系統設計論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇系統設計論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

管理信息系統（MIS）是安徽農業大學物流工程專業的一門專業基礎課，培養學生信息系統分析、設計、開發能力，同時要求學生具有較強的動手實踐能力。通過這門課程的實驗及實踐課教學，培養學生綜合運用知識和開發應用系統的初步能力。該課程的實驗及實踐課程具有演示性、設計性、綜合性的特點，要求學生靈活運用所學知識進行實際操作實驗。通過已開設實驗項目的練習，學生雖然理解了基本知識，但其綜合應用能力較差。因此，必須以學生的計算機綜合應用能力為中心，增設綜合性、設計性實驗項目，有針對性地開展實驗教學活動，使學生能夠及時鞏固所學知識點，將各知識點融會貫通，提高MIS的綜合應用及設計能力，為今后的學習和工作打下堅實的基礎。綜上，在前期實驗項目的基礎上，有必要再開設綜合性和設計性實驗項目，進一步深入了解開發任何一個管理信息系統分析、設計與開發必須經歷的主要過程，以及在開發過程的各個階段上，作為開發者應當完成的各項工作內容和應當提交的書面成果。例如，人事管理信息系統、物業收費管理系統、旅游資源管理系統等。本文以在線考試系統設計與開發為例，簡明闡述信息系統的分析方法和MIS開發流程，促使學生能夠更好的理解、掌握和應用計算機軟件，設計出滿意的作品。

2開發背景

對于高校教師來說，組織一場考試是一項十分繁重的工作，而考試又是必不可少且頻繁的事務，他們在上課之余需要考慮如何出一份合理的試卷，考試結束以后更加需要花費大量時間去批改試卷、統計分數，如果能夠利用信息技術為教師建立一個輕松、快捷、高效的考試環境無疑會帶來事半功倍的效果，對于教師來說，可以從繁重的勞動中解脫出來，對于學生來說，考試結束以后不僅可以更快的知道自己的考試成績，并且不會對自己的考試成績產生更多質疑。在信息技術飛速發展的當今時代，利用信息系統可以很輕松的完成這項工作，將教師從繁重的工作中解脫出來。從當前形勢來看，各大高校無一例外的建立了自己的校園局域網絡，這就為本系統的建立提供了很好的開發環境，一個基于C/S模式的完善的在線考試系統的成功開發，不僅可減輕教師的工作量，還可以在課程結束之后提供給學生使用，使得可以及時自檢，發現學習過程中的不足之處，從而補缺補差，最大程度上提高學習效率。因此，為了適應新形勢的發展要求，支持學校在局域網內進行在線考試，建立一個基于網絡的“在線考試系統”非常必要，即可輔助考試管理，也可支持學生在線練習。在線考試系統應具備以下功能：自動生成試卷、提交試卷、考試成績的生成等，同時，為了實現網絡考試的自動化，建立一套成熟完善的題庫可讓今后的工作省時省力。基于此，本文主要介紹如何利用VisualBasic6.0和SQLServer2008快速開發一個在線考試系統。

3系統分析

首先是可行性分析，從技術角度來說，各個學校的局域網建設已經相當成熟，完全符合VisualBasic6.0和SQLServer2008使用的環境，這兩款軟件的結合使用，給基于C/S模式的應用程序開發提供了良好的軟硬件環境，因此，從技術上來說，實現在線考試系統的開發是完全可行的。從經濟可行性角度分析，在線考試系統的成功開發，可以自動完成試題隨機生成、試卷提交以及成績批閱等工作，教師只需要設計題目，完成題庫的制作，后續進一步加以完善即可，大大減少了教師的工作量；另一方面，基于試卷的隨機性，監考人員配備或可減少。綜上所述，都大大減少了財政支出，其經濟型不言而喻。信息系統開發過程中的非常核心的一環就是系統分析，在很大程度上決定了系統的成敗。在線考試系統的開發者需根據事先制定的規劃要求，將用戶的需求以及解決方法確定下來，在了解現有組織管理狀況的基礎上，能夠明確用戶對信息系統功能的需求，及時發現問題和薄弱環節，并繪制業務流程圖、數據流程圖；明確管理功能并建立數據指標體系等。

4系統設計

根據系統分析的結果，并在系統分析報告已經獲得通過的基礎上，結合開發者的知識與經驗即可進行系統設計。為下一階段的系統實現（如編程、調試、試運行等）制定藍圖。

4.1系統總體結構設計登錄模塊

根據不同的用戶身份，系統賦予其不同的權限和操作，考生和管理員都只能進入各自的考生界面與管理界面。考生模塊：此模塊對于沒有考試的學生，可以參加考試、根據管理員設置修改密碼；對于已經提交試卷的考生可以在系統設置允許的前提下查詢自己的測試成績。考試模塊：在題目類型與分值由教師設定好的前提下，考生可以根據自己的答題愛好選擇答題順序，在考試過程中可以修改已經錄入的答案、恢復誤操作的試題，同時，系統顯示剩下的時間并能提前警示，時間倒計時結束以后強制考生提交試卷。管理模塊：對管理員和進行實際操作的教師來說，可以進行管理用戶、題庫的維護、設定與考試有關的參數、查詢等操作。

