太原理工大学毕业设计题目及任务书.docx

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太原理工大学毕业设计题目及任务书

毕业设计（论文）任务书—1

设计（论文）题目：

温度调节仪表设计（液晶显示）

题目性质：

一般设计

指导教师：

牛昱光

毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：

本题目属单片机应用开发类型。

选题学生需自行购置一款带有液晶显示模块的单片机开发板和测温传感器、晶闸管及电加热器件，完成一个以中文字符显示的温度调节仪表设计和水温控制模拟系统调试实验，以期达到能从事智能仪器开发设计的训练目的。

一、材料购置要求

1.单片机开发板和用于中文字符显示的液晶显示模块（由学生自行选定）。

2.测温传感器元件采用Pt100热电阻。

3.温度控制元件采用晶闸管。

4.电加热器件采用家用“热得快”电热水器。

5.盛水器（学生自备）。

二、硬件设计内容

1.Pt100热电阻温度传感器测温输入通道的设计与实现。

2.晶闸管平均功率控制的电加热输出通道设计与实现。

3.水温控制模拟系统搭建（盛水器、温度传感器、温度调节仪表、晶闸管控制通道、电加热器件）。

三、软件设计内容

1.测温输入通道数据采集程序。

2.PID控制程序。

3.晶闸管PWM平均功率控制的电加热输出通道控制程序。

4.带有中文字符显示的液晶显示程序。

5.键盘处理程序。

四、功能要求

1.分别以数字和曲线的方式显示温度设定值、温度测量值和控制输出量。

2.可通过键盘修改P、I、D参数和温度设定值。

五、实验要求

在搭建的水温控制模拟系统上进行验证调试实验。

毕业设计（论文）主要工作内容：

1.利用单片机开发板学习液晶显示、键盘输入、模拟量输入、开关量输出等接口的扩展编程方法。

2.按照题目要求，设计和实现Pt100热电阻温度传感器测温输入通道硬件，编写和调试测温输入通道数据采集程序。

3.按照题目要求，设计和实现晶闸管控制的电加热输出通道硬件，编写和调试晶闸管PWM平均功率控制输出程序。

4.编写和调试PID控制程序。

5.编写和调试带有中文字符显示的液晶显示程序。

6.编写和调试键盘处理程序。

7.在搭建的水温控制模拟系统上进行验证调试实验。

8.编写毕业设计说明书（即毕业论文）。

学生应交出的设计文件（论文）：

一、毕业设计说明书

按照学校统一的模板格式要求，用Word编辑、排版、打印。

主要内容包括：

1.总体设计概述

2.硬件设计

（1）硬件总体结构设计及结构总框图

（2）单片机电路设计及原理电路图

（3）液晶显示电路设计及原理电路图

（4）键盘电路设计及原理电路图

（5）温度测量电路及A/D通道设计及原理电路图

（6）晶闸管控制输出电路设计及原理电路图

3.软件设计

（1）软件程序结构及主程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（2）测温输入通道数据采集程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（3）PID控制程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（4）晶闸管PWM平均功率控制程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（5）带有中文字符显示的液晶显示程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（6）键盘处理程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

4.实验及效果分析

（1）水温控制模拟系统实物图

（2）调试实验的数据

（3）实验效果分析

5.设计难点和遗留问题（难题和解决方法，尚未解决的问题和解决思路）

6.设计总结

7.附录（与设计课题相关的英文资料原文（1万个印刷符号）和译文）

二、毕业设计说明书电子文档（Word版）

主要参考文献（资料）：

（略）

对选题学生的基本要求：

对单片机硬件和软件开发设计感兴趣；自行购置所需材料器件。

毕业设计（论文）任务书—2

设计（论文）题目：

温度调节仪表设计（数字显示）

题目性质：

一般设计

指导教师：

牛昱光

毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：

本题目属单片机应用开发类型。

选题学生需自行购置一款带有数字显示模块的单片机开发板和测温传感器、晶闸管及电加热器件，完成一个以数字方式显示的温度调节仪表设计和水温控制模拟系统调试实验，以期达到能从事智能仪器开发设计的训练目的。

