1. PLC是什么
PLC控制系统,全称Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器,是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置,其采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入及输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。达内教育
想学好PLC编程不是特别容易,必须要经过系统的培训,现在达内培训机构在国内做的比好好,课程设计引进北美先进技术,贴近中国软件企业的实际需求,同时线上有免费的公开课可以进行学习,如果对PLC编程感兴趣可以参加达内的免费公开课进行系统的学习一下。
自上世纪六十年代美国推出PLC控制系统取代继电器控制装置以来,PLC飞速发展,广泛应用于世界各地。 免费试听报名入口随着时代的发展,PLC的功能也不断的发展完善。加之计算机技术、控制技术、网络技术的不断进步和用户需求的不断上升,PLC也相应地在开关量处理基础上添加了模拟量处理及运动控制等多个功能。
2. 耳机立体音原理
事实上不是这样的. 首先在录音时,在舞台两侧(或录音棚)左右放置两个话筒(或高保真拾音器),也就是说录取信号一开始,左右声道的声场是不一样的,假如有人从舞台左边一直唱歌走到右边,你左右耳机的声音从左声道开始大,变到左声道小,然后右声道大.说白了就是用两个耳机最大限度的重放现场.同样道理:用5.1声道系统看大片, 当飞机从左后飞到右前,前后左右四只音响的声场随着画面在变化(尽管四只音响的声音都是飞机的声音),但人听到的就是飞机从左后飞到右前.这是在录制现场前后左右至少放四个话筒.
3. 用西门子s7-200plc设计一个八位抢答器控制系统
2010数字电路课程设计论文
数字抢答器设计
系 部: 电气系
班 级:093341
学 号:01
学生姓名: 廖 继 武
指导教师: 龙 治 红
专 业: 电子信息工程
2010 年12月12日
目录
摘要 I
第1章 绪论 1
第2章 抢答器的系统概述 2
2.1设计任务及要求 2
2.2 设计方案论证 3
2.3 抢答器的工作原理 4
2.4优先判断与编号锁存电路 错误!未定义书签。
第3章 抢答器的单元电路设计 6
3.1抢答器设计中的优先编码电路 7
3.2抢答器设计中的定时电路 9
3.3抢答器设计中的报警电路 10
3.4抢答器设计中的时序控制电路 9
3.5七段显示译码器与数码管 12
3.6抢答器的功能说明 14
第4章 总结 15
附录 16
摘要
数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将电路的输入信号在显示器上输出;用控制电路和主持人开关启动报警电路,以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能,构成扩展电路。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。更具实用性。
关键字: 抢答电路 定时电路 报警电路 时序控制电路
第1章 绪论
当今的社会竞争日益激烈,选拔人才,评选优胜,知识竞赛之类的活动愈加频繁,而在竞赛中往往分为几组参加,这时针对主持人提出的问题,如果要是让抢答者用举手等方法,这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者,这就要有一种抢答设备作为裁判员,这就必然离不开抢答器。
抢答器是一种应用非常广泛的设备,在各种竞赛、抢答场合中,它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成,能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机或数字集成电路,并增加了许多新功能,如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。
目前数字电子技术已经广泛地应用到计算机、自动控制、电子测量仪表、电视、雷达、通讯等各个领域。随着科技的发展,现在的抢答器有着数字化,智能化的方向发展,这就必然提高了抢答器的成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多,操作简单,经济实用的小型抢答器必将大有市场。因此,我选择简易逻辑数字抢答器这一课题。简易逻辑数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出;用控制电路和主持人开关启动报警电路,以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能,构成扩展电路。
本课题设计通过参考大量文献对抢答器的工作原理做了系统介绍,通过详细的调查和权威技术资料及相关情报的收集,为学校等单位举行的简单的抢答活动提供了简单设计思路,对于企业了解抢答器产品生产技术及其发展状况十分有益。
本课题设计了一种采用数字电路制作的多功能数字抢答器,它主要采用了74系列的常用集成电路,它除了具有基本的抢答功能之外,还具有定时报警的功能,和数显的功能,当抢答开始后,系统会自动倒计时,并且时间是可以预设的,期间有人抢答的话系统会停止计时,如果期间没人抢答,系统会有短暂的报警,提示抢答结束。通过这次课程设计,了解简单多功能数字电路抢答器的组成原理,初步掌握数字电路抢答器的调整及测试方法,提高思考能力和实践能力。同时通过本课题设计,巩固已学的理论知识,建立逻辑数字电路的理论和实践的结合,了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响,从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。
第2章 抢答器的系统概述
抢答器我们都知道是选手做抢答题时用的,选手进行抢答,由抢到题的选手回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一起跑线上,体现公平的原则。本设计的数字抢答器由主体电路和扩展电路组成。现简单的介绍设计任务及要求、设计方案论证、工作原理以及优先判断与编码电路。
2.1设计任务及要求
设计任务:设计一个具有锁存与显示功能的6人抢答逻辑电路。本课题的设计任务从功能上分, 主要包括以下两个部分:
(1)基本功能
可同时6名选手参加比赛,他们的编号分别是1,2,3,4,5,6。
各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应,分别是S1,S2,S3,S4,S5,S6。
A、节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零和抢答的开始。
B、数字抢答器应具有数码锁存、显示功能。抢答开始后,若有选手按动抢答
按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示选手的编号,同时扬声器给出音响提示。此外,要封锁输入电路,禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
(2)扩展功能
A、定时抢答功能。抢答器定时为20 s,启动起始键后,定时器开始工作,立即减计,并在显示器上显示出来,同时扬声器要短暂报警。
