基于PLC系统的激光测距系统探讨文档

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基于PLC与触摸屏的激光焊接机控制系统设计探讨

基于PLC与触摸屏的激光焊接机控制系统设计探讨[摘要]本文主要从控制系统总架构设计、硬件系统设计、软件系统设计这三个方面，深层次地研究了以PLC及触摸屏为基础之下，该激光的焊接机内部控制系统总体设计。

从而能够让广大设计者全面性地了解与掌握以PLC及触摸屏为基础之下，该激光的焊接机内部控制系统总体设计要点，更好地进行该激光的焊接机内部控制系统总体设计，提高该激光的焊接机内部控制系统总体的运行效率。

[关键词]PLC；触摸屏；激光；焊接机；控制系统；设计；前言：激光的焊接机（Laser welding machine），通常又被称之为镭射焊机或者激光焊机，它主要激光材料生产加工期间所需应用到的主要机器设备，依据其操作方式的不同，可将其分成光纤传输式激光的焊接机、自动式激光的焊接机、激光模具式的烧焊机等。

当前，是我国工业化发展的关键时期，各项先进技术均呈现着突破性地发展趋势。

在这一发展背景之下，激光的焊接机该项技术也取得了空前地发展成效，技术水平日趋提高。

那么，为了能够不断提高该激光的焊接机整体运行效率，广大设计者就必须提高对该激光的焊接机内部控制系统总体设计的重视程度，并呢过过切实地以PLC及触摸屏为基础之下，来进行该激光的焊接机内部控制系统总体设计。

1、控制系统总架构设计如图1所示，为激光的焊接机内部控制系统总体架构。

在该总控制系统当中，共分为管理级别、控制级别及现场级别。

现场级别，它是由Z向的伺服系统、Y向的伺服系统、X向的伺服系统与其它的系统所构成。

现场级别焊接的信号经过特定路径传送到由过PLC所组成的控制级别，由相关操控人员字触摸屏所构成的管理级别，综合管理所传输的数据信息，以实现综合控制该激光的焊接机。

在总控制系统当中，该可编程的逻辑性控制器属于控制系统核心部分，能够控制所有系统正常地运行状态。

在一定程度上，编程的逻辑性控制器，其与触摸屏均可借助于ModBus相应通信协议，将信息数据交换操作完成，以能够实现高效性地。

PLC超声波测距实验报告082039140程稳

利用plc的高速计数模块进行超声波测距实验―――――微型控制计算机暑期设计实验报告082039140程稳利用51单片机来驱动超声波模块测距，是一件很容易的事，只需要结合定时中断和外部中断，利用12M或更高的晶振频率即可精确获取从发射到接收到超声波之间的时间，平均1ms对应 3.4cm的行程，本GE比赛设计需要物位测量的最大距离是30cm,即需要30*2/3.4=17.64ms,而GE PAC RX3i的PME软件梯形图程序得扫描周期2ms以上，就算是最快的定时节点也有1ms,所以若直接用PLC的普通离散量输入模块IC694MDL654输入节点来测量接收到超声波回波的时间的误差为1ms,误差距离3.4/2=1.7cm,结果自然不理想，更严重的问题在于PLC该模块无硬件中断响应功能，是不能测电平宽度的。

总之PLC的IO口工作在低速模式下是难以胜任高速测量任务的，但可喜的是GE PLC 的高速计数模块HSC304能处理2MHZ的信号，但仍无硬件中断功能。

于是想能否干脆把单片机测出的电平时间数据通过串口发送给PLC，我也试着这样连线测试，不过PLC串口的使用不像单片机这么简单，没有相关资料，PLC内部寄存器找不到PLC从单片机接收的数据。

于是仍决定放弃此方案，回到高速计数模块。

再认真阅读此模块配置信息和实验调试后，发现其可以测量出外部信号频率，于是想既然PLC无法直接测电平宽度，那干嘛不测量频率，有了频率自然有周期，有周期自然有电平宽度！利用plc的高速计数模块检测超声波测距仪的信号接收端的频率，正常情况下应使用频率直接求得周期接而来计算时间，但由于实际测得这样根本很难实现，所以直接测频率，并利用示波器查看该频率的波形，并修改程序使得在所测距离变化的情况下，一周期内的低电平保持不变（高电平所持续的时间表示超声波从发出到接收到所经历的时间，低电平是延时，为了使得波形正常），然后测出频率及其所对应的距离。

