校可以為學生安排一些現場參觀、實訓的機會，讓學生在實訓場或者生產一線來進行學習，通過理論與實踐的有機結合，來促進學生的感謝認識，有效提高學生的理解能力，而且現場教學法可以幫助教師將抽象的理論知識具體為現場實踐，讓學生更容易理解。
3.3案例教學法
教師可以根據自己多年的教學以及研究經驗的積累，為學生講解一些企業的實際案例，通過實際案例來將抽象的知識具體化，使一些專業的概念、理論更加簡單、形象，更容易理解，還能夠提高學生的學習熱情，激發其學習的主動性與積極性。讓學生通過對具體案例的理解來提高其識別問題、分析問題的能力。
4PLC應用技術教學改革的主要措施
4.1改變教學理念
要想進行教學實踐的改革，教師首先要做的就是改變原有的傳統觀念的束縛，要充分了解高職院校的教學目標，結合社會的需要以及企業的需求來對學生進行培養教育。在教學中，拋棄傳統的灌輸式的教學，要加強對實踐能力的培養，有效協調知識、能力、素質三者之間的關系。
4.2改革教學環境
加強對師資隊伍的培養、提高。可以鼓勵教師到生產一線工作一段時間，讓教師不僅有效理解理論知識，還具有一定的實際動手能力，掌握基本的操作技能，通過自己的實踐經驗來全方位的對學生進行培養。同時高職院校還可以聘請一些在相關領域具有豐富經驗的技術人員來對學生進行教學。教師在教學實踐中應加強對多媒體資源的利用，向學生講授一些前沿的專業知識，緊跟時代步伐。
4.3改革考核方式
在課程教學之后的考核對學生的學習有一定的導向作用，因此需要對考核方式進行改革，可以將課程知識的學習與實踐結合起來，增加實踐課程的比重，還可以與一些職業資格的認證進行接軌，建立綜合的評價體系。
5結語
PLC，全稱ProgrammableLogicController，可編程邏輯控制器，是一種以微處理器為核心的數字運算操作的電力系統裝置。它是專門為工業現場應用而設計的。采用一類可編程的存儲器，相關人員可以在該存儲器內部執行相應的邏輯運算、順序控制等操作指令，并通過數字式或模擬式的輸入、輸出接口，實現對各種類型設備的識別或生產過程的控制。PLC技術屬于計算機控制技術范疇，其工作原理主要有三個不同的階段，即輸入采樣階段、用戶程序執行階段和輸出刷新階段。在輸出采樣階段，PLC可以依次掃描所有輸入狀態和數據，并將其存入I/O映像區中的相應單元內，然后轉而執行用戶程序，控制輸出操作；在用戶程序執行階段，PLC可以按照從上到下、自左向右的順序，依次掃描用戶程序，并對掃描到的數據信息進行運算，根據運算結果控制邏輯線圈的狀態，以確定程序是否處于正常運行狀態；在輸出刷新階段，CPU會發出相應的指令，然后依據I/O映像區數據和相關狀態，結合電路封鎖功能驅動外部設備的運行，從而實現電氣自動化控制。
2、PLC技術的優點
作為微機技術和傳統繼電接觸控制技術相互結合的產物，PLC技術克服了繼電接觸控制系統中機械觸點接線復雜、可靠性低、功耗高、靈活性差等缺點，充分利用了微處理器的優勢，具體包括以下優點。
2.1功能完善當前，PLC產品的規模和型號非常豐富，可以滿足各種工業控制的需要，而且具有非常完善的邏輯處理和數據運算功能，被廣泛應用于各種數字控制領域。
2.2可靠性高在PLC的生產過程中，采取了先進的內部抗干擾技術，極大地提高了系統的可靠性。同時，PLC具備相應的自我檢測能力，一旦發現硬件故障，可以及時發出警報信號，提醒相關人員處理故障，因此，PLC控制系統具備很高的可靠性。
2.3編程語言簡單作為一種工控計算機，PLC的接口相對簡單，編程容易，其使用的梯形圖語言編程對工作人員的專業技能要求較低，不需要面對復雜的匯編語言，即使那些不熟悉計算機的人員也可以輕松上手。
2.4維護方便在PLC技術中，以存儲邏輯代替了接線邏輯，極大地降低了裝置外部的接線數量，減少了系統的建設周期，同時，也在一定程度上降低了設計難度，以便于系統的維護和管理。不僅如此，PLC可以實現在線編程，轉變生產過程，被廣泛應用于多品種、小批量的工業生產控制中。
3、PLC技術在電力工程中的應用
在電力工程中，PLC技術的應用主要表現在以下幾個方面。
3.1開關量控制開關量控制包括以下兩方面的內容。
3.1.1斷路器控制在傳統的電力自動化控制系統中，對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，存在許多觸點和聯接點，進而降低了系統的可靠性。而PLC技術的應用和普及，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的可靠性。在PLC控制系統中，操作人員只需要執行一些非常簡單的工作，比如分閘、合閘等，系統就會自動根據實際運行狀況，給出正確的操作信號。同時，在系統出現故障時，會自動跳閘，并發出相應的報警信號。而且，PLC控制系統不需要進行復雜的二次接線，可以有效地降低接線失誤率，大大減少維護檢修的工作量。
3.1.2備用電源自動投入裝置備用電源自動投入裝置的主要功能是提高供電系統的可靠性，被廣泛應用于大型企業的供電系統中。在原有的備用電源投入系統中，多采用手動或自動供回電線路的方式供電，在投切過程中，會出現幾秒鐘的斷電時間，影響供電的連續性和可靠性。而應用PLC，可以實現對備用電源自動投入裝置的控制，可以根據系統的實際情況進行抗干擾，具有可靠性高、操作簡單、接線方便等優點。
課題名稱： PLC先進控制策略研究與應用
1、選題意義和背景。
可編程序邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC)具有可靠性高、抗干擾能力強、功能豐富等強大技術優勢，已經成為目前自動化領域的主流控制系統。然而，從目前的應用情況來看，PLC還大都只是承擔最基本的控制功能，如順序控制、數據采集和PID反饋控制。各個PLC廠家也在其產品中設計了PID模塊。雖然PID算法控制有很高的穩定性，但對于一些復雜控制系統，PID控制很難滿足控制要求，這也使PLC的發展面臨著一種挑戰。隨著越來越多的PLC產品與IEC1131-3標準兼容，PLC控制系統越來越開放，將先進控制算法嵌入PLC常規控制系統成為可能。本課題從工業控制實際應用角度出發，對PLC的控制功能進行深入的研究和探討，以提高和擴展PLC控制器的應用水平和應用范圍。本課題：PLC先進控制策略的研究與應用，其目的是通過研究使一些先進控制算法在PLC及組態系統上得以實現，并開發相應的應用程序，經過驗證后最終應用到工業過程控制中去。
在PLC組態系統中實現先進控制算法，包括預測控制算法和模糊邏輯控制算法，形成具有人工智能的控制模塊及網絡系統，能大大提高系統的控制水平，改善控制質量。從經濟角度來看，目前PLC生產商的一些產品具備先進控制模塊，如模糊模塊。但它們的價格十分昂貴，且封閉性較強，不適合我國中小型企業的工業改造。因此開發較為通用的先進算法實現技術，對于我國中小型企業的工業改造具有很大的意義，既可降低生產成本，又可提高經濟效益。
