《電氣控制與可編程控制器》課程設(shè)計(jì)正文

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、課程設(shè)計(jì)的目的本課程的任務(wù)是使學(xué)生從實(shí)際工程應(yīng)用出發(fā)，在理論和實(shí)踐上掌握PLC的基本組成，工作原理，并通過(guò)設(shè)計(jì)典型的PLC控制系統(tǒng)，使學(xué)生對(duì)可編程序控器有一個(gè)完整的概念，并具有PLC控制系統(tǒng)研發(fā)的初步能力。在課程設(shè)計(jì)中使學(xué)生掌握可編程序控器的基本組成，工作原理；掌握PLC編程語(yǔ)言；掌握傳統(tǒng)的電氣控制圖；掌握可編程序控器自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方法。二、課程設(shè)計(jì)的開(kāi)展方式本課程為實(shí)踐性環(huán)節(jié)，采用教師指導(dǎo)加學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)的方式，包括以下兩方面：1 .課程設(shè)計(jì)開(kāi)始前，了解整個(gè)課程設(shè)計(jì)的目的、任務(wù)、步驟和方法；2 .課程設(shè)計(jì)任務(wù)主要由學(xué)生獨(dú)立完成，教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)。三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容

2、及時(shí)間安排課程設(shè)計(jì)時(shí)間為2013年12月23日至2013年12月27日1周，包括了解設(shè)計(jì)任務(wù)和實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)及調(diào)試操作。具體內(nèi)容及時(shí)間安排如下：工作內(nèi)容時(shí)間安排了解設(shè)計(jì)任務(wù)，熟悉課題要求天分析課題設(shè)計(jì)要求，查閱資料天電氣線路圖設(shè)計(jì)，總體框圖1天編制控制程序天程序調(diào)試，整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，設(shè)計(jì)圖紙1天提交設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，圖紙，進(jìn)行答辯天四、課程設(shè)計(jì)的考核辦法考核辦法：根據(jù)平時(shí)表現(xiàn)、答辯情況及課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)按五級(jí)分優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定成績(jī)。1 .課程設(shè)計(jì)態(tài)度及遵守紀(jì)律情況；2 .查閱資料、閱讀能力情況；3 .動(dòng)手操作能力情況；4 .系統(tǒng)需求分析、程序設(shè)計(jì)思路；5 .梯形圖（或語(yǔ)句表）編寫(xiě)情況；6 .

3、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)完成情況。五、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的主要組成部分1 .課題名稱及控制要求分析；2 .PLC的介紹及選型，電氣原理圖；3 .程序（包括注釋）、框圖、時(shí)序圖、I/O接線圖等；4 .有關(guān)的說(shuō)明及調(diào)試小結(jié)等；5 .課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，不少于15頁(yè)；6 .電氣原理圖、系統(tǒng)框圖、I/O接線圖共三張A3圖紙。六、提交格式要求1 .一律采用A4書(shū)寫(xiě)或打印，左側(cè)裝訂。2 .封面（應(yīng)包含：課程設(shè)計(jì)題目、姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)）3 .要求提交課程設(shè)計(jì)的電子文檔和程序。4 .具體格式見(jiàn)后面附表。課題一裝卸料小車(chē)PLC控制設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)原始資料和控制要求A點(diǎn)時(shí)一輛小車(chē)在A,B兩點(diǎn)之間運(yùn)行，在A,B兩點(diǎn)各設(shè)一個(gè)限位開(kāi)關(guān)，如