以下是用虚拟示波器测出的超声波模块在不同距离测量回波接收脚电压波形：利用matlab 进行曲线拟合（拟合方法是：输入频率及所测距离利用plot （f ，d ，“*”）函数绘制图像，并利用tool 下的basic fitting 选择拟合方式进行拟合并得到曲线的公式）从而利用频率计算距离d=[64.5 52.6 46.7 39.5 26.2 23.3 17.3 12.9 6.4 3]%用卷尺测量出探头与障碍物距离x=[168 177 183 190 204 209 216 222 231 237 ]%PLC 高速计数模块HSC304测出的频率plot(x,d,'*')MA TLAB二次曲线拟出的公式如下：y = p1*x^2 + p2*x +p3Coefficients:p1 = 0.0016329p2 = -1.2635p3 = 244.32Norm of residuals =1.6316实验中所遇到的几个问题测距的误差与反射超声波的物质有关及超声波测距仪的摆放位置有关：（1）当反射物质为水时，超声波测距仪在水桶的外面，这时所测的距离与实际相差很大，当放在桶内时则测量准确（2）当用海绵作为反射物时则测量不精准测量的精度与单片机延时有关系，并与plc高速计数模块的扫描时间有关系，扫描时间越长越准确，但时间越长更新的速度越慢，所以时间要设置合适，一般在1~2s 建议取1.5s这样的精度是 5mm鉴于此实验的创意改造，即不需要测出电平宽度而直接测出频率，故也只需要求51单片机做出的物位传感器不输出时间串行数据信号，而只输出频率信号。

激光测距论文

目录摘要一.激光传感器的简单介绍及其优点二.激光测距传感器原理及应用2.1.传输时间激光距离传感器的发展2.2 测距传感器的工作原理2.3.应用实例2.3.1、测量传送带上箱子的宽度2.3.2、保护液压成型冲模2.3.3、二轴起重机定位三.激光测距传感器在激光测距望远镜中的应用3.1.激光测距望远镜基本结构与性能3.2.主要性能参数3.3.功能描述四,结束语参考文献摘要:激光传感器已经广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等各方面，激光传感器正以自己独特的优势焕发勃勃生机,本文简单介绍了激光测距传感器工作的原理和应用。

一、激光传感器简单介绍及其优点激光传感器是利用激光技术进行测量的传感器。

它由激光器、激光检测器和测量电路组成。

激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。

激光具有4个重要特性：（1）高方向性（即高定向性，光速发散角小），激光束在几公里外的扩展范围不过几厘米；（2）高单色性，激光的频率宽度比普通光小10倍以上；（3）高亮度，利用激光束会聚最高可产生达几百万度的温度。

（4）高相干性，两束光交迭时，产生明暗相间懂得条纹（单色光）或彩色条纹（自然光）的现象称为光的干涉。

只有频率和振动方向相同，周相相等或周相差恒定的两束光才具有相干性。

应用——利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。

激光传感器常用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的测量，还可用于探伤和大气污染物的监测等。

二、激光测距传感器原理及应用激光测距的原理它的原理与无线电雷达相同，将激光对准目标发射出去后，测量它的往返时间，再乘以光速即得到往返距离。

由于激光具有高方向性、高单色性和高功率等优点，这些对于测远距离、判定目标方位、提高接收系统的信噪比、保证测量精度等都是很关键的，因此激光测距仪日益受到重视。

在激光测距仪基础上发展起来的激光雷达不仅能测距，而且还可以测目标方位、运运速度和加速度等，已成功地用于人造卫星的测距和跟踪，例如采用红宝石激光器的激光雷达，测距范围为500～2000公里,误差仅几米。

基于S7-200PLC光电传感器的位置检测控制

基于S7-200PLC光电传感器的位置检测控制1. 简介本文档旨在介绍如何使用S7-200PLC和光电传感器实现位置检测控制。

通过光电传感器和PLC的协作，可以准确地检测物体的位置，并采取相应的控制措施。

2. 光电传感器的原理光电传感器是一种通过光电原理来检测物体位置的装置。

它包括一个光源和一个光敏元件，光源发出光束，当物体遮挡光束时，光敏元件会检测到光的变化，并将信号传递给PLC。

3. S7-200PLC的介绍S7-200PLC是一种经典的可编程逻辑控制器，它具有高性能、稳定可靠的特点。

它可以通过编程来实现各种控制功能，如位置检测、计数等。

4. 光电传感器的连接与设置为了实现位置检测控制，需要将光电传感器与S7-200PLC进行连接，并进行相应的设置。

具体的连接与设置步骤可以参考光电传感器和PLC的说明书。

5. PLC程序设计在S7-200PLC上进行位置检测控制的程序设计可以分为以下几个步骤：1. 初始化：对PLC进行初始化设置，包括输入输出口的配置和参数的设定。

2. 光电传感器检测：通过读取光电传感器的输出信号，判断物体是否遮挡光束。

3. 位置判断：根据光电传感器的输出信号，判断物体的位置。

4. 控制措施：根据位置判断的结果，采取相应的控制措施，如动作停止、报警等。

5. 循环检测：循环执行光电传感器检测和位置判断的过程，以实时监测物体的位置。

6. 注意事项在进行位置检测控制时，需注意以下几点：- 光电传感器的安装位置应合理，以确保对物体位置的准确检测。

- PLC的程序设计应符合实际控制需求，避免出现错误或漏控的情况。

- 需要定期检查和维护光电传感器和PLC，以确保其正常运行。

7. 总结通过使用S7-200PLC和光电传感器，可以实现准确的位置检测控制。

本文档介绍了光电传感器的原理、S7-200PLC的介绍、连接与设置方法，以及PLC程序设计的基本步骤。

通过按照相应的步骤进行操作，可以灵活地实现不同应用场景下的位置检测控制。

基于激光测距引导定位系统概述

基于激光测距引导定位系统概述作者：林均华来源：《科学与信息化》2020年第16期摘要随着智能化装备的不断发展，传统制造业不断的升级改造，机器人、多轴机械手等在制造業广泛应用于搬运，上下料等工作。

