自动窗课程设计报告.doc
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自动窗课程设计报告.doc
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课程设计报告
课程名称微机控制技术课程设计
设计题目自动窗控制系统设计
专业班级自动化******
姓名******
学号**********
指导教师****************************
起止时间************************
电气与信息学院
11/12学年第一学期
微机控制技术课程设计任务书
一、课程设计目的
本课程设计的目的在于培养学生运用已学的微机控制技术的基础知识和基本理论,加以综合运用,进行微机控制系统设计的初等训练,掌握运用微机控制技术的原理、设计内容和设计步骤,为从事相关的毕业设计或今后的工作需要打下良好的基础。
二、课程设计内容(包括技术指标)
设计并制作一个窗帘自动控制系统,可以根据各种条件手动或自动控制窗帘的开度。
1.系统包括上位机组态界面,窗开闭机构和窗帘开闭机构。
上位机组态界面由控制按钮和状态显示(显示窗和窗帘状态以及其它必要的信息)组成。
窗和窗帘开闭分别用电机驱动,窗帘开闭机构示意图如下图。
自动窗可以实现“全关、任意开度及全开”三种开度。
自动窗的开闭由电机控制帘布和窗完成。
在窗及窗帘的开闭极限位置用微动开关作为保护装置。
2.可以使用直流电机、异步电机或步进电机,定位传感器自选。
三、课程设计原则
1.尽可能地满足被控对象的控制要求;
2.在满足控制的前提下,力求使控制系统简单、经济;
3.保证控制系统安全可靠;
四、课程设计步骤
1.对控制系统任务和要求作深入的调查研究,明确控制任务;
2.对多个可行方案进行比较,选出最佳方案
3.进行详细的设计与论证
4.给出理论分析与计算,
5.给出系统总体框图、
6.给出核心电路原理图、
7.给出主要流程图、
8.给出程序清单及有关设计文件
9.撰写设计说明书
五、时间安排
时间
内容
备注
12月26日
集中讲解课程设计要求,分配设计题目,明确任务和具体安排
12月27日
确定设计题目、给出设计方案
12月28日
修改设计方案
12月29日
调试
12月30日
调试
12月31日
调试
1月4日
完善设计方案
1月5日
写课程设计报告
1月6日
答辩
六、基本要求
1.基本要求
(1)利用上位机组态遥控实现窗及窗帘开度的控制和实时开度显示;
(2)利用光敏器件,根据不同的环境照度实现窗及窗帘的开关。
2.发挥部分
(1)示教复现功能:
按照基本要求第
(1)项的遥控控制方式,顺序实现窗帘的“全关—位置1—位置2—全开—位置2—位置1—全关”,每两种开度操作之间间隔一定时间,存储这个过程,然后可复现这一过程;
(2)增加温度、风力、雨水传感器,自动实现窗的开关。
3.成绩评定标准
对学生进行全面考核,重点考核设计图纸、说明书质量;独立思考、独立工作能力,综合运用知识的能力;平时的工作态度及表现;答辩情况。
最后按平时表现、报告质量、答辩成绩,其权重分别为0.2、0.4、0.4综合评定成绩,分优、良、中、及、不及格五个等级。
摘要
自动窗控制系统作为智能家居中的一个重要部分,在我国才刚刚兴起,但其发展前景广阔。
为此研究与设计自动能窗控制系统具有深远的现实意义。
本文主要阐述了基于PLC的自动窗控制系统的设计。
本系统使用作为光照检测传感器,实现了根据光照自动调节,手动调节或上位机远程遥控窗户的开度大小。
通过实际硬件连线最终仿真出自动窗的工作原理及过程,对自动窗有了更深的了解。
关键词
自动窗智能家居光敏二极管PLC
Abstract
AutomaticwindowscontrolsystemisoneoftheimportantpartinSmarthouse,inourcountryisjustemerging,butithaveagooddevelopmentinthefuture.Soresearchanddesignhavetheprofoundrealisticsignificanceofautomaticwindowcontrolsystem.ThispapermainlyexpoundsthedesignoftheautomaticWindowsbasedonPLCcontrolsystem.Thissystemisusedphotosensitivediode,realizedaccordingtothelightautomaticadjustment,manualadjustmentorPCremotecontrolofthewindowopeningsize.Basedontheactualhardwareattachment,theworkingprincipleoftheprocessisobtainedbysimulation,hadadeeperunderstandingofautomaticWindows.