4、圖所示，小車(chē)在（后限位開(kāi)關(guān)受壓動(dòng)作），操作控制按鈕可使小車(chē)向前行至料斗下碰到前限位開(kāi)關(guān)，停止，裝料后再返回A地將料卸下。小車(chē)要求有4種控制方式。手動(dòng)控制方式，單周期運(yùn)行控制方式，雙周期運(yùn)行控制方式，自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行控制方式。手動(dòng)控制方式在手動(dòng)控制方式下，可用4個(gè)控制按鈕控制小車(chē)的向前、向后運(yùn)行，以及車(chē)門(mén)的打開(kāi)和料斗門(mén)的打開(kāi)。小車(chē)的運(yùn)行由三相異步電動(dòng)機(jī)控制，小車(chē)的車(chē)門(mén)和料斗的車(chē)門(mén)由電磁鐵控制，當(dāng)電磁鐵得電時(shí)，料斗門(mén)或斗門(mén)打開(kāi)，失電時(shí)關(guān)閉。手動(dòng)控制要求 小車(chē)向前運(yùn)行：小車(chē)在料斗下面時(shí)不能向前運(yùn)行，小車(chē)的車(chē)門(mén)在打開(kāi)時(shí)不能運(yùn)行，小車(chē)采用點(diǎn)動(dòng)控制，按下向前運(yùn)行按鈕，小車(chē)向前進(jìn)，當(dāng)小車(chē)行至料斗下時(shí)，碰到前限位

5、開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)停下來(lái)。 小車(chē)向后運(yùn)行：小車(chē)在A地點(diǎn)時(shí)不能后退，小車(chē)的車(chē)門(mén)在打開(kāi)時(shí)不能運(yùn)行，小車(chē)采用點(diǎn)動(dòng)控制，料斗門(mén)未關(guān)閉時(shí)不能運(yùn)行，按下向后運(yùn)行按鈕時(shí)，小車(chē)向后運(yùn)行至A地點(diǎn)時(shí)，小車(chē)碰到后限位開(kāi)關(guān)應(yīng)停下來(lái)。 料斗門(mén)打開(kāi)控制：小車(chē)必須在B點(diǎn)料斗門(mén)下時(shí)，才能打開(kāi)料斗門(mén)，以避免將料卸在地上。按一下料斗門(mén)打開(kāi)按鈕，控制料斗門(mén)的電磁鐵得電，斗門(mén)打開(kāi)，延時(shí)10秒種后電磁鐵失電斗門(mén)關(guān)閉。 車(chē)門(mén)打開(kāi)控制：小車(chē)必須在A地點(diǎn)時(shí)，才能打開(kāi)車(chē)門(mén)，以保證將料卸在規(guī)定地點(diǎn)。按一下車(chē)門(mén)打開(kāi)按鈕，控制車(chē)門(mén)的電磁鐵得電，車(chē)門(mén)打開(kāi)，延時(shí)10秒種后電磁鐵失電，車(chē)門(mén)關(guān)閉。單周期運(yùn)行控制要求小車(chē)在A地點(diǎn)，并且在車(chē)門(mén)關(guān)好的情況下，按一下向前運(yùn)行

6、按鈕。小車(chē)就從A地點(diǎn)運(yùn)行到B地點(diǎn)停下來(lái)，然后料斗門(mén)打開(kāi)裝料10秒鐘，之后小車(chē)自動(dòng)向后行到A地點(diǎn)停止，車(chē)門(mén)打開(kāi)卸料4秒鐘后，車(chē)門(mén)關(guān)閉。雙周期運(yùn)行控制要求小車(chē)在A地點(diǎn)時(shí)，按一下向前運(yùn)行按鈕，小車(chē)將循環(huán)兩次單周期的運(yùn)行過(guò)程。自動(dòng)循環(huán)控制方式要求小車(chē)在A地點(diǎn)時(shí)，按一下向前運(yùn)行按鈕，小車(chē)將自動(dòng)重復(fù)單周期運(yùn)行過(guò)程，斷開(kāi)運(yùn)行開(kāi)關(guān)時(shí)，小車(chē)將在完成一個(gè)循環(huán)之后，結(jié)束運(yùn)行。在手動(dòng)控制方式下不能運(yùn)行，單周期，雙周期和自動(dòng)運(yùn)行方式，反之，在單周期，雙周期和自動(dòng)運(yùn)行方式下也不能進(jìn)行手動(dòng)控制。本控制采用FX2N型可編程控制器，其輸入輸出端子分配如下：（僅供參考）X0：運(yùn)行開(kāi)關(guān)X1:前限位開(kāi)關(guān)X2：后限位開(kāi)關(guān)X3:手動(dòng)方式

