铁路与公路交叉口自动控制系统设计毕业设计论文

铁路与公路交叉口自动控制系统设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 注 意 事 项 1.设计（论文）的内容包括： 1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明 3）中文摘要（300字左右）、关键词 4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入） 6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7）参考文献 8）致谢 9）附录（对论文支持必要时） 2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。 3.附件包括：任务书、开报告、外文译文、译文原文（复印件）。 4.文字、图表要求： 1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写 2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画 3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印 4）图表应绘制于无格子的页面上 5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序 1）设计（论文） 2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订 指导教师评阅书 指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 评阅教师评阅书 评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 教研室（或答辩小组）及教学系意见 教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日 摘要 本设计是护栏自动控制系统。是由超声波传感器和振动传感器来控制的。设计中采用了T/R40-16超声波传感器和ZD25振动传感器检测火车信号。护栏的升降采用三相异步电动机启动。三级减速外啮合齿轮传动减速器。控制系统选用FX1N PLC控制。利用限位开关对护栏位置控制。栏木机上还装有电磁摩擦制动器，保证护栏可以处在水平和垂直两个极限状态，同时还具备及时制动功能，可使栏杆保持在任何状态。 当机车通过交叉口若干分钟以前，公路段上红灯亮，警铃响，护栏自动下降。当机车离开时，公路段上绿灯亮，护栏升起，行人及汽车通过。 关键词 ：可编程控制器 限位行程开关 交叉口 Abstract The automatic control system is designed guardrail. By the ultrasonic sensor and a vibration sensor control. Design uses ultrasonic sensors and ZD25 T/R40-16 vibration sensor detects a train signal. Fence MoveMents using three-phase asynchronous Motor starting. Three external gear drive gear reducer. FX1N PLC control systeM used to control. The use of liMit switches for position control fence. The Machine is also equipped with an electroMagnetic field of wood friction brake to ensure that the fence can be in both the horizontal and vertical liMits of the state, also has braking function in tiMe, in any state can reMain railing. When the locoMotive through the intersection a few Minutes ago, the red light on Highway police rang, fence autoMatic (Manual) declined. When the locoMotive left on Highway green light, fence rises, pedestrians and cars pass. Keywords: PrograMMable, Controller, crossings 目录 I摘要 IIAbstract III目录 11 绪论 11.1 本文研究的背景及意义 11.2 研究现状 51.3 本文研究的内容及安排 62 PLC可编程控制器 62.1 可编程序控制器的定义 72.2 PLC的结构 92.3 PLC的基本工作原理 92.4 PLC控制系统与电器控制系统的区别 103.5 本章小结 113设计方案及器件选型 113.1 设计方案 123.2 元器件选择 123.2.1 PLC选型 123.2.2超声波传感器选择 133.2.3振动传感器选择 153.2.4 电动机选择 163.3 本章小结 174 控制系统硬件设计 174.1 控制系统主电路设计 184.2 PLC控制设计 184.2.1 PLC的I/O分配 194.2.2 PLC接线 204.3 本章小结 215 软件设计 215.1 编程软件 225.2 程序设计流程图 235.3 系统主要梯形图 255.4 本章小结 26总结 27致谢 28参考文献 1 绪论 自动控制技术从20世纪上半叶形成发展至今，已广泛用于众多领域，控制理论的很多思想和方法不仅应用在工程技术中，而且已渗透进医学、生物学甚至社会、经济的方面，自动控制在现代化建设中起着越来越重要的作用，控制理论研究的深入和计算机技术的迅速发展，使一些控制系统已实现数字化、智能化、计算机化和集成化，从而使控制系统功能更强性能更忧、体积更小、运行更可靠。