B、参赛选手在设定的时间内抢答(30s),抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢倕时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。
C、 当定时抢答的时间已到,还没有选手抢答进,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器上显示00。
2.2 设计方案论证
制作抢答器可以采用多种设计方案,可以用单片机来完成,它的功能强大制作简单,并且外围的元件也很少;也可以用PLC来实现,它的制作也是比较简单;最后也可以用数字电路来实现,它的原理比较简单,集成块的价格也比较便宜且很容易购买,与我们学完的《数字电路》联系紧密,能将我们所学知识用于实际,对巩固所学知识有重要意义,用了一些成型电路,如NE555标准秒脉冲电路等,使总体方案易于实现,本设计采用的是数字电路。
2.3 抢答器的工作原理
如图2.1所示为抢答器的结构框图,它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答键时,能显示选手的编号,同时能封锁输入电路,禁止其他选手抢答。扩展电路完成检测数码管工作情况。其工作原理为:接通电源后,主持人将开关拨到"清除"状态,抢答器处于禁止状态,编号显示器灭灯,定时器显示设定时间;主持人将开关置于"开始"状态,宣布"开始"抢答器工作。定时器倒计时,扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时,抢答器完成:优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后,定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作"清除"和"开始"状态开关。
2.4优先判断与编号锁存电路
74LS190的 优先判断与编号锁存电路如图2.2所示。电路选用优先编码器 74LS148(逻辑功能图2.3)和基本RS触发器(逻辑功能图2.4)来完成。该电路主要完成两个功能:一是分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号;二是禁止其他选手按键,其按键操作无效。工作
过程:系统清除按键按动时,四个RS触发器的置 端均为+5V,使四个触发器均被置0。1Q为0,使74LS148的使能端 =0,74LS190计数器的输入端D0=0,此时十位的74LS190输入“0010”,个位唯“0000”,从而进行20倒计时(见图2.5),74LS148处于允许编码状态,同时1Q为0,使74LS48的灭灯输入端 =0,数码管无显示。这时抢答器处于准备抢答状态。
当系统清除按键松开时,抢答器处于等待状态。当有选手将按键开关按下时,抢答器将接受并显示抢答结果,假设按下的是S4,则74LS148的编码输出为011,此代码送入基本RS触发器后再锁存74LS148,使4Q3Q2Q=100,亦即74LS148的输入为0100;又74LS148的优先编码标志输出Ys非为0,使1Q=1,即 =1,74LS48处于译码状态,译码的结果显示为“4”。同时1Q=1,使74LS148的 =1,74LS148处于禁止状态,从而封锁了其他按键的输入。此外,当优先抢答者的按键松开再按下时,由于仍为1Q=1,使 =1,74LS148仍处于禁止状态,确保不会接受二次按键时的输入信号,保证了抢答者的优先性。
图2.2
图2.3 CT74LS148 逻辑功能示意图
图2.4 基本RS触发器示意图
图2.5 控制74 LS190计数器
第3章 抢答器的单元电路设计
简易逻辑数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出;用控制电路和主持人开关启动报警电路,以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能,构成扩展电路。现简单介绍抢答器设计中的优先编码电路、定时电路、报警电路、时序控制电路、七段显示数码器及译码管电路。
3.1抢答器设计中的优先编码电路
优先编码电路如图3.1所示。该电路完成两个功能:一是分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,同时译码显示电路显示编号;二是禁止其他选手按键操作无效。
工作过程:开关S置于“清除”端时,RS触发器的 端均为0,4个触发器输出置0,使74LS148的 =0,使之处于工作状态。当开关S置于“开始”时,抢答器处于等待工作状态,当有选手将键按下时(如按下S5),74LS148的输出 经RS锁存后,1Q=1, =1,74LS48处于工作状态,4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。此外,1Q=1,使74LS148 =1,处于禁止状态,封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时,74LS148的 此时由于仍为1Q=1,使 =1,所以74LS148仍处于禁止状态,确保不会出二次按键时输入信号,保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S开关重新置于“清除”然后再进行下一轮抢答。并且当1Q=时,使得74LS190的输入当D0=1,从而十位的74LS190的输入端唯“0011”,个位为“0000”,从而进行30秒倒计时。
74LS148是二进制的8线-3线优先编码器,从它的功能真值表中可以看出,输入、输出都是低电平有效,且输入中的I7的优先权最高,I0的优先权最低。输出低电平有效也称反码输出。当编码器工作时,若I0=1,不论其他输入端是否为有效低电平,只对IN7进行编码,编码输出为 若I7 =1,I6=0,则只对I6进行编码,编码输出为 ,其他编码过程依次类推。
( 74LS148为8线-3线优先编码器。表3.1为74LS148的功能真值表。)
表3.1 74LS148的功能真值表
3.2抢答器设计中的定时电路
由节目主持人根据抢答题的难易程度,设定一次抢答的时间,通过预置时间电路对计数器进行预置(20S),计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS190进行设计,具体电路如图3.2所示。本设计是以555构成震荡电路,由74LS190来充当计数器,构成抢答器的倒计时电路。该电路简单,无需用到晶振,芯片都是市场上容易购得的。设计功能完善,能实现直接清零、启动。74LS190 是一个十进制可逆计数器,它有两个时钟输入端CU和CD,当从CU输入时,进行加法记数,从CD输入时,进行减法记数。它有进位和借位输出,可以进行几位串接记数。它还有独立的置“0”输入端,并且可以单独对加法或减法记数进行预置数,本设计中的抢答器的定时电路就是利用74LS190中的预置数的功能来进行定时的。
图3.2定时电路
3.3抢答器设计中的报警电路
在我们实验室里,由于蜂鸣器不要CP脉冲只要有一定的电压和电流就能报警,只要前面的电路正确就报警,根据老师的要求,我设计了有人抢答和最后5S、3S、1S报警(见下图)。我主要通过十位的74LS190的Q0,Q1与个位的74LS190的Q0,Q1.Q2,Q3,经过8个输入端的或非门来控制最后5S、3S、1S报警,例如控制最后5S报警时,吧十位的Q0,Q1直接接在或非门上,个位的Q0,Q2经过非门后再接在或非门是,Q1,Q3直接接就可以啦!8输入端的或非门其余没用的管脚接地或者悬空就可以实现最后5S报警呢!关于最后3S,1S报警的与5S报警的差不多,只要控制好相应的管脚就可以啦!
