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膜片式离合器的设计【优秀含12张CAD图纸+全套机械毕业设计】

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从动盘.dwg

从动盘总成.dwg

从动盘毂.dwg

传动片.dwg

压盘.dwg

摩擦片.dwg

支撑圈.dwg

波形片.dwg

盖总成.dwg

离合器.dwg

离合器盖.dwg

膜片弹簧.dwg

任务书.doc

翻译资料

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膜片式离合器的设计

摘要：离合器装在发动机与变速器之间，汽车从启动到行驶的整个过程中，经常需要使用离合器。它的作用是使发动机与变速器之间能逐渐接合，从而保证汽车平稳起步；暂时切断发动机与变速器之间的联系，以便于换档和减少换档时的冲击；当汽车紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载，起到一定的保护作用。离合器类似开关，接合或断离动力传递作用，因此，任何形式的汽车都有离合装置，只是形式不同而已。现在，电子技术也进入了离合器系统。一种由控制单元（ECU）控制的离合器已经应用在多款的轿跑车上。

关键词：从动盘总成 传动系 膜片弹簧 非线性弹性特性


Diaphragm type coupling's design

Abstract: The coupling installs between the engine and the transmission gearbox, the automobile from the start to the travel entire process, needs to use the coupling frequently. Its function is causes between the engine and the transmission gearbox can join gradually, thus guaranteed that the automobile starts steadily; Shuts off between the engine and transmission gearbox's relation temporarily, is advantageous shifts gears and reduces shifts gears the time impact; When automobile emergency brake can play the separation role, prevents transmission systems and so on transmission gearbox to overload, plays certain protective function. The coupling similar switch, the joint or breaks to the power transmission function, therefore, any form's automobile has the engaging and disengaging gear, is only the form is different. Now, the electronic technology also entered the coupling system. One kind the coupling which (ECU) controlled by the control unit already applied on many patterns sedan race car.

Key words: Driven disc unit , Power transmission , Disk spring , Misalignment elastic property



目 录

一、离合器简介 ……………………………………………………… 3

1.1离合器的功用…………………………………………………… 3

1.2离合器设计要求 ………………………………………………… 4

1.3离合器的分类  ………………………………………………… 4

二、离合器的工作原理及过程    …………………………………  5

2.1离合器的工作原理    ……………………………………………  5

2.2 离合器的工作过程    ……………………………………………  6

三、离合器的结构形式     …………………………………………  12

3.1摩擦离合器的类型分类       …………………………………   12

3.2膜片弹簧离合器的构造和工作理       ………………………   13

3.3周布弹簧离合器   ………………………… ……………………  13

3.4中央弹簧离合器    ………………………………………………  18

四、离合器结构的选择     …………………………………………  20

4.1从动盘盘的选择    ………………………………………………  20

4.2压紧弹簧和布置形式的选择        ……………………………  21

4.3从动盘总成  ………………………………………………………  23

4.4离合器盖总成  ……………………………………………………  24

五、膜片弹簧离合器基本参数和主要尺寸的选择    ………       25

5.1摩擦尺寸的选择  …………………………………………………  25

5.3碟形弹簧的计算  …………………………………………………  31

5.4膜片弹簧的具体计算    …………………………………………  32

5.5花键的强度校核 ………………………………………………… 34

5.6铆钉的强度校核    ………………………………………………… 35

六、结论…………………………………………………………………… 37

七、致谢      …………………………………………………………… 38

八、参考文献      ……………………………………………………… 39




一  离合器简介

1.1离合器的功用

汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动轮。离合器是汽车传动系中直接与发动机相联系的部件。在汽车起步前，先要起动发动机，这时应使变速器处于空挡位置，将发动机与驱动轮之间联系断开，以卸除发动机负荷。待发动机已起动并开始正常的转速运转后，方可将变速器挂上一定档位，使汽车起步。汽车起步时，汽车是从完全静止的状态逐步加速的。如果传动系（它联系着整个汽车）与发动机刚性地联系，则变速器一挂上档，汽车将突然向前冲动一下，但并未能起步。这是因为汽车从静止到前冲时，产生很大惯性力。对发动机造成很大的阻力矩。在这惯性阻力矩作用下，发动机在瞬时间转速急剧下降到最低转速（一般为300-500r/min）以下，发动机即熄火而不能工作，当然汽车也不能起步。

????离合器的首要功用是保证汽车平稳起步。在传动系中装设了离合器后，在发动机起动后，汽车起步之前，驾驶员先踩下离合器踏板，将离合器逐渐接合，在离合器逐渐接合过程中，发动机所受阻力矩也逐渐增加，故应同时逐渐踩下加速踏板，即逐步增加对发动机的燃料供给量，使发动机的转速始终保持在最低稳定转速以上，不致熄火。由于离合器的接合紧密程度增大，发动机经传动系传给驱动车轮的转矩便逐渐增加。到牵引力足以克服起步阻力时，汽车即从静止开始运动并逐步加速。

