【JL100】西安地铁一号线运行显示PLC控制系统设计
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【JL100】西安地铁一号线运行显示PLC控制系统设计,jl100,西安,地铁,一号,运行,显示,plc,控制系统,设计
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毕业设计论文 外文翻译 专业名称 自动化 学生姓名 王丽婷 指导教师 金文凯 毕业时间 a . 968, in At LC or a 1999. C to to of to in to a on LC 1995, an of 5 of S of is of LC as a 5at in LC is on is or in a by 1999, p. 110: If a LC to to of of is an in so be In in LC is to in to LC a of In O0/a of is LC 1999. In LC to of A a is in of he of is to a LC on as a of to a of is to a to in of is to of on of A to LC in of in by by a of of to be be as to or a a to as to n to on In is to n by to to A is to in to be in a in in to in of on a As a in a of 0% of LC 0848, 1999; 1993; 1499, 1998; 57451999 to in of A of to it be to on as he is as a in of is on in on of in a of 5 to of of a , on of to of is a of 80of to et 1998. of is on or of of is to of by it to of A is of to a or in a a of in as in a is to of a 1996. is a a At At is In a is a as LC an to a to a of s LC we LC on LC ”As its to a ”s in in ”ve ne ix E is be in in as of in re he is of s t CSof a to so of a to do of of a in a LC a LC to an to as a Weve a AP in a of on a AP t is a is to be of LC on AP an s of of a s t its an LC to AP n if do on ll be a s is in 960s in lc is to of is is to as of is to of in to of In lc as a lc is no is a in It to in as of of or to a to is a be to a is 可编程控制器的介绍及未来发展 力 1968年， . 现在， 经被广泛应用于工业领域，包括机械 制造也、运输系统、化学过程设备、等许多其他领域。初期可编程控制器只是用一种类似于语言的软件逻辑于代替继电器硬件逻辑，并且使开发时间由 6 个月缩短到 6 天。 虽然计算机控制技术已经产生，但是 制因为它的高性能、成本低、并且对恶劣的环境有很强的适应能力而在工业控制的广泛应用中保持优势。而且，尽管硬件的价格在逐渐下跌，据估计，根据 场的调查研究表明，每年销售硬件的价格要比销售 价格（一千五百万）至少多出八十亿美元。 创造者. 分肯定 的认为目前 场是一个价值五十亿的工业 虽然 泛应用于工业控制中， 制系统的程序依然和语法有关。和软件过程一样， 软件设计也以同样的方式会遇到软件错误或危机。 演讲中着重强调了这个方面。 如果房子建造的像软件过程一样，那么仅仅一只啄木鸟就可以摧毁文明。特别的，序要解决的实际问题是消除软件错误和减少老式梯形逻辑语言的花费。尽管 是在工业控制上减少梯形逻辑的扫描时间仍然是一个问题，以至于可以用到低耗时的 一般来说，和其他领域相比生产 周期要短很多。例如，在实践中， 计是一种有效的计算机辅助设计。 需要使用目前的以软件设计为基础软件工程方法论，因为 序要求对软件和硬件搜都要考虑到。因此，软件设计越来越成为花费动力。在许多的工业设计工程中，超过的人力分配给了控制系统设计和安装，并且他们要对 序测试和排除错误 。 再者， 制系统不适合设计对适应性和重构有越来越多要求的生产系统。一个更深入的问题是在大规模的工程中软件越来越复杂，促使要有一个系统化的设计方法论。 题的客观性和重要性 主题的客观性是为 动控制系统建立一个系统化的软件设计方法论。这个设计方法论包括以状态转换模型为基础的精确的描述，这个转台转换模型是自动控制系统的抽象系统。方法论还包括一个逐步的设计过程，并且要设置一个设计规则，这样才能为一个成功的设计提供导向和方法。