微波炉控制系统设计说明

微波炉控制系统设计

学校：广东技术师范学院天河学院

系别：电气工安程系

班级：本电信091

组员：李嘉骏、曾访云、刘开云

指导老师：陈吹信、刘炽辉

目录一.概述

二.方案的选择与比较

三、系统模块的设计与比较

四、原理图

一.概述

随着科技的日益进步，家电行业的竞争越来越激烈，而且人们的收入有所提高。因此，日常的小型家电就可以进入百姓家，如微波炉。而一款功能强大的微波炉更能受到广大百姓的喜爱。因为，一款功能强大的微波炉能给人们带来极大的方便。更重要的是微波炉的功能是有控制系统了来决定，于是我们决定设计一个微波炉控制系统，在原有功能的基础上如（烤、烘等功能）再加上新的功能如（语音提示等扩展功能）。从而能够在微波炉销售市场中脱颖而出。主控部分采用STC89C52芯片，外围部分由4x4键盘，语音模块，显示模块等组成。其中，4x4键盘主要用来对微波炉的工作方式进行设定，语音模块主要用来对用户的提示，该功能的引入一定能让微波炉的销售量大幅度的攀升，该功能也是本次设计的一大特色，而且，这一功能可以给用户带来极大的方便，大大避免了用户因为一时的遗忘而导致食物被留在微波炉内，而显示模块部分是用来显示微波炉的工作状态和食品的加工的情况，让用户能对微波炉的工作状态有一定的了解。其次，该微波炉还带有自我保护功能。例如，当微波炉内检测到没有食物的话，微波炉是不会正常工作，并给出相应的提示，这样的话就避免了因空烧而带来不必要的能源浪费。而实际中微波炉的工作原理是这样的，用微波来加热，用的频率是24. 5亿赫左右的超短波，它由磁控管产生，经微波炉金属器壁反射再反射后，被炉中的食物吸收。食物能吸收微波是因为食物中含有水分。水分子为

极性分子，一端为正极，一端为负极，而微波是电磁波，有正半周与负半周。24. 5亿赫即表示该微波在一秒钟内变换正负极达24. 5亿次，每换一次，水分子即跟随反转一次；由于水分子一直振动反射，也就摩擦生热，热被食物分子吸收，食物就会变热、变熟。

二.方案的选择与比较

方案一：使用数模电的元件与集成芯片

考虑到该微波炉控制系统有键盘模块、显示模块等部分，因此，用数模电的知识来解决该控制系统的设计显然是不可取的。因为，在实现这些功能的时候会使用到大量的芯片，这样的话会使工作量大大的加重，加上出错的机会也大大的上升。而且，有些集成芯片的价格比较昂贵，导致制作的成本上升。更重要的

是，有时候会把简单的问题复杂化，如实现定时功能就可能要五、六块集成芯片。综上所述，本次设计我们并没有采用这种方案。

方案二：利用单片机作为主控部分

由于单片机内部有定时器、计数器、中断系统等模块，能更为方便地去实现上述的功能。我们采用的单片机型号为SST89C52，该单片机的Flash为8KB，RAM为258，有32个I/O端口，5个中断源，3个定时/计数器，功能十分的强大。具体的作用如下：4x4键盘输入指令到单片机的内部，然后单片机通过预先设计的程序对指令进行分析并执行相应的功能，另外根据需要，把要显示的内容通过LCD显示屏显示出来，或者实现定时功能。因此，在实现这些功能的时候就显得比方案一的要简单，更重要的是该方案所需要的芯片较少，故能节约成本，而且，出错的机率大大降低，调试的时候更加方便。方案二的基本原理如图：

上图已经可以发现系统比较简洁，故我们选用方案二。

三、系统模块的设计与比较

一、键盘模块

方案一：独立按键方式

独立按键方式是一种比较传统的与单片机连接的方式，实现的时候比较简单，操作起来比较方便，但这种按键连接方式会非常浪费单片机的I/O端口。又由于该微波炉控制系统还要余留一些端口来实现显示功能与语音播放功能，所以单片机的I/O端口就显得十分的重要，不能随意的浪费，故该方式不可取。独立按键方式如图：

方案二：行列式按键扫描的方式

该方法最大的优点是虽然占用单片机的端口较少，但是按键所实现的功能却非常的多，能满足本次设计的要求，故选择此方式来做为本次键盘模块的形式。它的工作原理如下，让行线接单片机一端口的低四位，列线接单片机的高四位。内部CPU先让第一行的一个位为“0”，其余的行为“1”，然后读列的状态，再对每列的值进行判断，如果所有的列值均为“1”，则表示所在的行无键按下，如果某列的值为“0”，则该行与该列交叉点的键按下。如图

由图已经可以发现行列式按键方式的确能实现多种功能的互相组合。

二、显示模块

方案一：数码管或者点阵的相互拼合

该方案是比较传统的显示方法，但是本设计对显示的要求比较高，显示的文字比较的多，因此，如果用数码管的话根本不可能实现显示中文的效果，而点阵的方案则需要非常复杂的程序编写，所以实现起来不方便，故不选择该方案。

方案二：12864显示屏

12864显示屏是现在使用比较广泛的一种显示元件，又由于该显示屏内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块, 而且内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集，因此在进行中文显示的时候能通过程序的编写对12864内部的中文字库进行直接的调用，加上本次微波炉控制系统对中文显示的要求比较高，因此方案一的办法显然是不可取的，更重要的是，12864显示屏的够大，显示的中文清晰，让用户一目了然，故本次的设计采用12864来进行显示。

三、语言模块

方案一：蜂鸣器

蜂鸣器的使用比较简单，但发出的声音非常的单一，不能满足本次设计的需要，故不采用此方法。

方案二：采用专用的语音芯片ISD1720

该语言芯片是ISD1700系列中的一种，它的特点是可录、放音十万次，存储内容

智能微波炉控制系统设计

智能微波炉课程设计 题目基于PLC的智能微波炉控制系统设计 同济大学 专业机械设计制造及其自动化班级机电 B 学号080221 学生姓名傅威东 指导老师XX、XXX 完成日期2011年11月

