【文章內(nèi)容簡介】 積相當(dāng) 小：單片機(jī)體積相當(dāng)小，耗電量極低，可以用在生活中的各種小物品上，例如遙控器，手機(jī)等。體積過小，則功能相對 PLC 不夠完善，無法代替 PLC 運用與大型生產(chǎn)。 （ 2）變動方便：當(dāng)需要根據(jù)環(huán)境變化改變單片機(jī)時，只需更改程序，便可以實現(xiàn)功能的改變。 （ 3） 低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 。 （ 4）單片機(jī)可靠性高，可工作到 10^6 ～ 10^7小時無故障。 （ 5） 控制功能強(qiáng) 。 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 第 6 頁 網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)的方案選擇 PLC 和單片機(jī)相比較，有很多相同的優(yōu)點，但是單片機(jī)就目前看來很難在戶外場合穩(wěn)定運行。單片機(jī)的運 行受到室外各種不利因素的影響較大，如溫度驟降，風(fēng)雨雷電等天氣因素，突然的沖擊等等。 PLC 與之相比，承受此類不利因素的能力相比較高。由于本設(shè)計需要的輸入輸出點位比較多，單片機(jī)一般難以達(dá)到。而且工程項目一般很少完全依賴單片機(jī)完成，應(yīng)用 PLC 解決功能比較復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計使得系統(tǒng)電路更為簡單。而且PLC 的可行性，現(xiàn)場升級維護(hù)與替換都比單片機(jī)更為方便。綜合上述因素選擇方案一較為妥當(dāng)。 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 第 7 頁 3 基于 PLC 的網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)系統(tǒng)分析 基于 PLC的網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)功能分析 基于 PLC 的網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)總體上由三個電機(jī)，一個球框 ，一根發(fā)射管和一個支架構(gòu)成。用兩個電機(jī)分別調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)的上下和左右運動，再用一個電機(jī)控制球的發(fā)射。在球框中安裝一個光電檢測開關(guān)，檢測筐中是否有球，無球時停止動作。發(fā)射機(jī)上安裝有控制面板，用戶可以根據(jù)需要選擇不同模式發(fā)射網(wǎng)球。該發(fā)射機(jī)設(shè)計了三種模式供用戶選擇，手動模式適用于初學(xué)者或者技術(shù)一般的鍛煉者，模式一適用于有一定基礎(chǔ)的鍛煉者，模式二適用于有一定能力基礎(chǔ)較好的鍛煉者，三種模式由三個選擇開關(guān)控制。當(dāng)用戶按下啟動鍵啟動發(fā)射機(jī)時，如果發(fā)射機(jī)有球那么正常運行燈就點亮，如果沒有球，那么無球報警燈就點亮，在運行中如果沒 有球了，那么正常運行燈熄滅，無球報警燈就點亮。設(shè)計模型簡圖如圖 。 圖 基于 PLC 的網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)簡圖 基于 PLC的網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī) 工藝流程圖 通過控制電機(jī) M1 、 M2 的旋轉(zhuǎn)，將發(fā)射機(jī)移動到特定的九個位置，并在該點完成發(fā)球。需要控制發(fā)射機(jī)的啟停和發(fā)球時間間隔，以及發(fā)射機(jī)移動過程的循環(huán)方式。 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 第 8 頁 總體工藝流程圖 當(dāng)用戶按下啟動按鈕，光電檢測開關(guān)檢測框中是否有球，有則亮起正常運行燈，否則 停止執(zhí)行命令并亮起無球報警燈。正常運行時，默認(rèn)發(fā)射機(jī)每次停止時都在場地中間位置。用戶需要根據(jù)自身實際能力選擇不同的運行模式來控制發(fā)射機(jī)運行。每次執(zhí)行完一次子程序系統(tǒng)返回主程序。總體工藝流程如圖 。 