導(dǎo)語：如何才能寫好一篇控制設(shè)計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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將電感線圈串入控制儀中如圖3所示的串聯(lián)諧振回路中，對于這個回路，其輸出電壓USC隨傳感器電感線圈電感量L變化的關(guān)系曲線可用圖4來表示。

2主動測量控制儀的工作電路設(shè)計

2.1振蕩器電路的設(shè)計振蕩器電路的設(shè)計見圖6。由于在設(shè)計時始終使L0在整個工作區(qū)域內(nèi)大于3.6mH，故實際工作時，選用了右半邊曲線，即隨著工件內(nèi)孔的磨削，L0逐漸地增大，而USC則逐漸地減小，至此，被加工工件尺寸的變化就轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱淖兓敵隽恕?.3電信號的處理電信號的處理可用圖5所示的框圖來表示。振蕩器作為LC串聯(lián)諧振回路的交流電源，產(chǎn)生幅度(有效值)為1.1V，頻率為20kHz的正弦波，采用的是LC回路選頻振蕩。整個振蕩器分三級:第一級由晶體管BG101及選頻回路(振蕩線圈T1的初級及電容C104)構(gòu)成;第二級由晶體管BG102、BG103構(gòu)成的復(fù)合管所組成的功率放大級組成，這樣可以提高振蕩器的帶負(fù)載能力;第三級是由大功率晶體管BG104所組成的輸出級。開機(jī)后，+12V電壓經(jīng)過電阻R101限流，使穩(wěn)壓管產(chǎn)生6V的穩(wěn)定電壓，流過穩(wěn)壓管D101的電流。這一穩(wěn)定的6V電壓作為振蕩管BG101集電極的電源，C101的作用是消除穩(wěn)壓管工作時的噪聲。這一6V的電壓經(jīng)過電阻R102的作用使BG101基極電位升高，基極電位的升高使發(fā)射極的電位也升高，發(fā)射極通過發(fā)射極電阻R103使選頻回路得電，于是，LC選頻回路就開始產(chǎn)生電磁振蕩，產(chǎn)生各種高次諧波。而其他頻率的振蕩則被抑制掉了。由于振蕩線圈的初級是在同一個磁芯上相同方向連續(xù)繞制而成的，所以任何瞬間點B的電壓都比點A的電壓高。正反饋電容C103的作用是使BG101的基極電壓繼續(xù)上升，這樣就形成了正反饋的作用，故振蕩器得以工作。電容C102與電阻R103的作用均是負(fù)反饋，用以改善正弦波的波形。正弦波經(jīng)振蕩線圈耦合到次級，送到后級功率放大，電阻R104與電阻R105構(gòu)成BG102的直流偏置電路，BG102的基極電壓:由于BG103發(fā)射極電位為5.14V，而正弦波的最大值為槡1.12=1.56V，故二極管D102始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，其作用是隔離，使信號無法倒流，電容C110將輸出波形中的直流分量隔去，使送到傳感器中去的為不含直流成分的正弦波。另外，電容C108、電位器W102組成基準(zhǔn)點取樣電路，基準(zhǔn)點的大小可調(diào)整W102得到，基準(zhǔn)點的大小決定了傳感器的前行程量(前行程量為控制儀電表示值，為0μm時二測點之間的距離與傳感器為自由狀態(tài)時二測點之間距離差的絕對值)。傳感器電壓線圈的信號經(jīng)耦合線圈T2，由信號取樣電位器W104的中心抽頭輸出。輸出信號也是純凈的正弦波，其幅度隨被加工工件尺寸的變化而變化。

2.2振蕩器輸出信號的整流濾波振蕩器輸出信號的整流濾波電路見圖9。由于輸出指示電表采用的是直流電流表，故需把電位器Wl04中心抽頭輸出的正弦波整流成直流信號，才能去電表指示，二極管D201A與二極管D202A及電容C204、C205就組成了整流濾波電路，三極管BG201、BG202組成的復(fù)合管如前所述一樣是功率放大器，信號經(jīng)電容C201耦合至BG201的基極，基極電位。信號由BG202的發(fā)射極輸出，該點的直流電位為7.2－1.4=5.8V。電容C203為隔直電容，將純凈的正弦波信號電壓送到二極管D201A、D202A去整流，電阻R204與R205組成整流二極管D202A的偏置電路，使D202A與D201A始終處于導(dǎo)通狀，導(dǎo)通后，D202A的正極電位為1.4V(直流)，這樣可提高檢波的靈敏度。信號電壓由電容C204取出后，由電阻R206、R207送到相加器IC201的反相端，振蕩板上的基準(zhǔn)電壓經(jīng)過另外一路反向極性的整流濾波電路，由電容C210取出后經(jīng)電阻R216、R208也送到相加放大器的反相端，與信號電壓相加后經(jīng)運(yùn)算放大器IC201作反相放大后由運(yùn)算放大器的6腳輸出。

2.3直流輸出信號的再處理振蕩器的輸出信號經(jīng)整流濾波后，由運(yùn)算放大器IC201的6腳輸出，其輸出信號分4路，分別為高低精度量程轉(zhuǎn)換電路、指示電路、線性補(bǔ)償電路及發(fā)訊電路。運(yùn)算放大器IC201的6腳輸出的一路進(jìn)行高低精度量程的電平比較轉(zhuǎn)換，該控制儀采用單電表來代替雙電表指示，故電表指針的二次回程中，電表滿刻度所代表的量程是不同的(相差10倍)，第一次回程時，電表滿刻度為500μm(每小格刻度為10μm)，第二次回程時，電表滿刻度為50μm(每小格刻度為1μm)，指針在50μm處實現(xiàn)量程的轉(zhuǎn)換。指示電路用發(fā)光二極管指示，指示高低量程擋位，指示磨削尺寸等。線性補(bǔ)償電路帶可調(diào)電位器，安裝在儀表板上供操作者調(diào)節(jié)。

發(fā)訊電路共有4擋，粗磨、精磨、光磨及到尺寸發(fā)訊，由于其發(fā)訊電路完全一樣，故只需取其中1路發(fā)訊為例，其余3路類推。由電阻R301、電位W301及電阻R302組成了發(fā)訊點的取樣電路，調(diào)節(jié)W301，可使該路的發(fā)訊點隨之而變。當(dāng)調(diào)節(jié)好W301中心抽頭的電位以后，運(yùn)放IC301的同相輸入端3腳的電位也就同時確定了，由于磨削開始時，IC201的輸出端6腳的電壓總是高于IC301的3腳電平，故IC301的輸出端6腳為低電平(－12V)，此時三極管BG301的發(fā)射結(jié)處于反偏，BG301不導(dǎo)通，J1不吸合，隨著磨加工的進(jìn)行，IC201的輸出端6腳(即IC301的反相輸入端2腳)的電壓逐漸下降，當(dāng)下降至IC301的2腳電壓低于3腳電壓時，IC301的輸出端6腳由原來的－12V變?yōu)?12V，此時，一方面使BG301的發(fā)射極處于正偏而導(dǎo)通，使繼電器J1動作，另一方面使正反饋回路中的二極管D301導(dǎo)通，而使同相輸入端3腳的電位高于原設(shè)定值約0.23V(可通過計算得到)，從而使輸出端6腳的電位更加穩(wěn)定，這樣可使機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作穩(wěn)定。此電路中，二極管D305為保護(hù)二極管，當(dāng)IC301輸出端6腳為負(fù)時，D305導(dǎo)通，使三極管BG301的發(fā)射結(jié)的反偏電壓箝在0.7V，從而使BG301不至于因反偏電壓過大而損壞，二極管D309為泄放二極管，為繼電器線圈提供放電回路。

3主動測量控制儀的應(yīng)用及性能指標(biāo)

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1.1液壓容腔

液壓系統(tǒng)主要包括液壓元件與管路，一般情況下，液壓元件自身具有若干油口，同時和管路相連，由上述元件組成的即為液壓容腔。所以，在進(jìn)行數(shù)字仿真的過程中，本文通過節(jié)點法塑造液壓系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，也就是將液壓管路的匯交點看作節(jié)點，塑造所有節(jié)點的流量平衡方程，從而對節(jié)點壓力與進(jìn)出該節(jié)點流量之和的聯(lián)系進(jìn)行描述，獲取一組方程。對每個元件的油口進(jìn)行標(biāo)號，從而直觀地對液壓元件的不同油口進(jìn)行判斷。完成每個容腔壓力-流量方程的塑造之后，依次對每個液壓元件的特性方程進(jìn)行塑造，獲取每個油口的流量計算公式，即可實現(xiàn)液壓控制過程動態(tài)特性的有效描述。

1.2液壓控制元件

液壓控制元件主要包括定量泵、溢流閥、平衡閥以及換向閥。下面對上述元件在液壓控制中的動態(tài)特性進(jìn)行分析。

2液壓控制過程的優(yōu)化設(shè)計

2.1改進(jìn)遺傳算法

基于上節(jié)獲取的液壓過程數(shù)學(xué)模型，采用改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法，使得交叉概率與變異概率可自動隨適應(yīng)值變化，獲取數(shù)學(xué)模型的最優(yōu)解，為塑造液壓控制過程的仿真模型提供可靠的依據(jù)。

2.2基于simulink的液壓控制過程的仿真模型

對液壓控制過程中所涉及到的元件進(jìn)行數(shù)學(xué)建模后，即可通過Simttlink提供的仿真模塊對所有元件的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行描述，一個子模塊可描述一個元件。再將所有組成元件的Simulink仿真子模塊之間相應(yīng)的輸入輸出相連。Simulink可為液壓控制過程的仿真建模提供需要的全部子模塊。所以，本文首先塑造能夠反映所有元件特征的微分方程，再通過Simulink對其進(jìn)行描述。同時通過Simulink中非線性模塊對液壓控制過程中常見的某些非線性因素進(jìn)行保存，從而獲取存在非線性環(huán)節(jié)的仿真模型，使得液壓控制過程的仿真模型更加精確。前文所述的元件子模塊均未經(jīng)封裝，在對液壓控制過程進(jìn)行仿真時，若需調(diào)整某個參數(shù)值，只需打開其所處的子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)過封裝的元件子模塊，可通過一個參數(shù)對話框?qū)崿F(xiàn)與外界的通信，更加便于使用，適用于已經(jīng)定型的仿真模塊。