使得控制技术已成为国家、社会现代化的重要标志之一。 1.1 本文研究的背景及意义 随着交通越来越发达。人们对交通速度的要求也越来越高。火车在提速的同时，安全问题也变成了一个需要解决的问题。汽车越来越多，公路和铁路交叉的地方也越来越多，因此本文来做一个简单的交叉口安全问题解决方法。 本文简单的方法可以使用于铁路和公路交叉口，让道路更加安全，人们可以更加方便清楚的知晓什么时候可以从铁路和公路交叉口开车走过。在铁路与公路的交叉口的管理中，护栏的启动、回撤以及铁路公路段的报警和灯示通常皆由道口值班人员操作控制，自动控制技术的不断发展与成熟，铁路与公路交叉口采用PLC控制系统，铁路调度人员可以在调度室内直接启动PLC控制系统来管理交叉口处、以及多处交叉口的交通。这样既提高了控制效率，又减少了人力物力，更加强了交通安全性。 1.2 研究现状 目前国内铁路公路交叉口安全现状。早期的铁路与道路平交道口只设有简单的警告牌和道口标志，或是在繁忙的道口设看守员，利用机械栏木或栅门进行防护。随着铁路、道路车辆数量的增加和速度的提高，铁路道口的防护也日益发展和完善。20世纪20年代，开始在铁路道口设置由轨道接触器或轨道电路控制的自动报警机。50年代开始出现无人看守的道口自动信号和自动栏木设备。60年代相继研制出连续测速定时报警的道口自动信号、半自动栏木、全自动化道口防护设备等。目前，各种遥控栏木和自动信号，以及障碍物自动探测装置和故障集中监视装置正在广泛应用于铁路道口防护。 经济发展与交通事业发展是相辅相成的，没有经济的发展，交通事业的发展将失去发展的基础；交通又会反过来对经济的发展产生巨大的反作用。具体体现为，交通的快速发展将推动经济的健康增长，而交通的萎缩将成为经济发展的瓶颈，限制经济的发展。因此，道路交通的顺畅，是国家和地区经济持续、快速增长的非常重要的条件。 我国的公路网营业里程已经突破180万公里，高速公路近2万公里，铁路营业里程达73002公里。民航和水运也取得充分的发展，中国形成初具规模的运输网络，大大改善了我国的交通运输现状，极大的促进了我国经济的进一步高速发展。尤其是作为运输骨架的铁路、运输主体的公路，在中国经济高速发展进程中发挥着重要的作用。但是同时也出现了一些我们没有预料到的问题，特别是汽车保有量的急剧增长，导致了交通拥堵、交通事故、环境污染、能源紧缺等一系列严重问题。 铁道部门的统计资料显示，最近几年来，随着我国铁路的提速、机动车保有量的迅速增长，加之国民安全意识较差，铁路设备的更新换代没有跟上经济发展的步伐等一系列的原因，导致我国铁路平交道口交通事故一直保持在较高的水平。如2002年发生道口交通事故728件，已经是近20年来的最低水平。每年仅道口交通事故就造成2000万的直接经济损失。由于受客观条件的限制，还没有能力从高安全性的先进科技设备应用、科学管理的角度，彻底解决铁路平交道口的交通事故问题。下面就我国平交道口事故发生率高的原因做出分析，在对新技术应用、经济体制改革的可行性进行阐述后，提出相应的建议。 道口安全现状 据铁路工务部门统计（2003年），我国目前全路由平交道口13149处，从97年至今，我国在铁路平交道口方面投入了较大的力度，增加立交3834处，拆除立交5102处。在所有的平交道口中，有2000余处由铁路派人看守，其他道口部分繁忙路口由地方政府派人进行监管，约3000处。，我国铁路平交道口的交通事故，呈现出逐年下降的趋势。由其他的相关资料，可以得出一个总的结论，在政府的高度重视下，在铁路单位和地方各级政府的共同努力下，我国铁路平交道口的交通事故率、重大事故率、伤亡率以及经济损失，都在稳步下降，道口交通事故的发生得到一定的控制。 道口安全面临的问题 如上所述，我国铁路道口的交通事故，得到一定的控制，但是事故发生率还保持较高的水平，这主要是在铁路提速、机动车保有量的快速增长的前提下，铁路道口的安保设施、管理手段没有跟上的缘故。分别分析如下： 资金不足，设施落后 自1997年以来，铁道部和各个铁路局每年投入约10亿元进行平交道口的改造，但是这个资金投入是远远不够的。我国还有一万多个路口没有改造，相对而言，改造的难度是非常大的，如资金来源、地方政府的配合程度，都会直接影响“平改立”工程的进展。改造进程中，铁路与地方现实利益的冲突是永久的、绝对的。所以路口防护设施改造、道口看守是减少铁路与地方利益冲突的重要缓冲手段。而目前道口防护的改造，主要是增加道口信号、防护栏、警铃、派人看管等，这样会明显增加铁路运营成本、降低铁路运输效率。因此，道口防护信息化、科技化，管理科学化就被提上议事日程了。 道路交通人员素质较低，违章操作现象普遍 人口众多是我国的基本国情，人口总体素质低下又是一个突出的特点。根据铁道部的统计，在2002年发生的所有道口交通事故中，有95%是属于路外责任。其中有81%的道口交通事故是由于机动车驾驶人员不遵守《中华人民过和国道路交通管理条例》第44条的规定，非法抢越道口，造成重大交通事故，导致人员伤亡和巨大的经济损失。因此，提高广大国民尤其是机动车司机的自身素质和守法意识，是一个艰巨、长期而又十分紧迫的问题。 解决交叉口交通问题的建议 可以看出，我国铁路平交道口数量众多、安全状况较差。在实施“平改立”的过程中，又遇到了资金不足、地方不支持等很难协调的问题。因此，铁路在努力推进“平改立”的工作的同时，努力提高铁路平交道口设施的科技含量，加快道口防护的信息化进程，是一个可取的发展方向。 目前，铁道部已经把GSMR作为铁路信息化的发展方向，已经应用到青藏铁路，据目前测试的结果来看，这门技术已经发展成熟，为运营组织中的海量数据及时传输提供了条件。另外，加强GPS在列车定位中的应用，结合GSMR技术，实现列车信息在道口的实时发布，为道口控制、管理和道口与火车司机的通信创造一个良好的工作平台。上述技术是一个关于道口防护发展方向的构想。北京铁路局为解决近年来出现的道路车辆撞火车、威胁旅客列车安全问题，于2002年研制的“铁路道口防撞装置”已经通过铁道部鉴定。