系统设计论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇系统设计论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

管理信息系统（MIS）是安徽农业大学物流工程专业的一门专业基础课，培养学生信息系统分析、设计、开发能力，同时要求学生具有较强的动手实践能力。通过这门课程的实验及实践课教学，培养学生综合运用知识和开发应用系统的初步能力。该课程的实验及实践课程具有演示性、设计性、综合性的特点，要求学生灵活运用所学知识进行实际操作实验。通过已开设实验项目的练习，学生虽然理解了基本知识，但其综合应用能力较差。因此，必须以学生的计算机综合应用能力为中心，增设综合性、设计性实验项目，有针对性地开展实验教学活动，使学生能够及时巩固所学知识点，将各知识点融会贯通，提高MIS的综合应用及设计能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。综上，在前期实验项目的基础上，有必要再开设综合性和设计性实验项目，进一步深入了解开发任何一个管理信息系统分析、设计与开发必须经历的主要过程，以及在开发过程的各个阶段上，作为开发者应当完成的各项工作内容和应当提交的书面成果。例如，人事管理信息系统、物业收费管理系统、旅游资源管理系统等。本文以在线考试系统设计与开发为例，简明阐述信息系统的分析方法和MIS开发流程，促使学生能够更好的理解、掌握和应用计算机软件，设计出满意的作品。

2开发背景

对于高校教师来说，组织一场考试是一项十分繁重的工作，而考试又是必不可少且频繁的事务，他们在上课之余需要考虑如何出一份合理的试卷，考试结束以后更加需要花费大量时间去批改试卷、统计分数，如果能够利用信息技术为教师建立一个轻松、快捷、高效的考试环境无疑会带来事半功倍的效果，对于教师来说，可以从繁重的劳动中解脱出来，对于学生来说，考试结束以后不仅可以更快的知道自己的考试成绩，并且不会对自己的考试成绩产生更多质疑。在信息技术飞速发展的当今时代，利用信息系统可以很轻松的完成这项工作，将教师从繁重的工作中解脱出来。从当前形势来看，各大高校无一例外的建立了自己的校园局域网络，这就为本系统的建立提供了很好的开发环境，一个基于C/S模式的完善的在线考试系统的成功开发，不仅可减轻教师的工作量，还可以在课程结束之后提供给学生使用，使得可以及时自检，发现学习过程中的不足之处，从而补缺补差，最大程度上提高学习效率。因此，为了适应新形势的发展要求，支持学校在局域网内进行在线考试，建立一个基于网络的“在线考试系统”非常必要，即可辅助考试管理，也可支持学生在线练习。在线考试系统应具备以下功能：自动生成试卷、提交试卷、考试成绩的生成等，同时，为了实现网络考试的自动化，建立一套成熟完善的题库可让今后的工作省时省力。基于此，本文主要介绍如何利用VisualBasic6.0和SQLServer2008快速开发一个在线考试系统。

3系统分析

首先是可行性分析，从技术角度来说，各个学校的局域网建设已经相当成熟，完全符合VisualBasic6.0和SQLServer2008使用的环境，这两款软件的结合使用，给基于C/S模式的应用程序开发提供了良好的软硬件环境，因此，从技术上来说，实现在线考试系统的开发是完全可行的。从经济可行性角度分析，在线考试系统的成功开发，可以自动完成试题随机生成、试卷提交以及成绩批阅等工作，教师只需要设计题目，完成题库的制作，后续进一步加以完善即可，大大减少了教师的工作量；另一方面，基于试卷的随机性，监考人员配备或可减少。综上所述，都大大减少了财政支出，其经济型不言而喻。信息系统开发过程中的非常核心的一环就是系统分析，在很大程度上决定了系统的成败。在线考试系统的开发者需根据事先制定的规划要求，将用户的需求以及解决方法确定下来，在了解现有组织管理状况的基础上，能够明确用户对信息系统功能的需求，及时发现问题和薄弱环节，并绘制业务流程图、数据流程图；明确管理功能并建立数据指标体系等。

