電氣控制與PLC課程設(shè)計任務(wù)書

1、 電氣控制與PLC課程設(shè)計任務(wù)書2012年6月課程設(shè)計的目的：通過某生產(chǎn)設(shè)備或?qū)嶋H工程項目的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計實踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)設(shè)計過程、設(shè)計要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計方法。通過設(shè)計也有助于復(fù)習(xí)、鞏固以往所學(xué)的知識，達到靈活應(yīng)用的目的。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計必須滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝的要求，因此，設(shè)計之前必須了解設(shè)備的用途、結(jié)構(gòu)、操作要求和工藝過程，在此過程中培養(yǎng)從事電氣控制系統(tǒng)設(shè)計工作的整體觀念。課程設(shè)計應(yīng)強調(diào)能力培養(yǎng)為主，在獨立完成設(shè)計任務(wù)的同時，還要注意其他幾方面能力的培養(yǎng)與提高，如獨立工作能力與創(chuàng)造力；綜合運用專業(yè)及基礎(chǔ)知識的能力，解決實際工程技術(shù)問題的能力；查閱圖書資料、產(chǎn)品

2、手冊和各種工具書的能力；工程繪圖的能力；撰寫技術(shù)報告和編制技術(shù)資料的能力。設(shè)計內(nèi)容 1.確定控制任務(wù)2.系統(tǒng)總體控制方案設(shè)計3.系統(tǒng)構(gòu)成方案選擇4.PLC系統(tǒng)性能指標(biāo)選擇5.硬件軟件功能分配與協(xié)調(diào)6.接口設(shè)計 7.硬件設(shè)計 8.軟件設(shè)計 9.系統(tǒng)聯(lián)調(diào) 設(shè)計要求 要求學(xué)生掌握一定的理論基礎(chǔ)知識，同時具備一定的實踐設(shè)計技能，并且能夠利用PLC控制技術(shù)結(jié)合實際情況進行系統(tǒng)設(shè)計以及編程。在課程設(shè)計中，學(xué)生是主體，應(yīng)充分發(fā)揮他們的主動性和創(chuàng)造性。教師的主導(dǎo)作用是引導(dǎo)其掌握完成設(shè)計內(nèi)容的方法。為保證順利完成設(shè)計任務(wù)還應(yīng)做到以下幾點：1. 在接受設(shè)計任務(wù)后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和應(yīng)完成的設(shè)計內(nèi)容進度計劃，確定各階

3、段應(yīng)完成的工作量，妥善安排時間。2. 在方案確定過程中應(yīng)主動提出問題，以取得指導(dǎo)數(shù)師的幫助，同時要廣泛討論，依據(jù)充分。在具體設(shè)計過程中要多思考，尤其是主要參數(shù)，要經(jīng)過計算論證。3. 所有電氣圖樣的繪制必須符合國家有關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，包括線條、圖型符號、項目代號、回路標(biāo)號、技術(shù)要求、標(biāo)題欄、元器件明細表以及圖樣的折疊和裝訂。4. 說明書要求文字通順、簡練，字跡端正、整潔。5. 應(yīng)在規(guī)定的時間內(nèi)完成所有的設(shè)計任務(wù)。6. 如果條件允許，應(yīng)對自己的設(shè)計線路進行試驗論證，考慮進一步改進的可能性。四、設(shè)計方法 在接到設(shè)計任務(wù)書后，按原理設(shè)計和工藝設(shè)計兩方面進行。1原理圖設(shè)計的步驟 1) 根據(jù)要求擬定設(shè)計任務(wù)。

4、2) 根據(jù)拖動要求設(shè)計主電路。在繪制主電路時，可考慮以下幾個方面： 每臺電動機的控制方式，應(yīng)根據(jù)其容量及拖動負載性質(zhì)考慮其起動要求，選擇適當(dāng)?shù)钠饎泳€路。對于容量小（7.5kW以下）、起動負載不大的電動機，可采用直接起動；對于大容量電動機應(yīng)采用降壓起動。 根據(jù)運動要求決定轉(zhuǎn)向控制。 根據(jù)每臺電動機的工作制，決定是否需要設(shè)置過載保護或過電流控制措施。 根據(jù)拖動負載及工藝要求決定停車時是否需要制動控制，并決定采用何種控制方式。 設(shè)置短路保護及其他必要的電氣保護。 考慮其他特殊要求：調(diào)速要求、主電路參數(shù)測量、信號檢測等。3) 根據(jù)主電路的控制要求設(shè)計控制回路，其設(shè)計方法是： 正確選擇控制電路電壓種類及

