基于PLC的网球自动发射机设计
网球发球机毕业设计
网球发球机毕业设计网球发球机毕业设计毕业设计是每个大学生必须完成的一项任务，它不仅是对所学知识的综合运用，更是对自己能力的一次考验。
在选择毕业设计题目时，我对网球产生了浓厚的兴趣，因此决定以网球发球机为主题进行研究和设计。
一、背景介绍网球作为一项受欢迎的运动项目，发球是比赛中最重要的环节之一。
然而，由于发球的技术要求较高，对球员的力量、技巧和稳定性都有很高的要求。
因此，设计一款能够模拟球员发球动作的机器，不仅可以提高训练效果，还可以帮助初学者掌握正确的发球姿势和动作。
二、设计目标1. 模拟球员发球动作：通过精确的机械结构和控制系统，实现机器模拟球员的发球动作，包括起球、挥拍、击球等环节。
2. 可调节发球速度和角度：根据用户的需求，设计机器可以灵活调节发球的速度和角度，以适应不同水平的球员和训练要求。
3. 自动反馈和调整：机器能够自动检测发球的质量和效果，并根据反馈信息进行调整，以提高训练效果和球员的技术水平。
三、设计原理1. 机械结构：设计一个能够模拟球员发球动作的机械臂，通过电机和传动装置实现起球、挥拍和击球的动作。
机械臂的结构应该稳定可靠，能够承受高速运动和重复冲击。
2. 控制系统：采用单片机或者嵌入式系统作为控制核心，通过编程控制机械臂的运动轨迹和速度。
同时，设计传感器用于检测发球的质量和效果，通过反馈信息调整发球参数。
3. 调节系统：设计一个可调节的装置，通过改变机械臂的角度和位置，实现发球速度和角度的调节。
这个装置可以通过手动或者电动的方式进行操作，以满足不同训练需求。
四、技术挑战与解决方案1. 动作模拟：模拟球员的发球动作是设计中最大的挑战之一。
通过研究球员的发球动作和运动规律，设计合理的机械结构和控制算法，以实现高度还原球员的发球动作。
2. 发球速度和角度调节：通过电机和传动装置的设计，实现发球速度和角度的调节。
同时，通过编程控制机械臂的运动轨迹和速度，实现精确的发球参数调节。
3. 自动反馈和调整：设计传感器用于检测发球的质量和效果，通过反馈信息调整发球参数。
网球自动发球机微机控制系统设计-开题报告
网球自动发球机微机控制系统设计-开题报告一、研究背景和意义网球作为一项普及的运动项目，在国内外均有广泛的参与者。
然而，在学校等场合，人力资源和场地资源的不足限制了学生们的训练和比赛。
因此，本项目旨在设计一款网球自动发球机，以解决人力和场地等方面的资源限制问题，满足广大网球爱好者的需求。
二、研究内容和方法本项目将采用微机控制技术对网球自动发球机进行控制，使其能够模拟人工发球的动作，包括调节发球速度、方向和高度等参数。
具体研究内容包括：- 硬件设计：包括某型号单片机、驱动模块等硬件部分的设计和制作- 软件编程：采用C语言编程，实现发球机动作的控制和调节- 发球参数的优化：通过实验设计和数据分析，对发球机的发球速度、方向和高度等参数进行优化，使其满足不同程度网球爱好者的需求。
三、可行性分析本项目采用的控制技术和优化方法均已在其他领域得到了成功应用。
同时，网球自动发球机的市场需求也日益增长，有着广阔的市场前景。
因此，本项目具有很高的可行性。
四、预期成果通过本项目的研究和设计，将达到以下预期成果：- 设计出一款功能齐全、性能稳定的网球自动发球机- 实现发球速度、方向和高度等参数的自由调节- 为网球爱好者提供更加便捷、高效的训练和比赛条件五、研究计划本项目的研究计划如下：- 第一阶段（第1周-第2周）：调研市场需求和现有技术，确定项目可行性和研究方向- 第二阶段（第3周-第5周）：完成硬件设计和制作，并进行初步的软件编程- 第三阶段（第6周-第8周）：进行系统调试和测试，并进行一定程度的参数优化- 第四阶段（第9周-第10周）：完成实验设计和数据分析，对发球参数进行优化- 第五阶段（第11周-第12周）：撰写结题报告和相关论文，并准备项目展示和答辩。
