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自动喷泉的PLC控制设计报告姓名：学号：班级：指导教师：课程名称：电气控制与PLC基层教学单位：仪器科学与工程系指导教师：说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。
2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。
摘要花式喷水池是近年来出现的一种园林建筑与花式观赏相结合的一种产物。
随着可编程控制器在我国的迅速发展，对花式喷泉的控制要求也越来越高，使得越来越多的控制部分需要可编程控制器来实现。
使用PLC控制花式喷泉，具有使用方便，运行可靠，控制程序设计简单等优点。
用SFC方法编程，可以使设计思路清晰，编程简便.若需要改变喷水花样和喷水时间，设计方案不必作很大调整，只要把控制程序作相应的修改，即可实现控制目的。
本设计以4环花式喷泉为研究对象，采用了三菱FX1N系列可编程序控制器作为喷泉的控制器。
对花式喷水池的控制系统的总体功能进行了分析，阐述了可编程控制器的组成和工作原理。
并提出了喷水池硬件的各组成模块及详细的硬件模块设计方案。
本设计改善了喷泉系统的控制品质，并达到了实时控制的要求。
关键词：喷泉、PLC、设计目录一、设计要求 (4)1.1设计的基本要求 (4)1.2设计任务 (4)二、方案的总体思路 (5)三、硬件系统的设计 (6)3.1 PLC的选型 (6)3.2 I/O分配 (8)四、软件系统的设计 (8)4.1四种花样的设计 (8)4.2程序的设计 (10)五、设计心得 (10)六、参考文献 (12)附录 (13)一、设计要求1、1、设计的基本要求如上图所示，有16个彩灯代表16个喷头，有4个选择喷泉花样按钮。
采用FX2N-48MR进行控制，实现四种以上的自动喷泉花样。
1.2 设计任务根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行自动喷泉的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。
第1章绪论1.1喷泉的发展国内在二十世纪八十年代以前，喷泉只是建筑给排水和园林造景专业的一个技术细节，从设计到产品制作，工程安装都没有形成规模。
只是在展览馆等公共建筑和公园里能见到一些中、小喷泉，产品的水平也是简单、粗放的。
二十世纪八十年以后，随着国民经济的恢复和发展，人民生活水平的提高，一些城市的城建、园林主管部门在城市建设、改造的过程中，以及环境的美化和文化氛围的营造上对喷泉提出了求新的要求，一部分建筑、园林、水利的设计院、研究所及大专院校，综合了土建结构、给排水、机电控制等传统的专业技术，加上当时先进的单片机，通过电磁阀和直流电机调速实行变量控制，设计出一批喷泉、水景。
得到了良好的社会反映和社会效益。
在这个时期，一些喷泉设备专业加工厂和公司开始组建、发展，为喷泉的专业化发展提供了力量，打下了基础。
二十世纪九十年代以后，社会主义市场经济快速发展，全国城市建设速度加快，人们也追求高质量的文化生活和环境美。
市场的需求推动了喷泉行业的发展。
喷泉走出公园、园林的围墙和广场的中心，深入延伸到人们的各个社会活动场所。
许多喷泉专业的生产厂商和专业公司，在这段时间内应运而生，迅速发展起来。
专业技术人员把计算机技术、信息技术，以及声、光、电、雾、火、激光、音乐、水幕电影等学科的技术应用到喷泉之中，把喷泉行业的技术水平推上了一个新的层面，开拓了广阔的应用空间，喷泉行业得到了快速发展。
2001年中国建筑金属结构协会、给水排水设备分会成立了水景喷泉专业委员会，行业组织为城镇、园林的主管部门、设计院、所及专业生产厂商、公司提供服务，促进喷泉行业健康有序地发展。
一些大学和中专的建筑、园林专业也开设了水景、喷泉课程，为喷泉行业的今后发展提供了知识储备。
喷泉行业的发展进入到一个新的阶段。
1.2喷泉的应用人们对喷泉的造景功能、娱乐功能、环保功能认识的提高，开拓了喷泉的应用范围。
我们可以看到：适宜于喜庆节日、大型群众集会的广场喷泉和城市主题雕塑喷泉，其水造型往往是简捷、明快、庄重、大方，给予人们团结进取，凝聚向上的感受。
花样喷泉的PLC控制系统设计1. 引言花样喷泉是一种美丽而迷人的景观，它通过水流的喷射和变化展示出不同形态和音乐舞动。
这种喷泉的控制系统设计至关重要，它需要准确地控制水流的强度、喷射的位置和喷射的时间。
PLC（可编程逻辑控制器）被广泛应用于花样喷泉的控制系统，其可靠性和灵活性使其成为首选的控制设备。
本文将重点介绍花样喷泉的PLC控制系统设计。
2. 控制系统架构花样喷泉的PLC控制系统主要包括传感器、PLC控制器、执行器和人机界面。
传感器用于感知环境的变化和花样喷泉的状态，如水流的压力、喷射位置的准确性等。
PLC控制器负责接收传感器的信号，并根据预设的程序进行逻辑判断和控制指令的输出。
执行器根据PLC控制器的指令，控制水流的强度和喷射位置。
人机界面用于与操作员进行交互和监控花样喷泉的状态。
3. PLC程序设计PLC程序设计是花样喷泉控制系统设计的核心部分。
程序的设计需要根据具体需求进行细致的规划和逻辑设计。
以下是一般的PLC程序设计步骤：3.1 确定输入输出点根据花样喷泉的需求，确定PLC控制器的输入输出点。
输入点可以是传感器输出的信号，如水流压力传感器的信号等。
输出点可以是执行器的控制信号，如控制喷射口的电磁阀信号等。
3.2 设计逻辑控制根据花样喷泉的控制逻辑，设计PLC程序的逻辑控制部分。
