链球菌相关疫苗研究进展

第1章绪论1.1研究课题的目的与意义时间不在与你拥有多少，而在于你怎样使用，每个人拥有的时间都是有限的。闹钟就像是一个标志，来标出来不存在与现实物质世界的一个东西，时间。闹钟自己本身是没有任何意义的，是时间给予了它意义就像空间，时空，尺等，都是被给予了意义。通过本三菱PLC定时闹钟的设计与实现，让我更好的掌握了GXWorks2，GTDesigner3和GTSimulator3的使用，更熟悉了编程思路和仿真的方法，更加了解了时间一去不复返的道理，更加珍惜时间。20世纪末的时候，由于电机技术飞速发展，各个领域几乎都弄的到电子产品，他使得电子技术更加快的发展。时间对于人来说非常宝贵，如果因为一件小事而忘记了一个非常重要的事，就会后悔。比如，医院的护士给病患检查，每隔5分检查一次，却因为不知道时间到没到，而错过了检查导致病患死亡。所以定时闹钟被发明了出来，可以有效的提醒人们时间到了该干事了，就不会发生很多不该发生的悲剧。现在社会钟表话的时间更加又助于人们的生活，比如说，火警警报玲，定时开关的灯，定时开关的太阳能灯等。所以研究定时闹钟和对其进行推广，对社会具有很大的意义。1.2闹钟的发展1787年，美国人LeviHatkin做了他的第一个闹钟。这个闹钟每天早上四点响。Hatkin先生每天都醒着的时候。所以这个闹钟不能随时响。第一次-更适合客户闹钟也是在美国诞生的。1956年，美国通用电气制造了类似于现在的闹钟。听到声音后，你必须按一下-停止。不要五分钟后铃声就会响起。七月二十七日金日成了上海第一家制造闹钟的公司。Nissan最初用的钻石有30到40种动物。商标主要在东南亚和其他国家销售。28年来，常明钟厂开始生产常明钟品牌的闹钟。远东钟表厂和私人土地上的钟表厂制作了火车车号和马蹄号的闹钟。上海解放前夕有四个人。家庭闹钟一年有过200名员工生产30952台。新中国成立后，闹钟变成了农村、工厂和军队国内广泛使用的定时器工具很快发展出工厂的闹钟生产，1952年达到7万500年的年产量。1952年至1953年，亨得利钟厂、亨得利钟厂、大灯钟厂和东钟厂均于1956年开始生产在远东的钟楼上。1957年，整个行业的召回率急剧上升，首次突破100万桶，每年生产120万桶1958年，大光忠工厂每天生产850台三轮车那是九月，在远东的钟表匠制作了一个三条腿的音乐闹钟这是地球上第一个三叉树系统1960年，他们有191.05万个，占全市4260万个闹钟中的44.99%--当警报响起的时候每天加一分钟，质量在60年代是国际先进的1964年，7秒钟的开场音乐然后是13秒的戏剧性，脆脆的"双球"时钟，特别适合老年人使用，病人使用众包这个工厂也是第一个在纸上打印时钟的人有一只鸡的尸体，然后用活鸡的头，由内核驱动的取消资格每秒，真实的画面，在地球内外欢迎来到市场，然后他们开发了一个带有两个动作的闹钟:乒乓球，熊猫，米老鼠，杂技演员，猫头鹰，金鱼等等变成了一个活跃的产品。1974年，上海贝尔工厂是1981年第一个展示日历的闹钟此外，它还提供闹钟显示日历和日历，以填补家用报警业的空缺，1988年，这款产品获得了国家银品质价格此外，比一般的闹钟更复杂的8天，15个钻孔的机械闹钟，1959年在大灯制造厂开发出来1964年，我们一天工作8天15小时15小时1965年，长明中昌工厂制造了三天的钻井闹钟1979年，上海的中昌研制出了一种时钟自他们离开七天以来已经有四分钟了1949年至1990年上海钟表厂累计机械闹钟1497.67万台组成上海钟表厂百分之七十八点八五。1.2.1当时闹钟的品牌，款式，形状和主要材质品牌：多维度、贺喜、迪斯尼HELLOKITTY，y魅力/yonko，三兴，公民/西部铁城，节奏，节奏，Timex，北极星，Deco等等。款式潮流型，复古型，现代主题型，童趣型等。形状正方型，长方型，椭圆型，三角形等。主要材质塑料，金属，玻璃，橡胶等。1.2.2消费者对闹钟的形状，颜色，材质和功能的对比。喜欢圆形闹钟的消费者如下图1-1所示图1-1消费者对各个形状闹钟喜爱程度的占比图消费者喜欢的闹钟颜色如下图1-2所示图1-2消费者对各个颜色闹钟喜爱程度的占比图消费者喜欢的材质如下图1-3所示图1-3消费者对不同材质闹钟喜爱程度的占比图1.3研究的内容这次实验设计研究的主要内容是用GXWodks2来编写定时闹钟控制要求：正常启动，设置一个时间使得闹钟能在规定的时间里给出提示，用来提醒使用的人到时间了该做什么事了，并且此闹钟在星期六与星期日的时候不会做出提示。然后通过GTDesigner3来设计程序所需要的定时闹钟的仿真界面，最后用GTSimulator3来模拟我们所编写的程序和界面看是否能按照要求在对的时间里给出提示，次研究已经普遍存在与大家的生活中，成为了不可缺少的一部分。