随着科学技术的进步，电子技术传感技术以及材料技术近年来得到了很大的发展。国内外微波炉研发机构和生产工厂，为了满足微波炉消费者的使用要求，将各种先进的现代化技术应用微波炉，推出了一系列新颖先进的微波炉产品。这些微波炉新产品，反映了微波炉技术发展趋势，这些趋势主要表现在以下几个方面。 （1）多功能。随着现代化人们生活节奏的加快以及追求生活质量的提高，对于食物的加工烹饪也提出了更高的要求，因而出现了多功能的微波炉。比如将电烤箱的烧烤功能元件加入微波炉，制造出的微波炉烧烤组合微波炉，就是一个例子。这种微波炉目前在国内已经非常普遍，其优点就在于利用微波炉能量快速烹调，使食物具有更好的口感和视觉效果效应。 （2）智能化。采用微电脑控制技术和传感器感测技术，实现微波炉的智能化加热烹调，是微波炉技术发展的一大方向。这中智能化的微波炉，无需使用者在操作按键上输入烹调时间、加热功率、食物重量等参数，只要按一下启动键，微波炉内的传感器就将检测到的食物温度、整齐湿度等参数不断输出给电脑控制芯片，微电脑控制芯片进行一系列的运算、比较、分析之后，输出相应的指令，自动控制微波炉的加热时间和功率大小，实现智能化全自动烹调 （3）节能化。松下公司将变频技术应用于微波炉推出的变频微波炉产品，通过将市电电源换为变频电源，能将50Hz的电源任意转换成20000~45000Hz的高频电源，供给微波炉产生电路，使微波炉的输出功率随着电源频率的变化而改变，从而改变了以往微波炉利用占空比原理调节微波炉输出功率的方式，不仅使得微波炉能量产生电路的供电系统的体积重量大大减小，而且使得耗电量减少了四分之一左右。 （4）健康化。随着人们健康环保意识的增强，对于食品中热量的限制也愈加重视。作为现代化食品烹调器具的微波炉，能烹调出低热量的保健食品。 1.2 微波炉概述 电源向磁控管提供大约4000伏高压，磁控管在电源激励下，连续产生微波，再经过波导系统，耦合到烹调腔内。在烹调腔的进口处附近，有一个可旋转的搅拌器，因为搅拌器是风扇状的金属，旋转起来以后对微波具有各个方向的反射，所以能够把微波能量均匀地分布在烹调腔内。微波炉其实就是用微波来煮饭烧菜的。微波炉是一种用微波加热食品的现代化烹调灶具。微波是一种电磁波。微波

自动控制系统课程设计说明书

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：自动控制理论课程设计 设计题目：直线一级倒立摆控制器设计 院系：电气学院电气工程系 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2016.6.6-2016.6.19 手机： 工业大学教务处

*注：此任务书由课程设计指导教师填写。

直线一级倒立摆控制器设计 摘要：采用牛顿—欧拉方法建立了直线一级倒立摆系统的数学模型。采用MATLAB 分析了系统开环时倒立摆的不稳定性，运用根轨迹法设计了控制器，增加了系统的零极点以保证系统稳定。采用固高科技所提供的控制器程序在MATLAB中进行仿真分析，将电脑与倒立摆连接进行实时控制。在MATLAB中分析了系统的动态响应与稳态指标，检验了自动控制理论的正确性和实用性。 0.引言 摆是进行控制理论研究的典型实验平台，可以分为倒立摆和顺摆。许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等，都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来，通过倒立摆系统实验来验证我们所学的控制理论和算法，非常的直观、简便，在轻松的实验中对所学课程加深了理解。由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性，许多现代控制理论的研究人员一直将它视为典型的研究对象，不断从中发掘出新的控制策略和控制方法。 本次课程设计中以一阶倒立摆为被控对象，了解了用古典控制理论设计控制器(如PID控制器)的设计方法和用现代控制理论设计控制器(极点配置)的设计方法，掌握MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法。 1.系统建模 一级倒立摆系统结构示意图和系统框图如下。其基本的工作过程是光电码盘1采集伺服小车的速度、位移信号并反馈给伺服和运动控制卡，光电码盘2采集摆杆的角度、角速度信号并反馈给运动控制卡，计算机从运动控制卡中读取实时数据，确定控制决策(小车运动方向、移动速度、加速度等)，并由运动控制卡来实现该控制决策，产生相应的控制量，使电机转动，通过皮带带动小车运动从而保持摆杆平衡。

火灾自动报警及消防联动控制系统设计说明

火灾自动报警及消防联动控制系统设计说明 1、系统构成： (1)火灾自动报警系统 (2)消防联动控制 (3)火灾应急广播系统 (4)消防直通对讲电话系统 (5)漏电火灾报警系统 (6)大空间智能型灭火装置集中控制系统（消防水炮控制系统） (7)智能消防应急疏散照明指示灯系统 2.系统概况： （1）本工程为一类防火建筑.火灾自动报警的保护等级按特级设置.设控制中心报警系统和消防联动控制系统。 （2）.系统组成:火灾自动报警系统；消防联动控制系统；火灾应急广播系统；消防直通电话对讲系统；漏电火灾报警系统；大空间智能型灭火装置集中控制系统（消防水炮控制系统）；智能消防应急疏散照明指示灯系统。 3.消防控制室: （1）本工程的消防控制室设置在一层西侧，负责本工程全部火灾报警及联动控制系统，设有直接通室外的出口. （2）消防控制室可联动所有与消防有关的设备。 （3）消防控制室的报警联动设备由火灾报警控制主机、联动控制台、CRT显示器、打印机、广播设备、消防直通对讲电话设备、电源设备等组成。 （4）消防控制室可接收感烟、感温、可燃气体等探测器的火灾报警信号及水流指示器、检修阀、压力报警阀、手动报警按钮、消火栓按钮以及消防水炮的动作信号。 （5）消防控制室可显示消防水池、消防水箱水位，显示消防水泵等的电源及运行情况。 4.火灾自动报警系统： （1）本工程采用消防控制室报警控制系统，火灾自动报警系统按四总线设计。 （2）探测器：柴油发电机房、厨房、车库等处设置感温探测器，直燃机房设防爆型可燃气体探测器，其他场所设置感烟探测器。 （3）探测器安装：探测器与灯具的水平净距应大于0.2m；至墙边、梁边或其他遮挡物

