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1、自动化专业控制系统综合设计课程任务书盐城工学院电气学院2011 年 12 月 30 日控制系统综合设计实施方案精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页一、目地与任务本课程设计是自动化专业教案中地一项重要专业实践环节,为了使学生对在以后地就业中可能接触到地生产现场、生产过程和测控系统地设计有较为深刻地认识,本次课程设计重点是要求学生能够设计完成一个实际地应用系统.通过设计应用系统 ,使学生对所学地传感器、微机原理、计算机网络、组态软件等方面地知识有更进一步地深刻地认识和掌握 ,培养学生综合应用所学专业知识和技能分析解决实际问
2、题地能力,熟悉技术设计工作地一般程序和方法 .它对帮助学生全面深入地掌握测控类课程教案内容、培养学生地实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要地意义. 该课程以现场总线技术为主线,综合运用所学地工业数据通讯与控制网络、现代测控技术、计算机网络、计算机语言等方面地知识,通过课程设计 ,学生能掌握现场总线分布式控制系统地技术、体系结构、总线节点开发和设计方法.目地是经课堂教案与实验 ,综合运用现场总线技术知识进行工业分布控制系统地构建及应用. 二、课程设计要求通过设计 , 要求学生在指导老师地指导下, 独立完成所分担地课题设计内容. 包括：正确选择方案 . 正确进行器件地选择 , 软硬件设计
3、及调试；根据课题设计要求进行必要地实验、调试；绘制相应地原理图；编制软件程序, 实现相应地功能；编写设计说明书；参加答辩 . 设计要求包括：（1）初步掌握测控系统地分析、设计地基本方法. 完成测控系统结构原理图地绘制,完成一份课程设计说明书. （2）掌握工业以太网和现场总线分布控制系统地基本概念、特性、体系结构、互连协议、工业现场实现等理论；（3）掌握工业控制总线、现场节点设备软、硬件平台, 即 CAN控制局域网总线、以太网总线等各种总线地总线标准, 完成基于不同总线地现场节点结构和系统设计；要求能初步应用各类编程软件开发工具进行总线和节点地开发. 三、课程设计题目（一）基于组态地工业以太网总
4、线温度控制系统设计1系统模型基于以太网总线 , 构建分布式电烤箱温控系统, 采用单片机、 PC 、控制软件编程技术 ,实现电烤箱温控系统设计. 以工业以太网教案实验开发平台为基础, 利用组态软件编写一上位机软件 , 模拟调试以现场总线为基础地热电偶温度检测模块与数字量输出模块地控制. 其中热电偶温度检测功能模块为只读数据, 数字输出为可配置数据. 利用功能模块检精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页测温度 , 通过数字输出通道来控制继电器开关, 实现温度控制 . 2综合设计实现地基本功能控制烤箱温度 , 量程范围 010
5、0, 超调量不超过 5. 3综合设计地具体要求(1) 温度传感器选用J 型热电偶；设计出温度检测地硬件控制系统, 给出硬件系统地电路原理图 . （2）实现热电偶温度检测系统软件设计, 量程范围0100, 采用组态软件进行分布式电烤箱温度控制系统监控软件设计, 完成系统整体集成 , 调试运行 . （二）煤矿瓦斯检测报警系统设计1系统模型综合运用气体传感器、单片机及其他外围设备设计一个针对瓦斯气体地检测与报警系统,当煤矿中瓦斯气体地浓度达到一定值时发出报警信息. 以工业以太网教案实验开发平台为基础, 利用组态软件编制一上位机软件, 模拟实现以现场总线为基础地煤矿瓦斯检测报警系统设计. 其中瓦斯检测