由于机器人机械手要精确抓取物料，需要不接触产品情况下有较高精度的柔性定位系统。

本文针对输送带对称产品开发的基于激光测距非接触式、高兼容性的柔性机器人、机械手引导定位系统进行阐述。

关键词激光测距;智能化装备;定位系统引言随着智能化装备的发展，国内传统制造企业，逐步大规模应用工业机器人、机械手等替换人工取放料等高强度高风险工作，以提高半自动设备的利用率、提高生产效率降低工人劳动强度、降低用工成本等。

然而，应用工业机器人、机械手等进行取放料需要较高精度、兼容性高的定位机构。

目前，制造自动化生产线绝大部分采用机械式定位，其主要原因是成本低、结构简单、技术门槛低。

但是采用机械定位的缺点十分明显，精度低，更换产品是需要调整或更换机械定位，而且干扰输送带连续性，更重要的是在定位过程中经常损坏已加工工件表面或者导致产品堆叠而损坏产品，导致不良率升高。

要解决这些问题，可以采用非接触式、高精度的定位系统。

目前，高要求的自动化生产线大多采用视觉定位引导系统，但是该系统技术门槛高，操作复杂，造价昂贵，尤其大视野、恶劣工况系统成本更高、从而限制其在中低端制造业的应用。

本文采用了基于激光测距传感器、伺服驱动系统定位，通过PLC控制伺服驱动系统以及采集激光测距传感器数据，实现不接触产品的情况下，获取产品高度及中心坐标。

并通过通用工业协议将引导坐标数据发送至工业机器人、机械手等执行机构，从而实现引导执行机构定位抓取产品[1]。

1 定位系统主要结构及工作原理全部系统主要由激光测距、数据采集及处理、伺服驱动定位、PLC控制器等部分组成（如图1）。

系统硬件主要有三个激光测距仪，伺服电机及驱动器，模拟量采集，PLC控制器以及定位光眼。

激光测距部分由三个激光测距传感器组成，主要用于测量产品高度，产品中心与输送带中心轴线的位置偏差。

基于PLC的数控机床电气控制系统研究

基于PLC的数控机床电气控制系统研究【摘要】本文围绕基于PLC的数控机床电气控制系统展开研究，通过分析研究背景、研究目的和意义及价值，揭示了PLC在数控机床中的应用以及数控机床电气控制系统的特点。

探讨了基于PLC的数控机床电气控制系统设计原理和研究方法，结合实际案例展示了其应用效果。

结论部分总结了研究成果，展望未来研究方向，并得出研究的启示。

通过本文的研究，有望提高数控机床的生产效率和精度，促进工业自动化的发展，具有重要的理论和实践意义。

【关键词】PLC、数控机床、电气控制系统、研究、设计原理、研究方法、应用案例、结论、未来研究方向、启示1. 引言1.1 研究背景本文旨在探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计原理、研究方法和应用案例，旨在为数控机床制造商和研发人员提供参考，推动数控机床电气控制技术的进步与应用。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨基于PLC的数控机床电气控制系统的设计和应用，从而提高数控机床的性能和精度，提高生产效率，降低能源消耗和成本。

