基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

word格式.摘要：針對(duì)目前網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)發(fā)射模式單一的情況，本文提出了一種針對(duì)不同層次鍛煉者的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)提供三種不同的模式供鍛煉者選擇，即手動(dòng)模式，自動(dòng)模式一和自動(dòng)模式二。本設(shè)計(jì)在兩種不同方案的基礎(chǔ)上選擇了使用PLC控制發(fā)射機(jī)的方案。通過(guò)對(duì)輸入輸出信息的分析確定了使用什么型號(hào)的PLC控制器件。然后對(duì)發(fā)射機(jī)工藝流程進(jìn)行分析，從而確定了整個(gè)程序的結(jié)構(gòu)，利用順序編程的方法編寫控制程序，使用梯形圖測(cè)試功能初步驗(yàn)證了程序的正確性。使用易控組態(tài)軟件對(duì)整個(gè)程序進(jìn)行模擬驗(yàn)證，進(jìn)而進(jìn)一步確定編程的正確性。使用MXComponent進(jìn)行了綜合測(cè)試，驗(yàn)證了組態(tài)軟件與GXDeveloper成功通信。本設(shè)計(jì)完成了設(shè)計(jì)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)主要功能。關(guān)鍵詞：網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)，PLC，GXDeveloper，易控組態(tài)軟件，MXComponentAbstract:Inordertoimprovetheinsufficientthatthepresentautomatictransmitterlaunchmodewassingle，thisdesignproposedadesignfordifferentlevelsofexercisers.Thisdesignprovidedthreedifferentpatternsfortheexerciserstochoose,namely,manualmode,automaticmodeandautomaticmode.Onthebasisoftwodifferentschemes，thisdesignchosePLCcontroltransmitterscheme.Accordingtotheanalysisoftheinputandoutputinformation，wedeterminedthetypeofPLCcontrollerdevice.Andthenanalyzethetransmitterprocess,todeterminethestructureofthewholeprogram,themethodofusingsequentialprogrammingwritecontrolprogram.Usingladderdiagramtestfunctionspreliminaryverifiesthecorrectnessoftheprogram.UsingINSPECforsimulatingthewholeprogramverification,andfurthertodeterminethecorrectnessoftheprogramming.UsingMXComponenthascarriedonthecomprehensivetesttoverifytheconfigurationsoftwareandGXDevelopercommunicationsuccess.Thisdesigncompletedthetargetofthedesign,andrealizedmainthefunctionofthetennisautomatictransmitter.Keywords:Tennisautomatictransmitter,PLC,GXDeveloper,INSPEC,MXComponent目錄184261前言 1231652網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)方案設(shè)計(jì) 3102202.1網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)要求 3236572.2網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)方案設(shè)計(jì) 496042.2.1方案一基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī) 481132.2.2方案二基于VB和單片機(jī)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī) 4217912.3網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的方案論證 570772.3.1方案一 5234412.3.2方案二 5188222.4網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的方案選擇 6322293基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)分析 740293.1基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)功能分析 741703.2基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)工藝流程圖 7254943.2.1總體工藝流程圖 8177373.2.2手動(dòng)模式工藝流程圖 8159063.2.3自動(dòng)模式一工藝流程圖 9101573.2.4自動(dòng)模式二工藝流程圖 1194613.3基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)輸入控制信息分析 1273793.4基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)輸出控制信息分析 12312803.5基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)PLC輸入輸出表設(shè)計(jì) 12236333.6基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的PLC選型 13205614基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)硬件設(shè)計(jì) 14296554.1網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)工作電路圖設(shè)計(jì) 14242314.2PLC外部接線圖設(shè)計(jì) 15251504.3基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的PLC選型 15324704.4基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的電機(jī)選型 1663084.5基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的光電開關(guān)選型 1629194.6元器件表 1614835基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)軟件設(shè)計(jì) 1894765.1中間元件表的制定 18186555.2網(wǎng)球發(fā)射機(jī)程序順序功能圖設(shè)計(jì) 