建筑智能PLC課程設計指導書

1、電氣控制技術(shù)與plc課程設計指導書 課程設計 2周 一、課程設計目的通過課程設計使學生掌握可編程序控制器（PLC）的基本工作原理、指令系統(tǒng)、硬件連接，使學生掌握使用可編程序控制器的基本方法，鍛煉學生的對PLC的編程能力，用可編程序控制器解決電氣控制問題的能力。 二、課程設計的基本要求要求學生理解并掌握可編程序控制器（PLC）的基本工作原理及基本結(jié)構(gòu)、PLC的運行方式、外部接線及編程方法，訓練學生的獨立編程能力及用PLC解決現(xiàn)場控制問題的能力。要求學生能根據(jù)現(xiàn)場控制要求，自主編程和調(diào)試程序，全面建立起用PLC解決一個實際問題的全過程的概念 三、課程設計的主要內(nèi)容1 熟練編程軟件的使用；2 熟悉P

2、LC的結(jié)構(gòu)及實驗設備的使用；3 能熟練的使用PLC的基本邏輯指令與順控指令編寫順控程序； 4 能用PLC的功能指令、程序控制指令、PID指令等編寫有模擬量控制要求的程序。四、課程設計題目：1裝配流水線控制的模擬2機械手動作的模擬實現(xiàn)；3步進電動機控制的模擬；4軋鋼機控制系統(tǒng)模擬；5加工中心模擬實驗；6四層電梯控制系統(tǒng)的模擬；（暫時不做）7溫度PID控制； 8. 基于PLC通信方式的變頻器開環(huán)調(diào)速;（可選）9. 基于觸摸屏的LED數(shù)碼顯示控制;(可選)10. 基于觸摸屏的溫度PID控制。（可選） 11.病床呼叫器的PLC控制模擬； 12.花式噴泉的PLC控制； 13.彩燈廣告屏的PLC控制五本次

3、課程設計說明113個題目有難度區(qū)別。其中，前10個在PLC說明書有參考程序，后3個沒有；按題目排列順序，難度大致是依次從小到大。2課程設計題目必須從上述12個項目中選擇；3 每組學生不超過3人；同一個題目，每班不能超過2組選擇；4 難度等級與課程設計成績掛鉤；5 每組學生在課程設計完成后，寫出課程設計報告；6 教師根據(jù)學生的課程設計實際操作情況、題目難度等級、課程設計報告書寫情況三方面的綜合，給出學生的課程設計分數(shù)等級。六題目介紹：（一）裝配流水線控制的模擬1. 設計任務：完成裝配流水線的PLC控制。2.控制要求：傳送帶共有十六個工位，工件從1號位裝入，分別在A（操作1）、B（操作2）、C（操

4、作3）三個工位完成三種裝配操作，經(jīng)最后一個工位后送入倉庫；其它工位均用于傳送工件。3.設計內(nèi)容：1）計算輸入輸出點，編寫I/O對應表及內(nèi)部元件使用表；2). 編寫PLC控制程序，要求可以實現(xiàn)手動、單周期及連續(xù)工作3種操作方式；3）完成實驗所需要的硬件接線；4）利用實驗臺上的開關(guān)、按鈕、小指示燈等，模擬演示其工作過程；5）完成課程設計報告。（二）機械手動作的模擬實現(xiàn)；1. 設計任務：用PLC程序及實驗臺來實現(xiàn)機械手動作的模擬。2.控制要求：一個將工件由A處傳送到B處的機械手，上升/下降和左移/右移的執(zhí)行用雙線圈二位電磁閥推動氣缸完成。當某個電磁閥線圈通電，就一直保持現(xiàn)有的機械動作，例如一旦下降的

5、電磁閥線圈通電，機械手下降，即使線圈再斷電，仍保持現(xiàn)有的下降動作狀態(tài)，直到相反方向的線圈通電為止。另外，夾緊/放松由單線圈二位電磁閥推動氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊動作，線圈斷電時執(zhí)行放松動作。設備裝有上、下限位和左、右限位開關(guān)，它的工作過程如圖所示，有八個動作，即為：啟動、停止用按鈕實現(xiàn)，限位開關(guān)用鈕子開關(guān)來模擬，電磁閥和原位指示燈用發(fā)光二極管來模擬。3.設計內(nèi)容：1）計算輸入輸出點，編寫I/O對應表及內(nèi)部元件使用表；2). 編寫PLC控制程序，要求可以實現(xiàn)手動、單周期及連續(xù)工作3種操作方式；3）完成實驗所需要的硬件接線；4）利用實驗臺上的開關(guān)、按鈕、小指示燈等，模擬演示其工作過程；5）完成課