4.2數據庫設計

在開發在線考試系統之前，考慮到考生考試方面的數據較多，試題庫、每個考生的試卷、答卷等數據量都比較大，數據量分析結論是本系統要占用大量的數據空間，因此選擇MicrosoftSQLServer2008數據庫存儲這些信息，在進行數據庫概念設計的基礎上，根據概念設計的E-R圖在數據庫中創建了7個數據表用于存儲不同的信息，分別為：考試試卷表、學生試卷表、學生成績表、用戶信息表、試題類型表、試題題庫表、系統參數表。

4.3模塊及窗體設計

在本系統中創建了一個實現代碼重用的公共模塊，建立它達到節省系統資源的目的。其次，系統啟動后首先進入一個啟動引導界面，然后進入系統登錄界面，根據身份的不同可以判斷用戶的權限、登錄相應的界面。用戶登錄時用戶的身份用組合框CombBox限制，可以從文本框TextBox中輸入文本，也可以從列表框ListBox中選取列表項。以考生身份登錄系統的用戶進入考生界面，可以修改其登錄密碼、開始考試等。以管理員身份登錄系統的用戶進入管理界面，可以進行用戶管理、考試參數管理、試題管理查分等操作。學生主窗體：以考生身份通過系統登錄界面進入系統后顯示學生主窗體，該窗體可以修改密碼、模擬考試、查詢成績等。如果考生已經提交試卷就不能再次進入考試窗體，只能查詢相關課程的成績；同理，沒有參加考試的考生只能參加考試不能查分?？荚嚧绑w：考試模塊是主要的功能模塊，具有生成試卷、顯示時間、試卷（強制）提交、成績批閱等功能?？忌ㄟ^單擊“開始考試”按鈕或按回車鍵進入考試窗體后系統將自動按照設定的參數隨機生成一套試題，由于每個考生所答的試題都不完全相同，確保了考試的公平性與安全性。目前設計的試題類型為客觀題，分別是選擇（單項、多項）、判斷與填空，分別在不同的選項卡中顯示。在窗體的上方顯示考試的已用時間、剩余時間及當前時間等信息?？忌谕瓿芍髥螕簟疤峤弧卑粹o提交試卷，系統將自動判卷，顯示客觀題的得分，主觀題由教師自主閱卷。如果考試結束時間已到，那么仍未提交試卷的考生將被強制提交?？荚囘^程中，管理員可以根據實際情況酌情延長考試時間、更換機器，考生也可以單擊“退出考試”按鈕暫時退出考試界面、單擊“清除操作”重新做某道題。管理員窗體：管理員的主要任務集用戶管理、查分、系統參數設定和題庫管理于一體。他進入相關的管理界面后，可以查詢題庫中的試題、可以使用菜單操作的功能等等，具有最高的權限。試題修改窗體：為了考試更加正確、合理與公平，題庫的完整性、正確性與考試的質量密切相關，一旦考試試題中出現了錯誤，就要及時進行檢查與更改，所以說修改試題是題庫維護的關鍵。

5系統實施

系統實施是指將分析、設計階段完成后所形成的新系統方案轉換成可執行的應用軟件系統，即將紙面上的、類似于設計圖式的方案在計算機上進行實現。編寫完成的應用程序的相關文件是很分散的，在沒有經過編譯之前是不能在沒有VisualBasic開發環境的計算機中運行的，如果想讓編寫好的應用程序在其他計算機上能夠正確運行，還需要將這些相關的文件進行打包，形成一個setup可執行安裝包文件。這樣，在其他沒有VB環境的計算機上，通過執行安裝包文件，應用程序就能正常地在該計算機中運行。只要掌握了在線考試系統的出卷、組卷和評卷三大部分的開發過程，那么在線考試系統的系統構成和開發思路也就不難理解了，其他的輔助功能都是對這三大功能的補充設計，是完善系統的一部分。

6結束語

篇(2)

（一）功能的分區

從目前潿洲島的旅游資源特點大概可以分為如下幾大類別：一是自然景觀，如火山巖自然風景（最為特色）、滴水丹屏、五彩灘等亞熱帶海灘風光；二是歷史人文景觀，如哥特式天主教堂、媽祖廟等宗教文化；三是客家生活體驗，如農家樂、漁家樂等民風民俗；四是海洋旅游度假體驗，如潛水看珊瑚、沙灘游樂、海鮮餐飲、海洋觀光等。從潿洲島現有的資源入手進行整合與分類，根據景點資源的特色來進行針對性的設計。