2047805.2.1網(wǎng)球發(fā)射機(jī)主程序順序功能圖設(shè)計(jì) 20100735.2.2網(wǎng)球發(fā)射機(jī)手動(dòng)模式程序順序功能圖設(shè)計(jì) 2173035.2.3網(wǎng)球發(fā)射機(jī)自動(dòng)模式一程序順序功能圖設(shè)計(jì) 21181905.2.4網(wǎng)球發(fā)射機(jī)自動(dòng)模式二程序順序功能圖設(shè)計(jì) 23323125.3PLC編程平臺(tái)GXDeveloper介紹 24301255.4基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)程序設(shè)計(jì) 24135385.5基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)程序調(diào)試 28207936基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30200296.1易控組態(tài)軟件介紹 303236.2上位監(jiān)控系統(tǒng)界面設(shè)計(jì) 31187986.3易控變量組設(shè)置 32283916.4易控FX串口設(shè)置 34244457基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)綜合調(diào)試 3666297.1綜合調(diào)試平臺(tái)說(shuō)明 36308797.2綜合調(diào)試的步驟 38233707.3整體的綜合調(diào)試 38319208總結(jié) 39108779致 4024714參考文獻(xiàn) 4124503附錄基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)元件表 421前言PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，它具有高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、功能強(qiáng)大、靈活，易學(xué)易用、體積小，重量輕，價(jià)格便宜的特點(diǎn)。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController,PLC），它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalComputer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱PLC。PLC自1969年美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國(guó)、日本、德國(guó)的可編程序控制器質(zhì)量?jī)?yōu)良，功能強(qiáng)大。自1969年針對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制的特點(diǎn)和需要而開發(fā)的第一臺(tái)PLC問(wèn)世以來(lái)，迄今已近30多年了，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技術(shù)的繼承和演變，但又比同于順序控制器和通用的微機(jī)控制裝置。它不僅充分利用微機(jī)處理器的優(yōu)點(diǎn)來(lái)滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的表達(dá)形式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)地形象編程語(yǔ)言和模塊化地軟件結(jié)構(gòu)，使用程序地編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。用戶買到所需PLC后，只需按說(shuō)明書或提示，座少量地安裝接線和用戶程序地編制工作，就可以靈活而方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試不需要具有專門的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言知識(shí)。這樣就破除了”電腦“的神秘感，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的普遍運(yùn)用?？删幊炭刂破鱌LC在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)。PLC現(xiàn)已成為工業(yè)控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，以其可靠性高、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、以易與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)模擬量進(jìn)行控制，具備高速計(jì)數(shù)與位控等性能模塊等優(yōu)異性能，日益取代由大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電—接觸控制系統(tǒng)，在機(jī)械、化工、石油、冶金、電力、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。PLC應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)先進(jìn)的重要標(biāo)志之一。近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，人民生活水平的提高，生活也變得越來(lái)越繁忙了。隨之而來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)壓力也越來(lái)越大，平時(shí)人們都為了使自己不被淘汰而拼命努力的工作和學(xué)習(xí)，從而導(dǎo)致身體沒有得到應(yīng)該有的鍛煉。很多現(xiàn)代化的鍛煉方式也隨之出現(xiàn)，網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)是多數(shù)人們都喜歡的鍛煉方式，為了給想提高網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)水平的練習(xí)人員提供方便，網(wǎng)球訓(xùn)練機(jī)便應(yīng)運(yùn)而生。簡(jiǎn)單的說(shuō)，所謂網(wǎng)球訓(xùn)練機(jī)就是用一塊鐵綁著繩子，繩子的另一頭系上網(wǎng)球，那繩子要有彈性的，那樣拍出去的球就還能再回來(lái)。本文針對(duì)網(wǎng)球訓(xùn)練項(xiàng)目中的技術(shù)要求和存在的問(wèn)題,提出了設(shè)計(jì)網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的想法。該機(jī)器主要是利用PLC編程系統(tǒng)和機(jī)械的結(jié)合而構(gòu)成的。該發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)了三種模式供用戶選擇，手動(dòng)模式適用于初學(xué)者或者技術(shù)一般的鍛煉者，模式一適用于有一定基礎(chǔ)的鍛煉者，模式二適用于有一定能力基礎(chǔ)較好的鍛煉者。三種模式由三個(gè)選擇開關(guān)控制。