【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(duì) PLC 不夠完善，無法代替 PLC 運(yùn)用與大型生產(chǎn)。 （ 2）變動(dòng)方便：當(dāng)需要根據(jù)環(huán)境變化改變單片機(jī)時(shí)，只需更改程序，便可以實(shí)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(shí)無故障。 （ 5） 控制功能強(qiáng) 。 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 6 頁 網(wǎng)球自動(dòng)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(diǎn)，但是單片機(jī)就目前看來很難在戶外場合穩(wěn)定運(yùn)行。單片機(jī)的運(yùn) 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(jì)需要的輸入輸出點(diǎn)位比較多，單片機(jī)一般難以達(dá)到。而且工程項(xiàng)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(jì)使得系統(tǒng)電路更為簡單。而且PLC 的可行性，現(xiàn)場升級(jí)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(jì)說明書 第 7 頁 3 基于 PLC 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)分析 基于 PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)功能分析 基于 PLC 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)總體上由三個(gè)電機(jī)，一個(gè)球框 ，一根發(fā)射管和一個(gè)支架構(gòu)成。用兩個(gè)電機(jī)分別調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)的上下和左右運(yùn)動(dòng)，再用一個(gè)電機(jī)控制球的發(fā)射。在球框中安裝一個(gè)光電檢測開關(guān)，檢測筐中是否有球，無球時(shí)停止動(dòng)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(jì)了三種模式供用戶選擇，手動(dòng)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(gè)選擇開關(guān)控制。當(dāng)用戶按下啟動(dòng)鍵啟動(dòng)發(fā)射機(jī)時(shí)，如果發(fā)射機(jī)有球那么正常運(yùn)行燈就點(diǎn)亮，如果沒有球，那么無球報(bào)警燈就點(diǎn)亮，在運(yùn)行中如果沒 有球了，那么正常運(yùn)行燈熄滅，無球報(bào)警燈就點(diǎn)亮。設(shè)計(jì)模型簡圖如圖 。 圖 基于 PLC 的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)簡圖 基于 PLC的網(wǎng)球自動(dòng)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(dòng)到特定的九個(gè)位置，并在該點(diǎn)完成發(fā)球。需要控制發(fā)射機(jī)的啟停和發(fā)球時(shí)間間隔，以及發(fā)射機(jī)移動(dòng)過程的循環(huán)方式。 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 8 頁 總體工藝流程圖 當(dāng)用戶按下啟動(dòng)按鈕，光電檢測開關(guān)檢測框中是否有球，有則亮起正常運(yùn)行燈，否則 停止執(zhí)行命令并亮起無球報(bào)警燈。正常運(yùn)行時(shí)，默認(rèn)發(fā)射機(jī)每次停止時(shí)都在場地中間位置。用戶需要根據(jù)自身實(shí)際能力選擇不同的運(yùn)行模式來控制發(fā)射機(jī)運(yùn)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(dòng) 模 式 自 動(dòng) 模 式 二檢 測 是 否 有 球發(fā) 射 機(jī) 置 中模 式 選 擇自 動(dòng) 模 式 一停 止啟 動(dòng)NY 圖 總體工藝流程圖 手動(dòng)模式工藝流程圖 當(dāng)用戶按下手動(dòng)按鈕后，程序進(jìn)入手動(dòng)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(dòng)模式工藝 流程圖如圖 。 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)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(dòng)模式工藝流程圖 自動(dòng)模式一工藝流程圖 當(dāng)用戶按下自動(dòng)模式一時(shí)，發(fā)射機(jī)開始自動(dòng)執(zhí)行模式一程序。首先從起點(diǎn)向上移動(dòng)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(diǎn)，如此將上下左右中五個(gè)點(diǎn)走遍。自動(dòng)模式一流程圖如圖 。 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)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(dòng) 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(dòng) 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(dòng) 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(dòng) 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(dòng) 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(dòng) 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(dòng) 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(dòng)模式一流程圖 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 11 頁 自動(dòng)模式二工藝流程圖 當(dāng)用戶按下自動(dòng)模式二時(shí)，發(fā)射機(jī)開始自動(dòng)執(zhí)行自動(dòng)模式二程序。首先從起點(diǎn)斜向運(yùn)行到左上極限點(diǎn)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(diǎn)，如此直到回到起點(diǎn)。自動(dòng)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(dòng)模式二流程圖 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 12 頁 基于 PLC的網(wǎng)球自動(dòng)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(dòng)發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)需求，系統(tǒng)需要的輸入控制信號(hào)有以下幾種：發(fā)射機(jī)啟動(dòng)停止信號(hào)（由啟動(dòng)停止開關(guān)產(chǎn)生）；手動(dòng)模式、自動(dòng)模式一、自動(dòng)模式二選擇信號(hào)（由手動(dòng)模式、自動(dòng)模式一、自動(dòng)模式二選擇開關(guān)產(chǎn)生）；手動(dòng)模式控制發(fā)射機(jī)信號(hào)（由按鍵向上、向下、向左、向右產(chǎn)生）；九個(gè)點(diǎn)位的信號(hào)（由九個(gè)行程開關(guān)產(chǎn)生）；手動(dòng)發(fā)球信號(hào)（由發(fā)球按鍵產(chǎn)生）；有無球信號(hào)（由光電檢測開關(guān)產(chǎn)生）。其中啟動(dòng)停止開關(guān)用于控制整個(gè)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(gè)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)功能，系統(tǒng)輸出信息有如下幾個(gè)：輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)發(fā)射電機(jī)的啟停信號(hào) Y0，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)向上運(yùn)動(dòng)的電機(jī)啟停信號(hào) Y1，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)向下運(yùn)動(dòng)的電機(jī)啟停信號(hào) Y2，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)向 左運(yùn)動(dòng)的電機(jī)啟停信號(hào) Y3，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)向右運(yùn)動(dòng)的電機(jī)啟停信號(hào) Y4，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)運(yùn)行燈點(diǎn)亮熄滅的信號(hào) Y5，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)無球報(bào)警燈點(diǎn)亮熄滅的信號(hào) Y6。 基于 PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī) PLC 輸入輸出表設(shè)計(jì) 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(hào) 端子名稱 名稱及作用 SB1 X0 總啟動(dòng)開關(guān) SB2 X1 總停止開關(guān) SB3 X2 手動(dòng)電機(jī) M2 正轉(zhuǎn)開關(guān) SB4 X3 手動(dòng)電機(jī) M2 反轉(zhuǎn)開關(guān) SB5 X4 手動(dòng)電機(jī) M3 正轉(zhuǎn)開關(guān) SB6 X5 手動(dòng)電機(jī) M3 反轉(zhuǎn)開關(guān) 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 13 頁 SB7 X6 手動(dòng)發(fā)球開關(guān) SB8 X7 自動(dòng)模式一開關(guān) SB9 X10 自動(dòng)模式二開關(guān) SB10 X24 手動(dòng)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)