这项研究的真正目的是找到一个减少控制软件发展过程的不稳定性的方法，也就是说，减少程序和调试时间以及他们的变化，以增强自动控制系统的适应性，并且通过调整软件使得软件可以再度使用。这样的目的是为了克服目前程序策略的不足之处，而目前的程序策略是以个人软件开发者的经验为基础的。 一个 系统化的设计 序的方法可以克服传统程序生产控制系统的缺点，并且在一些工业应用总有很大的不同。自动控制系统是状态模型用公式语言或等价的语言描述的。公式描述对被控制的系统的行为提供一个精确的描述。可以通过分析估计看状态模型是否达到想要的目标，第二，状态模型的描述提供结构描述，这个结构描述可以说明逻辑要求和如细节安全规则的限制。第三，好的控制系统设计是对自动控制代码生成有益的 一种能够产生可执行的控制软件的能力，不同的逻辑控制器可以减少程序扫描时间和执行那个时间。特别的，这个主题与随后的部分的是有关的。 订制生产 在现代制造业中，系统是用过程和结果的革新来描述的，变得 且因此不得不改变系统性能以快速做出反应。因此，一个大的挑战是提供技术以限制自动控制系统对变化需要和新机会的反应，所以，设计和操作知识可以实时的被再次利用，在工业实践中提供了一个重要的竞争面。 高水平的自动化设计和软件质量 研究表明，在自动化系统中，程序实现的方法已经与计算机资源应用的急速增长不能匹配。例如，可编程逻辑控制器（ 序仍然依靠一种方便的有逻辑梯形图的程序实现模式。结果，程序上的延迟和资源成了生 产工业过程的主要绊脚石。在可编程逻辑控制器程序设计过程中，测试和调试可能会占用超过百分之五十的人力。在发展和传播“”已经形成标准 0848, 1999; 1993; 1499, 1998; 57451999，但是，基本上这些标准都不能参与有效的程序和系统设计方面知识的革新。 系统的方法通过使用原有的软件模块，有助于增加设计自动化的水平，同时也将提供一种可管理的大规模系统设计的方法。同样的，它也将改善软件质量的可 靠性，以及关系到系统的较高安全标准，尤其是这些对环境有危害影响的，比如：机场控制、公共铁路运输。 系统复杂性 软件工业被认为是系统性能的破坏者和系统复杂性的产生者。逐渐下降的硬件价格，破坏了对通过优化程序获得的软件性能的需要。其结果是，一方面造成了大量而低效率的程序代码，另一方面并没有获得高的硬件性能。其次，软件变得难以掌握其程度的复杂；在现代自动化系统中，软件设计和保持系统本质几乎变得不可能。尤其是，可编程逻辑控制器（）程序设计从二十五年前的两条主线，发展到现在的成千上万条。现在安全性增加了，例如， 关于防火的新措施，以及现代自动化系统的柔韧性增加了程序设计过程的复杂性。因此，软件的使用周期花费是总共花费的一个固定不变的增长部分。百分之八十到九十的花费用于软件维护、调试、优化（改进）、和扩展以满足不断变换的需求。 设计理论发展 目前，大部分设计研究的主要焦点都集中在机械和电子产品上。这种有目的性的研究产生了一个副产品，就是通过推广这中研究到系统工程设计领域，从而加固了我们对设计理论和技巧的基本理解。针对大规模和复杂系统的系统设计理论并没有成熟。尤其是，对如何简化一个繁冗而复杂的设计任务这一问题，仍然没有 被科学的处理。而且，正在设计理论和代表计算机科学及运筹学研究的认识论结果之间构建一条桥梁，这样的具体应该是逻辑硬件电路设计。 在逻辑硬件设计方面的应用 从逻辑学的角度来看，可编程逻辑控制器（ 软件设计类似与集成电路的硬件设计。现代超大规模集成电路设计（ 及其复杂的，一个集成电路一般有几百万个晶体管，而且产品开发周期大都三年左右。设计过程一般都分成局部功能块设计和系统设计两个阶段。在局部功能块设计阶段，单个功能将被设计出来，并予 以验证。在系统设计阶段，所有功能块都将被整合起来，整个系统行为特性和功能将会通过仿真形式加以测试。一般来说，所有部分都完全的验证是不可能的。因此，统计学可以作为可编程逻辑控制器（ 计的一个例子，并有可能影响逻辑硬件设计。 编程逻辑控制器 )现在面临着甚至更加复杂的难题。曾经 代继电器并且丢对共同的计算机主机提供不时的信息。现在，她被分解成单元模块，并分给新的任务和应用新的语言。而且被迫与越来越多的一系列控制产品相竞争。每年一度的最新 们调查 产者关于以下这些问题。 编程语言 高级 程语言已经在有些方面很普及。但是最近高级编程语言已经迅速发展。西门子的总经理兼生产部长指出：“可编程控制在被广泛的应用与于精密操作，除了梯形图逻辑以外的编程语言变得更加使用、有效和强大。例如，用梯形图逻辑写一个三角函数公式是非常困难的。”被接收的语言包括 制系统流程图编制，和如公式编制语言 与它类似的语言，并且还有增加的重要语言如 C 语言和 言。 过程控制中的 没有广泛的应用于过程控制中。是否会一直这样下去呢？美国南部 经理 ：“我觉得 被用于过程控制但是对于过程控制又不是必须的。” 一些厂家已经将 优化程序应用于过程控制中，他们十分确定 会广泛用于过程控制这样的事情是不会发生的。 理提到 食品、化学和石油等工业领域越来越多的应用。他认为 合应用于场合有两种，他说：“第一，过程控制系统的型号不适合离散控制系统，刚开始这些产品的价格非常的高。而一个可编程控制器以它的体积小，价格低顺理成章的被应用。第二，你必须把电路和逻辑紧密的结合爱来。例如，一组基本的 控制器，连续的过程变量紧密的互相联系在一起，以至于用可编程控制器来完成一系列的逻辑胜过没有离散控制器的系统。” 