机械设计制造及其自动化本科专业职业生涯设计-我的机械工程师规划

2010届届分类号：单位代码：10452本科专业职业生涯设计我的机械工程师规划我的机械工程师规划姓名学号200615840430年级2006专业机械机械设计设计制造及其自制造及其自动动化化系（院）工学院工学院指导教师2009年12月20日临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计1目目录录第一部分第一部分前前言言.41机械机械设计设计制造及其自制造及其自动动化的化的发发展展.41.1机械机械设计设计制造及其自制造及其自动动化的含化的含义义.41.2未来机械未来机械设计设计制造及其自制造及其自动动化的化的发发展展趋势趋势.41.3机械行机械行业业就就业业分析分析.62自我分析自我分析.72.1个人个人兴兴趣趣爱爱好好.72.2我的我的优优点点.72.3我的缺点我的缺点.83克服自身缺点克服自身缺点.84对职业对职业的分析的分析.85强强化个人能力的途径化个人能力的途径.95.1在校期在校期间间学学习计习计划划.95.2校外学校外学习计习计划划.96我的工作我的工作规规划划.107总结总结.10第二部分第二部分前前言言.131绪论绪论.141.1基于基于PLC的多路信息采集系的多路信息采集系统统概述概述.141.1.1信息采集技信息采集技术术概述概述.141.1.2液液压压系系统统概述概述.141.2课题课题背景、提出及相关技背景、提出及相关技术术的的发发展展现现状状.161.2.1课题课题背景背景.161.2.2课题课题的提出的提出.181.2.3相关技相关技术术的的发发展展现现状状.192硬件系硬件系统简统简述述.232.1硬件硬件设计设计概述概述.23临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计22.2硬件系硬件系统统控制控制单单元元.232.2.1CPM2A的系的系统结统结构和性能介构和性能介绍绍.232.2.2CPM2A的的IO端子端子.262.3信息采集部分信息采集部分.282.3.1温度温度传传感器感器Pt-100.282.3.23200系列系列OEM型型压压力力传传感器感器.302.3.3AD7705模模拟拟量采集量采集处处理模理模块块.302.4PLC与上位机的与上位机的连连接接.333系系统软统软件件.363.1VB6.0人机通人机通讯讯界面的界面的设计设计.393.2VB6.0串行通信控件串行通信控件MSComm.413.2.1MSComm通信通信处处理理.413.2.2MSComm控件数据通信方式控件数据通信方式.423.3CX-Programmer.43参考文献参考文献.45致致谢谢.46临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计3第一部分第一部分我的机械工程师规划我的机械工程师规划前言在今天这个人才竞争的时代，职业生涯规划开始成为在人争夺战中的另一重要利器。对企业而言，如何体现公司“以人为本”的人才理念，关注员工的人才理念，关注员工的持续成长，职业生涯规划是一种有效的手段；而对每个人而言，职业生命是有限的，如果不进行有效的规划，势必会造成生命和时间的浪费。作为当代大学生，若是带着一脸茫然，踏入这个拥挤的社会怎能满足社会的需要，使自己占有一席之地？因此，我试着为自己拟定一份职业生涯规划，将自己的未来好好的设计一下。有了目标，才会有动力。1机械设计制造及其自动化的发展1.1机械设计制造及其自动化的含义机械设计制造及自动化专业是集机械电子信息技术为一体的综合性专业。以机械工程为主要学科设有机械电子工程机械设计及信息处理技术数控技术及工业过程控制3个专业方向。主要培养既有机械工程领域知识与技能数控加工技术与技能机械电子技术与技能又有计算机软件开发知识与技能适应市场经济发展需要富有创新精神实践能力和国际视野的高级工程专业人才和管理人才。1.2未来机械设计制造及其自动化的发展趋势目前，各行业对自身产品结构也积极作出相应调整，对生产工艺、装备设备不断进行技术改造，自动化和大型化成套设备的开发为机械行业提供了先进、现代化的产品。未来相当长的一段时期内，对机械装备的需求将稳定增长，但需求结构将不断调整和变化。一般性产品产能过剩的情况将更加严重，高精尖产品、技术现代化产品和新领域产品需求将不断上升。