4系统设计

根据系统分析的结果，并在系统分析报告已经获得通过的基础上，结合开发者的知识与经验即可进行系统设计。为下一阶段的系统实现（如编程、调试、试运行等）制定蓝图。

4.1系统总体结构设计登录模块

根据不同的用户身份，系统赋予其不同的权限和操作，考生和管理员都只能进入各自的考生界面与管理界面。考生模块：此模块对于没有考试的学生，可以参加考试、根据管理员设置修改密码；对于已经提交试卷的考生可以在系统设置允许的前提下查询自己的测试成绩。考试模块：在题目类型与分值由教师设定好的前提下，考生可以根据自己的答题爱好选择答题顺序，在考试过程中可以修改已经录入的答案、恢复误操作的试题，同时，系统显示剩下的时间并能提前警示，时间倒计时结束以后强制考生提交试卷。管理模块：对管理员和进行实际操作的教师来说，可以进行管理用户、题库的维护、设定与考试有关的参数、查询等操作。

4.2数据库设计

在开发在线考试系统之前，考虑到考生考试方面的数据较多，试题库、每个考生的试卷、答卷等数据量都比较大，数据量分析结论是本系统要占用大量的数据空间，因此选择MicrosoftSQLServer2008数据库存储这些信息，在进行数据库概念设计的基础上，根据概念设计的E-R图在数据库中创建了7个数据表用于存储不同的信息，分别为：考试试卷表、学生试卷表、学生成绩表、用户信息表、试题类型表、试题题库表、系统参数表。

4.3模块及窗体设计

在本系统中创建了一个实现代码重用的公共模块，建立它达到节省系统资源的目的。其次，系统启动后首先进入一个启动引导界面，然后进入系统登录界面，根据身份的不同可以判断用户的权限、登录相应的界面。用户登录时用户的身份用组合框CombBox限制，可以从文本框TextBox中输入文本，也可以从列表框ListBox中选取列表项。以考生身份登录系统的用户进入考生界面，可以修改其登录密码、开始考试等。以管理员身份登录系统的用户进入管理界面，可以进行用户管理、考试参数管理、试题管理查分等操作。学生主窗体：以考生身份通过系统登录界面进入系统后显示学生主窗体，该窗体可以修改密码、模拟考试、查询成绩等。如果考生已经提交试卷就不能再次进入考试窗体，只能查询相关课程的成绩；同理，没有参加考试的考生只能参加考试不能查分。考试窗体：考试模块是主要的功能模块，具有生成试卷、显示时间、试卷（强制）提交、成绩批阅等功能。考生通过单击“开始考试”按钮或按回车键进入考试窗体后系统将自动按照设定的参数随机生成一套试题，由于每个考生所答的试题都不完全相同，确保了考试的公平性与安全性。目前设计的试题类型为客观题，分别是选择（单项、多项）、判断与填空，分别在不同的选项卡中显示。在窗体的上方显示考试的已用时间、剩余时间及当前时间等信息。考生在完成之后单击“提交”按钮提交试卷，系统将自动判卷，显示客观题的得分，主观题由教师自主阅卷。如果考试结束时间已到，那么仍未提交试卷的考生将被强制提交。考试过程中，管理员可以根据实际情况酌情延长考试时间、更换机器，考生也可以单击“退出考试”按钮暂时退出考试界面、单击“清除操作”重新做某道题。管理员窗体：管理员的主要任务集用户管理、查分、系统参数设定和题库管理于一体。他进入相关的管理界面后，可以查询题库中的试题、可以使用菜单操作的功能等等，具有最高的权限。试题修改窗体：为了考试更加正确、合理与公平，题库的完整性、正确性与考试的质量密切相关，一旦考试试题中出现了错误，就要及时进行检查与更改，所以说修改试题是题库维护的关键。

5系统实施

系统实施是指将分析、设计阶段完成后所形成的新系统方案转换成可执行的应用软件系统，即将纸面上的、类似于设计图式的方案在计算机上进行实现。编写完成的应用程序的相关文件是很分散的，在没有经过编译之前是不能在没有VisualBasic开发环境的计算机中运行的，如果想让编写好的应用程序在其他计算机上能够正确运行，还需要将这些相关的文件进行打包，形成一个setup可执行安装包文件。这样，在其他没有VB环境的计算机上，通过执行安装包文件，应用程序就能正常地在该计算机中运行。只要掌握了在线考试系统的出卷、组卷和评卷三大部分的开发过程，那么在线考试系统的系统构成和开发思路也就不难理解了，其他的辅助功能都是对这三大功能的补充设计，是完善系统的一部分。

6结束语

篇(2)