通信和生产自动化协议（ 通信对于个人自动单元是很重要的。在过去的几年里，我们听到许多关于生产自动化协议的事情，并且许多公司已经加入大有成功希望的事业。然而，当一个完整的生产自动化协议说明书没有及时出现时许多公司都很失望。 :”现在，生产自动化协议仍然是生产中一个发展的对象，一个说明书并不是最终的结果。例如，虽然当新的生产自动化协议 本使用之时以 本为基础的产品将会被汰，但是现在人们仍然将产品用于 。” 由于这些原因，许多 家紧盯着 最新结果。如欧姆龙公司正在进行一个有关 容性的项目。但是欧姆龙生产部门总经理 由于缺少一个固定的标准，欧姆龙的产品并不涉及到 由于工业 论何时不可能广泛的涉及到 产厂家正在考虑专用网络。根据 法，用户担心如果他们广泛的应用生产厂家将会收回 样将会留下一个不支持通信的交流框架。 介 可编程控 制器是 60 年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器 目的是用来取代继电器。以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。提出 念的是美国通用汽车公司。 基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电西安地铁一号线运行显示与业：自劢化 姓名：王丽婷 指导老师：金文凯 时间： 2014. 6 西安地铁一号线运行显示 选题意义 毕业设计仸务书分析 总体方案设计和确定 地铁运行显示控制系统及 软件分析 实物设计和调试 选题意义 地铁的 时刻提醒着大家即将要到达的下一站的目的地，也告诉大家你所处在路线的什么地方。通过车窗你可能不知道你所处何方，但通过这个地铁的运行显示系统一切都一目了然，给大家带来许多便捷，在地铁的运行中起到了重要作用。这就是我选择此题目作为毕业设计的重要意义。 对毕业设计仸务书的分析 地铁一号线运行显示系统的主要技术指标 被控对象：西安地铁一号线运行显示系统的 控制范围： 19个大指示灯和各站中间的小指示灯； 控制方向：从左或从右均可运行； 控制方法：按钮和程序 报警方式：蜂鸣器发声显示 对毕业设计仸务书的分析 本次设计主要研究的内容 本次设计主要研究地铁一号线运行显示系统的原理，观察其亮灭的逻辑规律及原理，从而得出结论及结果。在此主要用到了 及到如何去控制 烁时间及流劢方向等诸多控制问题，可以通过 要用梯形图语言来对其进行编程控制，控制 总体方案设计和确定 西安地铁一号线运行显示系统的方案简介 要用到了 及到如何去控制 烁时间及流劢方向等诸多控制问题，可以通过 西安地铁一号线的运行显示图如下 总体方案设计和确定 地铁运行显示系统的控制要求 ( 1 ) 模拟西安地铁一号线的运行显示系统，其中全线共设 19个站，分别是：后卫寨 皂河 汉城路 劳劢路 洒金桥 五路口 康复路 万寿路 浐河 纺织城 （ 2）西安地铁一号线有 19个站，采用 19个指示灯进行显示，每两个站之间采用 35个小灯连接 （ 3）根据控制指令运行开始，从“后卫寨”向东运行 “后卫寨”指示灯亮，“后卫寨”不下一站之间小灯不下一站指示灯以一定频率闪亮，到达下一站后，下一站及之前的小灯转为亮，以此类推。 （ 4）到达“纺织城”之后，根据指令从东向西运行，显示方法同前 （ 5）到达某一站之后暂停运行，乘客上下车，此时到站指示灯亮15到 30秒，并有声响提示，继续运行后声响关闭 总体方案设计和确定 （ 6）已运行经过的车站指示灯及小灯均保持亮的状态 （ 7）站不站之间运行的控制方法 在操作运行中，采取小车的自劢感应装置来控制指示灯的闪烁，当小车到站时，停止小灯的闪烁变为红灯，即将要到达的车站开始闪烁并发出“叮”声用于提醒列车到站，当小车开始运行时，自劢开始下一站间的指示灯闪烁，提醒乘客列车处于运行状态。但在实际操作的过程中，要使小车拥有自劢感应装置，在电子市场中难于找到满足要求的小车，而丏做设计的经费有限，故采用以下两种方案来代替。 1规定时间：采用定时 /计数进行编程 2人为操作：列车到站时，通过按按钮来停止灯的闪烁，到站的目的地指示灯亮起来 （ 8）根据提示运行停止 （ 9）发生故障时，各车站指示灯闪烁并发出警报声 （ 1）外部 （ 2）外部开关的连线图 继电器输出型：使用电压范围广，导通压降小，负载能力强，交直流均可。承受瞬时过电压和过电流的能力较强，但是劢作速度较慢，寿命有一定限制。 晶体管输出型：用于直流负载，可靠性高、反应速度快、使用寿命长、过载能力稍差。结合灯工作的特点，开关频率较高，可以选用此类型输出。 晶闸管输出型：用于交流负载，劢作速度较快，负载能力较差（欧姆龙系列没有）。 综上，由于继电器输出价格便宜，适用范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流能力较强丏具有隔离作用，输出模块为继电器输出。 输入输出（ I/O）点数的估算 按照控制要求可以得到 输入的点数 =4(总按钮 )+19（控制到站） =23点 输出的点数 =19（站点） +18*4（站间小灯） +2（总指示灯） =93点 I/23+93=116点， 考虑到今后调整和扩充，加上 10% 15%的备用量(由对欧姆龙 I/要对其进行外部拓展。 