第一篇：信息安全原理及應(yīng)用_調(diào)查報(bào)告

安徽工程大學(xué)

對稱密鑰密碼體制、公鑰密碼體制

——設(shè)計(jì)思想、應(yīng)用及異同點(diǎn)

（1）對稱密鑰密碼體制的設(shè)計(jì)思想（DES）

對稱密鑰密碼體制是一種傳統(tǒng)密碼體制，也稱為私鑰密碼體制。在對稱加密系統(tǒng)中，加密和解密采用相同的密鑰。因?yàn)榧?、解密密鑰相同，需要通信的雙方必須選擇和保存他們共同的密鑰，各方必須信任對方不會(huì)將密鑰泄密出去，這樣就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性。

對稱密鑰密碼體制是從傳統(tǒng)的簡單替換發(fā)展而來的。傳統(tǒng)密碼體制所用的加密密鑰和解密密鑰相同，或?qū)嵸|(zhì)上等同（即從一個(gè)可以推出另外一個(gè)），我們稱其為對稱密鑰、私鑰或單鑰密碼體制。對稱密鑰密碼體制不僅可用于數(shù)據(jù)加密，也可用于消息的認(rèn)證。

按加密模式來分，對稱算法又可分為序列密碼和分組密碼兩大類。序列密碼每次加密一位或一字節(jié)的明文，也稱為流密碼。序列密碼是手工和機(jī)械密碼時(shí)代的主流方式。分組密碼將明文分成固定長度的組，用同一密鑰和算法對每一塊加密，輸出也是固定長度的密文。

最有影響的對稱密鑰加密算法是1977年美國國家標(biāo)準(zhǔn)局頒布的DES算法。

其中系統(tǒng)的保密性主要取決于密鑰的安全性，因此必須通過安全可靠的途徑(如信使遞送)將密鑰送至接收端。這種如何將密鑰安全可靠地分配給通信對方，包括密鑰產(chǎn)生、分配、存儲(chǔ)、銷毀等多方面的問題統(tǒng)稱為密鑰管理(Key Management)，這是影響系統(tǒng)安全的關(guān)鍵因素。古典密碼作為密碼學(xué)的淵源，其多種方法充分體現(xiàn)了單鑰加密的思想，典型方法如代碼加密、代替加密、變位加密、一次性密碼薄加密等。

單鑰密碼體制的優(yōu)點(diǎn)是安全性高且加、解密速度快，其缺點(diǎn)是進(jìn)行保密通信之前，雙方必須通過安全信道傳送所用的密鑰，這對于相距較遠(yuǎn)的用戶可能要付出較大的代價(jià)，甚至難以實(shí)現(xiàn)。例如，在擁有眾多用戶的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使n個(gè)用戶之間相互進(jìn)行保密通信，若使用同一個(gè)對稱密鑰，一旦密鑰被破解，整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)崩潰；使用不同的對稱密鑰，則密鑰的個(gè)數(shù)幾乎與通信人數(shù)成正比[需要n*(n-1)個(gè)密鑰]。由此可見，若采用對稱密鑰，大系統(tǒng)的密鑰管理幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。

DES算法全稱為Data Encryption Standard，即數(shù)據(jù)加密算法，它是IBM公司于1975年研究成功并公開發(fā)表的。DES算法的入口參數(shù)有三個(gè)：Key、Data、Mode。其中Key為8個(gè)字節(jié)共64位，是DES算法的工作密鑰；Data也為8個(gè)字節(jié)64位，是要被加密或被解密的數(shù)據(jù)；Mode為DES的工作方式，有兩種：加密或解密。

DES算法把64位的明文輸入塊變?yōu)?4位的密文輸出塊，它所使用的密鑰也是64位，其算法主要分為兩步：

1．初始置換

其功能是把輸入的64位數(shù)據(jù)塊按位重新組合，并把輸出分為L0、R0兩部分，每部分各長3 2位，其置換規(guī)則為將輸入的第58位換到第一位，第50位換到第2位??依此類推，最后一位是原來的第7位。L0、R0則是換位輸出后的兩部分，L0是輸出的左32位，R0是右32位，例：設(shè)置換前的輸入值為D1D2D3??D64，則經(jīng)過初始置換后的結(jié)果為：L0=D58D50??D8；R0=D57D49??D7。

2．逆置換

經(jīng)過16次迭代運(yùn)算后，得到L16、R16，將此作為輸入，進(jìn)行逆置換，逆置換正好是初始置換的逆運(yùn)算，由此即得到密文輸出。

（2）公鑰密碼體制的設(shè)計(jì)思想（RSA）

RSA密碼系統(tǒng)是較早提出的一種公開鑰密碼系統(tǒng)。1978年，美國麻省理工學(xué)院(MIT)的Rivest，Shamir和Adleman在題為《獲得數(shù)字簽名和公開鑰密碼系統(tǒng)的方法》的論文中提出了基于數(shù)論的非對稱(公開鑰)密碼體制，稱為RSA密碼體制。RSA是建立在“大整數(shù)的素因子分解是困難問題”基礎(chǔ)上的，是一種分組密碼體制。

非對稱密碼體制也叫公鑰加密技術(shù)，該技術(shù)就是針對私鑰密碼體制的缺陷被提出來的。在公鑰加密系

統(tǒng)中，加密和解密是相對獨(dú)立的，加密和解密會(huì)使用兩把不同的密鑰，加密密鑰(公開密鑰)向公眾公開，誰都可以使用，解密密鑰(秘密密鑰)只有解密人自己知道，非法使用者根據(jù)公開的加密密鑰無法推算出解密密鑰，顧其可稱為公鑰密碼體制。

采用分組密碼、序列密碼等對稱密碼體制時(shí)，加解密雙方所用的密鑰都是秘密的，而且需要定期更換，新的密鑰總是要通過某種秘密渠道分配給使用方，在傳遞的過程中，稍有不慎，就容易泄露。

公鑰密碼加密密鑰通常是公開的，而解密密鑰是秘密的，由用戶自己保存，不需要往返交換和傳遞，大大減少了密鑰泄露的危險(xiǎn)性。同時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)通信中使用對稱密碼體制時(shí)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任何兩個(gè)用戶都需要使用互不相同的密鑰，只有這樣，才能保證不被第三方竊聽，因而N個(gè)用戶就要使用N(N–1)/2個(gè)密鑰。對稱密鑰技術(shù)由于其自身的局限性，無法提供網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字簽名。這是因?yàn)閿?shù)字簽名是網(wǎng)絡(luò)中表征人或機(jī)構(gòu)的真實(shí)性的重要手段，數(shù)字簽名的數(shù)據(jù)需要有惟一性、私有性，而對稱密鑰技術(shù)中的密鑰至少需要在交互雙方之間共享，因此，不滿足惟一性、私有性，無法用做網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字簽名。相比之下，公鑰密碼技術(shù)由于存在一對公鑰和私鑰，私鑰可以表征惟一性和私有性，而且經(jīng)私鑰加密的數(shù)據(jù)只能用與之對應(yīng)的公鑰來驗(yàn)證，其他人無法仿冒，所以，可以用做網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字簽名服務(wù)。

具體而言，一段消息以發(fā)送方的私鑰加密之后，任何擁有與該私鑰相對應(yīng)的公鑰的人均可將它解密。由于該私鑰只有發(fā)送方擁有，且該私鑰是密藏不公開的，所以，以該私鑰加密的信息可看做發(fā)送方對該信息的簽名，其作用和現(xiàn)實(shí)中的手工簽名一樣有效而且具有不可抵賴性。

一種具體的做法是：認(rèn)證服務(wù)器和用戶各持有自己的證書，用戶端將一個(gè)隨機(jī)數(shù)用自己的私鑰簽名后和證書一起用服務(wù)器的公鑰加密后傳輸?shù)椒?wù)器；使用服務(wù)器的公鑰加密保證了只有認(rèn)證服務(wù)器才能進(jìn)行解密，使用用戶的密鑰簽名保證了數(shù)據(jù)是由該用戶發(fā)出；服務(wù)器收到用戶端數(shù)據(jù)后，首先用自己的私鑰解密，取出用戶的證書后，使用用戶的公鑰進(jìn)行解密，若成功，則到用戶數(shù)據(jù)庫中檢索該用戶及其權(quán)限信息，將認(rèn)證成功的信息和用戶端傳來的隨機(jī)數(shù)用服務(wù)器的私鑰簽名后，使用用戶的公鑰進(jìn)行加密，然后，傳回給用戶端，用戶端解密后即可得到認(rèn)證成功的信息。

長期以來的日常生活中，對于重要的文件，為了防止對文件的否認(rèn)、偽造、篡改等等的破壞，傳統(tǒng)的方法是在文件上手寫簽名。但是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中無法使用手寫簽名，而代之對應(yīng)的數(shù)字簽名機(jī)制。數(shù)字簽名應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)手寫簽名的作用，其本質(zhì)特征就是僅能利用簽名者的私有信息產(chǎn)生簽名。因此，當(dāng)它被驗(yàn)證時(shí)，它也能被信任的第三方(如法官)在任一時(shí)刻證明只有私有信息的唯一掌握者才能產(chǎn)生此簽名。

由于非對稱密碼體制的特點(diǎn)，對于數(shù)字簽名的實(shí)現(xiàn)比在對稱密碼體制下要有效和簡單的多。

現(xiàn)實(shí)生活中很多都有應(yīng)用，舉個(gè)例子：我們用銀行卡在ATM機(jī)上取款，首先，我們要有一張銀行卡(硬件部分)，其次我們要有密碼(軟件部分)。ATM機(jī)上的操作就是一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，如果缺一部分就無法取到錢，這就是雙因子認(rèn)證的事例。因?yàn)橄到y(tǒng)要求兩部分(軟的、硬的)同時(shí)正確的時(shí)候才能得到授權(quán)進(jìn)入系統(tǒng)，而這兩部分因?yàn)橐卉浺挥?，他人即使得到密碼，因沒有硬件不能使用；或者得到硬件，因?yàn)闆]有密碼還是無法使用硬件。這樣彌補(bǔ)了“密碼+用戶名”認(rèn)證中，都是純軟的，容易擴(kuò)散，容易被得到的缺點(diǎn)。

密碼理論與技術(shù)主要包括兩部分，即基于數(shù)學(xué)的密碼理論與技術(shù)(包括公鑰密碼、分組密碼、序列密碼、認(rèn)證碼、數(shù)字簽名、Hash函數(shù)、身份識(shí)別、密鑰管理、PKI技術(shù)等)和非數(shù)學(xué)的密碼理論與技術(shù)(包括信息隱形，量子密碼，基于生物特征的識(shí)別理論與技術(shù))。

RSA算法1978年就出現(xiàn)了，它是第一個(gè)既能用于數(shù)據(jù)加密也能用于數(shù)字簽名的算法。它易于理解和操作，也很流行。算法的名字以發(fā)明者的名字命名：Ron Rivest, AdiShamir 和Leonard Adleman。但RSA的安全性一直未能得到理論上的證明。

RSA的安全性依賴于大數(shù)分解。公鑰和私鑰都是兩個(gè)大素?cái)?shù)（大于 100個(gè)十進(jìn)制位）的函數(shù)。據(jù)猜測，從一個(gè)密鑰和密文推斷出明文的難度等同于分解兩個(gè)大素?cái)?shù)的積。

密鑰對的產(chǎn)生。選擇兩個(gè)大素?cái)?shù)，p 和q。計(jì)算： n = p * q

然后隨機(jī)選擇加密密鑰e，要求 e 和(p1)互質(zhì)。最后，利用Euclid 算法計(jì)算解密密鑰d, 滿足 e * d = 1(mod(p1))

其中n和d也要互質(zhì)。數(shù)e和n是公鑰，d是私鑰。兩個(gè)素?cái)?shù)p和q不再需要，應(yīng)該丟棄，不要讓任

何人知道。

加密信息 m（二進(jìn)制表示）時(shí)，首先把m分成等長數(shù)據(jù)塊 m1 ,m2,..., mi，塊長s，其中 2^s <= n, s 盡可能的大。對應(yīng)的密文是： ci = mi^e(mod n)(a)

解密時(shí)作如下計(jì)算： mi = ci^d(mod n)(b)

RSA 可用于數(shù)字簽名，方案是用(a)式簽名，(b)式驗(yàn)證。具體操作時(shí)考慮到安全性和 m信息量較大等因素，一般是先作 HASH 運(yùn)算。

RSA算法是第一個(gè)能同時(shí)用于加密和數(shù)字簽名的算法，也易于理解和操作。RSA是被研究得最廣泛的公鑰算法，從提出到現(xiàn)在已近二十年，經(jīng)歷了各種攻擊的考驗(yàn)，逐漸為人們接受，普遍認(rèn)為是目前最優(yōu)秀的公鑰方案之一。RSA的安全性依賴于大數(shù)的因子分解，但并沒有從理論上證明破譯RSA的難度與大數(shù)分解難度等價(jià)。即RSA的重大缺陷是無法從理論上把握它的保密性能如何，而且密碼學(xué)界多數(shù)人士傾向于因子分解不是NPC問題。

RSA的缺點(diǎn)主要有：A)產(chǎn)生密鑰很麻煩，受到素?cái)?shù)產(chǎn)生技術(shù)的限制，因而難以做到一次一密。B)分組長度太大，為保證安全性，n 至少也要 600 bits以上，使運(yùn)算代價(jià)很高，尤其是速度較慢，較對稱密碼算法慢幾個(gè)數(shù)量級；且隨著大數(shù)分解技術(shù)的發(fā)展，這個(gè)長度還在增加，不利于數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)化。目前，SET(Secure Electronic Transaction)協(xié)議中要求CA采用2048比特長的密鑰，其他實(shí)體使用1024比特的密鑰。