一、材料购置要求

1.带有数字显示的单片机开发板（由学生自行选定）。

2.测温传感器元件采用Pt100热电阻。

3.温度控制元件采用晶闸管。

4.电加热器件采用家用“热得快”电热水器。

5.盛水器（学生自备）。

二、硬件设计内容

1.Pt100热电阻温度传感器测温输入通道的设计与实现。

2.晶闸管平均功率控制的电加热输出通道设计与实现。

3.水温控制模拟系统搭建（盛水器、温度传感器、温度调节仪表、晶闸管控制通道、电加热器件）。

三、软件设计内容

1.测温输入通道数据采集程序。

2.PID控制程序。

3.晶闸管PWM平均功率控制的电加热输出通道控制程序。

4.数字式显示程序。

5.键盘处理程序。

四、功能要求

1.以数字方式显示温度设定值、温度测量值和控制输出量。

2.可通过键盘修改P、I、D参数和温度设定值。

五、实验要求

在搭建的水温控制模拟系统上进行验证调试实验。

毕业设计（论文）主要工作内容：

1.利用单片机开发板学习数字显示、键盘输入、模拟量输入、开关量输出等接口的扩展编程方法。

2.按照题目要求，设计和实现Pt100热电阻温度传感器测温输入通道硬件，编写和调试测温输入通道数据采集程序。

3.按照题目要求，设计和实现晶闸管控制的电加热输出通道硬件，编写和调试晶闸管PWM平均功率控制输出程序。

4.编写和调试PID控制程序。

5.编写和调试数字式显示程序。

6.编写和调试键盘处理程序。

7.在搭建的水温控制模拟系统上进行验证调试实验。

8.编写毕业设计说明书（即毕业论文）。

学生应交出的设计文件（论文）：

一、毕业设计说明书

按照学校统一的模板格式要求，用Word编辑、排版、打印。

主要内容包括：

1.总体设计概述

2.硬件设计

（1）硬件总体结构设计及结构总框图

（2）单片机电路设计及原理电路图

（3）数字式显示电路设计及原理电路图

（4）键盘电路设计及原理电路图

（5）温度测量电路及A/D通道设计及原理电路图

（6）晶闸管控制输出电路设计及原理电路图

3.软件设计

（1）软件程序结构及主程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（2）测温输入通道数据采集程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（3）PID控制程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（4）晶闸管PWM平均功率控制程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（5）数字式显示程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（6）键盘处理程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

4.实验及效果分析

（1）水温控制模拟系统实物图

（2）调试实验的数据

（3）实验效果分析

5.设计难点和遗留问题（难题和解决方法，尚未解决的问题和解决思路）

6.设计总结

7.附录（与设计课题相关的英文资料原文（1万个印刷符号）和译文）

二、毕业设计说明书电子文档（Word版）

主要参考文献（资料）：

（略）

对选题学生的基本要求：

对单片机硬件和软件开发设计感兴趣；自行购置所需材料器件。

毕业设计（论文）任务书—3

设计（论文）题目：

电动机线圈和轴承超温保护器设计（液晶显示）

题目性质：

一般设计

指导教师：

牛昱光

毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：

本题目属单片机应用开发类型。

选题学生需自行购置一款带有液晶显示模块的单片机开发板和测温传感器，完成一个以中文字符显示的电动机线圈和轴承超温保护器设计，以期达到能从事智能仪器开发设计的训练目的。