手 動 模 式 自 動 模 式 二檢 測 是 否 有 球發(fā) 射 機(jī) 置 中模 式 選 擇自 動 模 式 一停 止啟 動NY 圖 總體工藝流程圖 手動模式工藝流程圖 當(dāng)用戶按下手動按鈕后，程序進(jìn)入手動模式。通過按下向左、向右、向下、向上按鈕控制發(fā)射機(jī)的位置，按下發(fā)射按鈕發(fā) 射網(wǎng)球。 手動模式工藝 流程圖如圖 。 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 第 9 頁 YYNN Y 是 否 按 下 向 上開 始 發(fā) 球 M 2 正 轉(zhuǎn) M 2 反 轉(zhuǎn) M 3 正 轉(zhuǎn) M 3 反 轉(zhuǎn)是 否 到 上 極 限 是 否 到 下 極 限 是 否 到 左 極 限 是 否 到 右 極 限是 否 按 下 發(fā) 球M 2 停 止 M 2 停 止 M 3 停 止 M 3 停 止NY N Y N Y NY 是 否 按 下 向 下 是 否 按 下 向 左 是 否 按 下 向 右NNY NY 圖 手動模式工藝流程圖 自動模式一工藝流程圖 當(dāng)用戶按下自動模式一時，發(fā)射機(jī)開始自動執(zhí)行模式一程序。首先從起點向上移動到達(dá)上極限開始發(fā)球，發(fā)射完設(shè)定的數(shù)目后往下到達(dá)中間點，如此將上下左右中五個點走遍。自動模式一流程圖如圖 。 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 第 10 頁 M 2 正 轉(zhuǎn) ， 發(fā) 射器 上 升M 2 停 止 ， M 1 啟動 發(fā) 球 是 否 到 達(dá) 上 限是 否 發(fā) 射 了 三 次M 2 反 轉(zhuǎn) ， 發(fā) 射器 下 降是 否 到 達(dá) 中 間 位 置M 2 停 止 ， M 1 啟動 發(fā) 球是 否 發(fā) 射 了 三 次M 2 反 轉(zhuǎn) ， 發(fā) 射器 下 降是 否 到 下 限M 2 停 止 ， M 1 啟動 發(fā) 球是 否 發(fā) 射 了 三 次M 2 正 轉(zhuǎn) ， 發(fā) 射器 上 升是 否 到 達(dá) 中 間 位 置M 2 停 止 ， M 1 啟動 發(fā) 球是 否 發(fā) 射 了 三 次M 3 正 轉(zhuǎn) ， 發(fā) 射器 左 移是 否 到 達(dá) 左 極 限M 3 停 止 ， M 1 啟動 發(fā) 球是 否 發(fā) 射 了 三 次M 3 反 轉(zhuǎn) ， 發(fā) 射器 右 移是 否 到 中 間 位 置M 3 停 止 ， M 1 啟動 發(fā) 球是 否 發(fā) 射 了 三 次M 3 反 轉(zhuǎn) ， 發(fā) 射器 右 移是 否 到 右 極 限M 3 停 止 ， M 1 啟動 發(fā) 球是 否 發(fā) 射 了 三 次M 3 正 轉(zhuǎn) ， 發(fā) 射器 左 移是 否 到 中 間 位 置 A NYNYNYNYNYNYNYNYNYNYNYNYNYNYNY A 圖 自動模式一流程圖 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 第 11 頁 自動模式二工藝流程圖 當(dāng)用戶按下自動模式二時，發(fā)射機(jī)開始自動執(zhí)行自動模式二程序。首先從起點斜向運行到左上極限點開始發(fā)球，發(fā)射完設(shè)定數(shù)目后開始右移到右上極限點，如此直到回到起點。自動模式二工藝流程圖如圖 。 M 2 正 轉(zhuǎn) ， M 3 正轉(zhuǎn)是 否 達(dá) 到 左 上 極 限M 2 停 ， M 3 停 ，發(fā) 球 3 次是 否 發(fā) 射 了 三 次M 3 反 轉(zhuǎn)是 否 達(dá) 到 右 上 極 限M 3 停 ， 發(fā) 球 3次是 否 發(fā) 射 了 三 次M 2 反 轉(zhuǎn)是 否 到 達(dá) 右 下 極 限M 2 停 ， 發(fā) 球 3次是 否 發(fā) 射 了 三 次M 3 正 轉(zhuǎn)是 否 達(dá) 到 左 下 極 限M 3 停 ， 發(fā) 球 3次是 否 發(fā) 射 了 三 次M 2 正 轉(zhuǎn) ， M 3 反轉(zhuǎn)是 否 居 中 B BNYNYNYNYNYNYNYNYNY 圖 自動模式二流程圖 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 第 12 頁 基于 