六、参考文献[1] 周洪宇等. 单片机原理与接口技术[M]. 北京：清华大学出版社，2013.[2] 徐刚等. 单片机技术：原理与应用[M]. 北京：清华大学出版社，2014.[3] 毛新文等. 自动化控制系统课程设计指导[M]. 北京：化学工业出版社，2015.。
基于PLC及Ethernet的发射机控制系统改造
槽路 匹配、冷却系统及供电系统 ４个部分组成 。高频放 大部分是由固态宽频带放大器和 ２个电子管构成的三级 放大系统，因此 电子管的灯丝、栅极、帘栅极、阳极以 及宽频 带放大器的供 电组成了供电系统，加之整个发射 机是一个 以分布参数为主的系统，所以槽路 匹配起着改 善发射机参数和性能的作用。原有的控制系统主要由继 电器和单片机实现的联锁保护机制，有着稳定可靠的优 点。 但随着整个加速器系统 自动化水平的提高，Ｎ １ Ｂ 发 射机系统的远程控制就Байду номын сангаас得 日益突 出，考虑到其工作在 个高压、低压 、交流、直流 、脉冲和模拟信号混合的
测量。
作者 简介 ：文 良华 （ ９ ０ ） １ ８ 一 ，男，在 读硕 士 ，研 究方 向为
电路 与 系统 。
２ Ｉ ＷＷ．ｈ ａ ｔ ｅ 电 Ｗ ｃ ｉ ｅ ． ｔ 工拄术 ｎ ｎ Ｉ
维普资讯
Ｐ Ｃ及 触 摸 屏 控 制 技 术 Ｌ
用了如图 ３所示 的光 隔离 电路 。改变 电路中电阻的阻值 和Ｔ Ｐ ２ — 的电源值 大小， Ｌ ５ １４ 就可以实现５ ２ Ｖ的调节。 －４ 有了光隔离的存在，即使系统发生了过压现象，也只会 损害 Ｔ Ｐ ２ —，从而有效地保护了Ｓ —０ 的 Ｉ／ Ｏ模 Ｌ ５ １４ ７３ ０ ｏ Ｄ
和测量的精度，设计 了
如图 ４所示的光 隔离放
大保护接 口电路 。因此
图 ３ ５ ２ Ｖ的光隔离 电路 ￣４
基 金 项 目： 兰 州 重 离 子 加 速 器 国 家实 验 室 资 助 课 题 ＨＩ Ｌ ＲＦ
改造 项 目． 号 ：Ｈ ＲＦ ２ ０ １ ０ 编 Ｉ Ｌ ０ ６ ０
系统涉及 的 １ 路模拟量的采样可 以通过改变 电位器以 ２ 及和 Ｓ —０ ７３ ０的 Ａ 模块的比例 因子，实现对参数的精确 ｆ
毕业设计论文-网球发球机设计论文
1前言1.1选题背景随着网球运动的发展，网球发球机应运而生。
据调查，近年来国内的网球发球机市场基本处于空白状态，基本上都是在销售国外的产品。
从《自动发球控制系统》[3] 一文中了解到：相比我国，国外发球机的发展已有一定规模，功能也比较齐全，但价格一直居高不下，所以需要设计一种适用于平时的训练的简易实用的网球发球机。
目前，在市场上主流的网球发球机是靠两个轮子的相对旋转时挤压网球将网球打出。
因为这样发球能提供更高的性能，对球的控制比较准确。
同时，一般网球机都有先进的微电脑自动控制技术，能够实现可远程控制发球，在全场和半场任意调整发球。
所以，本文也采用这种双轮摩擦发球方式，同时采用单片机实现对网球机的控制。
随着大规模集成电路的发展，单片机技术也越来越成熟，现已应用在各种控制领域。
相对于微机而言，单片机的性价比较高，非常适合应用在简单的控制场合；同时，它还有集成度高、体积小，可靠性高与抗干扰能力强等优点。
在强磁场环境下，易于采取屏蔽措施，可以在恶劣环境下正常工作；控制功能强，功耗很低；系统扩展和系统配置有一定规范，所以容易构成各种规模的应用系统。
本设计采用的AT89S52单片机是一种低功耗、高性能并且系统内含有8KB可编程Flash 存储器的8位CMOS 微处理器。
1.2设计内容网球发球机的设计内容包括两大部分：机械机构和电路控制。
机械机构是发球机的主要部分，它构成网球发球机的骨架。
机械部分最主要的是发球机构，包括它发球的原理、对发球力度的控制以及如何更接近的模拟人的动作等等。
另外，还要一些辅助机构调节发球高度、发球角度及发球频率等。
机械机构是抛出网球的直接执行机构。
第二部分是电气控制部分。