3仿真實驗分析

本實驗依據(jù)自適應(yīng)交叉與變異概率思想，采用群體規(guī)模是100，最大進(jìn)化代數(shù)是200的改進(jìn)遺傳算法完成優(yōu)化。給出每個變量的取值范圍，獲取優(yōu)化參數(shù)值集，分別采用優(yōu)化后與優(yōu)化前的參數(shù)值完成液壓控制過程中幾個元件的仿真，獲取動態(tài)響應(yīng)仿真曲線。

4結(jié)論

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系統(tǒng)構(gòu)成，以夏季空調(diào)制冷為例：通常中央空調(diào)的循環(huán)水系統(tǒng)關(guān)鍵是包括著兩個水循環(huán)系統(tǒng)，也就是使用敞開式系統(tǒng)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)以及使用封閉式系統(tǒng)冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，以及制冷機(jī)組和風(fēng)機(jī)盤管與冷卻塔。需要進(jìn)行降溫的房間之內(nèi)會裝設(shè)風(fēng)機(jī)，這里的風(fēng)機(jī)關(guān)鍵是進(jìn)行冷空氣吹入至房間，進(jìn)而能夠促使房間內(nèi)熱交換程度加快便于實現(xiàn)降溫。工作原理，為了能夠促使室內(nèi)溫度保持在一個非常舒適的范圍之內(nèi)，冬季的室內(nèi)溫度過低時中央空調(diào)體系會把循環(huán)熱水送進(jìn)風(fēng)機(jī)盤管中，再將室外的低溫空氣進(jìn)行循環(huán)經(jīng)過風(fēng)機(jī)盤管時，對應(yīng)低溫空氣同樣是和風(fēng)機(jī)盤管鋁片實行熱交換來把風(fēng)機(jī)盤管鋁片熱量傳送于低溫空氣中，促使低溫空氣在進(jìn)行加熱之后送進(jìn)房間之內(nèi)，促使其室內(nèi)溫度得以有效升高；在夏季的室溫過高時，中央空調(diào)系統(tǒng)就會運(yùn)用水泵把經(jīng)過制冷器主機(jī)所提供的冷凍水循環(huán)式送進(jìn)風(fēng)機(jī)盤管內(nèi)，以便于在溫度降低時風(fēng)機(jī)盤管之內(nèi)鋁片及循環(huán)進(jìn)的室外高溫空氣進(jìn)行接觸時能夠展開熱交換，最終將所得到的冷空氣送進(jìn)室內(nèi)進(jìn)行降溫。

2基于LonWorks的中央空調(diào)智能控制系統(tǒng)

該空調(diào)機(jī)組所控制的相關(guān)現(xiàn)場總線系統(tǒng)工作原理是溫濕度控制器測出溫度以及濕度之后，再經(jīng)過運(yùn)算得到對應(yīng)閥門調(diào)節(jié)輸出，此時的輸出是經(jīng)過Lon網(wǎng)絡(luò)送至對應(yīng)智能閥處以產(chǎn)生閥門開度。智能閥數(shù)量以及空調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有著極大的關(guān)聯(lián)。開關(guān)量控制器是用在啟停機(jī)組上的，以便于有效監(jiān)測空調(diào)實時狀態(tài)以及進(jìn)行警報。

2.1系統(tǒng)硬件設(shè)計

關(guān)于智能閥門設(shè)計，相關(guān)智能閥門應(yīng)該是直接連接于Lon網(wǎng)絡(luò)之上的，并經(jīng)過Lon總線接收其閥門的開度指令，此指令是以網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)變量形式出現(xiàn)的。智能閥門關(guān)鍵硬件設(shè)計，從某種程度上來講智能閥門是要求對應(yīng)運(yùn)算量和儲存容量較少的，所以運(yùn)用了神經(jīng)元NeuronMC143120芯片和FTT-10A式的雙絞線變壓器耦合收發(fā)器，還有其電源是運(yùn)用了LM2575式的降階電壓調(diào)節(jié)器芯片，其在進(jìn)行濾波之后可以獲得非常穩(wěn)定的+5V電壓，串行A/D轉(zhuǎn)換器是使用TCL1549芯片，這樣可以充分的滿足于對應(yīng)閥門開度有效控制精確度，繼電器是使用了JGX-1F型式的固態(tài)繼電器，該型號的繼電器驅(qū)動能力較大且生命周期較長。

2.2溫濕度控制程序軟件有效實現(xiàn)

溫濕度控制器是最關(guān)鍵的主控制器，其是要求具備較大儲存空間以及處理能力，所以是使用了3150CPU模塊。關(guān)于溫濕度控制程序軟件的實現(xiàn)應(yīng)該分為兩大部分，節(jié)點內(nèi)部功能，這包括著相關(guān)模擬量采集以及處理和顯示，并且具有四個PID回路，可以充分的達(dá)到參數(shù)修改以及運(yùn)算和網(wǎng)絡(luò)變量形式輸出結(jié)果至其余控制器或者是智能閥處；還有就是主控制器，也就是溫濕度控制器務(wù)必要具有及上位機(jī)可以通信的功能。依據(jù)其工藝技術(shù)的要求，溫濕度控制器之內(nèi)具有專門開辟的儲存區(qū)域，這是存放上位機(jī)組態(tài)之后所形成的相關(guān)程序鏈，并且控制器經(jīng)過詳細(xì)分析程序能夠?qū)Υ鎱^(qū)域之內(nèi)各類數(shù)據(jù)展開分析，再合理的調(diào)用子程序來充分實現(xiàn)各類功能及完成控制。

3中央空調(diào)節(jié)能理論分析

中央空調(diào)系統(tǒng)是經(jīng)由制冷主機(jī)以及冷卻泵和冷凍泵，還有冷卻塔風(fēng)機(jī)和風(fēng)機(jī)盤管所組成的。應(yīng)該說其制冷主機(jī)是經(jīng)過壓縮機(jī)來促使制冷劑快速冷凍循環(huán)水溫度降低，通常通過制冷主機(jī)進(jìn)行制冷之后的水溫度大約是7攝氏度，這也是中央空調(diào)的冷源提供場所。冷凍水泵主要是將冷凍水進(jìn)行加壓至空調(diào)系統(tǒng)的對應(yīng)末端系統(tǒng)，冷卻水是經(jīng)過冷卻水泵將對應(yīng)制冷主機(jī)中熱量充分帶走，通過冷卻塔將這些熱量有效的釋放至空氣中，之后就會回到冷水機(jī)組中。冷卻風(fēng)機(jī)能夠合理的帶動空氣進(jìn)行快速運(yùn)動，經(jīng)過空氣帶走冷卻水熱量，同時能夠有效促使蒸發(fā)以致水溫迅速降低。溫度降低之后相關(guān)冷卻水會進(jìn)行再次循環(huán)，并進(jìn)入制冷主機(jī)中，再次帶走制冷機(jī)所存在的多余熱量。中央空調(diào)系統(tǒng)可以說是多變量復(fù)雜且時變的系統(tǒng)，相關(guān)過程要素主要是非線性以及大滯后、強(qiáng)耦合的關(guān)系。模糊控制是基于模糊集合論以及模糊語言變量、模糊邏輯推理的計算機(jī)智能化控制理論，能夠充分的適應(yīng)于中央空調(diào)各個方面控制要求及需求。模糊控制下的變頻調(diào)速技術(shù)能夠充分達(dá)到中央空調(diào)水系統(tǒng)極好的溫差變以及壓差變和流量變的運(yùn)行模式，可以促使控制系統(tǒng)具備極高跟隨性以及應(yīng)變能力，還能夠依據(jù)相對被控制的動態(tài)過程特性識別來自主調(diào)節(jié)其運(yùn)行參數(shù)，以便于得到最優(yōu)化控制效果。模糊控制能夠充分地適應(yīng)于多變性特征，不過也正是因為該類復(fù)雜非線性才促使模糊控制極好地控制并克服了對應(yīng)被控中央空調(diào)各個方面的要求及需求，進(jìn)而實現(xiàn)極高的控制能力以及最佳運(yùn)行狀態(tài)。停機(jī)控制也就是確?？照{(diào)區(qū)域完成運(yùn)作后還能夠具備較為舒適的環(huán)境，并有效計算出能夠提前停止空調(diào)的最長時間。并且，在停止運(yùn)用空調(diào)區(qū)域之前就有效控制區(qū)域空調(diào)關(guān)閉。

4結(jié)束語

篇4

關(guān)鍵詞：家庭控制器自動監(jiān)控安全防范

l引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平的提高，特別是計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)的迅猛發(fā)展與提高，促使了家庭實現(xiàn)了生活現(xiàn)代化，居住環(huán)境舒適化、安全化。這些高科技已經(jīng)影響到人們生活的方方面面，改變了人們生活習(xí)慣，提高了人們生活質(zhì)量，家居智能化也正是在這種形勢下應(yīng)運(yùn)而生的。

2智能家居控制系統(tǒng)概述

智能家庭控制系統(tǒng)是以HFC、以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線、公共電話網(wǎng)、無線網(wǎng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)為物理平臺，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為技術(shù)平臺，現(xiàn)場總線為應(yīng)用操作平臺，構(gòu)成一個完整的集家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范等功能的控制系統(tǒng)。

智能家居控制系統(tǒng)的總體目標(biāo)是通過采用計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)和集成技術(shù)建立一個由家庭到小區(qū)乃至整個城市的綜合信息服務(wù)和管理系統(tǒng)，以此來提高住宅高新技術(shù)的含量和居民居住環(huán)境水平。

系統(tǒng)通常由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器(各種模塊)、各種路由器、電纜調(diào)制解調(diào)器頭端設(shè)備CMTS、交換機(jī)、通訊器、控制器、無線收發(fā)器、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等主要部分組成。

3智能家居控制系統(tǒng)功能

智能家庭控制系統(tǒng)的主要功能包括家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范三個方面。

3．1家庭通信

家庭通信可采用電話線路、計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)、CATV線路、無線局域網(wǎng)等方式。

(1)電話線路

通過電話線路實現(xiàn)雙向傳輸語音信號和數(shù)據(jù)信號。

(2)計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)

通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信息交互、綜合信息查詢、網(wǎng)上教育、醫(yī)療保健、電子郵件、電子購物等。

(3)CATV線路

通過CATV線路實現(xiàn)VOD點播和多媒體通信。

(4)無線局域網(wǎng)