2網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)方案設(shè)計(jì)2.1網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)要求根據(jù)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)，網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)大致要求如下：（1）要求設(shè)計(jì)的網(wǎng)球訓(xùn)練器可以發(fā)射出一定質(zhì)量的球。（2）要求每隔5秒發(fā)射一球。（3）需設(shè)置發(fā)射器的左右上下極限。（4）每執(zhí)行一步發(fā)射就自動(dòng)檢測(cè)改時(shí)候是否發(fā)射筐中有網(wǎng)球，如果沒有就自動(dòng)關(guān)斷電源，等待裝入網(wǎng)球，如果檢測(cè)有，就繼續(xù)發(fā)射。發(fā)射機(jī)主要有六部分組成：（1）球框：存裝待發(fā)射球。（2）發(fā)射電機(jī)M1：發(fā)射網(wǎng)球，功率0.45KW。（3）發(fā)射管：球框中的球通過(guò)發(fā)射管發(fā)射。（4）電機(jī)M2：上下移動(dòng)發(fā)射機(jī)，功率0.2KW。（5）電機(jī)M3：左右移動(dòng)發(fā)射機(jī)，功率0.2KW。（6）發(fā)射架：支撐整個(gè)發(fā)射機(jī)，可控制整個(gè)發(fā)射機(jī)的高度。發(fā)射電機(jī)M1發(fā)射機(jī)上下移動(dòng)電機(jī)M2發(fā)射機(jī)左右移動(dòng)電機(jī)M3設(shè)計(jì)模型結(jié)構(gòu)圖如圖2.1。發(fā)射電機(jī)M1發(fā)射機(jī)上下移動(dòng)電機(jī)M2發(fā)射機(jī)左右移動(dòng)電機(jī)M3 圖2.1網(wǎng)球發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)2.2網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)方案設(shè)計(jì)2.2.1方案一基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)利用上位機(jī)控制PLC，通過(guò)電機(jī)動(dòng)作，作用于球，將球發(fā)射出去，通過(guò)上下移動(dòng)控制電機(jī)以及左右移動(dòng)控制電機(jī)控制發(fā)射機(jī)的位置，從而能夠發(fā)出不同檔次的網(wǎng)球，這樣的設(shè)計(jì)使得用戶圍得以擴(kuò)大。通過(guò)光電檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)框中有無(wú)網(wǎng)球，反饋到上位控制系統(tǒng)控制發(fā)射機(jī)動(dòng)作。該方案的方框圖如圖2.2。圖2.2基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)方框圖2.2.2方案二基于VB和單片機(jī)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)將VB程序引入PC機(jī)，PC機(jī)作用于單片機(jī)，單片機(jī)輸出作用于歩進(jìn)電機(jī)，從而控制網(wǎng)球發(fā)射機(jī)的發(fā)射筒，進(jìn)而也能發(fā)射不同位置的網(wǎng)球。通過(guò)光電傳感器，檢測(cè)框中是否有球，將信號(hào)反回給單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)控制發(fā)射機(jī)動(dòng)作。該系統(tǒng)方框圖如圖2.3。圖2.3基于VB和單片機(jī)的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)方框圖2.3網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的方案論證2.3.1方案一（1）控制程序可變，具有良好的柔韌性：對(duì)于一個(gè)工廠或用戶來(lái)說(shuō)，需求不會(huì)是一層不變的，總會(huì)隨著外界的變化而變化，而PLC正好能滿足這個(gè)條件，只需改動(dòng)PLC程序，而不需要改動(dòng)硬件，就能實(shí)現(xiàn)工藝的變形，滿足要求。（2）具有高度可靠性，適用與惡劣環(huán)境：PLC對(duì)環(huán)境要求低，據(jù)研究表明，PLC故障間隔時(shí)間長(zhǎng)達(dá)5年以上，所以是相當(dāng)可靠的。可靠性決定了它的生產(chǎn)效益，只有穩(wěn)定的運(yùn)行，才能保證生產(chǎn)的持續(xù)和高效。（3）功能健全，可以應(yīng)用于各種環(huán)境：PLC具有數(shù)字和模擬量的輸入/輸出、邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等多種功能?？梢赃\(yùn)用在大多數(shù)場(chǎng)合，所以適用性相當(dāng)強(qiáng)、（4）操作簡(jiǎn)單，易于維護(hù)：一旦做好PLC，便可通過(guò)上位控制PLC的運(yùn)行，操作簡(jiǎn)單，如果遇到大改動(dòng)，只需變更PLC部程序就可以實(shí)現(xiàn)功能的改變。（5）體形小巧，功能強(qiáng)大，耗電量小：對(duì)于其他控制系統(tǒng)，PLC更加便捷，體積小，耗電量低，對(duì)于小型生產(chǎn)更加適用。（6）性價(jià)比高：隨著科技的發(fā)展，PLC的生產(chǎn)費(fèi)用日益降低，功能卻日益強(qiáng)大，讓更多的生產(chǎn)部門能夠承擔(dān)，低廉的造價(jià)和強(qiáng)大功能相對(duì)比，PLC逐漸被廣大人群接受。2.3.2方案二（1）體積相當(dāng)?。?jiǎn)纹瑱C(jī)體積相當(dāng)小，耗電量極低，可以用在生活中的各種小物品上，例如遙控器，手機(jī)等。體積過(guò)小，則功能相對(duì)PLC不夠完善，無(wú)法代替PLC運(yùn)用與大型生產(chǎn)。（2）變動(dòng)方便：當(dāng)需要根據(jù)環(huán)境變化改變單片機(jī)時(shí)，只需更改程序，便可以實(shí)現(xiàn)功能的改變。（3）低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。（4）單片機(jī)可靠性高，可工作到10^6～10^7小時(shí)無(wú)故障。（5）控制功能強(qiáng)。2.4網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的方案選擇PLC和單片機(jī)相比較，有很多相同的優(yōu)點(diǎn)，但是單片機(jī)就目前看來(lái)很難在戶外場(chǎng)合穩(wěn)定運(yùn)行。單片機(jī)的運(yùn)行受到室外各種不利因素的影響較大，如溫度驟降，風(fēng)雨雷電等天氣因素，突然的沖擊等等。PLC與之相比，承受此類不利因素的能力相比較高。由于本設(shè)計(jì)需要的輸入輸出點(diǎn)位比較多，單片機(jī)一般難以達(dá)到。而且工程項(xiàng)目一般很少完全依賴單片機(jī)完成，應(yīng)用PLC解決功能比較復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)電路更為簡(jiǎn)單。而且PLC的可行性，現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)維護(hù)與替換都比單片機(jī)更為方便。綜合上述因素選擇方案一較為妥當(dāng)。