第2章PLC的介绍2.1PLC的产生美国的一家名字为（GM）的美国通用汽车公司在1968制作出来的第一台可编程逻辑控制器，简称PLC，刚开始制作出来就非常成功的运用到了汽车生产线上。刚制作出的PLC机器只可以进行简单的定时，计数，控制逻辑等功能，后来随着技术的飞速发展，PLC不仅仅可以进行顺序控制还可以进行多重控制等。有一段时间PLC被称为PC，但是因为要与私人计算机有区别所以还是叫做PLC。2.2PLC的组成2.2.1PLC的硬件组成PLC硬件系统的基本结构如下PLC主机由处理器、存储设备(EPROM、RAM)、输入/输出设备、通用PLC的I/O外围设备、通信接口和电源组成，这些组件在同一个盘柜中分别封装在一个PLC模块中，称为模块，这些模块通过机架和电缆连接，主机的每个部分通过总线、控制总线、地址总线和数据总线连接。根据实际控制对象的需要，构成常用外部设备之间PLC控制系统的外部设备包括程序员、打印机、epromwriter等，可以配置与计算机和组成分布式PLC控制系统的其他PLC通信模块进一步介绍了PLC的各个部分及其功能，以便用户更好地了解PLC的控制方式和工作原理（1）CPU是由处理器控制的PLC控制中心，可进行系统的作业协调，并可让您控制现场所有的装置，包括微处理器和控制器，以执行逻辑运算和数学运算，以及协调系统内的作业控制器的目标是系统地运行整个微处理器的各个部分，其基本功能是读取命令和执行内存中的命令(2)存储PLC包含两种类型的存储:系统存储和用户系统存储用于存储虚拟机管理程序，用户不能访问该存储的内容，用户存储字段用于存储构建的应用程序和工作数据状态存储的用户存储部分，也称为包含输入和输出数据图像、预设计时器/计数器以及当前值和缓冲区的数据存储区，用于存储中间结果PLC存储主要包括以下几种支持者(1)只读存储器(2)可编程只读存储器(3)删除可编程只读存储器(4)电力可清除可程式化的唯读储存装置(5)随机存取记忆体(6)输入/输出（I/O）模块

