毕业论文(设计)开题报告题目：瓶装牛肉酱自动生产线- PLC控制系统和测试系统的设计
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本科生毕业设计（论文）开题报告 论文题目：嵌入式智能家居控制系统 软件设计 学院：电气工程学院 专业班级：自动化1204 学生姓名：刘芳春 学号： 120302433 导师姓名：王通 开题时间：2016年 3 月 18 日
1.课题背景及意义 1.1课题研究背景、目的及意义 目前，几乎所有家庭都有使用各种电器设备，电视、电灯、空调、冰箱等。然而，就当前情况来说，这些设备总是被看成单个的、独立的个体使用，而极少出现一个专门的系统来管理它们、或是将它们糅合为一个具有一定“智慧”的设备集合体。这不仅使得设备使用者不得不在控制和管理这些设备上消耗大量时间和精力，而且容易造成设备使用效率不高，浪费宝贵的能源，这不符合节能环保的国家政策方针。 基于这个事实，智能家居的概念应运而生。智能家居又被人们称智能住宅[1]，在国外也叫做Smart Home。智能家居是以个人住所为单位，以控制技术、通信技术计算机技术为基础，以提升人们的日常家居生活为目的的家居控制和管理系统[2]。 由于智能家居是一个最近才得到快速发展的行业，当前有许多地方并未得到充分的研究，也有许多研究成果并未能转化成为实际产品。探寻其本质因素有两个。其一，大多数已有的智能家居产品是针对高消费人群设计和开发的，而没有顾及到占人口绝大多数的低端消费人群。因此，其市场本身就不会太大。其二，许多开发出来的产品在性能上并不完全让消费者满意。当前已有的产品中的大多数，或是存在功能单调、或是存在使用不方便等各种缺乏吸引力的不足之处。 为了改善这一现状，软件部分设计就成了必不可少的工作，软件部分以软件开发平台为核心，向上提供应用编程接口，向下屏蔽具体硬件特性的板级支持包。嵌入式系统中，软件和硬件紧密配合，协调工作，共同完成系统预定的功能。嵌入式软件是应用程序和操作系统两种软件的一体化程序。对于嵌入式软件而言，系统软件和应用软件的界限并不明显，原因在于嵌入式环境下应用系统的配置差别较大，所需操作系统裁剪配置不同，I/O 操作没有标准化，驱动程序通常需要自行设计[3,4]。 嵌入式实时操作系统在目前的嵌入式系统中应用越来越广泛，尤其在功能复杂、系统庞大的应用中[5]。它与实时应用软件相结合成为有机的整体起着核心作用，由它来管理和协调各项工作，为应用软件提供良好的运行软件环境和开发环境。μC/OS-II 是一个完整的，可移植、固化、裁剪的占先式实时多任务内核。它通过了美国联邦航空管理局商用航行器的认可，符合航空无线电技术委员会对用于航空设备方面所使用的软件性能提出的DO-178B标准认可。目前已有数百个商业应用的μC/OS，该操作系统的稳定性和可靠性得到了充分的肯定[6,7]。该操作系统在智能家居领域中的应用也越来越广泛。因此对于嵌入式智能家居操作系统的研究也越来越有必要。
中北大学 毕业设计开题报告 学生姓名：王小龙学号：07050541X14学院、系：信息与通信工程学院 专业：自动化 设计题目：基于MATLAB的控制系统设计软件开发 指导教师:林都 2011年4月2日
毕业设计开题报告
类专业技术基础课程,在教学与研究过程中,常需要对控制系统用MATLAB进行仿究, MATLAB虽功能强大,对这方面的分析都有相应命令,但命令繁多,分析起来过于零散的性质有个整体的掌握,况且像MATLAB这么大的软件学起来也较困难。为能够更快更好掌握控制系统的性质,把多而散的命令整合起来,开发了控制系统CAI应用软件。使用此软件时用户只需输入系统参数,然后点击相关按钮,就可以快速得到所求相应的结果。二．相关理论知识 控制工程基础是以讲述古典控制为主的机械类专业技术基础课程,在教学与研究过程中,常需要对控制系统用MATLAB进行仿真分析与研究,MATLAB虽功能强大,对这 方面的分析都有相应命令,但命令繁多,分析起来过于零散,难于对系统的性质有个整体的掌握,况且像MATLAB这么大的软件学起来也较困难.为能够更快更好掌握控制系统的性质,把多而散的命令整合起来,开发了控制系统CAI应用软件.使用此软件时用户只需输入系统参数,然后点击相关按钮,就可以快速得到所求相应的结果。 要将控制系统CAI应用软件结构图中的内容在用户界面里表现出来,就必须有参数输入、结果输出、图形仿真输出等,且这些都能进行对比分析,因此要求有个友好、操作简单、可读性强、易修改的图形用户界面,选择MATLAB中具有可视化编程能力的图形界面GUI,将它提供的工具与编程经验结合起来,完成软件界面的创建.。 图1控制系统CAI应用软件结构图