3基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)分析3.1基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)功能分析基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)總體上由三個(gè)電機(jī)，一個(gè)球框，一根發(fā)射管和一個(gè)支架構(gòu)成。用兩個(gè)電機(jī)分別調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)的上下和左右運(yùn)動(dòng)，再用一個(gè)電機(jī)控制球的發(fā)射。在球框中安裝一個(gè)光電檢測(cè)開關(guān)，檢測(cè)筐中是否有球，無(wú)球時(shí)停止動(dòng)作。發(fā)射機(jī)上安裝有控制面板，用戶可以根據(jù)需要選擇不同模式發(fā)射網(wǎng)球。該發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)了三種模式供用戶選擇，手動(dòng)模式適用于初學(xué)者或者技術(shù)一般的鍛煉者，模式一適用于有一定基礎(chǔ)的鍛煉者，模式二適用于有一定能力基礎(chǔ)較好的鍛煉者，三種模式由三個(gè)選擇開關(guān)控制。當(dāng)用戶按下啟動(dòng)鍵啟動(dòng)發(fā)射機(jī)時(shí)，如果發(fā)射機(jī)有球那么正常運(yùn)行燈就點(diǎn)亮，如果沒有球，那么無(wú)球報(bào)警燈就點(diǎn)亮，在運(yùn)行中如果沒有球了，那么正常運(yùn)行燈熄滅，無(wú)球報(bào)警燈就點(diǎn)亮。設(shè)計(jì)模型簡(jiǎn)圖如圖3.1。圖3.1基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)簡(jiǎn)圖3.2基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)工藝流程圖通過(guò)控制電機(jī)M1、M2的旋轉(zhuǎn)，將發(fā)射機(jī)移動(dòng)到特定的九個(gè)位置，并在該點(diǎn)完成發(fā)球。需要控制發(fā)射機(jī)的啟停和發(fā)球時(shí)間間隔，以及發(fā)射機(jī)移動(dòng)過(guò)程的循環(huán)方式。3.2.1總體工藝流程圖當(dāng)用戶按下啟動(dòng)按鈕，光電檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)框中是否有球，有則亮起正常運(yùn)行燈，否則停止執(zhí)行命令并亮起無(wú)球報(bào)警燈。正常運(yùn)行時(shí)，默認(rèn)發(fā)射機(jī)每次停止時(shí)都在場(chǎng)地中間位置。用戶需要根據(jù)自身實(shí)際能力選擇不同的運(yùn)行模式來(lái)控制發(fā)射機(jī)運(yùn)行。每次執(zhí)行完一次子程序系統(tǒng)返回主程序?？傮w工藝流程如圖3.2。圖3.2總體工藝流程圖3.2.2手動(dòng)模式工藝流程圖當(dāng)用戶按下手動(dòng)按鈕后，程序進(jìn)入手動(dòng)模式。通過(guò)按下向左、向右、向下、向上按鈕控制發(fā)射機(jī)的位置，按下發(fā)射按鈕發(fā)射網(wǎng)球。手動(dòng)模式工藝流程圖如圖3.3。圖3.3手動(dòng)模式工藝流程圖3.2.3自動(dòng)模式一工藝流程圖當(dāng)用戶按下自動(dòng)模式一時(shí)，發(fā)射機(jī)開始自動(dòng)執(zhí)行模式一程序。首先從起點(diǎn)向上移動(dòng)到達(dá)上極限開始發(fā)球，發(fā)射完設(shè)定的數(shù)目后往下到達(dá)中間點(diǎn)，如此將上下左右中五個(gè)點(diǎn)走遍。自動(dòng)模式一流程圖如圖3.4。圖3.4自動(dòng)模式一流程圖3.2.4自動(dòng)模式二工藝流程圖當(dāng)用戶按下自動(dòng)模式二時(shí)，發(fā)射機(jī)開始自動(dòng)執(zhí)行自動(dòng)模式二程序。首先從起點(diǎn)斜向運(yùn)行到左上極限點(diǎn)開始發(fā)球，發(fā)射完設(shè)定數(shù)目后開始右移到右上極限點(diǎn)，如此直到回到起點(diǎn)。自動(dòng)模式二工藝流程圖如圖3.5。圖3.5自動(dòng)模式二流程圖3.3基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)輸入控制信息分析根據(jù)基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)需求，系統(tǒng)需要的輸入控制信號(hào)有以下幾種：發(fā)射機(jī)啟動(dòng)停止信號(hào)（由啟動(dòng)停止開關(guān)產(chǎn)生）；手動(dòng)模式、自動(dòng)模式一、自動(dòng)模式二選擇信號(hào)（由手動(dòng)模式、自動(dòng)模式一、自動(dòng)模式二選擇開關(guān)產(chǎn)生）；手動(dòng)模式控制發(fā)射機(jī)信號(hào)（由按鍵向上、向下、向左、向右產(chǎn)生）；九個(gè)點(diǎn)位的信號(hào)（由九個(gè)行程開關(guān)產(chǎn)生）；手動(dòng)發(fā)球信號(hào)（由發(fā)球按鍵產(chǎn)生）；有無(wú)球信號(hào)（由光電檢測(cè)開關(guān)產(chǎn)生）。其中啟動(dòng)停止開關(guān)用于控制整個(gè)系統(tǒng)的開啟與停止，模式選擇開關(guān)用于用戶選擇不同模式，九個(gè)行程開關(guān)用于系統(tǒng)判定發(fā)射機(jī)是否到達(dá)預(yù)定位置，手動(dòng)方向按鍵用于用戶選擇發(fā)射機(jī)將要到達(dá)的位置，手動(dòng)發(fā)射鍵用于用戶選擇到達(dá)位置后是否發(fā)射網(wǎng)球，光電檢測(cè)開關(guān)用于判斷框中是否有球。3.4基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)輸出控制信息分析根據(jù)基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)功能，系統(tǒng)輸出信息有如下幾個(gè)：輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)發(fā)射電機(jī)的啟停信號(hào)Y0，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)向上運(yùn)動(dòng)的電機(jī)啟停信號(hào)Y1，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)向下運(yùn)動(dòng)的電機(jī)啟停信號(hào)Y2，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)向左運(yùn)動(dòng)的電機(jī)啟停信號(hào)Y3，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)向右運(yùn)動(dòng)的電機(jī)啟停信號(hào)Y4，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)運(yùn)行燈點(diǎn)亮熄滅的信號(hào)Y5，輸出到控制網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)無(wú)球報(bào)警燈點(diǎn)亮熄滅的信號(hào)Y6。3.5基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)PLC輸入輸出表設(shè)計(jì)根據(jù)輸入輸出信息的分析，將輸入輸出信息制定了兩表格，并且分析了大概的作用。