（二）突出地域文化的基因

潿洲島獨特的地域文化，便是本島的客家文化與外來西方宗教文化的融和，傳統漁獵文明與現代海洋旅游結合，傳統與現代，東方與西方文化在這不足25平方公里的小島上和諧共存。設計師們在設計具有潿洲島文化氣質的導視系統時，就必須融入潿洲島獨特的地域文化，塑造出個性化名片。這是讓人能夠用來區分不是在韓國濟州島、美國夏威夷，或是塞班島的一個重要舉措。綜合潿洲島的地域文化特征，在進行旅游景點導視系統設計時要突出三大文化基因，即客家文化基因、宗教文化基因、海洋文化基因，其中客家文化是主導，宗教文化是補充，海洋文化是基礎。因此，在進一步認清潿洲島旅游發展所擁有的獨特文化優勢、區位優勢、氣候優勢、資源優勢的前提下，方能形成不可替代、不可復制的產品優勢，這種發掘與整合使得使潿洲島更具獨特魅力。

（三）視覺元素的國際化特色

隨著全球經濟一體化進程的深化，潿洲島作為國際旅游島的發展定位已逐步清晰，而作為視覺符號呈現出來的景點導視系統設計，更是成為外國游客了解潿洲島最為直觀、便捷的方式。視覺導視的國際化定位設計，即在圖形符號、語言文字、色彩設計、構成方式等視覺要素的設計時要考慮國際化趨勢。在突出潿洲島獨特的地域文化優勢的基礎上，還能結合當下時尚要素和國際化潮流，能將設計的感覺和理性結合起來，能將中國東方古老文明用時尚化視覺元素表現出來。

二、傳統材料與現代技術結合在現代導視裝置中的體現

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1.1節能設計中的注意事項

首先是一次水的相關注意事項。從鍋爐房中流出的水稱之為一次水。當一次水從鍋爐房中流出的時候，水溫要保證達到115℃，同時保證回水溫度要達到80℃。一次水的管網選擇有兩種形式，第一種是樹狀形式，第二種是環狀形式。為了最大限度地節約能耗，一次水的管網最好選用環狀形式。其次是二次水的相關注意事項[2]。從換熱區域中流出來的水稱之為二次水。二次水要保證回水溫度達到95℃。換熱設備實際的供熱面積要控制在100000㎡以下，否則輸送到用戶手中的水溫便無法保持均勻。二次水的管網跟一次水的管網一樣，也最好選用環狀形式。再次是一次水、二次水管網敷設時的注意事項。二次水的管網最好選用直埋敷設方式。而一次水的管網與二次水的管網不同，它的管徑不僅更大并且面臨的地下水位也往往偏低，所以一次水的管網最好選用地溝敷設這種方式。另外，管網管道所具備的保溫性能與其保溫材料密切相關。所以，管道外部往往需要添加一層保溫殼來實現保溫的功能。保溫管殼的材料一般有以下幾種：一是礦棉巖棉；二是玻璃棉；三是聚氨酯。最后是供暖效果的注意事項。事實證明：居民在運用供暖系統的時候最不滿意的就是水溫不均勻情況的發生。所以為了保障供暖效果處于最佳狀態，如何改善水溫不均的情況就成了重要的注意事項。設計中通常需要在散熱器的支管、干管處分別設置恒溫閥。為了避免個別用戶肆意調節恒溫閥的溫度，小區最好選用無法調整溫度的恒溫閥。當前，市面上的恒溫閥有進口與國產兩種，進口恒溫閥的性能更好但價格更貴，國產恒溫閥的效果不如進口恒溫閥但價格實惠，所以小區可根據自身經濟情況來選擇。楊碩北京博大開拓熱力有限公司北京100176

1.2智能供暖設計的注意事項

智能化供暖是在計算機迅猛發展的背景下誕生的，這種系統的先進與穩定使之成為了當今供暖系統的主流趨勢。在實際設計智能供暖設備系統的時候，一定要保障這套系統有三種基本的功能設備，這三種功能設備具體如下：一是上位機監控設備系統；二是下位機監控設備系統；三是系統。上位機監控設備系統的現實作用是：把每個監控點所具備的熱量需求、流量及溫度信息迅速而準確地收集起來，并及時而準確地處理這些信息，從而形成準確的指令。下位機監控設備系統直接受到上位機監控設備系統的控制，它根據上位機監控設備系統發出來的指令命令，對鍋爐流量及鍋爐溫度加以控制，讓其充分滿足小區每位居民的現實需求。系統由以下幾部分共同組成：一是燃燒器；二是鍋爐本體；三是泵；四是各種閥門。

1.3水平雙管設計中的注意事項

現實中，供暖系統通常會選用雙立管并聯的形式，這種形式特別容易引發垂直失調的相關問題。所以，為了真正解決這個問題，很多小區選用了水平雙管這種設計方式。這種設計方式的本質是：讓小區每家每戶都擁有一個單獨的系統，這種設計不僅讓熱量表安裝變得更加方便，還讓散熱器能實現個體化的調節。這樣，每家每戶的居民都可根據自身需求來調節散熱器，既能節省一定的能耗，又不至于影響到其它居民用戶的供暖情況。但需要特別注意的是：系統必須配備一定數量的三通調節閥，同時三通調節閥的數量要跟散熱器組數配對。