空调自动控制系统软件设计及调试 尹海蛟 空调的硬件电路只是起到支持作用。因为作为自动化控制的大部分功能，只能采取软件程序来实现，而且软件程序的优点是显而易见的。它既经济又灵活方便，而且易于模块化和标准化。同时，软件程序所占用的空间和时间相对来说比硬件电路的开销要小得多。同时，与硬件不同，软件有不致磨损、复制容易、易于更新或改造等特点，但由于它所要处理的问题往往远较硬件复杂，因而软件的设计、开发、调试及维护往往要花费巨大的经历及时间。但相比之下，这些代价所取得的功能远优于仅依靠硬件电路所实现的功能。 1.空调自动控制系统软件程序设计思想 在硬件电路设计好以后，软件设计则是最重要的一个设计部分，由于空调自动控制的大部分智能化功能都是软件来完成，这样就使得硬件电路设计的简化和成本低可以得到实现。然而，8051单片机采用的是与其物理地址联系非常紧密地汇编语言来进行编程的。我们知道汇编语言相对于高级语言而言，它的速度是比较快的，而且它的指令代码也非常简单，但前提是编程人员要对8051单片机内部硬件电路非常熟悉。这对编程人员的要求是比较高的。 在进行软件编程时，我们仍然要采用结构化模块方式编程，从而可以把一些非常大的程序逐步分解为几个小程序，这对于编程人员非常重要的。对于本课题而言，由于它最终要设计成样机形式。因此，我们就得对整机进行监控，这个监控程序中应包括各种芯片的初始化程序、自诊断程序及许多中断子程序等事实上，在对空调器上电后，它应在单片机的控制下自动转入监控程序的执行。我们在编制时把监控程序作为本机的主程序来进行工作。任何故障都会从监控程序的执行中得到响应，而且任何故障给予的响应方式和代码不同，因此这很方便的可以查找到该故障部位。显然，这只对硬件电路的故障有效。对于软件程序的执行故障，我们目前只能通过软件程序的调试安装及仿真来判别它是否正常运行。因为单片机毕竟不是微机或上位机。它所能容纳的程序能力也是有限的。当然，我们可以采用各种技术进行优化，这样就可以最大限度的直至软件程序的出错运行。各种子程序模块都挂接在该主程序上。编制它时，我们尽可能充分利用8051单片机的软件资源及内部寄存器资源，这样可以提高其运行速度。 硬件和软件式空调温度控制的核心设计方面，本课题把研究重点特别投向软件设计，毕竟自动控制功能大部分都要靠软件程序来完成。在本课题设计过程中，软件调试要花大量时间来调试运行，而硬件电路我们只需简单调试。因此可见硬件设计和软件设计有很大区别，而且在总体调试中还要对其进行调整。这都是本课题所研究的内容。我们从总体上把握了空调自动控制系统的设计思路，初步了解到该研究项目主要的研究工作内容和其采用的优点。倘若要具体进行各个细节
自动化控制系统设计方案 一、现地控制软件 现地采集控制软件采用业界领先的平台和面向对象机制的编程语言在数据库作业系统基础上进行高可靠性、实时性的现地控制应用软件 二、主控级 1、数据的采集及处理 接收现地控制单元的上送数据并进行处理及存入数据库，供分析计算、控制调节、画面显示、记录检索、操作指导、打印等使用。数据采集除周期性进行外，在所有时间内，可由操作员或应用程序发命令采集现地控制单元的过程信息。 2、运行监视、控制和调节 运行操作人员能通过上位机，对各闸门开度和启闭机的运行工况进行控制和监视。除了显示各孔闸门的位置图形和开度数据外，还设置“启动”、“停止”两个模拟操作按钮和“上升”、“下降”、“远程/现地”、“通讯状态”等模拟指示。主要内容如下： a、根据要求的过闸流量，计算出闸门当前应开启的高度（在 上下限范围内）电脑提示是否确认，若确认即可启动闸门； b、闸门启闭控制，根据给定值启闭闸门，到位停止； c图形、表格、参数限值、状态量等画面的选择和调用； d在主控级进行操作时，在屏幕上应显示整个操作过程中的每一步骤和执行情况； 三、打印记录 显示、记录、打印功能 所有监控对象的操作、实时参数都予记录，对故障信号进行事件顺序记录、显示，实行在打印机上打印出来。主要内容如下：（1）闸门动作过程动态显示； （2）给定开度值显示，闸门位置显示；