模糊控制與預測控制是智能控制中技術較為成熟的分支，因此，研制和開發出適合工業環境的實時先進控制開發工具，實現模糊控制、預測控制嵌入PLC,與常規控制集成運行，讓先進控制從教授、專家手中走出來，實現先進控制的工程化、實用化、轉化為社會生產力，對縮短控制系統開發周期，加快先進控制技術的廣泛應用，提高我國的工業自動化水平有著重大的意義。
2、論文綜述/研究基礎。
在過程工業界，從40年代開始，采用PID控制規律的單輸入單輸出簡單反饋控制回路己成為過程控制的核心系統。目前，PID控制仍廣泛應用，即便是在大量采用DCS控制的最現代的工業生產過程中，這類回路仍占總回路80%-90%.這是因為PID控制算法是對人的簡單而有效操作的總結和模仿，足以維護一般過程的平穩操作與運行，而且這類算法簡單且應用歷史悠久，工業界比較熟悉且容易接受。
然而，單回路PID控制并不能適用于所有的過程和不同的要求[4}0 50年代開始，逐漸發展了串級、比值、前饋、均勻和Smith預估控制等復雜控制系統，即當時的先進控制系統，在很大程度上滿足了單變量控制系統的一些特殊的控制要求。在工業生產過程中，仍有10%-20%的控制問題采用上述控制策略無法奏效，所涉及的被控過程往往具有強藕合性、不確定性、非線性、信息不完全性和大純滯后等特性，并存在著苛刻的約束條件，更重要的是它們大多數是生產過程的核心部分，直接關系到產品的質量、生產率和成本等有關指標。隨著過程工業日益走向大型化、連續化，對工業生產過程控制的品質提出了更高的要求，控制與經濟效益的矛盾日趨尖銳，迫切需要一類合適的先進控制策略。自50年代末發展起來的以狀態空間方法為主體的現代控制理論，為過程控制帶來了狀態反饋、輸出反饋、解疆控制、自適應控制等一系列多變量控制系統設計方法}s}.上述多變量控制策略有其自身的不足之處，工業過程的復雜性使得建立其正確的數學模型比較困難。同時，計算機技術的持續發展使得計算機控制在工業生產過程中得到了廣泛的應用，強大的計算能力可以用來求解過去認為是無法求解的問題，這一切都孕育著過程控制領域的新突破。
整個80年代，出現了許多約束模型預測控制的工程化軟件包。通過在模型識別、優化算法、控制結構分析、參數整定和有關穩定性和魯棒性研究等一系列工作，基于模型控制的理論體系己基本形成，并成為目前過程控制應用最成功，也最有前途的先進控制策略。近年來，人工智能技術有了長足的長進并在許多科學與工程領域中取得了較廣泛的應用。就過程控制而言，專家系統、神經網絡、模糊系統是最有潛力的三種工具。專家系統可望在過程故障診斷、監督控制、檢測儀表和控制回路有效性檢驗中獲得成功應用。神經網絡則可以為復雜的非線性過程的建模提供有效的方法，進而可用于過程軟測量和控制系統的設計上。模糊系統不僅是行之有效的模糊控制理論基礎，而且有望成為表達確定性和不確定性兩類混合并提煉這些經驗使之成為知識進而改進以后的控制，也將是先進控制的重要內容。
由于先進控制受控制算法的復雜性和計算機硬件兩方面因素的影響，早期的先進控制算法通常是在PC機和UNIX機上實施的。隨著DCS功能的不斷增強，更多的先進控制策略可以與基本控制回路一起在DCS控制站上實現。國外發達國家幾乎所有企業都采用了DCS系統或其它智能化設備來實現對生產過程的控制，并在此基礎上通過實施先進控制與優化較大的提升了系統的性能。可以說，高性能控制系統，尤其是DCS系統的普及為先進控制的應用提供了強有力的硬件和軟件平臺。國外從70年代末就開始了先進控制技術商品化軟件的開發及應用，并在DCS的基礎上實現先進控制和優化。如愛默生公司的DeltaV和Honeywell公司的TDC3000,其先進控制軟件RMPGT和RPID等在現場的實際應用都集中在自己的DCS系統上。傳統的PLC由于不支持浮點運算以及先進控制所必須的精確的時間，因此，除了模糊邏輯控制外，其他的先進控制并沒有在PLG平臺上實現。然而，在過程工業中大多系統使用先進靈活的PLC控制系統，因此1996年Barnes提出了一種基于PC-PLC通訊的混合方式，通過控制網絡實現計算機與PLG的通訊，從而實現先進控制。
3、參考文獻。
[1]基希林，曲非非。PLC的發展[J].微計算機信息，2002, 18(9)：1-2
[2]陳夕松，張景勝。過程控制發展綜述與教學研討[J].南京工程學報，2002,2(1)：49-52
[3]Ohaman Martin, Johansson,Stefan, Arzen, Karl-Erik. Implementation aspects of the PLC standard IEC 1131-3 [J].Control Engineering Practice, 1998,6(8)：547-555
[4]范宗海，黃步余，唐衛澤。先進過程控制在聚丙烯裝置上的應用[J].石油化工自動化，1999, (6)：7-12
[5]王躍宣。先進控制策略與軟件實現及應用研究[M].浙江大學博士論文，2003,(1)：8-20
[6]褚健。現代控制理論基礎[M].杭州：浙江大學出版社，1995: 9-15
[7]沈平，趙宏，孫優賢。過程控制理論基礎[M].杭州：浙江大學出版社，1991:31-38
[8]張志輝一套常減壓先進控制的應用與開發「M].陜西：西安交通大學碩士論文，2003:20-25
[9]薛美勝，吳剛，孫德敏，王永。工業過程的先進控制[J].化工自動化及儀表，2002,29(2)：1一9
[10] Kolokotsa D.,Stavrakakis,G S二Genetic algoritluns optimized fuzzy controller for the indoor environmental management in buildings implemented using PLC and local operating networks[J].Engineering Applications of Artificial Intelligence,2002,15(5)：417-428
[11]黃麗雯。新型PLC的特點及應用[J].新特器件應用，1999 , (6) : 27-29
[12]楊昌餛。可編程序控制器發展趨勢概述[J],基礎自動化，1998 , (2) :1-5
[13]蔡偉，巨永鋒。PLC分布式控制系統[J].西安公路交通大學學報，1996,16(3)：20-25
[14]胡惠延。用PLC實現的一種集散型控制系統[J].煤礦自動化，2000, (4) : 22-24
[15]陳勇，趙勇飛，徐莉。工控機與PLC分布式測控系統的設計[J].西安公路交通大學學報，1999 , (6) : 41-43
[16]任俊杰，錢琳琳，劉澤祥。基于SIMATIC S7 PLC的現場總線控制系統[J],電工技術雜志，2004,(9)：40-42
[17〕田紅芳，李穎宏。PLC與上位機的串行通訊[J].微計算機信息，2001,17(3)：36-37
[18]姚錫凡，彭永紅，陳統堅，李偉光。基于模糊芯片的加工過程智能控制[J].組合機床與自動化加工技術，2000, (2)：26-29