参 考 文 献

[1]  中国纺织大学工程图学教研室等编  画法几何及机械制图  

[2]  王望予主编  汽车设计  北京  机械工业出版社  2000.5

[3]  王选逵主编  计算机辅助制造 北京  清华大学出版社 1998.9

[4]  郑文纬  吴克坚主编 机械原理  北京  高等教育出版社  1996。11

[5]  濮良贵,纪名刚主编  机械设计  北京  高等教育出版社  2001

[6]  吴宗泽,罗圣国主编  机械设计课程设计手册  北京  高等教育出版社  1999

[7] 翁其金主编  冲压工艺与冲模设计  北京  机械工业出版社

[8]  吉林工业大学汽车教研室编  汽车设计  北京  机械工业出版社  1989

[9]  张洪欣主编  汽车设计  北京  机械工业出版社  1989

[10] 徐石安等编  离合器  北京  人民交通出版社  1981

[11] 林明芳  关文达主编  汽车构造  北京  机械工业出版社  2002

[12] 葛安林主编  汽车离合器膜片弹簧的设计[J]  汽车工程  1988

[13] 刘惟信主编  汽车设计[M]  北京  清华大学出版社  2001

[14]  林明芳、葛安林  汽车离合器膜片弹簧的设计[J]  汽车工程  19848

[15] 中国热处理工程学会热处理学会编  热处理手册第二卷 北京 机械工业出版社 2001．5

[16]机械工程设计手册 北京  机械工业出版社   2000.5


内容简介：
外文翻译资料 PAC 新一代工业控制系统 , 可编程自动化控制发展的未来 随着许多厂商已生产出能结合 PC功能和 PLC可靠性的可编程自动化控制器（ PAC），目前控制系统已逐渐开始采用 PAC。本白皮书介绍 PAC 的起源以及它与 PLC和 PC的区别，并指出了使用 PAC的工业控制未来发展方向。 目录 PAC将成为未来的工业控制方式 “ 80-20” 法则 构建更好的控制器 两种不同的软件解决方案 PAC的视觉和测量应用 PAC免除了对专门硬件的需要 LabVIEW用于自动化控制 NI PAC系统 PAC将成为未来的 工业控制方式 和基于 PC控制系统相比，有关 PLC（可编程逻辑控制器）优势和劣势的激烈争论已经持续了十年。由于 PC和 PLC在技术上的差别越来越小，并且随着 PLC 采用了商业化（ COTS）硬件以及 PC 能采用实时操作系统，从而出现了一种新类型的控制器 PAC。 PAC 的概念是由自动化研究机构 (ARC) 提出的，它表示可编程自动化控制器，用于描述结合了PLC 和 PC功能的新一代工业控制器。传统的 PLC 厂商使用 PAC的概念来描述他们的高端系统，而 PC控制厂商则用来描述他们的工业化控制平台。 “ 80-20” 法则 在 PLC被开发出来的三十年里，它经过不断地发展，已经能结合模拟 I/O，网络通信以及采用新的编程标准如 IEC 61131-3。然而，工程师们只需利用数字I/O和少量的模拟 I/O数以及简单的编程技巧就可开发出 80%的工业应用 。来自ARC、联合开发公司（ VDC）以及网上 PLC 培训资源 PLC.net的专家估计： 77%的 PLC被用于小型应用（低于 128 I/O） 72%的 PLC I/O是数字的 80%的 PLC应用可利用 20条的梯形逻辑指令集来解决 nts外文翻译资料 由于采用传统的工具可以解决 80%的工业应用，这样就强烈地需要有低成 本简单的 PLC；从而促进了低成本微型 PLC 的增长，它带有用梯形逻辑编程的数字 I/O。然而，这也在控制技术上造成了不连续性，一方面 80%的应用需要使用简单的低成本控制器，而另一方面其它的 20%应用则超出了传统控制系统所能提供的功能。工程师在开发这些 20%的应用需要有更高的循环速率，高级控制算法，更多模拟功能以及能更好地和企业网络集成。 在八十和九十年代，那些要开发 “ 20%应用 ” 的工程师们已考虑在工业控制中使用 PC。 PC所提供的软件功能可以执行高级任务，提供丰富的图形化编程和用户环境，并且 PC的 COTS部件使控 制工程师能把不断发展的技术用于其它应用。这些技术包括浮点处理器；高速 I/O总线，如 PCI和以太网；固定数据存储器；图形化软件开发工具。而且 PC还能提供无比的灵活性，高效的软件以及高级的低成本硬件。 然而， PC 还不是非常适合用于控制应用。尽管许多工程师在集成高级功能时使用 PC，这些功能包括模拟控制和仿真、连接数据库、网络功能以及和第三方设备通信，但是 PLC仍然在控制领域中处于统治地位。基于 PC控制的主要问题是标准 PC并不是为严格的工业环境而设计的。 PC主要面临三大问题： 稳定性：通常 PC的通用操作系统不能 提供用于控制足够的稳定性。安装基于 PC控制的设备会迫使处理系统崩溃和未预料到的重启。 可靠性：由于 PC带有旋转的磁性硬盘和非工业性牢固的部件，如电源，这使得它更容易出现故障。 不熟悉的编程环境：工厂操作人员需要具备在维护和排除故障时恢复系统的能力。使用梯形逻辑，他们可以手动迫使线圈恢复到理想状态，并能快速修补受影响的代码以快速恢复系统。然而， PC 系统需要操作人员学习新的更高级的工具。 尽管某些工程师采用具有坚固硬件和专门操作系统的专用工业计算机，但是由于 PC 可靠性方面的问题绝大多数工程师还是避免在控制中 使用 PC。此外，在 PC 中的用于各种自动化任务的设备，如 I/O、通信、或运动可能需要不同的开发环境。 因此那些要开发 “ 20%应用 ” 的工程师们要么使用一个 PLC 无法轻松实现系统所需的功能，要么采用既包含 PLC 又包含 PC 的混合系统，他们利用 PLCnts外文翻译资料 来执行代码的控制部分，用 PC来实现更高级的功能。因而现在许多工厂车间使用 PLC和 PC相结合的系统，利用系统中的 PC进行数据记录，连接条码扫描仪，在数据库中插入信息以及把数据发布到网上。采用这种方式建立系统的主要问题是该系统常常难以构建，排除故障和维护。系统工程师常常被要结 合来自多个厂商软硬件的工作所困扰，这是因为这些设备并不是为了能协同工作而设计的。 构建更好的控制器 由于没有适合的 PC或 PLC解决方案，那些需要开发复杂应用的工程师就和控制厂商密切合作开发新的产品。他们需要新产品能结合 PC的高级软件功能和PLC 的可靠性。这些重要用户为 PLC 和基于 PC 控制的公司提供了产品开发指导。 实现软件的功能不仅需要有高级的软件，而且控制器的硬件功能也需要有所提高。由于世界范围内对 PC部件的需求在下降，所以许多半导体厂商开始为工业应用重新设计他们的产品。目前控制领域的厂商已开始在工业控 制产品中使用工业化浮点处理器、 DRAM、固态存储器如 CompactFlash 以及快速 Ethernet 芯片。这使得厂商能利用基于 PC控制系统的灵活性和可用性来开发更为强大的软件，而且该 PC控制系统还可运行实时操作系统以保证可靠性。 这种新的控制器是为解决 “ 20%” 的应用问题而设计的，它结合了 PLC 和PC 两者的优点。 ARC 的工业分析家把这种设备称为可编程自动化控制器，即PAC。在 ARC的 “ 可编程逻辑控制器世界概览 ” 研究中，他们给出了 PAC的五个主要特性。这些控制器特性是通过定义软件的能力来实现其功能的。 1. “ 多 功能性，在一个平台上有逻辑、运动、 PID控制、驱动和处理中的至少两种以上功能。 ” 除了为了实现特殊的协议如 SERCOS 要对I/O做一些改进；而且软件还能提供逻辑、运动、处理和 PID的功能。例如，运动控制作为软件控制循环，它能从正交编码器上读取数字输入，执行模拟控制循环并输出控制设备的模拟信号。 2. “ 单一的多规程开发平台使用通用标签和单一的数据库来访问所有的参数和功能。 ” 由于 PAC是为更为高级的应用如多功能而设计的，他们需要更为高级的软件。为了能高效地设计系统，软件必须是单一的集成化软件包，而不是多种分离的软件 工具，这些软件工具在工程上不能无缝地协同工作。 nts外文翻译资料 3. “ 通过结合 IEC61131-3，用户向导和数据管理，软件工具能设计出在跨越多个机器和处理单元的处理流程。 ” 简化系统设计的另一方面是具有高级的图形化开发工具，利用该工具可以使工程师很轻松地把处理的概念转变为能实际控制机器的代码。 