通過無線收發(fā)器、天線、各種無線終端，實現(xiàn)雙向傳輸數(shù)據(jù)信號。

3．2家庭設(shè)備自動監(jiān)控

家庭設(shè)備自動監(jiān)控包括電器設(shè)備的集中、遙控、遠(yuǎn)距離異地(通過電話或Internet)的監(jiān)視、控制及數(shù)據(jù)采集。

(1)家用電器的監(jiān)視和控制

按照預(yù)先所設(shè)定程序的要求對熱水器、微波爐、視像音響等家用電器進(jìn)行監(jiān)視和控制。

(2)熱能表、燃?xì)獗?、水表、電度表的?shù)據(jù)采集、計量和傳送根據(jù)小區(qū)物業(yè)管理的要求所設(shè)置數(shù)據(jù)采集程序，通過傳感器對熱能表、燃?xì)獗?、水表、電度表的用量進(jìn)行自動數(shù)據(jù)采集、計量，并將采集結(jié)果遠(yuǎn)程傳送給小區(qū)物業(yè)管理系統(tǒng)。

(3)空調(diào)機(jī)的監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制

按照預(yù)先所設(shè)定的程序，根據(jù)時間、溫度、濕度等參數(shù)對空調(diào)機(jī)進(jìn)行監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制。

(4)照明設(shè)備的監(jiān)視、調(diào)節(jié)和控制按照預(yù)先設(shè)定的時間程序，分別對各個房間照明設(shè)備的開、關(guān)進(jìn)行控制，并可自動調(diào)節(jié)各個房間的照度。

(5)窗簾的控制

按照預(yù)先設(shè)定的時間程序，對窗簾的開啟／關(guān)閉進(jìn)行控制。

3．3家庭安全防范

家庭安全防范主要包括多火災(zāi)報警、可燃?xì)怏w泄漏報警、防盜報警、緊急求救、多防區(qū)的設(shè)置、訪客對講等。家庭控制器內(nèi)按等級預(yù)先設(shè)置若干個報警電話號碼(如家人單位電話號碼、手機(jī)電話號碼、尋呼機(jī)電話號碼和小區(qū)物業(yè)管理安全保衛(wèi)部門電話號碼等)，在有報警發(fā)生時，按等級的次序依次不停地?fù)芡ㄉ鲜鲭娫掃M(jìn)行報警(可報出家中是哪個系統(tǒng)報警了)。同時，各種報警信號通過控制網(wǎng)絡(luò)傳送至小區(qū)物業(yè)管理中心，并可與其它功能模塊實現(xiàn)可編程的聯(lián)動(如可燃?xì)怏w泄漏報警后，聯(lián)動關(guān)閉燃?xì)夤艿郎系碾姶砰y)。

(1)防火災(zāi)發(fā)生

通過設(shè)置在廚房的感溫探測器和設(shè)置在客廳、臥室等的感煙探測器，監(jiān)視各個房間內(nèi)有無火災(zāi)的發(fā)生。如有火災(zāi)發(fā)生家庭控制器發(fā)出聲光報警信號，通知家人及小區(qū)物業(yè)管理部門。家庭控制器還可以根據(jù)有人在家或無人在家的情況，自動調(diào)節(jié)感溫探測器和感煙探測器的靈敏度。

(2)防可燃?xì)怏w泄漏

通過設(shè)置在廚房的可燃?xì)怏w探測器，監(jiān)視燃?xì)夤艿?、灶具有無燃?xì)庑孤?。如有燃?xì)庑孤┘彝タ刂破靼l(fā)出聲光報警信號，并聯(lián)動關(guān)閉燃?xì)夤艿郎系碾姶砰y，同時通知家人及小區(qū)物業(yè)管理部門。

(3)防盜報警

防盜報警的防護(hù)區(qū)域分成兩部分，即住宅周界防護(hù)和住宅內(nèi)區(qū)域防護(hù)。住宅周界防護(hù)是指在住宅的門、窗上安裝門磁開關(guān)，在對外的玻璃窗、門附近安裝玻璃破碎探測器；住宅內(nèi)區(qū)域防護(hù)是指在主要通道、重要的房間內(nèi)安裝被動紅外探測器或被動紅外／微波雙技術(shù)探測器。當(dāng)家中有人時，住宅周界防護(hù)的防盜報警設(shè)備(門磁開關(guān)、玻璃破碎探測器)設(shè)防，住宅內(nèi)區(qū)域防護(hù)的防盜報警設(shè)備(紅外探測器或被動紅外／微波雙技術(shù)探測器)撤防。當(dāng)家人出門后，住宅周界防護(hù)的防盜報警設(shè)備(門磁開關(guān)、玻璃破碎探測器)和住宅內(nèi)區(qū)域防護(hù)的防盜報警設(shè)備(被動紅外探測器或被動紅外／微波雙技術(shù)探測器)均設(shè)防。當(dāng)有非法侵入時，家庭控制器發(fā)出聲光報警信號，并通知家人及小區(qū)物業(yè)管理部門。另外，通過程序可設(shè)定報警裝置的等級和報警器的靈敏度。

(4)訪客對講

住宅的主人通過訪客對講設(shè)備與來訪者進(jìn)行雙向通話或可視通話，確認(rèn)是否允許來訪者進(jìn)人。住宅的主人利用訪客對講設(shè)備，可以對大樓入口門或單元門的門鎖進(jìn)行開啟和關(guān)閉控制。

(5)緊急求救

當(dāng)遇到意外情況(如疾病或有人非法侵入)發(fā)生時，按動報警按鈕向小區(qū)物業(yè)管理部門進(jìn)行緊急求救報警。緊急求救信號在網(wǎng)絡(luò)傳輸中具有最高的優(yōu)先級別，由于是人在緊急情況下的求救信號，其誤報的可能性很小。

智能家居控制系統(tǒng)類型

4．1系統(tǒng)類型

智能家庭控制系統(tǒng)可分成采用公共電話網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)、HFC的智能家庭控制系統(tǒng)、以太網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)、LonWorks的智能家庭控制系統(tǒng)、KS485的智能家庭控制系統(tǒng)、無線網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)等類型。

4．2基本特點、功能、適用范圍

(1)采用公共電話網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)采用公共電話網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)圖參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計<智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集》03X602第14頁。

·基本特點：家庭智能控制器內(nèi)配置了與電話線連接的收發(fā)器，利用電話網(wǎng)絡(luò)作為信息傳輸網(wǎng)。該系統(tǒng)不僅在功能上能完全滿足要求，而且大大地簡化了布線，可以節(jié)省布線的投資。

·系統(tǒng)組成：系統(tǒng)由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器(內(nèi)置了與電話線連接的收發(fā)器)、路由器、收發(fā)器、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等組成。

·系統(tǒng)功能：實現(xiàn)家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范。

·適用范圍：該系統(tǒng)適用于新建、擴(kuò)建的智能化住宅(小區(qū))工程，且特別適用于改造的智能化住宅(小區(qū))工程，利用原有的電話線就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的共網(wǎng)傳輸。

(2)采用HFC的智能家庭控制系統(tǒng)

采用HFC的智能家庭控制系統(tǒng)圖參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計<智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集》03X602第15頁。

·基本特點：家庭智能控制器內(nèi)配置了CableModem，利用有線電視的HFC網(wǎng)絡(luò)作為信息傳輸網(wǎng)。該系統(tǒng)不僅在功能上能完全滿足要求，而且大大地簡化了布線，可以節(jié)省布線的投資。

HFC網(wǎng)絡(luò)采用共享方式，其共享帶寬為36Mbps。當(dāng)上網(wǎng)人數(shù)較多時，上網(wǎng)的速度會變慢。由于CableModem設(shè)備費用較高，用戶網(wǎng)絡(luò)的開通費用高。

·系統(tǒng)組成：系統(tǒng)由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器(內(nèi)置了CableModem)、路由器、電纜調(diào)制解調(diào)器頭端設(shè)備CMTS、有線電視傳輸網(wǎng)絡(luò)、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等組成o

·系統(tǒng)功能：實現(xiàn)家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范。

·適用范圍：該系統(tǒng)適用于新建、擴(kuò)建的智能化住宅(小區(qū))工程，且特別適用于改造的智能化住宅(小區(qū))工程，僅將原有的有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向改造，就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖像信號的共網(wǎng)傳輸。

(3)采用以太網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)

采用以太網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)圖參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計<智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集》03X602第16、17頁。

·基本特點：家庭智能控制器內(nèi)配置了以太網(wǎng)網(wǎng)卡，利用以太網(wǎng)作為信息傳輸網(wǎng)。以太網(wǎng)同時支持住戶計算機(jī)和智能家庭控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅在功能上能完全滿足要求，而且大大地簡化了布線，可以節(jié)省布線的投資。

以太網(wǎng)傳輸速率較高，傳輸速率有10Mbps、100Mbps等。根據(jù)傳輸距離的要求，由小區(qū)物業(yè)管理中心至各樓交換機(jī)采用5類以上4對對絞線、多模光纜或單模光纜，由交換機(jī)至家庭控制器采用超5類4對對絞電纜。

·系統(tǒng)組成：系統(tǒng)由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器、路由器、交換機(jī)、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等組成。

·系統(tǒng)功能：實現(xiàn)家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范。

·適用范圍：該系統(tǒng)適用于新建、擴(kuò)建和改造的智能化住宅(小區(qū))工程，用以太網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖像信號的雙向傳輸。

(4)采用LonWorks的智能家庭控制系統(tǒng)采用LonWorks的智能家庭控制系統(tǒng)圖參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計《智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集如3X602第21、22、23頁。

·基本特點：采用一個覆蓋全部ISO／OSI標(biāo)準(zhǔn)七層通信協(xié)議、開放性的LonWork總線技術(shù)，一臺系統(tǒng)服務(wù)器最多可連接127臺LONWorks路由器，一臺LonWorks路由器最多可連接63臺家庭控制器。每臺家庭控制器為LonWork一個通道上的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點包括有神經(jīng)元(NEURON)芯片、振蕩器、電源、一個通過媒介通信的收發(fā)器和與監(jiān)控設(shè)備接口的I／O設(shè)備(電路)、存儲器等。

LonWorks直接通信距離可達(dá)2700m(雙絞線、78Kbps)，其通信傳輸速度最大可達(dá)1．25Mbps(此時有效傳輸距離為130m)。LonWorks路由器至小區(qū)物業(yè)管理中心線路長度超過2700m時，需在總線上加裝中繼器。傳輸線通常采用雙絞線，根據(jù)需要也可采用同軸電纜或電力線。

·系統(tǒng)組成：由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器、路由器、LonWorks路由器、交換機(jī)、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等組成。