[19]汪小澄，方強。基于PLC的模糊控制研究[J].武漢大學學報，2002, 35(3)： 79-81
[20]肖漢光。模糊控制在懸掛鏈同步控制中的應用[M].廣州：華南理工大學碩士論文，2002: 20-31
[21]成曉明，柳愛美，田淑杭，PLC的爐溫多級模糊控制的優化與實現[J].自動化儀器與儀表，2000,(1) : 20-22
[22]李敬兆，張崇巍。基于PLC直接查表方式實現的模糊控制器研究[J].電子技術雜志，2001,(9)： 18-21
[23]張璽，劉勇，張小兵。二次開發Wincc模糊控制算法[J].計算機應用，2002,(1)：69-71
[24]孫東衛，周立峰。預測模糊控制在渠道系統中的應用[J].現代電子技術，2002,(4)： 82-85
[25]石紅瑞，孫洪濤，馬智宏。二次開發RSView32嵌入廣義預測控制算法[J] .測控技術，2004 23(9) : 52-54
[26西門子公司。西門子57-300系統參考手冊[M].北京：西門子自動化與驅動集團，2002: 10-200
[27西門子公司。STEP? V5.1編程手冊[M].北京：西門子自動化與驅動集團，2002:40-60
[28]王磊，王為民。模糊控制理論及應用[M].北京：國防工業出版社，1997: 17-29
[291章為國，楊向忠。模糊控制理論與應用[M].陜西：西北工業大學出版社，1999:15一19
[30]蔡自興。智能控制一基礎與應用[M].北京：國防工業出版社，1998: 35-37
[31]孫增折。智能控制理論與技術[M].北京：清華大學出版社，1997; 55-62
[32]齊蓉，林輝，李玉忍，謝利理，通用模糊控制器在PLC上的實現[[J].工業儀表與自動化裝置，2003, (4)：23-25
[33]聞新，周露，李東江，貝超。MATLAB模糊邏輯工具箱的分析與應用〔M].北京：科學出版社，2001: 44-45
[34]許建平，劉添兵。PLC控制軟件的模塊化設計[J].九江職業技術學校學報，2003,(3)：13一14
[35]張運波。PLC梯形圖設計中的關鍵技術[J].長春工程學院學報，2000,1(1)：30-32
[36] Richalet J, Rault A. Model Predictive Heuristic Cortrol:Application to Industrial Process[J] .Automatica, 1978,14(1)：413-428
[37] Rouhani R,Mehra R K. Model algorithmic control (MAC)：Basic Theoretical Properties[J].Automatica,1982,18(4)：401-414
[38] Culter C R,Ramaker B L .Dynamic Matrix :ontrol-A Computer Control Algorithm[M].San Francisco: American Automatic Control Council,1980:221-230
[39] Clarhe D W, Mohtadi C.Constrained receding hori:on predictive control[J].IEEProc-D, 1991,13 8(4) : 347-3 54
[40] Garica C E,Morari M. Internal Model Control-A Unifying Review and Some New Results[J] .Process DesDew, 1982,(21)：308一32;5
[41]Richalet J .Predictive functional control-Appliation to fast and accurate robots[J].Proc Of 10“ IFAC World Congress, Munich, FRG, 1987, (1)： 25I-258
[42]許超，陳治鋼，邵慧鶴。預測控制技術及應用發展綜述[J].自動化及儀表，2002,29(3)：1一10
[43]舒迪前。預測控制系統及其應用[M].北京：機械工業出版社，1996: 225-228
[44]李紹勇，陳希平，王剛，范宗良，樹龍，蔡穎。換熱機組供水溫度的廣義預鋇(控制[J].甘肅科學學報，2004, 16(3)：95-97
[45]俞樹榮，祁振強，商建平。集中供熱系統熱力站二段換熱機組系統建模及研究[J].甘肅工業大學學報，2002, 28(2)：57-61
4、論文提綱。
第一章前言
1. I論文研究的目的和意義
1. 2論文研究的主要內容及工作簡述
1. 3國內外文獻綜述
I. 3. 1先進控制的發展及現狀
1 .3 . 2 PLC在工業控制領域的應用
1.3 . 3 PLC基本控制方法
1. 3. 4 PLC模糊控制器
I. 3. 5 PLC預測控制算法
第二章SIMATIC S7-300 PLC及STEP7系統
2.1 SIMATIC 57-300 PLC系統
2.1.1 S7-300 PLC
2.1.2 S7-300 PLC控制系統
2.2 STEP7系統
2.2.1 STEP7功能及結構
2.2.2組態環境及編程語言
2.2.3基本控制算法的實現二
第三章PLC模糊控制器的研究與實現
3.1模糊控制算法與系統
3.1.1模糊控制理論
3.1.2模糊控制系統
3.1.2.1模糊控制器的組成
3.1.2.2模糊控制算法
3.1.2.3模糊控制器的結構
3.2 PLC模糊控制器設計
3.2.1 PLC模糊控制器結構
3.2.2模糊控制器離線部分設計
3.2.2.1模糊控制器離線部分算法設計內容
3.2.2.2基于MATLAB模糊邏輯工具箱的設計
3.2.3 STEP7實現模糊控制器設計
3.2.3.1模糊算法流程圖
3.2.3.2模糊算法的功能塊
3.2.4 PLC模糊控制器的仿真驗證
3.2.4.1仿真系統的建立
3.2.4.2仿真結果驗證
第四章PLC預測控制器的研究與實現
4.1廣義預測控制算法
4.1.1單值廣義預測控制
4.1.2單值廣義預測控制律計算
4.2 PLC單值廣義預測控制器的設計與實現
4.2.1單值廣義預測算法的實現步驟
4.2.2單值廣義預測控制器的設計
4.3單值廣義預測控制器的仿真驗證
4.3.1仿真模型的建立
4.3.2仿真結果分析比較
第五章基于PLC的空調性能檢測實驗室計算機控制系統
5.1工藝流程與控制方案
5.1.1工藝過程簡述
5.1.2控制要求
5.1.3控制方案設計
5.2控制系統結構及配置
5.3監控系統組態設計
5.4 57-300 PLC控制系統設計
5.4.1硬件系統組態
5.4.2 PLC控制程序設計
5、論文的理論依據、研究方法、研究內容。