5、大小。 根據(jù)每臺電動機的起動、運行、調(diào)速、制動及保護要求依次繪制各控制環(huán)節(jié)（基本單元控制線路）。 設(shè)置必要的聯(lián)鎖（包括同一臺電動機各動作之間以及各臺電動機之間的動作聯(lián)鎖）。 設(shè)置短路保護以及設(shè)計任務(wù)書中要求的位置保護（如極限位、越位、相對位置保護）、電壓保護、電流保護和各種物理量保護（溫度、壓力、流量等）。 根據(jù)拖動要求，設(shè)計特殊要求控制環(huán)節(jié)，如自動抬刀、變速與自動循環(huán)、工藝參數(shù)測量等控制。 按需要設(shè)置應(yīng)急操作。4) 根據(jù)照明、指示、報警等要求沒計輔助電路。5) 總體檢查、修改、補充及完善。主要內(nèi)容包括： 校核各種動作控制是否滿足要求，是否有矛盾或遺漏。 檢查接觸器、繼電器、主令電器的觸點使用

6、是否合理，是否超過電器元器件允許的數(shù)量。 檢查聯(lián)鎖要求能否實現(xiàn)。 檢查各種保護能否實現(xiàn)。 檢查發(fā)生誤操作所引起的后果與防范措施。6) 進行必要的參數(shù)計算。7) 正確、合理地選擇各電器元器件，按規(guī)定格式編制元件目錄表。8) 根據(jù)完善后的設(shè)計草圖，按電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制電氣原理線路圖，按電氣技術(shù)中的項目代號要求標(biāo)注器件的項目代號，按絕緣導(dǎo)線的標(biāo)記的要求對線路進行統(tǒng)一編號。2工藝設(shè)計步驟 1) 根據(jù)電氣設(shè)備的總體配置及電器元件的分布狀況和操作要求劃分電器組件，繪制電氣控制系統(tǒng)的總裝配圖和接線圖。2) 根據(jù)電器元器件的型號、外形尺寸、安裝尺寸繪制每一組件的元件布置圖（如電器安裝板、控制面板、電源、放大器等

7、）。3) 根據(jù)元器件布置圖及電氣原理編號繪制組件接線圖，統(tǒng)計組件進出線的數(shù)量、編號以及各組件之間的連接方式。4) 繪制并修改工藝設(shè)計草圖后，使可按機械、電氣制圖要求繪制工程圖。最后按設(shè)計過程和設(shè)計結(jié)果編寫設(shè)計說明書及使用說明書。五：提交內(nèi)容 1、完成設(shè)計說明書一份（包括原理的簡要說明和軟件的編程）(不少于5000字)；其中包括電氣原理圖一份。（要求用計算機繪圖，采用AUTOCAD或者其他繪圖軟件）、電氣安裝接線圖一份。（要求用計算機繪圖，采用AUTOCAD或者其他繪圖軟件）2、設(shè)計說明書和電氣原理圖必須按“電氣圖形符號”和“電氣技術(shù)文字符號”的國家標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計參考題：題目一：某組合機床的電氣控制

8、系統(tǒng)設(shè)計題目的參數(shù)和要求：如圖所示為某一組合機床的示意圖，左面為1#箱體移動式動力頭。主軸電機M1為5.5KW、1440轉(zhuǎn)/分鐘，1#箱體的進給電機為M3為1.5KW、1450轉(zhuǎn)/分鐘，工進與快進采用電磁鐵YV1（DC24V，10W）進行切換；右面為2#箱體移動式動力頭。主軸電機M2為5.5KW、1440轉(zhuǎn)/分鐘，2#箱體的工作進給電機為M4，為1.5KW、1450轉(zhuǎn)/分鐘，工進與快進采用電磁鐵YV2（DC24V，10W）進行切換。SQ1為左動力頭的原位限位，SQ3為左動力頭的快進限位，SQ5為左動力頭的工進限位，SQ2為右動力頭的原位限位，SQ4為右動力頭的快進限位，SQ6為右動力頭的工進限