·系統(tǒng)功能：實現(xiàn)家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范。

·適用范圍：該系統(tǒng)特別適用于新建、擴(kuò)建的智能化住宅(小區(qū))工程。

(5)采用KS485的智能家庭控制系統(tǒng)

采用KS485的智能家庭控制系統(tǒng)圖參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計<智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集>03X602第18、19、20頁。

·基本特點：KS485串行接口總線為主從式網(wǎng)絡(luò)，它的通信為半雙工、采用雙向單信道連接方式。RS485串行接口總線的傳輸介質(zhì)采用雙絞線，它可以高速地進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，傳輸速度與傳輸距離的技術(shù)指標(biāo)如下：傳輸速率為10Mbit／s時，最大傳輸距離是12m；傳輸速率為1Mbit／s時，最大傳輸距離是120m；傳輸速率為100kbit／s時，最大傳輸距離是1200m。

·系統(tǒng)組成：由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器、路由器、通訊器、控制器、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等組成。

·系統(tǒng)功能：實現(xiàn)家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范。

·適用范圍：該系統(tǒng)特別適用于新建、擴(kuò)建的智能化住宅(小區(qū))工程。

(6)采用無線網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)

采用無線網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)圖參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計<智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集>03X602第24、25頁。

·基本特點：利用無線作為信息傳輸網(wǎng)，該系統(tǒng)不僅在功能上能完全滿足要求，而且從系統(tǒng)服務(wù)器至家庭控制器、家庭控制器至各種現(xiàn)場末端裝置均采用無線傳輸方式，小區(qū)、樓內(nèi)、戶內(nèi)無需布線，施工簡單，可以節(jié)省施工的投資。

無線網(wǎng)的工作頻率符合IEEE802．11b標(biāo)準(zhǔn)要求。

·系統(tǒng)組成：由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器、無線收發(fā)器、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等組成。

·系統(tǒng)功能：實現(xiàn)家庭通信、家庭設(shè)備自動控制、家庭安全防范。

·適用范圍：該系統(tǒng)適用于新建、擴(kuò)建的智能化住宅(小區(qū))工程，且特別適用于改造的智能化住宅(小區(qū))工程，不用敷設(shè)線路就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的傳輸。

5系統(tǒng)設(shè)計及產(chǎn)品選用要點

5．1智能家庭控制系統(tǒng)類型的選用

新建、擴(kuò)建的智能化住宅(小區(qū))工程，宜采用LonWorks的智能家庭控制系統(tǒng)、以太網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)或采用RS485的智能家庭控制系統(tǒng)。改造的智能化住宅(小區(qū))工程，宜采用公共電話網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)、HFC的智能家庭控制系統(tǒng)或無線網(wǎng)的智能家庭控制系統(tǒng)。

5．2家庭控制器的選用

家庭控制器的選用主要包括功能、總線技術(shù)及模塊化設(shè)計、擴(kuò)展功能、可按用戶的基本要求進(jìn)行配置等方面的選用要求。

(1)家庭控制器功能的選用

家庭控制器通常具有以下功能：

·家庭防盜報警；

·家庭火災(zāi)報警；

·家庭燃?xì)庑孤秷缶?/p>

·家庭緊急求助；

·遠(yuǎn)程設(shè)防與撤防；

·遠(yuǎn)程報警；

·訪客對講；

·家用電器監(jiān)控；

·家用表具數(shù)據(jù)采集及處理；

·空調(diào)機(jī)監(jiān)控；

·接入網(wǎng)接口；

·小區(qū)電子公告；

·信息查詢；

·家用設(shè)備報修等。

(2)家庭控制器功能的選擇

在工程設(shè)計中，家庭控制器功能的選擇可參見下表所示。

5．3總線技術(shù)及模塊化設(shè)計

·家庭控制器要求采用總線技術(shù)，如LonWorks、R5485、BACnet、C^NBlls、CEBus、X一10；

·家庭控制器要求采用模塊化設(shè)計，以便用戶可以根據(jù)需求選擇不同的模塊完成不同的功能。

5．4擴(kuò)展功能

家庭控制器要有一定的擴(kuò)展功能，考慮能適應(yīng)今后發(fā)展的需要。

5．5可按用戶的基本要求進(jìn)行配置應(yīng)能根據(jù)用戶提出有哪些被控設(shè)備及監(jiān)視控制要求(功能要求)等因素，來對家庭控制器組成進(jìn)行配置，包含模塊種類的選擇和各種模塊數(shù)量的選擇。設(shè)備的安裝

6．1交換機(jī)、路由器、控制器、放大箱、分配箱、電話分線箱

2．在住戶內(nèi)安裝入侵報警探測器。

具有語音對講及控制開啟樓道人口處防盜門功能。

1~2點

熱能表、燃?xì)獗怼⑺?、電度表的自動抄收及遠(yuǎn)傳、超限判斷、自動檢查、分時計費、實時計量、管理功能。

提高級(2A)

在室內(nèi)安裝可燃?xì)怏w泄

漏自動報警裝置。且能就地

發(fā)出聲光報警信號。

1．在住戶內(nèi)兩處安裝緊急按鈕開關(guān)。

2．在住戶內(nèi)安裝入侵報警探測器，在戶門、及用臺、外窗安裝

人侵報警裝置。

具有語音對講及控鑭開啟樓道人口處防盜門功能。可實

現(xiàn)住戶與安防監(jiān)控中心的直接聯(lián)系。

2點以上

熱能表、燃?xì)獗?、水表、電度表的自動?/p>

收及遠(yuǎn)傳、超限爿斷、自動檢查、分時計費、實時計量、管理功能。

先進(jìn)級(3A)

1．在室內(nèi)安裝可燃?xì)怏w泄漏自動報警裝置，當(dāng)燃?xì)怏w泄漏報警后能自動切斷氣源、打開捧氣裝置，且能就地發(fā)出聲光報警信號。

2．在住戶內(nèi)設(shè)置火災(zāi)自動報警裝置。

1．在住戶內(nèi)不少于兩處安裝緊急按鈕開關(guān)。

2．在住戶內(nèi)安裝入侵報警探測器，在戶門及陽臺門、外窗安裝入侵報警裝置。

具有語音、可視對講及控翻開啟樓道入口處防盜門功能，可實現(xiàn)住戶與安防監(jiān)控中心的直接聯(lián)系。

2點以上

熱能表、燃?xì)獗?、水表、電度表的自動抄收及遠(yuǎn)傳、超限判斷、自動檢查、分時計費、實時計量、管理功能。

這些設(shè)備均應(yīng)安裝在電氣豎井內(nèi)或公共走道的墻上(內(nèi))。

6．2家庭控制器

暗裝(或明裝)在墻內(nèi)(上)，其底邊距地面1．4m左右。家庭控制器應(yīng)設(shè)置在住戶大門附近(宜距戶門0．5m以內(nèi))，且容易操作(包括設(shè)防與撤防)的地方。

6．3可燃?xì)怏w探測器

安裝在廚房內(nèi)的燃?xì)夤艿馈⒃罹吒浇?，?dāng)住戶使用的是天然氣，燃?xì)馓綔y器吸頂棚安裝在距頂棚300ram以內(nèi)的地方；當(dāng)住戶使用的是液化石油氣，燃?xì)馓綔y器安裝在距地面300mm以內(nèi)地方。

6．4感溫探測器設(shè)置在廚房內(nèi)，它吸頂棚安裝。

6．5感煙探測器設(shè)置在起居室、臥室等房間內(nèi)，它吸頂棚安裝。

6．6緊急按鈕開關(guān)

設(shè)置在起居室沙發(fā)和主臥室床頭附近的墻上，及衛(wèi)生間的墻上。緊急按鈕開關(guān)暗裝在墻內(nèi)，其底邊距地面0．5m~1．2m。

6，門(窗)磁開關(guān)

安裝在門扇和門框內(nèi)或窗扇和窗框內(nèi)。

6．8玻璃破碎探測器

安裝在窗戶和玻璃門(陽臺)附近的墻上或吸頂棚安裝。

6．9被動紅外侵入探測器和被動紅外／微波雙技術(shù)探測器

安裝在住戶的主要通道、重要的房間內(nèi)，它吸頂棚安裝或安裝在頂棚的墻角處。

6．10紅外遙控器

安裝在被控電器設(shè)備正面附近的墻上，距離不能超過紅外線工作范圍，且與電器設(shè)備之間沒有遮擋。

7工程設(shè)計實例

以二室戶型為例介紹戶內(nèi)的智能家庭控制系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)采用康居住宅先進(jìn)級(3A)。采用以太網(wǎng)的家居控制系統(tǒng)，家庭控制器與戶內(nèi)各模塊之間采用R．$485總線，家庭控制器可通過電話線或計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接收控制指令、發(fā)出信息，所選用的家庭控制器具有可視訪客對講功能。家居控制系統(tǒng)圖參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計<智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集>03X602第17頁，二室戶型家居控制平面圖參見圖1、2所示，家庭控制器與室內(nèi)設(shè)備的連接參見圖3所示。

在起居廳、臥室設(shè)置了感煙探測器，廚房設(shè)置了感溫探測器、可燃?xì)怏w探測器，各房間的窗戶、陽臺推拉門上及附近設(shè)置了門(窗)磁開關(guān)和玻璃破碎探測器，起居廳設(shè)置了被動紅外侵入探測器，起居廳、臥室、衛(wèi)生間設(shè)置了緊急按鈕開關(guān)。對電、水、燃?xì)膺M(jìn)行計量；可對餐廳、起居廳、臥室的燈進(jìn)行控制；當(dāng)可燃?xì)怏w探測器探測到有燃?xì)庑孤┖?，?lián)動控制關(guān)閉燃?xì)夤艿郎想姶砰y、開啟排煙風(fēng)機(jī)；當(dāng)有各種探測器報警后，聯(lián)動警報發(fā)聲器發(fā)出報警聲音。

家庭控制器共提供13路輸入：電度表(電度表安裝在照明配電箱內(nèi))、燃?xì)獗?、熱能表、可燃?xì)怏w探測器、感溫探測器、感煙探測器、緊急按鈕開關(guān)、被動紅外侵入探測器、玻璃破碎探測器各1路，水表、門(窗)磁開關(guān)各2路。