6、程設計報告。（三）步進電動機控制的模擬1. 設計任務：模擬步進電機的工作，用 PLC控制。2.控制要求：對五相步進電動機五個繞組依次自動實現(xiàn)如下方式的循環(huán)通電控制：第一步：ABCDE第二步：AABBCCDDEEA第三步：ABABCBCBCDCDCDEDEDEA第四步：EAABCBCDCDEDEA用燈光的亮與滅用以模擬步進電機五個繞組的導電狀態(tài)。3.設計內(nèi)容：1）計算輸入輸出點，編寫I/O對應表及內(nèi)部元件使用表；2). 用狀態(tài)轉(zhuǎn)移及順控指令編寫PLC控制程序。；3）完成實驗所需要的硬件接線；4）在實驗臺上的掛箱上模擬演示其工作過程；5）完成課程設計報告。（四）軋鋼機控制系統(tǒng)模擬1. 設計任務：用

7、PLC實驗臺模擬軋鋼機控制系統(tǒng)。2.控制要求：當啟動按鈕SD按下，電機M1、M2運行，傳送鋼板，檢測傳送帶上有無鋼板的傳感器S1的信號（即開關(guān)為ON），表示有鋼板，電機M3正轉(zhuǎn)（MZ燈亮）；S1的信號消失（為OFF），檢測傳送帶上鋼板到位后的傳感器S2有信號（為ON），表示鋼板到位，電磁閥動作（YU1燈亮），電機M3反轉(zhuǎn)（MF燈亮）。Y1給一向下壓下量，S2信號消失，S1有信號，電機M3正轉(zhuǎn)重復上述過程。Y1第一次接通，發(fā)光管A亮，表示有一向下壓下量，第二次接通時，A、B亮，表示有兩個向下壓下量，第三次接通時，A、B、C亮，表示有三個向下壓下量，若此時S2有信號，則停機，須重新啟動。3.設計內(nèi)

8、容：1）計算輸入輸出點，編寫I/O對應表及內(nèi)部元件使用表；2). 編寫PLC控制程序，要求可以實現(xiàn)單周期及連續(xù)工作2種操作方式；3）完成實驗所需要的硬件接線；4）利用實驗臺上的開關(guān)、按鈕、小指示燈等，模擬演示其工作過程；5）完成課程設計報告。（五）加工中心模擬實驗1. 設計任務：.了解加工中心的工作情況，利用PLC實驗臺模擬對加工中心的控制。2.控制要求：對整個實驗過程實現(xiàn)自動模擬演示。加工中心由X軸、Y軸、Z軸模擬加工中心三坐標的六個方向進給運動。圍繞T1-T6刀具，分別運用X軸的左右運動；Y軸的前后運動；Z軸的上下運動實現(xiàn)整個過程的演示。在X、Y、Z軸運動中、別用DECX、DECY、DEC

9、Z按鈕模擬伺服電機的反饋控制。用X左、X右撥動開關(guān)模擬X軸的左、右方向限位；用Y前、Y后模擬Y軸的前、后限位；用Z上、Z下模擬刀具的退刀和進刀過程中的限位現(xiàn)象。T1、T2、T3為鉆頭，用其實現(xiàn)鉆功能；T4、T5、T6為銑刀，用其實現(xiàn)銑刀功能。刀具轉(zhuǎn)換順序：T1鉆頭T2鉆頭T3鉆頭T4銑刀T5銑刀T6銑刀3.設計內(nèi)容：1）計算輸入輸出點，編寫I/O對應表及內(nèi)部元件使用表；2). 編寫PLC控制程序，要求可以實現(xiàn)單周期及連續(xù)工作2種操作方式；3）完成實驗所需要的硬件接線；4）利用實驗臺上的開關(guān)、按鈕、小指示燈等，模擬演示其工作過程；5）完成課程設計報告。（六）四層電梯控制系統(tǒng)的模擬1. 設計任務：

10、編寫用PLC控制四層電梯運行的程序，在模型上完成模擬演示。2. 控制要求電梯由安裝在各樓層廳門口的上升和下降呼叫按鈕進行呼叫操縱。電梯轎廂內(nèi)設有樓層內(nèi)選按鈕S1S4，用以選擇需?？康臉菍?。L1為一層指示、L2為二層指示、L3為三層指示、L4為四層指示，SQ1SQ4為到位行程開關(guān)。電梯上升途中只響應上升呼叫，下降途中只響應下降呼叫，任何反方向的呼叫均無效。例如，電梯停在一層，在三層轎廂外呼叫時，必須按三層上升呼叫按鈕，電梯才響應呼叫（從一層運行到三層），按三層下降呼叫按鈕無效；反之，若電梯停在四層，在三層轎廂外呼叫時，必須按三層下降呼叫按鈕，電梯才響應呼叫（從四層運行到三層），按三層上升呼叫按鈕

11、無效。3.設計內(nèi)容：1）計算輸入輸出點，編寫I/O對應表及內(nèi)部元件使用表；2). 編寫PLC控制程序；要求可以自動關(guān)門和手動關(guān)門；3）完成實驗所需要的硬件接線；4）利用實驗臺上的開關(guān)、按鈕、小指示燈等，模擬演示其工作過程；5）完成課程設計報告。（七）溫度PID控制1. 設計任務：用Pt100檢測溫度，用PLC實現(xiàn)溫度控制。采用PID算法。2. 控制要求 給加熱器設定一個溫度給定值，經(jīng)過一段時間的加熱，要求加熱器溫度基本可以穩(wěn)定在該值上。3. 設計內(nèi)容：1）掌握PLC模擬量輸入輸出模塊的使用；2). 掌握PLC中PID指令的使用；利用PID指令編寫PLC控制程序； 3）完成實驗所需要的硬件接線；

