齒輪性能綜合試驗臺設計

齒輪性能綜合試驗臺設計,齒輪性能綜合試驗臺設計,齒輪,性能,機能,綜合,試驗臺,設計 本科生畢業(yè)設計（論文） 翻譯資料 中文題目： 網絡傳輸方法應用于可編程 邏輯控制器編程 英文題目： Using the net transformation method to program programmable logic controllers 學生姓名：趙鳳巳 學 號：14021223 班 級：140212 專 業(yè)：機械 指導教師：高春甫 14 網絡傳輸方法應用于可編程邏輯控制器編程 摘要： 這篇文章描述了把分離的制造程序合成一系列控制系統的網絡傳輸方法（MTS）。文章討論了連續(xù)系統的圖表方程式設計步驟。有系統地陳述了控制存儲器的實驗原理。文章論證了圖表方程式通過一種階梯式邏輯語言，即可編程邏輯控制器的一種運用，為記錄提供了基礎。MTS方法（網絡傳輸方法）模擬分離程序和PLC編程的作用通過一個精選的分離技術過程的自動化例子用插圖表示出來。 關鍵字：制造程序，過程控制，控制算法，可編程序控制器，程序語言。 1． 序言 PLC是目前基礎的和常用的制造過程自動化工具。它允許分離程序和持續(xù)程序的自動化。PLC編程的基本實驗是過程控制算法的知識，它為用控制器的程序語言寫運用（程序）提供了基礎。 有一種新的方法允許合成分離制造程序的控制算法，這種方法就是網絡傳輸方法。（MTS）它存在于一種基本程序操作與一種外部易變控制系統的建立的對應。 MTS方法的優(yōu)勢在于它允許復雜分離程序控制算法的設計。這種優(yōu)勢在連續(xù)控制系統的合成方法中是沒有的。傳統的方法在合成系統輸入的常數系數n>3和內部狀態(tài)k>7時作用是有限的。 用MST方法合成控制算法的步驟，以及PLC程序，在Fig.1中圖表形式表示。一般來說，用MTS方法進行PLC編程的步驟包括： 1．在口語中描述的基礎上確定程序的算法。它是由執(zhí)行指令網絡來表示的。 2．確定控制算法，他的合成分兩部： ——構造使執(zhí)行網絡傳輸的活動網絡。 ——建立控制系統存儲器。 3．確定圖表方程式 4．用階梯圖語言寫出PLC應用圖表方程式。 下文不僅表述了MTS方法，還表述了它在PLC編程中的作用，用模型和精選的分離技術程序來例證。 2．MTS——網絡傳輸方法 用MTS方法把分離的制造程序合成連續(xù)的控制系統的連續(xù)過程在下面描述。 2．1 程序的功能圖表和其口語描述 程序的功能圖表是它分解成初級階段的基礎，必須在程序的初始狀態(tài)中呈現，圖表必須包含所有的活動元素和系統，以及信號元素。這是程序分解為初級階段以及確定它們實現的條件時不可缺少的，上述的實驗記錄在初級階段的口語描述中反映出來，如下所示： 步驟Z：*步驟名* 實現 ：Ri 表明 ：Yi或Ti 這里Z是第i個初級階段，Ri是第i個激活元素或系統；Yi或Ti，邏輯或時間類型變量決定步驟Zi實現的結果。 程序的口語描述應該包括初級階段的個別描述，在配合預定過程實現的指令中描述。 2． 2控制網——程序算法 程序的控制網用圖形符號Fig.2來描述其算法。圖形符號的作用意義和原理對用執(zhí)行指令網絡來實現程序的書寫過程來說是很必要的。一個控制網是一個程序算法的數學幾何分析。 下面的元素是用來夠建一個控制網： （a）執(zhí)行指令Fig.1a的幾何符號是個矩形。它們描述分離制造程序的基本步驟。 （b）狀態(tài)盒的幾何符號是個菱形，它們描述初級階段實現的邏輯或時間狀態(tài)一個狀態(tài)盒有一個輸入和兩個輸出：Y(yes)和N(no)。輸出狀態(tài)盒的描述代表應該用下面的方式來理解。 在一個用狀態(tài)盒來描述其狀態(tài)結果的步驟的現實過程中，它的輸出值有T=0和N=1，狀態(tài)的完成由盒子輸出狀態(tài)（T=1和N=0）的改變結果來描述。且因此在與之相連的步驟中，以及下一步驟實現的開始中體現。 兩種類型狀態(tài)盒描述如下： ——初級階段狀態(tài)盒，這些是用于描述步驟實現的狀態(tài)。 ——獨立狀態(tài)盒(Fig.1c)，用來描述不直接與其特定相連的初級階段程序狀態(tài)實現。 （c）邏輯執(zhí)行指令節(jié)點，它來描述代數二進制指令。兩者交叉部分的幾何符號是一個圓圈。（Fig.1d）相連部分的符號是一個打叉的圓。（Fig.1e） （d）信號分枝。它意味著分枝節(jié)點后的信號與節(jié)點前的信號有同樣的值。 （e）開始、停止和警告盒。這些描述程序下面的步驟：在它剛開始實現時，在實現結果時，以及狀態(tài)與預定的程序算法不一致時。 分離制造程序的控制網是其算法的一種數學模型。它用圖表詳細說明程序過程和程序特定實現的邏初級階段輯狀態(tài)?？刂凭W用習慣上下描述，用個別現象的指令。 在Fig.3中描述一個程序執(zhí)行指令網絡的例子。 附屬f和f，敘述程序基本步驟實現的狀況，可能在執(zhí)行初級階段指令網絡的最初被確定。附屬f決定著步驟Z開始實現時的程序狀態(tài)。用執(zhí)行指令盒輸入位置的信號來描述。 Fig2. 幾何符號用來建立控制網:執(zhí)行指令盒(a)，基本步驟狀態(tài)盒（b）， 獨立狀態(tài)盒（c），交叉節(jié)點（d），連接節(jié)點（e），信號分枝（f），開始盒（g），停止盒（h），及警報盒（i）。 附屬f決定著步驟Z開始實現時的程序狀態(tài)。它用執(zhí)行指令盒步驟Z的狀態(tài)盒輸出N的位置的信號來描述。確定附屬f和f的原理在圖Fig.3中表示。 基于上述的原因，特定程序步驟實現的邏輯狀態(tài)可能在執(zhí)行指令網絡的最初被確定，并被單獨描述。 F（zi）= f*f （1） Eq.（1）為合成的連續(xù)控制系統提供了基礎。 執(zhí)行指令網絡的基本優(yōu)勢是它限制了布爾函數的圖形描述；因此它可以被用來寫過程描述邏輯獨立性反復無常的程序算法。 2．3 有源網——控制算法 有源網的建是控制網傳輸的結果。它在制一套在一套控制系輸出變量之上的程序初級階段圖?？刂葡到y的輸出信號控制著個別初級階段的實現。 在輸出變量系統之上繪制階段圖的原理從如下關系中來： 控制實現初級階段 ie. YiRiZi 圖Fig.4提出一個有源網例子。 Fig.3 控制網舉例 Fig.4 有源網舉例 實際上，有源網描述了控制系統的輸出信號。因為程序的輸出變量與控制系統的輸入變量是同時性的，而且輸出信號控制著特定程序步驟的實現，下面等式產生： （2） 為了保證控制系統根據預定算法實現需要完成下面假定： f*f=1——在那與步驟Zi的實現想一致的控制系統中 f*f=0——在控制系統的工作循環(huán)的持續(xù)步驟中 （3） 如果控制系統有存儲器Eg.(3)的實現只是可能。它是控制系統存儲器即控制算法壓縮的本質的實現。 2．4 控制系統存儲器的實現 用MTS方法設計控制系統存儲器在附屬f、f，及f*f的分析的基礎上實現了。