家庭控制器共提供7路輸出：警報發(fā)聲器控制1路、燃?xì)夤艿郎想姶砰y控制1路、排煙風(fēng)機(jī)控制1路、照明控制4路。

三室戶型、復(fù)式結(jié)構(gòu)、別墅的智能家庭控制平面圖及家庭控制器與室內(nèi)設(shè)備的連接參見國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計<智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計施工圖集》03X602。

篇5

[關(guān)鍵詞]微小型無人直升機(jī)單片機(jī)姿態(tài)控制系統(tǒng)

一、控制系統(tǒng)總體方案

整個微小型無人直升機(jī)控制系統(tǒng)可分為機(jī)載部分和地面部分，機(jī)載部分負(fù)責(zé)維持飛機(jī)的穩(wěn)定飛行并提供圖像信息給地面，地面部分根據(jù)飛機(jī)的姿態(tài)及得到的圖像信息做出下一步飛行的指令并發(fā)給機(jī)載部分?？紤]到使用環(huán)境的復(fù)雜情況，由人使用遙控器現(xiàn)場操作可以較好控制飛行，并可對飛行中出現(xiàn)的各種情況及時處理，確保飛行的安全。地面部分與機(jī)載部分之間有兩條數(shù)據(jù)鏈路：一條負(fù)責(zé)傳送圖像，一條負(fù)責(zé)傳送飛行狀態(tài)和指令。圖像傳送的數(shù)據(jù)鏈路通過無線攝像頭解決。地面部分可以分為地面工作站和圖像處理平臺，前者與機(jī)載飛行控制器通訊以發(fā)送控制命令并獲得飛機(jī)的飛行狀態(tài)信息，后者獲取機(jī)載攝像頭的圖像并對圖像進(jìn)行處理用以輔助判斷，幫助操作者進(jìn)行遙控操作。機(jī)載部分系統(tǒng)包括：飛行姿態(tài)測量控制系統(tǒng)模塊、圖像設(shè)備模塊、數(shù)據(jù)鏈路以及執(zhí)行舵機(jī)群等。地面部分包括控制器、工作站、和圖像處理平臺。

二、姿態(tài)控制系統(tǒng)

微小型無人直升機(jī)姿態(tài)控制系統(tǒng)的主要功能是穩(wěn)定直升機(jī)的飛行姿態(tài)，或者說是穩(wěn)定直升機(jī)的角運(yùn)動。主要實現(xiàn)方式是在微小型直升機(jī)的控制回路上加上一個用于姿態(tài)測量的反饋回路，通過傳感器得到微小型直升機(jī)的姿態(tài)信號，然后與要求控制的姿態(tài)信號進(jìn)行比較，通過設(shè)計的反饋控制規(guī)律使輸出的控制信號控制微小型直升機(jī)穩(wěn)定在預(yù)期的姿態(tài)角度上。微小型直升機(jī)姿態(tài)測量控制系統(tǒng)包括傾角傳感器、控制電路、多個舵機(jī)、接收機(jī)及遙控接收器等硬件部分。

其中控制電路的功能是接收接收機(jī)的操控信號和傾角傳感器的輸出信號，可以直接輸出接收機(jī)的信號或者切換到輸出遙控信號與傳感器反饋信號疊加處理的結(jié)果，然后舵機(jī)接收控制電路的PWM信號控制直升機(jī)的旋翼。傾角傳感器實時接收直升機(jī)的姿態(tài)信號，輸出到控制電路。

三、控制系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)

對于一般微小型無人直升機(jī)而言，其測控系統(tǒng)采用單片機(jī)作為控制單元是一種理想的選擇，因為其成本低，體積和重量小。本設(shè)計采用混合系統(tǒng)級MCU芯片——C8051F320型單片機(jī)作為控制中心的姿態(tài)控制系統(tǒng)，選用的傳感器是雙軸的加速度傳感器ADXL202，它可在兩個方向上檢測無人機(jī)在姿態(tài)上的變化，并輸出PWM信號給單片機(jī)進(jìn)行處理。由行有3個姿態(tài)角，所以要用2片ADXL202。

單片機(jī)處于系統(tǒng)的主導(dǎo)地位，是實現(xiàn)控制算法、完成信號采集和信號轉(zhuǎn)化的核心器件。所有的傳感器信號和遙控指令都由單片機(jī)來識別和處理。單片機(jī)將這些數(shù)據(jù)按照一定的控制算法運(yùn)算后，將數(shù)據(jù)結(jié)果轉(zhuǎn)化為控制信號輸出到舵機(jī)，或者利用數(shù)據(jù)傳輸模塊，傳回到地面接收裝置，從而完成對飛行器的航向的測控。由于單片機(jī)對電源有要求，為了保證其電源的穩(wěn)定性，我們還設(shè)計了電源穩(wěn)壓保護(hù)電路。

直升機(jī)的飛行姿態(tài)有相互關(guān)聯(lián)的3對方向(航向，橫滾和俯仰)，每對方向都是關(guān)系飛機(jī)飛行姿態(tài)的直接因素。ADXL202型加速器的測量信號和接收機(jī)發(fā)送的信號混合控制直升機(jī)的姿態(tài)。控制電路將加速器的測量信號和遙控器發(fā)送的信號進(jìn)行比較，得到的控制信號來控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)速。微小型直升機(jī)在飛行過程中若受到外力的干擾產(chǎn)生方向的偏差，由加速器測量輸出PWM信號發(fā)送給控制電路，經(jīng)過單片機(jī)處理和接收機(jī)信號比較后輸出，采用單片機(jī)脈沖計數(shù)的方法，向舵機(jī)輸出PWM類型的控制指令，操縱舵機(jī)的變化，控制保持飛機(jī)的姿態(tài)。

在基于單片機(jī)的姿態(tài)測控系統(tǒng)中，選用舵機(jī)作為執(zhí)行器件，控制執(zhí)行結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角和位移。在舵機(jī)控制中，一方面需要完成單片機(jī)的控制指令輸出，從而控制航向變化和航向保持，另一方面需要參考原始的控制指令和加速度的反饋信號完成姿態(tài)控制的算法。盡管這兩者來源不同，但是對舵機(jī)而言并無太大區(qū)別?？刂菩盘枌Χ鏅C(jī)的控制就是改變PWM信號的占空比，利用PWM信號占空比的變化改變舵機(jī)的位置。

四、軟件設(shè)計及調(diào)試

微小型無人直升機(jī)姿態(tài)控制系統(tǒng)的軟件包括C8051F單片機(jī)的初始化、各通道數(shù)據(jù)的獲得、控制算法的實現(xiàn)、輸出PWM信號給舵機(jī)。C8051F單片機(jī)的初始化包括端口管腳的配置、定時器的初始化、PCA初始化。C8051要接收5個通道的PWM信號，即遙控器的三通道PWM信號，ADXL202的2個通道的PWM信號?？刂扑惴ㄊ亲铌P(guān)鍵的，首先根據(jù)遙控器輸入的第三個通道PWM數(shù)值進(jìn)行切換，比如接收到的第三個通過的PWM數(shù)值小于150(1.5ms)就切換到輸出信號不受ADXL202影響的狀態(tài)，即輸出信號是遙控器的輸入信號，中間不經(jīng)過處理；如果數(shù)值大于150(1.5ms)就切換到輸出信號是遙控器的輸入信號和ADXL202的信號反饋到遙控器的輸入信號，如果ADXL202測得有加速度證明航向角度偏離了預(yù)期的角度，就要通過修正輸出信號保證旋翼保持在預(yù)期的轉(zhuǎn)速。

PWM模塊有C8051的PCA模塊配置為高速輸出方式，當(dāng)PCA0H的值與該模塊的寄存器PCA0CPLn和PCA0CPHn中的常數(shù)值相等時，CEXn引腳上的邏輯電平發(fā)生一次跳變，同時觸發(fā)一次中斷，實現(xiàn)PWM功能。為了試驗設(shè)計出的印刷電路板是否能夠滿足輸出控制信號的要求，設(shè)計了試驗程序，來生成固定循環(huán)的能夠控制舵機(jī)按照要求的方向來轉(zhuǎn)動。設(shè)計的要求是舵機(jī)能夠向左以固定頻率轉(zhuǎn)動，然后轉(zhuǎn)回平衡位置，以此來循環(huán)轉(zhuǎn)動。以此來檢驗以單片機(jī)為核心的控制電路是否能夠產(chǎn)生控制信號并且驅(qū)動舵機(jī)來按要求轉(zhuǎn)動。經(jīng)過調(diào)試，用數(shù)字式示波器證明舵機(jī)完全按照單片機(jī)的輸出控制命令進(jìn)行轉(zhuǎn)動，方向和延遲都正確。

參考文獻(xiàn)：

篇6

課程設(shè)計是對課程內(nèi)容的應(yīng)用性訓(xùn)練環(huán)節(jié)，是學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識進(jìn)行階段性的專業(yè)訓(xùn)練過程，也是對理論教學(xué)效果的檢驗。通過這一環(huán)節(jié)使學(xué)生在查閱資料、理論計算、數(shù)據(jù)處理等方面得到基本訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識分析、解決實際問題的能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，樹立正確的規(guī)劃、設(shè)計思想。

課程設(shè)計論文準(zhǔn)備

（1）課程設(shè)計（論文）開始前應(yīng)準(zhǔn)備好教學(xué)大綱、任務(wù)書和指導(dǎo)書等必要

的教學(xué)文件，以及教學(xué)參考資料、范例等。

（2）在滿足教學(xué)大綱和教學(xué)基本要求的前提下，課程設(shè)計選題應(yīng)使學(xué)生得

到較全面的能力訓(xùn)練，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生實踐技能的目的。題目的深度、廣度和難度要適當(dāng)，使學(xué)生能在規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)。必須明確每個學(xué)生獨立完成的部分，做到參數(shù)、指標(biāo)或側(cè)重點不同，避免因工作任務(wù)雷同而出現(xiàn)抄襲現(xiàn)象。

2、課程設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師的配備和職責(zé)

（1）指導(dǎo)教師應(yīng)在課程設(shè)計（論文）開始時向?qū)W生下達(dá)任務(wù)書并公布具體

考核方式。

（2）指導(dǎo)教師應(yīng)檢查和監(jiān)督學(xué)生的出勤、工作進(jìn)度，保證足夠的指導(dǎo)時間，

對學(xué)生遇到的問題要及時指導(dǎo)，注重啟發(fā)、引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生提出獨立見解，適當(dāng)組織討論，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能。