1.4熱負荷計算、散熱器布置及變流問題的注意事項

根據以往的經驗，熱負荷計算也是供暖設計中應當特別注意的一個問題。以往，小區通常會盡量提高熱負荷值，為的是避免供暖不熱情況的發生。但是，熱負荷值的大力提升使得散熱器的實際安裝面積太大，小區內經常會出現水溫不均的情況。所以，熱負荷值應當根據現實情況來合理取值。小區在布置散熱器的時候，一定要注意為散熱器選擇合適的位置。否則，一旦散熱器的位置安裝得不夠合理，那么水平管線毫無疑問會增加，管線明裝便會占用一定的空間。這樣，室內裝修將受到一些影響，家具布置將受到一定的影響，同時陽臺設置也會受到一定的影響。小區內供暖通常都是采用分戶計量的方式，所以小區熱負荷會頻繁變化，這就是變流量所產生的問題。為了克服變流量問題，供熱系統必須具備跟蹤熱負荷不停變化并自動調整實際供熱量的作用。為了讓供熱系統具備這樣的功能，小區需要在換熱站中設置一套裝置，這套裝置的根本目的是控制壓差的大小，讓供熱系統實現跟蹤和調整的功能。

2結束語

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數控技術利用數字信號控制執行機構完成某種功能，實現自動化。隨著我國計算機技術的變革，微小型計算機數字控制CNC是當今制造高精度、高質量以及形狀復雜產品的基礎設施，屬于制造技術的關鍵環節。對于一般數控系統組織，運算器接收、運算、處理輸入裝置的指令或數據，并不斷向輸出裝置送出運算結果?？刂破髂芨鶕噶羁刂七\算器和輸出裝置來實現各種操作及控制整機的循環工作，使數控系統執行所要求的運動，其中伺服驅動把來自控制器的脈沖信號經過功率放大、整形后，轉換成執行部件的平移、進給或旋轉等運動，主要包括驅動裝置和執行結構兩大部分。驅動裝置由進給驅動單位電機、主軸驅動單元等組成，步進電機、直流和交流伺服電機是常用的伺服元件。執行機構根據控制器發出的指令信號，完成驅動裝置對系統旋轉和進給運動的控制。作為數控系統改進生產設備的實例，數字噴印技術是非接觸印刷技術的主流，以低廉的價格和精美的印刷質量越來越受到用戶的青睞。數字噴印吸收噴墨打印等新技術，墨水經過噴腔組件的小孔射出，噴印器在基材上方以高速度噴射墨水，同時晶體振蕩器高速縱向振蕩，使墨線分裂成一系列大小和間距相等的墨點，機器內部微處理器監視回饋的信號，隨著物體的移動，更多的墨點打在物體表面就形成了字符或圖線。經調研，市場上還沒有針對薄膜開關制造工藝而開發的專業噴印設備，部分生產廠家引入用于廣告噴印的噴墨打印設備進行面板的噴墨印刷，主要有2種：熱泡式噴墨打印機和平板式噴繪機。深圳某公司生產的熱泡式噴墨打印機，采用愛普生配件，底座同步，并采用步進交流電機和IC芯片控制模塊化。由于該打印機源于辦公打印機技術，墨量不厚，所以不能采用UV油墨，不能立體打印，且印制速度慢，無法滿足規?；a。廣州某公司生產的平板噴印機，采用陶瓷壓電式工業高速Konic，XAAR等噴頭，由多色噴頭組成單模組，且UV光跟隨固化，可形成立體墨痕和噴印彩色圖案，但不能用于電路噴印。由于該打印機在制造中各工序對位困難，故不能完全滿足彩色面板、上電路、絕緣層、下電路的套印，工序切換速度慢，不符合一次流水套打的工藝要求。為了提高定位精度，采用計算機視覺定位技術、MARK高精度光學影像定位系統及圖像AOI技術，印制精細度達0.1mm，對位精度≤0.2mm。采用多噴頭陣列高速流水噴印技術，以4—12個噴頭為1組并行噴印，從而實現高速輸出。為消除噴頭間噴印干擾，對12個噴頭的噴印進行同步控制。采用2套獨立控制電路，分組傳輸，每組噴頭數不超過6個，從而能保證一般的4色彩油墨、金屬導電油墨、特色工藝油墨的噴印陣列。DSP的定位圓圖像采集及參數提取更進一步提高了定位精確度和噴印速度。設計的陣列雙模式噴印平臺基于數字控制器現場可編程門陣列（FPGA），DSP，PC及軟件，由程序協調操作FPGA等多芯片運作，同時解決數據分配、時分信號和信號優化等數據處理問題。在數控系統中可以利用FPGA處理接口板與上位主控板之間的數據傳輸，接收下位伺服的反饋信號，監測伺服電機的工作狀態。針對x，y，z和w方向的移動，利用可靠性、可編程多軸控制器構建精確位置控制系統。以PLC控制變頻電機為執行元件，通過RS-485通信實現驅動單元的遠程控制，提高系統的集成度與可靠性?；谝陨显O計和工藝，集成高速、柔性、精密配套技術以及制造工藝，利用數控系統的核心技術，噴印平臺簡化了傳統工藝流程，只需改變電氣參數就能完成不同的噴印任務，不需要為新產品的每一次改動而制作網版。設計的陣列噴印流水式裝置通過交錯及斜裝陣列組合模式，由12通道靜態噴頭陣列與4通道動靜雙模式噴印模組構造，雙模式構造能保證噴印清晰度和速度，解決縫接及拉線等問題。該裝置能快速完成維護和噴頭更換，提高了設備的靈活性和生產效率，其平臺抗震、抗干擾能力較好，符合IP54標準。