用户存储器容量估算 开关量输入：所需存储器字节数 =输入点数 10； 开关量输出：所需存储器字节数 =输出点数 8； 定时计数器：所需存储器字节数 =定时 /计数器数 4； 根据存储器的总字节数 ,再加上一定的备用量。 所以总存储字节数大约为：2310+938+194=1050 (字节 ) 选择工作电压： 24 方案一：根据要求可以选择型 内存 ；可以不受输出站数的限制，此为最佳。 方案二：若采用 据实验室装置来模拟），需进行外部拓展，参考如下： 0点 24输入点 16点继电器输出 0/100轴 连接的台数含，根据要求，需要扩展 6个；也可选择 展输出单元 8点 继电器输出，只扩展输出点数即可。 软件编程分析 正常运行的流程图 发生故障的流程图 软件分析 起劢不停止的梯形图 单个指示灯闪烁的梯形图 软件分析 指示灯依次循环闪烁的梯形图 软件分析 指示灯闪烁并丏蜂鸣器发出声音 地铁运行显示系统的实物 输出 (I0)地址编排如下表所示： 制作实物 原器件 实物图 设计总结 此次毕业设计完成了金老师安排毕业仸务书的要求，完成了对西安地铁一号线运行显示 体涉及内容如下： （ 1）指示灯从左向右依次点亮， “ 后卫寨 ” 指示灯闪亮结束，有声响提示并显示为红色， 4个小灯依次从左向右闪烁循环往复，提示下一站到达 “ 三桥 ” ，到达 “ 三桥 ” 时， “ 三桥 ” 指示灯及两站之间各个小灯均显示为红色并有声响提示，以此类推。 （ 2）指示灯从右向左依次点亮，同上 （ 3）列车到站时，通过编程或人按按钮来停止指示灯的闪烁，指示灯显示为红色并发出声响。 （ 4）在地铁运行发生故障时，进行故障报警， 19个指示灯同时闪烁并发出报警声提醒乘客 成果评价 西安地铁一号线运行显示系统的控制要求基本可以在实物操作中体现出来，虽然，没有让所有 是亮起来的 可以满足要求，实现对西安地铁一号线的设计。对于西安地铁一号线运行显示系统的研究，其控制要求基本得以满足，但还有一些丌足，在有空的时候还要继续研究和分析。 本科毕业设计论文 题目：西安地铁一号线运行显示 制系统设计 专业名称 自动化 学生姓名 王丽婷 指导教师 金文凯 毕业时间 毕业设计任务书 一 题目 西安地铁一号线运行显示 二 指导思想和目 的要求 通过毕业设计使学生对所学自动化基本知识和理论加深理解，掌握 养独立开展 设计 工作的能力。 要求在毕业设计中： 研究 智能标识闪烁显示系统 控制 要求、特点及 制系统设计方法，设计西安地铁一号线运行显示 实现要求的 主要功能， 达到要求的 主要技术指标 ； 2开展 西安地铁一号线运行显示 制系统方案论证，分析 设计 要求和需求，提出 3可编程序 控制器选型， 建立输入 输出分配表； 4编制 西安地铁一号线运行显示 制 程序 5系统 调试， 验证 设计 ； 6 设计简易 模拟实物 系统，制作和调试简易演示实物； 7撰写毕业设计论文。 三主要技术指标 安地铁一号线的十八个车站的指示 灯； 左至右或从右至左随列车 运行到站指示 灯点亮； 站与站之间运行中小 灯以 隔闪亮； 到站后指示 灯、 小 灯全部点亮的同时声响提示到 站， 30行和显示；到达终点后反方向运行和显示； 以此类推循环。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 四进度和要求 1. 1集查阅资料； 2. 4成总体 方案设计； 3. 7：完成系统分析和控制器硬件选择， 编制输入 输出分配表； 4. 9编制、调试、 修改 控制 程序 ； 5. 12成毕业设计论文， 制作简易演示实物 ； 五主要参考书及参考资料 1 可编程 控制器实训指导，范次猛，哈尔滨工程大学出版社； 2 程实例 分析，程子华，国防工业出版社； 3 可编程序 控制器原理与应用，魏得仙，中国水利水电水出版社 . 学生 王 丽 婷 指导教师 金 文 凯 系主任 史 仪 凯 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 摘 要 随着改革的不断深入 ,社会主义市场经济的不断繁荣和发展，大中小城市都在使用 现代生活中， 可以增强人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增添节日气氛，为人们的生活增添亮丽，用在舞台上增强晚会灯光效果。 目前，在国内运行的地铁车辆普遍都配备了 知乘车人员的地点，即将到达的车站及运行方向。 着非常广泛的民用和商用价值。为了加强对地铁旅客信息系统的了解，这就涉及到如何去控制 闪烁时间及流动方向等诸多控制问题，如何去快捷、可靠、简单的去控制，成为人们考虑的重点。 在这我认为 适合去解决这些问题，因为 用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点；并且 现实中人们也是多通过控制 示灯的。 在软件的语言分析中，主要用到了定时 /计数指令、移位指令、保持指令等编程语言。 梯形图语言作为可编程控制器的标准语言描述能力强，覆盖面广，抽象能力强，在实际应用中越来越广泛。 随着电子 技术的 发展，应用系统向着小型化、快速化、大容量、重量轻的方向发展， 术的应用引起电子产品及系统开发的巨大变革。 