（3）兩種密碼體制的應(yīng)用 加密技術(shù)是一種主動(dòng)的信息安全防范措施，其原理是利用一定的加密算法，將明文轉(zhuǎn)換成為無意義的密文，阻止非法用戶理解原始數(shù)據(jù)，從而確保數(shù)據(jù)的保密性。明文變?yōu)槊芪牡倪^程稱為加密，由密文還原為明文的過程稱為解密，加密和解密的規(guī)則稱為密碼算法。在加密和解密的過程中，由加密者和解密者使用的加解密可變參數(shù)叫做密鑰。目前，獲得廣泛應(yīng)用的兩種加密技術(shù)是對稱密鑰加密體制和非對稱密鑰加密體制。它們的主要區(qū)別在于所使用的加密和解密的密碼是否相同。

1.對稱密鑰加密體制 對稱密鑰加密，又稱私鑰加密，即信息的發(fā)送方和接收方用一個(gè)密鑰去加密和解密數(shù)據(jù)。它的最大優(yōu)勢是加/解密速度快，適合于對大數(shù)據(jù)量進(jìn)行加密，但密鑰管理困難。使用對稱加密技術(shù)將簡化加密的處理，每個(gè)參與方都不必彼此研究和交換專用設(shè)備的加密算法，而是采用相同的加密算法并只交換共享的專用密鑰。如果進(jìn)行通信的雙方能夠確保專用密鑰在密鑰交換階段未曾泄露，那么機(jī)密性和報(bào)文完整性就可以通過使用對稱加密方法對機(jī)密信息進(jìn)行加密以及通過隨報(bào)文一起發(fā)送報(bào)文摘要或報(bào)文散列值來實(shí)現(xiàn)。

2.非對稱密鑰加密體制 非對稱密鑰加密系統(tǒng)，又稱公鑰密鑰加密。它需要使用一對密鑰來分別完成加密和解密操作，一個(gè)公開發(fā)布，即公開密鑰，另一個(gè)由用戶自己秘密保存，即私用密鑰。信息發(fā)送者用公開密鑰去加密，而信息接收者則用私用密鑰去解密。公鑰機(jī)制靈活，但加密和解密速度卻比對稱密鑰加密慢得多。在非對稱加密體系中，密鑰被分解為一對。這對密鑰中的任何一把都可作為公開密鑰（加密密鑰）通過非保密方式向他人公開，而另一把則作為私用密鑰（解密密鑰）加以保存。私用密鑰只能由生成密鑰對的貿(mào)易方掌握，公開密鑰可廣泛發(fā)布。該方案實(shí)現(xiàn)信息交換的過程是：貿(mào)易方甲生成一對密鑰并將其中的一把作為公開密鑰向其他貿(mào)易方公開；得到該公開密鑰的貿(mào)易方乙使用該密鑰對信息進(jìn)行加密后再發(fā)送給貿(mào)易方甲；貿(mào)易方甲再用自己保存的另一把專用密鑰對加密信息進(jìn)行解密。

公鑰密碼主要用于數(shù)字簽名和密鑰分配。當(dāng)然，數(shù)字簽名和密鑰分配都有自己的研究體系，形成了各自的理論框架。目前數(shù)字簽名的研究內(nèi)容非常豐富，包括普通簽名和特殊簽名。特殊簽名有盲簽名、代理簽名、群簽名、不可否認(rèn)簽名、公平盲簽名、門限簽名、具有消息恢復(fù)功能的簽名等，它與具體應(yīng)用環(huán)境

密切相關(guān)。顯然，數(shù)字簽名的應(yīng)用涉及到法律問題，美國聯(lián)邦政府基于有限域上的離散對數(shù)問題制定了自己的數(shù)字簽名標(biāo)準(zhǔn)(DSS)，部分州已制定了數(shù)字簽名法。密鑰管理中還有一種很重要的技術(shù)就是秘密共享技術(shù)，它是一種分割秘密的技術(shù)，目的是阻止秘密過于集中，自從1979年Shamir提出這種思想以來，秘密共享理論和技術(shù)達(dá)到了空前的發(fā)展和應(yīng)用，特別是其應(yīng)用至今人們?nèi)允株P(guān)注。我國學(xué)者在這些方面也做了一些跟蹤研究，發(fā)表了很多論文，按照X.509標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了一些CA。但沒有聽說過哪個(gè)部門有制定數(shù)字簽名法的意向。目前人們關(guān)注的是數(shù)字簽名和密鑰分配的具體應(yīng)用以及潛信道的深入研究。

（4）兩種密碼體制的異同點(diǎn) 對稱算法的安全性依賴于密鑰，泄漏密鑰就意味著任何人都能對消息進(jìn)行加密解密。只要通信需要保密，密鑰就必須保密。對稱算法的加密和解密表示為： Ek(M)=C Dk(C)=M

對稱密碼術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于效率高（加／解密速度能達(dá)到數(shù)十兆／秒或更多），算法簡單，系統(tǒng)開銷小，適合加密大量數(shù)據(jù)。

盡管對稱密碼術(shù)有一些很好的特性，但它也存在著明顯的缺陷，包括：

1)進(jìn)行安全通信前需要以安全方式進(jìn)行密鑰交換。這一步驟，在某種情況下是可行的，但在某些情況下會(huì)非常困難，甚至無法實(shí)現(xiàn)。

2)規(guī)模復(fù)雜。舉例來說，A與B兩人之間的密鑰必須不同于A和C兩人之間的密鑰，否則給B的消息的安全性就會(huì)受到威脅。在有1000個(gè)用戶的團(tuán)體中，A需要保持至少999個(gè)密鑰（更確切的說是1000個(gè)，如果她需要留一個(gè)密鑰給他自己加密數(shù)據(jù)）。對于該團(tuán)體中的其它用戶，此種倩況同樣存在。這樣，這個(gè)團(tuán)體一共需要將近50萬個(gè)不同的密鑰！推而廣之，n個(gè)用戶的團(tuán)體需要N2/2個(gè)不同的密鑰。通過應(yīng)用基于對稱密碼的中心服務(wù)結(jié)構(gòu)，上述問題有所緩解。在這個(gè)體系中，團(tuán)體中的任何一個(gè)用戶與中心服務(wù)器（通常稱作密鑰分配中心）共享一個(gè)密鑰。因而，需要存儲(chǔ)的密鑰數(shù)量基本上和團(tuán)體的人數(shù)差不多，而且中心服務(wù)器也可以為以前互相不認(rèn)識(shí)的用戶充當(dāng)“介紹人”。但是，這個(gè)與安全密切相關(guān)的中心服務(wù)器必須隨時(shí)都是在線的，因?yàn)橹灰?wù)器一掉線，用戶間的通信將不可能進(jìn)行。這就意味著中心服務(wù)器是整個(gè)通信成敗的關(guān)鍵和受攻擊的焦點(diǎn)，也意味著它還是一個(gè)龐大組織通信服務(wù)的“瓶頸”。非對稱密鑰算法是指一個(gè)加密算法的加密密鑰和解密密鑰是不一樣的，或者說不能由其中一個(gè)密鑰推導(dǎo)出另一個(gè)密鑰。加解密時(shí)采用的密鑰的差異：從上述對對稱密鑰算法和非對稱密鑰算法的描述中可看出，①對稱密鑰加解密使用的同一個(gè)密鑰，或者能從加密密鑰很容易推出解密密鑰；②對稱密鑰算法具有加密處理簡單，加解密速度快，密鑰較短，發(fā)展歷史悠久等特點(diǎn)，非對稱密鑰算法具有加解密速度慢的特點(diǎn)，密鑰尺寸大，發(fā)展歷史較短等特點(diǎn)。

第二篇：信息安全原理

安全的信息交換應(yīng)滿足，數(shù)據(jù)機(jī)密性 數(shù)據(jù)完整性 不可否認(rèn)性 身份真實(shí)性 可用性 S盒與p盒的作用，他的密碼強(qiáng)度決定了整個(gè)算法的安全強(qiáng)度，提供了密碼算法所必須的混淆作用，提供雪崩效應(yīng)，即明文或密鑰的一點(diǎn)小變化都會(huì)引起密文的較大變化。ECB優(yōu)點(diǎn)簡單有效可以實(shí)現(xiàn)，加記錄。缺點(diǎn)不能影藏明文模是信息。

對稱算法具有安全性高加密速度快，缺點(diǎn)安全渠道較遠(yuǎn)代價(jià)大，密鑰管理成為難點(diǎn)，無法解決對消息的串改否認(rèn)問題。

對稱密碼算法運(yùn)行速度快 密鑰短 可運(yùn)于多種用途 歷史悠久 密鑰管理困難 不能為發(fā)送者提供保護(hù)。非對稱密碼算法只需保管私鑰，可以長時(shí)間不變運(yùn)行速度慢，密鑰尺寸大歷史短，加密消息和驗(yàn)證簽名的人不能在同一信息和產(chǎn)生同樣的簽名。

散列函數(shù)如下性質(zhì) 計(jì)算可行性 單項(xiàng)性 強(qiáng)無碰撞性 弱無碰撞性

鑒別函數(shù)，鑒別編碼器和鑒別譯碼器。消息鑒別，驗(yàn)證信息發(fā)送者是真實(shí)的，不是冒充的為此信息原識(shí)別，驗(yàn)證信息完整性 在傳輸存儲(chǔ)過程中被竄改重放或延遲。數(shù)字簽名設(shè)計(jì)要求，簽名必須是依賴于被簽名信息的位串模式 確定唯一性 容易生成識(shí)別驗(yàn)證不可太長 偽造數(shù)字簽名在復(fù)雜性意義上有不可能性。

任何密鑰都有使用周期原因，如果數(shù)據(jù)過多有利于攻擊者進(jìn)行密碼分析 限制信息暴露 56位的des以不能滿足安全需要被128位aes的代替 限制密碼分析的攻擊時(shí)間。密碼如何保護(hù)，將一個(gè)密鑰分成若干部分，放在不同地方 通過機(jī)密性 des保護(hù)rsa算法的私鑰?！穳嚎s》加密》錯(cuò)誤控制》解密》解壓縮》。要想徹底刪除只有多次物理寫入辦法。

PKI公開密鑰基礎(chǔ)設(shè)施 是一個(gè)用公鑰概念和技術(shù)設(shè)施和提供安全服務(wù)的具有樸實(shí)性的安全基礎(chǔ)設(shè)施。Pki提供的服務(wù)有實(shí)體鑒別 完整性 機(jī)密性 抗抵賴。Pki包括，認(rèn)證機(jī)構(gòu)CA證書注冊機(jī)構(gòu)，密鑰和證書管理系統(tǒng) PKI應(yīng)用接口系統(tǒng) PKI策略和信任模型。數(shù)字證書指，就是公鑰證書，把公鑰和個(gè)人信息綁定在一起。包括，CA證書 服務(wù)器證書 個(gè)人證書 企業(yè)證書 安全電子郵件

證書 代碼簽名證書 WAP證書。密碼協(xié)議分類，密碼建立協(xié)議 鑒別協(xié)議 鑒別的密鑰建立協(xié)議。協(xié)議三種類型，仲裁裁決協(xié)議和自行執(zhí)行協(xié)議。對付口令泄漏的措施，對用戶及系統(tǒng)管理者進(jìn)行培訓(xùn)教育增加安全意識(shí) 建立嚴(yán)格的組織管理辦法和執(zhí)行手續(xù) 確?？诹疃ㄆ诟?確保每個(gè)口令與一個(gè)人相關(guān) 確保輸入的口令不顯示在終端上 使用容易記錄的口令不要寫在紙上 嚴(yán)格限制非法登錄次數(shù) 口令輸入加入延遲 限制口令最小長度6-8 防止與用戶特征相關(guān)的口令 使用隨即口令。

Kerberos優(yōu)缺點(diǎn)，引入可信第三方 票據(jù)的概念 使用時(shí)間戳防止票據(jù)和鑒別碼的重放攻擊，依賴安全的時(shí)間服務(wù) 收到口令的攻擊 協(xié)議模型未對口令進(jìn)行保護(hù) 協(xié)議完整性難以保證存在被串改的危險(xiǎn) 密鑰存儲(chǔ)問題。

訪問控制，針對越權(quán)使用資源的防御措施 包括客體主體授權(quán)。自主訪問控制DAC，基于身份的訪問控制 根據(jù)主體的身份及允許的權(quán)限進(jìn)行決策 簡單容易懂通用性強(qiáng)，非常龐大消耗存儲(chǔ)空間 稀松。角色訪問安全權(quán)限，最小權(quán)限 責(zé)任分離 數(shù)據(jù)抽象原則。

TCP IP層次模型，應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層。傳輸模式，原ip頭》AH》TCP頭》數(shù)據(jù) 隧道模式，新IP頭》AH》原IP頭》TCP頭》數(shù)據(jù)。TLS結(jié)構(gòu)包括，握手協(xié)議 修改密碼規(guī)范協(xié)議 警報(bào)協(xié)議。防火墻的作用及局限性，確保網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)的安全 強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全 防止非授權(quán)用戶進(jìn)入內(nèi)部網(wǎng)絡(luò) 監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)安全及報(bào)警 實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)分離 部署網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 不足，限制有安全漏洞的系統(tǒng)給用戶帶來不變 對于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部攻擊無能為力 收到不斷的攻擊 傳輸延遲 對于不經(jīng)過防火墻的無法防御。防火墻體系結(jié)構(gòu)，包括過濾防火墻 雙宿多宿主機(jī)模式 屏蔽主機(jī)模式 屏蔽子網(wǎng)模式。入侵是對信息系統(tǒng)的非授權(quán)訪問，未經(jīng)許可在信息系統(tǒng)中進(jìn)行操作。對內(nèi)部外部攻擊和失誤進(jìn)行否定。入侵檢測系統(tǒng)包括，信息收集信息分析結(jié)果處理。