7、X4：自動(dòng)方式X5:單循環(huán)方式X6：雙循環(huán)方式X7:問(wèn)前運(yùn)行按鈕X10：向后運(yùn)行按鈕X11:車(chē)門(mén)打開(kāi)按鈕Y0:向前運(yùn)行Y2:斗門(mén)電磁鐵X12:斗門(mén)打開(kāi)按鈕Y1:向后運(yùn)行Y3:車(chē)門(mén)電磁鐵課題二級(jí)運(yùn)輸皮帶自動(dòng)裝車(chē)控制（一）設(shè)計(jì)原始資料和控制要求多級(jí)運(yùn)輸皮帶控制系統(tǒng)控制過(guò)程:1 .料罐進(jìn)料放料由電磁閥YV1和YV2控制，當(dāng)料罐中的料位底于下料位監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，（SQ4=0）進(jìn)料閥YV1動(dòng)作，向料罐中進(jìn)料，當(dāng)料位高于上料位監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，（SQ3=1）進(jìn)料閥YV1關(guān)閉。2 .當(dāng)裝料小車(chē)到達(dá)裝車(chē)點(diǎn)時(shí)，裝車(chē)位開(kāi)關(guān)SQ1=1,此時(shí)黃燈亮，按下起動(dòng)按鈕SB1黃燈閃，2秒鐘后，黃燈滅，同時(shí)皮帶3起動(dòng)。再經(jīng)過(guò)2秒鐘后皮帶2起

8、動(dòng)，再過(guò)2秒鐘后皮帶1起動(dòng)。再過(guò)2秒后，放料閥YV2動(dòng)作進(jìn)行放料。當(dāng)小車(chē)裝滿后達(dá)到規(guī)定重量時(shí)，SQ2動(dòng)作，放料閥YV2關(guān)閉（YV2=0）。之后每隔2秒依次停皮帶1、皮帶2和皮帶3。在皮帶13全部停止的情況下，綠燈亮，表示可以開(kāi)車(chē)，而在皮帶13在運(yùn)行時(shí)，紅燈亮表示不能開(kāi)車(chē)。3 .停止控制：按下停止按鈕SB2、放料閥YV2關(guān)閥之后每隔2秒依次停皮帶1、皮帶2和皮帶3。按下急停按鈕SB3,放料閥和皮帶同時(shí)停止。4 .電路的保護(hù)：電路應(yīng)設(shè)總的短路保護(hù)，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)應(yīng)設(shè)短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)，當(dāng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)發(fā)生過(guò)載時(shí)應(yīng)逆序停止，工作停止過(guò)程和按停止按鈕的作用相同?？删幊绦蚩刂破鬏斎胼敵龆俗臃峙淙缦拢▋H供參考）X

9、0、起動(dòng)SB1X5、上料位SQ3Y3、皮帶2KM2XI、停止SB2X6、下料位SQ4Y4、皮帶3KM3X2、急停SB3Y0、進(jìn)料閥YV1Y5、黃燈HL1X3、車(chē)到位SQ1Y1、放料閥YV2Y6、紅燈HL2X4、車(chē)滿載SQ2Y2、皮帶1KM1Y7、綠燈HL3課題三液料自動(dòng)混合控制（一）設(shè)計(jì)原始資料和控制要求某一液料自動(dòng)混合裝置如下，用于將3種液體按一定的容積比例進(jìn)行混合液料自動(dòng)混合裝置工作示意圖1 .初始狀態(tài)，液罐為空的，電磁閥YV14、電動(dòng)機(jī)M均為失電狀態(tài)，液位傳感器SQ14均為不動(dòng)作狀態(tài)。2 .物料自動(dòng)混合控制。按下起動(dòng)按鈕SB1,電磁閥YV1的電，開(kāi)始注入液料1,當(dāng)液料1的液位達(dá)到液位傳感