Keywords:
automaticWindowsSmarthousephotosensitivediodePLC
目录
1引言 1
1.1课题背景 1
1.2课题的研究工作 1
2方案的介绍 2
2.1几种常见控制方式介绍 2
2.2PLC的介绍和使用 3
3系统硬件设计 6
3.1控制系统组成 6
3.2PLC的选择 7
3.3光控测光电路 8
3.4窗户及窗帘框架构造设计 8
3.5PLC输人、输出口分配 9
3.6自动窗控制系统输人/输出接线 9
4系统软件设计 10
4.1系统运行过程 10
4.2组态仿真 10
5系统调试 14
5.1调试环境 14
5.2调试步骤 15
5.3调试结果 15
总结 16
致谢 17
附录一PLC接线图 19
附录二梯形图 21
I
1引言
本章阐述了基于PLC控制的感光自动窗帘系统的市场价值、研究背景、国内外的现状、以及发展方向,明确指出了PLC控制的感光自动窗帘系统所面临的问题及一些解决方案。
1.1课题背景
生活在提高,时代在进步,人类在向文明迈进,不同的时代对居住空间、环境有不同的要求,这是社会的必然潮流。
自动窗帘遥控系统,既能解决每天手拉开和关上窗帘的不便,又显示出了生活的档次,同时还可以根据光线的明暗来自动控制窗帘的开关,以调节室内的光线,更进一步地满足了人们的享受要求。
所以该产品能形成大规模生产,很快会普及全国市场,产生巨大的经济效益;另外,除了广大市民住宅使用外,该遥控窗帘器还可以广泛应用于别墅、公寓、宾馆、饭店、写字楼、歌舞厅、影剧院、会议厅、银行、学校、医院等各种公共场所,因此该产品具有广阔的市场前景。
遥控自动窗帘系统在我国还刚刚兴起,但其发展前景广阔,推广和应用自动窗帘系统具有重要的现实意义。
遥控自动窗帘系统具有丰富的智能化功能,为家庭用户营造一个高效、舒适、便利、环保的居住环境。
遥控自动窗帘只用一台电脑就能控制和监测住房的窗帘开关问题,给人们日上生活带来极大的方便。
这些都将改变人们传统的生活方式,并提高了人们的生活质量。
同时,遥控自动窗帘产品面向家庭用户,其应用市场是庞大的,发展前景也是广阔的,必将吸引大批有远见的各类企业介入,从而牵动一大批产业的发展。
在家居集成化、网络化的趋势下,家居集成也成为一种潮流,许多更专业的、美观的、智能化的家居集成产品相继出现。
1.2课题的研究工作
智能家居系统是一个大的社会系统工程,我们应当加快我国智能家居标准化进程。
自动窗帘系统作为智能家居中一个很重要的部分,需要在我国智能家居这一领域,建立起一个具有中国特色的新兴、健康的产业链。
让自动窗帘系统在我国并不是远在天边,而是近在眼前。
现有的电动窗帘机的控制方式有固定式开关控制、遥控、光控、声控等,其中以前两种形式居多。
就实用程度和经济角度来说,用固定式开关控制方式较好,这是因为窗帘的开闭不像电视机等家电产品开闭得那样频繁,每天开闭的次数不多,因此安装在固定的地方使用也相当方便,如把开关装在床头柜等电器综合控制系统中,睡在床上就能控制窗帘的开闭。
利用触摸开关,实现全自动断电,既安全又节能,但最重要的一点就是没有实现完全的自动化,没的摆脱对人的依赖作用。
而采用遥控控制时,需要候机电源,不可能完全断电而且增加遥控功能,也增加了成本,售价也相应提高。
窗帘机的控制方式大体上有三种:
声控、光控、时控,声控和遥控属于半自动类;而光控虽属全自动式,但因光敏器件的灵敏度,冬夏等不同季节的光照度的不同,以及人们对起闭窗帘在时间上的要求不同,而难以实施和普及。
因此,时控式的全自动窗帘机便成了专业以及业余电子设计人员的热门课题。
本次课程设计利用组态王软件开发上位机控制界面、PLC作为主要控制器件,来完成该系统的设计。
2方案的介绍
2.1几种常见控制方式介绍
就目前的现状有以下几种控制方式满足系统的要求:
继电器控制系统、单片机控制、工业控制计算机控制、可编程序控制器控制。
(1)继电器控制系统
控制功能是用硬件继电器实现的。
继电器串接在控制电路中根据主电路中的电压、电流、转速、时间及温度等参量变化而动作,以实现电力拖动装置的自动控制及保护。
系统复杂,在控制过程中,如果某个继电器损坏,都会影响整个系统的正常运行,查找和排除故障往往非常困难,虽然继电器本身价格不太贵,但是控制柜的安装接线工作量大,因此整个控制柜价格非常高,灵活性差,响应速度慢。
(2)单片机控制
单片机作为一个超大规模的集成电路,机构上包括CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口电路。
其低功耗、低电压和很强的控制功能,成为功控领域、尖端武器、日常生活中最广泛的计算机之一。
但是,单片机是一片集成电路,不能直接将它与外部I/O信号相连。
要将它用于工业控制还要附加一些配套的集成电路和I/O接口电路,硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大。
(3)工业控制计算机控制
工控机采用总线结构,各厂家产品兼容性强,有实时操作系统的支持,在要求快速、实用性强、功能复杂的领域中占优势。
但工控机价格较高,将它用于开关量控制有些大材小用。
且其外部I/O接线一般都用于多芯扁平电缆和插头、插座,直接从印刷电路板上引出,不如接线端子可靠。
(4)可编程序控制器控制
可编程序控制器配备各种硬件装置供用户选择,用户不用自己设计和制作硬件装置,只须确定可编程序控制器的硬茧配制和设计外部接线图,同时采用梯形图语言编程,用软件取代继电器电器系统中的触点和接线,通过修改程序适应工艺条件的变化。
可编程控制器(PLC)从上个世纪70年代发展起来的一种新型工业控制系统,起初它主要是针对开关量进行逻辑控制的一种装置,可以取代中间继电器、时间继电器等构成开关量控制系统。
随着30多年来微电子技术的不断发展,PLC也通过不断的升级换代大大增强了其功能。
现在PLC已经发展成为不但具有逻辑控制功能、还具有过程控制功
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