第三篇：信息安全原理及應(yīng)用_期末大作業(yè)_防火墻系統(tǒng)

摘要

防火墻技術(shù)可以很好的保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全，為正常運(yùn)行創(chuàng)造條件。對于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全防御系統(tǒng)而言，防火墻往往被看做是防御的第一層，可見防火墻技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全的重要性。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)安全；防火墻技術(shù)；重要性

1/9

Abstract Firewall technology can be very good to protect the computer network security, to create conditions for the normal operation.For a network security defense system, the firewall is often seen as the first layer of defense, visible firewall technology in network security.Keyword:Network security;firewall technology;importance

2/9 目錄

摘要..................................................................................................................................................1 Abstract.............................................................................................................................................2 前言..................................................................................................................................................4

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全問題...............................................................................................................4

二、防火墻的基本介紹...................................................................................................................4

2.1.防火墻的定義.....................................................................................................................4 2.2防火墻的實(shí)現(xiàn)技術(shù)分類.............................................................................................................5 2.3 防火墻的體系結(jié)構(gòu)....................................................................................................................5

三、防火墻技術(shù)的重要性...............................................................................................................6

3.1 網(wǎng)絡(luò)存取訪問的統(tǒng)計(jì)與記錄............................................................................................6 3.2 控制特殊站點(diǎn)的訪問........................................................................................................6 3.3 控制不安全服務(wù)................................................................................................................6 3.4集中安全保護(hù)...................................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

四、防火墻技術(shù)的應(yīng)用...................................................................................................................6

4.1 應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)安全的屏障....................................................................................................7 4.2 應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)安全策略中....................................................................................................7 4.3 應(yīng)用于監(jiān)控審計(jì)中..........................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。4.4 應(yīng)用于內(nèi)部信息的保障中................................................................................................7 4.5 應(yīng)用于數(shù)據(jù)包過濾中........................................................................................................8 4.6 應(yīng)用于日志記錄與事件通知............................................................................................8

五、結(jié)語.........................................................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn).........................................................................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

3/9

前沿

防火墻是目前應(yīng)用非常廣泛且效果良好的信息安全技術(shù)，可以防御網(wǎng)絡(luò)中的各種威脅，并且做出及時(shí)的響應(yīng)，將那些危險(xiǎn)的連接和攻擊行為隔絕在外，從而降低網(wǎng)絡(luò)的整體風(fēng)險(xiǎn)。

自從20世紀(jì)90年代進(jìn)入市場以來，防火墻技術(shù)經(jīng)過20年的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了實(shí)質(zhì)性的改變，從早期的包過濾設(shè)備演變?yōu)槟壳皬?fù)雜的網(wǎng)絡(luò)過濾系統(tǒng)。Internet的蓬勃發(fā)展所帶來的安全問題，極大的促進(jìn)了防火墻技術(shù)的發(fā)展，使得今天的防火墻在過濾特性上變得更加復(fù)雜，增加了諸如狀態(tài)過濾、虛擬專用網(wǎng)、入侵檢測系統(tǒng)、組播路由選擇、動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議服務(wù)和很多其他特性。

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全問題

在信息技術(shù)的推進(jìn)下，各個(gè)領(lǐng)域都滲透了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，不僅對人們的觀念和生活方式起到了一定的影響，同時(shí)也對社會(huì)面貌及其形態(tài)意識(shí)產(chǎn)生的作用。但是人們的正常生活和工作也受到了電磁泄露及其黑客攻擊的干擾，這也就是所謂的網(wǎng)絡(luò)安全問題。該問題的出現(xiàn)是有人故意或者是無意攻擊的網(wǎng)絡(luò)。在操作中由于操作者的安全意識(shí)缺乏或者是操作口令錯(cuò)誤，就導(dǎo)致了信息的泄露，從而威脅到了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全。與此同時(shí)網(wǎng)絡(luò)安全也受到了人為惡意攻擊的威脅，因此，競爭者和計(jì)算機(jī)黑客的惡意攻擊對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全都會(huì)造成影響。要想使用防火墻技術(shù)解決計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全問題，就必須了解防火墻的基本信息，明白其重要性。

二、防火墻的基本介紹

2.1防火墻的定義

防火墻的明確定義來自AT&T公司的兩位工程師Willam Cheswick和Steven Beellovin。防火墻是位于兩個(gè)（或多個(gè)）網(wǎng)絡(luò)間，實(shí)施網(wǎng)間訪問控制的一組組件的集合，它滿足以下條件：（1）內(nèi)部和外部之間的所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流必須經(jīng)過防火墻。（2）有符合安全政策的數(shù)據(jù)流才能通過防火墻。（3）防火墻自身能抗攻擊。

通俗的理解就是，防火墻是在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)通訊時(shí)執(zhí)行的一種訪問控制尺度，它能允許你“同意”的人和數(shù)據(jù)進(jìn)入你的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)將你“不同意”的人和數(shù)據(jù)拒之門外，最大限度地阻止網(wǎng)絡(luò)中的黑客來訪問你的網(wǎng)絡(luò)。換句話說，如果不通過 4/9 防火墻，公司內(nèi)部的人就無法訪問Internet，Internet上的人也無法和公司內(nèi)部的人進(jìn)行通信。

需要注意的是，不能狹義地將防火墻理解為一套軟件或一臺(tái)設(shè)備。因?yàn)橥ǔＪ褂貌恢挂环N技術(shù)和不止一臺(tái)設(shè)備實(shí)施整個(gè)防火墻方案所以防火墻應(yīng)該理解為一個(gè)防火墻系統(tǒng)，或說一套防火墻解決方案。

2.2防火墻的實(shí)現(xiàn)技術(shù)分類

根據(jù)防火墻過濾的方式和技術(shù)不同，防火墻可以劃分為三類：包過濾防火墻，狀態(tài)防火墻，應(yīng)用網(wǎng)關(guān)防火墻。

包過濾防火墻是一種通過檢查數(shù)據(jù)包中網(wǎng)絡(luò)層及傳輸層協(xié)議信息來發(fā)現(xiàn)異常的安全防御系統(tǒng)。包過濾防火墻不需要對客戶端計(jì)算機(jī)進(jìn)行專門配置，性能優(yōu)于其他防火墻，因?yàn)樗鼒?zhí)行的計(jì)算比較少，并且容易用硬件方式實(shí)現(xiàn)。它的規(guī)則設(shè)置也簡單，通過禁止內(nèi)部計(jì)算機(jī)和特定Internet資源連接，單一規(guī)則即可保護(hù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

狀態(tài)防火墻采用的是狀態(tài)檢測技術(shù)，這是由CheckPiont公司最先提出的一項(xiàng)具有突破性的防火墻技術(shù)，把包過濾的快速性和代理的安全性很好地結(jié)合在一起，成為防火墻的基本過濾模式。相比包過濾防火墻，它能知曉連接的狀態(tài)，無須打開很大范圍的端口以允許通信，還能阻止更多類型的Dos攻擊，并且具有更豐富的日志功能。

應(yīng)用網(wǎng)關(guān)防火墻，也稱代理防火墻，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層的信息對數(shù)據(jù)流進(jìn)行過濾。由于應(yīng)用網(wǎng)關(guān)防火墻要在應(yīng)用層處理信息，所以絕大多數(shù)應(yīng)用網(wǎng)關(guān)防火墻的控制和過濾功能是通過軟件完成的，這能夠比包過濾或狀態(tài)防火墻提供更細(xì)粒度的流量控制。它的優(yōu)點(diǎn)主要在于能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶的認(rèn)證，能夠阻止絕大多數(shù)欺騙攻擊。使用連接代理防火墻能夠連接上的所有數(shù)據(jù)，檢測到應(yīng)用攻擊層，如不良的URL、緩存溢出企圖、未授權(quán)的訪問和更多類型的攻擊，同時(shí)生成非常下詳細(xì)的日志。不過，詳細(xì)的日志也會(huì)占用大量的磁盤空間，而且它的處理過程也要求大量的CPU和內(nèi)存。

2.3防火墻的體系結(jié)構(gòu)

防火墻的體系結(jié)構(gòu)一般有雙重宿主主機(jī)體系結(jié)構(gòu)、屏蔽主機(jī)體系結(jié)構(gòu)和屏蔽子網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。

5/9 建造防火墻時(shí)，一般很少采用單一的結(jié)構(gòu)，通常是多種解決不同問題的技術(shù)結(jié)合。這種組合只要取決于安全中心向客戶提供什么樣的服務(wù)，以及安全中心能接受什么等級的風(fēng)險(xiǎn)。采用什么樣的組合主要取決于經(jīng)費(fèi)、投資的大小或技術(shù)人員的技術(shù)、時(shí)間等因素。通常有使用多堡壘主機(jī)，合并內(nèi)部路由器與外部路由器，合并堡壘主機(jī)與外部路由器，合并堡壘主機(jī)與內(nèi)部路由器，使用多臺(tái)內(nèi)部路由器或外部路由器，使用多個(gè)周邊網(wǎng)絡(luò)，使用雙重宿主主機(jī)與屏蔽子網(wǎng)等多種組合形式。

三、防火墻技術(shù)的重要性

3.1 網(wǎng)絡(luò)存取訪問的統(tǒng)計(jì)與記錄

任何傳輸數(shù)據(jù)和訪問都能夠以防火墻記錄的日志流通于內(nèi)外網(wǎng)之間。然而對于重要的數(shù)

據(jù)信息來說，人們借助日志在分析可能性攻擊的情況下，就能做好相關(guān)的防范。就拿銀行網(wǎng)絡(luò)來說，假如他存在問題，就會(huì)對電信和證券單位產(chǎn)生威脅，因此可將防火墻技術(shù)應(yīng)用。除此之外企業(yè)也要盡可能了解網(wǎng)絡(luò)安全隱患，從而加強(qiáng)管理域監(jiān)控，降低安全風(fēng)險(xiǎn)幾率。

3.2 控制特殊站點(diǎn)的訪問

這也是保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)鍵，就拿進(jìn)行訪問和數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹鳈C(jī)來說，假如將特殊保護(hù)實(shí)施，在交換數(shù)據(jù)的時(shí)候就必須得到主機(jī)許可，以此來將不必要的訪問拒絕，將非法盜取資源的情況杜絕&對于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，防火墻不必對訪問強(qiáng)行禁止，由此可見，網(wǎng)絡(luò)安全離不開防火墻。

3.3 控制不安全服務(wù)

不安全因素常常會(huì)出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，對于安全性較差的服務(wù)，我們均能夠采用防火墻技術(shù)控制，在防火墻的作用下，內(nèi)外網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和交換的時(shí)候，必須經(jīng)過防火墻的許可，這樣相關(guān)資源內(nèi)容才能傳輸?shù)酵饩W(wǎng)。由此可見，防火墻的使用能降低非法攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。

3.4集中安全保護(hù)

假如內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大，且必須改動(dòng)附加軟件或某些軟件，將其置入防火墻，就能保障其數(shù)據(jù)和信息的安全，同時(shí)在防火墻中放入身份認(rèn)證軟件、口令系統(tǒng)及其密碼等，還能將其安全性進(jìn)一步的提升。

6/9

四、防火墻技術(shù)的應(yīng)用

防火墻對流經(jīng)它的網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行掃描，這樣能夠過濾掉一些攻擊，以免其在目標(biāo)計(jì)算機(jī)上被執(zhí)行。防火墻還可以關(guān)閉不使用的端口。而且它還能禁止特定端口的流出通信，封鎖特洛伊木馬。最后，它可以禁止來自特殊站點(diǎn)的訪問，從而防止來自不明入侵者的所有通信。

4.1 應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)安全的屏障

一個(gè)防火墻（作為阻塞點(diǎn)、控制點(diǎn)）能極大地提高一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全性，并通過過濾不安全的服務(wù)而降低風(fēng)險(xiǎn)。由于只有經(jīng)過精心選擇的應(yīng)用協(xié)議才能通過防火墻，所以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變得更安全。如防火墻可以禁止諸如眾所周知的不安全的NFS協(xié)議進(jìn)出受保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，這樣外部的攻擊者就不可能利用這些脆弱的協(xié)議來攻擊內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。防火墻同時(shí)可以保護(hù)網(wǎng)絡(luò)免受基于路由的攻擊，如IP選項(xiàng)中的源路由攻擊和ICMP重定向中的重定向路徑。防火墻應(yīng)該可以拒絕所有以上類型攻擊的報(bào)文并通知防火墻管理員。

4.2 應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)安全策略中

通過以防火墻為中心的安全方案配置，能將所有安全軟件（如口令、加密、身份認(rèn)證、審計(jì)等）配置在防火墻上。與將網(wǎng)絡(luò)安全問題分散到各個(gè)主機(jī)上相比，防火墻的集中安全管理更經(jīng)濟(jì)。例如在網(wǎng)絡(luò)訪問時(shí)，一次一密口令系統(tǒng)和其它的身份認(rèn)證系統(tǒng)完全可以不必分散在各個(gè)主機(jī)上，而集中在防火墻一身上。

