基于plc的网球自动发射机课程设计说明书(编辑修改稿)

基于plc的网球自动发射机课程设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

积相当 小：单片机体积相当小，耗电量极低，可以用在生活中的各种小物品上，例如遥控器，手机等。 体积过小，则功能相对 PLC 不够完善，无法代替 PLC 运用与大型生产。 （ 2）变动方便：当需要根据环境变化改变单片机时，只需更改程序，便可以实现功能的改变。 （ 3） 低电压，低功耗，便于生产便携式产品。 （ 4）单片机可靠性高，可工作到 10^6 ～ 10^7小时无故障。 （ 5） 控制功能强。 西华大学课程设计说明书 第 6 页 网球自动发射机的方案选择 PLC 和单片机相比较，有很多相同的优点，但是单片机就目前看来很难在户外场合稳定运行。 单片机的运 行受到室外各种不利因素的影响较大，如温度骤降，风雨雷电等天气因素，突然的冲击等等。 PLC 与之相比，承受此类不利因素的能力相比较高。 由于本设计需要的输入输出点位比较多，单片机一般难以达到。 而且工程项目一般很少完全依赖单片机完成，应用 PLC 解决功能比较复杂的系统设计使得系统电路更为简单。 而且PLC 的可行性，现场升级维护与替换都比单片机更为方便。 综合上述因素选择方案一较为妥当。 西华大学课程设计说明书 第 7 页 3 基于 PLC 的网球自动发射机系统分析 基于 PLC的网球自动发射机功能分析 基于 PLC 的网球自动发射机总体上由三个电机，一个球框 ，一根发射管和一个支架构成。 用两个电机分别调节发射机的上下和左右运动，再用一个电机控制球的发射。 在球框中安装一个光电检测开关，检测筐中是否有球，无球时停止动作。 发射机上安装有控制面板，用户可以根据需要选择不同模式发射网球。 该发射机设计了三种模式供用户选择，手动模式适用于初学者或者技术一般的锻炼者，模式一适用于有一定基础的锻炼者，模式二适用于有一定能力基础较好的锻炼者，三种模式由三个选择开关控制。 当用户按下启动键启动发射机时，如果发射机有球那么正常运行灯就点亮，如果没有球，那么无球报警灯就点亮，在运行中如果没 有球了，那么正常运行灯熄灭，无球报警灯就点亮。 设计模型简图如图。 图 基于 PLC 的网球自动发射机简图 基于 PLC的网球自动发射机 工艺流程图 通过控制电机 M1 、 M2 的旋转，将发射机移动到特定的九个位置，并在该点完成发球。 需要控制发射机的启停和发球时间间隔，以及发射机移动过程的循环方式。 西华大学课程设计说明书 第 8 页 总体工艺流程图 当用户按下启动按钮，光电检测开关检测框中是否有球，有则亮起正常运行灯，否则 停止执行命令并亮起无球报警灯。 正常运行时，默认发射机每次停止时都在场地中间位置。 用户需要根据自身实际能力选择不同的运行模式来控制发射机运行。 每次执行完一次子程序系统返回主程序。 总体工艺流程如图。 手 动 模 式 自 动 模 式 二检 测 是 否 有 球发 射 机 置 中模 式 选 择自 动 模 式 一停 止启 动NY 图 总体工艺流程图 手动模式工艺流程图 当用户按下手动按钮后，程序进入手动模式。 通过按下向左、向右、向下、向上按钮控制发射机的位置，按下发射按钮发 射网球。 手动模式工艺 流程图如图。 西华大学课程设计说明书 第 9 页 YYNN Y 是 否 按 下 向 上开 始 发 球 M 2 正 转 M 2 反 转 M 3 正 转 M 3 反 转是 否 到 上 极 限 是 否 到 下 极 限 是 否 到 左 极 限 是 否 到 右 极 限是 否 按 下 发 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 图 手动模式工艺流程图 自动模式一工艺流程图 当用户按下自动模式一时，发射机开始自动执行模式一程序。 首先从起点向上移动到达上极限开始发球，发射完设定的数目后往下到达中间点，如此将上下左右中五个点走遍。 自动模式一流程图如图。 