关键词： 地铁，运行显示， 可编程控制器（ ， ，软件编程 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 of of ED In as a s of to to s on in in ED to on as a a of a of as go on to go to a to go go I LC is be to go to go to to LC of is a in LC in in in in to go to a In in as a of in of of by LC of 北工业大学明德学院本科毕业设计论文 目 录 第一章 绪 论 . 1 铁运行显示灯的现状及发展 . 1 铁在中国的发展过程 . 1 铁中的 . 4 . 4 . 5 . 5 . 5 毕业设计任务书的分析 . 6 铁一号 线 运行显示系统的主要技术指标 . 6 次设计主要研究的内容 . 6 第二章 可编程控制器简介 . 7 . 7 . 9 . 12 循环扫描工作方式 . 12 主要性能指标 . 14 . 15 第三章 总体方案设计和确定 . 17 安地铁一号线运行显示系统的方案简介 . 17 制系统实现的主要功能 . 17 安地铁一号线运行显示 制系统的主要技术指标 . 18 铁运行显示系统的控制要求 . 18 单片机和 . 19 西安地铁一号线运行系统采用单片机方案 . 19 西安地铁一号线运行系统采用 . 20 片机控制系统的特点分析 . 21 编程控制器（ 制系统的特点分析 . 21 制与单片机控制的区别 . 22 . 23 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 第四章 地铁运行显示控制系统及 计 . 24 . 24 制西安地铁一号线运行显示系统的具体要求 . 24 据上述要求做出流程图 . 25 、原理图 . 26 （ I/O）点数的估算 . 29 户存储器容量估算 . 29 号的选择 . 29 第五章 西安地铁一号线运行显示系统的软件分析 . 31 指令 . 31 . 34 . 34 . 35 第六章 实物设计和调试 . 36 . 36 . 36 构及发光原理 . 36 源的特点 . 37 安地铁一号线的运行显示系统的实物操作 . 37 铁运行显示系统的实物 . 37 物的外部连线图 . 41 物制作成果 . 41 安地铁一号线运行显示系统的程序操作及系统的调试 . 43 . 43 . 44 第七章 毕业设计结论 . 45 业设计任务和要求 . 45 业设计完成的工作与评价 . 46 业设计完成的工作 . 46 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 . 46 参考文献 . 47 致 谢 . 48 毕业设计小结 . 49 附 录 . 50 附录 1 西安地铁一号线运行显示系统运行显示的梯形图和指令表 . 50 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 1 第一章 绪 论 铁运行显示灯的现状及发展 铁在中国的发展过程 我国现代城市轨道交通是以 1965 年 7 月 1 日开工建设的北京地铁 为开端，发展至今，大致经历了以下五个阶段。 该阶段是以 1965 年开始建设、 1969 年 10 月 1 日建成通车的北京地铁（北京站 苹果园站）全长 23 6 1970 年开始兴建、 1984 年建成通车的天津地铁（新华路站一西站）全长 7 4 一阶段地铁的规划与建设，除了实现城市的客运功能之外，更重要的是考虑满足人防战备的需要。 2、开始建设阶段 这一阶段以北京地铁 1号线完全建成（复八线建设和 1号线改造）、上海地铁 1号线（上海火车站至莘庄）、广州地铁 1号线（西朗站至广州东站）的建成为标志。在这 一阶段随着改革开放和经济体制改革的逐步深入，城市交通需求剧增，导致道路交通供给能力严重不足，交通供需矛盾突出，成为城市社会经济发展的一个重要制约因素。为适应城市发展的需要、缓解城市交通的紧张状况，从20世纪 90年代开始，我国政府加大了对城市交通基础设施的投入，强调轨道对解决城市交通问题和引导城市发展的作用。从此，发展大容量轨道交通方式的理念开始显现，我国开始了城市轨道交通的建设阶段。在这一阶段除地铁建设外，以上海明珠线一期工程为代表的轻轨交通也开始建设。 3、建设高潮阶段 随着我国经济的发展和城市化进程的加 快，我国城市的规模和人口在不断扩大，城市交通问题更加突出。城市交通问题的解决必须依赖公共交通的发展，大城市及特大城市还必须建设一个以轨道交通系统为骨干，以公共交通为主体，多西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 2 种交通方式相互协调的综合交通系统，已成为共识。同时，经济的快速发展也为发展城市轨道交通奠定了雄厚的物质基础。自 20世纪末至 21世纪初，我国城市轨道交通进入快速发展的建设高潮阶段。 在这一阶段，城市轨道交通的建设具有以下特点： （ 1）兴建城市轨道交通的城市迅速增多 截至 2005年，全国已开通城市轨道交通的城市有北京、上海、天津、广州、长春 、大连、重庆、武汉 、 深圳、南京 10个城市 20条线路，运营线路总长 444 国 48个百万人口以上的大城市中已有 20多个城市开展了城市轨道交通建设的前期工作，初步统计规划建设 55 条线路，长约 1 700 投资近 6 000亿元。