目前，PLC的應用十分廣泛，涉及到過程控制的方方面面。但在控制策略上，它依然沿用傳統的PID控制。許多PLC開發商把PID算法做成模塊，固化在PLC中。
但從長遠角度看，對于一些復雜的控制系統，PID很難滿足控制要求，這就需要把先進的控制算法嵌入到PLC的設計中。本課題以此為主要研究內容。
工業過程的復雜性以及對于控制日益提高的要求，各種先進控制算法越來越多地深入到控制領域，但由于PLC的編程目前還限于低級語言(如梯形圖)，所以，給在PLC上實現先進控制算法帶來了困難。SIEMENS在PLC的編程系統STEP7中提供了比較豐富的功能模塊，因此，本課題首先是通過對控制算法的研究與改進和對STEP?功能的開發，使先進控制策略在S7-300 PLC上得以較好的實現。本論文重點研究基于PLC的模糊控制器的實現，這一領域目前研究的比較多，因此在總結前人研究方法的基礎上，設計出一個基于PLC的通用的模糊控制器，并使其固化在STEP7軟件中。此外，對于PLC預測控制雖已有一些研究，但都僅限于理論方面，尚未給出PLC上實現的實例。本課題也想在此方面有所創新，開發出基于PLC的預測控制實現技術。
本論文第一章簡要介紹了課題的來源背景、主要內容、目的意義以及國外相關工作的研究狀況等。
第二章介紹了SIMATIC S7-300 PLC的主要特點，系統組成及控制系統的配置與實現，同時介紹了STEP?軟件的功能及結構，組態環境，以及一些基本算法的實現方法。
第三章重點闡述了模糊控制的基本理論、模糊控制算法、模糊控制器的結構及設計方法。提出了基于PLC的模糊控制器的實現方法，即采用MATLAB離線設計，PLC在線查詢的方式。給出了STEP?實現模糊算法的流程圖及部分程序。
最后建立一個過程仿真系統，對PLC模糊控制器進行仿真驗證。
第四章介紹了預測控制的基本理論，重點闡述了廣義預測控制算法，并結合PLC的特點，提出了基于PLC的單值廣義預測控制器的設計方法，給出了STEP7實現單值廣義預測算法的步驟與流程圖。最后建立一個二階大滯后的對象模型，構成仿真控制系統，與PID控制進行比較分析，驗證PLC預測控制器的有效性。
第五章是作者在研究生期間參加的某空調性能檢測實驗室基于PLC實現的計算機控制系統，從系統控制方案的設計、系統配置和硬件構成、監控系統的設計等幾個方面分別進行了詳細的論述。
第六章結論與體會，總結自己在課題研究和項目研究的過程中的一些體會和心得，分析了工作中的不足，提出了以后工作的注意事項，改進方法。
6、研究條件和可能存在的問題。
I.盡快建立樣板工程，把己經取得的研究成果應用到工程實際過程中，通過實踐檢驗，發現問題以便不斷改進和提高。
2. PLC預測控制器目前只應用了簡單的單值廣義預測算法，有其自身的局限性，如控制精度不高。目前，應用較為成熟的是MPC算法，因此可以把PLC-MPC控制器作為今后研究的一個重點。
3.對于PLC模糊控制器的改進，主要是在算法上，為了提高控制效果，單純的模糊算法是不足的，改進型模糊算法如模糊PID可以改善控制器性能，因此可以開發PLC模糊PID控制器。
4.進一步挖掘STEP?軟件的功能，開發過程對象仿真模塊，給出基于PLC建立仿真系統的方法和步驟，為工業實阮應用縮短調試時間，保證系統的可靠性。
7、預期的結果。
1.通過對先進控制各種算法的分析比較，對先進控制理論有了進一步認識，從中學到了不少解決問題的方法，理解了傳統控制方法與先進控制方法的區別。
2.基于PLC實現先進控制與基于PC實現先進控制相比較，最重要的一個優勢在于PLC實現先進控制不需要通訊協議，而基于PC實現先進控制，在系統設計和運行之前必須正確的配置PC與PLC之間的通訊協議，因此可以降低系統得開發時間。其次，在系統運行時，在下位機上完成先進控制算法比在上位機完成更具有實時性。在可靠性方面，由于基于PC實現先進控制，現場的數據和信號要經過通訊傳給上位機，這難免會出現數據的丟失和信號的誤差，從而使系統的控制精度下降，而基于PLC實現先進控制避免了這類現象的發生。
3.西門子57-300 PLC功能強、處理速度快、模塊化結構易于擴展，被廣泛的應用于自動化控制系統中;其相應開發軟件STEP7采用模塊化編程方法，提供多種編程語言，豐富的功能模塊，能實現較為復雜的功能和算法。因此二者結合 起來，為先進控制的設計與開發提供了很好的軟硬件平臺。
4. PLC模糊控制器采用MTALAB離線設計和PLC在線查表的方法，把復雜的模糊推理過程交給計算機離線完成，得到模糊控制量查詢表供PLC在線調用。此方法將復雜瑣碎的模糊控制系統的開發工作變得簡單明了，大大縮短了開發周期，同時也提高的PLC控制的實時性，是目前被廣泛采用且效果良好的PLC模糊控制器的設計方法。
5. PLC單值廣義預測控制器采用簡單實用的單值廣義預測控制算法，它需要調整參數少、在線計算時間短，可適用于PLC類控制采樣周期較短的快速動態過程系統。仿真結果表明：PLC單值廣義預測控制器保持了預測控制的性能，控制效果較PID控制有很大改善，同時具有計算量小，響應迅速的優點。
8、論文寫作進度安排。
20XX.05-20XX.06 開論文會議
20XX.06-20XX.07 確定論文題目
20XX.07-20XX.02 提交開題報告初稿
20XX.02-20XX.06 提交論文初稿
關鍵詞：PG，PLC，PROFIBUS-DP，通信，在線連接，接口設置
1 引言
現代工業生產中越來越多的應用到PLC系統參與生產控制，使用時只需將現場的各種設備與PLC相應的I/O端相連接，即可投入運行。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內完成編制，然后通過通訊聯接下載到PLC以使PLC運行。同時，也可以通過PG來監視PLC的運行過程及運行狀態。對于工廠的部分技術人員來說，就經常需要使用PG與PLC建立在線連接讀取一些數據或者對現有程序進行局部修改，而且當PLC系統需要更換CPU模塊時，也必須使用PG連接到CPU端口上將運行程序寫入CPU存儲器內，因此，PG與PLC系統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接口，編程軟件包為STEP 7 編程系統，具有強大的人機操作界面，采用的是WINDOWS視窗操作系統，使用者很容易掌握。本文就筆者在實際工作中使用西門子產品時遇到的幾類典型連接故障以及對故障的解決方法進行了闡述，希望對相關人員能有幫助。
2 故障類型和解決方法
（1）硬件組態中模板組態錯誤
這一類型的故障一般發生在設備安裝階段及模板更換期間，也是最容易查找的故障。此時需要檢查機架上插入的模板與硬件組態中的模板型號是否一致，如果模板存在組態錯誤，可能導致系統數據下載失敗，系統也會報如下錯誤信息：
Download(13:4589)
The system data could not be loaded on the module…atstation…SDB 200 could not be loaded.