（3）指導(dǎo)教師應(yīng)認(rèn)真審查學(xué)生完成的設(shè)計論文，客觀公正地評價學(xué)生成績；

將課程設(shè)計論文資料整理齊全，按要求存檔，并填寫有關(guān)報表。

3、課程設(shè)計論文的任務(wù)書和指導(dǎo)書

（1）課程設(shè)計（論文）任務(wù)書和指導(dǎo)書由指導(dǎo)教師擬訂、撰寫，經(jīng)系主任

審查后，在布置課程設(shè)計（論文）任務(wù)時印發(fā)給學(xué)生。

（2）課程設(shè)計（論文）任務(wù)書的內(nèi)容應(yīng)包括：設(shè)計（論文）題目、已知技

術(shù)參數(shù)（題目背景）、設(shè)計（論證、調(diào)研）要求、設(shè)計（分析）方法、指導(dǎo)教師與系主任簽字。

（3）課程設(shè)計（論文）指導(dǎo)書應(yīng)包括設(shè)計步驟、設(shè)計要點、主要技術(shù)步驟

和關(guān)鍵分析、方案比較內(nèi)容等。

4、成績評定與資料歸檔

（1）學(xué)生課程設(shè)計論文完成后，由學(xué)生按要求裝訂成冊，指導(dǎo)教師應(yīng)組織

評審。課程設(shè)計論文成績根據(jù)學(xué)生的考勤、課程設(shè)計論文完成質(zhì)量綜合評定，其權(quán)重由教學(xué)基層單位確定。成績采用五級分制評定。

（2）指導(dǎo)教師在課程設(shè)計論文工作結(jié)束后填寫《內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計

（課程論文）工作總結(jié)表》。

（3）課程設(shè)計（論文）成果及相關(guān)材料由學(xué)院保留四年。對于優(yōu)秀課程設(shè)

計（論文），保管期限可適當(dāng)延長或移交學(xué)校檔案室存檔。

課程設(shè)計論文要求

課程設(shè)計論文的內(nèi)容應(yīng)包括：

1．封面

2．任務(wù)書

3．目錄

4．正文

（1）．論文題目；

（2）．技術(shù)參數(shù)、設(shè)計步驟；

（3）．設(shè)計理論分析方法

（4）．設(shè)計結(jié)論及其分析

5．參考文獻(xiàn)

注意：絕不允許課程設(shè)計論文雷同，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)全部計為零分！ （即便課程設(shè)計的內(nèi)容相同或相近，在文字?jǐn)⑹鲋幸惨凶约邯氂械奈淖直磉_(dá)出 來，所有的圖都要自己畫，一旦發(fā)現(xiàn)報告中出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)下載的圖片取消成績） 課程設(shè)計論文的格式要求：

論文使用A4紙打印，中文字符一律使用宋體，西文字符一律使用Times New Roman字體

一級標(biāo)題采用小三號字加粗，兩端對齊，段后空一行；二級標(biāo)題采用四號字加粗，兩端對齊；三級標(biāo)題采用小四號字加粗，兩端對齊；正文采用小四號字，兩端對齊，1.5倍行距，首行縮進(jìn)2字符。題目、目錄、附錄、參考文獻(xiàn)等標(biāo)題采用小三號字加粗，居中對齊，段后空一行。

圖標(biāo)題應(yīng)在一級編號下順序編號，如圖1.1、圖1.2、圖2.1、圖2.2??，居中置于圖的正下方，段后空一行。

表標(biāo)題應(yīng)在一級編號下順序編號，如表1.1、表1.2、表2.1、表2.2??，居中置于表的正上方，段前空一行。

頁眉采用五號字居中注明“內(nèi)蒙古科技大學(xué)課程設(shè)計論文”字樣，頁腳采用五號字居中標(biāo)注頁碼（摘要和目錄采用羅馬數(shù)字，其它采用阿拉伯?dāng)?shù)字）。

（1）篇幅

課程設(shè)計論文的篇幅為3--4千字左右。

（2）裝訂

論文按封面、任務(wù)書、目錄、正文、附錄、參考文獻(xiàn)的順序裝訂成冊。

題目：

篇7

關(guān)鍵詞：單按鍵；自鎖；設(shè)計；控制

常規(guī)電動機(jī)的啟動、停止需要2個按鈕，在多點控制中，按鈕引線較多。利用一個按鈕多點遠(yuǎn)程控制電動機(jī)的啟停，則可簡化控制線路。電動機(jī)多地控制一般用于應(yīng)急停機(jī)，即出現(xiàn)異常情況后，如果到現(xiàn)場停機(jī)會造成大的事故或損失，那么采用電動機(jī)多地控制則可避免事故或損失的發(fā)生。例如：某公司的膠帶運(yùn)輸機(jī)長500m，若不多設(shè)幾個控制點，易出現(xiàn)事故。離廠區(qū)較遠(yuǎn)的泵也會用到多地控制。在控制線路中，所有停止按鈕串接，所有啟動按鈕并接，如果按正常設(shè)計即設(shè)置2個按鈕控制電機(jī)啟停，則需要2倍的導(dǎo)線及按鈕，而采用單按鈕控制則可節(jié)省一半材料。

1單按鍵自鎖控制電路設(shè)計理念

單按鈕控制電動機(jī)啟停，主要用于多點控制電動機(jī)啟停或遠(yuǎn)距離控制電動機(jī)急停。設(shè)計理念為：設(shè)計一個單按鈕控制電動機(jī)啟停電路，解決遠(yuǎn)距離控制電機(jī)急停或多點控制問題。具體任務(wù)是：借助接觸器或接觸器與中間繼電器結(jié)合，用一個按鈕控制電動機(jī)起停；按下按鈕，電動機(jī)起轉(zhuǎn)，再次按下按鈕，電動機(jī)停轉(zhuǎn)；要求有短路保護(hù)、熱保護(hù)。先設(shè)計按下按鈕電機(jī)起轉(zhuǎn)，同時為再次按下按鈕電機(jī)停轉(zhuǎn)做準(zhǔn)備，由中間繼電器或接觸器控制另一路停止電路。整個控制步驟見圖1。中間繼電器實質(zhì)上是一種電壓繼電器，特點是觸點數(shù)目較多，電流容量可以增大，起到中間放大（觸點數(shù)目和電流容量）的作用。用于轉(zhuǎn)換控制信號的中間電器與接觸器類似，通過線圈的通電與斷電控制各觸頭的接通與斷開，實現(xiàn)電氣控制線路控制。中間繼電器觸頭數(shù)量較多，各觸頭額定電流相同。當(dāng)其他繼電器觸頭數(shù)量或容量不夠時，可借助中間繼電器擴(kuò)充觸頭數(shù)目或增大觸頭容量，起中間轉(zhuǎn)換作用。將多個中間繼電器相組合，還能構(gòu)成各種邏輯運(yùn)算電器或計數(shù)電器。中間繼電器各部件的圖形文字符號見圖2。

2單按鈕控制電動機(jī)啟停電路原理

單按鈕控制電動機(jī)的啟動和停止，與2個按鈕控制相比，特別是在多點控制和遠(yuǎn)距離控制時，可以大大節(jié)省引接導(dǎo)線。設(shè)計時，先滿足按下按鈕電動機(jī)啟動，再次按下按鈕時電機(jī)即停，這樣第一次按下按鈕時，可為第二次按下按鈕時電動機(jī)停轉(zhuǎn)做準(zhǔn)備。設(shè)計有別于2個按鈕控制電動機(jī)啟停的控制電路，具體控制電路如圖3所示。工作原理為：接通電源，即合上空氣開關(guān)QF，按下啟動按鈕，SB常開閉合，常閉斷開；控制電路FR常閉、SB常開閉合、KM2常閉、KM1線圈這條通道暢通，即KM1線圈得電，KM1主觸頭閉合，電機(jī)得電，開始工作，KM1輔助常開觸點閉合，實現(xiàn)自鎖；KM2，KM3常開控制KM2、KM3線圈均不得電；松開按鈕，SB回位，常開觸點、常閉觸點均恢復(fù)常態(tài)，KM3常閉、KM1自鎖及SB常閉、KM2常閉使得KM2線圈得電，KM2常開閉合，實現(xiàn)KM2線圈自鎖，同時為KM3線圈得電做好準(zhǔn)備；工作期間，KM1線圈、KM2線圈一直得電，電機(jī)正常工作。當(dāng)工作結(jié)束或需要臨時停機(jī)時，再次按下啟動按鈕，這時SB常開閉合，常閉斷開，KM3線圈通過SB常開、KM2常開閉合得電，KM3常開閉合，常閉斷開，使得KM1線圈斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)，而KM2線圈一直得電，直到松開按鈕，整個線路全部失電，完成單按鍵控制電機(jī)的起停。由上述分析不難看出，此設(shè)計表面上完成單按鈕控制電機(jī)啟停，但實質(zhì)上沒有實現(xiàn)預(yù)先的設(shè)想。因為實際控制中用按鈕聯(lián)動，接線時用雙線連接才能實現(xiàn)，不能達(dá)到通過單按鍵控制實現(xiàn)減少材料的目的。

3單按鈕控控制電動機(jī)啟停電路

為真正實現(xiàn)一對電纜完成多地控制電機(jī)啟停，需進(jìn)一步研究完善。改進(jìn)后的電路原理如圖4所示。工作原理為：合上總電源開關(guān)QF，按下按鈕SB，繼電器K1線圈得電，兩個常開觸頭吸合，一個完成自鎖并保證K1線圈始終得電，另一個保證控制電動機(jī)得電的接觸器KM線圈得電，其主觸頭閉合，電動機(jī)M起動運(yùn)轉(zhuǎn)。KM的兩個輔助常開觸頭閉合，一個完成自鎖，松開按鈕電動機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；一個為繼電器K2線圈得電做準(zhǔn)備。KM的輔助觸頭常閉觸點斷開，為電動機(jī)停轉(zhuǎn)做準(zhǔn)備。在繼電器K1線圈得電的同時，K1常閉觸頭斷開。在KM線圈得電時，繼電器K2線圈不能得電，這樣可以保證電動機(jī)一直運(yùn)轉(zhuǎn)，直到需要電動機(jī)停轉(zhuǎn)。當(dāng)需要電動機(jī)停轉(zhuǎn)時，再按下按鈕SB，繼電器K2線圈得電，K2常開觸頭閉合，完成自鎖，兩個常閉觸頭斷開，控制電動機(jī)的接觸器線圈失電，其主觸頭斷開，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。