通过研究，我们希望能够总结出一套科学的设计原则和方法，为数控机床领域的相关工作者提供有益的参考和借鉴，促进数控机床技术的发展和应用。

我们也希望通过这项研究，进一步推动PLC技术在数控机床领域的应用，促进数字化制造技术的发展，提高我国制造业的竞争力和创新能力。

通过研究基于PLC的数控机床电气控制系统，我们可以为我国工业自动化领域的发展做出贡献，推动我国制造业向高端、智能化方向迈进。

1.3 意义和价值基于PLC的数控机床电气控制系统具有重要的意义和价值。

这种电气控制系统可以实现自动化生产，提高生产效率，减少人力成本，提高产品质量和一致性。

基于PLC的数控机床电气控制系统可以实现多功能控制，即便在复杂的加工工艺中也能保持高度的稳定性和精度。

随着信息化和智能化的发展，基于PLC的数控机床电气控制系统还可以与其他系统进行数据共享和联网，实现智能制造。

激光测距毕业论文

激光测距毕业论文激光测距技术在现代科技领域中扮演着重要的角色，它不仅被广泛应用于工业制造、测绘地理、无人驾驶等领域，还在军事、医疗等方面发挥着关键作用。

本篇文章将探讨激光测距技术的原理、应用以及未来的发展。

首先，让我们来了解激光测距技术的原理。

激光测距是利用激光束的特性来测量目标物体与测距仪之间的距离。

激光束通过发射器发出，并在目标物体上产生反射。

测距仪接收到反射回来的激光束，并通过计算激光束的传播时间来确定目标物体与测距仪之间的距离。

这种技术具有高精度、高分辨率和快速测量的特点，因此被广泛应用于各个领域。

其次，激光测距技术在工业制造中具有重要意义。

在制造过程中，精确的测量是确保产品质量的关键。

激光测距技术可以用于测量零件的尺寸、检测产品的平整度和表面质量，以及判断产品的装配精度。

通过激光测距技术，制造商可以实时监测和调整生产过程，提高生产效率和产品质量。

此外，激光测距技术在测绘地理领域也扮演着重要角色。

传统的测量方法需要耗费大量时间和人力，而激光测距技术能够快速、准确地获取地形数据。

通过激光测距技术，测绘人员可以获取地面、建筑物、山脉等目标物体的三维坐标信息，为地理信息系统的建设提供了重要的数据支持。

这对于城市规划、土地管理和资源开发具有重要意义。

激光测距技术在无人驾驶领域也发挥着关键作用。

无人驾驶车辆需要实时感知周围环境并做出决策，而激光测距技术可以提供高精度的障碍物检测和距离测量。

通过激光测距技术，无人驾驶车辆可以准确判断与前方车辆、行人或其他障碍物的距离，从而做出相应的避让动作。

这对于提高交通安全和推动无人驾驶技术的发展至关重要。

然而，激光测距技术仍然存在一些挑战和限制。

首先，复杂的环境条件会对激光测距技术的精度和可靠性产生影响。

例如，在雨雪天气或者强光照射下，激光束的传播和反射会受到干扰，导致测量结果的不准确。

其次，激光测距技术的成本较高，限制了其在某些领域的广泛应用。

随着技术的不断发展和成本的降低，相信这些问题将逐渐得到解决。

基于CPLD的激光测距板自动化测试系统

激光测距板是集电子、光学、机械为一体，结构精密、工作原理复杂的光电系统［1－4］。

对于大规模、批量生产的激光测距板，采用人工质量检测、功能验证和故障诊断，效率低、时间长且对操作人员的技术要求较高，已不能满足批量生产的要求。

激光测距板的功能验证和故障诊断面临的两个首要问题是关键检测点信息的获取和信息的融合、处理。

对于电压、频率信号的获取已不是问题；激光测距板测距功能和性能信息的获取是难点，其途径只有两种：实物测距，模拟测距。

实物测距是采用激光测距板对准不同距离的目标，实际测距验证测距功能和信息，不仅需要建设面积较大的、具有不同距离被测目标的实验场所，工程建设费用较大，而且对操作人员的要求较高，且测试时间长，效率低。

模拟测距是采用距离模拟源对不同距离的被测目标的激光回波信号进行模拟，模拟测距功能，来验证激光测距板的功能和性能，获取故障诊断信息，该种方法在室内即可进行，效率高、成本低，对操作人员的要求较低［2－7］。

采用距离模拟源来模拟远近不同的目标进行测距验证和诊断信息获取是一种高效、可行的方案。

目前已有学者对其进行研究。

如：文献[5－7]表明距离模拟源需要高精度时差的激光发射与回波的窄脉冲模拟信号，而且要求回波脉冲幅度可变。

这些因素给自动检测电路的设计带来了一定的难度。

文献[5]虽给出了激光发射与回波的模拟信号，但其激光回波信号的幅值难以控制。

文献[6]和文献[7]也对距离模拟源进行了深入研究，是以获得指定特征的回波光脉冲为研究目标的，文中的距离模拟源以FPGA为核心，配合激光发射、接受电路，实现对不同距离的激光回波光脉冲的模拟，已取得一定的研究成果。

然而，现有文献中距离模拟源通常以发射的激光脉冲为输入，以模拟的反射激光回波为输出，如文献［6－7］给出的激光距离模拟源。

虽然，这种距离模拟源在激光测距板整机的模拟测距中有广泛的应用，但在激光测距板的应用中却有一定的不足。

因为实际大规模、批量生产中，需要对除光学外部分的电路板为单位进行功能验证和故障诊断，实现光电的分离，需要产生对应于激光脉冲的电脉冲。

PLC距离控制系统设计毕业论文

毕业设计（论文）报告题目基于PLC的100厘米以下距离控制系统设计摘要自从可编程控制器（PLC）诞生以来，电气工程技术人员感受最深刻的也正是可编程控制器二次开发编程十分容易。

它在很大程度上使得工业自动化设计从专业设计院走进了厂矿企业，变成了普通工程技术人员甚至普通工人力所能及的工作。

再加上其体积小、可靠性高、抗干扰能力强、控制功能完善、适用性强、安装接线简单等众多优点，在问世后的短短几十年中获得了突飞猛进的发展，在工业控制中得到了非常广泛的应用。

传送带在工业生产中是必不可少的，以可编程控制器（PLC）为控制核心的距离传送控制系统，在它的接口上接有各种元器件，本系统结合所学，应用到了气压缸、传送带、光电传感器，各种元器件之间的逻辑关系是通过程序来表达的，改变这种关系只要重新编排原来的程序就行了，比较方便。