2陣列雙模式噴印平臺的控制模塊

2.1主要控制單元

作為一種典型的控制不同組合對象的多參數數控噴印平臺系統，既有平移、旋轉運動控制和圖像識別輔助控制，又有噴墨頭的溫度、流量等過程控制。為保證高速陣列多噴印頭的數據協調、時控合理，核心控制模塊采用WDM類設備驅動程序架構和MINIPort層間驅動協議，驅動程序用VC編寫和調試，使其達到4路USB準同步數據傳輸，時間關鍵幀技術保證操作系統達ms級響應。發揮硬件和軟件的開放性，實現數控系統和伺服控制系統間的通訊、加工代碼的自動生成、最佳模切順序和最短空程路徑。模塊化設計后則重點關注控制器、數據處理、I/O系統、驅動接口等子模塊，以上位機數控系統來擴展網絡控制系統，使用計算機數控系統與FPGA控制器完成接口驅動，控制模塊見圖2。噴印控制電路系統重點包括基于FPGA的主控部分、基于DSP的定位圓圖像采集及參數提取部分。采用現有控制技術的理論方法和技術條件，以FPGA嵌入式為主控制系統，FPGA有豐富的邏輯硬件資源，CycloneIIFPGA芯片有DSP系統、硬件協處理器、接口系統、通信系統、存儲電路以及普通邏輯電路等功能子系統，能解決傳統寬幅噴印機對大量圖像數據在上下位機之間和系統內部傳輸速度的瓶頸。利用DSP實現復雜的電氣控制算法，提高對字車電機和走紙電機運動的精度控制，從而提高寬幅噴印機的噴印精度。系統還開發了FPGA的時鐘同步系統，在上位機獲取時間戳并通過FPGA硬件電路矯正晶振頻率的動態補償，實現數控系統的精確時鐘同步。FPGA主控部分主要包括USB接口模塊、噴印數據處理模塊、噴頭驅動模塊、溫度控制模塊、驅動電壓調整模塊、噴印圖像存儲及糾偏模塊與DSP接口模塊等7部分。

2.2模組控制單元的數據處理

FPGA接收數據并處理數據，發送數據到噴嘴、電機、相機等數字終端，數據緩沖區則使用多片DDR2，以加快數據傳輸速度。對輸入數據進行分組，基于FPGA內核改變時鐘域意味著整個噴墨頭的處理在1個時鐘周期內實現多目標的同步時鐘系統。通過使用VHDL編寫的時序程序發送控制字到FPGA的UART接收模塊，根據控制字的不同，調整相應的數據，電機模塊根據控制字產生相應的脈沖和控制信號，控制噴頭電機的啟停、方向和速度等數值，利用FPGA實現復雜的邏輯時序的控制信號。事件驅動控制的機電驅動系統也在FPGA實現，由有限狀態機（FSM）定義所有可能的實現方向數據。其中，USB接口模塊在每批次噴印開始前用于接收計算機發送下來的原始噴印圖像，并將存儲在外部緩存當中的定位原圖像上傳至計算機，用于在人機界面上檢查初始標定參數是否正確。當噴印過程開始后，USB接口模塊用于與計算機交互噴印過程中的實時參數，噴印數據處理模塊用于將待噴印圖像的像素數據進行拆解，并重新封裝成適合噴頭噴印的數據格式。噴頭驅動模塊用于計算時設置的有關噴印參數信息轉化為適合噴頭噴印的時序，以此時序來精確控制噴頭的噴印。溫度控制模塊用于實時調整并顯示噴頭的溫度，驅動電壓調整模塊用于實時調整噴頭驅動電壓的幅值及幅寬，存儲噴印圖像及工藝MARK參數信息處理，可以保證噴印位置的準確性。利用CycloneIIFPGA的并行執行特點，對2—4排噴嘴的數據進行處理及分配，實現實時噴射控制、裝置控制邏輯與狀態管理。多排噴嘴的數據收發1次，先將此行像素拆分成奇數像素數據和偶數像素數據，再將這2部分像素以相反的順序發送至噴頭，就能噴印1行完整的像素點矩陣。此時，將首先在存儲中開辟一個動態的全局緩存，存放所要噴印的一排像素數據，再為若干個噴頭分別開辟單獨的緩存區和獨立的進程，這些獨立的進程將通過一定的交換機制，與其他相關進程進行數據交換，所有與噴頭相關的進程完全并行，因此整個過程除了USB數據的接收外，其他部分所消耗的時間只相當于處理一個噴頭數據所消耗的時間，從而提高數據處理的速度。

