计算机科学与技术专业论文范文.doc

学学 号 号 200714601 200714601 毕业论文 设计 说明书 计算机仿真计算机仿真 F F 型结构电能表自动检测流水线型结构电能表自动检测流水线 技术技术 学生姓名 专业名称计算机科学与技术 指导教师 网络教育学院网络教育学院 2011 年 5 月 25 日 学 号 200714601 华南理工大学网络教育学院毕业论文华南理工大学网络教育学院毕业论文 计算机仿真计算机仿真 F F 型结构电能表自动检测流水线技术型结构电能表自动检测流水线技术 指导教师 专业名称 计算机科学与技术 论文提交日期 2011 5 25 论文答辩日期 2011 6 19 论文评阅人 华南理工大学网络教育学院华南理工大学网络教育学院 华南理工大学网络教育学院华南理工大学网络教育学院 计算机科学与技术专业本科生毕业论文开题情况表计算机科学与技术专业本科生毕业论文开题情况表 指导教师姓名指导教师姓名 学生姓名学生姓名 学号学号200714601 论文题目论文题目计算机仿真计算机仿真 F 型结构电能表自动检测流水线技术型结构电能表自动检测流水线技术 1 1 选题依据选题依据 我所处的电能表测量工作行业中 由于传统人手参与测量电能表精确度方法是很低检 验生产效率 人为误判率高 有监于此我们提出了 F 型结构电能表自动检测流水 F 型结 构电能表自动检测流水线的电能表运动传输方式是基于立体交通方式工作 类似于十字路 口交通红绿灯通行方式 2 2 设计内容设计内容 1 确立控制原则 方案 定义数据字典 绘制流程图 编写用户界面 2 在 Visual C 6 0 环境下独立编写模拟 F 型结构的电能表自动检测流水线实际运 行程序 以验证 F 型电能表自动检测流水线是否能在实际中应用 由于是流水线动作逻 辑仿真验证软件无需使用数据库就可以实现程序的有效的运行 故在这次设计中没有加入 数据库功能 3 加入参数设置和错误检测方式 以验证流水线的逻辑纠错处理能力 3 3 设计意义设计意义 F 型结构的电能表自动检测流水线如果能通过模拟仿真验证其是可以实现运行的 那 么就能增加我们企业对该类型结构流水线的信心 并能在电能表测量行业当中大力推广应 用 同时该结构方式也能推广应用到其他行业中 为企业提高生产效率提供了多一种技术 应用方案的选择 论论 文文 提提 纲纲 1 设计的背景 2 可行性分析 3 需求规格说明 4 总体设计 5 详细设计 6 设计测试与评价 7 设计总结与体会 8 参考文献 指导教师意见 指导教师意见 毕业论文指导委员会意见 毕业论文指导委员会意见 要求 要求 1 选题合理 有研究价值与实际意义 选题合理 有研究价值与实际意义 2 结合本人工作实际和专业知识要撰写不少于 结合本人工作实际和专业知识要撰写不少于 300 字的开题字的开题 报告 包括 论文选题的意义和论文主要内容及工作安排等 报告 包括 论文选题的意义和论文主要内容及工作安排等 3 论文题目选定后 原则上不能改题 论文题目选定后 原则上不能改题 有特殊原因者须上报毕业论文指导委员会同意 有特殊原因者须上报毕业论文指导委员会同意 4 学生填写此开题情况表交网络教育学院教学管理办 学生填写此开题情况表交网络教育学院教学管理办 公室存档 公室存档 目录 I 目目 录录 摘要 III ABSTRACT IV 第一章绪论 1 1 1 系统设计背景 1 1 2 系统设计方法 4 1 3 系统设计内容 4 1 4 系统设计计划 4 1 5 本章小结 5 第二章系统需求 可行性分析 6 2 1 系统功能需求分析系统功能需求分析系统功能需求分析系统功能需求分析 6 2 2 系统功能需求分析可行性分析 6 2 3 本章小结本章小结本章小结 7 第三章系统的总体设计 8 3 1 系统硬件概要设计 8 3 2 系统软件概要设计 8 3 3 计算机仿真软件概要设计 8 3 4 本章小结 8 第四章系统详细设计 9 4 1 硬件系统详细设计 9 4 2 软件方案规划设计 10 4 3 计算机仿真软件规划设计 11 4 4 本章小结 11 第五章软件流程框图设计 12 5 1 数据字典 12 5 2软件运行原则 12 5 3 软件总流程框图设计 13 5 4 软件模块流程框图设计 13 5 5 本章小结 15 第六章 软件详细设计软件详细设计软件详细设计软件详 华南理工大学网络教育学院华业论文 设计说明书 II 细设计软件详细设计 16 6 1 软件开发环境 16 6 2 软件模块程序设计 18 6 3 软件主程序设计 28 6 4 软件程序链接 29 6 5 软件调试 30 6 6 本章小结 30 第七章 软件使用说明及运行测试 31 7 1 软件运行环境 31 7 2 软件使用说明 31 7 3 软件运行 31 7 4 软件测试 34 7 5 本章小结本章小结本章小结 35 第八章设计难点及解决方法 36 8 1 逻辑设计难点 36 8 2 软件设计难点 36 8 3 本章小结 36 结论 37 致谢 38 参考资料 39 摘 要 III 摘要摘要 当今世界科技发展一日千里 计算机技术的发展更是走在时代的前端 围绕着以计 算机技术为核心的一系列软件 产品 系统应用也像雨后春笋一样不断推陈出新 随 着计算机技术不断发展和进步 各行各业的工业自动化生产也在不断的发展和壮大 