机电控制系统课程设计

JIANG SU UNIVERSITY 机电系统综合课程设计 ——模块化生产教学系统的PLC控制系统设计 学院：机械学院 班级：机械 (卓越14002) 姓名：张文飞 学号： 3140301171 指导教师：毛卫平 2017年 6月

目录 一： MPS系统的第4站PLC控制设计 (3) 1.1第四站组成及结构 (3) 1.2 气动回路图 (3) 1.3 PLC的I/O分配表，I/O接线图（1、3、6站电气线路图） (4) 1.4 顺序流程图&梯形图 (5) 1.5 触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件地址表 (10) 1.6 组态王控制画面及说明 (13) 二： MPS系统的两站联网PLC控制设计 (14) 2.1 PLC和PLC之间联网通信的顺序流程图（两站）&从站梯形图 (14) 2.2 通讯软元件地址表 (14) 三：调试过程中遇到的问题及解决方法 (18) 四：设计的收获和体会 (19) 五：参考文献 (20)

一：MPS系统的第4站PLC控制设计 1.1第四站组成及结构： 由吸盘机械手、上下摆臂部件、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成选择要安装工件的料仓，将工件从料仓中推出，将工件安装到位。 1．吸盘机械手臂机构：机械手臂、皮带传动结构真空吸嘴组成。由上下摆臂装置带动其旋转完成吸取小工件到放小工件完成组装流程的过程。 2．上下摆臂结构：由摆臂缸（直线缸）摆臂机械装置组成。将气缸直线运动转化为手臂旋转运动。带动手臂完成组装流程。 3．仓料换位机构：由机构端头换仓缸带动仓位装置实现换位（蓝、黑工件切换）。 4．推料机构：由推料缸与机械部件载料平台组成。在手臂离开时将工件推出完成上料。 5．真空发生器：当手臂在工件上方时，真空发生器通气吸盘吸气。 5．I/O接口板：将桌面上的输入与输出信号通过电缆C1与PLC的I/O相连。 6．控制面板：完成设备启动上电等操作。（具体在按钮上有标签说明）。

微波炉控制系统设计

微波炉控制系统设计 学校：广东技术师范学院天河学院系别：电气工安程系 班级：本电信091 组员：李嘉骏、曾访云、刘开云 指导老师：陈吹信、刘炽辉

目录 一.概述 二.方案的选择与比较 三、系统模块的设计与比较 四、原理图

一.概述 随着科技的日益进步，家电行业的竞争越来越激烈，而且人们的收入有所提高。因此，日常的小型家电就可以进入百姓家，如微波炉。而一款功能强大的微波炉更能受到广大百姓的喜爱。因为，一款功能强大的微波炉能给人们带来极大的方便。更重要的是微波炉的功能是有控制系统了来决定，于是我们决定设计一个微波炉控制系统，在原有功能的基础上如（烤、烘等功能）再加上新的功能如（语音提示等扩展功能）。从而能够在微波炉销售市场中脱颖而出。主控部分采用STC89C52芯片，外围部分由4x4键盘，语音模块，显示模块等组成。 其中，4x4键盘主要用来对微波炉的工作方式进行设定，语音模块主要用来对用户的提示，该功能的引入一定能让微波炉的销售量大幅度的攀升，该功能也是本次设计的一大特色，而且，这一功能可以给用户带来极大的方便，大大避免了用户因为一时的遗忘而导致食物被留在微波炉内，而显示模块部分是用来显示微波炉的工作状态和食品的加工的情况，让用户能对微波炉的工作状态有一定的了解。其次，该微波炉还带有自我保护功能。例如，当微波炉内检测到没有食物的话，微波炉是不会正常工作，并给出相应的提示，这样的话就避免了因空烧而带来不必要的能源浪费。而实际中微波炉的工作原理是这样的，用微波来加热，用的频率是24. 5亿赫左右的超短波，它由磁控管产生，经微波炉金属器壁反射再反射后，被炉中的食物吸收。食物能吸收微波是因为食物中含有水分。水分子为极性分子，一端为正极，一端为负极，而微波是电磁波，有正半周与负半周。24. 5亿赫即表示该微波在一秒钟内变换正负极达24. 5亿次，每换一次，水分子即跟随反转一次；由于水分子一直振动反射，也就摩擦生热，热被食物分子吸收，食物就会变热、变熟。

系统概要设计说明书规范

KTV点歌系统概要设计说明书

1. 引言 1.1目的 选歌系统是为某KTV唱吧开发的视频歌曲点唱软件。该软件能方便顾客进行选歌，帮助系统管理员管理歌曲的播放，提高KTV歌曲点唱的效率和准确率。 本文档为该系统的概要设计说明书，详细阐述了对用户所提出需求的设计方案，对系统中的各项功能需求、技术需求、实现环境及所使用的实现技术进行了明确定义。同时，对软件应具有的功能和性能及其他有效性需求也进行了定义。 1.2项目背景 ●系统名称：选歌系统 ●项目提出者：某KTV唱吧 ●项目开发者： ●项目管理者： ●最终用户：某KTV唱吧 1.3术语定义 实现环境：系统运行的目标软件、硬件环境。 实现技术：系统所采用的软件技术或体系结构。 实现语言或工具：实现系统最终采用的编程语言或工具包，如Delphi、VB、PB、Java、Ada等。 参考资料 1)新余电视点播系统； 2)某KTV唱吧《视频点歌系统计划任务书》； 本项目所参照的文件有： 3)康博工作室，《Visual Basic 新起点》，机械工业出版社，2000