3結語

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1.1主機選型

可編程控制器的種類和型號可根據系統的大小和穩定性的要求進行調整。三菱﹑西門子﹑歐姆龍的小型機一般可以滿足要求，這里選用三菱FX2N系列，其體積小﹑配置靈活﹑價格適中，很適于在機電一體化產品中使用。因本系統只有數字量開關輸入，無模擬量輸入，故憑可編程控制器本身的抗干擾能力已能滿足要求，而不必另外增加其他抗干擾措施。

1.2傳感器選擇

土壤溫度傳感器：測試溫度的傳感器有很多種，較普遍使用的是熱電偶和熱電阻傳感器。本文采用熱電阻Pt100溫度傳感器進行土壤溫度的數據采集，熱電阻的優點是線性度好、精度高，有較好的長期穩定性，工作溫度范圍大，只要經過適當的數據處理就可以傳輸、顯示并記錄其溫度輸出。土壤濕度傳感器選擇由中國科學院南京土壤研究所生產的FJA－10型負壓式土壤濕度計。該濕度計的測量范圍為0kPa～100kPa，測量精度為±2．5kPa；輸出電壓信號為0V～5V，供電電源為交流220V。雨量傳感器選用型號為FDY－01的翻斗型雨量傳感器，其輸出信號為單干式舌簧管通斷，工作強度為0℃～50℃。

2系統實現

該灌溉系統的控制方式分為手動模式和自動模式，用戶可以通過按鈕自由選擇。自動工作模式可根據不同植物的灌溉要求設定好參數，滿足灌溉條件即可自動進行灌溉，并可根據溫、濕度傳感器的參數自動停止灌溉。手動控制模式通過按鈕手動進行各植物的灌溉和停止。當降雨量達到一定值，或土壤中水份充足時，或供水水管斷流時，報警系統啟動。這時出現問題的種植區域報警燈點亮，發出報警聲音信號，提醒操作人員。解決問題后，可以按下“消音”按鈕以解除鈴響。

2.1硬件設計

2.1.1I／O點估算

輸入信號共需17個輸入信號點，考慮到以后可能會對系統進行調整與擴充，所以留15％的備用點，應取3個點備用，這樣共需20個輸入點。輸出信號：共需要14個輸出點，考慮到以后可能會對系統進行調整與擴充，所以留15％的備用點，應取2個點備用，這樣共需16個輸出點。

2.2軟件設計

系統控制程序流程圖接通電源，按下總啟動按鈕，系統啟動，人工選擇是自動工作方式還是手動工作方式。若選用自動工作模式，首先確認程序的時間設定有無錯誤，如設定值正確，程序繼續將往下執行，否則，則檢查電磁閥是否打開。程序運行過程中遇到下雨或水泵斷水等情況，報警系統啟動，哪個種植區域出現問題，哪個區域報警指示燈亮。等消除報警音之后，程序可以繼續正常運行，直到程序結束。當按下手動總開按鈕，自動運行模式停止，手動運行開始，手動運行指示燈亮。通過各種植區域手動和停止按鈕來控制水泵和每個種植區域的電磁閥運行。

2.3人機界面

MCGS即“監視與控制通用系統”，是一套基于Windows操作系統可用來快速構造和生成上位機監控系統的組態觸屏軟件系統。組態技術在節水灌溉控制系統中的應用能夠形成可視化人機界面，并能夠對灌溉的運行情況進行實時、有效、便捷的監控。同時，組態王軟件具有良好的擴展性和設備硬件無關性，能夠根據不同的現場控制需要方便快捷地建立動畫畫面和監控系統以及形成各種數據報表。監控畫面由主畫面、點動控制、自動控制、報警記錄及留言板等畫面組成，如圖3所示。主畫面為系統啟動畫面，由各功能按鍵進入各種植區域對應的子畫面，進行各功能參數的設定和系統監控。

3結語

篇(6)

1系統組成分析

控制要求及技術指標，系統采用單片機控制方式，選用光電編碼器實時采集電機脈沖信息、計算鋼筋長度，并與設定長度比較，來控制電磁閥切割鋼筋；采用兩排數碼管分別顯示批次、長度、根數設定值和實時數據。硬件電路主要包括人機交互模塊、長度測量模塊、輸出控制模塊、報警模塊和電源模塊。系統框圖如圖1所示。

2硬件電路系統設計

2.1主控模塊考慮到系統對運行速度的要求，系統主控芯片選用STC12C5A16S2。該芯片是宏晶公司生產的單時鐘/機器周期（1T）單片機，是高速、低功耗、超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但是速度快8～12倍。片內程序存儲器空間為16KB，數據存儲器除了在內部集成了256字節的RAM外，還集成了1024字節的擴展RAM，可以用來存儲多批次數據。