輸入輸出表如表3.1。表3.1輸入輸出信息表元件符號(hào)端子名稱名稱及作用SB1X0總啟動(dòng)開關(guān)SB2X1總停止開關(guān)SB3X2手動(dòng)電機(jī)M2正轉(zhuǎn)開關(guān)SB4X3手動(dòng)電機(jī)M2反轉(zhuǎn)開關(guān)SB5X4手動(dòng)電機(jī)M3正轉(zhuǎn)開關(guān)SB6X5手動(dòng)電機(jī)M3反轉(zhuǎn)開關(guān)SB7X6手動(dòng)發(fā)球開關(guān)SB8X7自動(dòng)模式一開關(guān)SB9X10自動(dòng)模式二開關(guān)SB10X24手動(dòng)模式開關(guān)S1X12上極限限位開關(guān)S2X13下極限限位開關(guān)S3X14左極限限位開關(guān)S4X15右極限限位開關(guān)S5X16左上極限限位開關(guān)S6X17左下極限限位開關(guān)S7X20右下極限限位開關(guān)S8X21右上極限限位開關(guān)S9X22網(wǎng)球檢測(cè)開關(guān)S10X23中間限位開關(guān)KM0Y0發(fā)球電機(jī)M1狀態(tài)KM1Y1電機(jī)M2正轉(zhuǎn)狀態(tài)KM2Y2電機(jī)M2反轉(zhuǎn)狀態(tài)KM3Y3電機(jī)M3正轉(zhuǎn)狀態(tài)KM4Y4電機(jī)M3反轉(zhuǎn)狀態(tài)KM5Y5無(wú)球報(bào)警燈狀態(tài)KM6Y6運(yùn)行指示燈狀態(tài)3.6基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的PLC選型根據(jù)上文的分析，本設(shè)計(jì)共有20個(gè)輸入信號(hào)以及7個(gè)輸出信號(hào)，參照FX2系列的基本單元與擴(kuò)展單元表格（見表于P113，萍主編.現(xiàn)代電氣控制技術(shù).：大學(xué)，2001），選擇有24個(gè)輸入點(diǎn)以及24個(gè)輸出點(diǎn)的FX2-48MR即可完成功能。4基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)硬件設(shè)計(jì)4.1網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)工作電路圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)由3臺(tái)電機(jī)以及接觸器等元件構(gòu)成。電機(jī)M1是控制發(fā)射機(jī)發(fā)球，功率為0.45KW，電機(jī)M2正、反轉(zhuǎn)控制發(fā)射管向上、下移動(dòng)，M3正、反轉(zhuǎn)控制發(fā)射管向上、下移動(dòng)，空氣開關(guān)與接觸器額定電流略大于電機(jī)額定電流。網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)工作電路圖如圖4.1。圖4.1網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)工作電路圖4.2PLC外部接線圖設(shè)計(jì)PLC端口與對(duì)應(yīng)開關(guān)相連接，從而控制輸出端口，實(shí)現(xiàn)PLC與硬件的連接。具體接線圖如圖4.2。圖4.2PLC外部接線圖4.3基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的PLC選型本設(shè)計(jì)共有20個(gè)輸入信號(hào)以及7個(gè)輸出信號(hào)，參照FX2系列的基本單元與擴(kuò)展單元表格，選擇有24個(gè)輸入點(diǎn)以及24個(gè)輸出點(diǎn)的FX2-48MR即可完成功能。4.4基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的電機(jī)選型我們需要三個(gè)電機(jī)，一個(gè)電機(jī)控制發(fā)射管的上下移動(dòng)，一個(gè)電機(jī)控制發(fā)射管的左右移動(dòng)，再有一個(gè)電機(jī)控制網(wǎng)球的發(fā)射，由于網(wǎng)球發(fā)射機(jī)的三個(gè)電機(jī)都沒有大的負(fù)載，所以只需要小型電機(jī)即可。4.5基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的光電開關(guān)選型我們需要一個(gè)光電開關(guān)隨時(shí)檢測(cè)網(wǎng)球發(fā)射機(jī)的籃筐中是否有球，所以需要一個(gè)良好的光電檢測(cè)開關(guān)，當(dāng)框中無(wú)球時(shí)，能觸發(fā)光電檢測(cè)開關(guān)斷開，以實(shí)現(xiàn)停止網(wǎng)球發(fā)射機(jī)。4.6元器件表整個(gè)設(shè)計(jì)所用到的各種元件記錄表見表4.1。表4.1元器件型號(hào)表序號(hào)元件代號(hào)元件名稱元件型號(hào)單位數(shù)量01M1交流電機(jī)SGMGH-05A臺(tái)102M2交流電機(jī)SGMGH-02A臺(tái)103M3交流電機(jī)SGMGH-02A臺(tái)104QF1空氣開關(guān)C65N-3PC16A個(gè)105QF2.QF3空氣開關(guān)C65N-3PC10A個(gè)106FR1熱繼電器TK-E02R-C只107FR2.FR3熱繼電器TK-E02M-C只208FU1熔斷器RT14-20只309FU2-FU4熔斷器RT14-20只810FU5熔斷器RT14-20只211PLC可編程控制器FX2N-48MR臺(tái)112SB1啟動(dòng)開關(guān)XB2BA31C個(gè)113SB2停止開關(guān)XB2BA41C個(gè)114SB3-SB6手動(dòng)控制按鍵XB2BA61C個(gè)415SB7手動(dòng)發(fā)球XB2BA21C個(gè)116SB8自動(dòng)模式1XB2BA51C個(gè)117SB9自動(dòng)模式2XB2BA51C個(gè)118SB10手動(dòng)模式開關(guān)XB2BA51C個(gè)119KM1-KM5交流接觸器EB9-30-1個(gè)620S1-S8限位開關(guān)ZCK-D59C個(gè)821S9光電開關(guān)E3JK-DS30M1個(gè)122S10居中限位開關(guān)ZCK-D59C個(gè)123L無(wú)球報(bào)警燈LED個(gè)124L運(yùn)行指示燈LED個(gè)15基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)軟件設(shè)計(jì)5.1中間元件表的制定根據(jù)程序設(shè)計(jì)需要，分析整個(gè)程序流程圖結(jié)合發(fā)射機(jī)的工藝流程，需要使用不少的中間元件，一部分用于控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，一部分用于控制發(fā)球時(shí)間，還有一部分用于控制發(fā)球次數(shù)。根據(jù)不同類型的中間元件的功能與作用我們將選擇的原件列表如下表5.1。