在有源網基礎上的幾何描述，在Eg.(3)中完成。控制系統存儲器通過利用邏輯回輸封閉電路和基本存儲器電池實現。存儲器的實現在于執(zhí)行下面的活動： （a） 確定附屬f、f和f*f，在有源網基礎上。 （b） 描述附屬f、f和f*f，在有源網基礎上，用幾何方法。 （c） 描述輸出變量函數F*（Y）控制系統所有Y和F*（Y），用幾何方法。 （d） 選擇確保先決條件（3）完成的存儲器的實現的原理，存儲器的實現原理將在文章后面闡述。 （e） 計數所有與涉及附屬F*（Y）的存儲器實現連接的附屬。 （f） 重復（a）~（e）給出的涉及連續(xù)輸出變量的附屬F*（Y）的確定，以及控制系統輔助變量F（M）的活動，直到最后一個。 輸出和控制系統連續(xù)輔助變量的函數如此為其圖表方程式的確定提供了基礎。 2．4．1 存儲器實現原理 下邊描述連續(xù)控制系統存儲器實現的基本原理。 原理1 如果f= 和 f= 然后：用一個邏輯封閉回輸電路。它具有Xk+Yi的形式。 Xk是一個使附屬f取0值的變量，在與步驟Zi的實現相一致的控制系統的部分階段中。 Yi是一個控制步驟Zi的實現的輸出變量信號。 原理1也習慣用來實現提出記錄基本存儲的邏輯條件的附屬f。 原理2 如果f由原理1決定： 而f*f= 然后： 用一個邏輯回輸封閉電路。它具有xi+yi或xj+mj的形式。 Xj是使附屬f在與步驟Zi的實相一致的部分階段中取0值的變量。 yk，mj是輸出變量yk的信號或在附屬f應該取1值的控制系統階段中取0值的輔助變量mj，而且1值在與步Zi實現的完結時刻相一致的控制系統階段中 ym是一種在與步驟Zi的實現相一致的控制系統階段中的輸出變量yk的信號，f f*f=0，且在與步驟Zi實現的完結時刻相一致的控制系統的階段中值為0。 原理3 如果f*f= 然后：用輔助變量M1，變量M1的內容產生于下面的關系： 其中： f——記錄M1的存儲器 f——去除M1的存儲器 f——一個確定討論程序最后階段的實現完結的邏輯條件的附屬 原理4 如果f*f= 然后：用兩個輔助變量M1和M2 變量1和變量2的內容產生于如下關系： （a） 變量M1：根據原理4 （b） 變量M2： 其中，fa是決定上述步驟Zi的狀態(tài)盒輸出TAK的附屬。這必須是一個f在上述步驟Zi實現的控制程序階段中值為0的階段。 M2是變量M2的一個信號。 上面描述的存儲器實現原理允許用當代制造系統中占優(yōu)勢的MTS法把分離的制造程序合成連續(xù)的控制系統。 2．5算法方程式 由于控制系統存儲器的實現。附屬f和f有如下形式： （4） 這里：X是輸出變量信號。Y是輸出變量信號，m是基礎存儲器信號。 最后，由于存儲器的實現，控制器所有輸出變量的函數基本都確定了。它們以下面形式： （5） 同輔助函數一樣： （6） 這里，f是第j個存儲器邏輯狀態(tài)記錄，而f是第j個存儲器的刪除邏輯狀態(tài)。 輸出和輔助變量函數組成算法方程式的確定基礎。它們有如下形式： （7） 方程式（7）用于用作為一種PLC的運用的LD語言來寫程序。LD語言是編程語言的基礎，用專用PLC編程。 3． PLC控制器編程 MTS方法用于PLC控制器編程將用一個液體物質A和B自動混合程序舉例來說明。 3．1 液體物質A和B混合加熱程序 圖5表示了一個液體物質混合加熱程序的功能圖表。