机器劳动代替人手劳动正逐渐成为发展潮流 在电能表测试 计量行业中 传统测量方法是以人手操作为主 这样的生产方式造 成生产效率低 管理成本高 该问题正成为困扰行业发展的主要问题 随着计算机技 术的发展以及新材料的应用 自动检测电能表的生产方式代替人手操作成为了可能 电能表自动检测流水线也因此应运而生 在电能表测试 计量行业中的电能表自动检测流水线还都处于试运行阶段 都存在 着各式各样有待解决的问题 目前电能表自动检测流水技术方案主要有环形和一字型 结构 这两种结构有着其共同的优点是设计生产简单 产品运动方向单一性 运动逻 辑功能简单不易出错 而缺点是资源可重复利用率低 占地面积大 维护性和可扩展 性差 基于目前电能表自动检测流水线存在的问题和缺点 我们提出了采用 F 型结构的 电能表自动检测流水线全新理念 该结构能很好的解决资源可重复利用率低 占地面 积大 维护性和可扩展性差等问题 本设计中我通过叙述整体系统方案结构 然后结合计算机程序分析技术手段 对 F 型结构电能表自动检测流水线进行模拟现场运行环境仿真技术设计 以分析论证 F 型结构的电能表自动检测流水线是否能应用在实际中应用 关关键键词词 电能表 流水线 仿真 逻辑 自动控制 华南理工大学网络教育学院华业论文 设计说明书 IV ABSTRACT Today s world science and technology development at a tremendous pace and computer technology development is also walk in the front of The Times Around to computer technology as the core of a series of software product system application also like popping new constantly as Along with the computer technology development and progress and all walks of life of industrial automation production is also in constant development and grandness machine labor instead of hand labor is becoming development trend In watt hour meter test measurement industry the traditional measuring method is mainly manually such forms of production efficiency is low the production management cost is high the issue is a problem in the development of the industry the main problem With the development of computer technology and the application of new materials automatic measurement watt hour meter production way replace manually become possible watt hour meter automatic detection line thus arises at the historic moment In the test measurement industry watt hours meter automatic detection line also are in commissioning phase there are all kinds of problems to be solved Currently watt hour meter automatic detection water technical scheme mainly ring and one word structure These two kinds of structure has its common advantage is simple product design and production of moving direction oneness sports logic function is simple easy wrong And shortcoming is resources can be repeated utilization rate is low covering an area of large poor maintenance and expansibility Based on the present watt hour meter automatic detection line problems and shortcomings we have proposed using F type structure watt hour