此外，道路、交通等运输行业在推进结构调整、促进产业升级中，对机械产品的品种、水平、质量和性能的需求也将有较大提高。同时，机械行业自身进行产业升级和技术改造也需要大量先进加工设备和测试仪器。市场竞争加剧以及企业技术升级的速度加快，企业技术改造投资将保持一定规模，同时，国家政策也鼓励企业加大新设备的投资强度，国内对高精尖机械设备产品的需求将不断增加。因此，在很长时期内国民经济的结构调整和产业升级都将对机械装备工业形成较大的需求。随着经济危机的逐渐淡出人们的视野，每个行业都在进行着行业的复苏，抓住临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计4这个既是危机又是机会的关键时刻充分发挥产业的优势，便能够摆脱经济危机所带来的不利影响。机械产品市场发展的有利因素有：振兴装备制造业的政策已为各界接受，将逐步发生积极影响；国家加大节能减排的政策力度，将促使相关行业技术改造的深入，这无疑为机械工业提供新的发展机遇；增加消费、增加支农力度和加强基础设施建设，也为机械产品提供可观的市场空间；机械产品出口将在质的方面继续改善，调整出口退税有利于出口产品结构的调整，汽车、高档机电设备等的出口将得到更好的发展，形成出口主打产品。不利的因素是：机械工业仍将面临严峻的生产成本压力和部分原材料短缺的考验；根据有关部门关于鼓励进口先进机械装备进口的政策，下半年部分高档机电产品的进口会增加，这将会挤占部分国内市场；以大型联合收割机和大中型拖拉机为代表的农机产品的生产增长乏力。预计明年机械工业经济运行将延续今年下半年的下行走势，增长速度估计将比今年回落10个百分点左右。即：明年全年产销预计增长15%左右，利润预计增长10%左右，出口创汇预计增长15%左右。据了解汽车行业增长10%左右；电工行业增长20%左右；农机、工程机械、重矿机械、石化通用设备、机械基础件增长20%左右；机床行业增长15%左右；内燃机、仪器仪表、食品包装机械行业增长10%左右；文化办公设备增长5%左右。机械设计制造及其自动化专业是研究各种工业机械装备及机电产品从设计、制造、运行控制到生产过程的企业管理的综合技术学科。机械设计制造及其自动化专业研究的主要内容包括机械与机器的组成原理、运动分析方法、力学分析方法及电气控制原理，各种机电产品的设计技术、制造技术与控制技术、计算机辅助设计技术、现代机械制造技术与方法，机电一体化技术，计算机辅助制造技术，特种加工技术，自动化制造系统，机器人技术，计算机集成制造技术，计算机原理及应用等。随着微电子技术、信息技术、计算机技术、材料技术和新能源技术等高新技术与机械设计制造技术的相互交叉、渗透、融合，使传统意义上的机械设计制造技术在原有基础上得到了质的飞跃，形成了当代的先进设计制造技术，与传统的机械设计制造技术相比既有继承，又有很大发展。如今，先进的设计制造技术正成为经济发展和人民生活需要的主要技术支撑，成为加速高技术发展和国防现代化的主要支撑，成为企业在激烈市场竞争中能立于不败之地并求得迅速发展的关键技术。计算机技术引入机械领域，使机械设计制造及其自动化技术产生了深刻变化。利用计算机辅助设计与优化设计技术，使设计过程实现了自动化和最优化；微电子技术与机械技术的结合，实现了机电产品的一体化，出现了数控机床和加工中心、机器人、微型机电系统等；利用计算机控制技术使机械制造过程实现了自动化和智能化，传感技术、计算机技术和临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计5机械设计制造的结合；机器的设计与运行过程的紧密结合，可以对机电产品的设计过程、制造过程、销售过程、安装与运行过程实现综合的自动化控制。机械设计制造及其自动化学科在国民经济中处于极其重要的地位，它对其他技术领域起着支撑性作用，成为国民经济各行业的基础。机械工业的发展也必将带动其他技术及行业的发展。各种自动化机械设备大大提高了劳动生产率，降低了工人的劳动强度，各种大型成套设备的开发成功使得各种重点工程的建设成为可能；机械设备的精密化带动了微电子工业和计算机工业，实现了集成电路的高度集成制造并使存储器的容量成倍提高；航空航天及各种武器装备的研制与生产、科学技术和教育事业的发展均需依赖于机械设计与制造技术的进步。1.3机械行业就业分析在中国，工业设计就业前景现在正值上升的时期，因为在这个行业里面，过去我们是以加工为主，现在随着我们国家经济的高速增长，在这种情况下，我们现在的加工业务和外加工订单越来越少了，所以现在这些加工企业都开始要树立自己的品牌，所以目前工业设计是处在一个高速增长的环境.