2. 系统概述 2.1系统需求 2.1.1系统目标 本软件是为某KTV唱吧开发的视频点歌系统软件。该软件用于提高点歌系统的工作效率。随着人们业余生活的丰富，休闲活动的多种多样，人们更多的喜欢选择KTV这种形式的娱乐方式。且随着计算机普及，点歌系统越来越智能化，人性化；一个好的音乐唱吧必须要拥有一个方便、快捷、准确的点歌系统，因此，急需一个软件系统解决这些问题。本软件应能结合当前选歌播放手工操作的流程以及将来业务发展的需要，对视频点歌系统中歌曲信息、歌手信息、最新排行榜等等的查询、更新提供完全的计算机管理。 2.1.2性能需求 数据精确度 数量值：精确到小数后一位； 时间值：精确到日，并以yyyy/mm/dd的形式表示； 价格值：精确到分，并以.XX的形式表示。 时间特性 页面响应时间：不超过10秒 更新处理时间：不超过15秒 数据转换与传输时间：不超过30秒。 适应性 1) 开发基于的平台要考虑向上兼容性，如操作系统，数据库等要考虑更高版本的兼容 性。 2) 当需求发生变化时系统应具有一定的适应能力，要求系统能够为将来的变更提供以 下支持：能够在系统变更用户界面和数据库设计，甚至在更换新的DBMS后，系统的现有设计和编码能够最大程度的重用，以保护现阶段的投资和保证软件系统能够在较少后续投入的情况下适应系统的扩展和更新。在设计中最好列出针对变更所需要重新设计的模块部分

基于PLC的智能微波炉控制系统设计

课程设计说明书 题目基于PLC的智能微波炉控制系统设计 同济大学浙江学院 专业机械设计制造及其自动化班级机电B学号080221 学生姓名傅威东 指导老师XX、XXX 完成日期2011年11月 随着科学技术的进步，电子技术传感技术以及材料技术近年来得到了很大的发展。国内外微波炉研发机构和生产工厂，为了满足微波炉消费者的使用要求，将各种先进的现代化技术应用微波炉，推出了一系列新颖先进的微波炉产品。这

些微波炉新产品，反映了微波炉技术发展趋势，这些趋势主要表现在以下几个方面。 （1）智能化。采用微电脑控制技术和传感器感测技术，实现微波炉的智能化加热烹调，是微波炉技术发展的一大方向。这中智能化的微波炉，无需使用者在操作按键上输入烹调时间、加热功率、食物重量等参数，只要按一下启动键，微波炉内的传感器就将检测到的食物温度、整齐湿度等参数不断输出给电脑控制芯片，微电脑控制芯片进行一系列的运算、比较、分析之后，输出相应的指令，自动控制微波炉的加热时间和功率大小，实现智能化全自动烹调。 （2）多功能。随着现代化人们生活节奏的加快以及追求生活质量的提高，对于食物的加工烹饪也提出了更高的要求，因而出现了多功能的微波炉。比如将电烤箱的烧烤功能元件加入微波炉，制造出的微波炉烧烤组合微波炉，就是一个例子。这种微波炉目前在国内已经非常普遍，其优点就在于利用微波炉能量快速烹调，使食物具有更好的口感和视觉效果效应。 （3）节能化。松下公司将变频技术应用于微波炉推出的变频微波炉产品，通过将市电电源换为变频电源，能将50Hz的电源任意转换成20000~45000Hz的高频电源，供给微波炉产生电路，使微波炉的输出功率随着电源频率的变化而改变，从而改变了以往微波炉利用占空比原理调节微波炉输出功率的方式，不仅使得微波炉能量产生电路的供电系统的体积重量大大减小，而且使得耗电量减少了四分之一左右。 （4）健康化。随着人们健康环保意识的增强，对于食品中热量的限制也愈加重视。作为现代化食品烹调器具的微波炉，能烹调出低热量的保健食品。 （5）操作简便化。采用各种液晶触摸式控制面板和声控传递系统，使得这种多功能微波炉的操作变得简单易行。 1.2微波炉概述 微波炉其实就是用微波来煮饭烧菜的。微波炉是一种用微波加热食品的现代化烹调灶具。微波是一种电磁波。微波炉由电源，磁控管，控制电路和烹调腔等部分组成。电源向磁控管提供大约4000伏高压，磁控管在电源激励下，连续产生微波，再经过波导系统，耦合到烹调腔内。在烹调腔的进口处附近，有一个可旋转的搅拌器，因为搅拌器是风扇状的金属，旋转起来以后对微波具有各个方向

PLC控制系统的设计说明书

课程设计（论文） 题目：抢答器PLC控制系统设计 学院：机电工程学院 专业班级：09级机械工程及自动化03班 指导教师：肖渊职称：副教授 学生姓名：王帅 学号： 40902010317

目录 第1章概述 (1) 1.1 PLC的发展 (1) 1.2 PLC的应用 (2) 第2章抢答器系统的总体设计 (3) 2.1 抢答器电气控制系统设计要求 (3) 2.2 抢答器系统组成 (3) 2.3抢答器的流程图 (4) 第3章硬件系统设计 (5) 3.1 硬件接线图 (5) 3.2 Ｉ/Ｏ端子分配表 (6) 3.3 七段显示管的设计 (6) 第4章软件系统的设计 (8) 4.1 程序指令 (8) 4.2 工作过程分析 (11) 第5章总结 (13) 参考文献 (14) 附录一 (14)