铁道部决定在京哈、京广、京沪、京九四大干线提速区段尚未实现平交改立交的108处有人看守道口全部安装这种装置。为提高道口事故防护水平做出了一个非常有用的探索。 解决道口交通问题的建议 要解决我国的铁路平交道口交通事故问题，要从体制和科技两个层面进行解决。因为健全体制和发展科技是相辅相成的两个方面。健全体制可以提高系统效率，保证先进科技的顺利应用，先进科技的顺利应用又能促进体制的健全。下面分别从体制层面和科技层面提出解决道口事故的建议。 科技强路，改善交通经济的发展促长了交通事故的发生，同样，经济的发展也能促进道口的立交化改造以及科学技术在事故防范中的应用。 1．加快道口平改立步伐。今后几年，随着国民经济不断发展，公路和铁路必将进入快速发展时期。火车提速、机动车猛增，道口安全问题将会越来越突出。铁路部门和地方政府要从长远利益出发，加大道口平改立的力度，彻底解决道口安全问题。 2．积极把先进科技应用到道口设施改造中来，如GPS、GSMR等技术，对于提高道口安全性、通过能力都能起到很大的作用。努力提高道口信息化水平，使得道口设施更加人性化。 3．地方交通部门积极探索公路与铁路交叉口的衔接方式，落实道口标志、标线的检查验收，对于不合标准的，立即进行改造。 交叉口交通控制器设计的必要性随着我国经济建设的不断发展，交通运输业已日愈繁荣，而路网的建设速度也是有限的，解决之道是提速，现在的火车已经提速到了250kM/小时，使得500M远的火车能在7.2s钟内到达你身边。现有的道口情况是：人流和车流量多的铁路道口采用栏杆来切断火车通过交叉口时公路方向的流通，但是这种栏杆完全是由人工实现的，因此浪费了大量的人力；一些人流和车流量少的道口即无人看守也无栏杆，增加了道口的危道险性。现在，电子技术已经渗透到社会生活的各个方面，采用电子技术可以精确的检测火车的到来与离开，并对铁路交叉口的拦车杆实现自动控制，则不仅有效地提高道路运输力，促进交通运输业的发展，又确保了道口的安全通行。 1.3 本文研究的内容及安排 本设计是护栏自动控制系统。是由超声波传感器和振动传感器来控制的。设计中采用了压力传感器检测火车信号。护栏的升降采用三相异步电动机启动。三级减速外啮合齿轮传动减速器。控制系统选用FX1N PLC控制。利用限位开关对护栏位置控制。栏木机上还装有电磁摩擦制动器，保证护栏可以处在水平和垂直两个极限状态，同时还具备及时制动功能，可使栏杆保持在任何状态。 当机车通过交叉口若干分钟以前，公路段上红灯亮，警铃响，护栏自动（手动）下降。当机车离开时，公路段上绿灯亮，护栏升起，行人及汽车通过。 2 PLC可编程控制器 2.1 可编程序控制器的定义 可编程序控制器，英文称PrograMMable Controller，简称PC。但由于PC容易和个人计算机（Personal CoMputer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。可编程序控制器一直在发展中，所以至今尚未对其下最后的定义。国际电工学会（IEC）曾先后于1982.11；1985.1和1987.2发布了可编程序控制器标准草案的第一，二，三稿。在第三稿中，对PLC作了如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。定义强调了PLC是：1 数字运算操作的电子系统——也是一种计算机2 专为在工业环境下应用而设计3 面向用户指令——编程方便4 逻辑运算、顺序控制、定时计算和算术操作5 数字量或模拟量输入输出控制6 易与控制系统联成一体7 易于扩充 2.2 PLC的结构 （1）主机 CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每台PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接受并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后在按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。 与通用计算机一样，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。 CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。 CPU的运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。 CPU的寄存器参与运算，并存储运算中的结果，它也是在控制器指挥下工作的。 CPU虽然划分为以上几个部分，但PLC中的CPU芯片实际上就是微处理器，由于电路的高度集成，对CPU内部的详细分析以无必要，我们只要弄清楚它在PLC中的功能与性能，能正确地使用它就够了。 CPU模块的外部表现就是它的工作状态的种种显示，种种接口及设定或控制开关。一般讲，CPU模块总要有相应的状态指示灯，如电源显示、运行显示、故障显示等。箱体式PLC的主箱体也有这些显示，它的总线接口，用于接I/O模板或底板，有内存接口，用于安装内存，有外设口，用于接外部设备，有的还有通讯口，用于进行通讯。CPU模块上还有许多设定开关，用以对PLC作设定，如设定起始工作方式、内存区等。 （2）输入/输出（I/O）接口 I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）。I/O接口一般采用光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了可靠性。I/O点数即输入/输出端子数是PLC的一项主要技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点。 （3）电源 有些CPU中的电源，是与CPU模块和二为一的，有些是分开的，其主要用途是为PLC个模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源以其输入类型有：交流电源，加的为交流220VAC或110VAC，直流电源，加的为直流电流电压，常用的为24V。 （4）编程 编程是PLC利用外部设备，用户用来输入、检查、修改、调试程序或监示PLC的工作情况。通过专用的PC I电缆线将PLC与电脑联接，并利用专用的软件进行电脑编程和监控。 （5）输入/输出扩展单元 I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）连接在一起。 （6）底板或机架 大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个 （7）PLC外部设备 外部设备是PLC系统不可分割的一部分，它有四大类 编程设备：有建议编程器和智能图形编程器，由于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况。编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，但它不直接参与现场控制运行。 监测设备：有数据监视器和图形监视器。直接监视数据或通过画面控制数据 存储设备：有存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器，用于永久性地存储用户数据，使用户程序不丢失，如EPROM、EEPROM写入器等。 输入输出设备：用于接受信号或输出信号，一般有条码读入器，输入模拟量的电位器，打印机等。 2.3 PLC的基本工作原理 可编程序器属于工业控制计算机，它的工作原理是建立在计算机工作原理基础上的，通过执行反映控制要求的用户程序来实现。执行用户程序时，需要各种现场信息，如果这些现场信息已送到PLC的输入端口，PLC将采用所有输入信号并存放到输入映象寄存器中，执行用户程序时所需输入状态均在输入映象寄存器中取用。同样，PLC对外部的输出控制也是先把CPU执行用户程序后的输出结果存放在输出映象寄存器中，等执行完用户程序后，将所有输出结果一次性向输出端口或输出模块输出，使输出设备部件动作。 PLC的工作过程是一个不断循环扫描的过程。CPU从第一条指令开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。当PLC处于正常运行时，PLC会不断循环扫描地工作下去。 2.4 PLC控制系统与电器控制系统的区别 PLC控制系统与电器控制系统相比，有许多相似之处，也有许多不同。不同之处主要在以下几个方面： （1）从控制方法上看，电器控制系统控制逻辑采用硬件接线，利用继电器机械触点的串联或并联等组合成控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统构成后，想再改变或增加功能较为困难。另外，继电器的触点数量有限，所以电器控制系统的灵活性和可扩展性受到很大限制。而PLC采用了计算机技术，其控制逻辑是以程序的方式存放在存储器中，要改变控制逻辑只需改变程序，因而很容易改变或增加系统功能。系统连线少、体积小、功耗小，而且PLC所谓“软继电器”实质上是存储器单元的状态，所以“软继电器”的触点数量是无限的，PLC系统的灵活性和可扩展性好。 （2）从工作方式上看，在继电器控制电路中，当电源接通时，电路中所有继电器都处于受制约状态，即该吸合的继电器都同时吸合，不该吸合的继电器受某种条件限制而不能吸合，这种工作方式称为并行工作方式。而PLC的用户程序是按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一条件制约的各个继电器的动作次序决定于程序扫描顺序，这种工作方式称为串行工作方式 （3）从控制速度上看，继电器控制系统依靠机械触点的动作以实现控制，工作频率低，机械触点还会出现抖动问题。而PLC通过程序指令控制半导体电路来实现控制的，速度快， 程序指令执行时间在微秒级，且不会出现触点抖动问题。 （4）从定时和计数控制上看，电器控制系统采用时间继电器的延时动作进行时间控制，时间继电器的延时时间易受环境温度和温度变化的影响，定时精度不高。而PLC采用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，定时范围宽，用户可根据需要在程序中设定时值，修改方便，不受环境的影响，且PLC具有计数功能，而电器控制系统一般不具备计数功能。 （5）从可靠性和可维护性上看，由于电器控制系统使用了大量的机械触点，其存在机械磨损、电弧烧伤等，寿命短，系统的连线多，所以可靠性和可维护性较差。而PLC大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，其寿命长、可靠性高，PLC还具有自诊断功能，能查出自身的故障，随时显示给操作人员，并能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便 3.5 本章小结 这章通过简单的介绍，说明了PLC的定义、结构、工作原理以及PLC的特点，给大家一个简单的认识，给系统设计做了一个初步的期间选择。 3设计方案及器件选型 3.1 设计方案 在铁路和公路的交叉口处，汽车、行人的各自交通皆应受交叉口护栏的开启、关闭的控制。以及指示灯、响铃的提示。这种控制和提示可以用PLC去完成。自动控制系统中，选用超声波传感器和振动传感器共同检测机车到来的信息。采用两种传感器共同检测可以降低系统的误动作。确保交通的安全和车辆的畅通。 当机车要通过交叉口若干分钟之前，传感器得到信号后。PLC控制声光报警器。此时，公路段上红灯亮、警铃响。系统向机车司机及行人提示，机车要通过交叉口，公路段要关闭。PLC控制电动机得电，电动机转动，护栏下降。当机车离开时，振动传感器得到信号后。PLC控制电动机反转、护栏升起。其结构如图3.1所示。 图3.1 交叉口布置图 图中A1、B1的位置距道口2公里，A2、B2的位置距道口1公里。 在铁路和公路的交叉口处，汽车、行人的各自交通皆应受交叉口护栏的开启、关闭的控制。以及指示灯、响铃的提示。这种控制和提示可以用PLC去完成。自动控制系统中，选用超声波传感器和振动传感器共同检测机车到来的信息。采用两种传感器共同检测可以降低系统的误动作。