表5.1中間元件表序號(hào)中間元件功能作用00M0開機(jī)狀態(tài)標(biāo)識(shí)01M1觸發(fā)電機(jī)M2正轉(zhuǎn)自鎖02M2觸發(fā)電機(jī)M2反轉(zhuǎn)自鎖03M3觸發(fā)電機(jī)M2再次反轉(zhuǎn)自鎖04M4觸發(fā)電機(jī)M2再次正轉(zhuǎn)自鎖05M5觸發(fā)電機(jī)M3正轉(zhuǎn)自鎖06M6觸發(fā)電機(jī)M3反轉(zhuǎn)自鎖07M7觸發(fā)電機(jī)M3再次反轉(zhuǎn)自鎖08M8觸發(fā)電機(jī)M3再次正轉(zhuǎn)自鎖09M9觸發(fā)電機(jī)M2再次正轉(zhuǎn)自鎖10M10觸發(fā)電機(jī)M2、M3正轉(zhuǎn)自鎖11M11觸發(fā)電機(jī)M3反轉(zhuǎn)自鎖12M12觸發(fā)電機(jī)M2反轉(zhuǎn)自鎖13M13上限位發(fā)球結(jié)束標(biāo)志14M14中限位發(fā)球結(jié)束標(biāo)志15M15下限位發(fā)球結(jié)束標(biāo)志16M16中限位再次發(fā)球結(jié)束標(biāo)志17M17左極限發(fā)球結(jié)束標(biāo)志18M18中限位第3次發(fā)球結(jié)束標(biāo)志19M19右極限發(fā)球結(jié)束標(biāo)志20M20左上極限發(fā)球結(jié)束標(biāo)志21M21右上極限發(fā)球結(jié)束標(biāo)志22M22右下極限發(fā)球結(jié)束標(biāo)志23M23左下極限發(fā)球結(jié)束標(biāo)志24M24觸發(fā)電機(jī)M2正轉(zhuǎn)、M3反轉(zhuǎn)自鎖25M25手動(dòng)電機(jī)M2正轉(zhuǎn)自鎖26M26手動(dòng)電機(jī)M2反轉(zhuǎn)自鎖27M27手動(dòng)電機(jī)M3正轉(zhuǎn)自鎖28M28手動(dòng)電機(jī)M3反轉(zhuǎn)自鎖29M29啟動(dòng)狀態(tài)標(biāo)志序號(hào)中間元件功能作用01T0上限位發(fā)球計(jì)時(shí)02T1中限位發(fā)球計(jì)時(shí)03T2下限位發(fā)球計(jì)時(shí)04T3中限位再次發(fā)球計(jì)時(shí)05T4左極限發(fā)球計(jì)時(shí)06T5中限位第3次發(fā)球計(jì)時(shí)07T6右極限發(fā)球計(jì)時(shí)08T7左上極限發(fā)球計(jì)時(shí)09T8右上極限發(fā)球計(jì)時(shí)10T9右下極限發(fā)球計(jì)時(shí)11T10左下極限發(fā)球計(jì)時(shí)12C1上限位發(fā)球計(jì)數(shù)13C2中限位發(fā)球計(jì)數(shù)14C1下限位發(fā)球計(jì)數(shù)15C3中限位再次發(fā)球計(jì)數(shù)16C4左極限發(fā)球計(jì)數(shù)17C5中限位第3次發(fā)球計(jì)數(shù)18C6右極限發(fā)球計(jì)數(shù)19C7左上極限發(fā)球計(jì)數(shù)20C8右上極限發(fā)球計(jì)數(shù)21C9右下極限發(fā)球計(jì)數(shù)22C10左下極限發(fā)球計(jì)數(shù)5.2網(wǎng)球發(fā)射機(jī)程序順序功能圖設(shè)計(jì)5.2.1網(wǎng)球發(fā)射機(jī)主程序順序功能圖設(shè)計(jì)通過(guò)主程序的啟動(dòng)開關(guān)控制整個(gè)程序的啟動(dòng)，由于每次開機(jī)發(fā)射機(jī)都處于中間位置，此時(shí)，當(dāng)啟動(dòng)發(fā)射機(jī)后，通過(guò)面板按鍵選擇需要進(jìn)入的程序，發(fā)射機(jī)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的程序使發(fā)設(shè)機(jī)工作。選擇自動(dòng)模式一后，發(fā)射機(jī)進(jìn)入模式一自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；選擇自動(dòng)模式二后，發(fā)射機(jī)進(jìn)入模式二自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)；選擇手動(dòng)模式后，發(fā)射機(jī)等待用戶手動(dòng)按鍵命令。系統(tǒng)主程序順序功能圖如圖5.1。圖5.1主程序控制順序功能圖5.2.2網(wǎng)球發(fā)射機(jī)手動(dòng)模式程序順序功能圖設(shè)計(jì)用戶通過(guò)按鍵選擇手動(dòng)模式后，發(fā)射機(jī)等待用戶按鍵選擇需要移動(dòng)的方向。當(dāng)按下向上按鍵的時(shí)候，發(fā)射機(jī)向上移動(dòng)直到抵達(dá)上極限，然后停止，等待用戶按下發(fā)射鍵執(zhí)行發(fā)射命令；當(dāng)按下向下按鍵的時(shí)候，發(fā)射機(jī)向下移動(dòng)直到抵達(dá)下極限，然后停止，等待用戶按下發(fā)射鍵執(zhí)行發(fā)射命令；當(dāng)按下向左按鍵的時(shí)候，發(fā)射機(jī)向左移動(dòng)直到抵達(dá)左極限，然后停止，等待用戶按下發(fā)射鍵執(zhí)行發(fā)射命令；當(dāng)按下向右按鍵的時(shí)候，發(fā)射機(jī)向右移動(dòng)直到抵達(dá)右極限，然后停止，等待用戶按下發(fā)射鍵執(zhí)行發(fā)射命令。手動(dòng)模式程序順序功能圖如圖5.2。圖5.2手動(dòng)模式程序順序功能圖5.2.3網(wǎng)球發(fā)射機(jī)自動(dòng)模式一程序順序功能圖設(shè)計(jì)用戶按下自動(dòng)模式一按鍵后，系統(tǒng)自動(dòng)開始運(yùn)行。發(fā)射機(jī)從起始位（就是中間位置）開始向上移動(dòng)，到達(dá)上極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始往下移動(dòng)；到達(dá)中間位置后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)再次開始往下移動(dòng)；到達(dá)下極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始再次往上移動(dòng)；到達(dá)中間位置后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始往左移動(dòng)；到達(dá)左極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始往右移動(dòng)；到達(dá)中間位置后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始再次往右移動(dòng)；到達(dá)右極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始再次往左移動(dòng)回到中間位置。自動(dòng)模式一程序順序功能圖如圖5.3。圖5.3自動(dòng)模式一程序順序功能圖5.2.4網(wǎng)球發(fā)射機(jī)自動(dòng)模式二程序順序功能圖設(shè)計(jì)用戶按下自動(dòng)模式二按鍵后，系統(tǒng)自動(dòng)開始運(yùn)行。發(fā)射機(jī)從起始位（就是中間位置）開始向左上方移動(dòng)，到達(dá)左上極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始往右移動(dòng)；到達(dá)右上極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始往下移動(dòng)；到達(dá)右下極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)再次開始往左移動(dòng)；到達(dá)左下極限后運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止，發(fā)球電機(jī)啟動(dòng)開始發(fā)球，發(fā)完三次球后發(fā)射機(jī)開始往右上方向移動(dòng)直到回到起始位置。