第1章概述 可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。可编程控制器(Programmable Logic Controller)即PLC。现已广泛应用于工业控制的各个领域。他以微处理为核心，用编写的程序不仅可以进行逻辑控制，还可以定时，计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。美国电气制造商协会经过4年调查，与1980年将其正式命名为可编程控制器（Programmable Controller），简写为PC。后来由于PC这个名称常常被用来称呼个人电脑（Personal Computer），为了区别，现在也把可编程控制器称为PLC。 1.1 PLC的发展 20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程逻辑控制器，使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。 20世纪70年代中末期，可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。 20世纪80年代初，可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 20世纪80年代至90年代中期，是可编程逻辑控制器发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 20世纪末期，可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程逻辑控制器的工业控制设备的配套更加容易。

C650普通车床电气控制系统设计说明-书

目录 第1章引言·1 1.1 可编程控制器的简单介绍··1 1.2 西门子S7-200 的简单介绍··4 1.3 C650卧式车床简述··5 第2章继电接触器控制系统设计·7 2.1 C650卧式车床的控制要求··7 2.2 电气控制线路分析··7 2.3 C650卧式车床电气控制线路的特点··9 第3章C65O普通车床的PLC 设计过程·10 3.1 控制要求··10 3.2 方案说明··10 3.3 确定I/O信号数量，选择PLC的类型··10 3.4 C650普通车床PLC控制系统I/O地址分配表··11 3.5 控制电路设计··11 3.6 PLC控制程序设计··13 3.7 C650普通车床控制系统PLC控制程序语句表··15 3.8 系统调试··18 结论·19

设计总结·20谢辞·21 参考文献·22

第1章引言 本设计主要针对C650普通车床进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。 1.1 可编程控制器的简单介绍 1.1.1 PLC的工作原理 PLC 英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种机械或生产过程。 PLC采用循环扫描的工作方式，即顺序扫描，不断循环这种工作方式是在系统软件控制下进行的。当PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编写好并存于用户存储器中的程序，按序号作周期性的程序循环扫描，程序从第一条指令开始，逐条顺序执行用户的程序直到程序结束。然后重新返回第一条指令，再开始下一次扫描；如此周而复始。实际上，PLC扫描工作除了执行用户程序外，还要完成其他工作，整个工作过程分为自 诊 断、通讯服务、输入处理、输出处理、程序执行五个阶段。 1.1.2 可编程序控制器的组成 可编程序控制器硬件由中央处理器、电源、输出组件、输入组件、输入输出、编程器六部分构成: 中央处理器（Central Processor Unit 简称CPU）：它是可编程序控制器的心脏部分。CPU 由微处理器（Microproce-ssor）存储实际控制逻辑的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。 电源（Power Supply）：给中央处理器提供必需的工作电源。 输入组件（Inputs）：输入组件的功能是将操作开关和现场信号送给中央处理器。现场信号可能是开关量、模拟量或针对某一特定目的使用的特殊变量。 输出组件（Outputs）：输出组件接收CPU 的控制信号，并把它转换成电压或电流等现场执行机构所能接收的信号后，传送控制命令给现场设备的执行器。 输入输出（简称I/O）是可编程序控制器的“手”和“脚”或者叫作系统的“眼睛”

控制系统仿真课程设计

控制系统仿真课程设计 （2010级） 题目控制系统仿真课程设计学院自动化 专业自动化 班级 学号 学生姓名 指导教师王永忠/刘伟峰 完成日期2013年7月

控制系统仿真课程设计（一） ——锅炉汽包水位三冲量控制系统仿真1.1 设计目的 本课程设计的目的是通过对锅炉水位控制系统的Matlab仿真，掌握过程控制系统设计及仿真的一般方法，深入了解反馈控制、前馈-反馈控制、前馈-串级控制系统的性能及优缺点，实验分析控制系统参数与系统调节性能之间的关系，掌握过程控制系统参数整定的方法。 1.2 设计原理 锅炉汽包水位控制的操作变量是给水流量，目的是使汽包水位维持在给定的范围内。汽包液位过高会影响汽水分离效果，使蒸汽带水过多，若用此蒸汽推动汽轮机，会使汽轮机的喷嘴、叶片结垢，严重时可能使汽轮机发生水冲击而损坏叶片。汽包液位过低，水循环就会被破坏，引起水冷壁管的破裂，严重时会造成干锅，甚至爆炸。 常见的锅炉汽水系统如图1-1所示，锅炉汽包水位受汽包中储水量及水位下汽包容积的影响，而水位下汽包容积与蒸汽负荷、蒸汽压力、炉膛热负荷等有关。影响水位变化的因素主要是锅炉蒸发量（蒸汽流量）和给水流量，锅炉汽包水位控制就是通过调节给水量，使得汽包水位在蒸汽负荷及给水流量变化的情况下能够达到稳定状态。 图1-1 锅炉汽水系统图