meter automatic detection line new ideas this structure can be a very good solve resource repeatable utilization rate is low covering an area of large poor maintenance and expansibility This design through my whole system scheme described then combines computer program structure analysis technology of F type structure watt hour meter automatic detection line is simulated running environment of the scene simulation technology design by analysis F type structure watt hour meter automatic detection line if you can application in practice Keywords Watt hour meter Flow line Simulation Logic Automatic control 第一章 绪论 1 第一章绪论第一章绪论 本论文介绍了 电能表测量行业的概况 基于目前行业概况而形成的 F 型结构电能 表自动检测流水线设计理念 论文分析了 当前电能表自动检测 1 流水线的优点及存 在问题 以及 F 型结构电能表自动检测流水线是如何针对存在的问题和不足 从而那 几方面着手针对性的改进设计 论文首先 分析了当前主要的两种电能表自动检测流水线概况 再以比对形式介绍 F 型结构电能表自动检测流水线设计思路及整体结构 由系统到局部 由整体到模块 的分层形式分析和介绍 F 型结构电能表自动检测流水线设计的方案形成的过程 论文着重点在于介绍 计算机仿真 2 F 型结构电能表自动检测流水线技术程序 以 及该的编写工作是如何展开的 详细的描述了采用基于 Visual C 6 0 3 技术环境编 写的仿真程序的整个过程 通过计算机仿真程序的正常有效的运行来证明 F 型结构电 能表自动检测流水线技术方案是可行的 1 1 系统设计背景 科技发展日新月异 计算机技术的发展速度更是迅猛 无论是硬件还是软件都 是芝麻开花节节高 计算机技术的发展给人们的生活带来了飞跃式的改变 围绕 着以计算机技术为核心的一系列软件 产品 系统应用给现代的社会带来了革命性的 变化 随着计算机技术不断发展和进步 儿时的梦想机器人时代也几乎触手可及了 智能化 自动化的生活方式正一步步的迈入人们的生活当中 在生产领域 如何提高 生产效率 降低劳动成本成为了各行各业的工业自动化生产线 7 也在不断的发展和壮 大的主要动力 机器劳动代替人手劳动正逐渐成为生产方式的主流 在我所处的电能 表测试 计量行业中 自动化的生产方式也在逐步形成 电能表在生产长家的生产过程中 电力公司把电能表安装到用户家中使用之前 都 必须要经过检测是否该表是否计量准确这一环节 传统的测试 计量方法是以人手操 作为主 电能表是通过人手安装 接线方式把被检表固定在传统的电能表校验设备上 进行检测 这样检测方式的生产效率是非常低的 劳动力集中 管理成本高 就检测 效率低 人为误判率高等问题也正成为困扰行业发展的主要问题 如何和提高电能表 的检测效率问题 也被各公司提到工作日程议案当中了 特别是未来 5 到 10 年国家将 逐渐以新的智能电表代替传统机械式的电能表 更新换代的数量非常庞大检测的项目 也比以前机械式的电能表多 100 多项检测项目以上 检测 校验电能表工作的任务之 重可想而知 为了降低工人劳动强度 提高生产效率 以自动检测电能表的生产方式 的转型也迫在眉睫 在此国家有关部门也做了许多相关的工作以便自动检测电能表的 检测方式成为可能 例如北方电网公司和南方电网公司都相继的制定并颁布了智能电 华南理工大学网络教育学院华业论文 设计说明书 2 能表的标准 使到电能表的技术参数 外形尺寸等都有统一的标准 不再像以前那样 电能表的外形 参数千姿百态 严重的阻碍了自动检测电能表的工作开展 这次的电 能表标准统一并颁布实施 为自动检测电能表工作扫平了一大障碍 使得自动检测电 能表的工作开展得到了保证 自动检测电能表系统是电力测量行业未来的一种发展必 然趋势 目前国内相关的自动化设备配套技术已发展成熟 因此我们研究的目标就是如何 利用国内现有的自动化设备配套技术与产品 结合最新研究成功地具有国内领先水平 地标准源校验技术实现节约人力 高效 环保 节能的流水线的校验方式与设备 随 着国有资产管理的细化 对于资产流转中的每一个环节 资产的采购到回收报废 的 实时现况均被要求控制 我们认为自动检定流水线应该是营销管理系统的一部分 它 将被向两端延伸 而组成一个完整的系统 引用 广州市格宁电气有限公司 YCATS 智 能电能表全自动检定流水线新产品介绍 电能表统一标准的制定并颁布实施 计算机技术的发展以及新材料的应用等一系列 外在因素的配合下 以自动检测电能表的生产方式代替人手操作成为了可能 电能表 