逻辑控制部分包括对输入信号的判断和对输出信号的控制。
例如，当水流压力超过一定阈值时，控制喷射口的电磁阀关闭，停止喷射。
3.3 编写程序代码根据逻辑控制的设计，使用PLC编程语言编写程序代码。
常用的PLC编程语言有Ladder Diagram、Structured Text等。
代码的编写需要考虑方便维护和扩展，以及程序的可读性。
3.4 测试和调试编写完成后，进行测试和调试。
通过模拟输入信号和监视输出信号，验证程序的正确性和稳定性。
如果有问题，及时进行调试和修改。
4. 人机界面设计人机界面的设计是为了方便操作员进行监控和控制。
PLC花样喷泉控制系统设计引言：花样喷泉是一种由水泵通过喷嘴将水喷射到空中形成不同形状、节奏和高度的艺术喷泉。
为了实现这种效果，需要一个可靠的控制系统来控制喷嘴的开关、喷水高度和喷水节奏。
PLC被广泛应用于自动化控制系统中，具有可编程性和可靠性，并且易于维护和调试。
本文将介绍如何使用PLC来设计花样喷泉控制系统。
设计概述：花样喷泉控制系统的设计包括硬件设计和软件设计两个部分。
硬件设计主要涉及PLC的选择、传感器的选择和电气元件的选配。
软件设计主要包括PLC程序的编写和参数的设置。
硬件设计：1.PLC选择：在选择PLC时，应考虑系统的复杂性和可靠性要求。
常见的PLC品牌有西门子、施耐德和欧姆龙等。
根据实际需要选择适合的型号，并保证其具有良好的扩展性和稳定性。
2.传感器选择：花样喷泉控制系统需要使用多种传感器来感知环境和喷泉状态。
常见的传感器有压力传感器、位移传感器和水位传感器等。
根据实际需求选择适当的传感器，并确保其与PLC兼容。
3.电气元件选配：喷泉系统涉及到电机、电磁阀和继电器等电气元件的选择。
根据系统的负载要求和电源条件选择合适的电气元件，并确保其能够稳定运行。
软件设计：1.PLC程序编写：PLC程序编写是花样喷泉控制系统设计的核心部分。
程序需包括如下功能：a.喷嘴控制：根据设定的节奏和时间来控制喷嘴的开关，实现水的喷射。
b.高度调节：根据设定的水位信号和压力信号来调节喷水的高度。
c.故障保护：监测传感器和电气元件的状态，及时发现故障并采取相应措施。
d.用户界面：提供一个直观、简洁的用户界面，方便用户对喷泉效果进行设置和调整。
2.参数设置：在软件设计中，还需设置一些相关参数，如喷嘴的个数、喷水的高度范围和节奏范围等。
根据实际需求设置这些参数，并确保系统能够满足各种要求。
系统测试与调试：在完成硬件和软件设计后，需要对系统进行测试和调试，以确保其正常工作。
测试过程包括以下几个方面：1.硬件测试：检查传感器和电气元件的连接是否正确，确保它们能够正确地与PLC通信。
毕业论文题目: 基于PLC的花式喷泉控制系统设计学生专业机电一体化指导教师盛强完成日期2010年5月湖职院自动化类专业毕业论文基于PLC的花式喷泉控制系统设计学生：指导教师：盛强2010年5月摘要随着我国城市化进程的加快和人口大量集聚，环境越来越重要，好的环境能使身心愉快，做事效率提高，其中喷泉可以湿润周围空气，减少尘埃，降低气温。
喷泉的细小水珠同空气分子撞击，能产生大量的负氧离子，有益于改善社区面貌和增进居民身心健康。
花式喷泉采用了可编程控制器PLC和变频器，用软件实现对花式喷泉运行的自动控制，可靠性大大提高。
控制系统结构简单，外部线路简化，可方便的增加或改变控制功能，也可以进行故障自动检测与报警显示，提高运行安全性，并便于检修。
用SFC 方法编程，可以使设计思路清晰，编程简便。
而变频器调速以其优异的调速性能和起制动性能、高效率因素和节电效果，可以控制喷泉水位的高度，广泛的适用范围及其它许多优点而获国内外公认最有发展前途的调速方式。
因此，可编程控制器PLC技术加变频器调速技术已成为现代喷泉行业的一个优点。
本设计是利用PLC和变频器的调速技术，因而有三种喷水花样可供选择：能够控制每环喷水管喷水的高度；喷水时要有灯光显示；可以根据不同的季节、不同的场合可改变喷水的花样。
将各种水型及灯光，按照预先设定的排列组合进行控制程序的设计，通过计算机运行程序发出控制信号，使水型及灯光有各种各样的变化。
关键词：PLC；花式喷泉；梯形图；控制；水泵目录摘要 (I)目录 (I)第1章绪论 (1)1.1课题设计的背景 (1)第2章系统控制方案 (2)2.1花式喷水的概述 (2)2.2系统控制方案 (2)2.3花式喷泉控制系统原理图 (3)第3章系统硬件设计 (4)3.1 可编程控制器的选型 (4)3.2变频器的选型 (4)3.3水泵的选型 (5)3.4硬件清单 (5)3.5硬件接线图 (5)第4章系统软件设计 (7)4.1 PLC梯形图概述 (7)4.2编程软件的操作方法 (7)4.3 I/O分配表 (8)4.4 系统工作过程分析 (8)4.5 控制系统程序设计 (8)4.5.1花式喷泉的第一种花样 (8)4.5.2花式喷泉的第二种花样 (9)4.5.3花式喷泉的第三种花样 (10)4.6 顺序控制功能图 (12)第5章结论 (13)致谢 (14)参考文献 (15)附录Ⅰ (16)第1章绪论1.1课题设计的背景随着城市化进程的加速，花式喷泉可以在人们周围随处可见。
摘要随着我国经济文化不断的加速发展，物质生活水平的提高促使着人们迫切的追求更高的生活享受，花样喷泉可以在人们周围随处可见，比如广场、大厦、小区、公园等。
于是大大小小的公园如雨后春笋般出现在新的城市规划中，其中必然会修建一些喷泉供人们休闲，观赏。
花样喷泉是人造小气候，在炎热的夏日可以起到增湿和降温的作用：也为水体充氧，有利于水体增加自净能力，起到防止水体黑臭的作用。