解決方法：必須確保硬件組態中模板的訂貨號與實際一致，如CPU315-2DP的訂貨號為6ES7315-2AF03-0AB0。然后保存編譯硬件組態后重新執行連接、裝載即可。
（2）地址組態錯誤
如果硬件組態中配置的MPI或PROFIBUS的地址與CPU的節點地址不一致，用戶可能會看到如下的錯誤信息：
Download(33:16656)
“Online:Connection could not beestablished.The connection partner is not responding.”
解決方法：此時就需要檢查硬件組態中的地址信息，如組態信息中顯示“MPI=2”，則說明在硬件組態中CPU的MPI地址也需設置為2，否則PG在與PLC在線連接時會出現錯誤而導致無法建立連接。（3）PG/PC接口設置配置錯誤
一般來說，PG在與PLC連接時首先需要對接口參數進行相應的配置，如果PG/PC接口參數設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，用戶會看到如下的錯誤信息：
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置的接口正確，一般這個接口設置是根據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接口即為普通網線連接。因此根據西門子通信協議的規定在菜單中選擇相對應的通信協議即可建立在線連接實現數據的上傳和下載了。
當然如果在菜單中沒有找到自己所需要的接口通信協議，則點擊“Select”按鈕進入彈出的對話框選擇自己所需的接口協議安裝，安裝完成后，窗口便會顯示此接口協議，點擊選擇即可。
（4）通信波特率設置與實際網絡接口通信波特率設置不匹配
在電子通信領域，波特率即調制速率，指的是信號被調制以后在單位時間內的波特數，即單位時間內載波參數變化的次數。它是對信號傳輸速率的一種度量，通常以“波特每秒”（Bps）為單位。如果將調制解調器的波特率設置為高于其他的調制解調器的波特率，則較快的調制解調器通常要改變其波特率以匹配速度較慢的調制解調器。免費論文，PG。
如果系統硬件組態中通信波特率設置與實際網絡接口通信波特率設置不匹配時，則會出現如下錯誤信息：
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接口設置并點擊“Diagnostics…”按鈕(如圖2)，使用“Tset”按鈕可以進行MPI/PROFIBUS網絡診斷。
根據診斷結果就可以判斷出波特率的設置是否合適，如需要修改波特率設置參數，則在“Set PG/PC interface”操作界面上點擊“Properties”按鈕，在彈出的對話框中選擇正確或合適的網絡傳輸波特率（如圖3）。免費論文，PG。免費論文，PG。
3 結束語
西門子編程器與PLC在線連接的故障不止文中的這四種，但是限于筆者自身的能力和在實際應用中還未遇到其他類型的故障，因此不能更多、更詳細地進行闡述。免費論文，PG。免費論文，PG。文中的幾類西門子PG與PLC在線連接故障是很常見的幾種故障，也是工廠中工程技術人員容易犯得錯誤。免費論文，PG。通過文中對故障的描述和分析解決，可以很好的解決使用人員在實際操作中的困難，對提高使用人員的操作水平和故障分析解決能力應該有著很好的幫助。
關鍵詞：可編程控制器,船用泵,自動控制
引言
可編程序控制器（Programmable Controller，簡稱PLC）是近十幾年來發展起來的一種新型工業用控制裝置。由于它具有很多優點，它可取代傳統的繼電器控制系統，實現邏輯控制、順序控制、定時、計數等種各種功能。有些高檔大型PLC還能象微型計算機那樣進行數字運算、數據處理、模擬量調節以及聯網通信等。它具有通用性強、可靠性高、指令系統簡單、編程簡便易學等一系列優點。隨著微電子技術和大規模集成電路的發展，微處理器問世并被用到PLC中，使其功能更加完善，體積大大縮小，成為當今社會生產、實現自動控制的主要手段之一。
隨著造船業的蓬勃發展，我們把PLC產品在船舶組泵的控制系統進行了應用,達到了預期的控制目的。
一、任務與構想
船用泵組合控制系統對12組泵進行了切換控制，每組泵兩臺，每臺泵需要一個輸入信號確定泵組是自動或手動；每組泵需要測量出口壓力是否正常；每臺泵之間需要一個互連信號表明哪一臺泵是主泵；輸出要控制每臺泵的啟動，指示出每臺泵的運行狀態，并給出故障或低壓報警信號。論文參考網。
針對提出的問題，提出了如下的設計思想：
1、 手動啟動各泵
在PLC投入使用后，將組合啟動屏上的各泵轉換開關切至自動位置即可手動啟動各泵。互為備用的兩臺泵，首先投入的為主用泵，后投入的為備用泵。
2、 自動啟動各泵
如果各泵轉換開關在PLC通電前已在自動位置，且開機、關機都嚴格按照程序進行，則PLC通電后按預訂程序自動啟動各泵。論文參考網。論文參考網。這種情況常用于上次停機時只關閉PLC電源，停機時哪臺泵運行，再次啟動時仍然是該泵運行。
3、 手動切換各泵
用備用泵替換運行泵，在兩泵都處于自動位置時，將運行泵開關切至手動，即可自動停止運行泵，啟動備用泵，然后再將開關切回自動，按報警按鈕，撤消報警。
4、 各泵自動換
運行中如果一臺泵熱繼電器動作，則自動啟動備用泵，同時發出該泵切換報警，故障泵的運行指示燈閃爍，撤消報警按鈕，撤消報警。如果一臺泵出口壓力開關閉合，則備用泵自動并車，并發出該泵切換報警。壓力恢復后，停止故障泵，故障泵運行燈閃爍，撤消報警按鈕切除報警及燈光閃爍。
二、各泵啟動順序圖
三、PLC的選用
CPU是PLC的核心單元，其性能決定了PLC的整體性能，必須根據控制系統的要求來選擇，這里我們根據實際需要，選用CPU102型，即可滿足控制要求..