6、采用气体传感器实现, 采用以太网模块对气体传感器信号进行检测, 实时显示、报警 . 2综合设计实现地基本功能检测瓦斯浓度 , 通过组态界面显示 , 当达到一定浓度时实时报警, 切断开关 . 3综合设计地具体要求（1）构建控制报警系统硬件框架, 给出硬件系统地电路原理图. （2）根据系统设计要求实现地功能利用组态软件进行系统性能设计. （三）基于工业以太网总线地直流(DC)电机调速系统设计1系统模型典型地 DC电机通过改变输入电压来改变电机在负载条件下地转动角速度. 以单片机控制系统核心部分 , 单片机主要完成采集数据并将数据送给PC机进行相应处理 , 电机转速信号地采集均由单片机系统自行完成,
7、 然后通过现场总线将转速信号实时地传送给PC机进行处理 . 以工业以太网教案实验开发平台为基础, 利用组态软件编写一上位机软件, 模拟实现以现场总线为基础地直流(DC)电机调速系统设计 . 利用功能模块输出电压变化, 改变电机转速；电机地起、停控制由功能模块完成. 2综合设计实现地基本功能控制直流电机地启停、改变输入电压（0-10V）来改变电机转速 , 测量直流电机地转速. 3综合设计地具体要求（1）构建直流 (DC)电机调速系统硬件框架 , 给出硬件系统地电路原理图. （2）根据系统设计要求实现地功能利用组态软件进行系统性能设计. （四） 基于以太网总线地自动门控制系统设计1系统模型通过对系
8、统要求和功能进行分析 , 提出了系统整体设计方案. 步进电机转速信号地采集均由单片机系统自行完成, 然后通过现场总线将转速信号实时地传送给PC机进行处精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 8 页理. 以工业以太网教案实验开发平台为基础, 模拟实现自动门控系统地设计. 利用功能模块检测光电开关地信号及步进电机地起、停和方向控制, 通过实验平台上地步进电机模拟电动门 , 光电开关信号来模拟实现人地进出. 利用组态软件编写一上位机软件, 实现对光电开关地检测及电机地控制. 2综合设计实现地基本功能有人来到门前 , 门打开；人离开时
9、, 门自动关上；记录人数（最好是进出人数）；3综合设计地具体要求（1）给出硬件系统地电路原理图（2）对整个系统进行构建, 根据系统设计要求实现地功能利用组态软件进行系统性能设计 . （五）基于组态地CAN 总线温度控制系统设计1系统模型基于 CAN总线, 构建分布式电烤箱温控系统, 采用单片机、 PC 、控制软件编程技术 ,实现电烤箱温控系统设计. 以 iCAN 教案实验开发平台为基础, 利用组态软件编写一上位机软件, 实现以 CAN总线为基础地热电偶温度检测模块与数字量输出模块地控制. 其中热电偶温度检测模块iCAN为只读数据 , 数字输出为可配置数据 . 利用 iCAN模块检测温度 , 通
10、过数字输出通道来控制继电器开关 , 实现温度控制 . 2综合设计实现地基本功能控制烤箱温度 , 量程范围 0100, 超调量不超过 5. 3综合设计地具体要求(1) 温度传感器选用J 型热电偶；设计出温度检测地硬件控制系统, 给出硬件系统地电路原理图 . （2）实现热电偶温度检测系统软件设计, 采用组态软件进行分布式电烤箱温度控制系统监控软件设计 , 完成系统整体集成 , 调试运行 . （六）基于 CAN 总线地直流 (DC)电机调速系统设计1系统模型典型地DC电机通过改变输入电压来改变电机在负载条件下地转动角速度. 以 iCAN 教案实验开发平台为基础, 利用组态软件编写一上位机软件, 实现
11、以 CAN总线为基础地直流(DC)电机调速系统设计 . 利用 iCAN 模块输出电压变化 , 改变电机转速；电机地起、停控制由 iCAN功能模块完成 . 2综合设计实现地基本功能控制直流电机地启停、改变输入电压来改变电机转速, 测量直流电机地转速 , 对直流电机脉冲数进行计数 . 3综合设计地具体要求（1）构建直流 (DC)电机调速系统硬件框架 , 给出硬件系统地电路原理图与PCB图. （2）根据系统设计要求实现地功能利用组态软件进行系统性能设计. (七) 基于 CAN 总线地自动门控制系统设计精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页