花样喷泉的核心是PLC，是一种以微处理器为核心、带有指令存储器和输入输出接口、综合了微电子技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术的新一代工业控制装置。
它能够存储和执行指令，进行位置控制、逻辑控制、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
本设计主要以可编程控制器PLC的控制功能，通过对各个开关的控制，来满足人们对视觉的需求，实现了利用可编程控制器控制花样喷泉的功能，具有接线简单、编程直观、扩展容易等特点。
当花样喷泉的功能增加时，只需要增加相应程序以及输出的功能，要改动的地方也较少，调试结果表明，在适应性、灵活性、准确性和可靠性方面，都达到了设计要求。
通过本设计，我学习到了很多东西，在工作的细心上也得到了提高。
并且，更了解了有关可编程器件的功能。
关键词：花样喷泉、PLC、开关的控制AbstractWith the accelerated development of China's economic and cultural improvement of material living standards prompted the urgent pursuit of higher enjoyment of life pattern fountain in the people around everywhere, such as square, buildings, residential, parks, etc.. So large and small parks have sprung up in the new urban planning, which is bound to build some of the fountain for people to relax, and watch. Pattern fountain is a man-made climate, can play the role of humidification and cooling during the hot summer: water oxygenation, increase in water self-purification capacity, and serve to prevent the role of black-odor water.Synchronized fountain core is PLC, is a microprocessor core, with the instruction memory, and input and output interfaces, a combination of micro-electronics technology, computer technology, automatic control technology, communications technology, a new generation of industrial control devices. It can store and execute instructions, position control, logic control, sequence control, timing, counting and arithmetic operations such as digital and analog inputs and outputs to control various types of machinery or production processes.This design mainly to the programmable controller PLC control functions through the control of each switch, to meet the needs of the people on the visual, realized easily programmable controller to control the function of the pattern fountain, with the wiring is simple, intuitive programming, expansion and so on. Synchronized fountain feature adds only need to increase the function of the corresponding procedures and output changes less debug results show that the adaptability, flexibility, accuracy and reliability, have met the design requirements. With this design, I learned a lot, has also been improved in the work carefully. And a better understanding of the function of programmable devices.Keyword: synchronized fountain, PLC, switch control目录1引言...................................................... 错误!未定义书签。