本课程设计就是以可编程控制器（PLC）为控制核心的100厘米以下距离控制系统。

关键词：PLC , 气压缸，光电传感器AbstractSince programmable controller (PLC) since birth, electrical engineering and technical personnel feel the most profound is programmable controller second development programming is easy. It in the very great degree makes industrial automation design from professional design institute into the mines, became common engineering and technical personnel and even ordinary workers can do. Plus its small size, high reliability andanti-interference ability strong, control the perfect function, and wide applicability, installation simple wiring numerous advantages, the advent of the short in decades won by leaps and bounds development, in the industrial control obtained very widely.The conveyor belt in the industrial production is indispensable to programmable controller (PLC) as the core to control the distance transmission control system, in its various components are connected to the interface, this system with what they have learned and applied to the air cylinder, conveyor belts, photoelectric sensors, all kinds of components ofthe logical relationship between the by the program is to express, the change this relationshipas long as to redo the original program will do, more convenient.This course is designed to programmable controller (PLC) as the core to control the 100cm distance under control system.Keywords: PLC, Pneumatic cylinder, Photoelectric sensor目录摘要 (1)前言 (2)第1章 PLC的基本知识1.1 PLC的定义 (3)1.2 PLC的特点 (4)1.3 PLC的主要分类 (5)1.4 PLC的基本组成 (6)1.5 PLC的工作原理 (7)1.6 PLC的编程语言 (8)第3章三菱PLC3.1 常用几款三菱PLC介绍及选用 (9)3.2 三菱FX2N系列PLC的特点 (10)第4章气缸4.1 气缸的定义 (11)4.2 气缸的结构 (12)4.3 气缸的种类 (13)4.4 气缸的作用 (14)第5章光电传感器5.1 光电传感分类及选用 (15)5.2 神视EQ-30系列长距离设定反射型光电传感器介绍 (16)第6章 PLC的100厘米以下距离控制设计6.1 功能描述及设计要求 (17)6.2 PLC电气接口 (18)6.3 I/O地址分配表 (19)6.4 梯形图 (20)6.5 三菱FX2N系列PLC仿真 (21)毕业设计总结 (22)参考文献 (23)前言所谓的PLC控制系统实际上是通过可编程控制器来实现PLC对整个系统的一种控制。

基于S7-200PLC超声波传感器的距离测量控制

基于S7-200PLC超声波传感器的距离测
量控制
简介
本文档旨在介绍如何使用S7-200PLC超声波传感器进行距离测量控制。

通过合理配置和编程，可以实现精确的距离测量，并根据测量结果进行控制操作。

超声波传感器原理
超声波传感器是一种常用的测距传感器，利用超声波在空气中传播的时间差来测量距离。

它由发送器和接收器组成，发送器发出超声波信号，接收器接收并检测信号的回波时间，通过计算回波时间与声速的乘积来得到距离。

硬件配置
在进行距离测量控制前，需要将S7-200PLC与超声波传感器正确连接。

具体连接方式请参考设备说明书。

编程实现
在S7-200PLC上编写程序，以实现距离测量控制的功能。

以下是一个简单的示例程序：
Network 1:
// 初始化
M0.0 = 1; // 运行指示灯
// 设置输入输出
I0.0 = UltraSonic_sensor_channel; // 超声波传感器输入
Q0.0 = Motor; // 控制输出
// 距离测量控制
LD I0.0
TON (PT1, DN1)
A L P
OUT Q0.0
L P END
EN
上述程序中，超声波传感器的输入连接到I0.0，控制输出连接到Q0.0。

通过设置计时器（PT1）和线圈（DN1），实现距离测量的定时和输出控制。

结论
通过以上硬件配置和编程实现，可以基于S7-200PLC超声波传感器实现距离测量控制功能。

具体的程序可根据实际需求进行调整和扩展。

请在使用过程中注意安全性和准确性。

激光测距在带钢炉内微张力的PLC控制系统的应用

件ＷｉＣｎＣ进行现场信号的监控。
如图２所示。
被测物
根据工艺要求，本系统的电控系统采用以工控
机显示工艺流程控制为上位机，编程控制器可
（Ｌ）ＰＣ控制为下位机，激光测距仪、相位传感器等设备为现场控制单元的三级分布式控制系统，图３如所示。上位机为通用的工业控制计算机，主要功能为显示工艺流程、电机等电器的远行状态及控制，显示激光测距仪到带钢之间的距离等模拟量，其数据存人硬盘，设计保存期暂定为一年，供定时及随时打印。下位机采用可编程控制器（Ｌ）主要用于实现ＰＣ，工艺逻辑控制以及控制算法；并可直接控制电动机。同时通过ＡＤ转换器采集现场采集单元的输入信／
被激光测距仪的反射器接受，由于被测距ｄ的存在，发射波与接受波之间产生相位差，被测距离则
与相位差之间的关系为：
一
且激光测距仪结构小巧，安装调整方便，实时性也非常高；次是如何去识别激光测距仪所测到的现场其
越低，相位变化２ｗ需要的时间越长，这样也就便于测量，经差频后的低频信号输入相位检波器进行比较，测出相位差【。可４Ｊ
２控制系统的总体设计
２１总体设计．
根据硅钢厂Ｄ３生产线整个工艺流程的分析，Ａ其中的技术关键之处有以下几个方面：先最重要首
图１相位测距原理图