（一）功能的分区

从目前涠洲岛的旅游资源特点大概可以分为如下几大类别：一是自然景观，如火山岩自然风景（最为特色）、滴水丹屏、五彩滩等亚热带海滩风光；二是历史人文景观，如哥特式天主教堂、妈祖庙等宗教文化；三是客家生活体验，如农家乐、渔家乐等民风民俗；四是海洋旅游度假体验，如潜水看珊瑚、沙滩游乐、海鲜餐饮、海洋观光等。从涠洲岛现有的资源入手进行整合与分类，根据景点资源的特色来进行针对性的设计。

（二）突出地域文化的基因

涠洲岛独特的地域文化，便是本岛的客家文化与外来西方宗教文化的融和，传统渔猎文明与现代海洋旅游结合，传统与现代，东方与西方文化在这不足25平方公里的小岛上和谐共存。设计师们在设计具有涠洲岛文化气质的导视系统时，就必须融入涠洲岛独特的地域文化，塑造出个性化名片。这是让人能够用来区分不是在韩国济州岛、美国夏威夷，或是塞班岛的一个重要举措。综合涠洲岛的地域文化特征，在进行旅游景点导视系统设计时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，其中客家文化是主导，宗教文化是补充，海洋文化是基础。因此，在进一步认清涠洲岛旅游发展所拥有的独特文化优势、区位优势、气候优势、资源优势的前提下，方能形成不可替代、不可复制的产品优势，这种发掘与整合使得使涠洲岛更具独特魅力。

（三）视觉元素的国际化特色

随着全球经济一体化进程的深化，涠洲岛作为国际旅游岛的发展定位已逐步清晰，而作为视觉符号呈现出来的景点导视系统设计，更是成为外国游客了解涠洲岛最为直观、便捷的方式。视觉导视的国际化定位设计，即在图形符号、语言文字、色彩设计、构成方式等视觉要素的设计时要考虑国际化趋势。在突出涠洲岛独特的地域文化优势的基础上，还能结合当下时尚要素和国际化潮流，能将设计的感觉和理性结合起来，能将中国东方古老文明用时尚化视觉元素表现出来。

二、传统材料与现代技术结合在现代导视装置中的体现

篇(3)

1.1节能设计中的注意事项

首先是一次水的相关注意事项。从锅炉房中流出的水称之为一次水。当一次水从锅炉房中流出的时候，水温要保证达到115℃，同时保证回水温度要达到80℃。一次水的管网选择有两种形式，第一种是树状形式，第二种是环状形式。为了最大限度地节约能耗，一次水的管网最好选用环状形式。其次是二次水的相关注意事项[2]。从换热区域中流出来的水称之为二次水。二次水要保证回水温度达到95℃。换热设备实际的供热面积要控制在100000㎡以下，否则输送到用户手中的水温便无法保持均匀。二次水的管网跟一次水的管网一样，也最好选用环状形式。再次是一次水、二次水管网敷设时的注意事项。二次水的管网最好选用直埋敷设方式。而一次水的管网与二次水的管网不同，它的管径不仅更大并且面临的地下水位也往往偏低，所以一次水的管网最好选用地沟敷设这种方式。另外，管网管道所具备的保温性能与其保温材料密切相关。所以，管道外部往往需要添加一层保温壳来实现保温的功能。保温管壳的材料一般有以下几种：一是矿棉岩棉；二是玻璃棉；三是聚氨酯。最后是供暖效果的注意事项。事实证明：居民在运用供暖系统的时候最不满意的就是水温不均匀情况的发生。所以为了保障供暖效果处于最佳状态，如何改善水温不均的情况就成了重要的注意事项。设计中通常需要在散热器的支管、干管处分别设置恒温阀。为了避免个别用户肆意调节恒温阀的温度，小区最好选用无法调整温度的恒温阀。当前，市面上的恒温阀有进口与国产两种，进口恒温阀的性能更好但价格更贵，国产恒温阀的效果不如进口恒温阀但价格实惠，所以小区可根据自身经济情况来选择。杨硕北京博大开拓热力有限公司北京100176

1.2智能供暖设计的注意事项

智能化供暖是在计算机迅猛发展的背景下诞生的，这种系统的先进与稳定使之成为了当今供暖系统的主流趋势。在实际设计智能供暖设备系统的时候，一定要保障这套系统有三种基本的功能设备，这三种功能设备具体如下：一是上位机监控设备系统；二是下位机监控设备系统；三是系统。上位机监控设备系统的现实作用是：把每个监控点所具备的热量需求、流量及温度信息迅速而准确地收集起来，并及时而准确地处理这些信息，从而形成准确的指令。下位机监控设备系统直接受到上位机监控设备系统的控制，它根据上位机监控设备系统发出来的指令命令，对锅炉流量及锅炉温度加以控制，让其充分满足小区每位居民的现实需求。系统由以下几部分共同组成：一是燃烧器；二是锅炉本体；三是泵；四是各种阀门。