有人抢答就报警就是把74LS148的三个输出端一起经过与非门就可以,因为没有人抢答时,输出端都为1;当有人抢答时三个输出端必定有一个为零,经过与非门后即为1,从而报警(见下图)。
最后5S,3S,1S报警电路图
有人抢答报警电路图
3.4抢答器设计中的时序控制电路
时序控制电路是抢答器设计的关键,它要完成以下三项功能:
①主持人将控制开关拨到"开始"位置时,扬声器发声,抢答电路和定时电路进人正常抢答工作状态。
②当参赛选手按动抢答键时,扬声器发声,抢答电路和定时回答电路开始工作。
③当设定的抢答时间到,无人抢答时,扬声器发声,同时抢答电路和定时电路停止工作。
根据上面的功能要求,设计的时序控制电路。通过74LS4078控制74LS148的输人使能端 。工作原理是:主持人控制开关从"清除"位置拨到"开始"位置时,有74LS148送到基本RS触发器输出 1Q=0, 同时1Q的信号送到74LS148 端,使74LS148开始工作,且1Q送到74LS190的D0端,使74LS190进行定时电路进行递减计时(20S)。同时,在定时时间未到时,通过8输入端的或非门输出端为“0”,则"定时到信号"为0,送到74LS148 端,使74LS148开始工作,从而实现功能①的要求。当选手在定时时间内按动抢答键时,1Q=1, 即74LS148 =1,74LS148处于禁止工作状态,同时RS触发器输出的信号1到74LS190的DO,使74LS190实现从30S开始递减,从而实现功能②的要求。当定时时间到时,通过8输入端的或非门使"定时到信号"为1,使74LS190的 =1,74LS148处于禁止工作状态,禁止选手进行抢答。
3.5七段显示译码器与数码管
七段显示译码器与数码管如下图3.6所示。7段显示译码74LS48将锁存器74LS279的信号译码,输出给数码管。当后台工作人员将S置于GND, =0,使灯测试输入端(图中3号)=1,这时测试数码管工作情况;当后台工作人员将S置于Vcc, =1,使灯测试输入端(图中3号)=1,这时正常译码。
(74LS48为4线-七段译码器/驱动器,表3.2为其真值表,图3.7为逻辑图)
图3.6 7段显示译码器与数码管
Inputs Outputs
D C B A
a b c d e f g
0 H H L L L L H H H H H H H L
1 H X L L L H H L H H L L L L
2 H X L L H L H H H L H H L H
3 H X L L H H H H H H H L L H
4 H X L H L L H L H H L L H H
5 H X L H L H H H L H H L H H
6 H X L H H L H L L H H H H H
7 H X L H H H H H H H L L L L
8 H X H L L L H H H H H H H H
9 H X H L L H H H H H L L L L
10 H X H L H L H L L L H H L H
11 H X H L H H H L L H H L L H
12 H X H H L L H L H L L L H H
13 H X H H L H H H L L H L H H
14 H X H H H L H L L L H H H H
15 H X H H H H H L L L L L L L
BI X X X X X X L L L L L L L L
RBI H L L L L L L L L L L L L L
L X X X X X H H H H H H H H
表3.2 74LS48真值表
图3.7 74LS48逻辑图
3.6抢答器的功能说明
在知识比赛中,特别是做抢答题目的时候,在抢答过程中,为了知道哪一组或哪一位选手先答题,必须要设计一个系统来完成这个任务。本文主要介绍了简单逻辑数字电路抢答器的设计及工作原理,以及它的实际用途。如果要让比赛更公平,防止出现违规现象,可以增加其扩展功能:
(1) 可以设计声控装置,在主持人说开始时,系统自动完成清零并开始计时的功能。
(2) 在主持人读题的过程中,禁止抢答,可以在主持人控制的开关上另接一个与图3-1一样的电路,即可实现“违规者可见”的功能,即在主持人读题时如果有人违反比赛规定抢先按动按钮,显示器可以显示是哪个参赛队抢先,便于作出相应的处理。
第4章 总结
本设计主要讲述了抢答器的工作原理和工作过程。在说明工作原理的过程中,突出了抢答器设计中的基本电路的组成单元以及这些单元如何实现抢答功能;结合本设计的内容,指出了各单元电路的设计方法和意义,以及如何进行抢答控制。在这次设计中遇到了很多实际性的问题,在实际设计中才发现,书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定的出入的,所以有些问题不但要深入地理解,而且要不断地更正以前的错误思维。电路设计是一个很灵活的东西,它反映了你解决问题的逻辑思维和创新能力。它才是一个设计的灵魂所在。因此在整个设计过程中大部分时间是用在单元电路的理解和设计上面。很多单元电路是可以借鉴书本上的,但怎样衔接各个单元电路才是关键的问题所在。经过这段时间的努力,在老师和同学的帮助下终于彻底的做完了课程设计的所有工作。通过这次的课程设计,我能运用已学的知识解决我在设计中遇到的问题,使我思考问题的能力得到了很大的提高。在做设计的过程中我查阅了很多的资料,并认真的阅读这些与我的设计相关的资料,从而我的专业涵养得到了提高,知识的储备量也有所增加。在做设计时,我复习了很多专业课的知识,这使得我的专业知识在离校之前得到了巩固。
这次设计,让我受益匪浅。我对数字电路设计中的逻辑关系等有了一定的认识,对以前学的数字电路又有了一定的新认识,温习了以前学的知识,就像人们常说的温故而知新,但在设计的过程中,遇到了很多的问题,有一些知识都已经不太清楚了,但是通过查找一些资料又重新的温习了一下数字电路部分的内容。
通过这次设计我也发现自己的很多不足之处。在设计过程中我发现自己考虑问题很不全面,自己的专业知识掌握的很不牢固,所掌握的电路应用软件还不够多,我希望自己的这些不足之处能在今后的工作和学习中得到改善。而且,通过这次设计,我懂得了学习的重要性,学会了坚持和努力,这将为以后的学习做出了最好的榜样!我将会在以后的生活中继续学习。
附录
4. 有什么好的职业技术学校介绍吗
长沙新东方烹饪学院是新东方烹饪教育旗下的实力品牌院校,是国家职业技能鉴定所、湖南省职业技能竞赛(项目)基地、湖南省餐饮创业示范基地、退役士兵就业创业培训基地、海外就业就学服务站、湘菜人才教育基地、长沙市社会组织5A级单位、长沙市技能人才培训定点机构、长沙市社会组织促进会常务副会长单位。