本科生毕业设计（论文）题目：花式喷泉的PLC控制系统设计摘要PLC是一种以微处理器为基础、带有指令存储器和输入输出接口,综合了微电子技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术的新一代工业控制装置。
具有使用方便，运行可靠，控制程序段设计简单等优点。
针对传统的喷泉控制系统一旦设计好控制电路，就不能随意改变喷水花样及喷水时间等问题，本设计结合西门子 S7-200 可编程控制器设计能适应不同季节、不同场合的喷水要求目的的花样喷泉系统。
该花样喷泉控制系统不但实现了自动转换花样喷泉的喷水样式，而且提高了系统的可靠性和安全性，具有一定的工程应用和推广价值。
关键词：PLC；花样喷泉；控制系统The pattern design based on PLC fountainABSTRACTPLC is a microprocessor-based, with instruction memory and input-output interface, a combination of micro-electronic technology, computer technology, automation technology, communications technology, a new generation of industrial control devices It is easy to use, reliable operation and control procedures designed to be simple.According to the traditional fountain control system design control circuit, if cannot change pattern and spray water, time, etc. This design with Siemens S7-200 PLC design can adapt different season, the different requirements of the water fountain system designs purpose. This figure fountain control system not only realizes the automatic conversion pattern of the fountain of the water, and improve the system of style, the reliability and safety of engineering application and dissemination value.Key words: PLC control, pattern fountain system目录中文摘要........................................................................................ 错误!未定义书签。
基于PLC的花样喷泉控制系统设计目录一、可编程控制器PLC的介绍 (4)(一)PLC简介 (4)(二)可编程序控制器的历史发展过程 (4)(三)可编程逻辑控制器的组成 (5)(四)可编程控制器的特点 (5)(五)可编程控制器的程序编写语言 (6)(六)国内外主要PLC产品概况 (6)(七)选用可编程控制系统的经济性分析 (7)(八)可编程序控制器的使用领域 (7)(九)目前的可编程控制器发展状况及趋势 (7)二、控制方案的选择和设计 (8)(一)控制方案的选择 (8)(二)水泵花样组合的设计 (9)(三)主控面板的设计 (9)三、花样喷泉控制系统的硬件组成设计 (10)(一)可编程逻辑控制器PLC的类型选用 (10)(二)水泵型号的选择 (10)(三)变频器型号的选用介绍 (11)(四)电源的选用介绍 (13)(五)开关的选用介绍 (13)(六)本次设计的花样喷泉的要求 (13)(七)PLC控制花样喷泉的流程设计 (13)四、系统的软件部分设计 (15)(一)编程软件的选用介绍 (15)(二)花样喷泉控制系统的程序设计思路 (15)(三)花样喷泉控制系统的程序运行流程图 (16)(四)喷泉自动控制系统的I/O点设计 (16)(五)花样喷泉控制系统的PLC接线图设计 (17)(六)外部电路设计 (17)(七)花样喷泉控制系统的仿真图 (18)五、控制系统梯形程序图 (21)六、结论 (27)致谢 ................................................................................................................................. 错误!未定义书签。
参考文献 (28)摘要花样喷泉是人工环境中极富有观赏性的喷泉,普通的喷泉控制系统，存在难以修改喷泉花样、持续时间和实用性低的问题，若需修改功能，需要连同修改其线路，难以满足人民日益多样化的需求。