自动检测流水线也因此应运而生 并且在该行业中有着百家争鸣 百花齐放的景象 自动检测系统都是基于计算机控制 管理 协调调度的自动流水线应用技术 不过在 电能表测试 计量行业中的电能表自动检测流水线还都处于试运行阶段 都存在着各 式各样有待解决的问题 目前电能表自动检测流水技术方案主要有环形 如图 1 1 和一字型 如图 1 2 结构 这两种结构有着其共同的优点是设计生产简单 产品运动方向单一性 运动逻 辑功能简单不易出错 而缺点是资源可重复利用率低 占地面积大 维护性和可扩展 性差 图 1 1 环形电能表自动检测流水线 自动检定流水生产线平面布局图 耐压单元 检定单元 检定单元 检定单元 检定单元 检定单元 检定单元 检定单元 检定单元 上料通道 下料通道 备注说明 1 生产区占地面积33平方米 11米x3米 其中设备占地面积18 75平方米 8 58米x2 186米 2 耐压单元 耐压试验装置 3 检定单元 电能表的自动检定试验 4 现场监控中心 管理调度控制 分配检定任务 5 条形码扫描 识别记录电能表身份信息 6 输送箱 电能表自动检定输送通道 7 视觉检测单元 电能表外壳 操作键盘和液晶显示等 8 不合格表分拣单元 根据电能表身份信息把检定不合格的电能表分拣出来 9 贴标 加封 粘贴合格标签 封印加封 10 气源存储单元 生产 存储为气动机械执行机构提供的气源 11 周转箱输送线 自动上料区的空周转箱输送到下料区 生产通道 检修 维护通道 条形 码扫 描 不合 格表 自动 分拣 下表 装箱 下表 装箱 合格表 不合格表 条形 码扫 描 上料缓冲输送箱 现场监控 中心 气源储存 单元 贴标 加封 拆箱 上料下料 包装 周转箱输送线 输送箱 耐压单元视觉检测 图 1 2 一字形电能表自动检测流水 第一章 绪论 3 基于目前电能表自动检测流水线存在的问题和缺点 我们提出了采用 F 型结构的 电能表自动检测流水线全新理念 该结构能很好的解决资源可重复利用率低 占地面 积大 维护性和可扩展性差等问题 F 型结构电能表自动检测流水线的电能表运动传输 方式是基于立体交通方式工作 类似于十字路口交通红绿灯通行方式 存在的棘手问 题就是逻辑功能复杂 检测品电能表的运动方向是双向的 与流水线单一方向运动性 传统理念是有相异的地方 所以必须有清晰的逻辑控制思路及可靠的硬件控制部件组 成系统 是该系统能否真正的运行起来的最有力的保障 系统机构图 如图 1 3 整 个系统就是由直线传输单元 能缓存 8 个电能表 转向台单元 十字交通岗每次只能 通行 1 只表 电能检定测试单元 每单元配传输装置 等三个基本组件组成 如图 1 3 工位1 工位2 工位3 工位4 工位5 工位6 工位7 工位8 待检表 进线口 检定表 出线口 生产线1 生产线2 生产线8 工位1 工位2 工位3 工位4 工位5 工位6 工位7 工位8 工位1 工位2 工位3 工位4 工位5 工位6 工位7 工位8 直线传输单元 直线传输单元 直线传输单元 转向台单元 转向台单元 转向台单元 直线传输单元 转向台单元 工位1 直线传输单元 转向台单元 交通岗 检测单元 图 1 3 F 型结构的电能表自动检测流水线 由于采用了模块化拼装组成系统的设计方案 使得该系统具有可扩展性好 安装维 护方便 组线灵活 占地面积小等优点 同时由于该方案是采用一表一源检测方法 一套检测装置每次检定一只电能表 不同于其他类型流水线系统每次检测 8 到 24 个电能表的检测方式 避免了当一只电能表不合格影响到其他电能表的测试 从经济 的角度出发成本会相对提高了 但从生产效率及故障维护等方面考虑该方案又是具有 不可比拟的优点 而且这种检测方式更符合流水线一一对应检测工作原则 1 2 系统设计方法 本论文设计中我主要是通过编写计算机仿真程序 2 分析技术手段 对 F 型结构电 能表自动检测流水线进行模拟现场运行环境仿真技术设计 结合对整体系统方案结构 组成方式 工作原理详细叙述 以分析论证 F 型结构的电能表自动检测流水线能否在 实际中应用起来 工作原理描述 整体框图设计 局部框图设计 工作流程图设计等 华南理工大学网络教育学院华业论文 设计说明书 4 一系列项目工程设计手段展开对整个系统的详细设计及分析论证 同时由于 F 型结构 电能表自动检测流水线是基于以三个基本单元为核心组成的电能表自动检验系统 所 以模块化硬件设计及模块化软件设计是本系统最重要的基本构成部分 软件的测试是 系统是否合理的一个重要组成环节 也是在方案设计阶段对系统有效性验证最直观 有效的技术手段 在编写框图 原理 仿真程序文件的同时 编写测试 软件使用方 法说明 在仿真程序中加入适当的故障点试验功能以验证该类型结构的在逻辑纠错处 理能力方面是否存在缺陷 并对其进行答辩式的叙述如何处理故障点的出现也是本设计 不可缺少的一个重要环节 1 3 系统设计内容 对 F 型结构电能表自动检测流水线进行功能需求分析及可行性分析 以及功能模块 如何搭建的详细分析 以论证其系统设计的是否有必要性及实用性 对系统结构进行设计确立流线控制原则 方案 包括逻辑上的设计 基本逻辑功能 的描述 F 型结构电能表自动检测流水线总体的规划设计包括硬件的概要设计 各模块 组件的组成 控制网络的组成等 软件概要设计 整个系统所使用的软件组成 计算机仿真程序的概要设计 F 