1.3水平双管设计中的注意事项

现实中，供暖系统通常会选用双立管并联的形式，这种形式特别容易引发垂直失调的相关问题。所以，为了真正解决这个问题，很多小区选用了水平双管这种设计方式。这种设计方式的本质是：让小区每家每户都拥有一个单独的系统，这种设计不仅让热量表安装变得更加方便，还让散热器能实现个体化的调节。这样，每家每户的居民都可根据自身需求来调节散热器，既能节省一定的能耗，又不至于影响到其它居民用户的供暖情况。但需要特别注意的是：系统必须配备一定数量的三通调节阀，同时三通调节阀的数量要跟散热器组数配对。

1.4热负荷计算、散热器布置及变流问题的注意事项

根据以往的经验，热负荷计算也是供暖设计中应当特别注意的一个问题。以往，小区通常会尽量提高热负荷值，为的是避免供暖不热情况的发生。但是，热负荷值的大力提升使得散热器的实际安装面积太大，小区内经常会出现水温不均的情况。所以，热负荷值应当根据现实情况来合理取值。小区在布置散热器的时候，一定要注意为散热器选择合适的位置。否则，一旦散热器的位置安装得不够合理，那么水平管线毫无疑问会增加，管线明装便会占用一定的空间。这样，室内装修将受到一些影响，家具布置将受到一定的影响，同时阳台设置也会受到一定的影响。小区内供暖通常都是采用分户计量的方式，所以小区热负荷会频繁变化，这就是变流量所产生的问题。为了克服变流量问题，供热系统必须具备跟踪热负荷不停变化并自动调整实际供热量的作用。为了让供热系统具备这样的功能，小区需要在换热站中设置一套装置，这套装置的根本目的是控制压差的大小，让供热系统实现跟踪和调整的功能。

2结束语

篇(4)

Struts2框架实现MVC（Model,View,Controller）模式[10]，MVC模式能够提高程序组件的重用性和清晰程序结构。Spring框架通过IoC（控制反转）和AOP（面向方面编程）两种技术，来实现对程序中的对象关系、事务、权限和日志的统一管理。Hibernate框架完成系统数据持久化的工作，通过Hibernate可以提高民政服务信息系统对底层数据库兼容性，能在不修改后台代码的情况下实现数据库系统的更换。

2系统设计

2.1系统总体设计民政服务信息系统包括三个子系统，分别是民政内部办公系统、社会服务平台和社会家园网。三个子系统协作示意图如图1所示。图1中实线表示业务申报，虚线表示审核结果回复，数字表示民政业务类型（1表示社区申报的业务，2表示社区家园网直接申报的业务，3表示通过社区家园网向社区申报并且最终由社区提交到民政局的业务）。智慧社区服务平台是由社区的办公人员使用，主要完成社区基本情况登记与查询，民政业务上传与下达。民政内部办公系统是提供给民政局办公人员使用的，民政局办公人员通过该系统能够审批社区上报的申请和管理的民政业务信息。社区家园网是一个论坛，为群众提供一个咨询、办事和交流的平台，不需要进行证件真实性审核的业务都通过社区家园网申报。

2.2架构设计民政服务信息系统采用ExtJS和JSP实现前台页面，通过Struts2、Spring和Hibernate实现后台业务处理，并通过ExtJS和SSH整合搭建一个实现了MVC设计模式的系统架构。ExtJS+SSH架构中ExtJS实现了从用户界面向后台提交请求。控制层使用Struts2来实现MVC模式。业务逻辑层细化为Service层和DAO层，通过Spring来管理Service和DAO之间的耦合关系。数据持久层使用Hibernate框架。实现时为了提高系统的扩展性，Service层和DAO层使用抽象接口，将具体的实现类和接口分离，并通过Spring指定Service接口和DAO接口的具体实现类，在需求变化后，只需更改Spring的配置文件就可以适应新的需求，符合“开闭原则”。系统架构图如图2所示。控制层通过Struts2的servlet来完成，Action层由Struts2中的自定义action类实现。Action层中的对象使用Struts-Spring插件管理，而Service层和Dao层及相应实现层的对象统一由Spring管理。表现层通过JSP和ExtJS实现。