12、，共 8 页1系统模型以 iCAN 教案实验开发平台为基础 , 模拟实现自动门控系统地设计. 利用 iCAN模块检测光电开关地信号及步进电机地起、停和方向控制, 通过实验平台上地步进电机模拟电动门 , 光电开关信号来模拟实现人地进出. 利用组态软件编写一上位机软件, 实现对光电开关地检测及电机地控制. 2综合设计实现地基本功能有人来到门前 , 门打开；人离开时 , 门自动关上；记录人数（最好是进出人数）；3综合设计地具体要求（1）给出硬件系统地电路原理图（2）对整个系统进行构建, 根据系统设计要求实现地功能利用组态软件进行系统功能设计 . ( 八) 基于组态地锅炉液位监控系统设计1、系统模型以
13、 iCAN 教案实验开发平台为基础, 模拟实现锅炉液位监控系统地设计. 利用组态软件编写一上位机软件 , 实现对光电开关地检测及电机地控制. 2、实现地基本功能（1）锅炉液位界面设计 , 若是动态画面要求能看出液位地波动；（2）当前液位实时显示；（3）液位上下波动范围最大为50100m ；（4）液位低于 55m或高于 95m时报警鸣叫 . 3综合设计地具体要求（1）给出硬件系统地电路原理图（2）对整个系统进行构建, 根据系统设计要求实现地功能利用组态软件进行系统功能设计 . 四、推荐参考文献1 于洋. 测控系统网络化技术及应用, 机械工业出版社2 李正军 . 计算机测控系统设计与应用, 机械工
14、业出版社3 李江全 . 计算机测控系统设计与编程实现, 电子工业出版社4 周立功主编 . 工业以太网系统教程5 周立功主编 . iCAN教案实验开发平台实验指导五、设计分组 68六、时间安排：第十九周、第二十周精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页序号时间(天) 内容安排1 0.5 布置课程设计任务2 1 系统总体方案设计3 0.5 硬件系统搭建4 3 程序设计4 2 调试5 2 书写设计报告6 1 答辩七、课程设计报告写作要求1、封面2、内容提要3、目录4、正文（1）概述 .本题目地意义、本人所做地工作及系统地主要功能
15、；（2）系统工作原理 ,设计流程及描述 ,设计步骤；（3）程序代码、实验仿真结果. 5、课程设计体会6、参考文献八、考核办法及成绩：1、考核办法：由平时检查、提问抽查、课程设计完成情况与课程设计报告质量及面试等几方面结合起来考虑. 学习与设计态度地认真性, 课堂知识理解掌握地深入程度,软件应用地熟练程度, 设计方案地正确性或合理性, 图文地质量效果 , 是否独立完成 , 是否具有独立分析解决问题地能力和创新精神等. 2、考核成绩：成绩按优、良、中、及格、不及格五级分制评定. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页优：学习
16、与设计态度很认真, 设计方案正确或合理 , 图文质量好 , 独立完成 . 良：学习与设计态度认真, 设计方案基本正确或合理, 图文质量较好 , 独立完成 . 中：学习与设计态度较认真, 设计方案基本正确或合理 , 图文质量一般 , 独立完成 . 及格：学习与设计态度一般, 设计方案有几处错误 , 图文质量一般 , 存在小错误 . 不及格：学习与设计态度很不认真, 设计方案有原则错误, 图文质量差 , 或抄袭行为严重 . 本课程设计环节考核按教案大纲要求具体实施, 要求每一个学生独立提交一份自己设计地控制系统设计报告 . 控制系统综合设计专业学生姓名精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页班级学号完成日期盐城工学院电气学院精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页