PLC的網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)輸入控制信息分析 根據(jù) 基于 PLC 的網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)需求，系統(tǒng)需要的輸入控制信號有以下幾種：發(fā)射機(jī)啟動停止信號（由啟動停止開關(guān)產(chǎn)生）；手動模式、自動模式一、自動模式二選擇信號（由手動模式、自動模式一、自動模式二選擇開關(guān)產(chǎn)生）；手動模式控制發(fā)射機(jī)信號（由按鍵向上、向下、向左、向右產(chǎn)生）；九個點位的信號（由九個行程開關(guān)產(chǎn)生）；手動發(fā)球信號（由發(fā)球按鍵產(chǎn)生）；有無球信號（由光電檢測開關(guān)產(chǎn)生）。其中啟動停止開關(guān)用于控制整個系統(tǒng)的開啟與停止，模 式選擇開關(guān)用于用戶選擇不同模式，九個行程開關(guān)用于系統(tǒng)判定發(fā)射機(jī)是否到達(dá)預(yù)定位置，手動方向按鍵用于用戶選擇發(fā)射機(jī)將要到達(dá)的位置，手動發(fā)射鍵用于用戶選擇到達(dá)位置后是否發(fā)射網(wǎng)球，光電檢測開關(guān)用于判斷框中是否有球。 基于 PLC 的網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)輸出控制信息分析 根據(jù) 基于 PLC 的網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)功能，系統(tǒng)輸出信息有如下幾個：輸出到控制網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)發(fā)射電機(jī)的啟停信號 Y0，輸出到控制網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)向上運動的電機(jī)啟停信號 Y1，輸出到控制網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)向下運動的電機(jī)啟停信號 Y2，輸出到控制網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)向 左運動的電機(jī)啟停信號 Y3，輸出到控制網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)向右運動的電機(jī)啟停信號 Y4，輸出到控制網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)運行燈點亮熄滅的信號 Y5，輸出到控制網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī)無球報警燈點亮熄滅的信號 Y6。 基于 PLC的網(wǎng)球自動發(fā)射機(jī) PLC 輸入輸出表設(shè)計 根據(jù)輸入輸出信息的分析，將輸入輸出信息制定了兩張表格，并且分析了大概的作用。輸入輸出表如表 。 表 輸入輸出信息表 元件符號 端子名稱 名稱及作用 SB1 X0 總啟動開關(guān) SB2 X1 總停止開關(guān) SB3 X2 手動電機(jī) M2 正轉(zhuǎn)開關(guān) SB4 X3 手動電機(jī) M2 反轉(zhuǎn)開關(guān) SB5 X4 手動電機(jī) M3 正轉(zhuǎn)開關(guān) SB6 X5 手動電機(jī) M3 反轉(zhuǎn)開關(guān) 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 第 13 頁 SB7 X6 手動發(fā)球開關(guān) SB8 X7 自動模式一開關(guān) SB9 X10 自動模式二開關(guān) SB10 X24 手動模式開關(guān) S1 X12 上極限限位開關(guān) S2 X13 下極限限位開關(guān) S3 X14 左極限限位開關(guān) S4 X15 右極限限位開關(guān) S5 X16 左上極限限位開關(guān) S6 X17 左下極限限位開關(guān) S7 X20 右下極限限位開關(guān) S8 X21 右上極限限位開關(guān) S9 X22 網(wǎng)球檢測開關(guān) S10 X23 中間限位開關(guān) KM0 Y0 發(fā)球電機(jī) M1 狀態(tài) KM1 Y1 電機(jī) M2 正轉(zhuǎn)狀態(tài) KM2 Y2 電機(jī) M2 反轉(zhuǎn)狀態(tài)