激光测距系统设计讲解

激光测距系统设计激光测距系统设计摘要：本课题从设计1种成本低、工作稳定的高性价比车用LD测距仪出发，分别对测距仪的工作原理及参数确定、发射驱动电路、光学系统、接收探测电路和软件信号处理方面进行了分析和优化设计，设计了1种利用激光脉冲对车间距离进行测量的汽车防追尾碰撞系统，这是1种主动汽车安全系统。

在激光从发射到接收这段时间范围内，通过充电电路对电容进行充电，充电结束时的电容端电压即与激光飞行时间相对应，然后通过A/D转换器转换成相应的数字量，再送人单片机进行分析处理，将相应的时间间隔换算为车间距离进行显示并驱动声光报警系统，从而提醒司机采取紧急措施以避免与前车发生碰撞等事故。

所设计的LD测距仪达到了6～150m的测量量程和±1m的测距精度，工作稳定可靠，对提高驾乘的安全性有良好的实用价值。

关键词：激光测距仪；汽车防撞；激光脉冲 The Range Acquisition of Laser System Abstract：A LD rangefinder is designed which has the characters of low cost,reliable and high performance to priceration.Optimal design of the laser rangefinder is discussed according to the system’s applied demand,laser transmit driver circuit,option system,laser detection circuit and signal process software.In this paper，vehicle rear-end collision avoidance system is discussed and studied which uses laser impulse to measure the distance between two vehicles．It is a kind of active safety system。

基于单片机激光测距毕业设计

基于单片机激光测距毕业设计本科生毕业设计基于单片机的激光测距院系电气信息工程学院专业电子信息工程班级学号学生姓名联系方式指导教师职称：2011年 5 月独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。

除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。

与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。

签名：年月日授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。

本人授权许昌学院可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。

本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）：签名：年月日指导教师签名：年月日摘要激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等优点，所以，利用激光传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，激光测距是目前应用最普遍的一种，本课题介绍了激光传感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT87C51单片机的性能和特点，并在分析了激光测距的原理基础上，指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题，给出了以AT87C51单片机为核心的低成本，高精度。

微型化数字显示激光测距的硬件电路和软件设计方法，该系统设计合理，工作稳定，能量良好，检测速度快，计算简单。

易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业应用的要求。

关键字：激光；测距；单片机ABSTRACTLaser possesses high brightness, high directional, high monochromatic and high coherence wait for an advantage, therefore, by using laser sensor technology and automatic control technology in combination of measurement program, laser range is most broadly applied , the subject of laser sensors is introduced, and the principle and characteristics of single chip AT87C51 Atmel company performance and characteristics, and analyzes the principle of laser range finder, points out the basis of ideas and design ranging system needed consider the question, given a AT87C51 singlechip is low cost, high precision. Miniaturization digital display laser ranging hardware circuit and software design method, the system design is reasonable, stable work, energy, detection speed, good simple calculation. Easy to achieve real-time control, and the precision in measurement can reach the request of industrial applications.Key word: laser; ranging; microcontroller目录1 绪论 12 激光测距的基础 22.1 激光测距设计的思路 22.2 激光测距设计的原理 32.3 本激光测距设计的要求 42.4 本论文的主要研究内容 43 脉冲激光测距系统设计 53.1 激光测距仪系统结构 53.2 激光脉冲发生电路 63.3 脉冲激光接收电路7光电检测传感器的比较选择7雪崩光电二极管APD 8雪崩光电二极管APD的反向偏压 9 电路工作原理9电压控制反馈电路10放大电路124 计时及显示部分设计144.1 计时部分14计时原理 14内插法14利用单片机和CPLD实现模拟内插 15 4.2 距离计算部分17最小系统17计算部分子程序设计184.3 计算机控制LED显示部分19LED说明1974HC573说明20控制的LED显示部分电路设计21显示部分程序设计234.4 系统控制部分设计245 误差分析及总结 255.1 误差分析255.2 总结展望26参考文献27附录28致谢321 绪论二十世纪以来，激光传感器技术日趋成熟，并开始大量应用于测距系统。

基于PLC系统的激光测距系统探讨文档

摘要：本系统以HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC为核心，采用自由口通信技术，对多台激光测距传感器进行监控，实现了激光测距系统的数据采集与处理。

关键词：PLC，激光测距传感器，自由口通信分类号：TP315ABSTRACT: HOLLiAS-LEC G3 Micro PLC is the main part of the laser ranging system which can monitor several laser-ranging-sensors by the free port communic ation technology to data acquisition and processing.KEY WORDS: PLC，Laser-ranging-sensor，Free port communication随着激光技术的发展，激光测距传感器在检测领域得到了越来越多的应用。

本文所研究的基于HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC的激光测距系统，对多台激光测距传感器所采集到的数据进行处理，并将数据传送给上位机，实现了对多台激光测距传感器的监控。