但是作为工业设计来讲，第一点就是要技术上的创新，工业设计绝对不是一个外观造型，所以要做出一个好产品来，第一点就是技术的更新，所以这对人才的要求就相对来讲比较高。对于一个要做工业设计的设计师来说，要具备整合技术的能力，在学校里面应该多学一些跟科学技术相关的知识不是说要他当一个科学家，也不是说让他去发明什么技术，但是他要了解技术，新材料现在发展到什么水平了等等，这是设计师对新材料发展的了解，他才能知道把这些东西引进来。作为工业设计师，一方面是要大量地学习这些新知识，要有对知识的整合能力；另一方面是文化的积淀，这种文化的积淀也不是我们读几本好书，把古代的某个物品搬出来，把它翻翻新，这就叫创新了，而是怎么去结合中国文化元素，提取当中的文化底蕴的东西，这又是一个需要修炼的内功；第三点是作为工业设计师，对手段的能力要强，从做工业设计的角度上来讲，你所掌握的计算机软件要远远多于做平面和装璜的。工业设计除了有CAID等辅助工业设计的软件以外，还有许多的渲染、结构的软件，像CAD、PROE等各种加工的软件，直至和加工设备的接口的编程，这都需要工业设计师掌握和了解。所以工业设计师在世界上之所以能够成为高端的人才，他应该是从整体的设计业务当中成长起来的最高端的一批人。机械行业是为各行各业制造并提供机械设备和电器装置的部门，被誉为“国民经济的装备部”。它也是提供就业岗位的“大户”。这一行业中，国有大中型企业居多，由于过去没有按市场经济组织生产，致使生产与市场脱节，同时这些老企业历史包袱沉重。冗员过多，经济效益普遍不好。所以近几年机械行业在人们心目中的地位大打折扣。尽管如此，由于机械行业的重要性和庞大规模，机械类大部分专业毕业生在人临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计6才市场上仍属“热销”人才（原机械类历个专业调整后合并为“机械设计制造及其自动化”。“材料成型及控制工程”、“工业设计”、“过程装备与控制工程”四个专业）。人们预测，机械类人才今后仍会有较大需求。高层次技术人才将成为各企业争夺的对象。机械行业毕业生总体需求较大，而且相当一部分的工程技术人员缺口较大。最为缺的是数控机床专业技术工程师人员。机械行业的很多企业均已进行现代生产技术CIMS系统方面的技术更新与改造，数控机床、加工中心等先进设备逐步替代原有的生产设备，企业生产一线的原有技术工人已不能满足数字化设备操作与维护的要求，急需数控技术应用方面的高级技术人才。从国外引进先进的数控机床，却没多少人会操作。而国内高校的机械类专业都还在讲授“齿轮传动”，这也说明了机械专业一些课程内容陈旧，跟不上时代要求，亟待更新。目前全国只有南京机械专科学校和华北航天工业学院设有数控机床专科，本科层次数控机床人员几乎没有。具有开发能力的数控人才成为各企业争夺的目标。机械设计制造与加工专业人才近年供需比也很高。铸造、热加工专业（现并入调整后的“材料成型及控制工程”专业）由于条件相对艰苦，一直是学生报考和择业的冷门。很多企业的一些车、钳、铣、电等岗位技术工人得不到补充，艰苦岗位不得已聘用了不少农民合同工。飞速发展的中国需要机械工程师。机械专业刚毕业的本科生，现在一般行情在800-1500元月。其中有很多行业，外人看起来不够体面，但当你做到专家的水准时，待遇确实很诱人。比如设备维护、数控维修、环保设备的设计等，这些方面的工程师收入非常高，比如有些工程师年薪超过30万。还有一些行业，需要多方面的知识，涉及到学科交叉，待遇也惊人。而且，中国加入WTO后，机械方面的人才需求复苏是早晚的事情。2自我分析2.1个人兴趣爱好我喜欢读书阅报与写作。它成了我业余生活的主要内容。“书中自有黄金屋，书中自有颜如玉”。这虽然折射出明显的阶级铬印，但也明示着书籍对于我们人类的巨大作用。我在书中找到了现实生活中的答案，我在书中看到了人间欢乐与苦难，我在书中窥测到人的崇高与卑劣，我也在书中映照出自己的暗弱与瑕疵。我爱书，正是因为它早已成为我的知已。写作，是一种很好的缎练思维的方式，也是一种提升思想的过程。课余时间我喜欢打篮球，经常运动既能强身健体又能增强抵抗力。2.2我的优点做事仔细认真、踏实，友善待人，做事锲而不舍，勤于思考，考虑问题全面。善良的、乐于助人的、有洞察力、重视社交和友谊、支配的、好发表自己的意见和见解、善于质疑、想象力丰富.