一、材料购置要求

1.单片机开发板和用于中文字符显示的液晶显示模块（由学生自行选定）。

2.测温传感器元件采用Pt100热电阻（2只）。

二、硬件设计内容

1.Pt100热电阻温度传感器测温输入通道的设计与实现（线圈温度和轴承温度各1路）。

2.开关量输出通道设计与实现（用于实现保护控制输出）。

三、软件设计内容

1.测温输入通道数据采集程序。

2.超温报警和保护控制程序。

3.保护记录和查询程序。

4.带有中文字符显示的液晶显示程序。

5.键盘处理程序。

四、功能要求

1.保护复位模式可选（自动复位或手动复位）。

2.可记录和查询保护发生的时间和保护时的温度值。

3.可通过键盘修改保护复位模式、保护延时时间和温度保护设定值。

4.分别以数字和曲线的方式显示温度保护设定值和温度测量值。

五、实验要求

实验结果应能满足功能要求。

毕业设计（论文）主要工作内容：

1.利用单片机开发板学习液晶显示、键盘输入、模拟量输入、开关量输出等接口的扩展编程方法。

2.按照题目要求，设计和实现Pt100热电阻温度传感器测温输入通道硬件，编写和调试测温输入通道数据采集程序。

3.按照题目要求，设计和实现开关量输出通道硬件，编写和调试输出程序。

4.编写和调试保护报警和保护控制逻辑程序。

5.编写和调试保护记录和查询程序。

6.编写和调试带有中文字符显示的液晶显示程序。

7.编写和调试键盘处理程序。

8.进行验证调试实验。

9.编写毕业设计说明书（即毕业论文）。

学生应交出的设计文件（论文）：

一、毕业设计说明书

按照学校统一的模板格式要求，用Word编辑、排版、打印。

主要内容包括：

1.总体设计概述

2.硬件设计

（1）硬件总体结构设计及结构总框图

（2）单片机电路设计及原理电路图

（3）液晶显示电路设计及原理电路图

（4）键盘电路设计及原理电路图

（5）温度测量电路及A/D通道设计及原理电路图

（6）开关量输出电路设计及原理电路图

3.软件设计

（1）软件程序结构及主程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（2）测温输入通道数据采集程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（3）保护报警和保护控制逻辑程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（4）保护记录和查询程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（5）带有中文字符显示的液晶显示程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（6）键盘处理程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

4.实验及效果分析

（1）实验系统实物图

（2）调试实验的数据

（3）实验效果分析

5.设计难点和遗留问题（难题和解决方法，尚未解决的问题和解决思路）

6.设计总结

7.附录（与设计课题相关的英文资料原文（1万个印刷符号）和译文）

二、毕业设计说明书电子文档（Word版）

主要参考文献（资料）：

（略）

对选题学生的基本要求：

对单片机硬件和软件开发设计感兴趣；自行购置所需材料器件。

毕业设计（论文）任务书—4

设计（论文）题目：

电动机线圈和轴承超温保护器设计（数字显示）

题目性质：

一般设计

指导教师：

牛昱光

毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：

本题目属单片机应用开发类型。

选题学生需自行购置一款带有数字显示模块的单片机开发板和测温传感器，完成一个以数字方式显示的电动机线圈和轴承超温保护器设计，以期达到能从事智能仪器开发设计的训练目的。