学院教学规模宏大,师资力量雄厚,拥有一支学识渊博、治学严谨的师资队伍,拥有专职教师100多名,常年由国家级技师及特级大师主教,聘请了具有丰富实践经验的湘菜名厨、湘菜大师、国家高级考评委讲师以及国外西点西餐大师投入到教学管理中。
在教学方面,实行“实操为主,理论为辅”,着力培养学生实际动手能力、酒店工作岗位适应能力。学院独创教学五步法以及互动式模拟餐厅、酒店。加强实战操作,名师大厨手把手辅导更是从根本上保证了教学质量。
5. 台州职业技术学院怎么样,什么专业最好啊
郁闷又是个复制的这样说把你到那学车床啊只类的还不错其他的都别去了
6. 怎样才能学好物理
静心找问题。初中升学考试物理内容大致分四部分:力学、电学、热学、光学,其中力学大约占40%,电学占35%,光热部分约占25%,中考的分值分配基本如此,而且中考难题比较集中,一般讲,光学、热学部分不出难题,难题出在力学和电学部分,那么我们的复习就不应平均分配时间,应将主要精力放在电学和力学方面。由于每个学生的学习情况不同,成绩也就不同,所以在复习前必须明了自己在学习物理方面,知识缺陷主要在哪里,不能打无准备之仗。例如,力、热、光、电各部分哪一部分自己没有学,那么就重点复习这一部分。如果你电学学的不错,并不意味电学中你就没有漏洞,如有的同学电学中就怕故障排除问题,那么这就是你的弱点,就应全部将这类题目多做,多分析直到学会为止。有的同学就怕电功率综合题,那你就找出北京和全国中考试题中的电功率题加以强化训练,找规律,找方法,找思路,直到把它攻克炎止,总之精力和时间不可平均分配 你可按以下五步走:
1、课前认真预习。把不懂的记下来,以便课堂上集中注意力解决掉。
2、课堂专心听讲。不懂就问,不要吃夹生饭。
3、课后及时复习。不要忙着做作业,先把课堂所学内容吃透。
4、认真完成作业。做一个就要会一个,会一类,宁精勿滥。
5还要多做题,巩固。
另外,能实验的尽可能做一做,以加深理解和记忆。不久就会有转机的。祝你进步。
7. 高考学习
高考考什么
高考考什么?看似很难回答,多数文章总结概括为考各种能力,让我们不甚明白,甚至一头雾水。要回答这个问题,还要从源头上说起、探究,
我们首先要知道命题的人是大学教师;其次他们出的题的目的是选择适合搞学术研究、搞科学技术的人,形象得说,就是“会研究的学生”;再次,依据大学课程的需求、要求、特点,因此了解它们就显得十分重要。大学课程所蕴含的思想、方法、理念、拓展、应用、方法、技巧就会被用于考试,来检测大家的“科学、社会、艺术细胞或基因”。
我在大学期间非常努力学习专业课,深刻研究了它的博大精深的思想、兼收并蓄的胸怀、强大的概括综合的特点,从中总结整合出下列思想:系统性或整体性(完整的理论体系,相互联系的普遍性、方程组思想)、模型法(分清主要和次要矛盾、抽丝剥茧矛盾的主要和次要方面、数学的近似法、“舍得”建模法)、技巧性(数学的整体代换、因果关系的函数法、转换法)
因为很“专业”,他们的知识面比较广,很可能“就近取材”——把大学的内容“下放”到中学,通常起点高、落点低,但不要怕虚张声势的“雷声大、有点小”。因此要适当拓展知识层面,平时练习类似的知识迁移、类比、想象、归纳、综合题目,即学习能力,它是终身学习的要求,也是科研的要求。大学里物理从来都离不开物理,相辅相成,如同钥匙与锁的关系,从大学论文(见附录)中就能看出我对物理的炉火纯青的研究。我将重新整合课程,拆分或合成,颠倒或重组,以期实现最优设计,到达效率效益双丰收。
很多学生感觉平常重点学习的知识怎么不考,那是因为你和命题人不在同一“平面内——异面”,没有“心连心”,不是“一家人”,是“平行线”关系,焉能不败。我从数学函数思想这个战略方向出发,战术上采用公式推导与方程组,完成“农村包围城市”的中心任务。我们精选历年高考试题,分门别类,精讲精练,避免无用功和题海战术式低效。让我们一起终结学习方法,快乐地学习。本书适用各层次的学生,通过幽默诙谐、深入浅出的讲解,使学生达到举一反三,触类旁通的目的,通过高效整合优秀题目,达到一题多解,多题一解,能好之乐之。为此,了解高考命题的规律,把脉高考命题玄机,问鼎苍穹,“舍我其谁”。“‘一书’在手,问天下谁是英雄”,此书将会使你耳目一新,眼前一亮,犹如当头一棒、醍醐灌顶,大有“相见恨晚”之感,使你彻底顿悟物理,代入全新境界。在苦闷、彷徨中度日如年,备受煎熬的莘莘学子,“走过路过,不能错过”,莫失良机,给自己一个“翻身”、
俗话说“打蛇打七寸”,应用于化学推断题非常合适。要对付推断题,就要找到问题的要害、突破口,如同攻城掠地,只要突破一条防线的一个,或打开一个缺口,就能以次为出发点或根据地基础,再四面出击,就能实现各个击破、势如破竹般节节胜利;如同破案,只要找到一条线索,就能顺藤摸瓜,甚至进行“逆向工程”——推演、厘清整个事件的来龙去脉、前后因果。如同要打败竞争对手,就要彻底了解对方与自己的优势与劣势,纵横比较,即只有先“知己知彼”后,再综合做出决策,才能“百战不殆”。不限制物质范围,给出实验现象,要求考生推断出各未知物。此类题要以物质的特征反应现象为依据,上下联系,上接下联,前拉后推,左勾右搭,综合推理。灵活应用顺推法、逆推法和论证法快速解答。忘掉武功,才能灵活运用的高手;忘掉有形的剑,才能炼成六脉神剑;忘我无我才能修成正果,进入天宇境界;先写出几乎所有的可能情况,纵向横向对比、联系,在脑海中构思一张弹性的可拆解的大网,再一一排除,逐渐缩小包围圈,选择可能的留下来,直到形成犬牙交错的相对固定的网,最后准确无误地确定牢不可破的网——物质的终极成分。一句话,只要能解出答案的方法就是好方法。
下面就是我们做推断题时常见的突破口:
物理学习,需要一个顿悟的过程,经过努力才能到达大彻大悟的境界。俗话说”旁观者清”,这就需要我们跳出“五行八卦阵”,来看见它的全貌,这就是为什么我们都觉得自己过去为什么很笨很傻很天真。其实之所以这样,“事后诸葛亮”或“马后炮”,皆是我们“只见树木不见森林”,“管中窥豹”造成“只知其一、不知其三”的结果。就如王国维运‘治学三境界’说,古今之成大事业大学问者,罔不经过三种之境界:“昨夜西风凋碧树,独上高楼,望断天涯路”,此第一境也。“衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴”(欧阳永叔),此第二境也。“众里寻他千网络,蓦然回首,那人正在灯火阑珊处”(辛幼安),此第三境也。
编写此书的目的是为了以最高的速度与效率完成“应试教育”,尽快跳出物理学习的“苦海、误区”,缩短从顿悟
到大彻大悟的时间进程,以便更快融入数理化,主动选择理科,将来有更大的成就,不让文科成为你最后无奈的