电气控制部分通过各种电路来实现对机械的各个机构的协调控制，使发球机能随意的调节发球速度、发球频率、发球高度及摆动角度，从而满足不同水平的练习者的要求。
两大主要部分有机统一的构成一个完整的网球发球机。
2 总体方案设计网球发球机从整体上包括机械部分设计和电路部分设计，下面先叙述一下总体的设计方案。
机械设计课程设计—网球训练发球机
机械设计课程设计—⽹球训练发球机机械原理课程设计说明书设计题⽬⽹球训练发球机专业班号设计者指导教师完成时间⽬录⼀．设计背景及设计任务 (2)⼆．最初⽅案设想 (2)三．基本功能分析及最终⽅案 (2)四．解决⽅案的简单说明 (3)五．相关设计 (3)六．相关数据计算 (4)七．设计总结 (7)⼋．参考⽂献 (7)⼀．设计背景及设计任务起源于法国的⽹球现在成为了全世界最流⾏的球类运动之⼀，深受户外运动⼈⼠的喜爱。
但事实上，作为⼀个对抗性的运动，当你只有⼀个⼈的时候，或许也只能徒唤奈何了，⽽我们的这个⽹球发球机的设想，便是为了应对这种情况⽽产⽣的。
尽管可能⽆法获得如同与⼈对抗时的乐趣，但对于技术的提⾼与⾃⾝的锻炼还是有很⼤的帮助的。
经过我们⼩组分析讨论，我们⼀直认为⽹球发球机是⼀个很有前景的机械设备，所以我们决定设计⼀个⽹球训练发球机。
⼆．最初⽅案设想原理：采⽤抛⽯机原理，考杠杆把球抛掷出去优点：结构简单，便于设计缺点：因为是连杆，所以速度不能过⾼，如果速度过⾼，将产⽣强烈震动。
三．基本功能分析及最终⽅案功能基本要求： 1.⾃动连续发球2.发球速度可调，且具有⼀定的速度3.落点的随机性4.必要时可以加上下旋最终⽅案：顶盘承载球，转盘每转⼀圈可实现⼀次发球，球落⼊通道后进⼊摩擦轮中间，接着有摩擦产⽣的速度带出。
四．解决⽅案的简单说明顶盘承载球，转盘每旋转⼀圈⽚刻实现⼀次罚球，球落⼊通道后进⼊摩擦轮中间，接着有摩擦产⽣的速度带出。
的两岸滑块是锯齿结构，其与主体部分底部的半齿轮啮合可以带动主体的左右旋转。
⾃动发球的连续性可以有出转盘的旋转周期⼤⼩确定，发球速度由摩擦轮的速度控制，上下旋可由上下摩擦轮的速度相对性决定，出球⾓度的左右旋问题取决于连杆锯齿的运动。
因此，可以近似地认为出球具有随机性。
五．相关设计1.出球组成零件：顶盘，底盘，转盘，电主轴2.发球组成零件：输球通道，摩擦轮系，动动⼒源电机3.左右旋组成零件：⼩型电机，凸轮，连杆，锯齿，主体转盘凸轮连杆锯齿4.⽀撑组成零件：矩形⽀撑台，四个可调⾼度⽀撑架六、相关数据计算1 ⾸先⽹球通过球⽹所需数据相关数据：标准⽹球场地尺⼨：22.77m（长）×8.23m（宽），⽹球中⼼上沿距地⾯为0.914m。
网球发球机毕业设计论文
网球发球机作者姓名刘赛专业机械设计制造及其自动化指导教师姓名魏高峰专业技术职务教授目录摘要 (3)第一章绪论 (4)1.1 毕业设计的目的及意义 (4)1.2 网球发球机技术的发展现状 (4)1.3 国内外网球发球机的研究现状 (5)1.3.1国外网球发球机的研究现状 (5)1.3.2国内网球发球机的研究现状 (6)1.4 网球发球机 (7)1.4.1网球发球机设计要求 (7)1.4.2研究设计方法及技术路线 (7)1.5 本章小结 (8)第二章网球发球机的工作原理及工作过程 (9)2.1网球发球机的工作原理 (9)2.2网球发球机的工作过程 (9)第三章网球发球机的机械结构设计 (10)3.1发球装置 (11)3.1.1发球动力 (11)3.1.2发球装置的驱动系统 (12)3.1.3发球装置中轴的设计 (14)3.1.4轴承的选择 (15)3.1.5键的选择 (16)3.1.6联轴器的选择 (17)3.2 调节俯、仰角度装置 (18)3.2.1电机的选择 (18)3.2.2键的选择 (18)3.2.3联轴器的选择 (19)3.2.4齿杆的选择 (20)3.2.5轴承的选择 (20)3.3供球装置 (21)3.4底板与壳体 (22)3.5本章小结 (22)第四章网球发球机的控制系统设计 (22)第五章总结 (23)参考文献 (25)致谢 (26)摘要为了使练习者能更好地自学习网球技术以达到健身的目的，从而提高全民参与网球运动的积极性，针对网球发球的特点，从总体上设计了一台新型的网球发球机。