4. “ 开放的模块化构架能解决的工业应用可从控制分布于工厂机器到加工车间的操作单元。 ” 由于所有的工业应用都需要有高度的定制特性，所以硬件必须是模块化的以便工程师们可以选择合适的部件。而且，软件也必须能让工程师增加和拆除模块以设计出所需的系 统。 5. “ 采用已有的网络接口标准，语言等，如 TCPIP， OPC&XML和 SQL 查询语言。 ” 能和企业的网络通信对于现代化控制系统是非常关键的。尽管 PAC 包含有以太网接口，但是为了要把设备和工厂其它系统无问题地集成在一起，通信软件是至关重要的。 6. 两种不同的软件解决方案 一方面软件是 PAC和 PLC主要的区别，而另一方面厂商在提供高级软件的方式上也有所不同。通常他们以目前已有的控制软件作为起点，不断增加 PAC编程所需的功能、可靠性和易用性。一般说来，有两种提供 PAC软件的方式：基于 PLC控制的软件和基于 PC控制的软 件 基于 PLC概念的软件方案 传统的 PLC 软件厂商以可靠且易用的扫描式架构软件为起点，并逐渐增加新的功能。 PLC软件根据通用模型而建立：输入扫描，控制代码运行，输入更新，以及常规功能执行。由于输入循环，输出循环和常规循环都是隐藏的，所以控制工程师只需关注控制代码的设计。由于厂商已完成了大部分工作，这种严格的控制架构使得建立控制系统更为容易和快速。这些系统的严格性也能让控制工程师在开发可靠的程序时无需深入了解 PLC的底层操作。然而，作为 PLC主要优势的这种严格的扫描式构架也导致其灵活性的欠缺。绝大多数 PLC 厂 商通过在已有的扫描式架构中增加新的功能来建立 PAC软件，这些新功能包括以太网通信，运动控制和高级算法。然而，通常他们会保留 PLC 熟悉的编程方式以及其在逻辑和控制方面固有的特点。因此这种 PAC 软件通常是为了适合特殊类型应用而设计的，如逻辑，运动和 PID，但是对于定制的应用则缺乏灵活性，如通信、数据记录或定制的控制算法。 基于 PC概念的软件方案 nts外文翻译资料 传统 PC软件厂商以非常灵活的通用编程语言为起点，能提供对硬件的深层次访问。该种软件也具有可靠性、确定性以及预设的控制架构。尽管工程师能为PLC编程人员建立起扫描式构架，但是它并不是基于 PC的软件所固有的。这些使得 PC软件极为灵活，非常适合那些需要高级的架构、编程技巧或者系统级控制的复杂应用，但却使本应简单的应用复杂化。 这些厂商首先要能提供通用操作系统如 Windows 所不具备的可靠性和确定性。它们可以通过采用实时操作系统（ RTOS）如来自 Ardence 的 Phar Lap 或Wind River的 VxWorks来实现。这些 RTOS能控制系统的各个层面，从 I/O读写速率到控制器上各个线程的优先级。然后为了使工程师能更为容易地开发出可靠的控制程序，厂商增 加了抽象层和 I/O读写架构。因而这种灵活软件非常适合于定制控制，数据记录和通信，但舍弃 PLC 编程架构的代价是使程序的开发难度增加。 NI已开发出能运行 LabVIEW程序的一系列 PAC运载平台。 LabVIEW已成为测试和测量软件的事实标准。它具有直观的类似于流程图的图形化编程方式，并通过易用的界面来提供高级编程语言所具备的所有功能。利用 LabVIEW RT和 LabVIEW FPGA，我们能结合 LabVIEW和实时操作系统并直接下载到 FPGA（现场可编程门阵列）平台来提供可靠性和确定性。 基于 PAC的视觉和测量 应用 NI具有测量的行业背景，它通过引入高速测量和机器视觉使 PAC超越了简单的 I/O。在许多工业应用中需要高速采集测量结果以用于振动或功率品质分析。采集到的数据用来监测旋转机械的状态，确定维护时间表，识别电机的磨损程度以及调整控制算法。工程师们通常使用专门的数据采集系统或独立仪器来采集这些数据并利用通信总线把数据输入到控制系统。而 NI的 PAC正可以以每秒百万个采样点的速率直接进行高精度的测量，并把数据直接传送到控制系统来立即处理。 工程师们也可以在他们的控制系统中使用视觉功能。过去十年中视觉在自动化领域已得 到了迅猛地发展。在生产环境中，有许多产品缺陷或错误使用传统的测量方法是很难识别出来的，而通过视觉方式则能检测。常见的应用包括用于生产或装配检验的零件检测，如检查电路板上器件的位置是否正确，识别光学字符（ OCR）来检查日期条码或对产品进行分类，以及进行光学测量来找出产品的瑕疵或对产品按质量等级进行分类。目前许多工厂采用独立的智能摄像头，它要和nts外文翻译资料 生产处理控制器进行通信。 NI的 PAC引入带有逻辑和运动控制的视觉或是高速测量功能，从而使得工程师们无需集成其他的硬件和软件平台。 PAC免除了对于专门硬件的需要 PAC代 表着可编程控制器的最新技术，它未来发展的关键取决于嵌入式技术的引入。比如要能通过软件来定义硬件。电子厂商常使用现场可编程门阵列（ FPGA）这样的电子器件来开发定制的芯片，它可以让新设备智能化。这些设备包含有能执行多种功能的可配置逻辑块，连接这些功能块的可编程交联点以及为芯片输入输出数据的 I/O块。通过定义这些可配置逻辑块的功能，其彼此连接以及相应的 I/O，电子设计人员即可以开发出定制的芯片，而不需要花钱来生产专门的 ASIC。 FPGA 如同有一个计算机，其内部电路能被重新连接来运行特定的应用程序。 以前只有那些 熟悉底层编程语言如 VHDL 的硬件设计人员才能利用 FPGA技术。然而，现在工程师们已可以用 LabVIEW FPGA来开发出定制的控制算法并把它下载到 FPGA芯片上。通过该特性工程师们可以使硬件具备实时的功能，如限度和接近传感器检测和传感器状态监控。由于控制代码直接在芯片上运行，所以工程师们能快速开发采用定制的通信协议或高速循环的程序：数字控制循环速度可高达 1 MHz，模拟控制循环的速度可为 200kHz。 LabVIEW用于自动化控制 由于 LabVIEW (/china/labview)具有强大的 功能和图形化编程的易用性，基于 LabVIEW的 PAC 非常适合有如下要求的应用： 图形化 由于 LabVIEW 编程天生引入图形用户界面，您可以为控制系统提供图形化人机界面。 测量（高速数据采集，视觉和运动）。 NI 在包括视觉采集的高速 I/O方面有着长期经验，因此您可以在您的标准控制系统中使用振动或机器视觉等功能。 处理能力： 在某些应用中，您需要有专门的控制算法、高级的信号处理或数据记录。使用 LabVIEW，您可以用 NI或第三方的工具来建立定制的控制代码，实现如 JTFA的信号处理，或本地及远程记录数据。 平台： 利用 LabVIEW，您能开发出用于各种平台的代码，这些平台包括 PC，嵌入式控制器， FPGA芯片或手持式 PDA。 nts外文翻译资料 通信 ：利用 LabVIEW 的数据库连接， OPC 和基于网络浏览器的操作界面，您能很容易地把数据传送到企业数据库中。 NI PAC系统 NI提供五种基于 LabVIEW的 PAC平台。 PXI 是由多个厂商制定的基于 CompactPCI 架构的工业标准化 PAC 硬件平台，它能提供模块化、紧凑而坚 固的工业化系统。 PXI系统的嵌入式控制器内置上 GHz的高性能处理器。您可以选用来自 NI或第三方厂商的 PXI和 CompactPCI模块。 PXI能提供最为广泛的 I/O，包括有 1000 V的隔离式模拟输入，高容量数字 I/O，用于机器视觉的模拟 /数字帧抓取器，联合多轴运动模块。 PXI模块的前端都配置有方便电缆连接的接口。 PXI平台提供全面的测量模块，以及包括 CAN，DeviceNET， RS-232， RS-485， Modbus和 Foundation Fieldbus的广泛连接性。 Compact FieldPoint 产品系列包括有可热抽换的模拟和数字 I/O 模块和控制器，并带有以太网和串行总线接口。其中 I/O模块能直接连接热电偶、 RTD、应力计、 4-20 mA传感器、 5-30 V的直流信号以及 0-250 V的交流信号。 Compact FieldPoint网络通信接口能自动通过以太网络传送数据。您也可以以读写本地 I/O的方式来读写经由网络传输的几英里之外的 I/O。由于软件的接口非常简单，您可以快速地建立和编写 Compact FieldPoint应用程序，但又不失复杂控制，数据记录和通信的强大功能。 Compact Vision System 整合了高性能 Intel处理器、 FPGA，数字 I/O和三个1394端口。