一、材料购置要求

1.带有数字显示的单片机开发板（由学生自行选定）。

2.测温传感器元件采用Pt100热电阻（2只）。

二、硬件设计内容

1.Pt100热电阻温度传感器测温输入通道的设计与实现（线圈温度和轴承温度各1路）。

2.开关量输出通道设计与实现（用于实现保护控制输出）。

三、软件设计内容

1.测温输入通道数据采集程序。

2.超温报警和保护控制程序。

3.保护记录和查询程序。

4.数字式显示程序。

5.键盘处理程序。

四、功能要求

1.保护复位模式可选（自动复位或手动复位）。

2.可记录和查询保护发生的时间和保护时的温度值。

3.可通过键盘修改保护复位模式、保护延时时间和温度保护设定值。

4.以数字方式显示温度保护设定值和温度测量值。

五、实验要求

实验结果应能满足功能要求。

毕业设计（论文）主要工作内容：

1.利用单片机开发板学习数字显示、键盘输入、模拟量输入、开关量输出等接口的扩展编程方法。

2.按照题目要求，设计和实现Pt100热电阻温度传感器测温输入通道硬件，编写和调试测温输入通道数据采集程序。

3.按照题目要求，设计和实现开关量输出通道硬件，编写和调试输出程序。

4.编写和调试保护报警和保护控制逻辑程序。

5.编写和调试保护记录和查询程序。

6.编写和调试数字式显示程序。

7.编写和调试键盘处理程序。

8.进行验证调试实验。

9.编写毕业设计说明书（即毕业论文）。

学生应交出的设计文件（论文）：

一、毕业设计说明书

按照学校统一的模板格式要求，用Word编辑、排版、打印。

主要内容包括：

1.总体设计概述

2.硬件设计

（1）硬件总体结构设计及结构总框图

（2）单片机电路设计及原理电路图

（3）数字式显示电路设计及原理电路图

（4）键盘电路设计及原理电路图

（5）温度测量电路及A/D通道设计及原理电路图

（6）开关量输出电路设计及原理电路图

3.软件设计

（1）软件程序结构及主程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（2）测温输入通道数据采集程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（3）保护报警和保护控制逻辑程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（4）保护记录和查询程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（5）数字式显示程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

（6）键盘处理程序设计（含程序流程图、源程序及注释）

4.实验及效果分析

（1）实验系统实物图

（2）调试实验的数据

（3）实验效果分析

5.设计难点和遗留问题（难题和解决方法，尚未解决的问题和解决思路）

6.设计总结

7.附录（与设计课题相关的英文资料原文（1万个印刷符号）和译文）

二、毕业设计说明书电子文档（Word版）

主要参考文献（资料）：

（略）

对选题学生的基本要求：

对单片机硬件和软件开发设计感兴趣；自行购置所需材料器件。

毕业设计（论文）任务书—5

设计（论文）题目：

DCS实验系统设计与调试

题目性质：

工程设计

指导教师：

牛昱光

毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：

本题目属计算机控制系统工程设计类型。

课题要求以现有《过程控制实验室》的DCS实验系统为模型，按照新校区《过程控制实验室》的布局结构，重新规划、设计和安装实施，并完成系统调试，以期达到能从事计算机控制系统工程设计的训练目的。

一、设计准备

1.深入学习《控制仪表与计算机控制装置》课程中的有关DCS系统、变送器、执行器和信号制等内容。

2.学习AutoCAD工程绘图软件，具备使用AutoCAD进行工程设计绘图的能力。

3.深入了解现有《过程控制实验室》DCS实验系统的系统结构、DCS系统配置和模块性能、DCS控制柜结构和配线、过程控制实验装置的结构和性能、仪表控制台的结构和配线、系统网络布线和供电布线等。