四、梯形圖
五、結束語
該船用泵組合啟動控制系統是根據某造船廠的實際情況，對某輪船上的12組泵的控制系統進行的初步設計，采用西門子的S5-100PLC，達到了預期的控制目的。
參考文獻：
[1]汪曉光，孫曉瑛等，可編程控制器原理及應用 北京 機械工業出版社
[2]夏辛明 可編程控制器技術及應用 北京 北京理工大學出版
關鍵詞：不落輪鏇床,NCU,閉環控制
1 概述
數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造業的滲透形成的機電一體化產品，近年來，國家大力發展數控技術，數控技術在機床上得到廣泛應用，鐵路輪對的日常維修加工目前廣泛采用數控不落輪鏇床來完成，在不拆卸機車車輛輪對的情況下進行鏇輪踏面加工,加工誤差小，因此車輪的鏇修效率得到大大提高，節約了維修成本和鏇修時間。
2 不落輪鏇床數控系統結構
2.1 硬件結構：
不落輪鏇床數控系統硬件結構由數控單元NCU561.4及SIMODRIVE611D驅動模塊； OP010C(MMC103和PCU50服務器)和MCP操作控制單元；S7-300PLC 模塊；4個1FK7三相數字伺服電動機，micromaster440變頻器，三相異步驅動輪電機等部件組成，系統的各個部件通過現場總線PROFIBUS聯接。連接結構如圖1：
圖1：鏇床硬件結構聯系圖
2.2 軟件結構
SINUMERIK 840D軟件包括Windows xp 操作系統，NC 軟件和HMI軟件，PLC軟件。
2.2.1WindowsXP操作系統:
系統安裝在PCU上，實際相當于單獨的計算機，NC 軟件和HMI 軟件安裝在Windows NT操作系統上使用。
2.2.2 NC 軟件:
SINUMERIK 840D通過特殊處理， NC軟件與PCU計算機WindowsXP 操作系統可以實時運行。從而使得操作PCU即可實時控制NCU程序，實現同步控制的功能。論文格式。主要用于切削輪對程序控制，其主要功能有：
控制機床各部件靈活協調工作
監測群組模式下各通道的狀態
x,z坐標方向動態控制
可編寫快速響應程序
可編寫各部件同步動作程序
選擇優化地址和時間
各種曲線插補方法
電子齒能
刀具，螺紋間隙，象限補償功能
測量功能
高級編程語言的編譯功能
2.2.3 HMI advanced軟件
鏇床采用HMI advanced軟件進行操作，他是運行在Windows NT系統下的應用程序，為用戶提供了友好的操作界面，用于編程控制。如圖示：
圖2：HMI advanced啟動后界面
通過操作HMI advanced軟件，可以實現鏇床以下功能
編寫輪對廓型加工程序
執行部件程序
手動控制操作鏇床
讀寫程序數據
編輯程序數據
顯示處理故障
設定鏇床參數
建立與PLC,NC等控制系統通信
2.3.4 PLC軟件
PLC用戶程序通過安裝在PCU上的STEP 7軟件進行監控和操作，也可以使用專門的程序編程器來進行編程，PLC程序主要用于控制鏇床驅動輪，軸箱支撐，液壓系統等部件動作的自動控制。
3 不落輪鏇床數字控制程序
3.1 不落輪鏇床加工程序：
加工要求按照鐵路輪對踏面廓型進行切削加工，車輛輪對通過軸箱定位，利用4個驅動輪對驅動輪對主軸旋轉，伺服電機驅動軸線方向刀具走向，加工出符合國家TB的標準廓型。鏇床主驅動輪采用PLC控制變頻器，實現4個主驅動輪的調節。控制過程如圖1：NCU是機床控制中心，包括PLC和NC兩部分，通過PROFIBUS 與PLC ET200擴展模塊和變頻器進行實時通訊，通過MPI與NCU聯接通訊，手操盤和測量探頭直接聯接在NC上。
鏇床加工過程中，NC按照編寫的數控加工程序執行指令，所有裝載，測量，切削，卸載均采用NC程序自動執行操作，加工流程如圖3示。
圖3 ：鏇輪加工流程
車輪加工工藝：
3.2 閉環控制原理
不落輪鏇床刀具進給控制和驅動輪電機速度控制采用閉環控制系統，使用用增量式光電編碼器檢測裝置，該裝置安裝在伺復電動機上，用來檢測伺服電機的轉角，推算出工作臺的實際位移量，編碼器發出正弦/余弦模擬電平1Vpp (2048脈沖)的反饋信號，信號反饋到NCU裝置的比較器中，與程序指令值進行比較，用差值進行控制，如圖所示：此系統控制精度可以達到0.1mm.可以滿足鏇床切削加工的需要，此外該系統穩定性能良好，測試維修比較容易。論文格式。
圖5：閉環控制原理
影響閉環控制加工系統精度的因素：
a 電機絲桿每轉編碼器采集到的信號數量，數量越多，精度越高。
b.安裝調試編碼器檢測裝置的工藝，
c.The multiplication of the encoder signals 編碼器信號
d.電流和速度控制器取樣時間，取樣時間越短，精度越高。論文格式。
4 結束語
機床數字控制技術是國際先進機床生產技術，也是現代工業發展的基石。近年來，國內數控機床工業與世界數控機床工廠不斷深入合作，研制出各種高精度，高技術含量的數控機床設備，數控機床制造業得到蓬勃發展。