本文论述了智能网球发球机的设计思想、工作原理、结构特点及控制系统，并探讨了网球发球及控制系统的设计原理，从摩擦轮发球原理谈起，介绍了网球发球机的结构和系统设计。
在此基础上，设计了一种新型的、性价比高的发球装置。
该装置利用双轮摩擦原理，发出各种适合练习者需要的球，同时利用计算机对各种球的速度、角度、旋转进行远程控制，以满足练习者的各种技术需要。
网球发射机器人综合设计
开发研究网球发射机器人综合设计徐宇涵常峥平威（武昌首义学院，湖北 武汉430064）摘要:为了使网球发射机更加专业化并且适用于训 练，设计研究了更适合网球发射的机械结构。
通过运用三维建模软件和对强度的校核与验算，设计出包括 网球进球口的收集，网球分拨盘结构、网球发射结构以 及网球转侖结构的网球发射机器人。
填补了网球发球 机器人领域的机械结构空缺，优化升级了现有的网球结构，为网球运动员的训练提供了有利的技术支持。
关键词:网球发射；有限元分析；多领域建模与仿真； 储球分球1简介1.1项目的研究意义此机器人的机械结构设计为网球的多功能发射实现了可能，它可以变换网球的发球点、网球的落点、网球的旋度、 网球的角度以实现模拟专业选手的球路。
全方面地模拟训 练者可能面临在实际赛场上的大多数问题，并加以强化锻 炼。
通过编程可以拓展网球发射机器人的功能，实现单向发球、单一旋度发球、高远球、吊球等类似于真人的不同球 路发球的拟真。
同时由于机器可以实现全场地运动，可以锻炼运动员的回球能力。
1.2国内研究现状网球运动在1885年前后传入中国。
最早的中国国内的网球比赛是于1898年在上海举行的斯坦豪斯杯赛。
1906年，国内大部分学校开始举行校际网球赛，促进了网球运动在中国的传播。
网球逐步迈向大众视野的同时，更 加扩大了公众对网球的运动训练的需求。
与此同时，网球 训练必须要双人对打的条件成为了无数网球爱好者难以进步水平的根本原因。
而网球发球机则改变了只能双人对打 的局面，尽管无法体验到和人对打的激动、技艺、乐趣，但是 对于自身技术提高会有很大帮助。
现在主流网球发球机的 发球机主要为弹射式发球，有部分采用对转双轮结构，但是都存在着功能单一、结构简单、精度较差等明显劣势。
而且 这类发球机构的服务对象都针对一般性的网球爱好者。
所 售商品大多都有结构轻便、体积较小等特点。
而此网球发球机构 同时兼具了市面上普遍存在的网球发球机构的 优点，同时又具有精度高，功能全面，可调节幅 度大的优点。
一种网球自动发球装置的设计
·72·
机械
2020 年第 3 期 第 47 卷
过程机器自动捡球。网球自动发球装置在大幅 改善发球质量稳定性的同时，大大降低了练习 者因频繁捡球而造成的体力损耗，提高了网球 训练活动的质量和效率。
1 网球自动发球装置的方案设计
开展市场调研活动，对如图 1 所示市场上 现有网球发球机的性能技术特点进行总结：
无法保持在稳定状态，这就使得训练效果不理 想。此外，训练中需要不断重复的捡球环节也 大量消耗了练习者和陪练人员的体力，影响到 了网球的练习效果。为解决这一问题，本文设 计了一款集捡球和发球功能为一体的网球自动 发球装置，可以替代陪练人员的角色来帮助网 球练习者进行训练，训练时不仅可以根据各种 训练要求进行有针对性的发球，还可以实现全
（1）TUTOR 发球机。运用对转双轮原理 发球。当网球接触到摩擦轮后，在高速旋转的 两摩擦轮带动下挤入它们之间的空隙。由于两 个反向摩擦轮的摩擦力作用，网球获得一定初 速度发射出去。摩擦轮由伺服电机驱动。发球 的稳定性高，可控制球速、角度、频率。缺点 是发球旋向单一、造价昂贵。