4.深入了解新校区《过程控制实验室》的布局结构、实施条件和需求。

二、设计内容

1.按照新校区《过程控制实验室》建设需求进行结构布局规划设计。

2.DCS实验系统的系统结构设计，DCS控制柜结构和配线设计，过程控制实验装置和仪表控制台结构和配线设计。

3.系统信号线缆、网络线缆、配电线缆和布线桥架的计算和选型设计。

4.系统信号线路、网络线路、配电线路和布线桥架的布局、布线和施工设计。

三、安装与调试

在完成设计内容的基础上，进行系统安装和调试。

（本项内容视新校区《过程控制实验室》建设进度情况而定）

毕业设计（论文）主要工作内容：

1.新校区《过程控制实验室》布局结构规划设计，绘制结构规划图。

2.DCS实验系统的系统结构设计，绘制实验系统结构图。

3.DCS控制柜结构和配线设计，绘制控制柜结构和配线图。

4.过程控制实验装置和仪表控制台结构和配线设计，绘制实验装置和仪表控制台结构和配线图。

5.系统信号线缆选型设计，选择信号线缆型号，编制信号线缆材料表。

6.系统网络线缆选型设计，选择网络线缆型号，编制网络线缆材料表。

7.系统配电线缆选型设计，计算系统配电容量，选择配电线缆型号，编制系统配电线缆材料表。

8.系统布线桥架选型设计，选择桥架型号，编制桥架材料表。

9.系统信号线路布线设计，绘制信号线路布线图。

10.系统网络线路布线设计，绘制网络线路布线图。

11.系统配电线路布线设计，绘制配电线路布线图。

12.系统布线桥架布局设计和施工设计，绘制桥架布局图和施工图。

13.编制系统信号线缆配线表、网络线缆配线表、配电线缆配线表。

14.安装与调试。

15.编写毕业设计说明书（即毕业论文）。

学生应交出的设计文件（论文）：

一、毕业设计说明书

按照学校统一的模板格式要求，用Word编辑、排版、打印。

主要内容包括：

1.总体设计概述

2.规划与设计

（1）新校区《过程控制实验室》布局结构规划图

（2）DCS实验系统结构图

（3）设备结构和配线图（DCS控制柜、过程控制实验装置、仪表控制台）

（4）系统配电容量计算和配电线缆选型

（5）线缆选型材料表（信号线缆、网络线缆、配电线缆、桥架）

（6）线路布线设计图（信号线路、网络线路、配电线路、桥架）

（7）桥架布局图和施工图

（8）线缆配线编号表（信号线缆、网络线缆、配电线缆）

3.安装与调试效果分析

（1）实物图（整体布局、DCS控制柜、过程控制实验装置、仪表控制台）

（2）调试实验的数据

（3）实验效果分析

4.设计难点和遗留问题（难题和解决方法，尚未解决的问题和解决思路）

5.设计总结

6.附录（与设计课题相关的英文资料原文（1万个印刷符号）和译文）

二、毕业设计说明书电子文档（Word版）

主要参考文献（资料）：

（略）

对选题学生的基本要求：

对DCS系统设计感兴趣。

毕业设计（论文）任务书—6

设计（论文）题目：

DCS实验系统工程设计

题目性质：

工程设计

指导教师：

牛昱光

毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：

本题目属计算机控制系统工程设计类型。

课题要求以现有《过程控制实验室》的DCS实验系统为模型，按照新校区《过程控制实验室》的布局结构，重新规划、设计和安装实施，并完成系统调试，以期达到能从事计算机控制系统工程设计的训练目的。

一、设计准备

1.深入学习《控制仪表与计算机控制装置》课程中的有关DCS系统、变送器、执行器和信号制等内容。

2.学习AutoCAD工程绘图软件，具备使用AutoCAD进行工程设计绘图的能力。

3.深入了解现有《过程控制实验室》DCS实验系统的系统结构、DCS系统配置和模块性能、DCS控制柜结构和配线、过程控制实验装置的结构和性能、仪表控制台的结构和配线、系统网络布线和供电布线等。