參考文獻：
1. SIEMENSE . SINUMERIK 840D/840Di/810D RemoteDiagnosis Description of Function .
2. Hegenscheidt. Operation Manual for the U2000Underfloor Wheel Lathe.
3. SCULFORT. Operation Manual for the TF 2000Underfloor Wheel Lathe.
指導老師：戴勝坤
設計要求：1、安裝資料及要求。包括：平面圖；用電負荷情況；供電電源情況；氣象及水文資料等。
2、選子：位置、型號的選擇
3、土建施工
4、設備安裝
課題二、小電流接地系統的故障選線的研究
指導老師：戴勝坤 地故障時，故障特點不是非常明顯，故障選線就顯得很有必要，所以，要求學生
比較詳細的了解國內外小電流接地系統故障選線的研究現狀和研究方法，對現有
的選線方法進行總結并加以改進，找到適合的故障選線的方法；3、 利用ATP的仿真軟件對小電流接地系統進行仿真；4、撰寫畢業論文。
課題三、64點溫度監測與控制系統的設計
指導老師：游佳
設計內容：64點溫度監測與控制系統針對室溫環境下的溫度監控，如大型機組的軸溫，大型變壓器油溫，化學反應過程，環境測試等。控制核心采用微處理器或單片機，監測64點溫度，溫度范圍0～100℃，采用半導體溫度傳感器AD590，按矩陣方式切換輸入信號。輸出8路開關控制信號和2路PWM模擬信號（具備PID控制能力）。同時要求利用微處理器或單片機的已有通訊接口或其它工業控制網絡實現數據上傳和控制。
設計要求：1.總體方案設計，需要提出至少兩種切實可行的方案，并加以比較，選擇一種最優方案；
2.根據總體方案設計硬件電路，需要有理論依據，有分析計算過程，選擇的主要元件要有原理和說明，所有元件必須有型號和參數；
3.軟件設計，使用匯編語言或C語言編成。主要軟件必須能在設計制作的硬件電路上正確運行 ，且能夠顯示被測試對象的溫度；
4.制作硬件電路，調試硬件和軟件，完成溫度檢測與測試點切換，實現溫度上傳并在屏幕上顯示或存盤；
5.撰寫畢業論文，嚴格按照畢業論文標準，論文引用其它文章和相關技術資料不得多于40%。
課題四、 用8051單片機設計一交通信號燈模擬控制系統的設計
指導老師：潘紋
一、設計任務與要求：
用單片機8051設計一個十字路口的紅、綠、黃交通信號燈控制系統，要求如下：
1）用紅、綠、黃三色發光二極管作信號燈。考慮到學生設計時的難度，只考慮一條道路相對的兩個方向，每個方向有紅、綠、黃三個燈。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換時要求黃燈閃爍5秒，給行駛中的車輛有時間停靠到禁行線之外。
2）能實現正常的計時顯示功能。用倒計時方法顯示紅燈、綠燈、黃燈還需亮的時間。
3）能實現控制器總清零功能。 按下某個鍵后，系統實現總清零，計數器由初始狀態開始計數，對應狀態的指示燈亮。 二、根據設計任務與要求：畫出設計總電路圖，寫出設計程序。
課題五、單片機步進電機控制器的設計
指導教師：游佳
設計要求:1.用MCS-51單片機,通過軟件編程,設計一個步進電機控制器。要求能對步進電機實現正、反轉及速度控制，同時能對步進電機進行位置控制，即能控制步進電機從一個位置精確地運行到另一個位置。
課題六、傳感器在機電一體化系統中的應用及發展的研究
指導老師：周小薇
論文要求：1.了解傳感器在機電一體化系統中的作用及地位
2.機電一體化系統中常用傳感器的類型、特點、結構及用途等
3.如何為機電一體化系統選擇傳感器（舉例說明）
4.機電一體化系統中常用傳感器的發展
相關知識：本課題要求學生綜合《傳感器技術》《機電一體化技術》《控制電機》等相關知識進行編寫。
課題七、水輪機制動系統的設計
指導老師：周小薇
設計要求：
掌握一定的電氣控制技術的基礎知識，可以利用PLC進行編程，并且對氣壓傳動和液壓傳動有一定的了解。還要求能夠運用基本的繪圖軟件進行繪圖。
設計內容：
本設計共有三個部分：電氣控制部分、流體控制部分、PLC編程部分。
（一）電氣控制部分設計任務： 2.24點制動閘動作后向PLC發出制動成功或復位信號
3.壓力站氣路壓力數顯示向PLC發出4～20mA的模擬信號
4.根據PLC傳送來的4～20mA的模擬信號，顯示相應的轉速。
（二）流體控制部分設計任務：
采用節流閥控制流量，水份分離器凈化空氣，兩個三通換向閥分別控制汽缸的上、下腔；氣液混用三通球閥進行氣、油的轉換控制，多塊壓力表可直接讀數等。
（三）PLC編程部分設計任務：
根據給出的梯形圖進行編程。
課題八、畢業設計題目：恒壓供水系統設計
指導教師：黃衛庭
構成：PLC系統、變頻器、檢測保護電路、轉速測量等環節
要求：1、采用PWM變頻調速
2、有具體結構圖及外形圖
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：選題要結合實際供水工作。要求寫明本設計所涉及的分析方法或技術手段（如定性、定量分析的方法）；要求有學生獨立的見解，設計內容要詳細寫明具體步驟]。
課題九、兩種液體混合的設計
指導老師：葉俊 一、控制要求
1．初始狀
此時各閥門關閉，容器是空的。 SL1=SL2=SL3=OFF
M＝OFF
二、起動操作
按下起動按鈕，開始下列操作： (2)液體B流入，液面達到SL1時，YV2=OFF，M＝ON，開始攪拌；
(3)混合液體攪拌均勻后（設時間為l0s），M＝OFF，YV3＝ON，放出混合液體；
(4)當液體下降到名 SL2時，SL2從ON變為OFF，再過20s后容器放空，關閉YV3，YV3=OFF，完成一個操作周期；
(5)只要沒按停止按鈕，則自動進入下一操作周期。·
三、停止操作
按一下停止按鈕，則在當前混合操作周期結束后，才停止操作，使系統停止于初始狀態。
四、要求：用歐姆龍型PLC技術設計
課題十、機械手控制的設計
指導老師：葉俊
一、機械手工作過程，且每次循環動作均從原位開始。
二、控制要求
1．在傳輸帶A端部，安裝了光電開關PS，用以檢測物品的到來。當光電開關檢測到物品時為ON狀態。
2.機械手在原位時，按下起動按鈕，系統起動，傳送帶A運轉。當光電開關檢測到物品后，傳送帶A停。
3．傳輸帶A停止后，機械手進行一次循環動作，把物品從傳送帶A上搬到傳送帶B(連續運轉）上。
4.機械手返回原位后，自動再起動傳送帶A運轉，進行下一個循環。
5．按下停止按鈕后，應等到整個循環完成后，才能使機械手返回原位，停止工作。
6.機械手的上升／下降和左移／右移的執行結構均采用雙線圈的二位電磁閥驅動液壓裝置實現，每個線圈完成一個動作。
7.抓緊／放松由單線圈二位電磁閥驅動液壓裝置完成，線圈通電時執行抓緊動作，線圈斷電時執行放松動作。
8.機械手的上升、下降、左移、右移動作均由極限開關控制。
9.抓緊動作由壓力繼電器控制，當抓緊時，壓力繼電器動合觸點閉合。放松動作為時間控制（設為2s）。
要求：用歐姆龍型PLC技術設計
課題十一、建立機械全自動洗衣機的工作電路模型
指導老師：方瑋