临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计72.3我的缺点性格偏内向，交际能力较差，过于执着偏固执，胆小，思想上属保守派，缺乏自信心和冒险精神，积极主动性不够，做事爱拖拉机，惰性较大。3克服自身缺点（1）加强思想修养。人的自制力在一定程度上取决于他们的思想素质。一般来说，具有崇高理想抱负的人决不会为区区小事而感情冲动产生不良行为。因此，要提高自制力最根本的方法是树立正确的人生观、世界观，保持乐观向上的健康情绪。(2)提高文化素养。一般来说，一个人的文化素养同其承受能力和自控能力成正比。文化素质比较高的人往往能够比较全面正确认识事物，认识自我和他人的关系，自觉地进行自我控制、自我完善。(3)稳定情绪。用合理发泄、注意力转移、迁移环境等方法，把将要引发冲动的情绪宣泄和释放出来，保持情绪稳定，避免冲动。(4)要强化自我意识。遇事要沉着冷静，自己开动脑筋，排除外界干扰或暗示，学会自主决断。要彻底摆脱那种依赖别人的心理，克服自卑，培养自信心和独立性。(5)要强化实践锻炼。一方面要加强学习，积累知识，开阔视野，用知识来武装和充实自己，提高自己分析问题和解决问题的水平，并通过学习别人经验来扩展自己决断事情的能力；另一方面，要积极投身到部队生活实践中去，刻苦锻炼，不断丰富经验，提高自己的适应能力。(6)要强化意志力量。要培养自己性格中意志独立性的良好品质。对自己奋斗的目标要有高度的自觉。只要你经过自己的实践认准的事，就应义无反顾地走下去，想方设法达到预期目的。不必追求任何事情都做得十全十美，不必苛求自己没有一点失败，不必过多地注意别人怎样议论你。(7)调整好需要结构。当需要不能同时兼顾时，抑制一些不可能实现的需要。如古人所云：鱼我所欲也，熊掌亦我所欲也，两者不能兼得，舍鱼而取熊掌也。(8)要强化积极思维。俗话说：凡事预则立，不预则废。平时注意经常思考问题，增强预见性，关键时刻才能及时、果断、准确地做出选择。4对职业的分析机械工业是我国调正经济结构的重头戏。机械工业关系到经济的造血能力，扩大内需能力，科技的蓄积能力和开发创新能力，也是提升生产效率最重要的手段。很长一段时间，我们依靠进口外国先进机械改善我们的轻重工业体系，竟造就了一个世界最大的机械产品市场。如：我们的先进纺织机械，大部份是进口的，技术被外国控制临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计8着，虽为纺织大国，属于自己的技术寥寥无几。这都怪自己设计不出引领世界潮流的纺织机械。而每年几十亿美元的纺机定单，足以让一门产业有用武之地，让几十万人得到工作岗位。进而拉动上百亿计的内需。再如：造船业，本是一个科技含量极高，牵涉面极广的体系，可以带动百业振兴，只要尽力做到国产化，足以搞活几千家相关企业，那将拉动GDP上千个亿！有关船用的一切工业品生产，都是值得我们的企业家专注，关心，努力开发的。最近媒体报道我国数控机床制造取得进展，这是对广大机械工程师的一个鼓舞。这是因为，谁能掌握机床制造的尖端技术，就为制造最先进的各种通用，专业机械创造了先决条件。机械工业是各种科技人才的蓄水池，生产人员多须具备各种技能，机械工业越壮大，科技人才的效率越高，拉动全社会的生产力发展越显著。一个欣欣向荣充满生机的机械工业体系的存在，可吸纳大量高素质生产人员，是可持续发展的必要条件。应鼓励国营和私人企业积极投资参与。这就需要更多得机械工程师来完成。具有创造性的机械工程师，才能把自然科学家的理论发明尽可能的转化为真正的生产力。5强化个人能力的途径5.1在校期间学习计划（1）学好专业知识，特别是要学好机械设计等有关机械设计制造的专业知识，为初步就业做打算。（2）课外充电，好好利用学院的图书馆和电子阅览室等学习资源，在闲余时刻，多看一些与模具方面有关的书籍、论文、资料等，提高自己的专业知识，同时提高自己的综合素质和竞争力，为将来有更好的发展打下基础。（3）多与人接触，建立良好的人际关系，为将来的发展做准备（4）多参加学校组织的活动（5）利用好网络多搜集与自己就业相关的新闻信息（6）制定一个长远的个人奋斗目标计划，按计划一步一个脚印的执行。5.2校外学习计划及时的联系实习单位为自己踏上工作岗位大好基础。(1)实习期间，要努力工作，增加技能，使自己的动手能力得到提高，从实习中获得在课本上永远学不到的实践经验和知识，并且在实习期间，要多运用自己的理论知识去解决实际问题，是自己在学校所学的知识得到充分的运用。(2)要学习怎样与同事、领导相处，使自己的社交能力得到提高。