这种 PAC 天生就可以通过 FireWire（ IEEE1394）技术在控制应用中使用视觉功能，并兼容 80多种工业摄像头。利用 CVS上的可重复配置 FPGA和数字 I/O通路，您也可以进行低通道数的数字和步进电机控制。当使用 LabVIEW编程时，您还 能配置该系统以得到高性能的视觉以及高速的数字控制和步进电机控制。 CompactRIO是基于 FPGA的可重复配置控制和采集系统，它是为需要高度定制和高速控制的应用而设计的。该架构采用实时嵌入式处理器，并结合可重复配置 I/O（ RIO）的 FPGA内核来实现复杂的算法和定制的计算。 CompactRIO平台可使用多达八个模拟或数字 I/O 模块。这些模块可由 NI 或其它厂商提供。CompactRIO 平台非常适合如机器控制这样的复 杂和高速应用，并且，对于那些通常需要开发专门的硬件的应用，结合了 FPGA的这种系统也是非常好的选择。 标准的工业计算机 也可以使用 NI所提供的广泛的 PCI模块。这些插入式板nts外文翻译资料 卡包含有为模拟和数字 I/O，运动控制和机器视觉而设计的硬件。要得到确定性、实时的性能，可结合 PCI 硬件和运行于基于 PC 的实时操作系统上的 LabVIEW来实现。 LabVIEW RT可被加载到绝大多数标准的工业 PC上，从而能提供用于工 业测量和控制的低成本平台。 nts外文翻译资料 1 Downloading more PAC technical paper and video frequency course PAC 新一代工业控制系统 , 可编程自动化控制发展的未来 Has produced along with many merchants can unify the PC function and the PLC reliable programmable automation controller (PAC), at present the control system gradually started to use PAC. This white paper introduced PAC the origin as well as it with PLC and the PC difference, and had pointed out will use PAC the industry to control the future development direction. 随着许多厂商已生产出能结合 PC功能和 PLC可靠性的可编程自动化控制器（ PAC），目前控制系统已逐 渐开始采用 PAC。本白皮书介绍 PAC 的起源以及它与 PLC和 PC的区别，并指出了使用 PAC的工业控制未来发展方向。 Table of contents 目录 PAC will become the future the industry control mode 80-20 principle Constructs a better controller Two kind of different softwares solution PAC vision and survey application PAC has avoided to the special hardware need LabVIEW uses in the automated control PAC将成为未来的工业控制方式 “80-20” 法则 构建更好的控制器 两种不同的软件解决方案 PAC的视觉和测量应用 PAC免除了对专门硬件的需要 LabVIEW用于自动化控制 NI PAC system nts外文翻译资料 2 NI PAC系统 PAC will become the future the industry control mode with compares based on the PC control system, related PLC (programmable logical controller) the superiority and the inferiority intense argument has already continued for ten years. Because PC and PLC are more and more small in the technical difference, and has used the commercialization along with PLC (COTS) the hardware as well as PC can use the real-time operating system, thus appeared one kind of new form controller - PAC. The PAC concept is (ARC) proposes by the automation development facility, it expressed the programmable automated controller, used in describing unified PLC and the PC function new generation of industry controller. The traditional PLC merchant uses PAC the concept to describe their high end system, but PC control merchant then uses for to describe their industrialization to control the platform. PAC 将成为未来的工业控制方式 和基于 PC 控制系统相比，有关 PLC（可编程逻辑控制器）优势和劣势的激烈争论已经持续了十年。由于 PC和 PLC在技术上的差别越来越小，并且随着 PLC 采用了商业化（ COTS）硬件以及 PC 能采用实时操作系统，从而出现了一种新类型的控制器 PAC。 PAC 的概念是由自动化研究机构 (ARC) 提出的，它表示可编程自动化控制器，用于描述结合了PLC 和 PC功能的新一代工业控制器。传统的 PLC 厂商使用 PAC的概念来描述他们的高端系统，而 PC控制厂商则用来描述他们的工业化控制平台。 80-20 principle “80-20” 法则 In PLC in 30 years which developed, it passes through develops unceasingly, already could unify simulates I/O, the network corresponds as well as uses new programming standard like IEC 61131-3. However, engineers only must use digital I/O and few simulations I/O number as well as simple programming skill on potential 80% industrial application. Comes from ARC, the unit exploitation company (VDC) as well as on the net PLC training resources PLC. The net expert estimated that, 77% PLC uses in the small application (being lower than 128 I/O) 72% PLC I/O is a numeral 80% PLC application may use 20 trapezoidal logical sets of instructions to solve nts外文翻译资料 3 在 PLC被开发出来的三十年里，它经过不断地发展，已经能结合模拟 I/O，网络通信以及采用新的编程标准如 IEC 61131-3。然而，工程师们只需利用数字I/O和少量的模拟 I/O数以及简单的编程技巧就可开发出 80%的工业应用 。