2.3功能设计

2.3.1民政内部办公系统的设计民政内部办公系统按组织机构来划分功能模块，主要包括区划地名科、社会福利与社会事务科、最低生活保障局、民间组织管理科、救灾救济科、局办公室和人事科。根据通用信息系统的需求，添加了权限管理和登录管理。由于每个模块都有相应的政策法规，将政策法规提取出来作为一个模块，局长监督模块体现了民政服务信息系统比手动办公的优势，局长通过该系统就可以了解下属的工作情况而不会打扰到下属办公。民政内部办公系统的功能结构图如图3所示。由于篇幅所限，图3中的第三级模块只列出具有代表性的功能模块，并对部分有代表性的第二级模块功能作了说明。区划地名科的功能是对地名普查等基本信息进行管理，主要包括：地名更改审批和行政区划，自然村和建筑物等地名信息的查询/添加/删除/修改和历史信息查询。社会福利与社会事务科是对儿童收养、社会福利机构、婚姻登记、殡葬及墓地和社会救助的管理。审批类业务主要包括儿童收养审批和社会福利机构审批，管理类业务主要是对儿童收养信息、婚姻登记信息、社会救助信息和殡葬及墓地信息的添加/删除/修改。民间组织管理科的主要功能是民间组织的审核、民间组织信息管理和民间组织年检。民政内部办公系统具有权限验证的功能，用户登录后只能处理本科室的业务。

2.3.2社区服务平台的设计社区服务平台是以业务功能来划分模块的，将社区的办公作为办公系统模块，其他模块都是对业务数据进行管理。社区服务平台的功能模块还有社区基本信息、社区组织、社会救助、社区服务、灾害数据管理和社区居委会管理。社区服务平台的功能结构图如图4所示。图4中的三级模块都是二级模块的核心功能，其他功能由于篇幅所限暂未列出。社区服务平台的主要功能模块分析如下。社区基本信息、社区组织、社会救助、社区服务都属于信息管理模块，主要功能是对相应信息进行查询。灾害数据管理的主要功能是提交灾害数据到民政局和对该社区的灾害数据进行管理。2.3.3社区家园网的设计社区家园网的实质是论坛，社区家园网实现时使用一个开源的论坛框架，然后添加一个二级模块民政业务来完成所有在社区家园网提交的民政业务。社区家园网的功能结构图如图5所示。由于篇幅所限，图5中的民政业务模块的部分功能模块未列出。

3系统的关键技术

民政服务信息系统是以Struts2为实现架构的基础，通过Spring来整合相应的框架。Struts2和Spring整合来完成对Action的管理，Spring和Hibernate整合来实现持久化的工作。ExtJS作为Struts2的视图的实现。

3.1系统核心配置文件的实现民政服务信息系统在web.xml中定义Struts2和Spring的配置文件路径。该系统中Struts2的Action对象由Struts-Spring插件来管理，该插件需要在web.xml中配置相应的监听器。web.xml文件核心内容。

3.2Spring和Hibernate整合的实现Hibernate完成系统业务数据持久化的操作，提供了save、delete、update等方法，在DAO层只需调用这些方法就可以存储业务数据。Spring对Hibernate支持非常完善，在Spring的配置文件daoContext.xml中配置一个id为dataSource的bean和一个sessionFactory的bean,在程序中使用注入的sessionFactory对象来实例化Spring框架提供的HibernateTemplate模板，DAO通过HibernateTemplate来调用持久化方法进行业务数据存储。

3.3整合ExtJS的实现ExtJS框架只需要在JSP页面导入ExtJS的核心JS文件和CSS样式，就可以在自定义JS文件中使用ExtJS提供的页面组件和表单组件，而不必使用HTML标签来编写Web界面。在主界面的JSP中整合ExtJS的代码如下。

4结束语

篇(5)

本设计软件系统主要实现的是节点间的无线通信、PC机与节点的信息传输，协调各模块的联通。结构关联示意如图2：PC机与ZigBee协调器通过串口进行通信，由上位机进行显示，上位机向协调器发送温度设定命令，通过协调器发送给各传感节点，协调器与各节点的通信都是通过Zigbee无线传输协议进行无线传输的。传感节点在检测到温度后会进行判断，温度若超过上位机设定的范围便会报警，并启动相关温度调节装置。检测的同时也会无线发送到目标设备，距离较远的节点将通过路由节点进行跳跃，再传输至协调器。