10、器SQ3時(shí)，YV1關(guān)，YV2閥開(kāi)，注入液料2,當(dāng)液位達(dá)到液位傳感器SQ2時(shí)，YV2閥關(guān)，YV3閥開(kāi)，注入液料3,當(dāng)液位達(dá)到液位傳感器SQ1時(shí)，YV3閥關(guān)，攪拌電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)，攪拌20秒后停止，放液電磁閥YV4動(dòng)作，當(dāng)液位下降到液位傳感器SQ4以下時(shí)，再經(jīng)過(guò)5秒鐘（放掉剩余液體）后，SQ4閥關(guān)閉，之后，自動(dòng)循環(huán)上述過(guò)程。3 .停止操作。按下停止按鈕SB2,當(dāng)完成一個(gè)循環(huán)過(guò)程，即液灌液體放空后在全部停止。按下急停按鈕SB3,所有輸出立即停止。輸出輸入分配如下（參考）。X0、起動(dòng)SB1Y0、電動(dòng)機(jī)KMY7、液位3顯示HL3XI、停止SB2Y1、電磁閥YV1Y10、液位4顯示HL4X2、急停SB3Y2、

11、電磁閥YV2X3、1SQ1Y3、電磁閥YV3X4、2SQ2Y4、電磁閥YV4X5、3SQ3Y5、1顯示HL1X6、液位4SQ4Y6、液位2顯示HL2課題四自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)波輪式全自動(dòng)洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一個(gè)中心安裝的。外桶固定，作為盛水用，內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作為脫水（甩干）用。內(nèi)桶的四周有許多小孔，使內(nèi)、外桶的水流相通。洗衣機(jī)的進(jìn)水和排水分別有進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥控制。進(jìn)水時(shí)，控制系統(tǒng)使進(jìn)水電磁閥打開(kāi)，將水注入外桶；排水時(shí)，使排水電磁閥打開(kāi)將水由外桶排到機(jī)外。洗滌和脫水由同一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)，通過(guò)電磁閥離合器來(lái)控制，將動(dòng)力傳給洗滌波輪或甩干桶（內(nèi)桶）。電磁離合器失電，電動(dòng)機(jī)帶

12、動(dòng)洗滌波輪實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，進(jìn)行洗滌；電磁離合器得電，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)內(nèi)桶單向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行甩干（此時(shí)波輪不轉(zhuǎn)）。水位高低分別有高低水位開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢測(cè)。起動(dòng)按鈕用來(lái)起動(dòng)洗衣機(jī)工作。（一）控制要求起動(dòng)時(shí)，首先進(jìn)水，到高水位時(shí)停止進(jìn)水，開(kāi)始洗滌。正轉(zhuǎn)洗滌15s,暫停3s后反轉(zhuǎn)洗滌15s,暫停3s后再正轉(zhuǎn)洗滌，如此反復(fù)30次。洗滌結(jié)束后，開(kāi)始排水，當(dāng)水位下降到低水位時(shí)，進(jìn)行脫水（同時(shí)排水），脫水時(shí)間為10s。這樣完成依次從進(jìn)水到脫水的大循環(huán)過(guò)程。經(jīng)過(guò)3次大循環(huán)后（第2、3次為漂洗），進(jìn)行洗衣完成報(bào)警，報(bào)警10s后結(jié)束全過(guò)程，自動(dòng)停機(jī)。在洗滌過(guò)程中，按下停止按鈕。洗衣機(jī)停止工作。在洗衣機(jī)停止工作時(shí)，按下排水按鈕，洗衣