（3）闸门升降模拟显示图； （4）上、下游水位数据显示 （5）根据上下游水位和闸门开度，自动计算出当前流量，并进行累计 （6）运行显示、打印； 四、通信功能 主控级与现地控制单元采用RS485总线通信，当通讯不正常时，报警显示。 五、现地控制单元 1、实时自动采集闸门开度在现地显示并通过处理后传送至主控层； 2、根据主控层指令，或根据人工输入的合法控闸指令，在满足下列条件的情况下，自动控制闸门的升、降，并运行到指定位置； 3、当转换开关在现地状态时，可对闸门开度进行预置，并通过电控柜的升、降、停按钮实现闸门的启闭； 4、在现地控制单元，通过权限开关，可实现远程/现地切换； 5、保留原人工手动控闸功能，人工与自动并存，以便紧急状态及维护系统时使用。 六、系统组成 （1）系统主要由信息采集与控制、集中监控和信号传输三大部分组成。启闭机室设若干台现地控制柜(PLC),其中信息采集与控制由闸门开度传感器与开度仪、水位传感器等部件组成。集中监控由计算机、键盘鼠标、打印机、UPS电源及其他设备组成(不在供货范围)。而信号传输部分则是采用双绞屏蔽电缆来完成
东北大学 研究生考试试卷 评 分 考试科目：控制系统设计 课程编号：y2014607202 阅卷人：王明顺 考试日期：2015.05.21 姓名：马文彬 学号：1470739 注意事项 1．考前研究生将上述项目填写清楚 2．字迹要清楚，保持卷面清洁 3．交卷时请将本试卷和题签一起上交 东北大学研究生院
目录 摘要......................................................................................................................................................I 第1章绪论 (1) 1.1SMPT-1000系统介绍 (1) 1.1.1立体流程设备盘台 (2) 1.1.2钢制盘台 (2) 1.2上位机软件 (3) 1.2.1上位机软件SMPTLAB (3) 1.2.2实时仿真引擎软件SMPTRuntime (4) 第2章加热炉工艺流程与燃烧因素分析 (4) 2.1加热炉工艺流程 (5) 2.2燃烧控制要求 (6) 第3章炉膛燃烧控制器系统设计 (7) 3.1设计原理 (7) 3.1.1比值控制系统 (7) 3.1.2开环定比值控制系统 (8) 3.1.3单闭环定比值控制系统 (9) 3.1.4双闭环比值控制系统 (10) 3.2随动控制系统的控制器参数整定 (11) 第4章控制系统的控制器参数整定 (12) 4.1控制系统的控制器参数整定设计实验设计 (12) 4.1.1准备工作 (12) 4.1.2实验步骤 (12) 4.2控制系统的控制器参数整定实验操作 (12) 4.2.1比值控制器K值的确定 (12) 4.2.2主物料控制器PID参数的整定 (14) 4.2.1副物料控制器PID参数的整定 (15) 结论 (17) 参考文献 (18)
基于PLC的自动化生产线控制系统软件设计 摘要：自动化生产线由送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5 个单元组成。每个单元都有控制本单元工作过程的PLC。控制系统要求，每个都 要上电时先复位，然后才能工作；按了停止按钮后，每个单元都要把本单元的流 程进行完，然后停止；按下急停按钮，立即停止工作，急停按钮回复，寻找断点 继续工作。研究以上控制要求的编程思路，并且以自动线供料单元为例，研究复位、停止、急停等控制要求编程的方法。 关键词：PLC；自动线；控制；软件设计 1.自动化生产线概述 自动化生产线是在流水线的基础上逐渐发展起来的，它不仅要求线体上各种 机械加工装置能自动地完成预定的各道工序及工艺过程，使产品成为合格的制品；而且要求在装卸工件、定位夹紧、工件在工序间的输送、工件的分拣甚至包装等 都能自动地进行。按照规定的程序自动地进行工作，这种自动工作的机械电气一 体化系统就是自动生产线（简称自动线）。自动线一般由送料、加工、装配、输 送和分拣五个单元组成。工作目标是将供料单元料仓内的工件送往加工单元的物 料台，完成加工操作后，把加工好的工件送往装配单元的物料台，然后把装配单 元料仓内不同颜色的小圆柱工件嵌入物料台上的工件中，完成装配后的成品送往 分拣单元分拣输出，分拣站根据工件的材质、颜色进行分拣。 