目录1.任务描述与控制要求说明------------------------------------------------------------------1 1.1任务描述----------------------------------------------------------------------------------2 1.2控制要求说明----------------------------------------------------------------------------22.硬件选型---------------------------------------------------------------------------------------32.1PLC的优点-------------------------------------------------------------------------------32.2输入输出点数的确定--------------------------------------------42.3PLC的选型-----------------------------------------------------42.4硬件配置------------------------------------------------------43.地址分配及I/O连接图----------------------------------------------53.1地址分配------------------------------------------------------53.2I/O连接图-----------------------------------------------------54.PLC软件设计------------------------------------------------------64.1花样2的程序------------------------------------------------64.2完整程序----------------------------------------------------85 .调试说明及注意事项------------------------------------------------------------------------85.1调试说明---------------------------------------------------------------------------------8注意事项----------------------------------------------------------------------------------86.参考文献---------------------------------------------------------------------------------------8花样喷泉控制设计1.任务描述与控制要求说明1.1任务描述在许多休闲广场、景区或游乐场所里，人们经常看到喷泉按一定的规律喷水，景色迷人；若在夜晚配上各种颜色的灯光显示，则更加绚丽多彩。
基于PLC控制的花样喷泉的设计 1 基于PLC控制的花样喷泉
摘要：在现代社会中随着人们对环境越来越重视，计算机硬件技术越来越普遍，喷泉的应用也更加受欢迎。用PLC技术控制喷泉结构简单，控制方便，可随意改变控制功能达到变换喷泉喷水花样的目的，所以在现代社会中有很大的发展空间。 关键词：PLC；花样喷泉；变频器
一、概述 机电控制技术这门课程是多学科的交叉和综合，涉及的相关专业知识较多，它是综合运用机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号变换以及软件编程等技术的群体技术。 机电专业是一个古老而又新型的专业。机电的起源历史漫长，它的发展为人类的进步和文明作出了巨大贡献，随着科学技术的高速发展和现代工业生产对机电设备的要求，使得机械与电子技术有机的结合成为了当今人们所说的机电一体化。它们的完美结合使得当今的工业生产设备有了一个飞速发展，朝着自动化、智能化方向迈上了一个新的台阶。哪里有高质量的产品，哪里有好的经济效益，哪里必然就有我们的先进机器设备，哪里必然就需要机电控制技术。 ★机电控制技术是机械、电子、计算机和自动控制等技术有机结合的一门复合技术，它是在从大规模集成电路和微型计算机为代表的微电子技术高度发展并向传统机械工业领域迅速渗透、与机械电子技术深度结合的现代工业基础上，综合运用机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号变换以及软件编程等技术的群体技术。★ 1.1.1机电控制技术概念 机电控制技术是在新技术浪潮中，电子技术、信息技术向机械工业渗透并与机械技术相互融合的产物。 机电控制技术外文名词： Mechatronics ，来源于日本（70年代）。取英语Mechanics（机械学）的前半部和Electronics（电子学）的后半部拼合而成。我国通常称为机电控制技术或机械电子学。 日本企业界在1970年左右最早提出“机电一体化技术”这一概念，当时他们取名为“Mechatronics”，即结合应用机械技术和电子技术于一体。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展，成为一门综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等交叉的系统技术，目前正向光机电一体化技术（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）（Opto-mechatronics）方向发展，应用范围愈来愈广。 