4.深入了解新校区《过程控制实验室》的布局结构、实施条件和需求。

二、设计内容

1.按照新校区《过程控制实验室》建设需求进行结构布局规划设计。

2.DCS实验系统的系统结构设计，DCS控制柜结构和配线设计，过程控制实验装置和仪表控制台结构和配线设计。

3.系统信号线缆、网络线缆、配电线缆和布线桥架的计算和选型设计。

4.系统信号线路、网络线路、配电线路和布线桥架的布局、布线和施工设计。

三、安装与调试

在完成设计内容的基础上，进行系统安装和调试。

（本项内容视新校区《过程控制实验室》建设进度情况而定）

毕业设计（论文）主要工作内容：

1.新校区《过程控制实验室》布局结构规划设计，绘制结构规划图。

2.DCS实验系统的系统结构设计，绘制实验系统结构图。

3.DCS控制柜结构和配线设计，绘制控制柜结构和配线图。

4.过程控制实验装置和仪表控制台结构和配线设计，绘制实验装置和仪表控制台结构和配线图。

5.系统信号线缆选型设计，选择信号线缆型号，编制信号线缆材料表。

6.系统网络线缆选型设计，选择网络线缆型号，编制网络线缆材料表。

7.系统配电线缆选型设计，计算系统配电容量，选择配电线缆型号，编制系统配电线缆材料表。

8.系统布线桥架选型设计，选择桥架型号，编制桥架材料表。

9.系统信号线路布线设计，绘制信号线路布线图。

10.系统网络线路布线设计，绘制网络线路布线图。

11.系统配电线路布线设计，绘制配电线路布线图。

12.系统布线桥架布局设计和施工设计，绘制桥架布局图和施工图。

13.编制系统信号线缆配线表、网络线缆配线表、配电线缆配线表。

14.安装与调试。

15.编写毕业设计说明书（即毕业论文）。

学生应交出的设计文件（论文）：

一、毕业设计说明书

按照学校统一的模板格式要求，用Word编辑、排版、打印。

主要内容包括：

1.总体设计概述

2.规划与设计

（1）新校区《过程控制实验室》布局结构规划图

（2）DCS实验系统结构图

（3）设备结构和配线图（DCS控制柜、过程控制实验装置、仪表控制台）

（4）系统配电容量计算和配电线缆选型

（5）线缆选型材料表（信号线缆、网络线缆、配电线缆、桥架）

（6）线路布线设计图（信号线路、网络线路、配电线路、桥架）

（7）桥架布局图和施工图

（8）线缆配线编号表（信号线缆、网络线缆、配电线缆）

3.安装与调试效果分析

（1）实物图（整体布局、DCS控制柜、过程控制实验装置、仪表控制台）

（2）调试实验的数据

（3）实验效果分析

4.设计难点和遗留问题（难题和解决方法，尚未解决的问题和解决思路）

5.设计总结

6.附录（与设计课题相关的英文资料原文（1万个印刷符号）和译文）

二、毕业设计说明书电子文档（Word版）

主要参考文献（资料）：

（略）

对选题学生的基本要求：

对DCS系统设计感兴趣。

毕业设计（论文）任务书—7

设计（论文）题目：

立体车库PLC控制系统设计

题目性质：

工程设计

指导教师：

牛昱光

毕业设计（论文）要求及原始数据（资料）：

本题目属计算机控制系统工程设计类型。

课题要求以一个四层立体车库为模型，采用PLC控制器实现立体车库的自动化控制和管理。

要求构建四层立体车库模型、采用S7-200PLC和S7-300PLC建立二层控制站、设计控制系统硬件配置和控制程序。

一、设计准备

1.调研立体车库的自动化控制状况和需求。

2.熟悉S7-200PLC和S7-300PLC的硬件性能。

3.学习STEP7编程方法。

二、硬件设计内容

1.构建四层立体车库整体模型，确定控制系统网络层次结构。

2.构建站位单元模型，设计站位单元信号点，确定站位单元I/O数据量。

3.构建运输单元模型，设计运输单元的运动方式及信号点，确定运输单元I/O数据量。

4.设计系统I/O信号的采集方式和信号单元电气原理图。

5.设计运输单元驱动方式和驱动模块电气原理图。

6.以S7-200PLC设计站位单元控制站，设计站位单元控制站硬件配置和原理图。

7.以S7-200PLC设计运输单元控制站，设计运输单元控制站硬件配置和原理图。

8.以S7-300PLC设计车库调度控制站，设计车库调度控制站硬件配置和原理图。

9.设计站位单元控制站、运输单元控制站、车库调度控制站及上位机监控站的网络结构，设计网络系统硬件配置和网络系统原理图。

三、软件设计内容

1.设计站位单元控制站的S7-200PLC控制程序。

2.设计运输单元控制站的S7-200PLC控制程序。

3.设计车库调度控制站的S7-300PLC控制程序。