(3)在实习期间，还要学习企业的管理方法，并且注意这个企业的企业文化，为将来更好的发展积累一点经验。临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计9(4)学习各类机床的使用操作方法，为自己扩大就业的机会。(5)多参加企业组织的活动，特别是经验交流会等。6我的工作规划（1）毕业后3年内，希望找一家能给自己一些适当的发展空间的公司或者企业打工，积累经验，见习于社会，并且好好利用这里的人际关系和社会关系去寻求更适合自己发展的台阶。（2）3年后，通过自己的实践经验为成为机械工程师做好充分的准备。（3）612年内成为真正的机械工程师。（4）15年后在所在岗位上作出出色的成绩。（5）20年后继续学习知识，知识是无穷尽的，努力让自己的层次再提高一个台阶。7总结计划固然好，但更重要的，在于其具体实践并取得成效。任何目标，只说不做到头来都会是一场空。然而，现实是未知多变的，定出的目标计划随时都可能遭遇问题，要求有清醒的头脑。其实，每个人心中都有一座山峰，雕刻着理想、信念、追求、抱负；每个人心中都有一片森林，承载着收获、芬芳、失意、磨砺。一个人，若要获得成功，必须拿出勇气，付出努力、拼搏、奋斗。成功，不相信眼泪；成功，不相信颓废；成功不相信幻影，未来，要靠自己去打拼！临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计10第二部分第二部分基于基于PLCPLC的多路信息采集系统的多路信息采集系统摘摘要要本设计主要介绍了可编程控制器的发展，多路信息采集技术的发展历程。通过对液压油进行分析，利用各种压力、油温传感器，对液压系统的主要动态参数（温度、压力）信号进行在线实时检测。实时准确的获得各项参数的真实信号，经过PLC的采集分析后，能够与PC机进行通讯，并能够对检测的参数在线显示、存储、打印等。关键字：可编程控制器；液压系统动态参数；人机界面；信息采集技术。临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计11AbstractThedesignfocusesonthedevelopmentofprogrammablecontrollersmulti-pathinationcollectiontechnologydevelopmentprocess.Throughthehydraulicoilanalysisusingavarietyofpressureoiltemperaturesensoronthehydraulicsystemofthemaindynamicparameters(temperaturepressure)signal-linereal-timedetection.Real-timeandaccurateaccesstotheparametersoftherealsignalthroughthePLCsacquisitionanalysisbeabletocommunicatewiththePCandcandetecttheparametersoftheonlinedisplaystorageprintingetc.Keywords:Programmablecontrollerhydraulicsystemdynamicparametersman-machineinterfaceinationcollectiontechnology.临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计12前言信号采集技术属于信息科学，是信息科学的一个重要分支，是由传感器、信号测量与处理、计算机等综合形成的一门技术，它广泛应用于各个领域。信号采集系统是信号与信息处理中不可缺少的重要组成部分。在液压设备的状态监测与故障诊断中数据采集系统提供设备的运行状态数据其采集技术水平直接影响诊断结果。研制高性能的液压数据采集系统将有利于设备维护的信息化、智能化进一步提高设备利用率减少因设备故障带来的经济损失甚至人员伤亡。多路信息采集是从多个信号获取对象信息的过程。随着微型计算机技术的飞速发展和普及，多路信息采集技术已成为日益重要的检测技术，被广泛应用于工农业等需要同时监控温度、湿度和压力的场合。多路信息采集是工业控制等系统中的重要环节，通常通过一些功能相对独立的单片机或PLC系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，多路信息采集的性能特点会直接影响到整个系统。