2.2電源模塊為了避免外界信號對單片機的干擾，系統對主控單元和輸入輸出設備分別供電。主控單元電源電路如圖2所示。圖中AC220V經過220V/9V的降壓變壓器后送給全波整流電路，首先將交變的電流變成脈動直流電，經過電解電容C1（470UF/35V）提高電路的可靠性；然后由L1、C2和C3組成電感π型濾波電路，降低紋波；再在7805穩壓芯片之前并聯TVS管，當有突然的大電壓發生時TVS管短路，從而使大電壓導入TVS管，不致破壞后面線路，待電路電壓正常時TVS管恢復高阻抗；最后經過C4和C5濾波輸出5V電源。輸入輸出電路的供電電源是在電氣柜中系統設計了一個220V/12V的變壓器，然后變壓器的輸出12V經過7809穩壓管得到9V的直流電給繼電器供電，再經過7805得到5V給編碼器供電。由于主控單元和輸入輸出電路分別采用獨立電源供電，避免了系統的電磁干擾。

2.3人機交互模塊人機交互模塊主要涉及鍵盤和顯示。系統設計鍵盤時考慮到操作的人性化及簡易性，分為數字鍵、調節鍵及功能鍵等25個鍵，顯示由兩組共20個數碼管組成，分別顯示設定數據和運行數據。顯示部分由兩片串聯的74HC595給兩排數碼管送字型碼，用串聯的另一片74HC595和P1.0，P1.1作為數碼管的10個位選，兩排共用位選。其中一排數碼管電路如圖3所示。按鍵部分用數碼管的位選線com1-com7兼做按鍵的列線，P2.0～P2.3做按鍵的行線，組成行列式按鍵。另外，在每個按鍵兩端并聯電容，由于電容兩端電壓不能突變，在按鍵抖動的時候，讓端口的電壓平滑上升、平滑下降，消除毛刺，進行硬件去抖。由于按鍵和顯示電路采用IO復用方法，共用了9根IO線，大大節省了單片機的IO口。

2.4長度測量模塊全自動鋼筋調直切斷機的精度主要取決于鋼筋長度的準確測量。在機械結構上采用主動輪帶動從動輪來使鋼筋前進，將編碼器裝在從動輪上，從動輪的轉動圈數乘以周長便可得到鋼筋的長度。單片機要實時采集編碼器脈沖信號，因此將Z相接在INT0，A相接在INT1，B相接普通IO口。A相調理電路如圖4所示。編碼器信號先通過上拉電阻與TVS管進行電源保護，用瓷片電容接地來濾除高頻及脈沖干擾；再經過光電耦合器PIC817進行隔離，采用單路光耦避免了透光時相鄰信號之間的干擾，提高電路可靠性；最后經過反相器接入單片機。

2.5輸出控制模塊控制器對電機的控制實質就是對繼電器的控制。點動前進控制電路如圖5所示?？刂菩盘枏膯纹瑱C輸出后先經過光耦電路隔離，再經過ULN2003擴流提高驅動能力，接到繼電器線圈的一端；繼電器的常開觸點連在主電路接觸器的線圈回路中，當繼電器線圈得電時，常開觸點吸合，接觸器線圈得電，電機順轉。

3軟件系統設計

根據實際工作要求及需求分析，在程序系統設計時考慮了“插入批次”功能，將緊急加工的生產任務插在當前批次的下一批優先加工，同時系統設計了以下功能：1）“長度修正”功能設置長度+、長度-和切刀時間三個按鍵來修正誤差；2）計算出刀時刻在程序中對調直電機速度進行采集，據此計算出刀時刻，以精確切斷符合設定長度的鋼筋；3）點動功能系統設計了前進、后退、切刀點動鍵和禁切鍵，方便維修和調試；4）聲光報警用以提醒工作異?；蛲瓿扇蝿?。軟件主要由主程序及設定菜單、運行菜單、長度修正和點動子程序組成。

3.1設定菜單子程序通過設定菜單設置工作任務的批次、長度和根數的數據。設定程序系統流程圖如圖6所示。在程序系統設計時，借助變量確認鍵次數confirm_num來實現長度欄和根數欄的閃爍。當confirm_num為0時，長度欄閃爍，為1時根數欄閃爍。長度欄和根數欄的閃爍判斷條件如下：if(t>500&&confirm_num==0)//長度閃爍{//長度欄不亮}if(t>500&&confirm_num==1)//根數閃爍{//根數欄不亮}if（t<500）{//正常顯示}設定菜單操作過程是按設定鍵進入設定功能，操作過程如下：首先系統自動設定第一批次并閃爍長度設定欄，輸入長度值按確認鍵后閃爍根數設定欄，輸入根數數據按確定鍵進入下一批的設定，最大可輸入20批數據，按設定完成鍵退出設定功能。如果按插入鍵進入設定功能時，具體設置和設定功能一樣，只是插入當前加工批次的下一批次數據，存儲數據時先把當前批次后的數據后移，然后再存儲新設定的數據。此外，還設有清除鍵和取消鍵。清除鍵用于清除個位數據，其余數據后移一位；取消鍵用于清除正在設定的當前批次的數據。