应大众消费水平。缺点是噪音大、功率大、不 能使用蓄电池供电。
网球运动作为世界上第二大球类运动，深 受广大青少年的喜爱，在我国的普及程度也越 来越高。在练习时，无论是初学者，还是专业 网球运动员，都需要一位陪练人员。然而陪练 人员在陪同练习者进行训练的过程中，由于受 到周围环境、精神状态和身体条件等因素的影 响，很难做到发挥的水准始终如一，其对发球 角度、发球球速和发球距离等技术指标的把握
中图分类号：TH122；G845
文献标志码：A
doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2020.03.013
文章编号：1006－0316 (2020) 03－0071－06
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1前言 (1)2基于PLC网球自动发射机系统方案设计 (2)2.1系统设计要求 (2)2.2基于PLC网球自动发射机方案比较及论证 (3)2.2.1继电器与可编程控制器的方案比较论证 (3)2.2.2 PLC经验设计法和顺序控制法的方案比较论证 (3)3 基于PLC网球自动发射机系统分析 (4)3.1系统功能分析 (4)3.2工艺流程图 (4)3.3输入控制信息分析 (6)3.4输出控制信息分析 (7)3.5中间元件表 (8)4基于PLC网球自动发射机控制系统硬件设计 (9)4.1系统总图设计 (9)4.2PLC控制系统图设计 (9)5 基于PLC网球自动发射机控制系统软件设计 (11)5.1控制流程图设计 (11)6基于PLC网球自动发射机系统调试 (12)7基于PLC网球自动发射机监控系统软件设计 (13)7.1上位机监控画面的组态设计 (13)7.2实时数据库的变量设置 (14)7.3设备窗口的连接设置......................................................................................................错误！未定义书签。
1前言现代生活越来越繁忙了，可以说竞争压力也越来越大，平时人们都为了使自己不被淘汰而拼命努力的工作，从而使身体没有得到应该有的锻炼，很多现代化的锻炼方式也随之出现，网球是人们都喜欢的锻炼方式，为了使想提高网球运动水平的练习人员提供方便，网球训练机应运而生。
简单的所谓网球训练机就是用一块铁绑着绳子，绳子的另一头系上网球，那绳子要有弹性的，那样拍出去的球就还能再回来。
针对网球训练项目中的技术要求和存在的问题,提出了设计网球自动发射器的想法。
该机器主要是利用PLC编程系统和机械的结合而构成的本设计以PLC为设计核心，利用一定的机械结构，能自动的一不同方向发射网球，以供练习人员练习。
PLC是一种集微机技术，自动化技术，通信技术为一体的通用工业控制装置，它可靠性强，性价比高，使用方便。
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。
所以本设计采用PLC作为控制的核心，设计一台网球发射机控制系统。
该发射机主电路由三台电机构成。
第一台电机控制发球，同时分别由PLC输出控制继电器，已达到控制第二，第三台电机的正反转来实现发射机上下左右移动。
该设计具有手动和自动两种选择模式。
手动模式可以任意向几个方向发球，自动模式时按PLC预设花样发球。
此外还有光电传感器以检测球框是否有球，有球则运行，没有球则自动关闭电源。
软件部分采用顺序控制法设计，具有很强的可读性且设计清晰。
最后采用易控将PLC与上位机相连，使系统具有远程监视功能。
2基于PLC 网球自动发射机系统方案设计2.1系统设计要求此次设计的主要内容是利用日本三菱公司的FX2N 系列PLC 对网球发射机进行控制，其任务是网球发射机要能够每五秒自动发送网球，并通过对发射台高低和摆头的控制，来控制网球发射后的落点。