来自ARC、联合开发公司（ VDC）以及网上 PLC 培训资源 PLC.net的专家估计： 77%的 PLC被用于小型应用（低于 128 I/O） 72%的 PLC I/O是数字的 80%的 PLC应用可利用 20条的梯形逻辑指令集来解决 Because uses traditional the tool to be possible to solve 80% industrial application, like this intensely needs to have low cost simple PLC; Thus promoted the low cost miniature PLC growth, it has the useful trapezoidal logical programming digital I/O. However, this has also created the discontinuity in the control technology, on the one hand 80% application need to use the simple low cost controller, but on the other hand other 20% application then have surpassed the function which the tradition control system can provide. Engineer is developing these 20% application to need to have the higher circulation speed, the senior control algorithm, the more simulations function as well as can well and the enterprise network integration. 由于采用传统的工具可以解决 80%的工业应用，这样就强烈地需要有低成本简单的 PLC；从而促进了低成本微型 PLC 的增 长，它带有用梯形逻辑编程的数字 I/O。然而，这也在控制技术上造成了不连续性，一方面 80%的应用需要使用简单的低成本控制器，而另一方面其它的 20%应用则超出了传统控制系统所能提供的功能。工程师在开发这些 20%的应用需要有更高的循环速率，高级控制算法，更多模拟功能以及能更好地和企业网络集成。 In 80 and the 90s, these must develop 20% application engineers had considered uses PC in the industry control. PC provides the software function may carry out the senior task, provides the rich programming and the user environment, and the PC COTS part enables control engineer the technology which develops unceasingly to use in other applications. These technologies including floating point processor; High speed I/O main line, like PCI and ethernet; Fixed data memory; software development kit. Moreover PC also can provide the incomparable flexibility, highly effective software as well as senior low cost hardware. 在八十和九十年代，那些要开发 “20%应用 ”的工程师们已考虑在工业控制中nts外文翻译资料 4 使用 PC。 PC所提供的软件功能可以执行高级任务，提供丰富的图形化编程和用户环境，并且 PC的 COTS部件使控制工程师能把不断发展的技术用于其它应用。这些技术包括浮点处理器；高速 I/O总线，如 PCI和以太网；固定数据存储器；图形化软件开发工具。而且 PC还能提供无比的灵活性，高效的软件以及高级的低成本硬件。 However, PC is not extremely suitablly uses in controlling the application. Although many engineers in integrated senior function time uses PC, these functions including simulation control and simulation, connection database, network function of as well as with third party equipment correspondence, but PLC still was at the dominant position in the control domain. Is standard PC is not but designs based on the PC control main question for the strict industry environment. 然而， PC 还不是非常适合用于控制应用。尽管许多工程师在集成高级功能时使用 PC，这些功能包括模拟控制和仿真、连接数据库、网络功能以及和第三方设备通信，但是 PLC仍然在控制领域中处于统治地位。基于 PC控制的主要问题是标准 PC并不是为严格的工业环境而设计的。 PC mainly faces three major problems: PC主要面临三大问题： Stability: The usual PC general operating system cannot provide uses in controlling the enough stability. The installment can force the processing system collapse based on the PC control equipment and not expect to again opens. Reliability: Because PC has the magnetic hard disk and the non- reliable part which revolves, like the power source, this makes it to be easier to appear the breakdown. Not familiar programming environment: The factory operator needs to have when maintains and fixes the breakdown restores the system the ability. The use trapezoidal logic, they may manual force the coil to restore to the perfect condition, and can fast patch the code which affects by is fast restored the system. However, the PC system needs the operator to study the new higher paraffin the tool. 稳定性：通常 PC的通用操作系统不能提供用于控制足够的稳定性。安装基于 PC控制的设备会迫使处理系 统崩溃和未预料到的重启。 nts外文翻译资料 5 可靠性：由于 PC带有旋转的磁性硬盘和非工业性牢固的部件，如电源，这使得它更容易出现故障。 不熟悉的编程环境：工厂操作人员需要具备在维护和排除故障时恢复系统的能力。使用梯形逻辑，他们可以手动迫使线圈恢复到理想状态，并能快速修补受影响的代码以快速恢复系统。