开关量输入模块

开关量输入设备是各种开关、按钮、传感器等，PLC的输入类型通常可以是直流、交流和交直流。输入电路的电源可由外部供给，有的也可由PLC内部提供。

开关量输出模块

输出模块的作用是将CPU执行用户程序所输出的TTL电平的控制信号转化为生产现场所需的，能驱动特定设备的信号，以驱动执行机构的动作。

编程器

编程器是PLC重要的外部设备，利用编程器可将用户程序送入PLC的用户程序存储器，调试程序、监控程序的执行过程。编程器从结构上可分为以下三种类型。如下图2-1，图2-2，图2-3所示。图2-1简易编程器图2-2图形编程器图2-3通用计算机编程器电源

电源单元的作用是把外部电源（220V的交流电源）转换成内部工作电压。外部连接的电源，通过PLC内部配有的一个专用开关式稳压电源，将交流/直流供电电源转化为PLC内部电路需要的工作电源（直流5V、±12V、24V），并为外部输入元件（如接近开关）提·供24V直流电源（仅供输入端点使用）。驱动PLC负载的电源由用户提供。

外围接口外围接口电路用于连接手持编程器或其他图形编程器和文本显示器，并通过外围接口形成可编程控制器控制网络。可编程控制器采用PC机/PPI电缆或MPI卡通过RS-485接口与计算机连接，可实现编程、监控、联网等功能。2.2.2软件的组成PLC由系统程序和用户程序组成系统程式由PLC制造商设计，并储存在系统记忆体中，使用者无法直接读写或变更系统程式，通常包括系统诊断、输入处理、编译、讯息传送和监控程式PLC是一种基于PLC控制要求的编程语言，最重要的是在PLC编程语言中编写用户程序进行控制，因为PLC是专门为工业控制而开发的设备，其主要用户是电气工程师，其主要编程语言相对于计算机语言来说较为简单、易懂和直观1.图表表单命令结构2.明确的变数常数3.简化的程序结构4.简化应用程序生成过程5.改进的调试2.2.3PLC的基本工作原理PLC扫描分为三个阶段:输入采样阶段、用户程序启动阶段和输出恢复阶段，如下图2-4所示.图2-4PLC扫描的三个阶段1.指定取样阶段在导入阶段，PLC会逐步导入所有输入状态和数据，并将其存储在I/O映射区域中的相应单元中，输入模式完成后，进入用户程序的恢复阶段和输出阶段，输入/输出映射区域中相应单元的状态和数据不会发生变化，即使输入状态和数据发生变化，如果输入脉冲信号，其宽度必须大于一个扫描周期，以确保输入在每种情况下都被导入到海绵中2.使用者程式启动阶段在程序运行期间，PLC总是按自上而下的顺序搜索用户程序(梯形)，每次扫描时，首先扫描的控制电路由左而右的单个接触点组成，然后从上而下更新逻辑线圈的状态，以匹配系统RAM中的位置，刷新输出线圈的I/O映射区域，或者指定是否执行此步骤中指定的特殊指令。影像I/O输入点的状态和资料不会变更，而影像I/O或RAM系统记忆体中其他输出点和软体装置的状态和资料可能会在使用者程式执行期间变更，并且执行结果会套用至使用这些线圈或资料的梯子，而更新的逻辑线圈的状态或资料会延续至下一个扫描周期3.输出还原阶段完成用户程序扫描后，PLC将进入输出恢复阶段，在此期间，处理器将根据相应的I/O映射状态和数据恢复所有输出锁定，然后使用输出电路执行相应的外围设备，这是PLC的实际输出输入/输出延迟.2.3PLC定义强调的几点和特点(1)要便于扩充(2)面向用户的指令要简洁方便(3)专门为特性的设计而生(4)要有逻辑，能进行顺序控制，时间计数(5)与控制系统链接的时候要简单，不能过于的复杂等。