2硬件系统设计

2.1ZigBee协调器（路由）节点

ZigBee协调器的电路设计包括：一个ZigBee模块、一个RS232串口模块、一个JTAG接口/复位模块、一个电源模块、LED指示灯模块等。1）JTAG接口。实际只用到了P1.4、P1.5、P1.6、P1.7、P2.1、P2.2、VCC、GND、REST五个引脚，其它引脚悬空，该电路可将程序通过仿真器烧写进芯片中。2）电源电路设计。由于ZigBee模块需要3.3V的电源，本设计供电为两节5号电池供电，可不需要稳压芯片进行稳压。3）复位电路设计。4）串口电路设计。下载程序和调试通信两个作用，采用MAX232做RS232电平与TTL电平的转换芯片，MAX232有两路电平转换。

2.2传感节点设计

传感节点设计包含有DS18b20温度传感器，温度调节控制装置（本设计用电机代替），LED指示灯。1）DS18b20设计。DS18b20只需一条线就可以和处理器通信。2）电源供电电路。Zigbee模块工作电压为3.3V，外部供电为5V输入，需要AMS1117—3.3电源稳压芯片进行稳压。3）JTAG仿真电路。4）模拟温度控制器（电机）电路。

3软件系统设计

3.1IAR集成开发环境

本系统程序的调试编译用的是IAREmbeddedWorkbenchIDE，它是一套开发工具，用于汇编、C或C++编写的嵌入式软件程序进行编译和调试。IAREmbeddedWorkbench适用于大量8位、16位和32位的微处理器和微控制器，用户在开发新的项目时也能在所熟悉的开发环境中进行。该集成环境包含了IAR的C/C++编译器，文件管理器，文本编辑器，汇编器，链接器，工程管理器及C-SPY调试器等。它为用户提供一个易学且具有最大量代码继承能力的开发环境，和对大多数和特殊目标的支持。IAREmbeddedWorkbench有效的提高了用户的工作效率，通过IAR工具，用户可以大大地节省工作时间。针对不同芯片的代码优化器，IAREmbeddedWorkbenchIDE可以为微处理器生成非常高效的FLASH/PROMable代码。

3.2VisualBasic语言开发环境上位机设计实现

VisualBasic是目前一种应用于图形界面比较多的开发语言，它衍生于BASIC编程语言。VB用有快速应用程序开发和图形用户界面开发系统，它是微软开发的，用于协助开发环境的驱动编程语言。在现在的使用标准来说，VB是目前世界上使用者对多的语言，在目前图形化界面开发来说，VB是比较好的开发语言较容易应用ADO、DAO、RDO轻松创建ActiveX控件和连接数据库。对于想快速建立一个应用程序，VB将会是一个很好的选择。本设计的上位机制作，VB是一个很好的选择。

3.3ZigBee协调器软件实现

协调器是直接与上位机通信的节点，它的任务是协调各感知节点发送过来的数据，使得数据有序传输到上位机显示。

3.4Zigbee传感节点软件实现

传感节点是可以在一定范围内定点位置，其任务只要是实时检测温度，周期将数据无线发送给协调器，同时，节点上的温度调控装置根据温度启动，进行温度调控。

4系统测试

篇(6)

1系统组成分析

控制要求及技术指标，系统采用单片机控制方式，选用光电编码器实时采集电机脉冲信息、计算钢筋长度，并与设定长度比较，来控制电磁阀切割钢筋；采用两排数码管分别显示批次、长度、根数设定值和实时数据。硬件电路主要包括人机交互模块、长度测量模块、输出控制模块、报警模块和电源模块。系统框图如图1所示。

2硬件电路系统设计

2.1主控模块考虑到系统对运行速度的要求，系统主控芯片选用STC12C5A16S2。该芯片是宏晶公司生产的单时钟/机器周期（1T）单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但是速度快8～12倍。片内程序存储器空间为16KB，数据存储器除了在内部集成了256字节的RAM外，还集成了1024字节的扩展RAM，可以用来存储多批次数据。

2.2电源模块为了避免外界信号对单片机的干扰，系统对主控单元和输入输出设备分别供电。主控单元电源电路如图2所示。图中AC220V经过220V/9V的降压变压器后送给全波整流电路，首先将交变的电流变成脉动直流电，经过电解电容C1（470UF/35V）提高电路的可靠性；然后由L1、C2和C3组成电感π型滤波电路，降低纹波；再在7805稳压芯片之前并联TVS管，当有突然的大电压发生时TVS管短路，从而使大电压导入TVS管，不致破坏后面线路，待电路电压正常时TVS管恢复高阻抗；最后经过C4和C5滤波输出5V电源。输入输出电路的供电电源是在电气柜中系统设计了一个220V/12V的变压器，然后变压器的输出12V经过7809稳压管得到9V的直流电给继电器供电，再经过7805得到5V给编码器供电。由于主控单元和输入输出电路分别采用独立电源供电，避免了系统的电磁干扰。