然而， PC 系统需要操作人员学习新的更高级的工具。 Although certain engineers use have the firm hardware and the specially operating system special-purpose industry computer, but because Engineer PC reliable aspect question overwhelming majority avoids in the control using PC. In addition, uses in each kind of automated duty equipment in PC, like I/O, correspondence, or movement possible need different development environment. 尽管某些工程师采用具有坚固硬件和专门操作系统的专用工业计算机，但是由于 PC 可靠性方面的问题绝大多数工程师还是避免在控制中使用 PC。此外，在 PC 中的用于各种自动化任务的设备，如 I/O、通信、或运动可能需要不同的开发环境。 Therefore these must develop 20% application engineers either use PLC to be unable with ease to realize the function which the system needs, either uses both contains PLC and to contain PC the mix system, they use PLC to carry out the code control section, realizes the higher paraffin function with PC. Thus the present many factories workshops use the system which PLC and PC unifies, in use system PC carries on the data record, the connection bar code scanner, inserts the information in the database as well as issues the data to the net on. Uses this way establishment system the main question is this system with difficulty constructs frequently, fixes the breakdown and the maintenance. System engineer must unify frequently comes from many merchants software and hardware work to puzzle, this is because these equipment are not but design for can the joint operation. 因此那些要开发 “20%应用 ”的工程师们要么使用一个 PLC 无法轻松实现系统所需的功能，要么采用既包含 PLC 又包含 PC 的混合系统，他们利用 PLC 来执行代码的控制部分，用 PC来实现更高级的功能。因而现在许多工厂车间使用PLC 和 PC 相结合的系统，利用系统中的 PC 进行数据记录，连接条码扫描仪，在数据库中插入信息以及把数据发布到网上。采用这种方式建立系统的主要问题nts外文翻译资料 6 是该系统常常难以构建，排除故障和维护。系统工程师常常被要结合来自多个厂商软硬件的工作所困扰，这是因为这些设备并不是为了能协同工作而设计的。 Constructs a better controller 构建更好的控制器 Because does not have suitable PC or the PLC solution, these need development complex application engineer on develops the new product with the control merchant close cooperation. They need the new product to be able to unify PC the senior software function and the PLC reliability. These important users were PLC and have provided the product development instruction based on the PC control company. 由于没有适合的 PC或 PLC解决方案，那些需要开发复杂应用的工程师就和控制厂商密切合作开发新的产品。他们需要新产品能结合 PC的高级软件功能和PLC 的可靠性。这些重要用户为 PLC 和基于 PC 控制的公司提供了产品开发指导。 Realizes the software function not only to need to have the senior the software, moreover the controller hardware function also needs to have the enhancement. Because in the world scope is dropping to the PC part demand, therefore many semiconductors merchants start for the industrial application redesign their product. At present controls the domain the merchant to start in the industry control product to use the industrialization floating point processor, DRAM, solid state memory like Compact Flash as well as the fast Ethernet chip. This enables the merchant to use based on the PC control system flexibility and the usability develops a more formidable software, moreover this PC control system also may move the real-time operating system by to guarantee the reliability. 实现软件的功能不仅需要有高级的软件，而且控制器的硬件功能也需要有所提高。由于世界范围内对 PC部件的需求在下降，所以许多半导体厂商开始为工业应用重新设计他们的产品。目前控制领域的厂商已开始在工业控制产品中使用工业化浮点处理器、 DRAM、固态存储器如 CompactFlash 以及快速 Ethernet 芯片。这使得厂商能利用基于 PC控制系统的灵活性和可用性来开发更为强大的软件，而且该 PC控制系统还可运行实时操作系统以保证可靠性。 This kind of new controller is the solution 20% the application question but designs, it unified PLC and the PC two merits. The ARC industry analyst is called this nts外文翻译资料 7 kind of equipment the programmable automated controller, namely PAC. The programmable logical controller world looks at in generally the research in ARC, they have produced the PAC five principal characteristics. These controller characteristics are through define the software the ability to realize its function. 