其设计模型图如下所示：图2.1 发射机装置图 该装置主要有六部分组成：1）球框：用于存放等待发射的球。
2）发射电机M1：该装置的动力部分，功率0.45kW。
3）发射架：网球被加速后从该发射架发射出来，发射架可以通过配套的机械结构调整高度和角度，以控制发射球的方向。
4）电机M2：上下移动控制（与机械结构配合），功率0.2kW。
5）电机M3：左右移动控制（与机械结构配合），功率0.2kW。
6）底架:用于支撑整个装置，并且也是安装主电路板的地方，底架没有固定，可以将整个装置移动到需要的位置。
系统设计要求如下：1) 进一步完善机械手控制系统的相关流程分析，画出流程图；2) 完成全部的输入、输出信号分析，作出输入、输出表，画出输入、输出线路图设计； 3) 完成系统总体硬件线路图的设计，进行正确的选型，给出元器件清单，画出系统安装配置图；4) 说明程序模块结构，做出中间元件说明表，完成系统软件程序的编写，对程序进行清晰的注释；发射电机M15)在工业组态软件平台上设计上位机监控界面，包括运用脚本语言编程和相关的动画制作；6)完成相关的调试2.2基于PLC网球自动发射机方案比较及论证2.2.1继电器与可编程控制器的方案比较论证继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛用于遥控，遥测，通讯，自动控制，机电一体化等领域。
继电器一般都有能反映一定输入变量的感应机构，有能对被控电路实现通断的执行机构，在感应机构（输入部分）和执行机构（输出部分）之间还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。
PLC，是一种电气自动化控制装置，专为工业环境下应用而设计。
它使用可编程存储器内部存储用户设计的指令，这些指令用来实现特殊的功能。
诸如逻辑运算，顺序操作，定时计数以及算术运算和通过数字或者模拟输入/输出来控制各类机械过程。
与传统的继电器相比，PLC具有以下优点：1）控制程序可变，具有很好的柔性：在工艺流程改变或者生产设备更新的情况下，不必改变PLC硬设备，只需要改变程序即可。
2）具有高度可靠性，适用于工业环境。
3）功能完善：现代的PLC具有数字和模拟量输入输出,逻辑和算数运算等一系列功能，使得控制水平大大提高。
4）易于掌握，便于维修。
根据两种控制器件的特点，本次设计使用PLC作为控制核心。
2.2.2 PLC经验设计法和顺序控制法的方案比较论证用经验设计法设计梯形图时，没有一套固定的方法和步骤可以遵循，具有很大的试探性和随意性，对于不同的控制系统，没有一种通用的容易掌握的设计方法。
在设计复杂系统的梯形图时，用大量的中间单元来完成记忆，连锁和互锁等功能，由于需要考虑的因素很多，他们往往交织在一起。
分析起来非常困难，并且容易遗漏一些应该考虑的问题，对于初设计者来说，并不适用。
所以本次设计采用顺序控制法来设计程序。
经过以上论证，本次设计采用PLC作为控制的核心器件，并采用顺序控制法编写软件程序达到设计要求。
3 基于PLC网球自动发射机系统分析3.1系统功能分析系统具有手动和自动功能，电机M1作为动力部分，其转速变化可以导致其发球频率的变化。
本设计要求每隔五秒发射一次，就是通过PLC定时器配合达到目的。
将预先设置的花样通过编程存储在PLC中，通过电机M2,M3的正反转来控制球发射的位置。
同时，系统自动检测是否有网球，有则运行，无则自动关闭。
在运行时就可以达到想要的花样。
花样如图所示：图3.1网球发射花样3.2 工艺流程图图3.2 系统工艺流程图图3.3 手动程序工艺流程图图3.4 自动程序工艺流程图每发射完自动检测球框里是否有球，没有则就自动关断电源，等待装入网球，如果检测有，就继续发射。
3.3 输入控制信息分析根据系统需求，本系统的输入信号分为以下几类：启动停止开关，电机控制按钮，行程开关和功能选择开关。