要检测的液压系统，在大型施工设备中，液压油既是传递功率的介质，又对液压元件起着润滑、密封和冷却作用，因此，液压油的状况对于液压系统的工作状况和工作性能十分重要。液压油是液压系统不可缺少的组成部分。液压系统的故障大约有70%是由污染引起的，因而必须掌握有关油液状态的信号。机械设备在正常工作情况下，液压系统中油液的工作温度一般都希望控制在3580范围内，这一温度范围对机械的工作状况及液压油的寿命是最为理想的。如果液压油温度超过这个范围将会对液压系统产生不良影响。同时工作压力是液压系统最基本的参数之一，工作压力对液压系统有着至关重要的作用。工作压力的正常与否在很大程度上会影响液压系统的工作性能。液压系统的工作压力失常经常表现为对压力进行调解时出现调压阀失效、系统压力建立不起来、完全无压力、持续保持高压、压力上升后又掉下来及压力不稳定等情况。一旦出现压力失常，液压系统的执行元件将难以执行正常的工作循环，可能出现始终处于原始位置不工作，动作速度显著降低，动作时相关控制阀组常发出刺耳的噪声等，导致机器处于非正常状态，影响整机的使用性能。由于液压系统中温度、压力的重要性，此次设计要求用可编程控制器PLC，对液压系统中液压油温度、有杆腔压力、无杆腔压力进行采集，并能够实现实时显示，存储，打印功能。本文设计的多路信息采集系统采用CPM2A系列PLC作为核心控制元件。该系统采用Pt-100作为温度传感器，采用3200系列OEM型压力传感器，通过AD7705模拟量采集模块将模拟信号转变为数字信号并进行放大滤波等处理，使系统具有硬件电路简单，功耗低的特点。同时PLC与上位PC机实现通讯是借助了VB的强大功能，临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计13将采集的数据显示、打印等。使得该设计人机界面良好，对于其它相关设计具有很好的借鉴价值。1绪论1.1基于PLC的多路信息采集系统概述1.1.1信息采集技术概述信息采集技术概述信号采集技术属于信息科学，是信息科学的一个重要分支，是由传感器、信号测量与处理、计算机等综合形成的一门技术。信号采集技术与传感器信号处理和计算机技术是构成现代检测技术的基础，通过对信号进行一系列的检测、处理、控制等实现相应的需求。一个完整的信号（数据）采集系统由传感器、接口、采集硬件、软件等几部分组成，如图1示：传感器信号调理传感器信号调理传感器信号调理PLC硬件总线接口计算机分析处理软件图1信号采集系统信号采集技术的研究具有很强的实用性，如：在液压油箱温度、压力的检测中，信号采集系统有着重要的地位。随着大规模集成电路技术与计算机技术的发展，信号采集技术许多领域得到越来越多的应用，同时人们对信号采集系统的要求越来越高，特别是系统的速度、分辨率等成为使用者和设计者共同关心的问题，故，进一步提高信号采集系统的采集速度、精度成为信号采集领域的首要目标。信息采集系统的任务，具体地说，就是传感器从被测对象获取有用信息，并将其输出信号转换为计算机能识别的数字信号，然后送入计算机进行相应的处理，得出所需的数据。1.1.2液压系统概述液压系统概述（1）液压系统的组成一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计14泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。（2）工程机械液压系统质量优劣，可以按下面的指标进行比较：系统的构成在满足机器工作要求和使用条件的基础下，系统构成优势主要表现在系统简单、紧凑、自重轻，元件选择合理，三化（标准化、系列化、通用化）程度高，便于安装、调试、使用和维护，工作安全可靠，应急能力强等方面。要达到这些要求，不仅要有良好的元件，还必须对系统进行合理的设计。经济性经济性指标包括系统的造价和使用费、系统传动效率和功率利用等。这几项指标不是相互独立的，需要进行综合设计。技术性能技术性能包括微动性能，调速范围，传动平稳性，限速性，启动、制动及换向动作灵敏性，缓冲、锁紧、限压、缸荷、补油等完善功能及振动、噪声和外泄大小等。（3）液压油箱的作用储放系统工作用油散发系统工作中产生的热量分离油液中混入空气沉淀污物一般油箱中油温在3050C范围内比较合适，最高不超过65C。固定装置油温应在4055C。移动装置，如车辆、工程机械等，最高温度允许达到65C。