型结构电能表自动检测流水线系统的详细设计 系统功能框图的绘制 硬件系统 的详细设计 各功能模块的描述 控制回路的描述 软件详细设计 整个系统各个 组成部分的软件的设计描述 计算机仿真程序的整体规划设计 计算机仿真程序软件流程框图的设计 数据字典的定义 软件运行的逻辑原则定义 软件主程序流程框图的设计 软件模块程序流程框图的设计 软件模块数据接口变量 的定义说明 软件的详细设计 软件的开发环境 采用技术是基于 Visual C 6 0 环境 软 件模块程序 主程序 程序的模块间接口链接 软件的调试等过程的详细描述 软件使用说明及运行测试方法的文件编写 以及对计算机仿真程序进行详细的功能 测试 1 4 系统设计计划 查找 整理资料 首先进行需求分析及可行性分析 确立流线控制原则 方案 完成系统的概要设计 定义数据字典 绘制工作流程图 编写计算机仿真主程序 模块程序 及编写用户界面 计算机仿真程序软件调试 编写计算机仿真程序的使用说明及测试方法 计算机仿真程序测试 总结心得体会 准备方案答辩的 PPT 文稿 1 5 本章小结 第一章 绪论 5 本章通过对了 F 型结构电能表自动检测流水线仿真软件的来源与背景进行了说明 在此基础上 叙述了本文研究的主要目的和实际意义 论文的设计内容以及设计过程 是如何展开的 第二章 系统需求 可行性分析 6 第二章系统需求 可行性分析第二章系统需求 可行性分析 系统需求 可行性分析主要是对对 F 型结构电能表自动检测流水线进行功能需求分 析及可行性分析 以及功能模块如何搭建的详细分析 以论证其系统设计的是否有必要 性及实用性 2 1 系统功能需求分析 市场需求 4 目前在电能表测试 计量行业中的电能表自动检测流水线还都处于 试运行阶段 都存在着各式各样有待解决的问题 目前电能表自动检测流水技术方案 主要有环形和一字型结构 这两种结构有着其共同的优点是设计生产简单 产品运动 方向单一性 运动逻辑功能简单不易出错 而缺点是资源可重复利用率低 占地面积 大 维护性和可扩展性差 因此 电能表自动检测流水线技术方案应做到具有系统完 整 先进 安全 可靠 灵活 可扩展和易维护等优点 硬件功能需求 电能表自动检测流水线要求能实现以下的基本功能 由总控计算 机自动下达自动检定方案任务开始 由自动立体仓库库系统将电能表输送到系统的直 线传输单元进入系统 身份识别 定位 接线 按编程开关 插卡 检验 送回立库 接口等一系列全自动作业 检验功能主要实现电气和外观检查试验 耐压试验 误差 检定 走字试验 费控功能 日计时误差 潜动等检定项目的全自动完成 实现全过 程的自动化 智能化 敏捷化 使电能表检定实现了无人化作业 针对目前电能表自 动检测流水技术方案存在的不足 对于硬件上的需求主要是必需使到系统的组成是 模块化设计 只有模块化设计组成的系统 像搭积木方式 采能具有很好的可扩展性 维护方便及占地面积小等优点 软件数据需求 在软件 数据方面同样需要采用模块化设计 用户接口 校验测 量 电能表输送调度等软件均采用模块化独立运行 之间采用接口通讯方式 这样就 能很好的解决了系统扩展及兼容性 同时每个软件再进行模块化细化拆分设计 例 如用户接口软件采用 B S 结构 用户只要有一台能上网的电脑 在任何地方进行操作 而不需安装任何专门软件就能下达生产任务以及监控管理现场 客户端免维护 系统 扩展非常容易 而管理软件则是由多个子系统软件组成 可以划分为三个层次 系统 管理层 应用服务层 作业系统层等 2 2 可行性分析 经济可行性 4 当今社会物价通涨 管理及生产成本日益严峻的今天 自动检测 流水线能有效的降低生产及管理成本 大大提升了生产效率 实现企业创造价值最大 化 可以让在企业保持盈利的继续增长 提升企业市场竞争能力 实现可行性 系统的组成是基于模块搭接而成 所以只要把模块设计好这一大前提 做好 做足充分的细化设计工作 系统的总体拼装就能有很好的保障 无论是系统的 硬件组成还是软件架构的搭接都能非常高效的组装 计算机仿真软件编写的可行性 由于计算机仿真软件的编写采用技术是基于 第一章 绪论 7 Visual C 6 0 环境下实现的 在做好逻辑框图及设计逻辑原则 数据定义等充分设 计及论证分析工作后 仿真软件能有效运行也就得到很好的保证 2 3 本章小结 本章首先针对电能表测试 计量行业中各式各样有待解决的问题展开了可需求分 析 接着对硬件 软件数据进行需求分析 最后进行可行性分析 为该仿真软件的开 发提供了可行的理论依据 第三章 系统的总体设计 8 第三章第三章系统的总体设计系统的总体设计 3 1 系统硬件概要设计 流水线系以极稳定的标准源为核心的高效的校验系统 以及直线传输单元和转向台 单元为基本部件组成的系统 如图 1 3 采用 一表一源的并行异步 校验方式 一 表一源的校验方式将是个性化 柔性化的终极体现 每个校验模块均可下载不同校验 方案独立完成校验任务 校验模块间的独立 组线与组线间的独立真正实现了根据校 验量的 潮汐 适量接入或退出 实现了灵活组线 易扩展 便维护 绿色环保的设 计理念 电源 校验 机械运动三大硬件组成基本部件独立设计及布局 互不干涉提 高系统的可靠性 3 2 系统软件概要设计 流水线是应用新技术 采用先进成熟的软件技术 和各种计算机组成的网络系统所 构建的的先进系统 它是未来的一种发展趋势 