4.3 應(yīng)用于監(jiān)控審計(jì)中

如果所有的訪問都經(jīng)過防火墻，那么，防火墻就能記錄下這些訪問并作出日志記錄，同時(shí)也能提供網(wǎng)絡(luò)使用情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)生可疑動(dòng)作時(shí)，防火墻能進(jìn)行適當(dāng)?shù)膱?bào)警，并提供網(wǎng)絡(luò)是否受到監(jiān)測和攻擊的詳細(xì)信息。另外，收集一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的使用和誤用情況也是非常重要的。首先的理由是可以清楚防火墻是否能夠抵擋攻擊者的探測和攻擊，并且清楚防火墻的控制是否充足。而網(wǎng)絡(luò)使用統(tǒng)計(jì)對網(wǎng)絡(luò)需求分析和威脅分析等而言也是非常重要的。

4.4 應(yīng)用于內(nèi)部信息的保障中

通過利用防火墻對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的劃分，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)重點(diǎn)網(wǎng)段的隔離，從而限制了局部重點(diǎn)或敏感網(wǎng)絡(luò)安全問題對全局網(wǎng)絡(luò)造成的影響。再者，隱私是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)非常關(guān)心的問題，一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中不引人注意的細(xì)節(jié)可能包含了有關(guān)安全的線索而

7/9 引起外部攻擊者的興趣，甚至因此而暴漏了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的某些安全漏洞。使用防火墻就可以隱蔽那些透漏內(nèi)部細(xì)節(jié)如Finger，DNS等服務(wù)。Finger顯示了主機(jī)的所有用戶的注冊名、真名，最后登錄時(shí)間和使用shell類型等。但是Finger顯示的信息非常容易被攻擊者所獲悉。攻擊者可以知道一個(gè)系統(tǒng)使用的頻繁程度，這個(gè)系統(tǒng)是否有用戶正在連線上網(wǎng)，這個(gè)系統(tǒng)是否在被攻擊時(shí)引起注意等等。防火墻可以同樣阻塞有關(guān)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的DNS信息，這樣一臺(tái)主機(jī)的域名和IP地址就不會(huì)被外界所了解。除了安全作用，防火墻還支持具有Internet服務(wù)特性的企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系VPN（虛擬專用網(wǎng)）。

4.5 應(yīng)用于數(shù)據(jù)包過濾中

網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)都是以包為單位進(jìn)行傳輸?shù)?，每一個(gè)數(shù)據(jù)包中都會(huì)包含一些特定的信息，如數(shù)據(jù)的源地址、目標(biāo)地址、源端口號和目標(biāo)端口號等。防火墻通過讀取數(shù)據(jù)包中的地址信息來判斷這些包是否來自可信任的網(wǎng)絡(luò)，并與預(yù)先設(shè)定的訪問控制規(guī)則進(jìn)行比較，進(jìn)而確定是否需對數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理和操作。數(shù)據(jù)包過濾可以防止外部不合法用戶對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的訪問，但由于不能檢測數(shù)據(jù)包的具體內(nèi)容，所以不能識(shí)別具有非法內(nèi)容的數(shù)據(jù)包，無法實(shí)施對應(yīng)用層協(xié)議的安全處理。

4.6 應(yīng)用于日志記錄與事件通知

進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)都必須經(jīng)過防火墻，防火墻通過日志對其進(jìn)行記錄，能提供網(wǎng)絡(luò)使用的詳細(xì)統(tǒng)計(jì)信息。當(dāng)發(fā)生可疑事件時(shí)，防火墻更能根據(jù)機(jī)制進(jìn)行報(bào)警和通知，提供網(wǎng)絡(luò)是否受到威脅的信息。

五、結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們越來越依賴于網(wǎng)絡(luò)，對于信息資源的依賴也過于緊密，網(wǎng)絡(luò)安全問題也不可避免，這直接影響著防火墻技術(shù)的發(fā)展。為了保障網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行，防火墻技術(shù)越來越重要。我們需要選擇適合實(shí)際應(yīng)用的防火墻來抵御有害信息入侵計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，但僅依靠防火墻技術(shù)是不夠的，需要使現(xiàn)在的防火墻技術(shù)將計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合在一起，才能真正解決計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)安全問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊平,朱天清.信息安全原理及應(yīng)用M].清華大學(xué)出版社,2012,01 [1]王德山,王科超.試論計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中的防火墻技術(shù)[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用,2013,07 8/9 [2]馬利,梁紅杰.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中的防火墻技術(shù)應(yīng)用研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2014,16 [3]劉小斌，防火墻技術(shù)的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2014,36 [3]靳舜.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全中的防火墻技術(shù)分析[J].科技前沿，2016,03

9/9

第四篇：PLC原理及應(yīng)用

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 MITSUBISHI（三菱）PLC D組

一、全自動(dòng)洗衣機(jī)梯形圖控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.控制要求：

按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開關(guān)，注水直到高（中、低）水位，關(guān)水

（3）2s后開始洗滌

（4）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30s，停2s，然后反轉(zhuǎn)30s，停2s（5）如此循環(huán)5次，總共320s后開始排水，排空后脫水30s（6）開始清洗，重復(fù)（2）～（5），清洗兩遍

（7）清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)

（8）若按下停車按扭，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水（不計(jì)數(shù)）

輸入點(diǎn)： 輸出點(diǎn)：

啟動(dòng) 10001 低水位檢測 10009 啟動(dòng)洗衣機(jī) 00001 停止 10002 手動(dòng)排水 10010 進(jìn)水閥 00002 高水位 10003 手動(dòng)脫水 10011 正轉(zhuǎn) 00003 中水位 10004 反轉(zhuǎn) 00004 低水位 10005 排水 00005 排空檢測 10006 脫水 00006 高水位檢測 10007 報(bào)警 00007 中水位檢測 10008 2.若要求啟動(dòng)開關(guān)分為標(biāo)準(zhǔn)洗和輕柔洗，試改變有關(guān)輸入點(diǎn)，并在程序中加入輕柔洗功能（輕柔洗過程自定）3.I/O編址 4.編程并調(diào)試

二、PLCⅡ型教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱程序的開發(fā)

要求：

1.開發(fā)實(shí)驗(yàn)

十一、實(shí)驗(yàn)十五的梯形圖程序 2.寫出I/O編址

3.寫出梯形圖程序及語句表程序并調(diào)試

三、自行設(shè)計(jì)課題

要求：設(shè)計(jì)汽車自動(dòng)清洗裝置的PLC梯形圖控制課題及程序 1.了解汽車自動(dòng)清洗過程（可網(wǎng)上查找資料）

設(shè)計(jì)課題：課題名稱、控制要求、工作框圖或時(shí)序圖、I/O編址 編程并調(diào)試 c）I/O端子接線圖

四、完成課程設(shè)計(jì)說明書

1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖或時(shí)序圖、I/O接線圖等

3.三菱PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 MITSUBISHI（三菱）PLC E組

一、PLCⅡ型教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱程序的開發(fā) 要求：

1.開發(fā)實(shí)驗(yàn)

九、實(shí)驗(yàn)

十二、實(shí)驗(yàn)十三的梯形圖程序 2.寫出I/O編址

3.寫出梯形圖程序及語句表程序并調(diào)試

二、自行設(shè)計(jì)課題

要求：設(shè)計(jì)十字路口交通燈控制課題及程序

1.觀察宜山路中山西路口交通燈（包括左轉(zhuǎn)彎燈和行人燈）的工作時(shí)序 2.設(shè)計(jì)課題：課題名稱、控制要求、時(shí)序圖、I/O編址 3.編程并借助于PLC實(shí)驗(yàn)箱的發(fā)光二極管（LED）進(jìn)行調(diào)試 4.I/O端子接線圖 三、八層電梯樓層定位及顯示的梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.控制要求：

（1）根據(jù)各樓層行程開關(guān)的狀態(tài)，確定轎廂所在樓層

（2）用九段LED數(shù)碼管作十進(jìn)制層樓位置顯示，如下圖所示：

2.九段碼編碼示意圖、真值表、I/O編址

3.編程并借助實(shí)驗(yàn)箱上的發(fā)光二極管進(jìn)行調(diào)試（注意各層之間的顯示保持）4.I/O端子接線圖

四、完成課程設(shè)計(jì)說明書

1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖或時(shí)序圖、I/O接線圖等

3.三菱PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 MITSUBISHI（三菱）PLC F組

一、PLCⅡ型教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱程序的開發(fā)

要求：

1.開發(fā)實(shí)驗(yàn)

八、實(shí)驗(yàn)

九、實(shí)驗(yàn)十五的梯形圖程序 2.寫出I/O編址

3.寫出梯形圖程序及語句表程序并調(diào)試

二、自行設(shè)計(jì)課題

要求：設(shè)計(jì)十字路口交通燈控制課題及程序

1.觀察桂林路漕寶路口交通燈（包括左轉(zhuǎn)彎燈和行人燈）的工作時(shí)序 2.設(shè)計(jì)課題：課題名稱、控制要求、時(shí)序圖、I/O編址 3.編程并借助于PLC實(shí)驗(yàn)箱的發(fā)光二極管（LED）進(jìn)行調(diào)試 4.I/O端子接線圖

三、花式噴水池裝置PLC控制梯形圖的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.花式噴水池示意圖

圖a中4為中間噴水管，3為內(nèi)環(huán)狀噴水管，2為中環(huán)形狀噴水管，1為外環(huán)形狀噴水管。圖b中的選擇開關(guān)可有4種選擇，可分別用4個(gè)開關(guān)模擬實(shí)現(xiàn)；單步/連續(xù)開關(guān)為“1”= 單步，“0”= 連續(xù)，其他為單一功能開關(guān)。2.控制要求：

（1）水池控制電源開關(guān)接通后，按下啟動(dòng)按鈕，噴水裝置即開始工作。按下停止按鈕，則停止噴水。工作方式由“選擇開關(guān)”和“單步/連續(xù)”開關(guān)來決定。

（2）“單步/連續(xù)”開關(guān)在單步位置時(shí)，噴水池只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)；在連續(xù)位置時(shí)，噴水池反復(fù)循環(huán)運(yùn)行。

（3）方式選擇開關(guān)用以選擇噴水池的噴水花樣，1～4號噴水管的工作方式選擇如下：

a）選擇開關(guān)在位置“1”——按下啟動(dòng)按鈕后，4號噴水，延時(shí)2s，3號噴水，再延時(shí)1.5s，2號噴水，再延時(shí)2s，1號噴水，然后全部停止1s，接著一起噴水15s為一個(gè)循環(huán)。

b）選擇開關(guān)在位置“2”——按下啟動(dòng)按鈕后，1號噴水，延時(shí)2s，2號噴水，再延時(shí)2s，3號噴水，再延時(shí)2s，4號噴水，然后全部停止0.5s，接著一起噴水30s為一個(gè)循環(huán)。

c）選擇開關(guān)在位置“3”——按下啟動(dòng)按鈕后，1、3號同時(shí)噴水，延時(shí)3s后，2、4號同時(shí)噴水，1、3號停止噴水；交替運(yùn)行5次后，1～4號同時(shí)噴水20s為一個(gè)循環(huán)。

d）選擇開關(guān)在位置“4”——按下啟動(dòng)按鈕后，噴水池1～4號水管的工作順序?yàn)椋?1→2→3→4按順序延時(shí)2s噴水，然后一起噴水10s后，按1→1+2→2→2+3→3→3+4→4→4+1號水管以1s間隔順序噴水，小循環(huán)3次后，一起噴水2s，再停止1s，由4→3→2→1反序分別延時(shí)2s噴水，然后再一起噴水10s為一個(gè)大循環(huán)。

（4）不論在什么工作方式，按下停止按鈕，噴水池立即停止工作，所有存儲(chǔ)器復(fù)位。

3.I/O編址 4.編程并調(diào)試 5.I/O端子接線圖

四、完成課程設(shè)計(jì)說明書

1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖或時(shí)序圖、I/O接線圖等

3.三菱PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 MITSUBISHI（三菱）PLC G組

一、PLCⅡ型教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱程序的開發(fā)

要求：1.開發(fā)實(shí)驗(yàn)

十、實(shí)驗(yàn)十一的梯形圖程序 2.寫出I/O編址

3.寫出梯形圖程序及語句表程序并調(diào)試

二、自動(dòng)門控制裝置PLC梯形圖控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.自動(dòng)門控制裝置的硬件組成：

自動(dòng)門控制裝置由門內(nèi)光電探測開關(guān)K1、門外光電探測開關(guān)K2、開門到位限位開關(guān)K3、關(guān)門到限位開關(guān)K4、開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。光電探測開關(guān)為檢測到人或物體時(shí)為ON，否則OFF。2．控制要求：

（1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。

（2）自動(dòng)門在開門位置停留8s后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。

（3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。

（4）在門打開后的8s等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開始等待8s后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。

（5）開門與關(guān)門不可同時(shí)進(jìn)行 3.I/O編址

4.編程并借助于實(shí)驗(yàn)箱的發(fā)光二極管LED進(jìn)行調(diào)試 5.I/O端子接線圖

三、坐標(biāo)式機(jī)械手的PLC梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試

1.坐標(biāo)式機(jī)械手動(dòng)作原理圖

2.控制要求：將物體從位置A搬至位置B（1）動(dòng)作順序：機(jī)械手從原點(diǎn)位置起始下移到A處下限位→從A處夾緊物體后上升至上限位→右移至右限位→機(jī)械手下降至B處下限位→將物體放置在B處后→上升