选择;以便节省更多的时间来促进“素质教育”,以便给那些想锻炼或练就各种能力的学生提供时间保障——全面发展;以便给更大的自主时空,广泛涉猎历史、哲学、艺术与交流合作,统筹兼顾自然科学与人文科学——保证“旱涝保收”。
与作者心灵对话——“神交”,体验其深邃的思想、博大精深的哲学境界、宽广的胸襟、强大的概括能力、高贵的灵魂、兼收并蓄的集大成者、非凡的迁移、类比、比喻能力。
总之,一句话,我们要以不变应万变——战略上采用公式推导法,万变不离其宗——战术上采用方程法和函数法。
谢谢
摩擦力增加是因,摩擦力等于拉力,水涨船高,拉力增加是果,杠杆原理,省力不省功。如果数学是肉体,那么物理是灵魂;如果数学是丈夫,那么物理是妻子;如果数学是国家,那么物理是政府;如果数学是农业,那么物理是工业;
如果数学是天,那么物理是地;如果数学是丈夫,那么物理是妻子;如果数学是田地,那么物理是水汽;如果数学是野兽,那么物理是家禽;如果数学是天马行空,那么物理是脚踏实地;利用数学工具可以解决基本上所有问题,在计算科学、生物学、医学、化学、物理学等有广泛的应用。特别的,数学模型的建立,在模糊论、群论、进化论、传染病、经济学、气候、海洋、天气、混沌中等都有诸多应用。
解物理题目的战略方法
打仗,要掌握一套行之有效的兵法,才能无往而不胜,同理,学习也要一套理论,考试也是一种技术活。也就是要学会换位思考,才能“知己知彼,百战不殆”。学生也应该必须学会一套做题的战略思想。
解题如同解读案件的发生过程——探索破案的蛛丝马迹,
案中案,扑朔迷离;奇中奇,引人入胜。
如抓住不变量和相等量,电学中,不变量是电阻,并联电压相等,串联电流相等;往返运动路程不变;由此可选择相应的公式以简化计算。如抓住不变量和相等量,电学中,不变量是电阻,并联电压相等,串联电流相等;往返运动路程不变;由此可选择相应的公式以简化计算。
对于匀变速直线运动,总共涉及五个量,三个变量,分别是、、,两个常量与,所有公式只涉及四个量,三个已知量与一个待求量,读题时只要罗列出所有的物理量量,再合理选择公式,就能进入势如破竹、一览无余的境界。点评:匀变速直线运动中,总共涉及五个量,分别是、、、、,分为两类,变量是、、,不变量是、,一般设未知数、、,因为与可以方便地由、、三者表达出来,即和。
一解题的战略方法——三大法宝三板斧
物理过程是核心,要做到“一图在手,信息全有”,即把所有的包括已知和未知的量全写在图的相应位置。要对物理过程一清二楚,物理过程弄不清必然存在解题的隐患。题目不论难易都要尽量画图,有的画草图就可以了,有的要画精确图,要动用圆规、三角板、量角器等,以显示几何关系。画图能够变抽象思维为形象思维,更精确地掌握物理过程。有了图就能作状态分析和动态分析,状态分析是固定的、死的、间断的,而动态分析是活的、连续的。
战略思想如方程组思想,函数法推导公式或分类讨论。函数推导法解题的方法,很多学生很不习惯字母运算,不带入数字就会很难受、茫然、不知所措,总觉得不踏实,缺点什么。但实际上那些被运算了的物理量、公式含有的信息很少,如同报废的汽车——一堆废铁或,只是没有生命、灵魂的行尸走肉而已。而作为“终结者”的公式或函数则是有血有肉,蕴藏巨大潜力与信息。
(一)函数法解题
函数——公式推导法解题的步骤
化学计算,同物理的运动力学类似,先写出每一个化学反应的方程式,采取“铁板一块”的整体战略,而不是看成孤立的小问题,所有的量都是紧密结合起来的,是息息相关的,不管三七二十一,根据每一句话列出等式,再组合起来就是解决盘根错节、纠缠混乱问题的良方——“快刀斩乱麻”,这是较高效的“万能药方”——“对症下药”,是解决错综复杂问题的金钥匙。采取中医的“综合疗法”,而非西方的过度量化的冷酷的冷冰冰的“头痛医头、脚痛医脚”法,最明显的“不战而驱敌之兵”的整体代换法,控制变量法与函数法大同小异,推导出因变量的含有“最基层最低层”自变量的等式,略去——跨过不是最根本的变量中间变量或隐变量,跨越式——沟通两个极端的蚂蚁社会——终极表达式。
函数——公式推导法解题的好处:
一、减少不必要的运算,因为某些量可以消掉;
二、可以看所求量与各变量的关系,如正反比关系,不谁无关等;
三、很方便的进行验算,如从单位上看或特殊值法(令某量为零);
四、可以循环利用公式,可以直接带入如不同组合的值求结果,不必“从头再来、前功尽弃”;
五、可方便的根据增减性、拐点、极值(点)、渐近线等画出函数曲线,进而分析函数、甚至预言“未来或未知部分”,甚至“不小心”成为“科学家、学者”。
六、
(二)方程组思想解题
怎样设什么未知数呢?
读题目时,先明确已知的与未知的物理量,并用相应字母与数值准确无误地、完全地罗列、记录下来。要把整个题目所有的物理量都看作一个统一整体,极像是快刀斩乱麻。要从每一句话、每个数据中找到可能对应的一个方程,通常几个未知量对应几个方程,写多了可能有等价式或其中一些可从其他算式中推出即冗余;写少了一般又解不出来。这不需要任何特殊的思维,最原始最繁杂的解法多数时候又是最简单最聪明的解法,类似大智若愚、笨方法又是最简洁、最巧妙、最高效的解法。
怎样列方程组呢?
首先认真审题,弄清题意。审题是解题过程中必不可少的环节,审题的过程就是认真读题,分析题意,收集题目信息的过程。通过审题,发现题目中的已知条件,弄清题目中的物理过程,建立一幅关于所求问题的比较清晰的物理图景,初步构成解题的思维框架。审题就是要对物理过程大致搞清楚,并大概勾画出物理图景。
读至大致读懂题目大意的时候,要尽量画图,有的画草图就可以了,有的要画精确的图。数学上,要动用圆规、三角板、量角器等,以显示精确的几何关系。物理上,根据题意画出图像,如运动位置图,受力分析图、速度、位移的、图像等等。画图能够化抽象思维为形象思维,更准确地掌握物理过程。电学中,一定要画出电路图。有了图就能作状态分析和动态分析,状态分析是固定的、死的、间断的,而动态分析是活的、连续的。
其次分解过程为若干层次。一般说来,复杂的物理过程都是由若干个简单的“子过程”构成的。因此,分析物理过程的最基本方法,就是把复杂的问题层次化,把它化解为多个相互关联的“子过程”来研究。分析整个过程所包含的细节、情景、子过程,在脑海中串联成一整幅图景,并想象整个过程,再写出已知量(包括符号及其数值)与未知量(符号),通过各量间的联系(根据每一句话、每个子过程),能联系已知与未知的量的方程尽可能的都列写出来。
最后检查有没有没有利用的数据,或含有隐含条件、极值的句子,如刚好要脱离某个平面即物体与平面之间无弹力,上抛运动的最高点的速度为零,速度相等时相距最远或最近,物体恰好通过最高点意思是物体与绳或杆或轨道无作用力或最小的速度,恰好不相撞上时相遇且速度相等,将要离开时速度、位移相等且无弹力作用,为等等,写多了可能有等价式或其中一些可从其他算式中推出即冗余;写少了一般又解不出来。通常是几个未知量对应几个方程。
怎样解方程组呢?