西华大学课程设计说明书 第 10 页 M 2 正 转 ， 发 射器 上 升M 2 停 止 ， M 1 启动 发 球 是 否 到 达 上 限是 否 发 射 了 三 次M 2 反 转 ， 发 射器 下 降是 否 到 达 中 间 位 置M 2 停 止 ， M 1 启动 发 球是 否 发 射 了 三 次M 2 反 转 ， 发 射器 下 降是 否 到 下 限M 2 停 止 ， M 1 启动 发 球是 否 发 射 了 三 次M 2 正 转 ， 发 射器 上 升是 否 到 达 中 间 位 置M 2 停 止 ， M 1 启动 发 球是 否 发 射 了 三 次M 3 正 转 ， 发 射器 左 移是 否 到 达 左 极 限M 3 停 止 ， M 1 启动 发 球是 否 发 射 了 三 次M 3 反 转 ， 发 射器 右 移是 否 到 中 间 位 置M 3 停 止 ， M 1 启动 发 球是 否 发 射 了 三 次M 3 反 转 ， 发 射器 右 移是 否 到 右 极 限M 3 停 止 ， M 1 启动 发 球是 否 发 射 了 三 次M 3 正 转 ， 发 射器 左 移是 否 到 中 间 位 置 A NYNYNYNYNYNYNYNYNYNYNYNYNYNYNY A 图 自动模式一流程图 西华大学课程设计说明书 第 11 页 自动模式二工艺流程图 当用户按下自动模式二时，发射机开始自动执行自动模式二程序。 首先从起点斜向运行到左上极限点开始发球，发射完设定数目后开始右移到右上极限点，如此直到回到起点。 自动模式二工艺流程图如图。 M 2 正 转 ， M 3 正转是 否 达 到 左 上 极 限M 2 停 ， M 3 停 ，发 球 3 次是 否 发 射 了 三 次M 3 反 转是 否 达 到 右 上 极 限M 3 停 ， 发 球 3次是 否 发 射 了 三 次M 2 反 转是 否 到 达 右 下 极 限M 2 停 ， 发 球 3次是 否 发 射 了 三 次M 3 正 转是 否 达 到 左 下 极 限M 3 停 ， 发 球 3次是 否 发 射 了 三 次M 2 正 转 ， M 3 反转是 否 居 中 B BNYNYNYNYNYNYNYNYNY 图 自动模式二流程图 西华大学课程设计说明书 第 12 页 基于 PLC的网球自动发射机输入控制信息分析 根据 基于 PLC 的网球自动发射机的系统需求，系统需要的输入控制信号有以下几种：发射机启动停止信号（由启动停止开关产生）；手动模式、自动模式一、自动模式二选择信号（由手动模式、自动模式一、自动模式二选择开关产生）；手动模式控制发射机信号（由按键向上、向下、向左、向右产生）；九个点位的信号（由九个行程开关产生）；手动发球信号（由发球按键产生）；有无球信号（由光电检测开关产生）。 其中启动停止开关用于控制整个系统的开启与停止，模 式选择开关用于用户选择不同模式，九个行程开关用于系统判定发射机是否到达预定位置，手动方向按键用于用户选择发射机将要到达的位置，手动发射键用于用户选择到达位置后是否发射网球，光电检测开关用于判断框中是否有球。 基于 PLC 的网球自动发射机输出控制信息分析 根据 基于 PLC 的网球自动发射机的系统功能，系统输出信息有如下几个：输出到控制网球自动发射机发射电机的启停信号 Y0，输出到控制网球自动发射机向上运动的电机启停信号 Y1，输出到控制网球自动发射机向下运动的电机启停信号 Y2，输出到控制网球自动发射机向 左运动的电机启停信号 Y3，输出到控制网球自动发射机向右运动的电机启停信号 Y4，输出到控制网球自动发射机运行灯点亮熄灭的信号 Y5，输出到控制网球自动发射机无球报警灯点亮熄灭的信号 Y6。 基于 PLC的网球自动发射机 PLC 输入输出表设计 根据输入输出信息的分析，将输入输出信息制定了两张表格，并且分析了大概的作用。 输入输出表如表。 表 输入输出信息表 元件符号 端子名称 名称及作用 SB1 X0 总启动开关 SB2 X1 总停止开关 SB3 X2 手动电机 M2 正转开关 SB4 X3 手动电机 M2 反转开关 SB5 X4 手动电机 M3 正转开关 SB6 X5 手动电机 M3 反转开关 西华大学课程设计说明书 第 13 页 SB7 X6 手动发球开关 SB8 X7 自动模式一开关 SB9 X10 自动模式二开关 SB10 X24 手动模式开关 S1 X12 上极限限位开关 S2 X13 下极限限位开关 S3 X14 左极限限位开关 S4 X15 右极限限位开关 S5 X16 左上极限限位开关 S6 X17 左下极限限位开关 S7 X20 右下极限限位开关 S8 X21 右上极限限位开关 S9 X22 网球检测开关 S10 X23 中间限位开关 KM0 Y0 发球电机 M1 状态 KM1 Y1 电机 M2 正转状态 KM2 Y2 电机 M2 反转状态。