3.2長度計算子程序鋼筋長度的計算是保證設備精度的一個重要方面。我們選用400線三相旋轉編碼器，其中A、B相為兩個相位差90?的方波信號，Z相為零位脈沖信號。旋轉編碼盤每轉一圈（360?）產生一個Z脈沖信號，產生400個A、B相脈沖信號，AB之間的相位關系標志碼盤的轉向，即當A相超前B相90?時，標志碼盤正轉，當B相超前A相90?時，標志碼盤反轉。三相脈沖如圖7所示。采用光電編碼器測量長度時，由于存在不可避免的單圈測量誤差，隨著運行時間的增加，測量誤差將累積，影響產品質量。在軟件系統設計中添加對編碼器Z相的檢測，每檢測到Z一次（第一次除外），表示編碼器轉了一圈，不管所計脈沖數是多少，都認為是400脈沖，消除了因打滑現象、干擾脈沖、丟失脈沖等因素造成的單圈誤差，從而消除了累積誤差，提高了系統精度。系統總的脈沖計數為：Pulse_num=pulse_fst+400×n+pulse_lst式中，Pulse_num為總脈沖數，pulse_fst為第一圈的脈沖數，n為圈數，pulse_lst為最后一圈的脈沖數。鋼筋的長度為：Length=(Pulse_num/400)×circum式中，circum為從動輪的周長。

3.3出刀時間計算切割鋼筋時，調直電機是一直前進的，故需要提前發出切割指令，而提前的時間和調直電機速度有關，因此需要實時采集調直電機速度，并據此計算出刀時刻，以精確切斷符合設定長度的鋼筋。如圖8所示，其中lE為出刀時鋼筋長度，2l為出刀時刀口距鋼筋的距離，2v為出刀速度，1v為鋼筋行進速度。圖8切刀動作示意圖設lD為鋼筋切斷長度，那么需要提前動作的時間為22l/v，則：根據以上公式編寫程序，計算切刀準確動作時間，實現精確切斷鋼筋。

4結束語

篇(7)

1.1原理

輔助提升系統僅用于緊急情況下的提升，主要在供電故障或主系統故障的情況下救援提升困在罐籠或井底人員，所以機械傳動、控制系統設計盡可能簡單。齒圈通過高強度螺栓把合到主軸裝置制動盤的聯接板上；交流變頻電動機通過聯軸器與變速箱聯接或直接在變速箱上預裝交流變頻電動機；變速箱安裝在基礎底座上，并且能夠在底座上沿軸向移動；變速箱輸出端與小齒輪軸聯接或者直接在變速箱輸出軸上加工配合齒輪。正常工作時，齒輪軸與大齒圈通過在底座上的滑動，使其脫開；當出現緊急工況時，將變速箱沿底座軸向移動，使齒輪軸與大齒圈良好嚙合，通過變頻電動機驅動，使主機按設計提升參數運行。

1.2功能

輔助傳動系統對安裝空間要求較小，一般卷筒直徑φ3.5m及其以上規格摩擦式提升機在現有基礎即可加裝；也可在訂貨時直接配套使用，減小改造時安裝難度。由于正常工作時，小齒輪與大齒圈處于脫開狀態，輔助傳動系統不參與正常提升運行工況，故對正常運行安全無影響。提升系統正常工作時，常規電源給整個電控系統供電，控制主傳動驅動提升機正常運轉。若全礦突然出現供電故障或主傳動系統損壞等導致提升機停止運行的事故時，提升系統安全制動，提升機停止運行。此時提升容器存在被卡在井筒中間的可能，倘若為提人的罐籠，則相當危險。在這種情況下，可以借助輔助傳動系統按照設定的參數運行，將困在井筒中的罐籠內人員提升到井口。同時，如果供電系統故障或者短期內無法排除，該系統還能往復運行，也可將被困井底的人員緩慢提升至井口。輔助傳動系統運行步驟如下：啟動后備電源，其正常工作后，供電切換到后備電源；后備電源通過低壓配電柜給部分系統供電，如計算機柜、操作臺、液壓站、位置開關、編碼器等，主傳動柜、站等則不予供電；通過操作臺進行應急開車操作，使提升機工作處于應急工作方式；啟動液壓站，選方向，推閘手柄、速度控制手柄，應急變頻器驅動變頻電動機，帶動卷筒按照系統設定參數安全運行。

2電控系統

提升設備機房的低壓兩回路380V電源為：一路正常工作電源直接引自礦井工業場地10kV變電所380V低壓母線；另一路380V電源引自現場的后備電源。后備電源容量假定為80kV•A，故障后手動切換。此外，輔助提升系統應具有一個硬接線地安全連鎖回路(輔助回路)，這個回路需要的保護功能有：過卷、過速、機房所有急停開關、井筒外所有急停開關、輔助提升控制急停開關、輔助提升限位開關、輔助提升斷路器監控等。

3結語