特殊情况下允许达到85C。高压系统，为避免漏油，推荐油温不超过50C。（4）液压系统的液压油控制污染液压系统故障多数起因于液压油的污染。为了保证系统正常工作，提高工作可靠性，延长寿命，要采取有效措施，对液压油进行控制。为了以简单的结构实现在任意方向上的各种不同形式的运动，现代机械，除了设备必备的机械传动机构和电气设备之外，普遍采用液压传动。液压系统的工作载荷往临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计15往是多变并伴有振动，工作速度经常处于瞬态转换兼有惯性冲击，因此对液压系统性能提出了挑战。而液压油的温度，液压系统的压力是检验液压系统性能的两大重要标准，所以对压力温度的检测成为当前的主要任务。1.2课题背景、提出及相关技术的发展现状1.2.1课题背景课题背景为了以简单的结构实现在任意方向上的各种不同形式的运动，现代机械，除了设备必备的机械传动机构和电气设备之外，普遍采用液压传动。液压系统的工作载荷往往是多变并伴有振动，工作速度经常处于瞬态转换兼有惯性冲击，因此对液压系统性能提出了挑战。而液压油的温度，液压系统的压力是检验液压系统性能的两大重要标准，所以对压力温度的检测成为当前的主要任务。机械设备在正常工作情况下，液压系统中油液的工作温度一般都希望控制在3580范围内，这一温度范围对机械的工作状况及液压油的寿命是最为理想的。如果液压油温度超过这个范围将会对液压系统产生不良影响。同时工作压力是液压系统最基本的参数，工作压力的正常与否在很大程度上会影响液压系统的工作性能，所以对压力、温度的检测是至关重要的。液压系统故障多数起因于液压油的污染。为了保证系统正常工作，提高工作可靠性，延长寿命，要采取有效措施，对液压油进行控制。液压油是液压系统不可缺少的组成部分。它既是传递功率的介质，又对液压元件起着润滑、密封和冷却作用，因此，液压油的状况对液压系统的工作状况和工作性能十分重要。以下是有关液压油油温及压力不正常而产生的常见故障：1液压油油温过高的原因：（1）油品选择不当油的品牌、质量和黏度等级不符合要求，或不同牌号的液压油混用，造成液压油黏度指数过低或过高。若油液黏度过高，则功率损失增加，油温上升；如果黏度过低，则泄漏量增加，油温升高。（2）污染严重施工现场环境恶劣，随着机器工作时间的增加，油中易混入杂质和污物，受污染的液压油进入泵、马达和阀的配合间隙中，会划伤和破坏配合表面的精度和粗糙度，使泄漏增加、油温升高。（3）液压油箱内油位过低若液压油箱内油量太少，将使液压系统没有足够的流量带走其产生的热量，导致油温升高。（4）液压系统中混入空气临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计16混入液压油中的空气，在低压区时会从油中逸出并形成气泡，当其运动到高压区时，这些气泡将被高压油击碎，受到急剧压缩而放出大量的热量，引起油温升高。（5）滤油器堵塞磨粒、杂质和灰尘等通过滤油器时，会被吸附在滤油器的滤芯上，造成吸油阻力和能耗均增加，引起油温升高。（6）液压油冷却循环系统工作不良。通常，采用水冷式或风冷式油冷却器对液压系统的油温进行强制性降温。水冷式冷却器，会因散热片太脏或水循环不畅而使其散热系数降低；风冷式冷却器，会因油污过多而将冷却器的散热片缝隙堵塞，风扇难以对其散热，结果导致油温升高。（7）零部件磨损严重齿轮泵的齿轮与泵体和侧板，柱塞泵和马达的缸体与配流盘、缸体孔与柱塞，换向阀的阀杆与阀体等都是靠间隙密封的，这些元件的磨损将会引起其内泄漏的增加和油温的升高。（8）环境温度过高环境温度过高，并且高负荷使用的时间又长，都会使油温太高。2液压油油温过高的危害（1）液压油黏度、容积效率和液压系统工作效率均下降，泄漏增加，甚至使机械设备无法正常工作。（2）液压系统的零件因过热而膨胀，破坏了相对运动零件原来正常的配合间隙，导致摩擦阻力增加、液压阀容易卡死，同时，使润滑油膜变薄、机械磨损增加，结果造成泵、阀、马达等的精密配合面因过早磨损而使其失效或报废。（3）加速橡胶密封件老化变质，寿命缩短，甚至丧失其密封性能，使液压系统严重泄漏。（4）油液汽化、水分蒸发，容易使液压元件产生穴蚀；油液氧化形成胶状沉积物，易堵塞滤油器和液压阀内的小孔，使液压系统不能正常工作。3液压系统压力失常的原因：（1）液压泵、马达方面的原因液压泵、马达使用时间过长，内部磨损严重，泄漏较大，容积效率低导致液压泵输出流量不够，系统压力偏低。