确保交通的安全和车辆的畅通。 在铁路与公路交叉口护栏自动控制系统中，采用传感器检测机车信号，PLC控制护栏的升降。而电路的设计、梯形图的编制成为整个设计的重点、难点。 3.2 元器件选择 3.2.1 PLC选型 根据控制要求，此系统需要11个输入端子，5个输出端子，三菱FX1N PLC可以满足这个条件，而且三菱FX1N PLC价格适合，所以选择三菱FX1N PLC FX1N PLC是一种普遍选择方案,最多可达128点控制,并且能增加特殊功能模块或扩展板。通讯和数据通信和数据连接功能选项使得FX1N在体积通信和特殊功能模块和能源控制等重要的应用方面非常完美。 系统有11个输入信息：5个传感器、4个限位开关、两个按钮。PLC需用11个输入点分别与它们的常开触点相连。 PLC需要用5个输出分别驱动电动机的正反转、声光报警器、制动接触器的线圈。 3.2.2超声波传感器选择 当有40KHz的脉冲电信号从它的两引脚输入时，通过激励换能器处理以后，将其转换成机械振动的能量,其振动频率约为在20KHz以上，由此形成超声波.该信号经锥形“辐射口”处将超声波信号向外部空间发射出去。当发射出去的超声波信号遇到障碍以后，立即被反射回来，接收器接收到反射回来的超声波信号后，通过起内部转换，将超声波变成微弱的电振荡，将信号进行放大，从而得到所要的控制信号。利用该信号，可以控制各种报警、测量、自控电路。敞开型超声波传感器的发送部件及接收部件的内部结构如图5-3所示。 图3.2 超声波传感器 它们主要由两片压电元件紧贴在一起组成形态发送与接收的核心元件.发送器的压电元件上装有锥形共振盘,可提高发射效率,接受器的压电元件上装有匹配器,用来提高接收效率。 3.2.3振动传感器选择 振动传感器的工作原理，将传感器紧接触在被测的振动体上，当振动体在传感器敏感的测量方向上振动时，传感器的敏感元件产生相应的强制振动。振动产生的振动信号使磁敏元件产生电阻变化，导致输出电压产生相应的变化。并经电路处理放大，最后输出与振动运动相似的（频率和幅度大小）电压变化的波形信号。见图1、图2所示。被测体表面的材质：导磁和非导磁材质均可。 图3.3 振动传感器 图3.4振动传感器的振动波形图 振动信号的输出特征是与振动的幅度频率相似，输出电压波形频率同振动频率，电压幅值大小与振动位移幅值呈正比。 传感器的工作电压为12V，输出信号稳定性，抗杂波干扰。在单电源工作下，无振动时，输出为DC4V左右直流信号，有振动时，输出为叠加在DC4V上的交变电压信号。 基本指标 工作电压 * 频率范围 符号 输出信号 振动方向 灵敏度 输出电压幅度 DC12V 0.3 ~ 40HZ S 叠加在直流上的交流信号 与传感器轴向平行 灵敏度可调 无振动 近似DC4V 20 ~ 320HZ M 有振动 最小 ≥50MV 160 ~ 3KHZ G 最大 ≥5V 工作电压*：其它电压，如DC5V. 应用环境 防护等级 * 使用温度 保 护 接 线 安 装 相对湿度 IP65 -25℃ ~ +75℃ 短路、极性 三线制 接触式 ≤95% RH 防护等级*：其它防护等级，如IP66；IP67. 3.2.4 电动机选择 三相交流异步电动机是一种将电能转化为机械能的电力拖动装置，如图3.5所示。它主要由定子、转子和它们之间的气隙构成。对定子绕组通往三相交流电源后，产生旋转磁场并切割转子，获得转矩。三相交流异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格便宜、过载能力强及使用、安装、维护方便等优点，被广泛应用于各个领域。 三相异步电动机主要由定子和转子构成，定子是静止不动的部分，转子是旋转部分，在定子与转子之间有一定的气隙。定子由铁心、绕组与机座三部分组成。转子由铁心与绕组组成，转子绕组有鼠笼式和线绕式。鼠笼式转子是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成；线绕式转子绕组与定子绕组一样，由线圈组成绕组放入转子铁心槽里。鼠笼式与线绕式两种电动机虽然结构不一样，但工作原理是一样的 图3.5 三相交流异步电动机 我们通过选择三相异步电动机来控制栅栏，电动机正转栅栏落下，电动机反转栅栏升起。 3.3 本章小结 本章我们通过选择FX1N PLC控制，振动传感器，超声波传感器，三相交流异步电动机，来实现铁路和公路交叉口自动控制系统。总体上来说我们利用了这些设备来模拟铁路与公路交叉口的自动控制。简单的来说明PLC自动控制的可行性。内容说的比较简单，但是做起来有点复杂，在铁路道口实践起来鼻尖麻烦，所以就用本文来做一个模拟的设计。 4 控制系统硬件设计 4.1 控制系统主电路设计 图4.1 控制系统主电路 图中，FU3、FU4容电器起保护电路的作用。SB1、SB2分别为手动启动、停止。 A1、B1、A2、B2、C传感器，检测信号。 SQ1、 SQ2 、SQ3 、SQ4 限位开关。 KM1电动机正转触头、KM2电动机反转触头、KM3声光报警器触头、KM4、KM5电磁制动触头。 4.2 PLC控制设计 4.2.1 PLC的I/O分配 任务要求该系统具有自动（手动）控制护栏升降功能，采用超声波和振动传感器共同检测机车进入和离开的信息，并向公路段上发出信息来控制交叉口的交通。根据控制要求分析。系统有11个输入信息：5个传感器、4个限位开关、两个按钮。PLC需用11个输入点分别与它们的常开触点相连。系统的输出设备有5个接触器，PLC需要用5个输出分别驱动电动机的正反转、声光报警器、制动接触器的线圈。其I/O如表4.2所示。 表4.2 PLCI/O分配表 类别 元件 端子号 备注 输 入 SB1 0000 手动，电动机正转 SB2 0001 手动，电动机反转 A1 0002 超声波传感器 B1 0003 超声波传感器 A2 0004 振动传感器 B2 0005 振动传感器 C 0006 振动传感器 SQ1 0007 下降限位开关 SQ2 0010 下降限位开关 SQ3 0011 上升限位开关 SQ4 0012 上升限位开关 输 出 KM1 YO 电机正转 KM2 Y1 电机反转 KM3 Y2 声光报警 KM4 Y3 电磁制动 KM5 Y4 电磁制动 4.2.2 PLC接线 4.3 本章小结 这章简单的介绍了控制电路硬件设计，给出了系统设计的电路图，PLC的I/O分配以及PLC的接线，是本个设计的重点、难点所在。 