软件是流水线的重要组成部分 作为 不可或缺的角色 软件的设计亦要提现流水线的可靠 稳定的特点 它要充分体现我 们系统设计的先进性 同时也要从安全 可靠 模块化 开放性 易维护性 实用性 和经济性来考虑软件的设计 3 3 计算机仿真软件概要设计 计算机仿真软件 采用技术是基于 Visual C 6 0 环境下 编写数据字典 流程 框图 接口定义等 在做好充分的前期工作后才开始编写模拟 F 型结构的电能表自动 检测流水线实际运行仿真程序 同时在适当程序软件适当位置加入参数设置和嵌入错 误检测点方式验证该类型结构的在逻辑纠错处理能力 以验证 探究 F 型结构的电能 表自动检测流水线是否能在实际中应用 编写软件使用测试说明 3 4 本章小结 本章主要对 F 型结构电能表自动检测流水线的概要设计作出了说明 确定了仿真 软件的主要功能的概要设计 为 F 型结构电能表自动检测流水线仿真软件的设计指明 了方向 第四章 系统详细设计 9 第四章第四章系统详细设计系统详细设计 4 1 硬件系统详细设计 流水线系以极稳定的标准源为核心的高效的校验系统 如图 4 1 5 以及直线 传输单元 如 图 4 2 和转向台单元 如图 4 3 为基本部件组成的 F 型结构电 能表自动检测流水线系统 如图 4 4 图 4 1 智能校验单元 图 4 2 直线传输单元图图 4 3 转向台单元 图 4 4 F 型结构电能表自动检测流水线系统 硬件制系统按系统功能分应由以下三大部分组成 现场控制中心 智能校验单元 输 送单元 按传输类型分为网络系统 电源系统两大部分 现场控制中心 完成生产任务的下达 派送 现场逻辑控制 数据上传等工作 主要 由服务器 生产线调度工控机 6 PLC 控制器等组成 智能校验单元 自动完成对电能检验的各项工作 主要由标准源组成 输送单元 7 系统的基本传输单元 负责对电能的运输传送工作 把电能表自动从立 体仓库输送到智能校验单元 再把校验完成的电能表运送回立体仓库 由立体仓库根 华南理工大学网络教育学院华业论文 设计说明书 10 据上传数据分拣 存储 主要由直线传输单元和转向台单元组成 电源系统的连接采用三相电源供电 分相供电的方式 以达到平衡合理利用电网电 源 网路系统采用总线形与星形混合结构 现场控制中心生产线调度中心之间采用总 线结构 生产线调度中心与智能校验单元间则采用星形结构 选用交换式以太网技术 传输数据 所有机械运动控制为确保运行稳定安全均采用 PLC 控制器控制运动轨迹 机械控制调度通讯方式采用 485 总线方式传输控制数据 与总网络的接口选用 485 转 以太网模块进行转接 电源 网络系统组成框图 如图 4 5 图 4 5 电源 网络系统组成框图 4 2 软件方案规划设计 软件方案规划设计要体现在以下几方面 其一以模型为驱动的开发方式 其二采用 流行的设计方法 符合潮流的软件结构 其三运用先进的设计和开发工具 MDD model driven development 的开发方式将贯穿流水线软件的开发的整个过程 甚 至也可以应用在硬件开发方面 软件简单分上下两层结构 运用多种开发平台 采用 不同的软件结构 使用混合编程语言编程 上层的用户软件是多层结构 以 Browser Server 8 结构为主 下层的面向流水线 应用程序结构以 C S 结构为主 底 层的软件设计以硬件驱动为主 以 DLL 方式提供 如图 4 6 第四章 系统详细设计 11 Internet 系统管理层 应用服务层 作业系统层 操作员 经理 监控系统 使用浏览器 IIS应用服务器 数据库服务器 主数据库 Firebird 备份数据库 Firebird MOXA 2MOXA 1 主控计算机 检定模块 检定模块 检定模块 耐压模块 传输装置 机械手装置 条码扫描装置 视觉识别系统 用户界面 浏览器 应用服务数据服务 用户界面 浏览器 流水线作业 主控软件 线控模块 检定软件 条码和视觉识别传输控制机械手控制 耐压控制 图 4 6 软件架构框图示意图 从示意图看 上层软件由应用服务和数据库服务为核心 用户通过浏览器来实现软 件的界面 而左边的 浏览器 是为实现特殊功能的另一种 B S 的实现 解决监控 部分数据刷新的问题 下层由主控软件和检定软件构成 底层面对流水线各个功能模 块 底层软件将以硬件驱动的动态链接库提供 软件的开发将采用 rational rhapsody 作 为主要设计工具 混合多种平台进行开发 主要包括 Delphi 7 VS2008 两种平台 如 果想得到很友好的界面显示效果可以使用 C 等先进的开发平台 4 3 计算机仿真软件规划设计 计算机仿真软件采用技术是基于 Visual C 6 0 环境下编写完成的程序 程序主 要由四大功能框图组成 逻辑控制 数据输入输出 显示界面 程序测试嵌入模块等 三个模块部件构成 系统框图 如图 4 7 系统逻辑控制 逻辑运行显示 运行参数输入 软件测试输入 图 4 7 计算机仿真软件功能框图 逻辑控制 主要负责调度和协调电能表的传输运送工作确保电能表被有效运输到达 目的地 数据输入 设置电能表检测时间 电能表的运送速度 每只电能表进入生产线的时 间间隔等参数设置输入 数据输出 输出仿真软件运行中每个基本组件的当前状态 例如如每条 F 型生产线 的已经检测电能表的数量 待检表数量 直线传输的电能表缓冲数量 