这种新的控制器是为解决 “20%”的应用问题而设计的，它结合了 PLC 和 PC两者的优点。 ARC的工业分析家把这种设备称为可编程自动化控制器，即 PAC。在 ARC的 “可编程逻辑控制器世界概览 ”研究中，他们给出了 PAC的五个主要特性。这些控制器特性是通过定义软件的能力来实现其功能的。 Multi-purpose, has in the logic, the movement, the PID control, the actuation and processing in a platform at least two kind of above functions. Except that in order to realize special agreement like SERCOS to have to I/O makes some improvements; Moreover the software also can provide logical, the movement, processing and the PID function. For example, the movement control took the software control circulation, it can reading the digital input from the orthogonal encoder, the execution simulation control circulates and outputs the control device the simulated signal. “多功能性，在一个平台上有逻辑、运动、 PID 控制、驱动和处理中的至少两种以上功能。 ”除了为了实现特殊的协议如 SERCOS 要对 I/O 做一些改进；而且软件还能提供逻辑、运动、处理和 PID的功能。例如，运动控制作为软件控制循环，它能从正交编码器上读取数字输入，执行模拟控制循环并输出控制设备的模拟信号。 The sole multi- regulations develop the platform use general label and the sole database visit all parameters and the function. Because PAC is like multi-purpose but designs for more the senior application, they need the senior software. In order to can highly effective design the system, the software must be the sole integrated software package, but is not the many kinds of separations software tool, these software tools in the project cannot the seamless joint operation. “单一的多规程开发平台使用通用标签和单一的数据库来访问所有的参数和功能。 ”由于 PAC是为更为高级的应用如多功能而设计的，他们需要更为高级的软件。为了能高效地设计系统，软件必须是单一的集成化软件包，而不是多种分离的软件工具，这些软件工具在工程上不能无缝地协同工作。 nts外文翻译资料 8 Through unifies IEC61131-3, the user guide and the data management, the software tool can design is surmounting many machines and the processing unit processing flow. The simplification system design on the other hand is has the senior the development kit, uses this tool to be possible to cause engineer very with ease to transform the processing concept for can actual control the machine the code. “通过结合 IEC61131-3，用户向导和数据管理，软件工具能设计出在跨越多个机器和处理单元的处理流程。 ”简化系统设计的另一方面是具有高级的图形化开发工具，利用该工具可以使工程师很轻松地把处理的概念转变为能实际控制机器的代码。 The opening modular skeleton can solve the industrial application may distribute from the control in the factory machine to processes workshop the operation unit. Because all industrial application all needs to have highly has custom-made the characteristic, therefore the hardware must be the modulation in order to engineers may choose the appropriate part. Moreover, the software also must be able to let engineer increase and the demolition module by the system which designs needs. “开放的模块化构架能解决的工业应用可从控制分布于工厂机器到加工车间的操作单元。 ”由于所有的工业应用都需要有高度的定制特性，所以硬件必须是模块化的以便工程师们可以选择合适的部件。而且，软件也必须能让工程师增加和拆除模块以设计出所需的系统。 Uses already the network interface standard which has, the language and so on, like TCPIP, OPC&XML and SQL inquiry language. Can with enterprises network correspondence regarding the modernization control system be extremely essential. Although PAC contains has the ethernet connection, but in order to must does not have the equipment and the factory other systems the question to integrate in together, corresponds the software is very important. “采用已有的网络接口标准，语言等，如 TCPIP， OPC&XML和 SQL查询语言。 ”能和企业的网络通信对于现代化控制系统是非常关键的。尽管 PAC包含有以太网接口，但是为了要把设备和工厂其它系统无问题地集成在一起，通信软件是至关重要的。 