【正文】 畢業(yè)設計 (論文 )外文資料翻譯 系 部： 機械系 專 業(yè)： 機械工程及自動化 姓 名： 學 號： 外文出處： Programmable Controller Designe for Electropoeumatic Systems 附 件： ； 。 指導教師評語： 簽名： 年 月 日 注： 請將該封面與附件裝訂成冊。 附件 1：外文資料翻譯譯文 應用于電氣系統(tǒng)的可編程序控制器 摘要 此項目主 要是研究電氣系統(tǒng)以及簡單有效的控制氣流發(fā)動機的程序和氣流系統(tǒng)的狀態(tài)。它的實踐基礎包括基于氣流的專有控制器、自動化設計、氣流系統(tǒng)的控制程序和基于微控制器的電子設計。 使用電氣技術的自動化系統(tǒng)主要由三個組成部分：發(fā)動機或馬達，感應器或按鈕，狀如花瓣的控制零部件?，F(xiàn)在，大部分的系統(tǒng)邏輯操作的控制器都被程序邏輯控制器（ PLC）所取代。 PLC 的感應器和開關是輸入端，而發(fā)動機的直接控制閥是輸出端，其中有一個內(nèi)部程序操控所有運行必需的邏輯，模擬其他的裝置如計算器、定時器等，對整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行控制。 因為可 以根據(jù)需要無數(shù)次創(chuàng)建和模擬這樣的系統(tǒng)，所以皆由 PLC 的使用，此項目有靈活的優(yōu)點。因此，可以節(jié)省時間，減少失誤的危險，同時在使用相同材料的情況下，它可以更加精密。 市場上的許多家公司都使用了常規(guī)的 PLC，它不僅可以用氣流系統(tǒng)來控制，還可以用各種電氣設備。 PLC 的用途廣泛，可以應用于許多工業(yè)生產(chǎn)中，甚至用于建筑物的安全和自動化系統(tǒng)中。 由于以上的各種特性，在一些實際應用中 PLC 提供了很多的資源，甚至包括不控制系統(tǒng)的資源，電氣系統(tǒng)就是一種這樣的應用。對于自動化的工程， PLC 的使用是比較昂貴的，尤其是對那些小型的 系統(tǒng)。 針對這種情況可行的一種辦法是創(chuàng)建一個可提供特定尺寸和功能的控制器。這種控制器可以根據(jù)微控制器來制作。 這種基于微控制器的適用范圍比較小，只能用于一個類型的機器或者可以用做一個像普通 PLC 一樣可以被編程的控制器，那樣它就可以通過可變化的邏輯程序來進行各種作業(yè)。所有的這些特性根據(jù)具體需要的不同而不同，具體的設計者的經(jīng)驗的不同而不同。但是這種設計的主要優(yōu)點在于設計人員非常了解自己的控制器，可以自由掌握控制器的大小尺寸，改變它的功能。這就意味著此項目有更多的獨特性，但同時系統(tǒng)的控制也由它的設計者所控制。 人們可以從一個自動化系統(tǒng)中找到三個上文中提到的基本部件，外加一個控制系統(tǒng)的邏輯線路。只有成熟先進的技術能做出特定的邏輯線路和執(zhí)行正確操作所需要的部件升級。 對于一個簡單的運動，系統(tǒng)自動程序可以完成，但是對于間接或更加復雜的運動，系統(tǒng)的程序就會產(chǎn)生復雜的線路和錯誤的信號。這是就需要另一種方法可以節(jié)省時間，產(chǎn)生清晰線路，能夠防止偶然的信號交疊和線路堵塞。 這種方式的不同標準的線路基法叫循序漸進式或規(guī)則系統(tǒng)，它對氣流和電氣系統(tǒng)非常有效，而且也是此項目的一個基礎。它包括根據(jù)發(fā)動機狀態(tài)各個不同變化所設基礎 上的系統(tǒng)。 第一步是為每個步驟設計那些種標準的線路。第二步是連接接收來自感應器，開關和先前的運動信號，同時把空氣或電傳送給每個步驟的補給線。如圖中所示， 1 和 2 標準線路是為氣流的和電氣系統(tǒng)服務 .我們能夠很清楚的看到每一步驟和下一個步驟之間的聯(lián)系。 上述方法可以使發(fā)動機的每一個運動都被很好地用步驟來定義。這也就是說發(fā)動機的每一次運動變化都是系統(tǒng)的一個新的狀態(tài)，而兩個不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變叫做步驟。 先前提到的標準線路可以幫助設計人員定義系統(tǒng)的不同狀態(tài)和不同步驟的變化所帶來的不 同環(huán)境。在設計的最后階段，系統(tǒng)中會有一個從來不變化的序列和明確的輸入和輸出端。我們把一個序列從輸入端輸入，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后，由輸出端輸出。 這些步驟的所有過程都是在微控制器內(nèi)部進行的，并且以同樣的方式在運行著。 部件的序列在控制器里被 5 個位元組規(guī)劃；每個部分都有程序的一個步驟結(jié)構(gòu)。輸入端有二個位元組 ,輸出端有一個，其他結(jié)構(gòu)部分和附加功能步驟有兩個。在編程之后，部件序列被內(nèi)部微控制器的記憶所儲藏，因此，他們是可讀的而且可以運行。 不同于傳統(tǒng)的 PLC，這種控制器的工作目的是成為特定領域設計的多用控制器。