結構：由電動程控器、水位開關、安全開關（蓋開關）、排水選擇開關、 不排水停機開關、貯水開關、漂洗選擇開關、洗滌選擇開關等組成。工作原理：通過各種開關組成控制電路，來控制電動機、進水閥、排水電磁鐵及蜂鳴器的電壓輸出，使洗衣機實現程序運轉。
主要內容：進水控制電路，電動機控制電路，排水系統電路等。
要求：結合洗衣機的工作過程，給出以上電路模型號并說明原理，論文不少于5000字
課題十二、工廠變配電所的設計
指導老師：居劍文
一、設計的要求
根據設計課題的技術指標和給定條件，能夠獨立而正確地進行方案認證和設計計算，要求概念清楚，方案合理，方法正確，步驟完整。
要求會查閱有關參考資料和手冊等
要求學會選擇有關元件和參數
要求學會編制有關電氣系統圖和編制元件明細表
要求學會編寫設計說明書
二、設計說明書的內容
負荷計算及無功功率補償計算。
變配電所所址和型式的選擇。
變電所主變壓器臺數、容量及類型的選擇（配電所設計不含此內容）。
變電所主結線方案的設計
短路電流的計算
變配電所一次設備的選擇
變配電所二次回路方案的選擇及繼電保護裝置的選擇與整定
變電所防雷保護與接地裝置的設計
編寫設計說明書及主要設備材料清單
10、繪制變電所主結線圖、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問題的研究
指導老師：方瑋 研究現狀，了解目前電纜－架空混合線路的保護的配置的方法，優缺點，并根據
電纜的特點，架空線路的特點，提出適合于混合線路的保護的方案；
3、 提出適合于電纜－架空混合線路的繼電保護的方案； 4、撰寫畢業論文。
課題十四、鉸鏈四桿機構的運動特性分析
指導老師：潘紋
設計任務與要求
1）對鉸鏈四桿機構中的曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構三種基
本類型的運動特性進行分析。
2）每種類型各舉一個日常生活中常見的實例，畫出其基本圖表。對每種
類型要求用falsh或者authorware等做一個能動的形象逼真的例子。如吊起重物的起重機、運動的火車的機輪、橢圓儀、翻箱機、機械手爪等。
課題十五、數控銑床及加工中心產品加工工藝設計
指導老師：倪祥明 課題十六、機械手直線運動液壓系統的制作
指導教師：黃國祥
目的：實現機械手水平、垂直兩個方向的機械運動
任務：1、系統方案的設計與計算；液壓泵、液壓閥等技術參數的選擇；液壓輔助部件的選擇與購買。
2、液壓缸的加工制作。
3、液壓系統的安裝與調試。
4、電路系統的安裝。
5、技術資料整理與電子文檔的制作。
要求： 1、分組布置任務，每組可以是1人以上。
2、電子文檔要求打印，字數不少于5000字。
3、現場展覽制作產品，參加答辯。
課題十七、“中國結”造型設計
指導教師：張蓉
1.畢業設計的基本任務
著重提高在CAD/CAM軟件應用方面的實踐技能，樹立嚴謹的科學作風，培養綜合運用理論知識解決實際問題的能力。通過創建中國結造型設計、市場推廣、資料整理等環節，初步掌握應用CAD/CAM進行工業造型設計的方法和基本技能。
2.畢業設計的基本要求
通過畢業設計各環節的實踐，應達到如下要求：
靈活運用所學Pro/e軟件創建“中國結”,打印出造型設計步驟和造型圖；
對造型出來的“中國結”進行包裝設計。如用Photoshop或3dmax等軟件進行包裝，打印出用于市場推廣的效果圖；
寫出500字左右的論文小結
培養一定自學能力和獨立分析問題、解決問題能力；
通過畢業設計實踐，樹立嚴肅認真、一絲不茍、實事求是的工作作風，并培養自己具有一定的生產觀點、經濟觀點、全面觀點及團結協作的精神。
3.“中國結”造型參考圖：
（造形和尺寸自定義）
課題十八、“福娃”造型設計
指導教師：羅進生
1.畢業設計的基本任務
著重提高在CAD/CAM軟件應用方面的實踐技能，樹立嚴謹的科學作風，培養綜合運用理論知識解決實際問題的能力。通過創建“福娃”造型設計、市場推廣、資料整理等環節，初步掌握應用CAD/CAM進行工業造型設計的方法和基本技能。
2.畢業設計的基本要求
通過畢業設計各環節的實踐，應達到如下要求：
靈活運用所學Pro/e軟件創建“福娃”,打印出造型設計步驟和造型圖；
對造型出來的“福娃”進行包裝設計。如用Photoshop或3dmax等軟件進行包裝，打印出用于市場推廣的效果圖；
寫出500字左右的論文小結；
培養一定自學能力和獨立分析問題、解決問題能力；
通過畢業設計實踐，樹立嚴肅認真、一絲不茍、實事求是的工作作風，并培養自己具有一定的生產觀點、經濟觀點、全面觀點及團結協作的精神。
3.“福娃”造型參考圖：
課題十九、大功率高頻直流開關電源的設計
指導老師： 倪濤
通過該題目的設計,加強電力電子的學習和理解，系統學習開關電源的設計方法，綜合運所學過的知識,培養獨立工作，解決實際問題的能力，為走向工作崗位打一定的基礎
內容：
按技術參數設計一臺直流開關電源
主要技術參數：
輸入電壓：三相交流380V 輸入頻率：50HZ
輸 出：恒流50安 輸出電流變動范圍：0---50安連續可調
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印；
4.獨立完成
設計步驟：
1.閱讀國內外有關 2.選定開關電源集成控制器，學習其工作原理、應用方法；
3.主電路方案選擇，要有技術經濟比較；
4.主電路設計；
5.元器件的設計、計算、選擇；
6.控制電路、保護電路的設計；
7.打印論文
課題二十、三層樓電梯PLC控制系統設計與調試
指導老師：倪濤
設計內容： 1、不允許同時有兩層樓要求停電梯；
2、當二層不需要停時，能越過二層直接到達所需樓層。
要求：
分階段寫文字材料；
2、 3、論文要按要求格式打印；
4、獨立完成
步驟：
1、設計I/O配線表。
2、設計出電梯控制的梯形圖。
3、寫出指令表。
4、用編程器輸入指令。
調試運行。
課題二十一、車輛出入庫管理PLC系統設計
指導老師：楊芳
內容：編制一個用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、入庫車輛前進時,計數器加1,后退則減1.
2、出庫車輛前進時計數器減1,后退則加1.
3、要求有顯示屏指示車庫內車輛的實際數目.
要求：
1.根據題意設計顯示電路，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.完成系統調試，實現控制要求。
課題二十二、水塔水位控制PLC系統設計
指導老師：楊芳
內容：1、保持水池的水位在S3——S4之間，當水位低于S3，則打開閥門進水，水位到達S4時，則關閉閥門。 水塔水位控制面板
要求：1.根據題意設計顯示電路，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.完成系統調試，實現控制要求。
課題二十三、用PRO/E軟件進行玩具造型設計
指導教師：羅進生
要求：利用軟件進行實體造型，寫出具體造型步驟。步驟清晰合理，造型思路明確。可以自己設計玩具形狀，分析所設計玩具市場前景。
參考圖樣：
課題二十四、基于PROE軟件的機械制圖三維模型庫開發及應用
指導老師：李廣坤