1 激光测距传感器的基本原理激光测距传感器的基本原理是，通过测量激光往返于被测目标之间所需的时间，来确定被测目标之间的距离。

激光测距传感器的原理和结构都很简单，是长距离检测最有效的手段。

激光测距传感器工作时，首先由激光二极管对被测目标发射激光脉冲。

经被测目标反射后，激光向各方向散射。

部分散射的激光返回到传感器的接收器，被光学系统接收后，成像到雪崩光电二极管上。

雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，能够检测极其微弱的光信号。

记录并处理激光脉冲从发射到返回所经历的时间，即可得到被测目标的距离。

2 PLC控制系统硬件设计基于HOLLiAS-LEC G3小型一体化PLC的激光测距系统的功能结构图如图1所示。

系统通过PLC的自由口通信，接收多台激光测距传感器发送过来的数据，根据传感器提供的数据格式解析数据包，计算出测量的距离。

激光测距论文

摘要激光测距技术是随着激光技术的出现而发展起来的一种精密测量技术，因其良好的测距性能而广泛应用在军事和民用领域。

激光测距方法从原理上主要分为相位法测距和脉冲法测距两种。

本文将脉冲激光测距和相位激光测距进行了原理分析与比较,根据课题设计需要选择了测程远、精度高、成本低且结构简单的脉冲激光测距作为设计方法。

本文对组成脉冲激光测距系统的几个重要单元电路做了深入研究。

主要包括激光发射电路、激光接收电路、高精度时间测量电路、单片机以及LCD显示。

在发射电路中采用集成芯片LM555和74LS123设计的窄脉冲发生电路。

在接收电路中对回波信号的放大、滤波、整形和时刻鉴别进行了分析和研究，对已有的时刻鉴别电路做了对比与选择,设计了前沿时刻鉴别电路,有效地减小了由于幅度的随机抖动而引起的误差。

脉冲飞行时间测量精度直接影响着脉冲激光测距系统的整体测距精度,因此在高精度计时电路中采用了高精度计时芯片TDC—GP2测量脉冲飞行时间,不仅使电路结构变得简单,而且有效地提高了计时精度。

关键词：激光测距；脉冲法；发射电路；接收电路；高精度计时ABSTRACTWith the development of laser technology，laser ranging becomes a new precise measurement technology, and is extensively used in the military and civil field for its high accuracy.The laser range finder is divided into pulse and phase two types at present.This paper analyzed the pulse laser range finder and phase laser range finder，chose the pulse laser range finder as the research method because of high precision，low cost and simple structure.The paper had been done deeply study of pulse laser measuring system, mainly including the laser emitting circuit, the laser receiving circuit, the high precision time measurement circuit,single chip and LCD display. The narrow pulse generating circuit was designed using LM555 and 74LS123 integrated chip in the emitting circuit.In the receiving circuit analyzed and studied for the signal of echo amplification, filtering, shaping and time identify circuit，cutting edge moment discrimination circuit are designed to reduce the error of due to amplitude random jitter by comparison and selection the existing time discrimination circuit.Pulse time of flight measurement accuracy directly affects the whole measurement of the pulse laser ranging system accuracy, so high precision time measurement chip TDC—GP2 is used measurement pulsed time of flight in the high precision time measurement circuit.It not only makes the circuit structure become simple but also improves accuracy.Key words：Laser range finder；Pulse method；Emitting circuit；Receiving circuit；High precision time measurement目录第一章绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2国外研究现状 (2)1.3课题研究容 (3)第二章激光测距系统理论分析与设计 (4)2.1激光技术 (4)2.1.1激光简介 (4)2.1.2激光及其产生 (6)2.1.3激光的特性 (8)2.1.4激光器的基本组成 (9)2.1.5激光器的种类 (10)2.1.6激光器的选择 (11)2.1.7半导体激光二极管的特性 (12)2.2激光测距原理 (15)2.2.1相位法激光测距 (15)2.2.2脉冲法激光测距 (17)2.2.3两种测距方式的性能分析及其对比 (19)2.2.4激光测距的要求与方法的选择 (20)第三章系统总体方案与电路设计 (21)3.1系统总体方案 (21)3.1.1系统基本组成 (21)3.1.2系统工作流程 (22)3.2系统电路的设计 (23)3.2.1激光发射电路的设计 (23)3.2.1.1窄脉冲发生电路 (23)3.2.1.2激光驱动电路 (28)3.2.1.3半导体激光器 (31)3.2.2激光接收电路的设计 (32)3.2.2.1接收光路 (32)3.2.2.2光电探测器 (34)3.2.2.3放大电路 (37)3.2.2.4比较整形电路 (41)3.2.2.5时刻鉴别电路 (43)3.2.2.6高压产生电路 (45)3.2.3高精度计时电路 (47)第四章单片机与液晶显示 (51)4.1单片机 (51)4.1.1 AT89C51简介 (52)4.1.2 AT89C51主要特性 (52)4.1.2 AT89C51引脚说明 (53)4.1.3 AT89C51外围电路 (55)4.2液晶显示 (55)4.2.1 LM016L简介 (56)4.2.2 LM016L引脚说明 (56)4.2.2 LM016L外围电路 (57)第五章总结 (57)致 (59)参考文献 (60)附录一激光测距仪程序框图 (61)附录二激光测距仪程序 (62)第一章绪论1.1课题研究背景及意义随着科学技术的不断发展，人们在民用和军事领域对距离测量的需求日益增加。