在给水流量及蒸汽负荷发生变化时，锅炉汽包水位会发生相应的变化，其分别对应的传递函数如下所示： （1）汽包水位在给水流量作用下的动态特性 汽包和给水可以看做单容无自衡对象，当给水增加时，一方面会使得汽包水位升高，另一方面由于给水温度比汽包内饱和水的温度低，又会使得汽包中气泡减少，导致水位降低，两方面的因素结合，在加上给水系统中省煤器等设备带来延迟，使得汽包水位的变化具有一定的滞后。因此，汽包水位在给水流量作用下，近似于一个积分环节和惯性环节相串联的无自衡系统，系统特性可以表示为 ()111()()(1)K H S G S W S s T s ==+ （1.1） （2）汽包水位在蒸汽流量扰动下的动态特性 在给水流量及炉膛热负荷不变的情况下，当蒸汽流量突然增加时，瞬间会导致汽包压力的降低，使得汽包内水的沸腾突然加剧，水中气泡迅速增加，将整个水位抬高；而当蒸汽流量突然减小时，汽包内压力会瞬间增加，使得水面下汽包的容积变小，出现水位先下降后上升的现象，上述现象称为“虚假水位”。虚假水位在大中型中高压锅炉中比较显著，会严重影响锅炉的安全运行。“虚假水位”现象属于反向特性，变化速度很快，变化幅值与蒸汽量扰动大小成正比，也与压力变化速度成正比，系统特性可以表示为 222()()()1f K K H s G s D s T s s ==-+ （1.2） 常用的锅炉水位控制方法有：单冲量控制、双冲量控制及三冲量控制。单冲量方法仅是根据汽包水位来控制进水量，显然无法克服“虚假水位”的影响。而双冲量是将蒸汽流量作为前馈量用于汽包水位的调节，构成前馈-反馈符合控制系统，可以克服“虚假水位”影响。但双冲量控制系统要求调节阀具有好的线性特性，并且不能迅速消除给水压力等扰动的影响。为此，可将给水流量信号引入，构成三冲量调节系统，如图1-2所示。图中LC 表示水位控制器（主回路），FC 表示给水流量控制器（副回路），二者构成一个串级调节系统，在实现锅炉水位控制的同时，可以快速消除给水系统扰动影响；而蒸汽流量作为前馈量用于消除“虚假水位”的影响。

微波炉系统设计

1 选题的目的和意义 1.1 选题的背景 在现代人快节奏生活中，微波炉已成为便捷生活的一部分。随着控制技术和智能技术的发展，微波炉也向着智能化、信息化发展。而现有市售的微波炉其主要弊端为：不能按既有程序进行烹调，需要使用者根据食物的类型、数量、温度等因素去设定微波炉的工作时间，若设定的工作时间过长，含水分较多的食物可能会产生过热碳化的现象，若时间过短则达不到预期的烹调效果。不仅在节能方面未做过多考虑，使用者还需要经常翻看使用说明书才能完成操作过程。针对这些问题，笔者认为有必要研制一种操作简单且烹调效果好的微波炉，根据一些家常菜按固定程序烹调的现象，可采取分时、分档火力加热，节时又节能。 1.2 设计的目的和意义 目前大部分微波炉控制器采用单片机进行设计，电路比较复杂，性能不够灵活。本设计采用先进的 EDA 技术，利用 VHDL 设计语言，设计一种新型的微波炉控制器。该控制器具有系统复位、状态控制、时间设定、火力档位选择、烹饪计时、温度控制、显示译码和音效提示等功能，基于 FPGA 芯片实现。 该微波炉控制系统，除实现常规的解冻、烹调、烘烤的基本功能外，还进行了创新设计，实现了微波炉的自定义设置。 本系统控制部分以 FPGA 芯片为核心，通过功能按键设置和手动数据输入，完成不同功能时自动以预置方案或者自定义方案加热。其

中，预制方案提供烹调、烘烤、解冻等系统烹调流程，仅供用户选择，无需设置；而自定义方案，用户根据食物含量、重量等手动设置时间、温度和选择火力等操作。在烹饪过程中，能通过数码管显示或者指示灯提示知道食物的成熟度，可以智能控制。 该系统在功能执行时，能实现门开关检测、键盘输入扫描、温度控制、LED 显示、工作状态指示、蜂鸣等。 1.3 选题的技术现状 目前大部分微波炉控制器采用单片机进行设计，电路比较复杂，性能不够灵活。本文采用先进的 EDA 技术，利用 Quartus II 工作平台 VHDL 设计语言，设计一种新型的微波炉控制器系统。该系统用VHDL 编程实现各底层模块的功能，顶层设计用图形输入完成。该系统具有系统复位、时间设定、烹饪计时、温度控制和音效提示等功能，在 FPGA 上实现。 2 题目的主要内容 本课题是基于 FPGA 的微波炉控制器设计，即设计一个具备定时、温控、信息显示和音响效应提示功能的微波炉控制器，实现一些功能：·该微波炉控制器能够在任意时刻取消当前工作，复位为初始状态。 ·可以根据需要设置烹调时间的长短，系统最长的烹调时间为 59 分 59 秒；开始烹调后，能够显示剩余时间的多少。 ·可以根据需要设置烹调最高温度值，系统最高的烹调温度为999℃；开始烹调后，能够显示系统当前温度值。

在线交易二手市场系统概要设计说明书

在线交易二手市场系统概要设计说明书概要设计说明书 信息与电气工程学院 软工1401 ** 201422******

1.引言 1.1编写目的 此概要设计说明书实现一个简易的基于校园网在线交易二手市场系统，对交易管理系统的总体设计、接口设计、界面总体设计、系统出错处理设计以及系统安全数据进行了说明，在以后的软件测试以及软件维护阶段也可参考此说明书，以便于了解在概要设计过程中所完成的各模块设计结构，或在修改时找出在本阶段设计的不足或错误。 1.2背景 A．待开发软件系统名称为: 在线交易二手市场； B．任务提出者：** 开发者：** C．使用用户能在校园网上进行交易的系统。 D. 按照《在线交易二手市场系统需求分析说明书》为基础来具体细化系统所具备的所有功能及功能的实现方法和接口。 1.3 开发环境 Visual Studio 2010 Mircosoft sql server 2008 Express

PowerDesigner 15.1 1.4定义 本系统:基于校园网的在线交易二手市场系统设计与实现 1.5参考资料 《基于校园网在线交易二手市场需求分析说明书》 《项目计划表》 《校园网在线交易二手市场系统_数据库模型》 2.总体设计 2.1设计目标 基于校园网的在线交易二手市场主要实现以下目标： ⑴为师生提供展示商品及表现学校形象的平台。 ⑵为用户提供商品信息查看、在线商品订购、商品浏览等功能。 ⑶采用动态网页技术，使页面中展示的商品信息更具时效性、先进性。 ⑷提供客户互评及客户给商品评论功能，收集用户对商品的意见及看法。 ⑸提供后台管理页面，简化了用户信息、商品信息、订单信息等系统数据的维护操作。 2.2运行环境