5 软件设计 5.1 编程软件 GX Developer是三菱PLC的编程软件。适用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可编程控制器。支持梯形图、指令表、SFC、ST及FB、Label语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能。GX Developer的特点如下： 1.软件的共通化GX Developer能够制作Q系列，QnA系列，A系列（包括运动控制（SCPU））,FX系列的数据,能够转换成GPPQ,GPPA格式的文档。 此外，选择FX系列的情况下，还能变换成FXGP(DOS),FXGP(WIN)格式的文档。 2.利用Windows的优越性，使操作性飞跃上升能够将Excel,Word等做成的说明数据进行复制，粘贴，并有效利用。 3.程序的标准化。(1)标号编程 用标号编程制作可编程控制器程序的话，就不需要认识软元件的号码而能够根据标示制作成标准程序。 用标号编程做成的程序能够依据汇编从而作为实际的程序来使用。(2)功能块（以下，略称作FB）FB是以提高顺序程序的开发效率为目的而开发的一种功能。把开发顺序程序时反复使用的顺序程序回路块零件化，使得顺序程序的开发变得容易。此外，零件化后，能够防止将其运用到别的顺序程序时的顺序输入错误。(3)宏 只要在任意的回路模式上加上名字（宏定义名）登录（宏登录）到文档，然后输入简单的命令就能够读出登录过的回路模式，变更软元件就能够灵活利用了。 4.能够简单设定和其他站点的链接 由于连接对象的指定被图形化而构筑成复杂的系统的情况下也能够简单的设定。 5.能够用各种方法和可编程控制器CPU连接(1)经由串行通讯口(2)经由USB(3)经由MELSECNET/10(H)计算机插板(4)经由MELSECNET(Ⅱ)计算机插板(5)经由CC-Link计算机插板(6)经由Ethernet计算机插板(7)经由CPU计算机插板(8)经由AF计算机插板。 6.丰富的调试功能(1)由于运用了梯形图逻辑测试功能，能够更加简单的进行调试作业。(a)没有必要再和可编程控制器连接。(b)没有必要制作条使用的顺序程序。(2)在帮助中有CPU错误，特殊继电器/特殊寄存器的说明，所以对于在线中发生错误，或者是程序制作中想知道特殊继电器/特殊寄存器的内容的情况下提供非常大的便利。(3)数据制作中发生错误时，会显示是什么原因或是显示消息，所以数据制作的时间能够大幅度缩短 5.2 程序设计流程图 这儿做一个简单的编程流程图，来介绍一下这个设计 图5.1 程序流程图 首先准备开始，系统初始化，然后机车开动，超声波传感器受到信号，振动传感器受到信号，然后传感器把信号传送给PLC，PLC工作，PLC给电动机发出指令，电动机正传，栅栏放下，公路禁止通行，让机车通过。机车继续往前开，在机车通过传感器的时候，传感器再次受到信号，传感器给PLC发出信号，PLC命令电动机工作，电动机反转，栅栏升起，公路可以通行。然后这就是整个设计的基本过程。 5.3 系统主要梯形图 5.4 本章小结 本章简单的介绍了系统的流程图，让设计有个基本的流程，简单的说明了PLC程序的作用和意义，让大家对这个设计有个系统的了解。 总结 通过对这次的设计，使我对自己的专业有了更深层次的认识，在没有做设计之前、总觉得设计就是对以前所学的知识的总结。但是通过这次设计发现自己的看法太片面了，设计不仅是对以前所学的知识的检验，而且也是对自己的动手能力的提高。 通过这次设计使我了解到自己所学的知识太少了，自己要学的东西太多。对与以前学的知识不能很好的应用，对与所学的知识理解的不是很透彻，只是一知半解。通过这次设计使我明白了知识是学无止境的而且是一个长期积累的过程，在以后的生活和工作中应该不断的学习，提高自己的知识和综合能力。 致谢 在我的毕业论文即将完成之际，谨向在四年的研究生学习期间给予我培养、教育、帮助和支持的所有老师和同学致以最诚挚的谢意! 感谢我的导师XXXX老师在学习和生活中给予我的关心和帮助。从论文开始的选题到最后的修改XX老师都为我提出了许多宝贵的意见。X老师严谨勤奋的科研作风，敏锐的学术眼光，以及积极进取、乐观豁达的人格魅力深深地感染和启迪着我。并且X老师有着渊博的学识，严密的治学态度和慎密的思维，这些都极大地影响了我。本文从先期的理论研究到后期的语言修改，无不倾注着杨老师的心血。杨老师锲而不舍的工作热情，诲人不倦的高尚品格，将一直激励着我追求进步、追逐卓越。在此，我向我的导师X老师表示衷心的感谢和崇高的敬意!谢谢老师们的鼓励和帮助。 感谢我身边的每一位好友，感谢他们的帮助和关心。 最后，感谢我的家人和朋友，感谢他们一直以来所给予我的关怀、支持和鼓励。尤其要感谢亲爱的妈妈对我的培养和无私的爱。 参考文献 [1]孙余凯,吴鸣山.传感器应用300例[M].电子工业出版社,2008. [2]杨黎明,杨志勤.机械设计简明手册国防工业出版社[M].2008. [3]杨凌,电工电子技术化工工业出版社[M].2007. [4]史军刚,白小平.电气控制技术西安电子科技大学出版社[M].2006. [5]粱景凯,机电一体化技术与系统机械工业出版社[M].2007. [6]邓昭铭,张宝.机械设计基础高等教育出版社[M].2006. [7]张忠夫,钟江生.机电传动与控制高等教育出版社[M].2007. [8]程子华,刘小明PLC原理与编程实例分析[M]. [9]周四六,可编程控制器应用基础[M].北京，人民邮电出版社，2006.8 [10]江秀汉,汤楠.可编程序控制器原理及应用[M].西安电子科技大学出版社，2003. 