可编程控制器指令系统简单，只能完成顺序控制，般只具有逻辑运算定时计数等功能，随着微电子技术控制技术与信息技术的不断发展，也在不断发展。世纪年代后期，以位和位微处理器构成的微机化得到了巨大的发展，使其在概念上设计上性价比等方面都有了很大的突破。可编程控制器具有了浮点运算函数运算高速计数中断计数控制及联网等功能，这些都使得技术的应用范围和领域不断扩大。控制技术国内外应用现状目前，不仅在传统制造领域，控制技术在其他领域也已得到了广泛的应用。在国内，杨建等人引进控制技术，设计了水净化工艺控制系统，在该系统的水净化过程中控制加药加氯动作，实现了水处理系统的自动化，减轻了人工的劳动强度，取得了不错的效果在太阳能开发领域，耿立明等人成功设计了基于的太阳能热水器控制系统，在该系统中，通过控制液位电源的通断采集温度和风压等数据实现了自动控制的功能在裂纹检测领域，王建国等人设计的基于的裂纹检测台，很好的发挥了控制系统的稳定性智能化的优点，在汽车轮毂等转轴零件的检测中取得了良好的效果在煤炭生产领域，吕书勇利用控制技术的优点，设计的基于的焦化备煤控制系统，实现了金马焦化厂备煤过程，满足了生产需要，提高了企业生产效率在垃圾处理领域，郭瑞国设计的基于的垃圾焚烧炉控制系统，发挥了控制系统稳定可靠便于操作易于控制的优点，保证了垃圾焚烧炉安全经济运行炉温稳定尾气污染控制达标在船舶领域，董猛利用控制技术抗干扰能力强，组成的控制系统硬件电路结构简单等特点，实现船舶主机遥控系统的主要功能，设计了基于的船舶主机遥控系统，特别适合于在中小型船舶上应用，也可应用于在船舶的主机遥控系统的改造设计中。在国外，在设计的工厂信息系统中，将应用于采集预处理并传送实时数据给计算机，节约了成本，保证了系统的稳定性，收到了很好的效果在生物研究领域，等人为了研究微生物在不同浓度氧气环境中的生长和生产情况，在使用的带氧化功能的生物反应器中，被用来自动控制氧气的浓度甲，李香顺等高产水稻的产量构成及生长发育规律延边农业大学学报二〇二年月二十四日星期二陶开战，叶杰林，叶林鹏重穗型杂交稻组合的主要特性及超高产栽培技术要点杂交水稻李得孝，康宏，员海燕作物抗倒伏研究方法陕西农业科学梁康迳，王雪仁，章清杞等基因型环境互作效应对水稻茎秆抗倒性杂种优势的影响福建农业大学学报二〇二年月二十四日星期二学科分类号湖南人文科技学院本科生毕业设计题目基于的剥线机的控制系统的研究学生姓名学号系部通信与控制工程系专业年级自动化级指导教师职称助教湖南人文科技学院教务处制湖南人文科技学院本科毕业设计诚信声明本人郑重声明所呈交的本科毕业设计，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，除文中已经注明引用的内容外，本设计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。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名手写二年月日手写二〇二年月二十四日星期二基于的剥线机的控制系统的研究摘要随着激动控制理论和技术的发展，具有易于使用功能强大高可靠性扩展能力强广泛的适用性和组成控制系统的简洁性等诸多优点的控制技术，得到了越来越广泛的应用。本论文以作者研究的基于的剥线机控制系统项目为背景，从控制系统设计的角度，完成了如下几项工作。综述了控制技术的产生发展国内外应用现状以及与其他控制技术的对比介绍了剥线机控制系统项目的来源背景国内外的研究现状研究意义。探讨了广泛适用的基于的控制系统设计的般方法，从控制系统的组成设计原则分析入手，重点分析了控制系统硬件设计和软件设计的方法和步骤。完成了基于的剥线机控制系统的设计，包括系统的总体设计硬件设计和软件设计。在该系统的总体设计中，分析了步进电机脉冲计算原理，采用了呈阶梯形的速度曲线来控制步进电机的加减速运动的控制方法硬件的设计又包括减少输入点数设计设备选型分配接线图步进电机等内容软件的设计主要是程序的设计，包括主程序两段剥皮模块三段剥皮模块功能按键模块数字按键输入模块等。关键词步进电机控制系统剥线二〇二年月二十四日星期二第章绪论随着微电子技术控制技术及信息技术的不断发展，即可编程逻辑控制器控制技术也得到了迅速的发展。