就是联立所有方程,先找准一个待求的量,再通过加减乘除逐步有目的、有计划地削减、减少未知数,最后简化到剩下只含该待求变量的一个方程,即可找到解方程组的突破口,其他未知量也就会如兵败如山倒,就像一个天大的谜团突然真相大白,一宗极其复杂的案件突然水落石出。即先各个击破,再步步为营,最后一气呵成。其方法简单在于不需要用特殊、复杂的规律以及在盘根错节的关系网中理清各种关系,只要先设出未知数,再根据数据或是能列方程的语句只要利用基本公式列方程组,最后联立方程解出即可。
方程组思想的应用步骤:第一步,读题,写出所有涉及到的量,未知的用字母表示,已知的写出数值及其对应代号。第二步,分析过程,用方程组思想解题。做理科题,先分析整个过程包含的细节、情景、子过程,在脑海中串联成一整幅图景,并想象整个过程,根据题意画出图像(运动图,受力图、)。第三步,写出已知量(包括符号及其数值)与未知量(符号),尽其所能,根据每一句话、每个子过程,能联系已知与未知的量的尽可能多的用方程或等式都罗列写出来。第四步,研究方程组,采用步步为营、各个击破的策略,化简到只含一个未知量的方程,就能找到一个突破口,所有问题都能会迎刃而解。
(三)微积分思想解题
数学物理相互援助,“你中有我,我中有你”,彼此构成不可分割的有机统一体。以充满好奇的有趣的研究的心态学习——study,把物理问题抽象而建立数学模型,推导出物理公式;反过来,把死的无生命特征的数学公式赋予其物理意义——有机使命。这种“夫妻搭档”在历史上扮演了重要角色,相互促进发展。脚与鞋子的关系,辩证进化系统论。如同当年笛卡尔的“代数援助几何”。
涉及到公式推导的电磁学、图像、微积分结合图像法,
微分法变力做功动能定理,摩擦力做功,弹簧的弹力做功——微元法重力做功瞬时速度,加速度,
在求波的速度方向时,采用微移法,构造极短时间内的位移,
由(偏)微分法可得,“上山往下看,下山往上看”
图像法——攻防兼备,进可攻——“面积法”,积分的物理意义,
退可守——微分法,导数的斜率,
大学知识的“下乡”,迁移,联想归纳综合
哲学反馈矛盾.doc对立统一、普遍联系、具体实例
相对性绝对性
惯性——保持原来运动状态,抵抗运动状态的改变
加速,能量增加,质量增大,加速度减小,极值光速
批评——反感——憎恨——不好好学——自甘堕落——初始条件的敏感性——蝴蝶效应
混沌,模糊论不毫不含糊为了精确,鹰之重生
优胜劣汰,自然选择,人工选择,物竞天择,适者生存,
多,天帝多,减少,平衡、协调、可持续、统筹兼顾、博采众长、兼收并蓄
集思广益,乾纲独断、独裁,“山不辞土,故能成其高;海不辞水,故能成其深”
福中有祸祸中有福,祸福相倚
辩证法、求同存异、互利互惠、和平相处、独断专横,一意孤行,坚持己见,排斥异己,凡事总是我行我素,
打战讲兵法,战略上“美帝是纸老虎,战术上,”敌进我退,敌退我进,游击战术,阵地战,围攻打援,中心开花,蘑菇战术,攻其不意,兵贵神速
观察法、控制变量法、等效替代法、转化法、物理模型法、类比法、归纳法
比值定义法、分类法、放大法、图像法、积累法、逆向思维方法
实验的思想、控制变量、模型、等效、归纳、分类、转换、类比、猜想等,是初中物理常用的研究方法。现结合各地中考试题谈谈物理中的研究方法问题。
如何高效地学习
一数理化:
1建立典型例题、错题的集合本。把较为典型的例题,做错的题记入一大本,以后复习的时候就读它即可。一位做家教的老师就是不断地让学生做他做错的题,反复练习直至做正确,成绩大幅提升。
2记好笔记。好记性不如烂笔头。白天将老师讲的粗略地记在稿纸上,晚自习在加以整理、消化、吸收,内化为自己的知识,去伪存真,并将其记入笔记本。
3能独立推导全部公式。抓住一条主线,利用基本公式,将各量间盘根错节的关系要彻底理清头绪、理顺关系,要达到炉火纯青、信手拈来的程度。
4厘清、梳理物理题的整个过程,如同破案那样还原每一个细节,逆向或正向工程,先分析整个过程包含的细节、情景、子过程,在脑海中储存成一整幅幅动态图景,并串联、构造、想象整个过程,根据题意画出图像(运动图,受力图、)。再写出已知量(包括符号及其数值)与未知量(符号),通过各量间的联系(根据每一句话、每个子过程),能联系已知与未知的量的方程尽可能的都列写出来。最后研究方程组,采用各个击破策略,化到只含一个未知量的方程,就能找到一个突破口,所有问题都能会迎刃而解。
5化学计算,同物理的运动力学类似,先写出每一个化学反应的方程式,采取“铁板一块”的整体战略,而不是看成孤立的小问题,所有的量都是紧密结合起来的,是息息相关的,不管三七二十一,根据每一句话列出等式,再组合起来就是解决盘根错节、纠缠混乱问题的良方——“快刀斩乱麻”,这是较高效的“万能药方”——“对症下药”,是解决错综复杂问题的金钥匙。采取中医的“综合疗法”,而非西方的过度量化的冷酷的冷冰冰的“头痛医头、脚痛医脚”法,最明显的“不战而驱敌之兵”的整体代换法,控制变量法与函数法大同小异,推导出因变量的含有“最基层最低层”自变量的等式,略去——跨过不是最根本的变量中间变量或隐变量,跨越式——沟通两个极端的蚂蚁社会——终极表达式。
6微积分法——数学与物理的双重奏。
二语言学科(英汉):
1英语中常见的构词法、词根(前缀与后缀)、它会极大地扩大词汇量,使你的英语充满信心、兴趣。慢慢地,你会发现英语非常有规律,非常有趣,渐渐地爱上英语。(中间人——媒人)
2语言点、语法要熟练掌握。弄明白英语与汉语的语法异同,比较中学习两者效果会更好。
3阅读文章,注意学习其中的词汇、表达,标点,同时特别注意英语中的构词法、句式、语法、时态,可以一脑多用,达到高效学习的目的,久而久之,就会对英语产生感觉、兴趣,就会有说与写的冲动,欲望会产生动力。从此会慢慢地积少成多,集腋成裘,从朦胧到渐渐清晰,最后就会感到“那人却在灯火阑珊处”,英语原来如此。
4多看看带英汉字幕的影视作品。你可以结合具体情境尽可能地学习口语、对话(重复原话)、单词、语气,切身体味美式文化与生活。
5尝试表达—演说与写作。利用阅读中逐渐积累的经验,模仿其中的构词法、句式,即可轻松地“自言自语”,实现自我对话。有了一定基础,就可以愉快地写作了,可以对所见所闻所想畅所欲言,如写校园景色、家乡的风光、父母、兄弟姐妹、你的成长经历、老师、同学等。
6学习可以无处不在,不受空间、时间的限制。看电视时,你可以学晰演技、经典对话、摄影技术、大人物的形象,甚至可以自编个小场景。睡前,与别人对话时,走在大街上,校园里闲逛,广告牌上,只有留心观察、思考,任何地方,任何时候都可以进行广义地学习。
三政史地:
1学会列提纲,整本书,甚至整个学科,能利用利用线索贯穿全部
2构建知识网络图,对着图说说大致知识点,不会了再查书。可以买本的速记小手册,随时揣在怀里。
3尝试记诵。读第一遍书,就尝试复述,读第二遍书,就尝试背诵,化整为零,分段记忆,记在几个关键连接点,记不住的地方找你同桌帮忙,再将其串联起来,这样可以极大地节约背诵时间。
4平常做题,要模仿答案,特别是高考题,要抓得分点,学习其中的答题技巧、方法,就按此法练习答题技巧,绝对能考一个满意的分数。
8. 什么是PLCPLC有什么特点
PLC控制系统,Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器,专为工业生产设计的一种数字运算操作的电子装置,它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。
PLC的特点
1、能够设置不同类型产品的工位数量及位置参数,并能够在线监控运行过程;
2、:设备操作灵活方便,能够实现启动与暂停,自动与手动模式切换,计数与清零,气缸下压时间调整等;
3、螺丝的自动排放,送料,固定,由机器一次性自动完成,不需人工辅助;
4、高速的生产节拍,可实现单工位速度不低于 1-1.5 件/秒。定位精度高,位置误差不大于 0.02 毫米;
(8)优胜电路图扩展阅读:
21世纪,PLC控制器会有更大的发展。从技术上看,计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上,会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现;从产品规模上看,会进一步向超小型及超大型方向发展;从产品的配套性上看,产品的品种会更丰富、规格更齐全,完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求.