傳統(tǒng)的 PLC 的系統(tǒng)運行程序是一個循環(huán)的線路：輸入一個圖像 ,運行所有的內(nèi)部程序 , 然后升級輸出的狀態(tài)。這一個控制器以不同的方式工作 ,它讀取步驟的結(jié)構(gòu) ,等待輸入 ,然后升級或輸出，然后直接跳躍到下一個步驟，開始另一次的程序運行。 它也有局限性，例如這種控制器有時會不執(zhí)行指令，在同一程序指令下，會出現(xiàn)某一個運行的反復等等 ，但是這一個問題可以通過外部的邏輯運行解決。另外，這中控制器在沒有序列的系統(tǒng)上不能夠被應用。這些局限性也是這個系統(tǒng)的特性，這種系統(tǒng)的每一個應用都必須要有相應的系統(tǒng)分析。 這種 控制器以微集成電 路微控制器 PIC16F877 為基礎 ,它擁有全部此次項目所需要的資源。它有足夠的插孔，線路連續(xù)通訊 EEPROM 記憶解救系統(tǒng)的所有結(jié)構(gòu)和步驟的序列。它提供了項目所需要的所有的運行，例如定時器和分岔等。 我們做出了控制器的資源目錄，想盡可能的使它變的完善。在步驟的運行過程中，程序自動選擇如何讀取每一步驟的結(jié)構(gòu)。這個操作有兩個位元組位于電子輸入處。一個位元組位于輸出端，還有一個被用作內(nèi)部定時器，類似輸入或暫停功能。EEPROM 記憶內(nèi)部是 256 位元組，可以儲藏所有步驟的運行 ,即可以儲藏 48 個步驟之間的 所有運行。 除了一個互動菜單外，這種控制器還有一個控制臺和一些指令按鈕，他們一起控制各個步驟的運行和連續(xù)性，也控制其他的一些裝置。 4． 1 交互作用 在實際運行操作中，控制器需要有一些輔助設備幫助它和使用者進行互動，可以提供可靠的操作監(jiān)控，同時對氣流系統(tǒng)進行邏輯控制。 交互工作模式：在主要的程序中，使用者可以根據(jù)指導發(fā)出信號來進行具體步驟的操作 LCD 平臺可以顯示系統(tǒng)工作的狀態(tài)，衡量輸入，輸出，計時器和運行的數(shù)據(jù)等。 嘀嘀聲用來提示重要警示，停止，開始和一些緊急情況的發(fā)生亮燈表示接通電源，和輸入，輸 出狀態(tài)。 4． 2 安全性 如果想正常運行程序，必須保證每一個步驟都正確的執(zhí)行。更重要的是，應該有預防運行故障和問題的解決方法。控制器提供了這種可能性，通過使用兩個內(nèi)部虛擬線路同時運行。他們可以重新啟動程序，隨時恢復到程序的原有狀態(tài)。有兩個輸入端共同工作可以快速的運行這些功能。 4． 3 接口 程序運行序列可以用控制器的接口來編程。一臺計算機的接口也可以用來升級使用程序。 使用者能利用接口配置一連串定義序列的步驟位元組。但是也可以設計一個程序 ,利用可視資源為使用者翻譯所需要的信息。 但是，如果想聯(lián)結(jié)電腦接口和控 制器，至少應該有一個儀器來保證數(shù)據(jù)的可靠性。 . 固件 主要的線環(huán)是通過讀取 EEPROM 記憶中的每一資訊步驟進行工作。 在每個步驟中，系統(tǒng)的狀態(tài)被儲存，同時它也在顯示器上被顯示。根據(jù)使用者的構(gòu)造 ,它能利用分流或暫停應付緊急線路情況來保證系統(tǒng)安全。 5. 電氣系統(tǒng)例子 這種系統(tǒng)不只是適應于特定的機器。它由四個主動器組成。 主動器 A ， B 和 C 是兩倍的，只有 D是單倍的。第一步，主動器 A 開始運行，并保持在一個特定的位置一直到一個循環(huán)的結(jié)束，如圖 5 所示它可以確定某一對象的下一運動。第二步， 當 A 完成了它的工作后，主動器 C 連同 B 一起開始盡可能多的產(chǎn)生電流圈，并受 B 的運行速度的限制，而 B 速度由一個流動的控制活瓣管理。 B 和 C 是一起工作的主動器的例子 ,當 B 慢慢地推動一個物體的時候 , C 有時則重復它的工作。 第三步，當 B 到達最后的位置時候 , C 停止立刻它的循環(huán)運動并且回到開始的位置。利用回旋的電流工作的主動器 D 連同 返回來的 C一起工作。第四步，主動器 D 快速往返來回運動一次。 D 可以充當一個工具，在物體上的表面上打洞。當 D 返回開始的位置時候 , A和 B 也同時返回，這是第五個步驟。 圖 6 顯示了程序設計的第一部分。我們把每個步驟的所有運行統(tǒng)稱為 . (A+) 表示主動器 A 向前推動，而 (A) 表示返回到開始的位置。 同時發(fā)生的運動在相同的步驟中被一起疊加。這個系統(tǒng)共有有五個步驟。 圖 5 和 6 所表現(xiàn)的系統(tǒng)運行清楚的描述了所有序列。 利用他們我們可以用必需的邏輯語言設計整個的控制線路。但是現(xiàn)在還它還不是一個完整的系統(tǒng)，因為它還缺少一些輔助設施，（圖中沒有顯示）。 對于程序的最后運行， 這些輔助設施十分的重要，因為他們能使線路有更多的功能。 他們中最重要的是連接在每一步驟中的平行線路。那一個線路能夠隨時停止序列而且將主動器的狀態(tài)換成一個特定的位置。它可以重起系統(tǒng)或是應付緊急情況。圖 7 和