至上限位→左移至左限位（原點(diǎn)）為一個(gè)循環(huán)。

（2）上限、A、B下限、左限、右限分別由限位開關(guān)控制；機(jī)械手設(shè)立起動(dòng)和停止開關(guān)。

（3）機(jī)械手夾緊或松開的工作狀態(tài)以及到達(dá)每一個(gè)工位時(shí)，均應(yīng)有狀態(tài)顯示。

（4）機(jī)械手的夾緊和放松動(dòng)作均應(yīng)有1s延時(shí)，然后上升；機(jī)械手每到達(dá)一個(gè)位置均有0.5s的停頓延時(shí)，然后進(jìn)行下一個(gè)動(dòng)作。

（5）若機(jī)械手停止時(shí)不在原點(diǎn)位置，可通過手動(dòng)開關(guān)分別控制機(jī)械手的上升和左移，使之回到原點(diǎn)。

（6）要求循環(huán)工作1小時(shí)時(shí)，判斷機(jī)械手是否夾有物體，若沒有，則立即自動(dòng)停止工作并警鈴報(bào)警；若夾有物體，則繼續(xù)工作至物體放置到B位后自動(dòng)停止工作并警鈴報(bào)警。

3.I/O編址并畫出工作框圖 4.編程并調(diào)試 5.I/O端子接線圖

四、完成課程設(shè)計(jì)說明書

1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖或時(shí)序圖、I/O接線圖等

3.三菱PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 MITSUBISHI（三菱）PLC H組

一、PLCⅡ型教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱程序的開發(fā)

要求：

1.開發(fā)實(shí)驗(yàn)十四的梯形圖程序 2.寫出I/O編址

3.寫出梯形圖程序及語句表程序并調(diào)試 二、三相六拍步進(jìn)電機(jī)PLC梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.控制要求：

（1）三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有三個(gè)繞組：A、B、C，正轉(zhuǎn)通電順序?yàn)椋篈→AB→B→BC→C→CA→A

反轉(zhuǎn)通電順序?yàn)椋篈→CA→C→BC→B→AB→A（2）要求能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制，而且正、反轉(zhuǎn)切換無須經(jīng)過停車步驟。

（3）具有兩種轉(zhuǎn)速：

#1開關(guān)合上，則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需0.5s。#2開關(guān)合上，則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需0.05s。

（4）要求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)100個(gè)步距角后自動(dòng)停止運(yùn)行

（5）（選）在完成上述功能的基礎(chǔ)上，增加功能：

設(shè)置按鈕K1，每按一次K1，轉(zhuǎn)速增加一檔（即轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角所需時(shí)間減少0.01s）設(shè)置按鈕K2，每按一次K2，轉(zhuǎn)速減少一檔（即轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角所需時(shí)間增加0.01s）I/O編址

3.編程并借助于PLC實(shí)驗(yàn)箱的發(fā)光二極管（LED）進(jìn)行調(diào)試

三、完成課程設(shè)計(jì)說明書

1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖或時(shí)序圖、I/O接線圖等

3.三菱PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 MITSUBISHI（三菱）PLC I組

一、霓虹燈廣告屏裝置PLC控制梯形圖的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.霓虹燈廣告屏示意圖

該廣告屏共有8根燈管，24只流水燈，每4只燈為一組，如下圖所示：

2.控制要求：：

（1）該廣告屏中間8根燈管亮滅的時(shí)序?yàn)椋旱?根亮→2亮→3亮→??→第8根亮，時(shí)間間隔為1s，全亮后，顯示10s，再反過來從8→7→??→1按1s間隔順序熄滅，全滅后停亮2s；再從第8根開始亮，順序點(diǎn)亮7→6→??→1，時(shí)間間隔1s，顯示5s，再從1→2→??→8按1s間隔順序熄滅，全滅后停亮2s，然后重復(fù)運(yùn)行，周而復(fù)始。

（2）24只流水燈，4個(gè)一組分成6組，從Ⅰ→Ⅱ→??→Ⅵ按1s時(shí)間間隔依次向前移動(dòng)，且點(diǎn)亮?xí)r每相隔1燈為亮，即從Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同時(shí)Ⅰ“①、③”滅→Ⅲ“、”亮，同時(shí)Ⅱ“⑤、⑦”滅??，如此移動(dòng)一段時(shí)間（如30s）后，再反過來移動(dòng)一段時(shí)間：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同時(shí)Ⅵ“、”滅，??如此循環(huán)往復(fù)。（3）系統(tǒng)有單步/連續(xù)控制，有起動(dòng)和停止按鈕。

（4）起動(dòng)時(shí)，燈管和流水燈同時(shí)起動(dòng)，關(guān)閉時(shí)，可同時(shí)也可分別關(guān)閉。

（5）在控制要求1中，若要求將全亮后顯示10s改為以0.5s間隔同時(shí)閃爍5s，試修改程序。

（6）*要求有移位指令的應(yīng)用 3.編程并模擬調(diào)試 4.畫出I/O端子接線圖

二、自行設(shè)計(jì)課題

要求：設(shè)計(jì)汽車自動(dòng)清洗裝置的PLC梯形圖控制課題及程序 1.觀察汽車自動(dòng)清洗過程（可網(wǎng)上查找資料）

2.設(shè)計(jì)課題：課題名稱、控制要求、工作框圖或時(shí)序圖、I/O編址 3.編程并調(diào)試 4.I/O端子接線圖

三、完成課程設(shè)計(jì)說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、時(shí)序圖或框圖、I/O接線圖

3.三菱PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的應(yīng)用比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 MITSUBISHI（三菱）PLC J組

一、MODICON PLC梯形圖控制程序的移植

要求：

1.將教材中五層電梯模型的梯形圖控制程序三菱FX2N PLC的梯形圖控制程序 I/O編址

試畫出I/O端子接線圖 二、五相十拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.控制要求：

（1）五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有五個(gè)繞組: A、B、C、D、E , 正轉(zhuǎn)通電順序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB

反轉(zhuǎn)通電順序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB

（2）用五個(gè)開關(guān)控制其工作：

#1開關(guān)控制其運(yùn)行(啟 / 停)。

#2 開關(guān)控制其低速運(yùn)行(轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需 0.5 s)。#3 開關(guān)控制其中速運(yùn)行(轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需 0.1 s)。#4 開關(guān)控制其低速運(yùn)行(轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需 0.03 s)。#5 開關(guān)控制其轉(zhuǎn)向(ON 為正轉(zhuǎn)，OFF 為反轉(zhuǎn))。2.I/O編址及工作框圖（或時(shí)序圖）

3．編程并借助于PLC實(shí)驗(yàn)箱的發(fā)光二極管（LED）進(jìn)行調(diào)試 4.I/O端子接線圖

三、PLCⅡ型教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱程序的開發(fā)

要求：

1.開發(fā)實(shí)驗(yàn)

十、實(shí)驗(yàn)十一的梯形圖程序 2.寫出I/O編址

3.寫出梯形圖程序及語句表程序并調(diào)試

四、完成課程設(shè)計(jì)說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、時(shí)序圖或框圖、I/O接線圖 3.三菱PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的應(yīng)用比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 MITSUBISHI（三菱）PLC K組

一、PLCⅡ型教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱程序的開發(fā)

要求：

1.開發(fā)實(shí)驗(yàn)

八、實(shí)驗(yàn)

九、實(shí)驗(yàn)十一的梯形圖程序 2.寫出I/O編址

3.寫出梯形圖程序及語句表程序并調(diào)試

二、霓虹燈廣告屏裝置PLC控制梯形圖的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.霓虹燈廣告屏示意圖

該廣告屏共有8根燈管，24只流水燈，每4只燈為一組，如下圖所示：

2.控制要求：：

（1）該廣告屏中間8根燈管亮滅的時(shí)序?yàn)椋旱?根亮→2亮→3亮→??→第8根亮，時(shí)間間隔為1s，全亮后，顯示10s，再反過來從8→7→??→1按1s間隔順序熄滅，全滅后停亮2s；再從第8根開始亮，順序點(diǎn)亮7→6→??→1，時(shí)間間隔1s，顯示3s，再從1→2→??→8按1s間隔順序熄滅，全滅后停亮2s，然后重復(fù)運(yùn)行，周而復(fù)始。

（2）24只流水燈，4個(gè)一組分成6組，從Ⅰ→Ⅱ→??→Ⅵ按1s時(shí)間間隔依次向前移動(dòng)，且點(diǎn)亮?xí)r每相隔1燈為亮，即從Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同時(shí)Ⅰ“①、③”滅→Ⅲ“、”亮，同時(shí)Ⅱ“⑤、⑦”滅??，如此移動(dòng)一段時(shí)間（如30s）后，再反過來移動(dòng)一段時(shí)間：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同時(shí)Ⅵ“、”滅，??如此循環(huán)往復(fù)。

（3）系統(tǒng)有單步/連續(xù)控制，單步運(yùn)行時(shí)廣告屏只亮一個(gè)循環(huán)，連續(xù)運(yùn)行時(shí)則循環(huán)往復(fù)運(yùn)行；有起動(dòng)和停止按鈕。

（4）起動(dòng)時(shí)，燈管和流水燈同時(shí)起動(dòng)，關(guān)閉時(shí)，可同時(shí)也可分別關(guān)閉。

（5）在控制要求1中，若要求將全亮后顯示10s改為以0.5s間隔同時(shí)閃爍5s，試修改程序。

（6）*要求有移位指令的應(yīng)用 3.I/O編址并工作框圖（或時(shí)序圖）

4.編程并借助實(shí)驗(yàn)箱上的發(fā)光二極管模擬調(diào)試 5.畫出I/O端子接線圖

三、自動(dòng)門控制裝置PLC梯形圖控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.自動(dòng)門控制裝置的硬件組成：

自動(dòng)門控制裝置由門內(nèi)光電探測開關(guān)K1、門外光電探測開關(guān)K2、開門到位限位開關(guān)K3、關(guān)門到限位開關(guān)K4、開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。光電探測開關(guān)為無光導(dǎo)通，有光斷開。2．控制要求：

（1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。

（2）自動(dòng)門在開門位置停留8s后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。

（3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。

（4）在門打開后的10s等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開始等待10s后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。

（5）開門與關(guān)門不可同時(shí)進(jìn)行 3.I/O編址

4.編程并借助實(shí)驗(yàn)箱上的發(fā)光二極管模擬調(diào)試

四、完成課程設(shè)計(jì)說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、時(shí)序圖或框圖、I/O接線圖 3.三菱PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的應(yīng)用比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 MITSUBISHI（三菱）PLC L組

一、PLCⅡ型教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱程序的開發(fā)

要求：1.開發(fā)實(shí)驗(yàn)九、十、十二的梯形圖程序

2.寫出I/O編址、寫出梯形圖程序及語句表程序并調(diào)試

二、大、小球分揀傳送機(jī)械PLC控制梯形圖的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.大、小球分揀傳送機(jī)械示意圖

2.控制要求：

（1）機(jī)械臂起始位置在機(jī)械原點(diǎn)（見圖），為左限、上限并有顯示。

（2）有起動(dòng)按鈕和停止按鈕控制運(yùn)行，設(shè)停止時(shí)機(jī)械臂必須已回到原點(diǎn)。

（3）起動(dòng)后，機(jī)械臂動(dòng)作順序?yàn)椋合陆怠颉仙ㄖ辽舷蓿倚校ㄖ劣蚁蓿陆怠尫拧仙ㄖ辽舷蓿笮蟹祷兀ㄖ猎c(diǎn)）。

（4）機(jī)械臂右行時(shí)有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降時(shí)，當(dāng)電磁鐵壓著大球時(shí)，下限開關(guān)LS2斷開（=“0”）；壓著小球時(shí)，下限開關(guān)LS2接通（=“1”）。

3.I/O編址及工作框圖

4.編程并借助實(shí)驗(yàn)箱上的發(fā)光二極管進(jìn)行調(diào)試 5.I/O端子接線圖

三、自行設(shè)計(jì)課題

要求：設(shè)計(jì)汽車自動(dòng)清洗裝置的PLC梯形圖控制課題及程序（1）了解汽車自動(dòng)清洗過程

（2）設(shè)計(jì)課題：課題名稱、控制要求、工作框圖或時(shí)序圖、I/O編址（3）編程并借助實(shí)驗(yàn)箱上的發(fā)光二極管進(jìn)行調(diào)試

四、完成課程設(shè)計(jì)說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、時(shí)序圖或框圖、I/O接線圖 3.三菱PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的應(yīng)用比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得 《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 MITSUBISHI（三菱）PLC M組

一、PLCⅡ型教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱程序的開發(fā)

要求：

1.開發(fā)實(shí)驗(yàn)十、十二、十五的梯形圖程序 寫出I/O編址

寫出梯形圖程序及語句表程序并調(diào)試

二、自行設(shè)計(jì)“全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制”課題

要求：

1.課題名稱 2.控制要求 3.工作框圖.4.I/O設(shè)置

5.編程并借助實(shí)驗(yàn)箱上的發(fā)光二極管進(jìn)行調(diào)試

三、飲料灌裝生產(chǎn)流水線PLC梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.控制要求：

（1）系統(tǒng)通過開關(guān)設(shè)定為自動(dòng)操作模式，一旦啟動(dòng)，則傳送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)并一直保持到停止開關(guān)動(dòng)作或灌裝設(shè)備下的傳感器檢測到一個(gè)瓶子時(shí)停止；瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須自動(dòng)啟動(dòng)，并保持到又檢測到一個(gè)瓶子或停止開關(guān)動(dòng)作（2）當(dāng)瓶子定位在灌裝設(shè)備下時(shí)，停頓1s，灌裝設(shè)備開始工作，灌裝過程為5s鐘，灌裝過程應(yīng)有報(bào)警顯示，5s后停止并不再顯示報(bào)警；報(bào)警方式為紅燈以0.5s間隔閃爍