其口語描述如下： 程序由兩個同時實現的步驟Z1和Z2開始： 步驟Z1：*裝滿瓶A* 實現：EZ1+ 發(fā)出信號：WP1=1 步驟Z2：*裝滿瓶B* 實現：EZ2+ 發(fā)出信號：WP2=1 Fig.5液體物質A和B混合加熱程序功能圖表 Fig.6液體物質混合加熱程序算法 在步驟Z1和Z2實現完結之后，步驟Z3和Z4同時開始執(zhí)行。 步驟Z3：*配制物質A* 實現：EZ3+ 發(fā)出信號：WP4=1 步驟Z4：*配制物質B* 實現：EZ4+ 發(fā)出信號：WP4=1 在步驟Z3和Z4實現完結后，步驟Z5和Z6同時開始執(zhí)行。 步驟Z5：*混合物質A和物質B* 實現：M 發(fā)出信號：a=1 步驟Z6：*加熱物質A和B* 實現：G 發(fā)出信號：a=1 步驟Z5和Z6實現完結后，步驟Z7開始執(zhí)行。 步驟Z7：*倒出混合物* 實現：EZ5+ 發(fā)出信號：WP3=0 程序循環(huán)實現。 圖6中的控制網描述了程序算法，圖7a有源網重述了控制系統的輸出信號。 在對圖7所表明的關系分析的基礎上，它闡明了： 1． 附屬fp1*和fk1*，根據原理3，有fp1*SWP3和fk1*。附屬fs1和fR1按如下等式：fs1=WP1+m1和fR1=WP3 2． 附屬fp2*和fk2*，根據原理3，有有fp2*SWP3和fk2*。附屬fs2和fR2按如下等式：fs2=WP2+m2和fR2=WP3 3． 附屬fp3*，根據原理1，應有fp3*=WP1*WP2+y3。附屬fk3*fk3= 4． 附屬fp4*，根據原理1，應有fp4*=WP1*WP2+y4。 5． 附屬附屬附屬fp5*fp3=WP4及附屬fk5*fk5= 6． 附屬fp6*fp6=WP4及附屬fp6*fp6= 7． 附屬fp7*，根據原理1，應有fp7*=a+y7。附屬fp7*fk7=WP3 Fig.7液體物質混合加熱程序控制算法：有源網（a）和輸出函數表示附屬和輔助變量（b） Fig.8 PLC輸入輸出電路算法 在確定了fpi*和fki*以及fsj和fRj的基礎上，控制系統的設計的算法方程式可確定。計算出PLC有多少個輸出和輸入電路，（圖8），它有如下形式： 液體物質混合加熱過程的控制程序，用LD語言寫出，如圖9所示，邏輯算法用階梯符號所示。 I——控制器輸入信號 Q——控制器輸出信號 M——旗幟 Fig.9液體物質混合加熱過程控制程序 4． 結論 這篇文章描述了一種新的MTS方法，以及它用于模擬分離程序和PLC編程。MTS方法的核心由一種分離制造程序算法的數學網絡模型構成。它由一個控制網表示?？刂凭W的基本優(yōu)勢是它是一個邏輯網。準確來說，它描述了程序的進步，及其初級階段實現的邏輯條件。 控制網構成了控制算法確定的基礎。它有兩個階段。第一個包括由于控制系統有源網的建立而完成的程序算法的傳輸，描述其輸出信號。在第二步中控制系統存儲器實現。實際上，一個控制算法建立，使分離制造程序的控制算法的圖表方程式可以確定。 圖表方程式用于PLC編程來書寫其應用，其應用的書寫由階梯邏輯語來實現。LD語言是PLC編程語言的基礎（標準）。目前，任何控制都有其LD語言軟件，因此MTS方法可以被用于每一個PLC編程。 MTS方法允許同時期占優(yōu)勢的制造系統的程序控制算法的合成。 參考文獻 弗瑞德曼，A.D.，曼諾，R.，1975。電路開關的理論設計。電腦科學出版社。 哈弗曼，D.A.，1954。連續(xù)電路開關分析。富蘭克林協會會刊。257冊。 米立，G.H.，1955。連續(xù)電路合成方法。比爾系統技術雜志，24冊。 特瑞斯克，W.,1982。波蘭女學者。數字系統理論基礎及合成方法。WNT，華沙。