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1、基于PLC的智能窗帘控制系统设计及仿真设计说明书目录摘要3Abstract4第一章、绪论71. 1课题的硏究背景和历史意义131. 2智能窗帘的发展现状及应用14第二章、智能窗帘总体结构的设计152.1智能窗帘控制系统的控制原理 162. 2机械传动部分的设计计算172- 2. 1智能窗帘结构系统中直流电机的选型计算1?2.2.2联轴器的选型计算172- 2. 3转轴的设计计算182. 3光电传感器的选型计算18第三章、智能窗帘的PLC控制系统的设计193. 1 PLC 简介193. 1. 1PLC的定义203. 1.2PLC的基础知识223. 1.3PLC的用途233. 2PLC的组成233
2、. 2. 1中央处理单元243- 2. 2存储器243. 2. 3输入输岀单元243. 2. 4通讯接口253.2.5智能接口模块253. 2. 6 编程装置263. 2. 7 电源263.3输入输岀点分配273. 4 PLC的选择273-5智能窗帘PLC控制系统接线图 28第四章、智能窗帘控制系统PLC控制程序的实现28结论29致谢30参考文献31摘要可编程序控制器（PLC）是一种新型的通用的自动控制装置，它将传统的继电 器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，是功能加强、编程简单、使用方便 以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。PLC的应用领域已经拓宽到了各个领 域，PLC的发展历程在
3、工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件 进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采 集。在传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。PLC最基本最广泛 的用于开关量的逻辑控制，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制，顺序控制， 既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机，印刷机, 订书机，组合智能窗帘，磨床，包装等。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁， 石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，轻纺，交通运输，坏保及文化娱乐等 各个行业，使用广泛。如今伴随着信息时代的到来，人们的生活水平日益提高，方 便、快捷、自动、智能成
4、为时代的主题，在现代家庭生活环境中，居家环境早已不 仅仅局限在物理空间上，人们更为关注的是一个安全、方便、舒适的坏境，自动化 的电子产品自然成为人们追求的目标。窗是人心灵的眼睛，窗帘则是眼睛上的睫毛， 窗帘在防止强光射入，帮助人们合理的安排时间，美化室内环境，保证个人隐私， 増强居家环境方面有重要作用。随着人们生活节奏的加快，窗帘的自动化随之产生。 本产品是在学习机械原理及设计和电工学等知识，通过实践，观察，思考的基础上 设计而成的，且人性化的思想理念也体现了科学技术在人们生活中的作用。通过几 个月的勢力，使我们深刻感受到了电学，力学，加工工艺，理论知识与实践相结合 在机械设计中的重要性。加强
5、和拓展这些方面的知识对机械学子们是很有必要的。 本设计将以PLC为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输岀端子的 分配方案，在保留了原始智能窗帘的基本功能的同时又増加了一系列的实用功能并 简化其电路结构，其将以控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改 变智能窗帘的颜色，开合，从而使得人们的家居生活不断完美。关键字：PLC；智能窗帘；S7-300型；系统结构图。absraoteWith development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a au
6、tomated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something, aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments
7、to protect the personal safety.Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to reasonablepneumatiatcompressedneceengththdirectionprocedurework.The inverted pendulum is a typical high order s
8、ystem, with multi variable, non-linear, strong-co upling, fleet and absolutely instable. It is representative as an ideal model to prove new control theory and techniques. During the control process, pendulum can effect ively reflect many key problems such as equanimity, robust, follow-up and track,