除上述 10 个开通了轨道交通的城市外，已开工建设的还有沈阳、成都、西安、杭州、哈尔滨、苏州、青岛等城市。我国总计有多个城市正在建设和筹建轨道交通，我国的城市轨道交通处于良好的快速发展阶段。 （ 2）城市轨道交通的网络化 目前，我国部分城市的轨道交通建设出现网络化的发展。无论是北京 还是上海、天津、广州等城市均在建和筹建多条城市轨道交通线路，形成纵横交错、相互沟通连接的网络交通体系。 （ 3）城市轨道交通类型的多元化 目前，我国的城市轨道交通已不再是单一的地铁交通。北京建成了市郊城市铁路交通；天津建成了滨海快速轨道交通；大连、长春、武汉建成了轻轨交通；重庆建设了跨座式单轨交通；上海开通了常导高速磁悬浮交通；广州出现了直线电机驱动的列车。城市供电系统不仅有第三轨供电，而且还有架空线接触网供电形式：轨道交通类型置多元化发展。 （ 4）城市轨道交通的现代化 随着城市轨道交通建设的发展，以车辆 为代表的技术体系也实现了现代化。通过国际技术交流合作，引进先进技术，实现设计制造技术的现代化。在提升技术水平的同时，也促进了国产化的进程。 4、建设调整阶段 在我国城市轨道交通的发展过程中，值得指出的是，从 1995年到 1998年，由于地铁建设发展迅猛，有部分城市不顾地方经济实力，盲目上马建设轨道交通项民，速度过快、过猛。还有的城市盲目追求高标准，忽视了是否适合本城市的西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 3 实际情况等问题，使城市轨道交通建设带有很大的盲目性。针对工程造价高（每公里地铁造价接近 7亿元人民币）、车辆全部引进、大部分设备大量引进等问题，1995年国务院办公厅 60号文件通知，除上海地铁 2号线项目外，所有地铁建设项目一律暂停审批，并要求做好发展规划和国产化工作。 2002年 中旬国务院冻结了近 20 个城市的地铁立项，委托中国国际工程咨询公司对国内的地铁项目做全面的调查分析，准各出台一系列有关地铁项目审批的新政策，加大地铁项目的宏观调控力度。从 1995年到 1998年，近 3年时间国家没有审批城市轨道项目，轨道交通的建设与发展经历了一段曲折的历程。 5、蓬勃发展阶段 我国的城市轨道交通建设在经历了早期建设、高速发展、建设调整等曲折过程后，正步入稳步 、持续、有序的蓬勃发展阶段。 国家中长期科学和技术发展纲要明确提出构建以城市轨道交通为骨架的城市公共综合交通体系，我国城市轨道交通建设在 “ 十一五 ” 期间迎来真正的建设高潮。国家 “ 十一五 ” 规划提出轨道交通 “ 超前规划、适时建设 ” 。有条件的大城市和城市群地区要把轨道交通作为优先发展领域。在国家政策的指导下，今后一段时间是我国城市轨道交通的快速发展时期，各地规划建设轨道交通约500 600 投资约 1 700亿元；目前在建的有 20余个项目，线路里程 420多公里，投资规模 “ 十一五 ” 期间轨道交通 的建设速度远远超过过去的十年建设历程。 随着我国经济社会的不断发展和进步，我国城市轨道交通将会快速发展。在肯定我国轨道交通长足发展的同时，我们也应清醒地看到，轨道交通的发展目前仍存在一些问题。主要表现在四个方面：一是城市轨道交通规模小，财务效益差，对经济社会发民的 “ 瓶颈 制约仍较严重。高峰期运输紧张问题突出，路网规模总量、结构仍然有待提高和改善。二是在城市交通问题日益尖锐，大城市交通拥堵，路网结构不够合理的状况下，大城市快速大容量的轨道交通方式发展仍较缓慢。三是城市群快速发展，城际旅游流量不断增加，城际间交 通运输能力愈来愈不适应，城际间大容量、高效、低污染和节省资源的轨道交通建设滞后。四是国产化率偏低，有待进一步提高。 展望未来，轨道交通作为一种与我国国情和资源禀赋相适应的交通运输方式，发展前景十分广阔。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 4 铁中的 示屏 着非常广泛的民用和商用价值。目前在国内运行的地铁车辆普遍都配备了 附加功能较少，屏幕显示内容单一。 地铁上的 分两种：一种放置于车厢外侧，用于显示列车运行区间、运行方向和当前到站站名，中英文兼容显示 ；也可根据运行需要显示其他服务信息；文字显示可选静止、滚动、平移、瀑布、动画等多种效果，最大显示字符数为16 16点阵字符 12 个。另一种为终点 置于车内，终点站 实时显示当前的终点站，同时还能显示目前车内温度，最大显示字符数为 16 16点阵字符 8个。 由此开展对地铁运行显示系统的研究，学习指示灯的运行原理，加深我们对得其中的编程原理，还可以改编其中的程序做其它物品，对以后的学习和生活很有帮助。 题意义 在当今社会中，随着人口 的日益增加，地铁在人的日常生活中起到了越来越重要的作用，对人们的日常出行带来了很多方便，解决了交通拥挤的问题，减少了对空气的污染。而人们也逐渐开始乘坐地铁，地铁的价值也逐渐被大多数人所认可，最基本的功能可以达到以下几个作用：节省土地； 减少噪音； 减少干扰； 节约能源； 减少污染。 地铁的 时刻提醒着大家即将要到达的下一站的目的地，也告诉大家你所处在路线的什么地方。通过车窗你可能不知道你所处何方，但通过这个地铁的运行显示系统一切都一目了然，给 大家带来许多便捷，在地铁的运行中起到了重要作用。以上就是我选择此题目作为毕业设计的重要意义。