9、位，具體要求如下：1.左、右兩動力頭均要求快進工進快退的工作循環(huán)。2.可使左、右兩動力頭同時工作，也可進行單獨調(diào)整。3.加工過程中需要進行冷卻。4.應(yīng)有電源有信號指示，動力頭正在工作信號指示。5.應(yīng)有局部照明必要的保護環(huán)節(jié)。題目二：某車床電氣控制系統(tǒng)設(shè)計題目的參數(shù)和要求：某車床主軸電機采用三相異步電動機：Y112M-4-85 4KW 380V 50HZ；冷卻泵電動機0.125KW 380V 50HZ，主軸電機采用電氣正反轉(zhuǎn)，冷卻泵單向運轉(zhuǎn)。主軸電機有SA1（3個位置正、停、反和3對觸頭）控制，冷卻泵電機有SA2（2個位置1對觸頭）控制。具體要求如下：1、采用PLC進行車床的控制。2、應(yīng)有電源有

10、信號指示。3、應(yīng)有局部照明必要的保護環(huán)節(jié)。題目三：工業(yè)洗衣機控制系統(tǒng)設(shè)計題目的參數(shù)和要求：洗衣機電機采用三相異步電機1.5KW 380V 50HZ,水位傳感器采用干簧管式，進水和排水閥門采用電磁閥DC24V 5W。具體要求如下：1、按下啟動按鈕及水位選擇開關(guān)，注水直到（高、中、低）水位，關(guān)水2、2s后開始洗滌3、洗滌時，正轉(zhuǎn)30s，停2s，然后反轉(zhuǎn)30s，停2s4、如此循環(huán)5次，總共320s后開始排水，排空后脫水30s5、開始清洗，重復(fù)（2）（5），清洗兩遍6、清洗完成，報警3s并自動停機題目四： 自動洗車機電氣控制系統(tǒng)設(shè)計題目的參數(shù)和要求：自動洗車機由門式框架組成，門式框架有一臺三相異步電機

11、拖動，4KW 380V 50HZ，在車頭和車尾處分別設(shè)置有一個行程開關(guān)，門式框架上安裝有3個刷子（上、左、右各1個），分別有1臺單向電機拖動，1.5KW 220V 50HZ，同時門式框架上安裝有3組噴水噴頭（上、左、右各1個），由一臺水泵電機拖動1KW 220V 50HZ，噴頭由電磁閥控制DC24V 5W。具體要求如下：1、按下啟動按鈕，洗車機框架開始由車頭向車尾移動，噴水設(shè)備開始噴水。2、門式框架移動到達車尾限位開關(guān)后，開始返回，并保持繼續(xù)噴水。3、門式框架移到車頭限位置后，保持噴水，同時刷子開始工作，框架開始向車尾移動。4、門式框架移到車尾限位置后，保持噴水，刷子轉(zhuǎn)動，框架開始向車頭移動。

12、5、重復(fù)上面第3、4步，框架向車頭移動至限位開關(guān)停止。洗車整個過程完成。啟動燈熄滅。題目五： 花樣噴泉的控制系統(tǒng)設(shè)計題目的參數(shù)和要求：系統(tǒng)由三相異步電機4KW 380V 50HZ拖動水泵，噴泉系統(tǒng)呈內(nèi)外4圈圓形分布，噴泉從里到外分為第一組1個噴頭、第二組4個噴頭、第三組8個噴頭、第四組16個噴頭，共有39個噴頭，每組噴頭噴出相同的花樣，由一個電磁閥DC24V 5W控制，系統(tǒng)設(shè)有啟動停止按鈕。具體要求如下：1、按下啟動按鈕后，第一組噴水；2、第一組噴水5秒后第二組噴水。3、第二組噴水6秒后第三組噴水。4、第三組噴水8秒后第四組噴水。5、第四組噴水5秒后第二組噴水。6、第二組噴水3秒后重復(fù)2、3、