自動(dòng)模式二程序順序功能圖如圖5.4。圖5.4自動(dòng)模式二程序順序功能圖5.3PLC編程平臺(tái)GXDeveloper介紹GXDeveloper是三菱PLC的編程軟件。適用于Q、QNU、QS、QNA、ANS、ANA、FX等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、SFC、ST及FB、Label語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能。GXDeveloper具有以下特點(diǎn)：(1)軟件的共GXDeveloper能夠制作Q系列，QNA系列，A系列（包括運(yùn)動(dòng)控制（SCPU））,FX系列的數(shù)據(jù),能夠轉(zhuǎn)換成GPPQ,GPPA格式的文檔。此外，選擇FX系列的情況下，還能變換成FXGP(DOS),FXGP(WIN)格式的文檔。(2)利用Windows的優(yōu)越性，使操作性飛躍上升能夠?qū)xcel,Word等作成的說(shuō)明數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，粘貼，并有效利用。(3)程序的標(biāo)準(zhǔn)化：用標(biāo)號(hào)編程制作可編程控制器程序的話，就不需要認(rèn)識(shí)軟元件的而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。用標(biāo)號(hào)編程做成的程序能夠依據(jù)匯編從而作為實(shí)際的程序來(lái)使用；功能塊（以下，略稱作FB）FB是以提高順序程序的開發(fā)效率為目的而開發(fā)的一種功能。把開發(fā)順序程序時(shí)反復(fù)使用的順序程序回路塊零件化，使得順序程序的開發(fā)變得容易。此外，零件化后，能夠防止將其運(yùn)用到別的順序程序時(shí)的順序輸入錯(cuò)誤；只要在任意的回路模式上加上名字（宏定義名）登錄（宏登錄）到文檔，然后輸入簡(jiǎn)單的命令就能夠讀出登錄過(guò)的回路模式，變更軟元件就能夠靈活利用了。(4)能夠簡(jiǎn)單設(shè)定和其他站點(diǎn)的由于連接對(duì)象的指定被圖形化而構(gòu)筑成復(fù)雜的系統(tǒng)的情況下也能夠簡(jiǎn)單的設(shè)定。(5)能夠用以下各種方法和可編程控制器CPU連接：經(jīng)由串行通訊口;經(jīng)由USB;經(jīng)由MELSECNET/10(H)計(jì)算機(jī)插板;經(jīng)由MELSECNET(Ⅱ)計(jì)算機(jī)插板;經(jīng)由CC-Link計(jì)算機(jī)插板;經(jīng)由Ethernet計(jì)算機(jī)插板;經(jīng)由CPU計(jì)算機(jī)插板;經(jīng)由AF計(jì)算機(jī)插板。(7)豐富的調(diào)試功能：由于運(yùn)用了梯形圖邏輯測(cè)試功能，能夠更加簡(jiǎn)單的進(jìn)行調(diào)試作業(yè)，沒有必要再和可編程控制器連接，沒有必要制作條使用的順序程序；在幫助中有CPU錯(cuò)誤，特殊繼電器/特殊寄存器的說(shuō)明，所以對(duì)于在線中發(fā)生錯(cuò)誤，或者是程序制作中想知道特殊繼電器/特殊寄存器的容的情況下提供非常大的便利；數(shù)據(jù)制作中發(fā)生錯(cuò)誤況時(shí)，會(huì)顯示是什么原因或是顯示消息，所以數(shù)據(jù)制作的時(shí)間能夠大幅度縮短。5.4基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)程序設(shè)計(jì)考慮到程序功能并不復(fù)雜而且程序段相似，采用順序控制指令，通過(guò)主程序調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)功能。由于采用的中間繼電器為斷電無(wú)法保持類型，無(wú)需使用條件轉(zhuǎn)移指令即可實(shí)現(xiàn)功能。采用先編寫主程序后編寫子程序的思想，使用CALL指令調(diào)用子程序從而實(shí)現(xiàn)用戶按鍵選擇不同模式的功能。整個(gè)程序結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，所以后期調(diào)試也較為方便。這樣使得程序結(jié)構(gòu)清晰明了。主程序以及部分子程序如下圖5.5。圖5.5主程序及部分子程序5.5基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)程序調(diào)試三菱FX系列PLC所采用的編程平臺(tái)GXDeveloper下可安裝GXSIMULINK仿真模塊，在程序編輯完成后，可在GX平臺(tái)上啟動(dòng)仿真平臺(tái)。程序?qū)⒈晃氲皆诖嫣摂M出現(xiàn)的一個(gè)PLC。編輯界面轉(zhuǎn)入到監(jiān)控界面，并出現(xiàn)梯形圖邏輯測(cè)試工具。在窗口選擇“工具菜單”，添加X，Y，T，M軟元件存監(jiān)視窗口，界面設(shè)置如圖5.6。圖5.6梯形圖邏輯測(cè)試窗口仿真調(diào)試時(shí)，X、Y、M和T分別對(duì)應(yīng)PLC的輸入、輸出和中間繼電器。跟據(jù)需要置數(shù)的X標(biāo)號(hào)，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的X，強(qiáng)制X等于1，然后查看Y、T、M的變化是否滿足預(yù)期。通過(guò)這種強(qiáng)制置數(shù)方式，從而達(dá)到仿真效果。用這種方法分別調(diào)試主程序，手動(dòng)程序，自動(dòng)模式一程序，自動(dòng)模式二程序，以此來(lái)驗(yàn)證程序的正確性。初期調(diào)試時(shí)，在仿真過(guò)程中，會(huì)遇到執(zhí)行子程序1時(shí)，其它子程序使用的常開繼電器也被置一，后來(lái)發(fā)現(xiàn)是主程序結(jié)束后忘記加上FEND指令，導(dǎo)致子程序標(biāo)記無(wú)效。由于很多點(diǎn)的行程開關(guān)繼電器同時(shí)出現(xiàn)在不同子程序，所以觀察程序是否正確要準(zhǔn)確找到不同的觀察點(diǎn)來(lái)判定。6基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.1易控組態(tài)軟件介紹易控（INSPEC）是一套通用的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）軟件，亦稱人機(jī)界面（HMI/MMI）軟件，俗稱組態(tài)軟件。易控以通訊的方式和控制系統(tǒng)相連，能讀寫控制系統(tǒng)部的信息，并以圖形和動(dòng)畫等直觀形象的方式呈現(xiàn)這些信息，以方便對(duì)控制流程的監(jiān)視。也可以通過(guò)易控直接對(duì)控制系統(tǒng)發(fā)出指令、設(shè)置參數(shù)干預(yù)控制流程。易控能對(duì)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，將結(jié)果返回給控制系統(tǒng)，協(xié)助控制系統(tǒng)完成復(fù)雜的控制功能，易控還能對(duì)從控制系統(tǒng)得到的以及自己產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、報(bào)表等等其他功能，從而延伸控制系統(tǒng)的能力和彌補(bǔ)控制系統(tǒng)的不足。比如易控可以作為中間橋梁，將控制系統(tǒng)和工廠的企業(yè)管理信息系統(tǒng)聯(lián)接起來(lái)，將多個(gè)控制系統(tǒng)聯(lián)接起來(lái)，使他們之間能交換數(shù)據(jù)、共享資源，協(xié)助和管理曾經(jīng)是各自孤立的控制系統(tǒng)。