1.1.2机电一体化定义 机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技基于PLC控制的花样喷泉的设计 2 术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 1.1.3机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体分为3个阶段。 第一阶段：20世纪60年代以前，这一阶段称为初级阶段。 第二阶段：20世纪70～80年代，称为蓬勃发展阶段。 第三阶段：?20世纪90年代后期，机电一体化进入深入发展时期。 机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。 由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70～80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是： ① mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认； ② 机电一体化技术和产品得到了极大发展； ③ 各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。 20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。 我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。 1.1.4机电控制技术涉及到的学科 机械学：机械设计、机械制造 电子学：电工学、电机学、数字电路、模拟电路 控制论：经典控制（控制工程基础）、现代控制（多变量） 计算机科学：微处理系统及接口技术，应用软件技术（CAD、CAM、CNC）
CAD／CAM：计算机辅助设计与制造(简称CAD／CAM)。 CAD／CAM集成技术将传统的设计与制造彼此相对分离的任务作为一个整体来规划和开发，实现信息处理的高度一体化。该技术将独立的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺设计技术基于PLC控制的花样喷泉的设计 3 (CAPP)及计算机辅助制造技术(CAM)单元技术有机地结合起来，形成CAD／CAM集成系统。 CAD：计算机辅助设计 CAPP：计算机辅助工艺设计技术 CAM：计算机辅助制造技术 CNC：采用通用小型计算机或微型计算机作为数控装置，这种数控系统称计算机数控系统(简称CNC），又称软件数控。 1.2机电控制系统的组成 构成机电控制系统的要素很多，其中五大要素是必须的，可以从构成人体的五大要素得到启发。 如图1所示为人体的五大要素，图2所示为机电控制技术的五大要素 。 ★一个较完善的机电控制系统，应包括以下几个基本要素：机械本体、动力部分、测试传感部分、执行机构、驱动部分、控制及信息处理单元及接口，各要素和环节之间通过接口相联系。 1．机械本体 是系统所有功能元素的机械支持结构，包括机身、框架、机械联接等。由于机电一体化产品技术性能、水平和功能的提高，机械本体要在机械结构、材料、加工工艺性及几何尺寸等方面适应产品高效、多功能、可靠和节能、小型、轻量、美观等要求。 2．动力部分 这部分按照系统控制要求，为系统提供能量和动力，使系统正常运行。用尽可能小的动力输入，获得尽可能大的功能输出，是机电一体化产品的显著特征之一。 3．测试传感部分 这部分对系统运行中所需要的本身和外界环境的各种参数及状态进行检测，变成可识别信号，传输到信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息，其功能一般由专门的传感器和仪表完成。 4．执行机构 根据控制信息和指令，完成要求的动作。执行机构是运动部件 用机械、电磁、电液等机构。根据机电控制系统的匹配性要求，需要考虑改善性能 刚性，减轻质量，实现组件化、标准化和系统化，提高系统整体可靠性等。 5．驱动部分 这部分在控制信息作用下提供动力，驱动各种执行机构完成各种动作和功能。机电控制系统一方面要求驱动的高效率和快速响应特征，同时要求有较高的可靠性和对水、油、温度、尘埃等外部环境有较强的适应性。由于几何尺寸上的限制，要求动作范围狭窄，所以还需考虑维修和标准化的要求。随着电力电子技术的高速发展，高性能步进驱动、直流和交流伺服驱动大量应用于机电控制系统。 6．控制及信息处理单元 这部分将来自各传感器的检测信息和外部输入命令进行集中、存储、分析、加工，根据信息处理结果，按照一定的程序和节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的地运行。控制及信息处理单元一般由计算机、可编程序控制器(即PLC)、数控装置以及逻辑电路、A／D与D／A转换、I／O(输入／输出)接口和计算机外部设备等组成。 机电控制系统对控制和信息处理单元的基本要求是：提高信息处理速度、可靠性、增强抗干扰能力，以及完善系统自诊断功能，实现信息处理智能化和小型、轻量、标准化等。 7．接口 接口是系统中各单元和环节之间进行物质、能量和信息交换的联接界面，其具有对信号进行变换、放大及传递的功能。由于接口的作用使各组成要素联接成为一个有机整体，由控制和信息处理单元的预期信息导引，使各功能环节有目的地协调一致运动，从而形成机电控制系统工程。★ 机电一体化结构图 “机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。 机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的