本章首先讲述了控制技术的产生发展国内外应用现状与其他控制技术的区别然后介绍了基于的剥线机控制系统的来源研究背景研究现状及研究意义。控制技术的产生和发展在早期的工业控制中，多采用继电器控制系统，这种系统体积大耗电多，改变生产程序非常困难。为改变这种状况，世纪年代末期，美国通用汽车公司提出需求，公开招标。随后，美国数字设备公司研制出了世界上第台可编程控制器，并成功的应机运行的可靠性关系到剥线机控制系统对线束的加工精度。在剥线机控制系统中，是通过向步进电机发送脉冲的多少来精确控制步进电机转动的距离。步进电机的步距角是脉冲计算中的个重要参数，步距角是指，当输入个电脉冲时，电动机转子所应转过角度的理论值，其计算公式如下其中为转子转过个齿距的运行拍数为转子的齿数。那么步进电机转动圈需要的脉冲数量为个。在剥线机控制系统中，步进电机与滚轮间通过皮带传动。下面主要分析左滚轮步进电机机械传递的情况其他执行轮的机械传动与此类似。图左滚轮步进电机机械传动简图在图中，步进电机齿轮与左滚轮齿轮之间的传动比为，即左滚轮转动圈，步进电机需要转动圈。这样，在知道左滚轮周长的情况下，可得出单位长度左滚轮步进电机需要的脉冲二〇二年月二十四日星期二数的计算公式有式可知，当左滚轮送线长时需要发送给步进电机的脉冲数的计算公式为步进电机加减速控制步进电机的转速计算公式如下其中为输入脉冲的频率为转子转过个齿距的运行拍数为转子的齿数。可见步进电机的转速，取决于输入的脉冲频率的高低，因此，步进电机的运动控制问题从根本上说就是要控制输入到步进电机的脉冲频率。步进电机的加减速过程其实是加减速运行与时间之间的辩证的关系，影响因素包括电机每步的速度差距的大小，以及加减速过程的长短。步进电机每步运行的速度差距过大，会使电机输出力矩不足，无法正常运行或出现失步的情况加减速过程过短，则需要更多的运行时间来使其稳定运行。步进电机在加速恒速减速各个阶段，转速与输入脉冲频率步进电机的负载转矩惯性转矩有关。为了防止失步，改善步进电机运行平稳性和可靠性，在剥线机控制系统中，采用了呈阶梯型的速度曲线来控制步进电机的加减速运动，图为本系统的步进电机加减速曲线示意图，其加减速过程均分成步来完成。图步进电机加减速曲线示意图上图中，为步进电机启动频率，为步进电机最高频率，为步进电机有启动频率到加速至最高频率的时间，为步进电机由最高频率减速到的时间。由上图可知，加速过程中每步频率变化量和每步时间变化量分别为在剥线机控制系统中，程序通过修改，加速时间剥模式如图所示，与两段剥皮前后端均无半剥的不同之处在于有前端半剥存在，因此前端线皮将不会完全脱落。前端剥皮前端半剥中间留皮部分后端剥皮全长图两段剥皮前端半剥，后端无半剥示意图两段剥皮前端无半剥，后端半剥模式如图所示，与两段剥皮前后端均无半剥不同之处在于后端半剥存在，因此后端线皮将不会完全脱落。前端剥皮中间留皮部分后端剥皮后端半剥全长图两段剥皮前端无半剥，后端半剥示意图两段剥皮前后端均有半剥模式在前后端均有半剥的剥皮方式中，前后端线皮在使用线束时才完全脱落，这样便于保护前后端金属线芯不出现松散有毛刺等情况。前端剥皮前端半剥中间留皮部分后端半剥后端半剥全长图两段剥皮前后端均有半剥示意图不剥皮裁线模式此种工作方式如图所示，剥线机只需要裁刀在左右滚轮配合将全长长度的线束切断即可。二〇二年月二十四日星期二全长图不剥皮裁线示意图剥线机控制系统硬件设计减少输入点数原理根据设计要求，剥线机控制系统共有个输入按键和个传感器分别是刀座归位传感器扭线轮归位传感器和线材检测传感器，即共有路输入，按常规输入接入将需要点输入，小型般只有点输入，扩展输入模块将大大增加成本。为了节省输入点数，经过多次方案对比，采用了如图所示的按键编码方案。将路输入按矩阵排列，经单片机编码后成路输出，再经电平转换后完成能识别的路输入。系统中路按键中任意个按键按下，都将有路信号分别传送到的至口，然后再通过编程解码来识别特定按键。设备选型及分配由上节可知，剥线机控制系统共有路输入，即需点输入输出部分主要控制四台步进电机及信息编码等，经计算需点输出。经过对比分析，选择了松下公司生产的