13、4、5步驟。7、無論在何種噴水狀態(tài)下，按動停止按鈕后，系統(tǒng)停止。題目六： 賓館自動門控制系統(tǒng)設(shè)計題目的參數(shù)和要求：自動門控制裝置由感應(yīng)式開關(guān)、開門到位限位開關(guān)、關(guān)門到位限位開關(guān)、開門關(guān)門執(zhí)行機構(gòu)（一臺250W的直流電機拖動，正轉(zhuǎn)開門、反轉(zhuǎn)關(guān)門）組成。具體要求如下：1、當(dāng)開門感應(yīng)開關(guān)檢測到有人或物件要通過時，開門機構(gòu)開門，當(dāng)門到開門到位限位開關(guān)后，開門電機停止。2、自動門在開門位置停留8秒后，自動進入關(guān)門過程。3、在關(guān)門過程中，如果檢測到有人或物件要通過，立刻進入開門過程。4、在門打開后等待的8秒時間內(nèi)，如果有人或物件要通過，必須重新開始等待8秒，才能進入關(guān)門過程，以便人員安全通過。題目七：機械

14、手抓物電氣控制系統(tǒng)設(shè)計題目的參數(shù)和要求：機械手抓取物塊的結(jié)構(gòu)如圖所示。系統(tǒng)右3個氣缸組成，每個氣缸的動作分別由電磁閥控制DC24V 5W，工作過程如下：具體要求如下：（1）如果人工放置物塊到工作臺上，汽缸B向下動作。（2）汽缸B向下動作到位，汽缸C動作，抓緊物塊。（3）汽缸C動作，抓緊物塊后，汽缸B向上動作。（4）汽缸B向上動作到位后，汽缸A向左動作。（5）汽缸A向左動作到位后，汽缸B向下動作。（6）汽缸B向下動作到位后，汽缸C松開抓手，物塊放置到傳送帶上。（7）汽缸C松開抓手到位后，汽缸B向上動作。（8）汽缸B向上到位后，傳送帶轉(zhuǎn)動，送出物塊。同時汽缸A向右移動。（9）物塊送出后，汽缸A向右

15、移動。汽缸A向右移動到位后，進行下次循環(huán)。題目八：車輛出入庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計題目的參數(shù)和要求：車輛出入庫控制系統(tǒng)由入庫出卡器，車輛存在車輛檢測器，入庫欄桿機，入庫車輛檢測器（當(dāng)有車輛壓住檢測線圈時，控制器可以輸出一個開關(guān)信號，當(dāng)車輛離開時，控制器的輸出開關(guān)信號打開）、出庫車輛存在車輛檢測器、出庫欄桿機、庫里車輛數(shù)顯示器（2位7段數(shù)碼管，車庫共有50個車位）組成。欄桿機有單向異步電機拖動250W，AC220V具體要求如下：1、車輛入庫時，車輛檢測器檢測到車輛，司機并取出入庫卡后，欄桿機電機正轉(zhuǎn)，欄桿機抬起，車位顯示器的車位數(shù)減1。2、當(dāng)入庫車輛駛離入庫自動欄桿機后，欄桿機電機反轉(zhuǎn)，欄桿機自動下落

16、。3、車輛出庫時，車輛檢測器檢測到車輛，司機并取投入庫卡后，欄桿機電機正轉(zhuǎn)，欄桿機抬起，車位顯示器的車位數(shù)加1。4、當(dāng)入庫車輛駛離出庫自動欄桿機后，欄桿機電機反轉(zhuǎn)，欄桿機自動下落。5、控制器采用PLC控制。題目九：B100型棒材探傷傳動裝置控制系統(tǒng)設(shè)計題目的參數(shù)和要求：本系統(tǒng)是對放射性棒料進行超聲探傷檢測的送料和出料控制系統(tǒng)，其中利用超聲波技術(shù)隊放射性棒材的探傷由另外的系統(tǒng)完成。在此不予設(shè)計。B100型棒材超聲探傷檢測傳動裝置采用3臺電機，分別為：上料系統(tǒng)：動力：三相異步電機 1.5KW 1450r/min；下料系統(tǒng)：動力：三相異步電機 1.5KW 1450r/min；水泵：動力：水泵電機 90W 220V具體要求如下：1、上料電機要求（啟動，倒退，停止）功能，設(shè)置3個按鈕，下料電機要求（啟動，倒退，停止）功能，設(shè)置3個按鈕，水泵電機要去（