9、 th erefore.This pap er studies a control method of double inverted pendulum . First of a 11, the mathem atical model of the double inverted pendulum is established, then ma ke a control design to double inverted pendulum on the mathematical model, and de termine the system performance index weightm
10、atrix , by using genetic algorithm in order to attain the system state feedback control matrix. Finally, the simulation of t he system is made by . After several test matrix value the results are not satisfactor y response, then we optimize matrix by using Genetic Algorithm. Simulation result s show
11、: The system response can meet the design requirem ents effectively after Ge netic Algorithm optimization. Small twisted paper broken machine for ordinarhome, not only can be used for minced meat, the system state feedback control matrix. Key word: PLC； cylinder； pneumatic loop； S7-300type； .system
12、strucer第一章绪论1.1课题的研究背景和历史意义机械工业是国民的装备部，是为国民经济扌是供装备和为人民生活扌昱供耐用消费 品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械 工业所扌昱供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很 大的和直接的影响。机械可以完成人用双手和双目，以及双足、双耳直接完成和不 能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。现代机械工程创造岀越来越精巧和越 来越复杂的机械和机械装置，使过去的许多幻想成为现实。人类现在已能上游天空和宇宙，下潜大洋深层，远窥百亿光年，近察细胞和分 子。新兴的电子计算机硬、软件科学使人类开始有了加强，
13、并部分代替人脑的科技 手段，这就是人工智能。这一新的发展已经显示岀巨大的影响，而在未来年代它还 将不断地创造岀人们无法想象的奇迹。人类智慧的増长并不诚少双手的作用，相反地却要求手作更多、更精巧、更复 杂的工作，从而更促进手的功能。手的实践反过来又促进人脑的智慧。在人类的整 个进化过程中，以及在每个人的成长过程中，脑与手是互相促进和平行进化的。人工智能与机械工程之间的关系近似于脑与手之间的关系，其区别仅在于人工 智能的硬件还需要利用机械制造岀来。过去，各种机械离不开人的操作和控制，其 反应速度和操作精度受到进化很慢的人脑和神经系统的限制，人工智能将会消除了 这个限制。计算机科学与机械工程之间的互
14、相促进，平行前进，将使机械工程在更 高的层次上开始新的一轮大发展。智能窗帘是带有一定自我反应、调节、控制功能的窗帘。如根据室内坏境状况 自动调光线强度。使得达到室内人体适应的光线亮度而不至于对人眼睛的伤害为了 解决这些生活中碰到的实际问题，智能窗帘设计便应运而生。1.2智能窗帘的发展现状及应用目前，国外已大量应用机器人技术，机器人自动化生产线成套装备已成为自动 化成套装备的主流以及未来自动化生产线的发展方向。随着国民经济的发展和科学技术水平的扌昱高，特别是计算机技术、通信技术、 网络技术、控制技术的迅猛发张，生活现代化得以实现，居住环境向舒适化、安全 化发展。家居智能化在这种形势下应运而生。本
15、次设计是基于PLC控制技术的随光 线强弱来自动控制型智能窗帘。每个人对坏境室内光线强弱适应能力不同，室内主 人可根据自己的需求自行调节所适应的最佳光线强度，连接电源并选择控制类型（自 动控制/手动控制）。选择自动控制时，智能窗帘由室内光线强度的变化，而经由相 关器件接收、处理、控制信号，达到自行调节窗帘的开合程度，从而使光线的强弱 程度达到主人所预先设定的值范围。选择手动控制时，由于室内主人在黑夜白天的 特殊需求而自行来控制窗帘的开合（例如在晚上、睡觉等时候，根据主人的需要是 要求把窗帘闭合，而不影响睡眠质量，但是根据预先设定和程序设定，智能型窗帘 是会依设定值打开窗帘的，所以需要手动控制来关
16、闭窗帘）。第二章、智能窗帘总体结构的设计2.1智能窗帘控制系统的控制原理智能窗帘控制系统是通过西门子PLC控制系统控制直流电机，从而带动窗帘自 动的上升和下降的系统，并且能够通过光电传感器感应到坏境光度以及亮度的强弱， 反馈信号给PLC,然后PLC控制系统就会根据光电传感器反馈的信号改变智能窗帘颜色的系统，其结构布局图如下:2.2机械传动部分的设计计算2.2.1智能窗帘结构系统中直流电机的选型计算已知整个智能窗帘控制系统中窗帘与零件的重量，我们取总重量为io血，范围 为50irarT200inm,窗帘上升、下降速度为l2r/min。即：G=mg=lQZ10=1002VV=HDn =3.14X0.01X40具体的电机设计计算如下：GWN=乃=0. 18(