2.3人机交互模块人机交互模块主要涉及键盘和显示。系统设计键盘时考虑到操作的人性化及简易性，分为数字键、调节键及功能键等25个键，显示由两组共20个数码管组成，分别显示设定数据和运行数据。显示部分由两片串联的74HC595给两排数码管送字型码，用串联的另一片74HC595和P1.0，P1.1作为数码管的10个位选，两排共用位选。其中一排数码管电路如图3所示。按键部分用数码管的位选线com1-com7兼做按键的列线，P2.0～P2.3做按键的行线，组成行列式按键。另外，在每个按键两端并联电容，由于电容两端电压不能突变，在按键抖动的时候，让端口的电压平滑上升、平滑下降，消除毛刺，进行硬件去抖。由于按键和显示电路采用IO复用方法，共用了9根IO线，大大节省了单片机的IO口。

2.4长度测量模块全自动钢筋调直切断机的精度主要取决于钢筋长度的准确测量。在机械结构上采用主动轮带动从动轮来使钢筋前进，将编码器装在从动轮上，从动轮的转动圈数乘以周长便可得到钢筋的长度。单片机要实时采集编码器脉冲信号，因此将Z相接在INT0，A相接在INT1，B相接普通IO口。A相调理电路如图4所示。编码器信号先通过上拉电阻与TVS管进行电源保护，用瓷片电容接地来滤除高频及脉冲干扰；再经过光电耦合器PIC817进行隔离，采用单路光耦避免了透光时相邻信号之间的干扰，提高电路可靠性；最后经过反相器接入单片机。

2.5输出控制模块控制器对电机的控制实质就是对继电器的控制。点动前进控制电路如图5所示。控制信号从单片机输出后先经过光耦电路隔离，再经过ULN2003扩流提高驱动能力，接到继电器线圈的一端；继电器的常开触点连在主电路接触器的线圈回路中，当继电器线圈得电时，常开触点吸合，接触器线圈得电，电机顺转。

3软件系统设计

根据实际工作要求及需求分析，在程序系统设计时考虑了“插入批次”功能，将紧急加工的生产任务插在当前批次的下一批优先加工，同时系统设计了以下功能：1）“长度修正”功能设置长度+、长度-和切刀时间三个按键来修正误差；2）计算出刀时刻在程序中对调直电机速度进行采集，据此计算出刀时刻，以精确切断符合设定长度的钢筋；3）点动功能系统设计了前进、后退、切刀点动键和禁切键，方便维修和调试；4）声光报警用以提醒工作异常或完成任务。软件主要由主程序及设定菜单、运行菜单、长度修正和点动子程序组成。

3.1设定菜单子程序通过设定菜单设置工作任务的批次、长度和根数的数据。设定程序系统流程图如图6所示。在程序系统设计时，借助变量确认键次数confirm_num来实现长度栏和根数栏的闪烁。当confirm_num为0时，长度栏闪烁，为1时根数栏闪烁。长度栏和根数栏的闪烁判断条件如下：if(t>500&&confirm_num==0)//长度闪烁{//长度栏不亮}if(t>500&&confirm_num==1)//根数闪烁{//根数栏不亮}if（t<500）{//正常显示}设定菜单操作过程是按设定键进入设定功能，操作过程如下：首先系统自动设定第一批次并闪烁长度设定栏，输入长度值按确认键后闪烁根数设定栏，输入根数数据按确定键进入下一批的设定，最大可输入20批数据，按设定完成键退出设定功能。如果按插入键进入设定功能时，具体设置和设定功能一样，只是插入当前加工批次的下一批次数据，存储数据时先把当前批次后的数据后移，然后再存储新设定的数据。此外，还设有清除键和取消键。清除键用于清除个位数据，其余数据后移一位；取消键用于清除正在设定的当前批次的数据。