课程设计说明书 温度控制系统的设计与实现

课程设计说明书 课程设计说明书题目：温度控制系统的设计与实现

摘要 温度控制系统是一种典型的过程控制系统，在工业生产中具有极其广泛的应用。温度控制系统的对象存在滞后，它对阶跃信号的响应会推迟一些时间，对自动控制产生不利的影响，因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一，物体的许多性质和特性都与温度有关，很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行，因此，对温度的精确测量和可靠控制，在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。 本文阐述了过程控制系统的概念，介绍了一种温度控制系统建模与控制，以电热水壶为被控对象，通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型，采用了PID算法进行系统的设计，达到了比较好的控制目的。 关键词：温度控制；建模；自动控制；过程控制；PID

Abstract In industrial production with extremely extensive application, temperature control system is a typical process control system.Temperature control system has the larger inertia. It is the response signal to step off some of time.And it produces the adverse effect to the temperature measurement. The control system is the important industrial control index. Temperature is an important parameters in the process of industrial production. Also it is one of the main parameters of objects, many properties and characteristics of temperature, many important process only under certain temperature range can efficiently work. Therefore, the precise measurement of temperature control, reliable industrial production and scientific research has very important significance. This paper discusses the concept of process control system and introduces a kind of temperature control system .The electric kettle is the controlled object, PID algorithm is used for system design,through experience method to get the model of temperature control system and we can get the controlied response well. Keywords：Temperature control; Mathematical modeling; Automatic control; Process control; PID

控制系统仿真课程设计

控制系统数字仿真课程设计 1．课程设计应达到的目的 1、通过Matlab仿真熟悉课程设计的基本流程； 2、掌握控制系统的数学建模及传递函数的构造； 3、掌握控制系统性能的根轨迹分析； 4、学会分析系统的性能指标； 2．课程设计题目及要求 设计要求 1、进行系统总体设计，画出原理框图。（按给出的形式，自行构造数学模型，构造成1 个零点，三个极点的三阶系统，主导极点是一对共轭复根） G（s）=10(s+2)/(s+1)(s2+2s+6) 2、构造系统传递函数，利用MATLAB绘画系统的开环和闭环零极点图；(分别得 到闭环和开环的零极点图)参考课本P149页例题4-30 clear; num = [10,20]; den =[1 3 8 6]; pzmap(num,den) 3、利用MATLAB绘画根轨迹图，分析系统随着根轨迹增益变化的性能。并估算超 调量=16.3%时的K值（计算得到）。参考课本P149页例题4-31 clear num=[10,20]; den=[1 3 8 6]; sys=tf(num,den); rlocus(sys) hold on jjx(sys); s=jjx(sys); [k,Wcg]=imwk(sys)

set(findobj('marker','x'),'markersize',8,'linewidth',1.5,'Color','k'); set(findobj('marker','o'),'markersize',8,'linewidth',1.5,'Color','k'); function s=jjx(sys) sys=tf(sys); num=sys.num{1}; den=sys.den{1}; p=roots(den); z=roots(num); n=length(p); m=length(z); if n>m s=(sum(p)-sum(z))/(n-m) sd=[]; if nargout<1 for i=1:n-m sd=[sd,s] end sysa=zpk([],sd,1); hold on; [r,k]=rlocus(sysa); for i=1:n-m plot(real(r(i,:)),imag(r(i,:)),'k:'); end end else disp; s=[]; end function [k,wcg]=imwk(sys) sys=tf(sys) num=sys.num{1} den=sys.den{1}; asys=allmargin(sys); wcg=asys.GMFrequency; k=asys. GainMargin;

微波炉控制系统

河北工业大学计算机 硬件技术基础（MCS-51）——微波炉控制系统设计报告学院土木工程班级姓名学号 成绩 _ _ 一、设计题目： （编号12）微波炉控制系统设计 二、设计目的： （1）模拟微波炉的控制系统，实现部分功能，包括：①大小火力的选择；②设定温火加热时间并显示；③时间倒计时并通过LED显示；④设置蜂鸣器来警告加热时间到；⑤设置中断来模拟开门等。 （2）通过试验进一步加深对MCS—51单片机内部结构和程序设计方法的理解。 （3）通过两个人的合作，增强团队精神。 三、总体设计 1、分析问题的功能 本设计主要预实现以下工作流程： 1）按下电源键，指示灯亮，LED显示00，单位是秒。 2）通过键盘设置需要加热的时间，在LED上进行显示。 3）时间设定完后，通过大小两个按键，选择火力大小，启动微波炉开始工作。 4）LED显示剩余工作时间，定时时间到后蜂鸣器鸣叫，LED显示消失，火力指示灯和电源指示灯均熄灭。 5)微波炉运行过程中，若按下K1键，则微波炉停止工作，LED显示灭，指示灯灭。 2、系统总体结构设计 1）硬件设计： 单片机：MCS-51单片机 I/O接口：P1口和P3口

其他硬件设备：3个LED 灯(LED1、LED2、LED3)、 3个SWH 键(SWH1、SWH2、SWH3)、 一个K 键（K1）、 LED 显示（LED6、LED7）、键盘（S0—S9）、蜂鸣器。 设定 8031时钟频率 11.0592 MHz 2）软件设计：（具体见程序清单中的文字解释） 四、详细设计： 1、硬件详细设计： 1）画出电路图； 指示灯控制 LED 显示和键盘控制

进程控制系统设计说明书

中北大学 课程设计说明书 学院、系：软件学院 专业：软件工程 班级：13140A05 学生姓名：学号： 设计题目：基于Windows的线程控制与同步 起迄日期: 2015年12月28日~2016年1月8日指导教师: 日期: 2015年12月25日