具体可以 从以下 三个方面 论述： 工程意义 、 学术意义 、 学习意义。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 5 程意义 当今交通业越来越发达的时代，很多人会选择外出旅游，对各地点的标示就会显得尤为重要，以防止人们会迷路，就很有必要在列车内部安装此次列车的运行显示系统来告知人们列车到达的地点，以防止乘客会提前下车或忘记下车情况发生。此外，还可以告知乘客具体处于这趟列车的什么地方，乘客可以及时的改乘其它车辆。 在以后的发展中，每辆车中肯定都会安装 运行显示系统，将此项技术研发好，不受外部环境的干扰，可以控制一个城市乃至一个国家所有列车的运行显示，还可以通过总指挥部来控制列车的运行显示系统，将会是一个很庞大的工程。 术意义 列车的运行显示系统涉及到 以将此种方法应用到各种指示灯的显示，例如，广告牌，汉子等电子产品。改变灯的位置再将程序加以改变就会呈现出不同的图形，改变 在，市场中 中也存在很多问题，如何将其在保证色彩明艳的基础上还可以保证其使用寿 命，而且使用简便、操作简单、价格便宜，还值得人们去继续研究。对这项技术的研究不仅对学术有重要影响，还可以美化城市。 习意义 在这个设计中主要用到了 及到如何去控制 烁时间及流动方向等诸多控制问题，重点是控制 这我认为 为 有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。并且 现实中人们也是多通过 在完成这个设计的过程中，可以加深我对 够更熟练的应用梯形图语言，对各指令有了更深层次的理解。在软件的语言分析中，主要用到了定时 /计数指令、移位指令、保持指令等编程语言。只看软件程序时，你觉得自己的程序是对的，但在联机操作之后，你会发现一些你之前没有想到的问题，让我西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 6 明白了想和实际操作其实是两码事，要懂得让理论与实际相结合。在实物操作的过程中，由于实验室的器件不能满足控制系统的要求，我选择自己买器件自己焊板子，焊板子之前觉得会很容易，但在焊板子的过程中发现了许多问题，例如，对板子的布局没有提前安排 好，没有注意 示灯的正负极并引出公共端等一些问题，加强了我的动手能力和实际操作能力。 毕业设计任务书的分析 铁一号 线 运行显示系统的主要技术指标 被控对象：西安地铁一号线运行显示系统的 示灯 控制范围： 19 个大指示灯和各站中间的小指示灯； 控制方向：从左或从右均可运行； 控制方法：按钮或程序 报警方式：蜂鸣器发声显示 次设计主要研究的内容 本次设计主要研究地铁一号线运行显示系统的原理，观察其亮灭的逻辑规律及原理，从而得出结论及结果。地铁的运行显示系统告诉 大家即将要到达的下一站的目的地，也告诉大家你所处在路线的什么地方。通过车窗你可能不知道你所处何方，但通过这个地铁的运行显示系统一切都一目了然。 在此主要用到了示灯，涉及到如何去控制 示灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多控制问题，可以通过 编程语言来控制。主要用梯形图语言来对其进行编程控制，控制 示灯的亮灭规律。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 7 第二章 可编程控制器简介 基本概念及其发展趋势 可编程控制器（ 为工业控制应用 而设计制造的。早期的可编程控制器称为可编程逻辑控制器（ ,如今人们仍然沿用 为可编程控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为工业现场应用而设计，它采用可编程的存储器，用于在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。 国际电工委员会 (1987 年 2 月发布了可编程控制器标准草案第三稿，其中对 义如下：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其设备，都应按照易于使工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”可以预料：在工业控制领域中，制技术的应用必将形成世界潮流。 序既有生产厂家的系统程序，又有用户 自己开发的应用程序，系统程序提供应用平台，同时还为 靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理，用户程序由用户自己设计，这样可以满足大多数用户的需要。 20世纪 60年代末，由于市场的需要，工业生产从大批量、少品种的生产方式转变为小批量、多品种的生产方式。但是，当时这种大规模生产线的控制大多是继电器控制系统，体积大，耗电多，容易损坏，而且改变生产程序非常困难为了改变这种状况，满足生产产品多样性的要求， 1968 年美国通用汽车公司对外西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 8 招标，要求用新的电气控制装置取代继电器控制装置，以适应灵活、快速地改变生产程 序的要求。 1969年美国数字设备公司研制成功了世界上第一台 在美国通用汽车的生产线上试验成功，从此开辟了可编程逻辑控制器的时代。 