其中启动停止开关控制整个系统的启动和停止，电机控制按钮通过控制电机M2,M3的正反转来控制发射台的上下移动和摆头，行程开关是为了对发射方向的定位来确定网球的落点，而功能开关则控制了网球发射机的工作方式。
其中X20用于手动控制网球发射。
X15是光电开关用于检测球框中是否有球，有则继续发射，没有则停止工作。
表3.1 PLC输入信号表3.4输出控制信息分析根据系统要求，本系统输出信号有六个，它们分别是：Y0控制电机M1启动和停止；Y1,Y2控制电机M2的正转和反转来控制发射台的上升和下降；Y3和Y4控制电机M3正反转来控制发射机的左右摆；Y5为报警信号灯，发射台不能自由移动时发出报警。
如下图3.2所示。
表 3.2 PLC输出信号表3.5中间元件表表3.3中间元器件表4基于PLC 网球自动发射机控制系统硬件设计4.1 系统总图设计系统主电路由3台电机以及接触器等元器件构成。
电机M1是控制发射机发球，额定功率为0.45kW ，电机M2，M3是控制电机的正反转以达到控制发射机的上下左右摆动。
由P=UI 计算出对应的空气开关的选型。
选择额定电流高于电机额定电流的空气开关和接触器。
N1#2#3#PLC4.2 PLC 控制系统图设计根据输入输出控制量的多少来确定点数。
最终决定选择三菱公司生产的FX2N 系列作为此次设计的控制核心。
西华大学课程设计说明书M2反转下移M1M2M3M3第10 页西华大学课程设计说明书5 基于 PLC 网球自动发射机控制系统软件设计5.1 控制流程图设计图 5.1 控制流程图第 11 页西华大学课程设计说明书6 基于 PLC 网球自动发射机系统调试系统设计完成后进行必要的硬件、软件调试。
1) 首先在 PC 机上采用三菱的 GX Developer Version 7 编程平台进行编程，编程完成后采 用 GX Simulator Version 6 PLC 模拟调试软件进行仿真调试，限位开关及温度传感检测 采用逻辑测试中的强置输入进行。
2) 仿真调试完成后进行联机调试 系统由 PC 机、通讯转换器 JH-04 或 SC-08、可编程序控制器 PLC 构成，如图 6.1 所示。
各部分的作用如下：图 6.1 综合调试系统结构图A. 微机首先作为 PLC 的编程硬件平台，三菱的 GX Developer Version 7 作为软件编程平台， 所有的用户程序在微机上编制完成后下载到 PLC 中运行；其次微机作为 PLC 的上位机， 对 PLC 进行监控；另外，微机通过组态软件组态后可作为 PLC 控制系统的监控界面。
B. 通讯转换器 JH-04 或 SC-08 将微机的 RS-232 串行通讯口进行转换，使 PLC 与微机相连并 可进行相关通信。
C. PLC 为日本三菱公司的 FX2N 系列可编程序控制器第12 页西华大学课程设计说明书7 基于 PLC 网球自动发射机监控系统软件设计7.1 上位机监控画面的组态设计根据网球自动发射机的工作原理，我们列出在组态图上需要的图元： 1) 组态图上有自动控制和手动控制两种模式，因此需要有手动自动切换。
2) 方向键：控制发射架的方向。
3) 启动停止按钮。
4) 发射架上下左右移动极限位置指示灯。
5) 正常运行指示灯和无球报警指示灯。
据此，我们在 MCGS 组态软件上画出图 6.1 所示的组态图。
图 7.1 MCGS 组态图第13 页西华大学课程设计说明书7.2 实时数据库的变量设置实时数据库是 MCGS 工程的数据交换和数据处理中心。
数据变量是构成实时数据库的基本 单元，建立实时数据库的过程也即是定义数据变量的过程。
在使用中我们应在工程窗口变量 目录下定义一个变量组，然后新建变量，定义数据变量的内容主要包括：指定数据变量的名 称、类型、初始值和数值范围，确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时 间范围和保存期限等。