4結(jié)論

電機(jī)自動控制是電氣自動化技術(shù)的基礎(chǔ)。根據(jù)工作環(huán)境及條件調(diào)整電機(jī)控制方式，設(shè)計不同的控制電路，是電氣控制技術(shù)人員必備能力之一。在職業(yè)教育教學(xué)中，通過任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法充分發(fā)揮師生的創(chuàng)造力，設(shè)計既能適應(yīng)多地控制又能節(jié)約材料的單按鍵控制電路。電路的實際接線大大簡化，節(jié)省材料成本，使電路更加經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠，具有很高的實用價值。與單片機(jī)和PLC相比，它還具有簡單實用、成本低廉、穩(wěn)定性好的優(yōu)勢。

作者:尚東升 單位:遼寧工程職業(yè)學(xué)院

參考文獻(xiàn)

［1］高揚(yáng)．基于三菱FX3U系列PLC的幾種單按鍵啟?？刂瞥绦蛟O(shè)計方法［J］．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（22）：24．

篇8

主廠房生產(chǎn)控制系統(tǒng)中用到379個數(shù)字量輸入點、120個數(shù)字量輸出點、38個模擬量輸入點和4個模擬量輸出點。本工程控制系統(tǒng)采用西門子公司系列產(chǎn)品，控制主站采用S7-400系列產(chǎn)品，控制分站采用ET-200M系列產(chǎn)品，控制主機(jī)設(shè)在主廠房附近電氣樓低壓380V配電室內(nèi)，主站與上位機(jī)之間用以太網(wǎng)聯(lián)絡(luò)，主站與分站間通過Profibus-DP總線方式通訊。電氣樓低壓380V配電室內(nèi)設(shè)3臺控制柜。1.2.1控制柜配置控制柜編號分別為31KG1、31KG2和31KG3，31KG1控制柜內(nèi)設(shè)1臺控制主站、2臺ET-200M控制分站、交流凈化穩(wěn)壓電源、直流24V電源、小型斷路器、Dupline網(wǎng)關(guān)模塊等；31KG2控制柜內(nèi)設(shè)3臺ET-200M控制分站等；31KG3控制柜內(nèi)設(shè)2臺ET-200M控制分站等；1.2.2S7-400控制主站模塊構(gòu)架機(jī)架型號：6ES74001JA010AA0；電源型號：6ES74070KA020AA0；CPu型號：6ES74145HM060AB0；存儲卡型號：6ES79521AL000AA0；備用電池型號：6ES79710BA00。1.2.3ET-200M控制分站模塊構(gòu)架控制分站設(shè)電源模塊型號：6ES73071EA010AA0，共7塊；接口模塊型號：6ES71531AA030XB0，共7塊；16點數(shù)字量輸入模塊型號：6ES73211FH004AA1，共35塊；16點數(shù)字量輸出模塊型號：6ES73221HH014AA1，共10塊；8通道16位模擬量輸入模塊型號：6ES73317NF004AB1，共8塊；4通道12位模擬量輸出模塊型號：6ES73325HD014AB1，共2塊；1.2.4通訊方式主廠房生產(chǎn)控制系統(tǒng)通訊系統(tǒng)包含：控制主站CPu與上位機(jī)間采用以太網(wǎng)通訊；CPu與ET-200M控制分站之間采用Profibus-DP總線通訊；CPu與Dupline網(wǎng)關(guān)模塊之間采用Profibus-DP總線通訊；Dupline網(wǎng)關(guān)模塊與Dupline數(shù)字量輸入模塊間采用Dupline現(xiàn)場總線方式通訊。

2、Dupline現(xiàn)場總線系統(tǒng)

該工程中用Dupline現(xiàn)場總線系統(tǒng)采集皮帶機(jī)保護(hù)信號送入選煤廠PLC控制系統(tǒng)，使用Dupline現(xiàn)場總線系統(tǒng)可降低選煤廠建設(shè)總投資，據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)選煤廠內(nèi)帶式輸送機(jī)累計長度超過270m時，使用Dupline總線系統(tǒng)作為皮帶保護(hù)的總投資將小于將保護(hù)信號直接送入PLC的總投資。該廠主廠房生產(chǎn)控制系統(tǒng)皮帶機(jī)累計長度560m，需用跑偏開關(guān)26對、拉繩開關(guān)19個、失速開關(guān)7個和堵溜槽開關(guān)7個。Dupline現(xiàn)場總線系統(tǒng)由四種基本元件組成：網(wǎng)關(guān)模塊、輸入模塊、輸出模塊和兩芯電纜。在主廠房控制系統(tǒng)中網(wǎng)關(guān)模塊型號為：G38910020，網(wǎng)關(guān)模塊負(fù)責(zé)將Dupline數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Profibus-DP現(xiàn)場總線協(xié)議，反之亦然。網(wǎng)關(guān)模塊為PLC和Dupline現(xiàn)場總線網(wǎng)關(guān)之間的自動數(shù)據(jù)傳輸提供了一種標(biāo)準(zhǔn)化方法，每個網(wǎng)關(guān)可帶數(shù)字量點數(shù)為128個，但距離長達(dá)幾公里時其所帶數(shù)字量點數(shù)要適當(dāng)減少。本廠所用數(shù)字量輸入模塊型號為G50101106和G50102206，跑偏開關(guān)和失速開關(guān)內(nèi)裝2206數(shù)字量輸入模塊，拉繩開關(guān)和堵溜槽開關(guān)內(nèi)裝1106數(shù)字量輸入模塊，1106模塊和2206模塊的區(qū)別在于1106為1通道，2206為2通道，這兩種數(shù)字量輸入模塊都可以通過Dupline網(wǎng)絡(luò)直接供電，無需再拉電源線。Dupline系統(tǒng)所用總線電纜為：RVVSP2×1.5型屏蔽雙絞線，所有Dupline數(shù)字量輸入模塊通過同一條兩芯電纜與Dupline網(wǎng)關(guān)模塊相連接，通過編碼工具為每個數(shù)字量輸入模塊設(shè)置唯一的地址編碼。主廠房生產(chǎn)控制系統(tǒng)中用到G38910020型網(wǎng)關(guān)模塊1塊、數(shù)字量輸入模塊G50101106型和G50102206型分別為26塊和33塊、測試工具1套、編碼工具1套和配套總線電纜。

3、現(xiàn)場施工過程中的問題

3.1廠家配套電控箱的安裝問題

電控箱包括閥門控制箱、壓濾機(jī)電控柜、電子皮帶秤、除鐵器控制箱等，這些電控箱由電氣施工單位安裝還是配套廠家安裝的問題。在技術(shù)協(xié)議中，廠家不負(fù)責(zé)設(shè)備安裝，只負(fù)責(zé)現(xiàn)場安裝技術(shù)指導(dǎo)；這部分的安裝費及附加耗材無法在電氣圖紙中體現(xiàn)，導(dǎo)致電氣廠家和電氣施工單位都不愿意做這部分工作。解決方法：在技術(shù)協(xié)議中要求配套廠家配齊成套設(shè)備所需電纜，并負(fù)責(zé)設(shè)備現(xiàn)場安裝與調(diào)試，另外，機(jī)制專業(yè)在畫設(shè)備安裝圖時應(yīng)體現(xiàn)設(shè)備配套電控柜。

3.2新增選煤廠與原有車間的電氣接口問題

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1.1線路設(shè)計控制方式通用化原則

通用化指的就是制定的線路設(shè)計方案，可以使生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備加工不同性質(zhì)對象。所以，在電氣控制線路設(shè)計過程中，一定要盡可能選擇滿足設(shè)計要求，并且在實踐活動中可以普遍運(yùn)用的線路設(shè)計方案，進(jìn)而符合生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備、工藝等方面的要求，保證電氣控制線路設(shè)計工作的有序完成。

1.2線路設(shè)計控制電路電源可靠性原則

電路電源是電氣控制工程中確保機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的基礎(chǔ)與前提，一定要予以高度重視。在進(jìn)行線路設(shè)計的時候，一定要對配電方案、接地回路、線路布局等因素進(jìn)行全面的考慮，確保電路電源負(fù)載處在標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)。與此同時，一定要加強(qiáng)控制系統(tǒng)各電路的設(shè)置，避免其互相影響，并且，防止出現(xiàn)振蘊(yùn)、電路過熱等問題。除此之外，當(dāng)線路控制非常簡單的時候，可以選擇電網(wǎng)電源；當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備自動化程度比較高的時候，可以選擇直流電源。

2強(qiáng)化電氣控制線路設(shè)計的策略

2.1盡可能減少連接導(dǎo)線

在設(shè)計電氣控制線路的時候，設(shè)計人員一定要充分考慮各元器件的位置設(shè)定，盡可能減少配線連接導(dǎo)線。如圖1（a）所示線路連接是不合理的，主要原因就是，一般按鈕是安裝在操作臺上的，而接觸器是安裝在電氣柜中的，也就是說，在設(shè)計控制線路的時候，需要從電氣柜中二次引出連接導(dǎo)線，使其和操作臺進(jìn)行連接，所以，一般而言，均是將啟動按鈕和停止按鈕進(jìn)行直接相連，這樣就可以減少一次引出連接導(dǎo)線。如圖1（b）所示線路連接是合理的。

2.2確保連接電器的線圈正確

一般而言，電壓線圈是禁止串聯(lián)使用的，如圖2（a）所示線路連接是不正確的，主要原因就是，其阻抗不相同，進(jìn)而非常容易導(dǎo)致出現(xiàn)兩個線圈電壓分配不均衡的現(xiàn)象。盡管兩個線圈型號一致，外加電壓是其額定電壓之和，那也線路也不可以進(jìn)行這樣的連接，因為不管是如何連接導(dǎo)線，所有電器動作總是存在著先后之分，而當(dāng)其中一個接觸器動作的時候，其線圈阻抗就會逐漸增加，進(jìn)而造成該線圈的電壓也隨之增加，進(jìn)而出現(xiàn)另一個接觸器無法吸合的情況，出現(xiàn)線圈被燒壞的問題。如果是兩個電感量相差較大的電器線圈，也是不可以進(jìn)行并聯(lián)的。如圖2（b）所示的直流電磁鐵YA、繼電器KA并聯(lián)，在此連接形式下，接通電源之后，能夠進(jìn)行正常運(yùn)行，但是切斷電源之后，就會因為電磁鐵線圈電感量大于繼電器線圈電感量，出現(xiàn)繼電器電感量釋放快的情況，但是電磁鐵線圈產(chǎn)生的自感電動勢就會致使繼電器出現(xiàn)吸合現(xiàn)象，導(dǎo)致繼電器出現(xiàn)誤動作。如圖2（c）所示線路連接是正確的。