文中研究的自动线由送料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元 5个单元组成。工作目标是将供料单元料仓内的工件送往加工单元的物料台，完 成加工操作后，把加工好的工件送往装配单元的物料台，然后把装配单元料仓内 不同颜色的小园柱工件嵌入到物料台上的工件中完成装配后的成品送往分拣单元 分拣输出，分拣站根据工件的材质、颜色进行分拣。自动化生产线主要完成的是 顺序动作，其控制器多选用可编程控制器。可编程控制器根据检测传感部分送来 的信号，按照预先设计好的控制程序，控制执行机构完成相应的动作。文中主要 研究自动线控制软件设计。 自动化生产线由以下系统组成： （1）自动加工系统，这个系统是指生产线的基础系统，是整个生产线的框架。 （2）物流系统，这个系统是指生产线上的传送装置，例如轨道、输送带、 转盘等，主要是负责产品的运输。 （3）信息系统，这个系统是对生产线传输进行负责，例如生产线的信息、 控制等，同时还对计算机与其它控制系统进行信息传输，相当于人体的血液。 （4）软件系统，这个是生产线最重要的部分，他就像人体的大脑，它包括 控制软件、生产系统软件、运输软件、监控软件等。 自动化生产线是一个复杂的综合体，是解决机械硬件实现柔性化的关键技术，而它的优点有设备领用率高，可以将生产线上的设备柔性的连接；生产能力稳定；产品质量高，由于产品生产不间断，这样会使产品的质量得到保证；运行灵活， 生产、检验、维护方便。未来自动化生产线应该向着高速、精度高、效率高、智 能化的方向发展，实现用户界面的图像化，将机器与人直接对话，现在的生产线 只能行程简单的图形，实现的是图形的仿真与动态模拟，所以可视化是未来发展
控制系统软件设计 在本论文中，我们采用pro-motion软件作为多轴工业CT运动控制系统的控制软件，相对于运动控制卡的方式，很展现出很大的提升，比如在系统的同步控制、多轴运动控制和程序的执行性方面。 1.1 软件简介 1.1.1 连接控制器 在安装结束软件后，运行软件，会弹出“接口”的对话框，我们需要对其进行设置，如下图： 图1.1 pro-motion设置界面 1.1.2 配置的设置 在配置电机轴之前，我们首要选择配置的轴。可以在窗口中直接选择要配置的轴，被选中的轴将以蓝色背景标识，如下图：
3 图1.2 选中配置轴 图1.3 pro-motion输入波形选择 如上图，根据向导可一步步设置，比如交流和直流、有刷与无刷等，最终成为我们所需求的电机。 1.2 pro-motion软件工作环境 整个运动控制系统可以简单的使用软件来操作，在pro-motion软件中，我们可以看到控制系统的组成，如下图：
图1.4 控制系统原理图 我们可以看出，整个系统是一个反馈回路，系统会对反馈结果进行计算与修正，这使得我们能更加精确地、快速的控制工业CT平台，达到更好的要求。 1.2.1 编程语言 因为C语言具有简洁方便等特点，我们使用C语言程序对该系统进行编写，使得其控制整个运动平台，其中包括平台初始化部分、接口部分、执行程序部分等。 对于工业CT控制系统的软件设计必须要实现运动控制的功能，此外，还有大量的变量处理和参数计算，因此需要所编写程序的全面，来实现命令的发送和接收，以及状态的反馈、扫描参数的计算等功能。以下是为该系统所编写的一套C语言程序： //******************************************************** // PMDRPperiph.cpp // PMD Prodigy/CME Resource Protocol wrapper class implementation //******************************************************** //#include "stdafx.h" #include
X X X系统概要设计说明书 Version0.1 文挡编号 文挡名称概要设计文档撰写人 审核/批准 创建时间