从市场上看,各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破,会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面,会出现国际通用的编程语言;从网络的发展情况来看,可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。
目前的计算机集散控制系统DCS中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展,可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分,将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
9. PLC电控是什么东西如何解释
1、PLC即可编程控制器(Programmable logic Controller,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:
“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
PLC的特点
2.1可靠性高,抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说,使用PLC构成控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样,整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
2.2配套齐全,功能完善,适用性强
PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
2.3易学易用,深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。
2.4系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造
PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。
2.5体积小,重量轻,能耗低
以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。
3. PLC的应用领域
目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,使用情况大致可归纳为如下几类。
3.1开关量的逻辑控制
这是PLC最基本、最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
3.2模拟量控制
在工业生产过程当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。
3.3运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
3.4过程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块,目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
3.5数据处理
现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统,如无人控制的柔性制造系统;也可用于过程控制系统,如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
3.6通信及联网
PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。
4. PLC的国内外状况
世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司(DEC)研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平,早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成,可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器,使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用,可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言,并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。
20世纪70年代中末期,可编程控制器进入实用化发展阶段,计算机技术已全面引入可编程控制器中,使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初,可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多,产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
20世纪末期,可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说,这个时期发展了大型机和超小型机;从控制能力上来说,诞生了各种各样的特殊功能单元,用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合;从产品的配套能力来说,生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。
我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前,我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外,无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期,随着我国现代化进程的深入,PLC在我国将有更广阔的应用天地。
5. PLC未来展望
21世纪,PLC会有更大的发展。从技术上看,计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上,会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现;从产品规模上看,会进一步向超小型及超大型方向发展;从产品的配套性上看,产品的品种会更丰富、规格更齐全,完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求;从市场上看,各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破,会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面,会出现国际通用的编程语言;从网络的发展情况来看,可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS(Distributed
Control
System)中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展,可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分,将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
1 PLC基础知识
1.1 PLC的发展历程
在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程序控制器,称Programmable
Controller(PC)。
个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable
Logic Controller(PLC)。
上世纪80年代至90年代中期,是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为30~40%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
PLC具有通用性强、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。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。
1.2 PLC的构成
从结构上分,PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架,这些模块可以按照一定规则组合配置。
1.3 CPU的构成
CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每套PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。
在使用者看来,不必要详细分析CPU的内部电路,但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。
CPU速度和内存容量是PLC的重要参数,它们决定着PLC的工作速度,IO数量及软件容量等,因此限制着控制规模。
1.4 I/O模块
PLC与电气回路的接口,是通过输入输出部分(I/O)完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统,输出模块相反。I/O分为开关量输入(DI),开关量输出(DO),模拟量输入(AI),模拟量输出(AO)等模块。
常用的I/O分类如下:
开关量:按电压水平分,有220VAC、110VAC、24VDC,按隔离方式分,有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量:按信号类型分,有电流型(4-20mA,0-20mA)、电压型(0-10V,0-5V,-10-10V)等,按精度分,有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外,还有特殊IO模块,如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。
1.5 电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有:交流电源(220VAC或110VAC),直流电源(常用的为24VDC)。
1.6 底板或机架
大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。
1.7 PLC系统的其它设备
1.7.1
编程设备:编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件,用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况,但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器,目前一般由计算机(运行编程软件)充当编程器。也就是我们系统的上位机。