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 指导教师评阅书 指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 评阅教师评阅书 评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 教研室（或答辩小组）及教学系意见 教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者（本人签名）： 年 月 日 学位论文出版授权书 本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。 论文密级： □公开 □保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此) 作者签名：_______ 导师签名：_______ _______年_____月_____日 _______年_____月_____日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 二〇一〇年九月二十日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 二〇一〇年九月二十日 致 谢 时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。 首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。 首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。 其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。 另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。 最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。 四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。 学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。 在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。 最后，我要特别感谢我的导师***老师、和研究生助教***老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在农大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 年 月 日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解**学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 年 月 日 基本要求：写毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题的能力，使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，对所研究的题目有一定的，论文题目的范围不宜过宽，一般选择本学科某一重要问题的一个侧面。 毕业论文的基本教学要求是： 1、培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决实际问题能力、培养学生处理数据和信息的能力。2、培养学生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。3、培养学生进行社会调查研究；文献资料收集、阅读和整理、使用；提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。 毕业论文是毕业生总结性的独立作业，是学生运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。 毕业论文在进行编写的过程中，需要经过开题报告、论文编写、论文上交评定、论文答辩以及论文评分五个过程，其中开题报告是论文进行的最重要的一个过程，也是论文能否进行的一个重要指标。 撰写意义：1.撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。大学生在毕业前都必须完成毕业论文的撰写任务。申请学位必须提交相应的学位论文，经答辩通过后，方可取得学位。可以这么说，毕业论文是结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。毕业论文是大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。一篇毕业论文虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。但是，实践证明，撰写毕业论文是提高教学质量的重要环节，是保证出好人才的重要措施。 2.通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。党中央要求，为了适应现代化建设的需要，领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。这个“四化”的要求，也包含了对干部写作能力和写作水平的要求。 3.提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。在新的历史时期，无论是提高全族的科学文化水平，掌握现代科技知识和科学管理方法，还是培养社会主义新人，都要求我们的干部具有较高的写作能力。在经济建设中，作为领导人员和机关的办事人员，要写指示、通知、总结、调查报告等应用文；要写说明书、广告、解说词等说明文；还要写科学论文、经济评论等议论文。在当今信息社会中，信息对于加快经济发展速度，取得良好的经济效益发挥着愈来愈大的作用。写作是以语言文字为信号，是传达信息的方式。信息的来源、信息的收集、信息的储存、整理、传播等等都离不开写作。 论文种类：毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。 