Two kind of different softwares solution nts外文翻译资料 9 两种不同的软件解决方案 On the one hand the software is PAC and the PLC main difference, but on the other hand the merchant in provides the senior software in the way also to differ from. Usually they the control software which has have taken the beginning by at present, increases the function, the reliability and the usability unceasingly which the PAC programming needs. In general, some two kinds provide the PAC software the way: Based on PLC control software and based on PC control software 一方面软件是 PAC和 PLC主要的区别，而另一方面厂商在提供高级软件的方式上也有所不同。通常他们以目前已有的控制软件作为起点，不断增加 PAC编程所需的功能、可靠性和易用性。一般说来，有两种提供 PAC 软件的方式：基于 PLC控制的软件和基于 PC控制的软件 Based on PLC concept software plan 基于 PLC概念的软件方案 The traditional PLC software merchant take is reliable also Yi Yong scanning type overhead construction software as a beginning, and increases the new function gradually. The PLC software basis general model but establishes: The input scanning, the control code movement, the input renews, as well as conventional function execution. As a result of the input circulation, the output circulation and the conventional circulation all is the hideaway, therefore control engineer only must pay attention to the control code the design. Because the merchant has completed the majority of work, this kind of strict control overhead construction causes the establishment control system to be easier and to be fast. These systems strict also can let control engineer when the development reliable procedure does not need thoroughly to understand PLC the first floor operation. However, also causes its flexible as the PLC main superiority this kind of strict scanning type skeleton being short of. The overwhelming majority PLC merchant through in the scanning type overhead construction which has increased the new function to establish the PAC software, these new functions including ethernet correspondence, movement control and senior algorithm. However, usually they can retain the PLC familiar programming way as well as it in logical and the control aspect inherent characteristic. Therefore this kind of PAC software usually is for suit the special type application but to design, nts外文翻译资料 10 like logic, movement and PID, but regarding the application which has custom-made then lacks the flexibility, like the correspondence, the data record or have custom-made control algorithm. 传统的 PLC 软件厂商以可靠且易用的扫描式架构软件为起点，并逐渐增加新的功能。 PLC软件根据通用模型而建立：输入扫描，控制代码运行，输入更新，以及常规功能执行。由于输入循环，输出循环和常规循环都是隐藏的，所以控制工程师只需关注控制代码的设计。由于厂商已完成了大部分工作，这种严格的控制架构使得建立控制系统更为容易和快速。这些系统的严格性也能让控制工程师在开发可靠的程序时无需深入了解 PLC的底层操作。然而，作 为 PLC主要优势的这种严格的扫描式构架也导致其灵活性的欠缺。绝大多数 PLC 厂商通过在已有的扫描式架构中增加新的功能来建立 PAC软件，这些新功能包括以太网通信，运动控制和高级算法。然而，通常他们会保留 PLC 熟悉的编程方式以及其在逻辑和控制方面固有的特点。因此这种 PAC 软件通常是为了适合特殊类型应用而设计的，如逻辑，运动和 PID，但是对于定制的应用则缺乏灵活性，如通信、数据记录或定制的控制算法。 Based on PC concept software plan 基于 PC概念的软件方案 The traditional PC software merchant take the extremely nimble general programming language as a beginning, can provide to the hardware deep level visit. This kind of software also has the control overhead construction which the reliability, determinism as well as supposes in advance. Although engineer can be the PLC programmers establishes the scanning type skeleton, but it is not based on the PC software inherent. These cause the PC software to be extremely nimble, suits these need senior extremely the overhead construction, the programming skill or the control complex application, but causes originally to be supposed actually the simple application complication. 传统 PC软件厂商以非常灵活的通用编程语言为起点，能提供对硬件的深层次访问。该种软件也具有可靠性、确定性以及预设的控制架构。尽管工程师能为PLC编程人员建立起扫描式构架，但是它并不是基于 PC的软件所固有的。这些使得 PC软件极为灵活，非常适合那些需要高级的架构、编程技巧或者系统级控制的复杂应用，但却使本应简单的应用复杂化。 nts外
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