（3）以每24瓶為一箱，記錄產(chǎn)品箱數(shù)

（4）每隔8小時(shí)將記錄產(chǎn)品箱數(shù)的計(jì)數(shù)器當(dāng)前值轉(zhuǎn)存至其他寄存器，然后對計(jì)數(shù)器自動(dòng)清零，重新開始計(jì)數(shù)。（*）

（5）可以手動(dòng)對計(jì)數(shù)器清零（復(fù)位）2.編程并借助實(shí)驗(yàn)箱上的發(fā)光二極管進(jìn)行調(diào)試 3.畫出I/O端子接線圖

四、完成課程設(shè)計(jì)說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、時(shí)序圖或框圖、I/O接線圖

3.三菱PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的應(yīng)用比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 MITSUBISHI（三菱）PLC N組

一、PLCⅡ型教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱程序的開發(fā)

要求： 1.開發(fā)實(shí)驗(yàn)八、九、十五的梯形圖程序 寫出I/O編址

寫出梯形圖程序及語句表程序并調(diào)試

二、物業(yè)供水系統(tǒng)水泵梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試

某物業(yè)供水系統(tǒng)有水泵4臺(tái)，供水管道安裝壓力檢測開關(guān)K1，K2和K3。K1接通，表示水壓偏低；K2接通，表示水壓正常；K3接通，表示水壓偏高。1.控制要求：

（1）自動(dòng)工作時(shí)，當(dāng)用水量少，壓力增高，K3接通，此時(shí)可延時(shí)30s后撤除1臺(tái)水泵

工作，要求先工作的水泵先切斷；當(dāng)用水量多時(shí)，壓力降低，K1接通，此時(shí)可延時(shí)30s后增設(shè)1臺(tái)水泵工作，要求未曾工作過的水泵增加投入運(yùn)行；當(dāng)K2接通，表示供水正常，可維持水泵運(yùn)行數(shù)量。工作時(shí)，要求水泵數(shù)量最少為1臺(tái)，最多不得超出4臺(tái)。

（2）各水泵工作時(shí)，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。

（3）手動(dòng)工作時(shí)，要求4臺(tái)水泵可分別獨(dú)立操作（分設(shè)起動(dòng)和停止開關(guān)），并分別具有

過載保護(hù)，可隨時(shí)對單臺(tái)水泵進(jìn)行斷電控制（若輸入點(diǎn)不夠，可用I/O擴(kuò)展模塊）

（4）設(shè)置“自動(dòng)/手動(dòng)”切換開關(guān)（ON——手動(dòng)，OFF——自動(dòng)），另設(shè)自動(dòng)運(yùn)行控制開關(guān)（ON——自動(dòng)運(yùn)行，OFF——自動(dòng)運(yùn)行停止）。2.畫出運(yùn)行框圖，I/O編址

3.編程并借助實(shí)驗(yàn)箱上的發(fā)光二極管進(jìn)行調(diào)試 4.畫出I/O端子接線圖。

三、自動(dòng)門控制裝置PLC梯形圖控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.自動(dòng)門控制裝置的硬件組成：

自動(dòng)門控制裝置由門內(nèi)光電探測開關(guān)K1、門外光電探測開關(guān)K2、開門到位限位開關(guān)K3、關(guān)門到限位開關(guān)K4、開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。光電探測開關(guān)為無光導(dǎo)通，有光斷開。2．控制要求：

（1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。

（2）自動(dòng)門在開門位置停留8s后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。

（3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。

（4）在門打開后的10s等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開始等待10s后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。

（5）開門與關(guān)門不可同時(shí)進(jìn)行 3.I/O編址

4.編程并借助實(shí)驗(yàn)箱上的發(fā)光二極管模擬調(diào)試

四、完成課程設(shè)計(jì)說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、時(shí)序圖或框圖、I/O接線圖 3.三菱PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的應(yīng)用比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 MITSUBISHI（三菱）PLC O組 一、八層電梯樓層定位及顯示的梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.控制要求：

（1）根據(jù)各樓層行程開關(guān)的狀態(tài)，確定轎廂所在樓層

（2）用九段LED數(shù)碼管作十進(jìn)制層樓位置顯示，如下圖所示：

2.九段碼編碼示意圖、真值表、I/O編址 3.用0作故障顯示

4.編程并借助實(shí)驗(yàn)箱上的發(fā)光二極管模擬調(diào)試 5.I/O端子接線圖 二、三相六拍步進(jìn)電機(jī)PLC梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.控制要求：

（1）三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有三個(gè)繞組：A、B、C，正轉(zhuǎn)通電順序?yàn)椋篈→AB→B→BC→C→CA→A 反轉(zhuǎn)通電順序?yàn)椋篈→CA→C→BC→B→AB→A

（2）要求能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制，而且正、反轉(zhuǎn)切換無須經(jīng)過停車步驟。

（3）具有兩種轉(zhuǎn)速：

#1開關(guān)合上，則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需0.5s。#2開關(guān)合上，則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需0.05s。

（4）要求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)100個(gè)步距角后自動(dòng)停止運(yùn)行 I/O編址 編程并借助實(shí)驗(yàn)箱上的發(fā)光二極管模擬調(diào)試

三、自行設(shè)計(jì)課題

要求：設(shè)計(jì)十字路口交通燈控制課題及程序

1.觀察桂林路漕寶路口交通燈（包括左轉(zhuǎn)彎燈和行人燈）的工作時(shí)序 2.設(shè)計(jì)課題：課題名稱、控制要求、時(shí)序圖、I/O編址 3.編程并借助實(shí)驗(yàn)箱上的發(fā)光二極管模擬調(diào)試

四、完成課程設(shè)計(jì)說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖（或時(shí)序圖）、I/O接線圖

3.三菱PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的應(yīng)用比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

西門子S7-200 PLC A組 一、十字路口交通信號燈PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.控制要求：

（1）系統(tǒng)工作受開關(guān)控制，起動(dòng)開關(guān) ON 則系統(tǒng)工作；起動(dòng)開關(guān) OFF 則系統(tǒng)停

止工作。

（2）控制對象有八個(gè)：

東西方向紅燈兩個(gè) , 南北方向紅燈兩個(gè)，東西方向黃燈兩個(gè) , 南北方向黃燈兩個(gè)，東西方向綠燈兩個(gè) , 南北方向綠燈兩個(gè)，東西方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個(gè)，南北方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個(gè)。

（3）控制規(guī)律：

1）高峰時(shí)段按時(shí)序圖二（見附圖）運(yùn)行，正常時(shí)段按時(shí)序圖三（見附圖）運(yùn)行，晚上時(shí)段按提示警告方式運(yùn)行，規(guī)律為： 東、南、西、北四個(gè)黃燈全部閃亮，其余燈全部熄滅，黃燈閃亮按亮 0.4 s，暗 0.6 s的規(guī)律反復(fù)循環(huán)。高峰時(shí)段、正常時(shí)段及晚上時(shí)段的時(shí)序分配按時(shí)序圖一運(yùn)行(見附圖)。2.編程并調(diào)試 3.I/O端子接線圖

時(shí)序圖一

高峰時(shí)段 7：00↘ ↙8：15 16：30↘ 正常時(shí)段

晚間時(shí)段 6：30↗

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 小時(shí)

時(shí)序圖二

00004 R-EW 00001 L——SN 00002 G 00003 Y

00008 R 00005 L 00006 G 00007 Y 10 20 30 40 50 60 70 80 90 SEC 時(shí)序圖三

00004 R-EW 00001 L 00002 G 00003 Y

00008 R—SN —SN —EW —EW —EW

——SN

—SN —SN

—SN —SN 00005 L—EW 00006 G—EW 00007 Y—EW 10 20 30 40 50 60 70 80 90 SEC

二、車庫車輛出入庫管理PLC梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.控制要求：

（1）入庫車輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過1#傳感器→2#傳感器后，計(jì)數(shù)器A加1，后退時(shí)經(jīng)過2#傳感器→1#傳感器后，計(jì)數(shù)器B減1；（計(jì)數(shù)器B的初始值由計(jì)數(shù)器A送來）只經(jīng)過一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。

（2）出庫車輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過2#傳感器→1#傳感器后，計(jì)數(shù)器B減1，后退時(shí)經(jīng)過1#傳感器→2#傳感器后，計(jì)數(shù)器A加1；只經(jīng)過一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作

（3）車輛入庫或出庫時(shí)，均應(yīng)有警鈴報(bào)警，定時(shí)3s鐘（4）倉庫啟用時(shí)，先對所有用到的存儲(chǔ)單元清零，并應(yīng)有倉庫空顯示

（5）若設(shè)倉庫容量為50輛車，則倉庫滿時(shí)應(yīng)報(bào)警并顯示。

（6）若同時(shí)有車輛相對入庫和出庫（即入庫車輛經(jīng)過1#傳感器，出庫車輛經(jīng)過2#傳感器），應(yīng)避免誤計(jì)數(shù)。2.I/O編址 編程并調(diào)試

I/O端子接線圖

三、自動(dòng)門控制裝置PLC梯形圖控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.自動(dòng)門控制裝置的硬件組成：

自動(dòng)門控制裝置由門內(nèi)光電探測開關(guān)K1、門外光電探測開關(guān)K2、開門到位限位開關(guān)K3、關(guān)門到限位開關(guān)K4、開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。光電探測開關(guān)為有光導(dǎo)通，無光斷開。2．控制要求：

（1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。

（2）自動(dòng)門在開門位置停留8s后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。

（3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。

（4）在門打開后的8s等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開始等待8s后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。

（5）開門與關(guān)門不可同時(shí)進(jìn)行 3.I/O編址 4.編程并調(diào)試 5.I/O端子接線圖

四、自行設(shè)計(jì)課題

要求：設(shè)計(jì)汽車自動(dòng)清洗裝置的PLC梯形圖控制課題及程序 觀察汽車自動(dòng)清洗過程（可網(wǎng)上查找資料）

2.設(shè)計(jì)課題：課題名稱、控制要求、工作框圖或時(shí)序圖、I/O編址 3.編程并調(diào)試 4.I/O端子接線圖

五、完成課程設(shè)計(jì)說明書 1.課題名稱及要求

程序（包括注釋）、框圖或時(shí)序圖、I/O接線圖

西門子PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的應(yīng)用比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

西門子S7-200 PLC B組 一、五相十拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.控制要求：

（1）五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有五個(gè)繞組: A、B、C、D、E , 正轉(zhuǎn)通電順序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB

反轉(zhuǎn)通電順序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB

（2）用五個(gè)開關(guān)控制其工作：

#1開關(guān)控制其運(yùn)行(啟 / 停)。

#2 開關(guān)控制其低速運(yùn)行(轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需 0.5 s)。#3 開關(guān)控制其中速運(yùn)行(轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需 0.1 s)。#4 開關(guān)控制其低速運(yùn)行(轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需 0.03 s)。#5 開關(guān)控制其轉(zhuǎn)向(ON 為正轉(zhuǎn)，OFF 為反轉(zhuǎn))。2.I/O編址 3．編程并調(diào)試 4.I/O端子接線圖

二、飲料灌裝生產(chǎn)流水線PLC梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.控制要求：

（1）系統(tǒng)通過開關(guān)設(shè)定為自動(dòng)操作模式，一旦啟動(dòng)，則傳送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)并一直保持到停止開關(guān)動(dòng)作或灌裝設(shè)備下的傳感器檢測到一個(gè)瓶子時(shí)停止；瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須自動(dòng)啟動(dòng)，并保持到又檢測到一個(gè)瓶子或停止開關(guān)動(dòng)作

（2）當(dāng)瓶子定位在灌裝設(shè)備下時(shí)，停頓1s，灌裝設(shè)備開始工作，灌裝過程為5s鐘，灌裝過程應(yīng)有報(bào)警顯示，5s后停止并不再顯示報(bào)警；報(bào)警方式為紅燈以0.5s間隔閃爍

（3）用兩個(gè)傳感器分別檢測空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，用計(jì)數(shù)器記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，一旦系統(tǒng)啟動(dòng)，即開始記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)

（4）若每24瓶為一箱，記錄產(chǎn)品箱數(shù)

（5）每隔8小時(shí)將空瓶及滿瓶計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值轉(zhuǎn)存至其他寄存器，然后對計(jì)數(shù)器自動(dòng)清零，重新開始計(jì)數(shù)。

（6）可以手動(dòng)對計(jì)數(shù)器清零（復(fù)位）2.編程并調(diào)試 3.畫出I/O端子接線圖

三、自行設(shè)計(jì)“全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制”課題

要求： 1.課題名稱 2.控制要求 3.工作框圖.4.I/O設(shè)置 5.編程并調(diào)試

四、完成課程設(shè)計(jì)說明書 1.課題名稱及要求 程序（包括注釋）、框圖、I/O接線圖

西門子PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的應(yīng)用比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

西門子S7-200 PLC C組 一、八層電梯樓層定位及顯示的梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.控制要求：（1）根據(jù)各樓層行程開關(guān)的狀態(tài)，確定轎廂所在樓層

（2）用九段LED數(shù)碼管作十進(jìn)制層樓位置顯示，如下圖所示：

2.九段碼編碼示意圖、真值表、I/O編址 3.編程并調(diào)試 4.I/O端子接線圖 二、三相六拍步進(jìn)電機(jī)PLC梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.控制要求：

（1）三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有三個(gè)繞組：A、B、C，正轉(zhuǎn)通電順序?yàn)椋篈→AB→B→BC→C→CA→A