激光测距及位移装置

激光测距及位移装置摘要：本文利用三角法测距原理，设计了一个位移测量装置。

该装置由激光头、OV7670摄像头、STM32主控三部分实现，成本低，体积小。

根据激光光斑在摄像头拍摄图像中的位置，该装置可以测量1m的位移量，最大误差为0.5cm。

位移测量装置被放置在一个履带小车上，履带小车由导轨引导而做直线运动。

利用激光测距结果作为反馈，可以通过PID控制履带小车在1m范围内任意运动，响应时间小于15s，可以用遥控器指定小车运动的起始点。

关键字：三角法测距；位移装置；无线遥控；PID一、系统方案系统原理框图见图 1。

两个stm32之间通过串口进行双工通信。

其中主机负责直流电机的控制和提供人机交换接口。

从机负责通过摄像头采集图像，并运行图像识别算法，通过光斑在图像中的位置计算出实际距离，将处理结果发送到主机，从机还负责将采集到的图像实时显示到彩色液晶上。

图 1系统框架1.移动装置制作方案方案一：采用差速轮胎驱动的小车。

如果通过软件控制，使两个后轮转动的速度一样那么，小车就会沿直线运动。

该方案装置体积小，便于搬运，但是软件控制算法偏复杂，需要不断进行调节使两个轮子的转速始终一样。

方案二：采用履带小车并用导轨引导。

这种控制方案下，小车始终沿导轨做直线运动，但是装置会比较大，不便于搬运。

而且需要仔细测量保证导轨本身是水平的。

从降低系统复杂性的角度下，我们选择了方案二。

2.主控方案选择方案一：使用一片STM32作为主控同时完成电机的控制、人机交互的接口和图像处理。

这样做系统的硬件比较简单，由于只有一个CPU，整个系统会显得非常紧凑。

但是软件上处理难度非常大，图像处理用时较长，电机控制又需要一个较小的控制周期，而且还需要处理一些人机交互，可能照成反应较慢的现象。

方案二：使用一片STM32作为从机进行图像处理将结果通过串口发送给主机，主机负责进行电机控制和人机交互处理。

这样以来虽然硬件系统复杂了一些，但是软件的编程难度将大大降低。

激光测距系统的设计

编号： 20150107017本科毕业论文（设计）激光测距系统的设计Design of laser ranging system姓名张亚星学院信息工程学院专业测控技术与仪器班级2011级测控1班学号**********指导教师郝允慧讲师2015 年 6 月 2 日激光测距系统的设计【摘要】激光测距是对激光技术、计算机技术等多门技术的综合运用，因此集多种技术的优点于一身，比光学测距技术更精密。

随着激光技术的日益成熟，激光测距的精度越来越高，应用得到不断推广，逐步扩展到国民生活的各个方面，在军事上也得到广泛的应用。

本文介绍了激光测距的三种方法，重点阐述了相位式激光测距的原理，着重介绍了相位式激光测距系统的电路组成，包括回波接收电路、数据采集及显示电路、激光发射电路等。

在此测距系统中采用了自动数字测相的方法，从而有效的提高了测相的精度。

每个系统都会或多或少产生误差，为了减小系统误差，对系统误差进行分析，并提出最佳解决方案，再次检测系统误差最终被控制在允许范围内。

【关键词】激光测距相位测量自动数字测相Design of laser ranging system[Abstract]The laser ranging is a technology for precision measurement, it is developing along with the development of the laser technology, which is extensively used in the military field and the civil field because of the good accuracy. Laser has a strong directional, high brightness, good monochromaticity, suitable as a light source of photoelectric distance measurement The laser ranging is comprehensive application of various technologies, for example the optics, laser technology, precise machinery, electronics, calculate technology and photoelectron etc. Along with the development of laser technology, digital and electronic technology, and integrated circuit, the laser ranging is developing to digitalize, automation and small-sized portable direction.This paper introduced a few methods of laser ranging. For example, phase laser range finding, the laser triangle measure pulse laser measures, etc. This design introduced the theory of phase laser range finding and expatiated the circuit forms of phase type laser range finding system. The system included the emitting circuit of the laser, receiving circuit, data acquisition circuit and shows electric circuit etc. This range finding system has adopted a method of the auto numeral phase-detection, and then improves the precision for measurement.Finally, the system generated is theoretically analyzed, and specific solutions are introduced. The deficiencies of the system are analyzed and the work to be carried out after that is given.[Keywords]laser range phase measurement the auto numeral phase-detection目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 激光测距技术的优点 (2)1.3 激光测距技术的发展 (2)1.4 本课题研究的主要内容 (4)第2章激光测距的原理 (5)2.1 激光测距原理的介绍 (5)2.2 激光测距方法综述 (5)第3章相位式激光测距系统的设计 (8)3.1 设计方案的拟定 (8)3.2 基本公式及频率选择 (9)3.3 发射系统设计 (10)3.4 接收系统设计 (14)第4章数据处理与误差分析 (24)4.1 数据采集与显示电路设计 (24)4.2 程序实现 (29)4.3 误差分析 (30)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (34)附录Ⅰ：英文原文 (37)附录Ⅱ：译文 (44)附录Ⅲ：电路图 (49)引言光波早在人类以前就已经存在，自从有了人类以后，光波最早不被发现，直到人类技术逐步先进，光波才被利用。

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