1.7.2 人机界面:最简单的人机界面是指示灯和按钮,目前液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端应用越来越广泛,由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。
1.8 PLC的通信联网
依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此,网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著,甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。
PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC
之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口,还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信现在主要采用通过多点接口(MPI)的数据通讯、PROFIBUS
或工业以太网进行联网。
2 PLC控制系统的设计基本原则
2.1 最大限度的满足被控对象的控制要求。
2.2 在满足控制要求的前提下,力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。
2.3 保证控制系统安全可靠。
2.4 考虑到生产的发展和工艺的改进在选择PLC容量时应适当留有余量。
3 PLC软件系统及常用编程语言
3.1 PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等,主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言,诊断机器故障。系统软件由PLC厂家提供并已固化在EPROM中,不能直接存取和干预。用户程序是用户根据现场控制要求,用PLC的程序语言编制的应用程序(也就是逻辑控制)用来实现各种控制。STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包,也就是用户程序,我们就是使用STEP7来进行硬件组态和逻辑程序编制,以及逻辑程序执行结果的在线监视。
3.2 PLC提供的编程语言
3.2.1 标准语言梯形图语言也是我们最常用的一种语言,它有以下特点
3.2.1.1 它是一种图形语言,沿用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成,左右的竖线称为左右母线。
3.2.1.2 梯形图中接点(触点)只有常开和常闭,接点可以是PLC输入点接的开关也可以是PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。
3.2.1.3 梯形图中的接点可以任意串、并联,但线圈只能并联不能串联。
3.2.1.4 内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载,只能做中间结果供CPU内部使用。
3.2.1.5 PLC是按循环扫描事件,沿梯形图先后顺序执行,在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。
3.2.2 语句表语言,类似于汇编语言。
3.2.3 逻辑功能图语言,沿用半导体逻辑框图来表达,一般一个运算框表示一个功能左边画输入、右边画输出。
4 STEP7程序的使用
4.1 创建一个项目结构,项目就象一个文件夹,所有数据都以分层的结构存在于其中,任何时候你都可以使用。在创建一个项目之后,所有其他任务都在这个项目下执行。
4.2 组态一个站,组态一个站就是指定你要使用的可编程控制器,例如S7300、S7400等。
4.3 组态硬件,组态硬件就是在组态表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用户程序中以什么样的地址来访问这些模板,地址一般不用修改由程序自动生成。模板的特性也可以用参数进行赋值。
4.4 组态网络和通讯连接,通讯的基础是预先组态网络,也就是要创建一个满足你的控制方案的子网,设置网络特性、设置网络连接特性以及任何联网的站所需要的连接。网络地址也是程序自动生成如果没有更改经验一定不要修改。
4.5 定义符号,可以在符号表中定义局部或共享符号,在你的用户程序中用这些更具描述性的符号名替代绝对地址。符号的命名一般用字母编写不超过8个字节,最好不要使用很长的汉字进行描述,否则对程序的执行有很大的影响。
4.6 创建程序,用梯形图编程语言创建一个与模板相连结或与模板无关的程序并存储。创建程序是我们控制工程的重要工作之一,一般可以采用线形编程(基于一个块内,OB1)、分布编程(编写功能块FB,OB1组织调用)、结构化编程(编写通用块)。我们最常采用的是结构化编程和分布编程配合使用,很少采用线形编程。
4.7 下载程序到可编程控制器,完成所有的组态、参数赋值和编程任务之后,可以下载整个用户程序到可编程控制器。在下载程序时可编程控制器必须在允许下载的工作模式下(STOP或RUN-P),
RUN-P模式表示,这个程序将一次下载一个块,如果重写一个旧的CPU程序就可能出现冲突,所以一般在下载前将CPU切换到STOP模式。
5 WINCC程序的使用
5.1 简介,WINCC是在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的工业技术中性系统。具有控制自动化过程的强大功能,是基于个人计算机的操作监视系统,它很容易结合标准的和用户的程序建立人机界面精确的满足生产实际要求。WINCC有两个版本RC版(具有组态和开发环境)、RT版(只有运行环境),我们一般使用的是RC版。
5.2 WINCC简单使用步骤
5.2.1 变量管理,首先确定通讯方式安装驱动程序,然后定义内部变量和外部变量,外部变量是受你买的WINCC软件授权限制的最大授权64K字节,内部变量没有限制。
5.2.2 画面生成,进入图形编辑器,图形编辑器是一种用于创建过程画面的面向矢量的作图程序。也可以使用包含在对象和样式库中的众多的图形对象来创建复杂的过程画面。可以通过动作编程将动态添加到单个图形对象上。
5.2.3 报警记录设置,报警记录提供了显示和操作选项来获取和归档结果。可以任意地选择消息块、消息级别、消息类型、消息显示以及报表。为了在运行中显示消息,可以使用包含在图形编辑器中的对象库中的报警控件。
5.2.4 变量记录,变量记录是用来从运行过程中采集数据并准备将它们显示和归档。
5.2.5 报表组态,报表组态是通过报表编辑器来实现的。是为消息、操作、归档内容和当前或已归档的数据定时器或事件控制文档的集成的报表系统,可以自由选择用户报表的形式。
5.2.6 全局脚本的应用,全局脚本就是C语言函数和动作的通称,根据不同的类型脚本被用于给对象组态动作并通过系统内部C语言编译器来处理。全局脚本动作用于过程执行的运行中。一个触发可以开始这些动作的执行。
5.2.7 用户管理器设置,用户管理器用于分配和控制用户的单个组态和运行系统编辑器的访问权限。每建立一个用户,就设置了WINCC功能的访问权利并独立的分配给此用户。至多可分配999个不同的授权。
5.2.8 交叉表索引,交叉索引用于为对象寻找和显示所有使用处,例如变量、画面和函数等。使用“链接”功能可以改变变量名称而不会导致组态不一致。
参考文献
[1] 林小峰.可编程控制器原理及应用.北京:高等教育出版社,1994
[2] 田瑞庭.可编程控制器应用技术.北京:机械工业出版社,1994
[3] 张万忠.可编程控制器应用技术.北京:化学工业出版社,2001.12
[4] 于庆广.可编程控制器原理及系统设计.北京:清华大学出版社.2004
PLC,俗称“电力线上网”,英文全名为Power Line Communication,主要是指利用电力线传输数据和话音信号的一种通信方式
1、主要特点
① 结构灵活,不受环境的限制,有电即可组建网络,同时可以灵活扩展接入端口数量,使资源保持较高的利用率,在移动性方面可与WLAN媲美。
② 传输质量高、速度快、带宽稳定,可以很平顺的在线观赏DVD影片,它所提供的14Mbps带宽可以为很多应用平台提供保证。最新的电力线标准HomePlug AV传输速度已经达到了200Mbps;为了确保QoS,HomePlug AV采用了时分多路访问(TDMA)与带有冲突检测机能的载体侦听多路访问(CSMA)协议,两者结合,能够很好地传输流媒体。
③ 范围广,无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。虽然无线网络可以做到不破墙,但对于高层建筑来说,其必需布设N多个AP才能满足需求,而且同样不能避面信号盲区的存在。而电力线是最基础的网络,它的规模之大,是其他任何网络无法比拟的。由此,运营商就可以轻松地把这种网络接入服务渗透到每一处有电力线的地方。这一技术一旦全面进入商业化阶段,将给互联网普及带来极大的发展空间。终端用户只需要插上电力猫,就可以实现因特网接入,电视频道接收节目,打电话或者是可视电话。
④ 低成本。充分利用现有的低压配电网络基础设施,无需任何布线,节约了资源。无需挖沟和穿墙打洞,避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的破坏,同时也节省了人力。相对传统的组网技术,PLC成本更低,工期短,可扩展性和可管理性更强。目前国内已开通电力宽带上网的地方,其包月使用费用一般为50-80元/月左右,这样的价格和很多地方的ADSL包月相持平。
⑤ 适用面广。PLC作为利用电力线组网的一种接入技术,提供宽带网络“最后一公里”的解决方案,广泛适用于居民小区,酒店,办公区,监控安防等领域。它是利用电力线作为通信载体,使得PLC具有极大的便捷性,只要在房间任何有电源插座的地方,不用拨号,就立即可享受4.5~45Mbps的高速网络接入,来浏览网页、拨打电话,和观看在线电影,从而实现集数据、语音、视频,以及电力于一体的“四网合一”。
PLC 还有一种说法是:产品生命周期(proct life cycle)观念,简称PLC,是把一个产品的销售历史比作象人的生命周期一样,要经历出生、成长、成熟、老化、死亡等阶段。就产品而言,也就是要经历一个开发、引进、成长、成熟、衰退的阶段。
1、产品开发期:从开发产品的设想到产品制造成功的时期。此期间该产品销售额为零,公司投资不断增加。
2、引进期:新产品新上市,销售缓慢。由于引进产品的费用太高,初期通常利润偏低或为负数,但此时没有或只有极少的竞争者。
3、成长期:产品经过一段时间已有相当知名度,销售快速增长,利润也显著增加。但由于市场及利润成长较快,容易吸引更多的竞争者。
4、成熟期:此时市场成长趋势减缓或饱和,产品已被大多数潜在购买者所接受,利润在达到顶点后逐渐走下坡路。此时市场竞争激烈,公司为保持产品地位需投入大量的营销费用。
5、衰退期:这期间产品销售量显著衰退,利润也大幅度滑落。优胜劣汰,市场竞争者也越来越少。