按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。文科大学生一般写的是理论性论文。理论性论文具体又可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。 按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。 按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。 另外还有一种综合型的分类方法，即把毕业论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类： 1．专题型论文。这是分析前人研究成果的基础上，以直接论述的形式发表见解，从正面提出某学科中某一学术问题的一种论文。如本书第十二章例文中的《浅析领导者突出工作重点的方法与艺术》一文，从正面论述了突出重点的工作方法的意义、方法和原则，它表明了作者对突出工作重点方法的肯定和理解。2．论辩型论文。这是针对他人在某学科中某一学术问题的见解，凭借充分的论据，着重揭露其不足或错误之处，通过论辩形式来发表见解的一种论文。3．综述型论文。这是在归纳、总结前人或今人对某学科中某一学术问题已有研究成果的基础上，加以介绍或评论，从而发表自己见解的一种论文。4．综合型论文。这是一种将综述型和论辩型两种形式有机结合起来写成的一种论文。如《关于中国民族关系史上的几个问题》一文既介绍了研究民族关系史的现状，又提出了几个值得研究的问题。因此，它是一篇综合型的论文。 写作步骤：毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的 总结 性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际 问题 的能力。从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或 理论 问题进行 科学 研究 探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。 首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。 教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致，做到通过论文写作和答辩考核，检验应考者综合运用专业知识的能力”。但不管考生是自己任意选择课题，还是在主考院校公布的指定课题中选择课题，都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。选好课题是毕业论文成功的一半。 第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界，以推动社会的不断进步和发展 。因此，毕业论文的选题，必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要，以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。选题要符合科学研究的正确方向，要具有新颖性，有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用，一项毫无意义的研究，即使花很大的精力，表达再完善，也将没有丝毫价值。具体地说，考生可从以下三个方面来选题。首先，要从现实的弊端中选题，学习了专业知识，不能仅停留在书本上和理论上，还要下一番功夫，理论联系实际，用已掌握的专业知识，去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。其次，要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题，科学研究。还有许多没有被开垦的处女地，还有许多缺陷和空白，这些都需要填补。应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索，去发现，去研究。最后，要从寻找前人研究的不足处和错误处选题，在前人已提出来的研究课题中，许多虽已有初步的研究成果，但随着社会的不断发展，还有待于丰富、完整和发展，这种补充性或纠正性的研究课题，也是有科学价值和现实指导意义的。 第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。毕业论文的写作是一种创造性劳动，不但要有考生个人的见解和主张，同时还需要具备一定的客观条件。由于考生个人的主观、客观条件都是各不相同的，因此在选题时，还应结合自己的特长、兴趣及所具备的客观条件来选题。具体地说，考生可从以下三个方面来综合考虑。首先，要有充足的资料来源。“巧妇难为无米之炊”，在缺少资料的情况下，是很难写出高质量的论文的。选择一个具有丰富资料来源的课题，对课题深入研究与开展很有帮助。其次，要有浓厚的研究兴趣，选择自己感兴趣的课题，可以激发自己研究的热情，调动自己的主动性和积极性，能够以专心、细心、恒心和耐心的积极心态去完成。最后，要能结合发挥自己的业务专长，每个考生无论能力水平高低，工作岗位如何，都有自己的业务专长，选择那些能结合自己工作、发挥自己业务专长的课题，对顺利完成课题的研究大有益处。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在**大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 _1462822156.vsd � � � � A1 C A2 B2 B1 公路 铁路 A1.B1超声波传感器 A2.B2.C振动传感器 _1462965153.vsd � � � 开始� 系统初始化� 机车开动� PLC工作� 电动机正转， 栅栏放下� 机车经过� 传感器作用 PLC工作� 电动机反转， 栅栏升起� 结束� Y N 传感器作用� Y N _1234567890.dwg