從而在更大圍優(yōu)化了控制結(jié)構(gòu)，提高綜合自動(dòng)化效率。易控可以應(yīng)用于機(jī)械制造、化工、電力、冶金等任何涉及自動(dòng)化控制的領(lǐng)域，它本身沒有行業(yè)的限制，只要它和控制系統(tǒng)之間能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換即可。易控設(shè)置了常見的PLC、DCS、PC板卡、智能儀表等設(shè)備的支持。易控（INSPEC）易控（INSPEC）組態(tài)式監(jiān)控系統(tǒng)PLC等控制系統(tǒng)PLC等控制系統(tǒng)PLC等控制系統(tǒng)其他的控制系統(tǒng)圖6.1易控控制模式圖6.2上位監(jiān)控系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)新建一個(gè)工程，工程名為“網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)”。工程欄里新建畫面1并打開?！皥D形”欄選擇“常用”并選擇10個(gè)大小相同的“button”并依次排好。（4）分別右鍵單擊每一個(gè)“button”選擇“屬性”欄目中“文本”修改名稱為“啟動(dòng)”，“停止”，“模式一”，“模式二”，“手動(dòng)”，“上升”，“下降”，“向左”，“向右”，“發(fā)球”。（5）“圖庫(kù)”中選擇“指示。儀表”并選擇兩個(gè)二極管在桌面上布好，以作運(yùn)行指示燈，故障燈之用。（6）“圖庫(kù)”欄“指示。儀表”中選擇9個(gè)指示燈并按4個(gè)正方形形式布置。（7)將上述圖形在桌面上按一定順序布置好并保存，控制界面如圖6.3。圖6.3控制界面圖6.3易控變量組設(shè)置打開易控，新建變量組，并在變量表中新建變量組，并依此與輸入輸出I/O表對(duì)應(yīng)起始地址，單元長(zhǎng)度，寄存器類型，數(shù)據(jù)類型，變量組等。易控變量組設(shè)置見表6.3和6.4。表6.3變量組設(shè)置表6.4變量組設(shè)置6.4易控FX串口設(shè)置打開易控，新建I/O通信，并在串口設(shè)置中選擇虛擬設(shè)備，再選擇PLC，然后選擇型號(hào)為三菱FX系列編程口基本屬性設(shè)置等。易控FX串口設(shè)置見圖6.4和圖6.5。圖6.4串口設(shè)置圖圖6.5串口設(shè)置圖7基于PLC的網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)綜合調(diào)試7.1綜合調(diào)試平臺(tái)說(shuō)明綜合調(diào)試，就是將PLC和易控連接起來(lái)，運(yùn)行易控，通過(guò)控制易控按鍵，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫的動(dòng)作，從而驗(yàn)證整個(gè)設(shè)計(jì)的成功與否。級(jí)聯(lián)需要通過(guò)軟件MXComponent連接PLC與易控。具體設(shè)置如圖7.1以及圖7.2。圖7.1MXComponent設(shè)置圖7.2MXComponent設(shè)置在實(shí)際中微機(jī)作為PLC的編程硬件平臺(tái)，GXDeveloperVersion7作為編程的軟件平臺(tái)，轉(zhuǎn)換器為JH-04或者SC-08將微機(jī)的RS-232串口進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得PLC與微機(jī)進(jìn)行相關(guān)通信，系統(tǒng)連接圖如圖7.3。 圖7.3級(jí)聯(lián)示意圖軟件測(cè)試中微機(jī)就被易控軟件以及虛擬存單元代替了，軟件MXcomponent代替了轉(zhuǎn)換器起到易控與GXDeveloper的作用，綜合仿真的連接示意圖如圖7.4。圖7.4軟件綜合仿真示意圖7.2綜合調(diào)試的步驟首先按照上述進(jìn)行MXComponent的程序設(shè)置，然后運(yùn)行GXDeveloper，打開網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)的程序，點(diǎn)擊梯形圖測(cè)試按鈕開始仿真，最后打開易控組態(tài)軟件，運(yùn)行網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)，當(dāng)運(yùn)行工程時(shí)，界面下方會(huì)編譯輸出，如果沒有輸出警告或者錯(cuò)誤，說(shuō)明易控設(shè)計(jì)成功，如圖7.5。圖7.5易控編譯輸出界面7.3整體的綜合調(diào)試在完成上訴準(zhǔn)備后，點(diǎn)擊模擬界面按鈕查看運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)觀察GXDeveloper繼電器存監(jiān)視窗口里面的變化確定是否成功。界面如圖7.6。圖7.6綜合調(diào)試8總結(jié)通過(guò)兩個(gè)周的努力，我們利用PLC和易控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)出了網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)在9個(gè)不同位置發(fā)球。該發(fā)射機(jī)可以根據(jù)用戶的需要調(diào)節(jié)不同難度的模式進(jìn)行發(fā)球，是一個(gè)能滿足大多數(shù)人需要的簡(jiǎn)易網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)。但是，本設(shè)計(jì)還存在很多需要改善的地方。最大缺陷是本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的網(wǎng)球發(fā)射機(jī)不能滿足高水平運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)需求，不能隨機(jī)不規(guī)律的發(fā)球，發(fā)射出去的球落地點(diǎn)比較單一，而且發(fā)射機(jī)移動(dòng)需要一定時(shí)間，對(duì)于專業(yè)人員的訓(xùn)練不是很好。如果進(jìn)行相關(guān)改進(jìn)后應(yīng)用與實(shí)際，能夠改善目前網(wǎng)球自動(dòng)發(fā)射機(jī)發(fā)射方式單一的不足。在這兩周的時(shí)間里我們又重溫了電氣技術(shù)與PLC的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)一步了解了用相關(guān)知識(shí)進(jìn)行PLC設(shè)計(jì)的相關(guān)方法和步驟。在對(duì)問(wèn)題全面思考的能力上有了一定的提升，對(duì)課本知識(shí)的理解與運(yùn)用的能力也得到了提升。課程設(shè)計(jì)前期大家都顯得比較迷茫，熟話說(shuō)的好嘛，萬(wàn)事開頭難。經(jīng)過(guò)大家對(duì)以往知識(shí)的復(fù)習(xí)，從網(wǎng)上收集相關(guān)資料，慢慢開始有了頭緒。首先對(duì)系統(tǒng)功能的分析與工藝流程的探討確定了系統(tǒng)大概的運(yùn)行流程，進(jìn)而分析出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，然后根據(jù)具體的基本要求從而討論除了系統(tǒng)的模式劃分。在模式確定了的基礎(chǔ)上友探討出了各個(gè)模式的運(yùn)行過(guò)程框圖，從而得出了輸入輸出表。然后根據(jù)自身實(shí)際以及時(shí)