转向台运动方 向等等基本信息 4 4 本章小结 本章根据前面章节的设计说明对 F 型结构电能表自动检测流水线的硬件 及仿真 软件的详细设计进行说明 采用图示方式说明 描述了各功能组成部分的详细框图 为仿真软件的程序编写及界面设计提供原型参考 第五章 软件详细设计 12 第五章第五章软件流程框图设计软件流程框图设计 5 1 数据字典 应用软件 8 为解决某一应用领域问题而设计的软件 数据结构 9 是数据的组织形式 反映数据之间的关系 但不涉及数据的具体内 容 算法 是指为解决某一问题而规划的一系列有次序且明确的步骤 作业 指用户提交的任务 包括用户程序 数据及其作业控制流程 流程图 2 指利用简明的图形符号来表示程序问题的步骤和方法 流水线 8 是指将生产线中的各个功能部件所要完成的操作分解为若干操作步 中断 8 指程序允许过程中出现某种紧急事件需要处理而暂停现行程序执行 并 装载执行处理此事件的逻辑模型 死锁 8 是指两个或两个以上的进程因请求资源得不到满足而无休止地相互等待 使这些进程都不能继续执行的一种现象 缓冲区 临时存放数据或其他物品的区域 标准源模块功能 标准功率源 表位控制及网络通讯 传输模块功能 独立双向传输并可用于功能区连接 进表 把待检的电能表从输送线上送入检定单元 出表 把检验完成的电能表从检定单元送出到输送线上 进线 把待检的电能表从立体仓库送入自动检测流水线上 出线 把检验完成的电能表从自动检测流水线送回立体仓库 5 2 软件运行原则 1 直线传输单元运行原则 进线直线传输单元每次步进一只表距离 只有前工 序再送入 1 只表才前进一只表的距离 出线直线传输单元不受此限制 只要有表且不 存在输送线阻塞就一直把表送到目的地 每个直线单元的电能表缓冲数量是 8 只 2 转向台单元运行规则 转向台只能旋转 90 度角 转向台电机是可以正反向转 动的 当两个方向同时申请把电能表输送到转动台上时 和转向台同方向者优先 转 向台每次转动 传输时间是 3 秒 而单纯传输电能表经过转动台时间是 0 5 秒 3 检定台单元运行规则 检定台的输送带每次只能传输 1 只电能表 检定台每 次只能测量 1 只电能表 电能表每次从检定台的输送带进入检测测试架的时间为 4 秒 出表时间相同 电能表的检测时间从 5 分钟到 70 分钟不等 4 系统的总调度原则 每 8 个检定台单元 3 个直线传输单元 2 个转向台单元组 成 1 条 F 型电能表自动检测线 当有进表和出表同时申请时 优先进表 每次只能进 或出 1 只电能表 多组 F 型电能表自动检测线组合成大系统时 采用后优先原则 也 就是位置靠后的 F 型电能表自动检测线有优先获取待检表权利 第五章 软件流程框图设计 13 5 3 软件总流程框图设计 开始 初始化变量 初始化界面 Y按键输入数据运行结束 是否在运 行状态 调度第i条F型生产 线逻辑程序 是否执行 完所有F线 逻辑处理 Y N Y N 刷新变量参数停止运行 Y 输入变量参数 Y 启动运行 Y 图 5 1 主程序流程图 5 4 软件模块流程框图设计 记录线待检表数量 记录线已检表数量 记录空闲校验工位 数量 记录校验工位数量 记录校验完成工位 数量 第i位输送箱是 否繁忙 Y置繁忙标志退出 N 第i位输送箱是 否有表 Y 是否待检表 N置空闲标志退出 Y本工位空闲 Y N i 1 i 最大工位 置繁忙标志退出 Y N N 传输线运送电能表调度逻辑 图 5 2 传输线运送电能表调度逻辑图 华南理工大学网络教育学院华业论文 设计说明书 14 F线1号工位流程图 输送箱有空退出N Y 输送箱有表Y N 本位检验完成 N Y 置4秒繁忙 清空表位标志 输送箱置有表标志 退出 已检表Y N 本工位有需求 Y 置4秒繁忙 置表位时间倒数 4 清输送箱标志 退出 后工位有步进 需要 退出N Y N 置进位标志 缓冲区有表 Y 缓冲 1 记录表数 N 输送箱标志记录表 数信息标志 Y 置1秒步进繁忙 退出 N 是否大于4000 只表 Y停止进表 待检大于等于 空闲 NY 本位检验空闲 N Y 图 5 3 F 线第 1 号工位流程图 F线第i号工位流程图 输送箱有空退出N Y 输送箱有表Y N 本位检验完成 N Y 置4秒繁忙 清空表位标志 输送箱置有表标志 退出 已检表 Y N 本工位有需求 Y 置4秒繁忙 置表位时间倒数 4 清输送箱标志 退出 后工位有步进 需要 退出N Y N 置进位标志 上工位有进位 标志 Y 取消上工位进位标 志 输送箱标志复制上 位标志 Y 置1秒步进繁忙 退出 N 把本工位表 的信息复制 到进位标志 里面 图 5 4 F 线第 i 号工位流程图 第五章 软件流程框图设计 15 F线最后工位流程图 输送箱有空退出N Y 输送箱有表Y N 本位检验完成 N Y 置4秒繁忙 清空表位标志 输送箱置有表标志 退出 已检表 N 本工位有需求 Y 置4秒繁忙 置表位时间倒数 4 清输送箱标志 退出 Y 合格表 不合格记 录 清本输送箱记 录信息标志 上工位有进位 标志 N 溢出记录 1 清本工位标志 Y 取消上工位进位标 志 输送箱标志复制上 位标志 Y 置1秒步进繁忙 退出 N 图 5 5 F 线最后工位流程图 5 5 本章小结 本章主要描述了仿真软件的需要用到的数据定义以及软件运行原则 绘制了仿真 软件的总体流程框图 