1971 年，日本引进了这项技术，很快就研制出了日本第一台 1973年，原西德和法国也研制出了自己的 20 世纪 70 年代中期，欧美及日本的 品中多以微处理器及大规模集成电路芯片为其核心部件，使 功能进一步扩展，并且有了自诊断功能，可靠性得到了进一步提高。随着微电子技术的迅猛发展， 20 世纪 80年代中期， 仅增加了多种特殊 功能，而且体积进一步缩小，成本大幅度下减。到 20世纪 90年代中期以后， 乎完全计算机化，其速度更快，功能更强， 些厂家还推出了 计算机辅助编程软件，许多小型 现在， 模拟量的闭环控制、数字量的智能控制、数据采集、监控、通信联网及集散控制等方面都得到了广泛的应用。如今，大、中型，甚至小型的 配有 A/D、 D/A 转换及算术功能运算，有的还具有 些功能使 动控制、速度控 制等具有了硬件基础； 合相应的传感器及伺服装置，以实现数字量的智能控制； 合可编程终端设备（如触摸屏），可以实现显示采集到的现场数据及分析结果，为分析和研究系统提供依据；利用 与计算机或其他智能装置进行通信和联网，从而能方便地实现集散控制。功能完备的 仅能能够满足控制的要求，而且能满足现代化大生产管理的需要。 目前，世界上一些著名电器生产厂家几乎都在生产 品功能日趋完善，换代周期越来越 短。为了进一步扩大 应大中小型企业的不同需要， 型 能增强、价格低廉的方向发展，使之能更加广泛地取代继电器控制，更便于实现机电一体化；大中型 高可靠性、高速度、多功能、网络化的方向发展，将之能对大规模、复杂系统进行综合性的自动控制。 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 9 结构 结构与一般的计算机相类似，有中央处理器（ 、 存储 器 （ ）、输入接口、输出接口、 I/部设备接口及电源等组成。其结构简图如图 2 图 2 类似于人的大脑，能指挥 作用有以下几点。 （ 1）接收、存储由编程工具输入的用户程序和数据，并通过显示器显示出程序的内容和存储地址。 （ 2）检查、校验用户程序。对正在输入的用户程序进行检查，发现语法错误立即报警并停止输入；在程序运行过程中若发现错误，则立即报警或停止程序的执行。 （ 3）接收、调用现场信息。将接受到现场输入的数据保存起来，在需要该西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 10 数据的时候将其调出并送到需要该数据的地方。 （ 4）执行用户程序。当 入运行状态后， 据用户 程序存放的先后顺序，完成用户程序中规定的各种操作，并将程序执行的结果送至输出端，以驱动 （ 5）故障诊断。诊断电源、 据故障和错误的类型，通过显示器显示出相应的信息，以提示用户及时排除故障或纠正错误。 存储器可以分为以下两种。 （ 1）系统程序存储器 系统程序是厂家根据其选用的 决定了 统程序一般由厂家直接固化在只读 户不能更改其内容。它包括检查程序、翻译程序和监视程序几部分。 （ 2）用户程序存储 器 用户根据控制要求而编写的应用程序为用户程序。不同机型的 用户程序存储器的内容可能差异较大。用户程序经常需要改动，所以用户程序存储器必须可读 /写。用户程序和数据存储在随机存取存储器 。一般要用后备电池（锂电池）进行掉电保护，以防掉电时丢失程序和数据。 选外置快闪存储卡，容量达 512含有内置闪存，用户程序和参数区（如自动备份和自动恢复的。 输出单元 输入 /输出（ I/O）单元 输入单元接收现场设备向 使用开关量输入单元接收这些开关量信号；可使用模拟量（ A/D）输入单元接收温度传感器及变送器发出的直流电压信号；可使用高速计数单元接收旋转编码器发出的脉冲信号等。输入单元将接收到的各种现场信号转换成 输出单元通常有开关量输出、脉冲输出和模拟量输出 3种输出单元。开关量输出单元用于驱动控制继电器、接触器、电磁阀及指示灯等。脉冲输出单元用于连接步进电动机驱动器，驱动步进电动机，构成定位控制系统；也可以连接具有西北工业大学明德学院本科毕业设计论文 11 脉冲输入端口的交流伺服驱动器，驱动交流永磁同步电动机，构成位置闭环 控制系统。模拟量（ D/A）输出单元可用于连接具有模拟量输入端口的直流驱动器，驱动直流电动机构成直流调速系统或位置控制系统；也可用于连接具有模拟量输入端口的交流伺服驱动器，驱动交流伺服电动机，构成速度控制系统、位置控制系统或同步控制系统等。 关电源的输入电压范围宽、体积小、质量轻、效率高、抗干扰性能好。有的 4给输入单元所连接的外部开关或传感器供电。 每台 过外设端口， 设备相连接。例如，连接编程器以输入、修改用户程序或监控程序的运行；有的 算机或终端设备 连成各种网络等。 直接连接手持编程器，向 有通常的外设端口，有一个外围设备 外，还可以安装相应的选件版得到 85两个通信端口。 编程工具是开发应用和检查维护 程工具的 主要作用是用来编辑程序、调试程序和监控程序的执行，还可以在线测试 常使用的编程工具可以是简易手持编程器，也可以是配有专用编程软件包的通用计算机。 扩展端口和扩展单元 当主机上的 I/O 点数或类型不能满足用户需要时，主机可以通过 I/。没有 I/。另外，
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