反轉(zhuǎn)通電順序?yàn)椋篈→CA→C→BC→B→AB→A

（2）要求能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制，而且正、反轉(zhuǎn)切換無須經(jīng)過停車步驟。

（3）具有兩種轉(zhuǎn)速：

#1開關(guān)合上，則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需0.5s。#2開關(guān)合上，則轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角需0.05s。

（4）要求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)100個(gè)步距角后自動(dòng)停止運(yùn)行

（5）在完成上述功能的基礎(chǔ)上，增加功能：

設(shè)置按鈕K1，每按一次K1，轉(zhuǎn)速增加一檔（即轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角所需時(shí)間減少0.01s）設(shè)置按鈕K2，每按一次K2，轉(zhuǎn)速減少一檔（即轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角所需時(shí)間增加0.01s）I/O編址 編程與調(diào)試

三、自行設(shè)計(jì)課題

要求：設(shè)計(jì)十字路口交通燈控制課題及程序

1.觀察桂林路漕寶路口交通燈（包括左轉(zhuǎn)彎燈和行人燈）的工作時(shí)序 2.設(shè)計(jì)課題：課題名稱、控制要求、時(shí)序圖、I/O編址 3.編程并調(diào)試 4.I/O端子接線圖

四、完成課程設(shè)計(jì)說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖、I/O接線圖

3.西門子PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的應(yīng)用比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

西門子S7-200 PLC D組

一、自動(dòng)門控制裝置PLC梯形圖控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.自動(dòng)門控制裝置的硬件組成：

自動(dòng)門控制裝置由門內(nèi)光電探測開關(guān)K1、門外光電探測開關(guān)K2、開門到位限位開關(guān)K3、關(guān)門到限位開關(guān)K4、開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。光電探測開關(guān)為無光導(dǎo)通，有光斷開。2．控制要求：

（1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。（2）自動(dòng)門在開門位置停留8s后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。

（3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。

（4）在門打開后的10s等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開始等待10s后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。

（5）開門與關(guān)門不可同時(shí)進(jìn)行 3.I/O編址 4.編程并調(diào)試 5.I/O端子接線圖

二、物業(yè)供水系統(tǒng)水泵梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試

某物業(yè)供水系統(tǒng)有水泵4臺(tái)，供水管道安裝壓力檢測開關(guān)K1，K2和K3。K1接通，表

示水壓偏低；K2接通，表示水壓正常；K3接通，表示水壓偏高。1.控制要求：

（1）自動(dòng)工作時(shí)，當(dāng)用水量少，壓力增高，K3接通，此時(shí)可延時(shí)30s后撤除1臺(tái)水泵

工作，要求先工作的水泵先切斷；當(dāng)用水量多時(shí)，壓力降低，K1接通，此時(shí)可延時(shí)30s后增設(shè)1臺(tái)水泵工作，要求未曾工作過的水泵增加投入運(yùn)行；當(dāng)K2接通，表示供水正常，可維持水泵運(yùn)行數(shù)量。工作時(shí)，要求水泵數(shù)量最少為1臺(tái)，最多不得超出4臺(tái)。（2）各水泵工作時(shí)，均應(yīng)有工作狀態(tài)顯示。

（3）手動(dòng)工作時(shí)，要求4臺(tái)水泵可分別獨(dú)立操作（分設(shè)起動(dòng)和停止開關(guān)），并分別具有

過載保護(hù)，可隨時(shí)對單臺(tái)水泵進(jìn)行斷電控制（若輸入點(diǎn)不夠，可用I/O擴(kuò)展模塊）

（4）設(shè)置“自動(dòng)/手動(dòng)”切換開關(guān)（ON——手動(dòng)，OFF——自動(dòng)），另設(shè)自動(dòng)運(yùn)行控制開關(guān)（ON——自動(dòng)運(yùn)行，OFF——自動(dòng)運(yùn)行停止）。2.畫出運(yùn)行框圖，I/O編址，編程并調(diào)試 3.畫出I/O端子接線圖。

三、全自動(dòng)洗衣機(jī)梯形圖控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.控制要求：

（1）按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開關(guān)

（2）注水直到高（中、低）水位，關(guān)水

（3）2s后開始洗滌

（4）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30s，停2s，然后反轉(zhuǎn)30s，停2s（5）如此循環(huán)5次，總共320s后開始排水，排空后脫水30s（6）開始清洗，重復(fù)（2）～（5），清洗兩遍

（7）清洗完成，報(bào)警3s并自動(dòng)停機(jī)

（8）若按下停車按扭，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水（不計(jì)數(shù)）

輸入點(diǎn)： 輸出點(diǎn)：

啟動(dòng) 10001 低水位檢測 10009 啟動(dòng)洗衣機(jī) 00001 停止 10002 手動(dòng)排水 10010 進(jìn)水閥 00002 高水位 10003 手動(dòng)脫水 10011 正轉(zhuǎn) 00003 中水位 10004 反轉(zhuǎn) 00004 低水位 10005 排水 00005 排空檢測 10006 脫水 00006 高水位檢測 10007 報(bào)警 00007 中水位檢測 10008 2.若要求啟動(dòng)開關(guān)分為標(biāo)準(zhǔn)洗和輕柔洗，試改變有關(guān)輸入點(diǎn)，并在程序中加入輕柔洗功能（輕柔洗過程自定）3.I/O編址 4.編程并調(diào)試

四、MODICON PLC梯形圖控制程序的移植

要求：

1.將教材中五層電梯模型的梯形圖控制程序改成S7-200 PLC的梯形圖控制程序

2.I/O編址：設(shè)有開關(guān)量I/O擴(kuò)展模塊2個(gè)，均為8×24VDC輸入/8×繼電器輸出 3.試畫出I/O端子接線圖

五、完成課程設(shè)計(jì)說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、框圖、I/O接線圖

3.西門子PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的應(yīng)用比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

西門子S7-200 PLC E組 一、四分頻電路梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試

要求：

1.解讀MODICON PLC的二分頻電路梯形圖程序，用STEP7設(shè)計(jì)四分頻電路梯形圖程序并調(diào)試，畫出四分頻時(shí)序圖。2.控制要求：

輸入點(diǎn)引入信號脈沖，輸出點(diǎn)輸出的脈沖是輸入脈沖的四分頻信號。

二分頻時(shí)序圖如下： 輸入10001 輸出00002 MODICON PLC二分頻梯形圖：

（）10001 00101 00100（）10001 00101（）00100 00002 00102（）00100 00102 00002 00002

二、自行設(shè)計(jì)課題

要求：設(shè)計(jì)汽車自動(dòng)清洗裝置的PLC梯形圖控制課題及程序 1.觀察汽車自動(dòng)清洗過程（可網(wǎng)上查找資料）

2.設(shè)計(jì)課題：課題名稱、控制要求、工作框圖或時(shí)序圖、I/O編址 3.編程并調(diào)試 4.I/O端子接線圖

三、MODICON PLC梯形圖控制程序的移植

1.將教材中五層電梯模型的梯形圖控制程序改成S7-200 PLC的梯形圖控制程序

2.I/O編址：設(shè)有開關(guān)量I/O擴(kuò)展模塊2個(gè)，均為8×24VDC輸入/8×繼電器輸出

3.畫出I/O端子接線圖

4．完成PLC與電梯模型的接線并運(yùn)行調(diào)試

四、完成課程設(shè)計(jì)說明書 1.課題名稱及要求 2.程序（包括注釋）、框圖、I/O接線圖

3.西門子PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的應(yīng)用比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

西門子S7-200 PLC F組

一、花式噴水池裝置PLC控制梯形圖的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.花式噴水池示意圖

圖a）中4為中間噴水管，3為內(nèi)環(huán)狀噴水管，2為中環(huán)形狀噴水管，1為外環(huán)形狀噴水管。圖b）中的選擇開關(guān)可有4種選擇，可分別用4個(gè)開關(guān)模擬實(shí)現(xiàn)；單步/連續(xù)開關(guān)為“1”= 單步，“0”= 連續(xù)，其他為單一功能開關(guān)。2.控制要求：

（1）水池控制電源開關(guān)接通后，按下啟動(dòng)按鈕，噴水裝置即開始工作。按下停止按鈕，則停止噴水。工作方式由“選擇開關(guān)”和“單步/連續(xù)”開關(guān)來決定。

（2）“單步/連續(xù)”開關(guān)在單步位置時(shí)，噴水池只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)；在連續(xù)位置時(shí)，噴水池反復(fù)循環(huán)運(yùn)行。（3）方式選擇開關(guān)用以選擇噴水池的噴水花樣，1～4號噴水管的工作方式選擇如下：

a）選擇開關(guān)在位置“1”——按下啟動(dòng)按鈕后，4號噴水，延時(shí)2s，3號噴水，再延時(shí)1.5s，2號噴水，再延時(shí)2s，1號噴水，然后全部停止1s，接著一起噴水15s為一個(gè)循環(huán)。

b）選擇開關(guān)在位置“2”——按下啟動(dòng)按鈕后，1號噴水，延時(shí)2s，2號噴水，再延時(shí)2s，3號噴水，再延時(shí)2s，4號噴水，然后全部停止0.5s，接著一起噴水30s為一個(gè)循環(huán)。

c）選擇開關(guān)在位置“3”——按下啟動(dòng)按鈕后，1、3號同時(shí)噴水，延時(shí)3s后，2、4號同時(shí)噴水，1、3號停止噴水；交替運(yùn)行5次后，1～4號同時(shí)噴水20s為一個(gè)循環(huán)。

d）選擇開關(guān)在位置“4”——按下啟動(dòng)按鈕后，噴水池1～4號水管的工作順序?yàn)椋?1→2→3→4按順序延時(shí)2s噴水，然后一起噴水10s后，按1→1+2→2→2+3→3→3+4→4→4+1號水管以1s間隔順序噴水，小循環(huán)3次后，一起噴水2s，再停止1s，由4→3→2→1反序分別延時(shí)2s噴水，然后再一起噴水10s為一個(gè)大循環(huán)。

（4）不論在什么工作方式，按下停止按鈕，噴水池立即停止工作，所有存儲(chǔ)器復(fù)位。

3.I/O編址 4.編程并調(diào)試 5.I/O端子接線圖

二、帶有顯示的十字路口交通信號燈控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.系統(tǒng)框圖：

2.控制要求：

（1）南北方向?yàn)橹鞲傻?，綠燈亮的時(shí)間比東西方向次干道綠燈亮的時(shí)間多一倍，黃燈間隔0.5s閃爍3 s后切換到紅燈，信號燈工作時(shí)序圖如下，一次循環(huán)共需96s。（2）時(shí)序圖：

（3）主干道的數(shù)碼顯示應(yīng)該與紅、黃及綠燈同步，且兩條主、次干道應(yīng)該一樣顯示。比如：南北方向綠燈亮?xí)r，東西方向和南北方向均應(yīng)顯示數(shù)字63（綠燈亮60s，黃燈亮3s），然后隔秒減1，當(dāng)減到0時(shí)，換成東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，此時(shí)，數(shù)碼管應(yīng)顯示33，然后隔秒減1，當(dāng)減到0時(shí)，再進(jìn)行切換，完成一次工作循環(huán)。

（4）*有白天/夜間操作轉(zhuǎn)換開關(guān)、運(yùn)行/停止開關(guān)、緊急操作開關(guān)1#、2#，其功能如下：

白天/夜間操作轉(zhuǎn)換開關(guān)在“白天”位置時(shí)，按上述時(shí)序正常工作，在“夜間”位置時(shí)，兩邊均只有黃燈閃爍

運(yùn)行開關(guān)在接通電源時(shí)，方可切換白天/夜間開關(guān)

開關(guān)在“運(yùn)行”位置時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)，在“停止”位置時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉

當(dāng)有特殊情況（如事故）需某一方向的綠燈一直亮，則應(yīng)用緊急操作開關(guān)實(shí)現(xiàn)次功能。比如：1#開關(guān)=“1”，則南北方向綠燈一直亮，東西方向紅燈一直亮，2#開關(guān)=“1”，則東西方向綠燈一直亮，南北方向紅燈一直亮，關(guān)閉緊急開關(guān)，則系統(tǒng)恢復(fù)正常。

3.編程并模擬調(diào)試

4.畫出I/O端子接線圖（用一個(gè)I/O擴(kuò)展模塊）

.三、完成課程設(shè)計(jì)說明書 1.課題名稱及要求 2.程序（包括注釋）、框圖、I/O接線圖

3.西門子PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的應(yīng)用比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

《PLC原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

西門子S7-200 PLC G組

一、霓虹燈廣告屏裝置PLC控制梯形圖的設(shè)計(jì)與調(diào)試 1.霓虹燈廣告屏示意圖

該廣告屏共有8根燈管，24只流水燈，每4只燈為一組，如下圖所示：

2.控制要求：：

（1）該廣告屏中間8根燈管亮滅的時(shí)序?yàn)椋旱?根亮→2亮→3亮→??→第8根亮，時(shí)間間隔為1s，全亮后，顯示10s，再反過來從8→7→??→1按1s間隔順序熄滅，全滅后停亮2s；再從第8根開始亮，順序點(diǎn)亮7→6→??→1，時(shí)間間隔1s，顯示5s，再從1→2→??→8按1s間隔順序熄滅，全滅后停亮2s，然后重復(fù)運(yùn)行，周而復(fù)始。