3.2长度计算子程序钢筋长度的计算是保证设备精度的一个重要方面。我们选用400线三相旋转编码器，其中A、B相为两个相位差90?的方波信号，Z相为零位脉冲信号。旋转编码盘每转一圈（360?）产生一个Z脉冲信号，产生400个A、B相脉冲信号，AB之间的相位关系标志码盘的转向，即当A相超前B相90?时，标志码盘正转，当B相超前A相90?时，标志码盘反转。三相脉冲如图7所示。采用光电编码器测量长度时，由于存在不可避免的单圈测量误差，随着运行时间的增加，测量误差将累积，影响产品质量。在软件系统设计中添加对编码器Z相的检测，每检测到Z一次（第一次除外），表示编码器转了一圈，不管所计脉冲数是多少，都认为是400脉冲，消除了因打滑现象、干扰脉冲、丢失脉冲等因素造成的单圈误差，从而消除了累积误差，提高了系统精度。系统总的脉冲计数为：Pulse_num=pulse_fst+400×n+pulse_lst式中，Pulse_num为总脉冲数，pulse_fst为第一圈的脉冲数，n为圈数，pulse_lst为最后一圈的脉冲数。钢筋的长度为：Length=(Pulse_num/400)×circum式中，circum为从动轮的周长。

3.3出刀时间计算切割钢筋时，调直电机是一直前进的，故需要提前发出切割指令，而提前的时间和调直电机速度有关，因此需要实时采集调直电机速度，并据此计算出刀时刻，以精确切断符合设定长度的钢筋。如图8所示，其中lE为出刀时钢筋长度，2l为出刀时刀口距钢筋的距离，2v为出刀速度，1v为钢筋行进速度。图8切刀动作示意图设lD为钢筋切断长度，那么需要提前动作的时间为22l/v，则：根据以上公式编写程序，计算切刀准确动作时间，实现精确切断钢筋。

4结束语

篇(7)

1.1原理

辅助提升系统仅用于紧急情况下的提升，主要在供电故障或主系统故障的情况下救援提升困在罐笼或井底人员，所以机械传动、控制系统设计尽可能简单。齿圈通过高强度螺栓把合到主轴装置制动盘的联接板上；交流变频电动机通过联轴器与变速箱联接或直接在变速箱上预装交流变频电动机；变速箱安装在基础底座上，并且能够在底座上沿轴向移动；变速箱输出端与小齿轮轴联接或者直接在变速箱输出轴上加工配合齿轮。正常工作时，齿轮轴与大齿圈通过在底座上的滑动，使其脱开；当出现紧急工况时，将变速箱沿底座轴向移动，使齿轮轴与大齿圈良好啮合，通过变频电动机驱动，使主机按设计提升参数运行。

1.2功能

辅助传动系统对安装空间要求较小，一般卷筒直径φ3.5m及其以上规格摩擦式提升机在现有基础即可加装；也可在订货时直接配套使用，减小改造时安装难度。由于正常工作时，小齿轮与大齿圈处于脱开状态，辅助传动系统不参与正常提升运行工况，故对正常运行安全无影响。提升系统正常工作时，常规电源给整个电控系统供电，控制主传动驱动提升机正常运转。若全矿突然出现供电故障或主传动系统损坏等导致提升机停止运行的事故时，提升系统安全制动，提升机停止运行。此时提升容器存在被卡在井筒中间的可能，倘若为提人的罐笼，则相当危险。在这种情况下，可以借助辅助传动系统按照设定的参数运行，将困在井筒中的罐笼内人员提升到井口。同时，如果供电系统故障或者短期内无法排除，该系统还能往复运行，也可将被困井底的人员缓慢提升至井口。辅助传动系统运行步骤如下：启动后备电源，其正常工作后，供电切换到后备电源；后备电源通过低压配电柜给部分系统供电，如计算机柜、操作台、液压站、位置开关、编码器等，主传动柜、站等则不予供电；通过操作台进行应急开车操作，使提升机工作处于应急工作方式；启动液压站，选方向，推闸手柄、速度控制手柄，应急变频器驱动变频电动机，带动卷筒按照系统设定参数安全运行。

2电控系统

提升设备机房的低压两回路380V电源为：一路正常工作电源直接引自矿井工业场地10kV变电所380V低压母线；另一路380V电源引自现场的后备电源。后备电源容量假定为80kV•A，故障后手动切换。此外，辅助提升系统应具有一个硬接线地安全连锁回路(辅助回路)，这个回路需要的保护功能有：过卷、过速、机房所有急停开关、井筒外所有急停开关、辅助提升控制急停开关、辅助提升限位开关、辅助提升断路器监控等。

3结语