发动机转速过低，功率不足，导致系统流量不足，液压系统偏低。液压泵定向控制装置位置错误或装配不对，泵不工作，系统无压力。（2）液压控制阀的原因工作过程中，若发现压力上不去或降不下来的情况，很可能是换向阀失灵，导致临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计17系统持续卸荷或持续高压。溢流阀的阻尼孔堵塞、主阀芯上有毛刺、阀芯与阀孔和间隙内有污物等都有可能使主阀芯卡死在全开位置，液压泵输出的液压油通过溢流阀直接回油箱，即压力油路与回油路短接，造成系统无压力；若上述毛刺或污物将主阀芯卡死在关闭位置上，则可能出现系统压力持续很高降不下来的现象；当溢流阀或换向阀的阀芯出现卡滞时，阀芯动作不灵活，执行部件容易出现时有动作、时无动作的现象，检测系统压力时则表现为压力不稳定。有单向阀的系统，若单向阀的方向装反，也可能导致压力上不去。系统内外泄漏，例如阀芯与阀体孔之间泄漏严重，也会导致系统压力上不去。（3）其他方面的原因液压油箱油位过低、吸油管太细、吸油过滤器被杂质污物堵塞会导致液压泵吸油阻力过大（液压泵吸空时，常伴有刺耳的噪声），导致系统流量不足，压力偏低。另外，回油管在液面上（回油对油箱内油液冲击时产生泡沫，导致油箱油液大量混入空气），吸油管密封不好漏气等易造成液压系统中混入空气，导致系统压力不稳定。4液压系统压力失常的危害（1）压力过低执行机构不足以克服外界载荷，系统建立不起压力，执行机构无动作；需要同时联动的机构，不能联动。执行机构这种推不动、举不起、拉不走的现象严重影响工程机械的工作效率。（2）压力过高运动件的相对运动副，管道连接，液压元件固定连接处漏油和渗漏，造成油液对环境的污染，油液的浪费，机械效率降低，严重时还将引起系统工作的不稳定和系统的破坏。液压系统噪声强烈，甚至产生嚎叫，引起系统剧烈振动，不仅污染环境，而且可能使系统工作丧失稳定性。我们在使用液压设备的时候，除了避免外界原因引起的油温、压力异常之外，还应该有一套完善的检测设备，以尽早发现问题提出对策。本文就是运用计算机、温度传感器、压力传感器和PLC等组成的信号采集系统对油箱内液压油的温度、有杆腔压力和无杆腔压力进行检测的。1.2.2课题的提出课题的提出现代机械液压系统向着高性能、高精度和复杂的方向发展，液压系统的可靠性成了一个十分重要的问题，除了对液压系统进行可靠性设计外，液压系统故障检测和诊临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计临沂师范学院工学院本科专业职业生涯设计18断技术越来越受到重视，成为液压技术发展的一个重要方向。由于液压系统工作元件及工作介质的封闭性，给系统的在线检测及不解体在线故障诊断带来困难，目前，主要还停留在人工巡回检测和定期检修的水平上。近年来，由于计算机技术、检测技术、信息技术和智能技术的发展，大大促进了液压系统故障检测与诊断技术的发展。现在的检测技术主要是以工况监视为特点，对机械设备的特征信号进行检测、分析处理，利用特征信号进行故障诊断。本设计主要是利用各种传感器，对液压系统的主要动态参数（温度、压力）信号进行在线实时检测。这是整个故障检测与诊断系统的重要环节，要求实时准确的获得各参数的真实信号，经过PLC的采集分析后，能够与PC机进行通讯，并能够对检测的参数在线显示、存储、打印等。1.2.3相关技术的发展现状相关技术的发展现状随着计算机技术的飞速发展和普及，多路信息采集系统在多个领域有着广泛的应用。在医药、化工、食品、机械等领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及压力等参数，多路信息采集势必将会得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。总之，不论在哪个应用领域中，多路信息采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。此外，可编程控制器PLC的发展对信息采集起了巨大的推动作用。计算机和信息采集系统的紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，对社会发展产生了深远的影响。（一）PLC技术的发展可编程控制器（简称PLC）是一种专用于工业环境下的数字式电子装置。它使用可编程的存储器存储程序指令，完成逻辑运算、计数、定时和算术运算等功能，以便控制各种机械和