（2）24只流水燈，4個(gè)一組分成6組，從Ⅰ→Ⅱ→??→Ⅵ按1s時(shí)間間隔依次向前移動(dòng)，且點(diǎn)亮?xí)r每相隔1燈為亮，即從Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同時(shí)Ⅰ“①、③”滅→Ⅲ“、”亮，同時(shí)Ⅱ“⑤、⑦”滅??，如此移動(dòng)一段時(shí)間（如30s）后，再反過來移動(dòng)一段時(shí)間：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同時(shí)Ⅵ“、”滅，??如此循環(huán)往復(fù)。

（3）系統(tǒng)有單步/連續(xù)控制，有起動(dòng)和停止按鈕。

（4）起動(dòng)時(shí)，燈管和流水燈同時(shí)起動(dòng)，關(guān)閉時(shí)，可同時(shí)也可分別關(guān)閉。

（5）要求有移位指令的應(yīng)用

（6）*在控制要求1中，若要求將全亮后顯示10s改為以0.5s間隔同時(shí)閃爍5s，試修改程序。3.編程并模擬調(diào)試

4.畫出I/O端子接線圖（用2個(gè)I/O擴(kuò)展模塊）

二、自行設(shè)計(jì)課題

要求：設(shè)計(jì)汽車自動(dòng)清洗裝置的PLC梯形圖控制課題及程序 1.觀察汽車自動(dòng)清洗過程（可網(wǎng)上查找資料）

2.設(shè)計(jì)課題：課題名稱、控制要求、工作框圖或時(shí)序圖、I/O編址 3.編程并調(diào)試 4.I/O端子接線圖

三、完成課程設(shè)計(jì)說明書 1.課題名稱及要求

2.程序（包括注釋）、時(shí)序圖或框圖、I/O接線圖

3.西門子PLC與MODICON PLC相關(guān)指令的應(yīng)用比較、運(yùn)行情況及調(diào)試小結(jié)等 4.課程設(shè)計(jì)的心得

第五篇：DWI原理和應(yīng)用

一、DWI的概念

1.定義：

彌散又稱擴(kuò)散，是指分子從周圍環(huán)境的熱能中獲取運(yùn)動(dòng)能量而使分子發(fā)生的一連串的、小的、隨機(jī)的位移現(xiàn)象并相互碰撞，也稱分子的熱運(yùn)動(dòng)或布朗運(yùn)動(dòng)。

2.DWI技術(shù)就是檢測擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的方法之一，由于一般人體MR成像的對象是質(zhì)子，主要是水分子中的質(zhì)子，因此DWI技術(shù)實(shí)際上是通過檢測人體組織中水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受限制的方向和程度等信息間接反映組織微觀結(jié)構(gòu)的變化。

3.生物組織內(nèi)的水分子的擴(kuò)散分為三大類：細(xì)胞外擴(kuò)散，細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散，跨膜擴(kuò)散，且擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受到組織結(jié)構(gòu)、細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器和組織大分子的影響。

4.影響水分子彌散的因素：膜結(jié)構(gòu)的阻擋，大分子蛋白物質(zhì)的吸附，微血管內(nèi)流動(dòng)血液的影響（？）。

5.DWI中的水分子：

1）

無創(chuàng)探測活體組織中水分子擴(kuò)散的唯一方法

2）

信號來源于組織中的自由水

3）

結(jié)合水盡管運(yùn)動(dòng)受限，但仍不能產(chǎn)生信號

4）

不同組織對自由水?dāng)U散限制程度不同

5）

產(chǎn)生DWI對比

6）

檢測組織中自由水限制性擴(kuò)散的程度

6.常規(guī)DWI，主要對細(xì)胞外自由水運(yùn)動(dòng)敏感

T2WI基礎(chǔ)上，施加擴(kuò)散梯度，組織信號衰減

1）

自由水?dāng)U散越自由=信號丟失多，DWI信號越低

2）

自由水?dāng)U散越受限=信號丟失少，DWI信號越高

7.在均勻介質(zhì)中，任何方向的彌散系數(shù)都相等，這種彌散稱為各向同性擴(kuò)散（eg.腦脊液）；在非均勻介質(zhì)中，各方向的彌散系數(shù)不等，這種彌散稱為各向異性擴(kuò)散（eg.腦白質(zhì)纖維素）。

各向異性擴(kuò)散在人體組織中是普遍存在的，其中最典型的是腦白質(zhì)神經(jīng)纖維束。水分子在神經(jīng)纖維長軸方向上擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)相對自由，而在垂直于神經(jīng)纖維長軸的方向上，水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)將明顯受到細(xì)胞膜和髓鞘的限制。

二、DWI的原理

1.以SE-EPI序列來介紹DWI的基本原理。

射頻脈沖使體素內(nèi)質(zhì)子的相位一致，射頻脈沖關(guān)閉后，由于組織的T2弛豫和主磁場不均勻?qū)⒃斐少|(zhì)子逐漸失相位，從而造成宏觀橫向磁化矢量的衰減。

除了上述兩種因素以外，我們在某個(gè)方向上施加一個(gè)擴(kuò)散梯度場，人為在該方向上制造磁場不均勻，造成體素內(nèi)質(zhì)子群失相位，然后在施加一個(gè)強(qiáng)度與持續(xù)時(shí)間完全相同的反向擴(kuò)散梯度場，則會(huì)出現(xiàn)兩種情況:在該方向上沒有位移的質(zhì)子不會(huì)受兩次梯度場強(qiáng)的影響而失相位，而移動(dòng)的質(zhì)子因兩次梯度場引起的相位變化不能相互抵消，而失相位信號衰減。

2.DWI通過測量施加擴(kuò)散敏感梯度場前后組織發(fā)生的信號強(qiáng)度變化，來檢測組織中水分子擴(kuò)散狀態(tài)（自由度及方向），后者可間接反映組織微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其變化。

體素中水分子都存在一定程度的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，其方向是隨機(jī)的，而在擴(kuò)散梯度場方向上的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)將造成體素信號的衰減，如果水分子在敏感梯度場方向上擴(kuò)散越自由，則在擴(kuò)散梯度場施加期間擴(kuò)散距離越大，經(jīng)歷的磁場變化也越大，組織信號衰減越明顯。

三、技術(shù)要點(diǎn)

1.DWI上組織信號強(qiáng)度的衰減主要因素：

1）擴(kuò)散敏感梯度場的強(qiáng)度，強(qiáng)度越大組織信號衰減越明顯；

2）擴(kuò)散敏感梯度場持續(xù)的時(shí)間，時(shí)間越長組織信號衰減越明顯；

3）兩個(gè)擴(kuò)散敏感梯度場的間隔時(shí)間，間隔時(shí)間越長，組織信號衰減越明顯；

4）組織中水分子的擴(kuò)散自由度，在擴(kuò)散敏感梯度場施加方向上水分子擴(kuò)散越自由，組織信號衰減越明顯。

2.b值對DWI的影響：DWI技術(shù)中把施加的擴(kuò)散敏感梯度場參數(shù)稱為b值或稱擴(kuò)散敏感系數(shù)。

1）

b值代表擴(kuò)散敏感系數(shù)；r代表磁旋比；Gi和Gj分別為i軸和j軸上的磁場梯度強(qiáng)度；δ代表梯度場持續(xù)時(shí)間；Δ代表兩個(gè)梯度場間隔時(shí)間。

2）

b值的選擇（表示應(yīng)用的梯度磁場的時(shí)間、幅度、形狀）

b值越高，擴(kuò)散的權(quán)重越重

b值越高，信號越弱

b值越高，信噪比越差

b值越高，相同TR內(nèi)可采集的層數(shù)越少

因會(huì)出現(xiàn)周圍神經(jīng)的刺激癥狀也限制了太高的b值。

較小的b值可得到的較高信噪比的圖像，但對水分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的檢測不敏感。

3）因此，b值的選擇非常重要，用小b值進(jìn)行DWI，在一定程度上反映了局部組織的微循環(huán)灌注，但所測得的ADC值穩(wěn)定性較差，且易受其他生理活動(dòng)的影響，不能有效反映水分子的彌散運(yùn)動(dòng)；用大b值進(jìn)行DWI，所測得的ADC值受局部組織的微循環(huán)灌注影響較小，能較好反映水分子的彌散運(yùn)動(dòng)，因此，大b值進(jìn)行DWI稱高彌散加權(quán)成像，用小b值進(jìn)行DWI稱低彌散加權(quán)成像。b=0時(shí)產(chǎn)生無彌散加權(quán)的t2wi。

4）擴(kuò)散圖像的b值的選擇主要應(yīng)滿足以下三個(gè)條件：

（1）能夠清晰顯示和分辨被檢組織。

（2）有效抑制t2透射效應(yīng)對擴(kuò)散圖像的影響。

（3）應(yīng)用盡可能高的b值，使被檢組織的ADC值更接近組織的真實(shí)D值。

三、DWI的方向性：

DWI是反映擴(kuò)散敏感梯度場方向上的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，為了全面反映組織在各方向上的水分子擴(kuò)散情況，需要在多個(gè)方向上施加擴(kuò)散敏感梯度場。如果在多個(gè)方向（6個(gè)以上方向）分別施加擴(kuò)散敏感梯度場，則可對每個(gè)體素水分子擴(kuò)散的各向異性作出較為準(zhǔn)確的檢測，這種MRI技術(shù)稱為擴(kuò)散張量成像（diffusion

tensor

imaging，DTI）。利用DTI技術(shù)可以很好地反映白質(zhì)纖維束走向，對于腦科學(xué)的研究將發(fā)揮很大的作用。

四、擴(kuò)散系數(shù)和表觀擴(kuò)散系數(shù)

1.分子布朗運(yùn)動(dòng)的方向是隨機(jī)的，其在一定方向上的彌散距離與相應(yīng)彌散時(shí)間的平方根之比為一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱為擴(kuò)散系數(shù)D。表示一個(gè)水分子單位時(shí)間內(nèi)隨機(jī)彌散運(yùn)動(dòng)的平均范圍，其單位為mm2/s。通過對施加擴(kuò)散敏感梯度場前后的信號強(qiáng)度檢測，在得知b值的情況下，我們可以計(jì)算組織的擴(kuò)散系數(shù)，需要指出的是造成組織信號衰減不僅僅是水分子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，水分子在擴(kuò)散敏感梯度場方向上各種形式的運(yùn)動(dòng)（或位置移動(dòng)）還將造成組織信號的衰減。

2.影響因素：

1）微觀因素：體液流動(dòng)、細(xì)胞的滲透性和溫度、毛細(xì)血管灌注、細(xì)胞內(nèi)外水的黏滯度、膜通透性的方向。

2）宏觀因素：呼吸、搏動(dòng)、蠕動(dòng)等。

3.因此利用DWI上組織信號強(qiáng)度變化檢測到的不是真正的擴(kuò)散系數(shù)，它還會(huì)受到其他形式水分子運(yùn)動(dòng)的影響。我們把檢測到的擴(kuò)散系數(shù)稱為表觀擴(kuò)散系數(shù)（apparent

diffusion

coeffecient，ADC）。

實(shí)際工作中用表觀擴(kuò)散系數(shù)(ADC)

來代替真正的擴(kuò)散系數(shù)，前者常明顯大于后者。

ADC

值的大小取決于成像物質(zhì)及其內(nèi)部分子的空間分布，b值的選擇，場強(qiáng)……

4.計(jì)算組織的ADC值至少需要利用2個(gè)以上不同的b值，其計(jì)算公式如下：

ADC=

ln（SI低/SI高）/（b高－b低）

式中SI低表示低b值DWI上組織的信號強(qiáng)度（b值可以是零）；SI高表示高b值DWI上組織的信號強(qiáng)度；b高表示高b值；b低表示低b值；ln表示自然對數(shù)。

五、（一）T2透射效應(yīng)（T2

shine

through）

1.DWI序列是在SE序列基礎(chǔ)上施加了彌散梯度的長TR長TE序列，無法消除T2WI效應(yīng)影響，這樣也使DWI信號強(qiáng)度的變化與ADC的變化并不一致。

2.由于t2延長作用使DWI上出現(xiàn)高信號，但ADC值升高，稱為T2透射效應(yīng)。

（二）T2廓清效應(yīng)（Washout）

ADC值升高和t2WI高信號的綜合結(jié)果造成DWI成等信號。

常見于血管源性水腫。

（三）T2暗化效應(yīng)

由于t2低信號而造成的DWI低信號。

多見于出血性病變。

通常發(fā)生順磁性磁敏感偽影。

六、偽影：

渦漩電流偽影，磁敏感偽影，N/2鬼影，化學(xué)位移偽影，運(yùn)動(dòng)偽影

七、臨床應(yīng)用：

（一）急性期腦梗死

病理生理：

1、急性期：

血供中斷，細(xì)胞缺血、缺氧，Na-K

ATP酶，大量Na離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)

細(xì)胞水腫（細(xì)胞毒性水腫）。細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)腫脹，擴(kuò)散受限，細(xì)胞內(nèi)能量代謝障礙導(dǎo)致細(xì)胞器裂解，產(chǎn)生大量碎片，造成細(xì)胞內(nèi)粘度增加，胞漿流動(dòng)減慢，導(dǎo)致擴(kuò)散進(jìn)一步受限細(xì)胞外間隙縮小，擴(kuò)散受限。

正常組織，水分子隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，呈低信號。

細(xì)胞毒性組織，水分子運(yùn)動(dòng)受限，呈高信號。

2.MRDWI檢查，則在發(fā)病后20～30min，即可見到局部的擴(kuò)散作用增加，呈現(xiàn)相應(yīng)的病理MR信號（高信號）。因此DWI序列又稱為中風(fēng)序列。

3.DWI反映的是細(xì)胞毒性水腫。

T2WI反映的是血管源性水腫。CT反映的是腦組織的壞死和水腫。