以及各个流程模块的子流程框图 第六章 软件详细设计 16 第六章第六章软件详细设计软件详细设计 6 1 软件开发环境 计算机仿真 F 型结构电能表自动检测流水线技术的仿真程序软件采用技术是基于 Visual C 6 0 环境下编写完成 程序执行过程主要采用事件触发 3 方式运行例如运 行完成事件 键盘事件 鼠标事件等等触发逻辑执行处理方式编写该程序 模块间的 通讯及参数传递 10 采用访问公共变量方式传递信息 软件变量原始数据依据 主要是依据我们实际的工作经验得出的变量数据结果 例 如检定工位的检测时间为 10 分钟 在我们的检测经验值 1 只电能表的检测时间大约为 9 分钟左右 转台的旋转 90 度时间约为 4 秒 如果旋转快了 电能表会发生漂移乃至 甩到转台外部 电能表的运输传送速度为每秒 0 3 米会比较合适 每只表宽为 0 15 米 所以一个表位的步进时间约为 0 5 秒 时间再快就会造成电能刹车距离不足的问题 等等 软件运行的参数均来源于实际的工作经验总结中得出的参考数据 变量定义 以下是部分公共变量的定义 int V time 120 x0 5S 60 秒耐压 int C time 1200 x0 5S 600 秒工位检测时间 char Z time 转台时间 4 秒 char S time 一个工位步进时间 0 5 秒 char Q time 取表时间 3 秒 char M time 机械手抓表 压接时间 8 秒 int CHECK STORE 出库 int OK STORE 进库 合格 int BAD STORE 进库 不合格 int WORK TIME 总的校验工作时间 int ZT TIME 转台转动次数 char Line1 2s 转台 数量记录 char Line1 2t 转台 时间记录 16x0 25s 4s 转动一次 生产线 1 变量定义 char Line1 ij 级联进位标志 char Line1 oj 输出级联进位标志 char Line1 cj1 设定抽检数 char Line1 cj2 实际抽检 int Line1 cj3 实际进表数量 第六章 软件详细设计 17 char Line1 1s 进数量记录 char Line1 1t 进时间记录 2x0 25s 0 5s 步进一步 char Line1 3s 出数量记录 char Line1 3t 出时间记录 2x0 25s 0 5s 步进一步 char Line1 5s 出缓冲数量记录 char Line1 5t 出缓冲时间记录 2x0 25s 0 5s 步进一步 char Line1 os 线上出数量记录 char Line1 ot 线上出时间记录 2x0 25s 0 5s 步进一步 char Line1 is 线上进数量记录 char Line1 it 线上进时间记录 2x0 25s 0 5s 步进一步 char Line1 es 检测工位数量记录 int Line1 et0 240 x0 25S 60 秒 工位 1 耐压 int Line1 et1 2400 x0 25S 600 秒工位 2 检测时间 int Line1 et2 2400 x0 25S 600 秒工位 3 检测时间 int Line1 et3 2400 x0 25S 600 秒工位 4 检测时间 int Line1 et4 2400 x0 25S 600 秒工位 5 检测时间 int Line1 et5 2400 x0 25S 600 秒工位 6 检测时间 int Line1 et6 2400 x0 25S 600 秒工位 7 检测时间 int Line1 et7 2400 x0 25S 600 秒工位 8 检测时间 int Line1 wt0 工位 0 的校验工作时间 int Line1 wt1 工位 1 的校验工作时间 int Line1 wt2 工位 2 的校验工作时间 int Line1 wt3 工位 3 的校验工作时间 int Line1 wt4 工位 4 的校验工作时间 int Line1 wt5 工位 5 的校验工作时间 int Line1 wt6 工位 6 的校验工作时间 int Line1 wt7 工位 7 的校验工作时间 软件界面 主要采用传统 Windows 风格界面 3 界面设计框图 如图 6 1 华南理工大学网络教育学院华业论文 设计说明书 18 图 6 1 软件运行界面 测试事件 采用提前完成电能表检测时间方式 使自动检测流水线不断进 出表 使到整个流水线繁忙起来 6 2 软件模块程序设计 1 初始化变量模块程序 每次启动仿真程序时 首先把需要用到的变量初始化数值 使其有确定的状态 以确保程序能正常的启动运行 KillTimer 1 逻辑节拍步伐时钟停止 for i 0 i 128 i j i 0 显示变量参数清零 CHECK STORE 6000 出库表数量初始化 OK STORE 0 进库 合格 BAD STORE 0 进库 不合格 WORK TIME 0 总的校验工作时间 bad ls 0 坏表抽查记录复位 V time 120 120 x0 5S 60 秒耐压 C time m srjcsj 120 1200 x0 5S 600 秒工位检测时间 Z time 8 转台时间 4 秒 S time 1 一个工位步进时间 0