特点编程简洁，直观，易懂对于周边的环境要要求很低功能齐全，接口良好2.4PLC的分类按结构形式分类:可分为一体式和模块式如下图2-5所示按功能分类:可分为低，中，高三档三类如下图2-6所示按I/O点数分类:可分为小型、中型和大型如下图2-7所示图2-5s7-200图2-6s7-300图2-7s7-400第3章定时器的选择3.1定时器的分类和使用要点三菱FX2N系列可编程逻辑控制器定时器增加计时，如果条件的线路图是真的。定时器的最后一个值从0增加到当前值达到设定值，定时器工作，十进制定时器分为通用定时器和积分定时器，如表3-1所示定时器的分类，它主要用于时间元素的定时控制。每个如表1所示的定时器都有很多个触点和线圈供使用者使用。编程时，其线圈决定驱动，但用户必须设置其默认值。从上表可以看出，在编程应用中，当选择定时时，还必须确定时间单位，所以在out命令之后，定时必须设置为常数，其定时值可以直接设置为常数K您还可以指定一个地址号，存储在数据寄存器D中的数字k（通常使用十进制数字k，区域k是~32768~32767）作为默认值。您还可以指定一个地址号，存储在数据寄存器D中的数字k（通常使用十进制数k，区域k是~32768~32767）.表3-1定时器的种类和各个的用处定时器类型定时单位定时时间定时器编号通用定时器100ms0.1~3276.7sT0~T19910ms0.01~327.6sT200~T245积算定时器1ms0.001~32.767sT246~T249100ms0.1~3276.7sT250~2553.2定时器的应用解析从上表3-1可以知道单个定时器的最小定时为0.001S最大可定3276.7S，当我们每次想要开始顶闹钟时，多个定时器可以提供最大定时时间间隔，可以通过使用多个定时器串联长延时来实现。当定时器串联使用时，其总设置时间为定时器时间之和。如图1所示，显示了计时时间为1H的梯形图。分析：使用两个0.1S的定时器T14和T1s串联起来给辅助继电器M1当定时启动和停止系统来用。当T14开始计时时，延时1800s后，T14常开触点闭合，使T15能再次延时800s起动。T15常开触点闭合，Y4线圈连接。从x14到Y4的延迟时间输出1800s+1800s=-3600s=1H。如果您需要更长的延迟时间，您需要两个以上的定时器可以完成，如果使用多个定时器，使用定时器和计数器组合电路完成程序似乎有点长。可以延迟2500h的电路它的程序梯形图和序列图显示在下图3-2中。分析：x16断开时，T200和C1在重置状态，它们不工作。当X16通电时，其常开触点闭合，此时T200即使开始当计时达到300S时10毫秒的定时器，当定时时间到了的时候现在的值等于所设定的值常开触点断开，自动复位，T200的电流值回到0.常闭触点连接使其自身线圈再次“通电”开始计时。T200会像这样一次又一次地工作，直的到x16，它会断开连接。根据上述分析，图2顶行是脉冲发生器，脉冲周期等于T200的设定值。产生的脉冲向C1发送一列进行计数，计数30000件（2500h）之后，C1的电流值等于设定值，其常开触点接近。将T200和C1的设定值分别设为TT和C1TC，对于10ms计时器，总计时时间为T=0.01TTTc（秒）。图3-2延时电路程序的梯形图和时序图