3結(jié)束語

篇10

2.聯(lián)系元器件廠商，獲取器件資料費用

3.元器件費用

4.開發(fā)人員薪資

5.樣機(jī)測試費用

6.時間成本

以上幾個點的成本控制和管理在很多工程管理的書籍和資料都有詳細(xì)介紹，本文只是根據(jù)筆者所做過的電子設(shè)計工程補(bǔ)充一些看法。

進(jìn)入項目可行性分析階段后，項目管理人員應(yīng)該仔細(xì)做好項目規(guī)劃工作，一個項目的成功與否，一般取決于該項目的技術(shù)復(fù)雜性和成本復(fù)雜性。為了避免由于不可預(yù)知的工程復(fù)雜性而導(dǎo)致的項目流產(chǎn)，項目管理人員在制定設(shè)計方案的時候需要招集各方面的人員，把該項目仔細(xì)的分解開來，然后針對這些子項目逐一探討分析，仔細(xì)地權(quán)衡各方面因素，看看是否可行，成功的代價如何，只有每個子項目都做到有把握后才能將整個項目推入實施階段。

在項目通過可行性論證后，就轉(zhuǎn)入正式的開發(fā)階段。項目管理人員需要制定詳細(xì)的開發(fā)的技術(shù)規(guī)劃，一個項目的設(shè)計思路確定之后，該產(chǎn)品的開發(fā)成本、制造成本和維護(hù)成本也就大致確定下來了。所以一個不良的規(guī)劃，往往會對項目帶來災(zāi)難性的后果。這個階段項目負(fù)責(zé)人要和合作的開發(fā)人員充分交換意見，根據(jù)開發(fā)人員的數(shù)量和專長將項目分解開來，讓每一個工程技術(shù)人員完成本項目的一部分工作。

項目開始運(yùn)轉(zhuǎn)后一定要做好全套設(shè)計文檔。文檔中要明確每個開發(fā)者所必須完成的功能和相互之間的接口。同時也要要求每個開發(fā)人員為自己所開發(fā)的模塊做好技術(shù)文檔。表面上看這個工作增加了開發(fā)成本，但這樣不僅有利于該項目今后的擴(kuò)充維護(hù)，也同樣有利于該項目的測試工作。這事實上降低了項目在這些方面的成本，項目規(guī)模越大，在這方面投入所體現(xiàn)的效益就越明顯。同時這項工作還可以降低由于開發(fā)人員流動帶來的工程擴(kuò)充維護(hù)的風(fēng)險，因為技術(shù)文檔越多越詳細(xì)，繼承該工作的技術(shù)人員所付出的時間代價就越小。

在元器件選擇方面，應(yīng)盡量使用標(biāo)準(zhǔn)器件或易于采購的器件。因為這些元件產(chǎn)量大，價格好，供貨渠道也多，對于降低硬件成本有顯而易見的好處。尤其在所設(shè)計的產(chǎn)品產(chǎn)量不會很大的時候更應(yīng)該如此。在設(shè)計一些高附加值，小批量的產(chǎn)品的時候，盡量使用硬件模塊和軟件模塊來設(shè)計，這雖然加大了一些投入，但總的來說，壓縮開發(fā)時間，讓產(chǎn)品更快面對市場帶來的效益會大于這些投入。同時模塊化設(shè)計還可以提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量。更可以將開發(fā)人員的精力集中于高層次的設(shè)計上，提高他們的成就感。

盡量使用各種EDA(電子設(shè)計自動化)工具。綜合使用各種EDA工具來完成設(shè)計，可以大幅度加快開發(fā)進(jìn)度，減少差錯，提高工程質(zhì)量。一提起EDA工具很多人就會想起Protel、Orcad、Pads等電路板布線軟件。其實這些工具不僅包含原理圖和電路板布線，一般也包含了可編程邏輯器件(PLD)設(shè)計、信號仿真等模塊，充分利用這些功能往往可以在設(shè)計階段就發(fā)現(xiàn)很多構(gòu)思和圖紙上的缺陷。對減少設(shè)計階段的返工和修改有事半功倍的效果。此外，還有一些別的種類的軟件，雖然不是專門的電子設(shè)計軟件，但我們依然可以借用。比如：如果項目中包含了復(fù)雜一些的數(shù)學(xué)算法(如模糊邏輯和人工神經(jīng)元算法等)，我們還可以動用專門的數(shù)學(xué)CAD軟件――MATLAB先仿真一下你的信號處理流程，然后根據(jù)仿真的結(jié)果來設(shè)計相關(guān)的硬件和軟件。就節(jié)約了很多在目標(biāo)機(jī)上反復(fù)寫片、反復(fù)調(diào)試算法的時間。

在設(shè)計電路的時候，修改硬件在所難免。為了便于電路修改，要注意電路的可塑性。電路的可塑性是指電路的可修改能力。如果電路便于修改，會減少很多開發(fā)人員更改電路的低級勞動。提高電路的可塑性一般有以下幾種方法：

1.能夠使用軟件實現(xiàn)的功能不要用硬件實現(xiàn)。由于硬件和軟件的物理結(jié)構(gòu)的差異，在修改硬件的時候要付出比軟件多得多的代價。用軟件代替硬件后還能降低產(chǎn)成品的成本，便于批量生產(chǎn)和銷售。

2.如果電路中有CMOS、TTL電路要盡量使用PLD(可編程邏輯器件)來實現(xiàn)，因為PLD本身具有可修改的特性。用它們實現(xiàn)數(shù)字邏輯后，要改變邏輯關(guān)系的時候，只要在計算機(jī)上修改它們的邏輯描述文件，然后經(jīng)過編譯、寫片就得到一片新的邏輯關(guān)系的集成電路。就像修改軟件一樣容易。用PLD代替不同的普通數(shù)字集成電路后，有利于減少元器件種類。方便采購和庫存管理。

3.試制過程中適當(dāng)在電路板上多留一些資源，比如PLD的容量要比你預(yù)期的容量稍大一些，單片機(jī)的ROM、RAM、I/O端口等資源都要留適當(dāng)?shù)目沼?。因為在設(shè)計過程中隨時會有很多不可預(yù)見的情況發(fā)生，解決這些問題，通常會增加對硬件資源的需求量。如果沒有在電路板上保留適當(dāng)?shù)娜哂噘Y源，將不得不在電路板外面再搭一塊小電路板。事實證明，這樣修改電路不僅容易給電路引入干擾信號，而且會大幅度降低試制樣機(jī)的可靠性，同時會使技術(shù)人員的很多時間花費在反復(fù)修改電路的簡單勞動上。

編寫單片機(jī)的軟件的時候，應(yīng)該盡量使用高級語言來編寫?，F(xiàn)在許多開發(fā)單片機(jī)的技術(shù)人員依然保留了80年代的開發(fā)方法。使用匯編語言，逐條指令編寫，并且手工分配單片機(jī)中的內(nèi)存資源。這種方法在寫小規(guī)模軟件還可以，可一旦軟件規(guī)模變大之后，由于匯編語言的低可讀性、低結(jié)構(gòu)性往往會讓設(shè)計人員被自己軟件中的復(fù)雜的邏輯關(guān)系搞得暈頭轉(zhuǎn)向，在一個軟件的邏輯關(guān)系混亂后，要保證寫出來的軟件能安全運(yùn)轉(zhuǎn)是很困難的。我們推薦使用C語言來寫軟件單片機(jī)代碼。（對于常見的8051系列，我們一般使用KEIL、FLANKLIN等軟件。其它類型的單片機(jī)一般都有其配套的C語言編譯器，該型號單片機(jī)的經(jīng)銷商一般可提供）用C語言有這么幾個好處：

1.可以大幅度加快開發(fā)進(jìn)度。

2.可以實現(xiàn)軟件的結(jié)構(gòu)化編程，它使得軟件的邏輯結(jié)構(gòu)變得清晰、有條理。

3.在寫一些數(shù)學(xué)算法和循環(huán)、判斷語句的時候有比匯編語言高得多的效率。

4.省去了人工分配內(nèi)存資源的工作，在匯編語言中我們不得不為每一個子程序來分配儲存變量的空間，這是一個復(fù)雜、乏味又容易出差錯的工作。而使用C語言后你只要在代碼中申明一下變量的類型，編譯器就會自動為你分配寄存器和內(nèi)存，低級重復(fù)易出差錯的事情都由計算機(jī)代勞了。根本不要人工干預(yù)。

5.因為循環(huán)、判斷語句和變量名字都使用自然語言，因此寫出來代碼的可維護(hù)性和軟件可讀性很好。這樣當(dāng)需要更換軟件開發(fā)人員的時候，可以比較容易地進(jìn)行代碼移交和消化。即使沒有更換人員，他們在維護(hù)自己的代碼的時候也比較容易。

6.當(dāng)寫好了一個算法后，以后需要在不同種類的CPU上也需要這個算法時，可以直接引用原來的代碼，再配合這種CPU專用的編譯器重新編譯就可以了。這樣可以實現(xiàn)軟件的低成本跨平臺移植。而匯編語言在這種情況下，除了重新寫代碼，沒有別的辦法。因為C語言的這種特性，如果在設(shè)計復(fù)雜算法時（比如視頻/音頻信號處理、模糊邏輯和人工神經(jīng)元算法等），可以在PC機(jī)上使用VisualC++、C++Build等x86平臺的C語言編譯器設(shè)計、調(diào)試該算法的代碼，調(diào)試成功后就可以移植到單片機(jī)的軟件系統(tǒng)中去。由于PC機(jī)上有充足的系統(tǒng)資源，開發(fā)調(diào)試進(jìn)度會有大幅度的提高，這樣就節(jié)約了軟件的時間成本。

7.在團(tuán)體寫作的軟件中，軟件接口容易做到規(guī)范統(tǒng)一。

雖然使用C語言寫出來的代碼會比匯編語言所占用的空間要大5%~20%，但是由于半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，芯片的容量和速度有了大幅度的提高。在這種情況下，代碼占用的空間差異已經(jīng)不是很關(guān)鍵的了。相比之下，我們更應(yīng)該注重軟件是否可以長期穩(wěn)定運(yùn)行的能力，注重使用先進(jìn)開發(fā)工具所帶來的時間成本的優(yōu)勢。