一、设计目的 进程同步是处理机管理中一个重要的概念。本设计要求学生理解和掌握Windows中线程控制与同步机制的相关API函数的功能，能够利用这些函数进行编程。 二、任务概述 (1)实现生产者-消费者问题。 (2)实现读/写者问题。 (3)实现哲学家就餐问题。 三、总体设计 （1）生产者-消费者问题。是一个多线程同步问题的经典案例。该问题描述了两个共享固定大小缓冲区的线程——即所谓的“生产者”和“消费者”——在实际运行时会发生的问题。生产者的主要作用是生成一定量的数据放到缓冲区中，然后重复此过程。与此同时，消费者也在缓冲区消耗这些数据。该问题的关键就是要保证生产者不会在缓冲区满时加入数据，消费者也不会在缓冲区中空时消耗数据。 （2）读/写者问题。创建一个控制台程序，此程序包含n个线程。用这n个线程来表示n个读者或写者。每个线程按相应测试数据文件(后面有介绍)的要求进行读写操作。用信号量机制分别实现读者优先或写者优先的读者-写者问题。 （3）实现哲学家就餐问题。用来演示在并行计算中多线程同步(Synchronization)时产生的问题。在1971年，著名的计算机科学家艾兹格·迪科斯彻提出了一个同步问题，即假设有五台计算机都试图访问五份共享的磁带驱动器。稍后，这个问题被托尼·霍尔重新表述为哲学家就餐问题。这个问题可以用来解释死锁和资源耗尽。有服务生解法，资源分级解法，Chandy/Misra解法。 四、详细设计函数 (1)生产者-消费者问题 #include

电梯控制系统设计设计说明

电梯控制系统设计设计说明

第 1 页共 3 页 编号： 毕业设计说明书 题目：电梯控制系统设计 院（系）：电子工程与自动化学院 专业：电子信息科学与技术专业 学生姓名： 学号：0900840218 指导教师：李莉 职称：讲师 题目类型：理论研究实验研究工程设计√软件开发 2013年5月20日

第 3 页共 39 页 摘要 本设计主要利用AT89S52单片机，实现电梯控制系统的设计。单片机与电机驱动电路的结合完成了电梯基本的升降、楼层停靠、方向选择、时间控制等基本功能，研究并实现了在上位机的模式下通过LABVIEW的远程监测的方法，完成了系统样机的设计与制作。 本设计参照了通用电梯的设计标准，有良好的操作界面和通用的外部接口，具有人性化设计，实现较好的外设兼容性。同时在系统样机中完成的其它设计研究还包括，利用LED和蜂鸣器组成的简单电路实现电梯意外声光报警、利用数码管实现电梯楼层显示，利用4x4矩阵键盘实现电梯楼层按键选择，利用LED实现目的楼层的指示，利用MAX232串口电路实现串口通信，来监测电梯实时状态。样机使用的主要器件包括低功耗、高性能的AT89S52单片机，低功耗、低成本、低电压的MAX232，双全桥电机专用驱动芯片L298，共阴极八段数码管，4x4矩阵键盘等，通过比较合理的设计使样机系统基本达到了任务要求，并具有很高的性价比，硬件设计简单可靠。软件部分使用keil软件进行C语言程序编写，用proteus 7软件进行仿真调试。本设计中综合使用了数字电路、模拟电路、高频电路、单片机及编程、硬件逻辑描述、LABVIEW及其应用以及计算机辅助设计（CAD）等多方面的知识，软硬件结合，很好地完成了本科毕业设计任务要求并取得了良好的学习效果。 关键词：AT89C52；单片机；电梯控制系统； C语言

智能控制系统课程设计

目录 有害气体的检测、报警、抽排.................. . (2) 1 意义与要求 (2) 1.1 意义 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 设计总体方案 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2 总体设计方框图 2.3 完整原理图 (4) 2.4 PCB制图 (5) 3设计原理分析 (6) 3.1 气敏传感器工作原理 (7) 3.2 声光报警控制电路 (7) 3.3 排气电路工作原理 (8) 3.4 整体工作原理说明 (9) 4 所用芯片及其他器件说明 (10) 4.1 IC555定时器构成多谐振荡电路图 (11) 5 附表一：有害气体的检测、报警、抽排电路所用元件 (12) 6.设计体会和小结 (13)

有害气体的检测、报警、抽排 1 意义与要求 1.1.1 意义 日常生活中经常发生煤气或者其他有毒气体泄漏的事故，给人们的生命财产安全带来了极大的危害。因此，及时检测出人们生活环境中存在的有害气体并将其排除是保障人们正常生活的关键。本人运用所学的电子技术知识，联系实际，设计出一套有毒气体的检测电路，可以在有毒气体超标时及时抽排出有害气体，使人们的生命健康有一个保障。 1.2 设计要求 当检测到有毒气体意外排时，发出警笛报警声和灯光间歇闪烁的光报警提示。当有毒气体浓度超标时能自行启动抽排系统，排出有毒气体，更换空气以保障人们的生命财产安全。抽排完毕后，系统自动回到实时检测状态。 2 设计总体方案 2.1 设计思路 利用QM—N5气敏传感器检测有毒气体，根据其工作原理构成一种气敏控制自动排气电路。电路由气体检测电路、电子开关电路、报警电路、和气体排放电路构成。当有害气体达到一定浓度时，QM—N5检测到有毒气体，元件两极电阻变的很小，继电器开关闭合，使得555芯片组成的多谐电路产生方波信号，驱动发光二极管间歇发光；同时LC179工作，驱使蜂鸣器间断发出声音；此时排气系统会开始抽排有毒气体。当气体被排出，浓度低于气敏传感器所能感应的范围时，电路回复到自动检测状态。