3.3接通延时电路如下图3-3所示，以下为为输出口的X１７接通时并且延迟５S输出Y6的程序梯形图和时间顺序图。分析：当端子信号X17通电的同时，X17输出继电器也同时通电，此时常开触点X17闭合，M2继电器通电，此时M２常开触点闭合。输入定时器t201和t210的电流值由0增加到500（t201的设定值为k500，即延时5S），当常开触点ｔ２０１闭合的时候，此时ｙ６会在２０１延时５S后通电，当X18输出端子通电时，M2继电器失去电力，常开触点断开，此时t201定时器就会复位。t201常开触点断开，使输出y6断开。图3-3接通延时电路程序的梯形图和时序图3.3.1延时开关电路图3-4显示了不带自锁按钮的输入x0终端的扩展分时电路梯形图和时序图。分析：当输入x0端连接时，内部继电器M0线圈接通，常开触点M0闭合，使输出Y0接通通过，同时，计时器T0开始计时，在58延迟后，T0常闭触点断开，输出Y0断开。图3-4延时开关电关电路的程序和时序图

图3-5中的电路使用X19来控制Y7。要求X19打开时，Y7打开，10秒后X19打开Y78秒后关闭分析：X19常开触点接通后，T202断开开始时，T202常开触点在10s后接通，使Y7连接。当x19接通时，其常闭触点断开，使t203复位，t203在X19关闭后开始计时，计时到达8S的时候常闭触点t201失电，同时Y7t203一起失电。图3-5累计计时的程序和时序图3.3.2震荡电路图3-6显示了图表和序列图。分析：在X２０输入电通电时，此时ｔ１ｉ线圈得电通电，计时开始６S后，常闭触点ｔ１ｉ闭合。T12线圈连接3S后按如下键以下序列产生一系列动作（注意与序列图应该进行分析）。①断开T12常闭触点②使T11线圈失电，③T11线圈失电，使Ti常开④第12页。线圈Y８因为失去电流而失去电力，⑤当线圈T１２失去电力时，常闭触点T１２闭合，复位全部完成后一个工作周期，⑥下一个扫描周期T12常闭触点使T11线圈通电6SY8线圈再次连接。。。以便它能再次循环去。分析上面的数据可以得知，Y８产生了一个９秒为一个周期的信号，具体如下图3-６所示。图3-6震荡电路的程序和时序图第4章使用PLC时所需要注意的事项和具体操作步骤4.1使用时需要注意的事项1）双线圈输出如果在同一过程中重复使用同一零部件的回路，则在扫描周期结束时，输出继电器的双回路输出实际上是最后一个线圈Y0的状态输出如下图a所示。除了对外部负载施加影响之外，线圈0的中断状态可能会影响图1a中其他元件的状态，其中两个线圈Y0的电路分为三个区域，因为PLC是一个循环过程，其中Y0的状态与底部相同；如果两个线圈处于相反状态，接触Y0的区域是相反的，这可能导致程式处理异常，导致输出继电器发生快速振荡，通常应避免输出两个线圈，例如，您可以将图4-1变更为下图4-2。图4-1有可能导致异常的电路程序图图4-2更新完善电路的程序图2）程序的优化设计在设计平行电路时，您应在设计串联电路时将一个接触分支放置在右侧，否则将使用另一个指令如下图4-3所示建议您将一个线圈放置在与线圈平行的电路上，并将电路变更为图4-4，以避免MPS指令和MPP指令用于堆叠.图4-3将分支放在右边线圈的程序图图4-4避免指令重叠的程序图接地的问题PLC对接地有严格的要求，最好有独立的接地系统，同时也注意到其他与PLC有关的设备在连接多个电路时也必须有可靠的接地，从而导致逻辑故障或电路损坏接地差异通常是由于电缆与地线之间的物理区域距离太远，而电缆与地线之间的电流会贯穿整个电路，即使大型设备的负载可能会在它们与地面电位之间发生短距离的变化，或者设备连接到通信电缆或传感器时也是如此在连接错误的电源之间，电路中的电力可能会损坏，从而损坏设备PLC通常使用一些接地方式来提高共线干扰的鲁棒性，可以使用浮动区域屏蔽技术来模拟信号，即信号屏蔽层稍接地，信号移动，并且接地绝缘电阻不应小于50mω。给用户标记出输入和输出方便使用PLC控制复杂的系统，因此您可以看到输入和输出继电器的连接器、相应的指示灯和PLC编号，就像在集成电路中有几十个脚，任何在不显示原理图的情况下无法修复故障设备的人在查找故障时都可能会非常缓慢在这种情况下，您将根据连接到设备控制台或控制柜的电路图绘制表，并标识与每个PLC输入和输出接口编号对应的电气符号，这是一个中文名称，它描述了类似于一个集成电路接口的功能此输入/输出表格可让您为不熟悉读取梯子的程序的电工安装熟悉此设备的梯子，但您必须绘制另一个表格:PLC的输入/输出逻辑实际上描述了输入回路(启动元件、关联元件)和输出回路(启动元件)在大多数作业中的逻辑关系经验表明，如果您对输入输出地图和输入输出逻辑很在行，则可以轻松地处理非图纸电气故障。4.2具体操作步骤（1）程序设计前的准备工作编程前的准备工作是了解所有功能、大小、控制方式、输入/输出信号的类型和数量，以及接口是否具有特殊功能、与其他设备的关系、内容和通信方式等，从而创建了整个控制系统概念，使您能够根据响应、信号使用或控制区域的要求对控制对象和控件进行分类，确定检测设备和控制设备的物理位置，并确定各个检测和控制信号的形状、功能、大小和关系.（2）编写程序图框图指定应用程序的基本结构，根据项目标准绘制程序结构框架，然后根据处理要求为每个功能单元绘制功能流程中心。（3）调试程序调试从各个功能单元开始，设置输入信号并在调试完每个功能单元后跟踪输出信号的变化调试所有程序并调试界面的各个部分，直到您满意在实验室或现场测试程序时调试程序为止，必须将可编程控制器系统与现场信号隔离开来，这样才能使外部电源/输出模板断开，以防止机械设备在调试过程中发现错误，然后修复错误的基本原理是尝试查找错误并修复错误。（4）编写程序的使用说明书有关程序控件、程序结构、流程图等的说明通常在安装和过程中提供说明