12、4）利用實驗臺上的掛件模擬演示其控制過程；5）完成課程設計報告。（八）. 基于PLC通信方式的變頻器開環(huán)調(diào)速;（可選）1. 設計任務：利用PLC與變頻器實現(xiàn)電機開環(huán)調(diào)速；2. 控制要求可以使用USS協(xié)議，實現(xiàn)變頻器與PLC之間的通訊，對電機實現(xiàn)調(diào)速控制。3. 設計內(nèi)容：1） 了解USS協(xié)議，了解變頻器的使用；2). 參考實驗說明，連接變頻器和PLC，編寫PLC控制程序，并進行變頻器的參數(shù)設置； 3）完成實驗所需要的接線；4）用小電機及實驗臺上的掛件演示運行情況；5）完成課程設計報告。（九）. 基于觸摸屏的LED數(shù)碼顯示控制;(可選)1. 設計任務：利用PLC與觸摸屏實現(xiàn)LED數(shù)碼顯示。2. 控

13、制要求循環(huán)模式：系統(tǒng)啟動時八組LED指示燈一段段的顯示，次序為AH；隨后顯示數(shù)字和字符，次序為09AF，并循環(huán)不止；單字模式：觸動鍵盤區(qū)的數(shù)字或字符時，LED指示燈顯示相應的數(shù)字和字符并保持不變。3. 設計內(nèi)容：1）了解觸摸屏的使用，了解觸摸屏與PLC的通訊，了解觸摸屏的組態(tài)；2). 參考實驗說明，編寫PLC控制程序，進行觸摸屏的組態(tài)設置，連接觸摸屏和PLC； 3）完成實驗所需要的接線；4）用實驗臺上的觸摸屏掛件演示運行情況；5）完成課程設計報告。（十）. 基于觸摸屏的溫度PID控制。（可選）1. 設計任務：利用PLC與觸摸屏實現(xiàn)PID溫度控制。2. 控制要求給加熱器設定一個溫度給定值，經(jīng)過一

14、段時間的加熱，要求加熱器溫度基本可以穩(wěn)定在該值上。3. 設計內(nèi)容：1）了解觸摸屏的使用，了解觸摸屏與PLC的通訊，了解觸摸屏的組態(tài)；2). 參考實驗說明，編寫PLC控制程序，完成觸摸屏的組態(tài)，連接觸摸屏和PLC； 3）完成實驗所需要的接線；4）用實驗臺上的觸摸屏掛件演示運行情況；5）完成課程設計報告。（十一）.病床呼叫器的PLC控制模擬；1. 設計任務：用PLC控制病床呼叫按鈕的響應。2. 控制要求 假設有3個房間，每個房間四個床位。 當某個病床按下按鈕，護士房的蜂鳴器發(fā)出短促音，同時指示燈閃爍（頻率自定）。當護士按下響應按鈕，蜂鳴器停止，指示燈在一段時間（可自定）后熄滅。 如果同時有多個呼叫

15、信號，護士房的蜂鳴器和指示燈仍要工作，直到對應的響應按鈕被按下。3. 設計內(nèi)容：1）計算輸入輸出點，編寫I/O對應表及內(nèi)部元件使用表；2). 編寫PLC控制程序；3）完成實驗所需要的硬件接線；4）利用實驗臺上的開關(guān)、按鈕、小指示燈等，模擬演示其工作過程；5）完成課程設計報告。（十二）.花式噴泉的PLC控制；1. 設計任務：用PLC控制一個花式噴泉。2. 控制要求 噴泉有四種花樣，四個噴頭，分別為1、2、3、4號。 按下啟動按鈕，噴泉開始工作；可用停止按鈕停止。 四種噴水花樣可供選擇：A按下啟動按鈕，4號開始噴水；延時2s后，3號開水噴水；2s后，2號噴水；再2s后。1號噴水。B噴水順序相反。C

16、1、3號同時噴水；延時3s后2、4號噴水，1、3號停止噴水；D先按1234順序各隔2s噴水，然后一起噴10s，然后依次停止，然后又一個循環(huán)。3. 設計內(nèi)容：1）計算輸入輸出點，編寫I/O對應表及內(nèi)部元件使用表；2). 編寫PLC控制程序；要求可以實現(xiàn)單周期及連續(xù)工作2種操作方式。3）完成實驗所需要的硬件接線；4）利用實驗臺上的開關(guān)、按鈕、小指示燈等，模擬演示其工作過程；5）完成課程設計報告。（十三）.彩燈廣告屏的PLC控制1. 設計任務：用PLC控制一個彩燈廣告屏。2. 控制要求 廣告屏中間有8根彩燈管，編號18，啟動后，點亮的順序為1號依次到8號，間隔2s，全亮10s后，按8號到1號順序開始熄滅，間隔1s。