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目录 1引言 (4) 1.1编写目的 (4) 1.2背景 (4) 1.3定义 (4) 1.4参考资料 (4) 2任务概述 (4) 2.1目标 (4) 2.2运行环境 (4) 2.3需求概述 (5) 3总体设计 (5) 3.1基本设计概念和处理流程 (5) 3.3功能分配 (7) 4接口设计 (8) 4.1用户接口 (8) 4.2外部接口 (8) 4.2.1调试接口： (8) 4.3内部接口 (9) 5运行设计 (10) 5.1运行模块组合 (10) 5.2运行控制 (12) 5.3运行时间 (12) 6系统数据结构设计 (12) 7系统出错处理设计 (12) 7.1出错信息 (12) 7.2补救措施 (12)
1引言 1.1编写目的 为明确上位运动控制系统的系统结构、安排项目规划与进度、制定详细测试计划、组织软件开发与测试，特撰写本文档。 本文档供项目经理、设计人员、开发人员参考。 1.2背景 1.3定义 1.4参考资料 2任务概述 2.1目标 2.2运行环境 硬件及软件环境： 一台工控机：XXXCPU，XXX硬盘，XXX内存，Windows XP，LabVIEW测试环境； 系统运行环境示意图1： 三 轴 控 制 器 1~4 驱 动 器 1~4 图1 子系统环境
2.3需求概述 上位机运动控制子系统主要需求列表如下： ?机械臂控制功能： （1）控制机械臂的XY平面内完成单X轴运动的定位操作； （2）控制机械臂的XY平面内完成单Y轴运动的定位操作； （3）控制机械臂的XY平面内完成双轴协同运动的定位操作。 ?滑台控制功能：控制滑台的左右移动。 ?末端执行器控制功能： （1）控制机械臂末端执行轴完成对手机操作面的带力反馈的操作； （2）控制机械臂末端执行轴完成对手机侧操作面的带位置反馈的操作。 3总体设计 3.1基本设计概念和处理流程 针对由集成层下发的命令，子系统的处理流程如图2所示： 图2 处理流程 3.2结构 用一览表及框图的形式说明本系统的系统元素（各层模块、子程序、公用程序等）的划分，扼要说明每个系统元素的标识符和功能，分层次地给出各元素之间的控制与被控制关系. 控制子系统的体系架构如图3所示：
基于机器人运动控制系统软件设计摘要：移动机器人的运动控制主要是完成移动机器人的运动平台，提供一种移动机器人的控制方式。本文通过对移动机器人的研究，实现了基于渡越时间法的超声波测距模块设计，为机器人提供简单方便的障碍物距离检测。本文主要完成对主控板控制器软件设计、电机驱动控制器软件设计和超声波测距软件的设计，使开发系统能够服务于移动机器人研究的通用开发平台。 关键词：机器人；运动控制；软件设计；超声波测距 中途分类号：TP 9 文献标识码：B 0 引言 随着计算机、网络、机械电子、信息、自动化以及人工智能等技术的飞速发展，移动机器人的研究进入了一个崭新的阶段。同时，太空资源、海洋资源的开发与利用为移动机器人的发展提供了广阔的空间。目前，智能移动机器人，无人自主车等领域的研究进入了应用的阶段，随着研究的深入，对移动机器人的自主导航能力，动态避障策略，避障时间等方面提出了更高的要求。地面智能机器人路径规划，是行驶在复杂，动态自然环境中的全自主机器人系统的重要环节，而地面智能机器人全地域全自主技术的研究，是当今国外学术界面临的挑战性问题。 智能移动机器人是一类能够通过传感器感知环境和自身状态，实现在有障碍物的环境中面向目标自主运动，从而完成一定功能的机器人系统。移动机器人技术研究综合了路径规划、导航定位、路径跟踪与运动控制等技术。涉及到包括距离探测、视频采集、温湿度以及声光等多种外部传感器，作为移动机器人的输入信息。移动机器人的运动控制主要是完成移动机器人的运动平台，提供一种移动机器人的控制方式。性能良好的移动机器人运动控制系统是移动机器人运行的基础，能够服务于移动机器人研究的通用开发平台。 移动机器人技术研究综合了多学科领域的知识，关键技术可分为：路径规划、导航定位、路径跟踪与运动控制技术。路径规划又可分为全局和局部路径规划。全局路径规划是根据移动机器人总体任务进行路径规划，将总体路径任务分解，并建立全局地形数据库；局部路径规划是根据全局规划分解的子任务，结合移动机器人当前状态信息，实时规划可行路径；导航定位技术确定移动机器人在全局地图中的位置，并实时得到机器人与路径跟踪的相对位置关系，其关键技术是多传感器信息处理与数据融合技术。路径跟踪与运动控制技术的任务是控制移动机器人跟踪局部规划给出的路径，结合导航定位系统得到机器人本身状态信息与道