第5章系统总体设计图5.1系统的概念流程图5-1系统的概念流程图5.2关于设计的io分配输入x0：复位输出y0：钟闹5.3仿真的操作过程先在GXWorks2上编写好程序，点击保存到桌面上。使用GTDesigner3来设计触摸屏及仿真界面，切记要保存工程到桌面上比较容易找到。最后打开GTSimulator3选择GOT1000系列的模拟器器进行模拟，找到保存的工程再打开，观察是否按照编写的程序进行动作。

第６章系统的梯形图和仿真效果图６.１使用GTDesigner3设计仿真界面，如下图６－１所示图6-1仿真界面图6.2编码实现和梯形图在GTSimulator3仿真软件上演示了GXWorks2的过程。如下图６－２所示图6-2闹钟的程序图图6-3TRDDO代表读取时间因为闹钟的实时的，TCMP是时间比较的意思从左到右分别是时分秒。图６－４整段的意思我星期六和星期日的时候不工作图６－５复位装置也就是X0图６－６表示在到达时间时，闹钟会每隔30秒钟，响十秒，来回三次，按下图６－５的复位键可立即关闭.图６－７因为我当时是2020.4.2815.20开始的仿真所以定了15.30的闹钟当时间到达15.30的时候闹钟开始响10隔30秒后在响第二次，再响10秒，过30秒后第三次响。如下图６－８图６－９图６－１０所示。图６－９闹钟第一次响的界面图６－９闹钟第二次响的界面图６－１０闹钟第三次响的界面如果不想听见第二次或者第三次的话直接按下复位键即可。

结论在制作此论文的过程我意识到了自己的不足，逻辑有问题，界面制作不熟练。但是通过这个毕业设计让我更了解了三菱PLC编程和编程方法以及仿真。通过此次的毕业设计，让我能安下心来认真的干一件事，不像以前很浮躁。使我自己的知识水平和操作水平都有了上升，心性也得到了锻炼。

致谢耗时了大概半年的毕业设计终于快要完成了。但是我的心里却没多少喜悦的感觉，因为答辩完成就意味着我毕业了，要踏上社会了。在这几年的学习时间里，每次走进教室都能看见老师的笑脸，我们不像是师生更像是朋友，还有一群伙伴，我非常舍不得他们，祝我们前程似锦。在写论文的过程中，我的指导老师非常的负责。我又不懂的不理解的就问他，他从来没拒绝过我，每次都给我很详细的讲解，在修改论文格式的时候，指出我的不足，不想烦的一次次让我修改，因为他说格