13、機(jī)排水電磁閥得電排水，當(dāng)水位下降到低水位開(kāi)關(guān)時(shí)，排水電磁閥失電停止排水。I/O設(shè)備及I/O點(diǎn)分配如表所示。I/O設(shè)備及I/O點(diǎn)分配如表輸入元件輸入點(diǎn)編號(hào)輸出元件輸出點(diǎn)編號(hào)起動(dòng)按鈕X0進(jìn)水電磁閥Y0停止按鈕X1電機(jī)正轉(zhuǎn)控制Y1排水按鈕X2電機(jī)反轉(zhuǎn)控制Y2高水位開(kāi)關(guān)X3排水電磁閥Y3低水位開(kāi)關(guān)X4脫水電磁離合器Y4報(bào)警蜂鳴器Y5課題五十字路口交通燈的控制1、設(shè)計(jì)目的綜合應(yīng)用所學(xué)PLC知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)交通燈控制系統(tǒng)；通過(guò)自行編程調(diào)試掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。2、任務(wù)描述：某十字路口的東西方向和南北方向分別安裝紅、綠、黃交通信號(hào)燈，設(shè)置如下圖所示:圖十字路口交通燈設(shè)置示意圖3控制要求：交通信號(hào)燈在白天

14、和夜晚的工作方式不同，由選擇開(kāi)關(guān)SA進(jìn)行控制。白天工作模式：具體控制要求為：當(dāng)SA選在白天位置時(shí)，信號(hào)燈按照預(yù)先規(guī)定的時(shí)序循環(huán)往復(fù)地工作，具體控制要求見(jiàn)表1-1,控制時(shí)序圖見(jiàn)圖表1-1交通信號(hào)燈的具體控制要求東西方向信號(hào)燈綠燈亮綠燈閃爍黃燈亮紅燈亮信號(hào)時(shí)間25S3S2S30S南北方向信號(hào)燈紅燈亮綠燈亮綠燈閃爍黃燈亮信號(hào)時(shí)間30S25S3S2S表中綠燈閃爍的頻率為1HZ,亮500Ms滅500Ms循環(huán)南北紅燈東西綠燈:東西黃燈:東西紅燈:南北綠燈L南北黃燈:圖交通信號(hào)燈白天工作時(shí)的時(shí)序圖夜晚工作模式：當(dāng)SA選擇夜晚工作模式時(shí)，紅燈和綠燈停止工作，只有黃燈一直閃爍，閃爍的頻率為1HZ（亮500Ms滅

15、500Ms循環(huán)）。4程序設(shè)計(jì)方案要求：要求用線性化編程和結(jié)構(gòu)化編程兩種編程方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。在結(jié)構(gòu)化編程中，以某一方向的紅燈和另一方向的綠燈和黃燈為控制對(duì)象編制FC1,OB1中調(diào)用FC1。并且東西向和南北向燈只能調(diào)用同一個(gè)FC1。課題六其他題目1）電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；2）霓虹燈顯示的PLC控制系統(tǒng)。3）亦可選擇自己感興趣的題目，但設(shè)計(jì)任務(wù)的分量、難度應(yīng)與上述3題相當(dāng)指導(dǎo)教師：郝萬(wàn)君2013年11月30日設(shè)計(jì)題目一：交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制要求：每個(gè)路口均設(shè)有3展燈，綠燈，黃燈和紅燈。其點(diǎn)亮順序?yàn)椋旱谝粫r(shí)段：東西向紅燈亮30s,南北向綠燈亮24s,然后綠燈間隔閃3次（共3s）,黃燈亮3s。第二時(shí)段：

16、南北向紅燈亮20s,東西向綠燈亮16s,然后綠燈間隔閃2次（共2s）,黃燈亮2s。上兩時(shí)段循環(huán)運(yùn)行。當(dāng)有行人要過(guò)馬路時(shí)，自行按下相應(yīng)人行道的通行按鈕，垂直向綠燈間隔閃爍2s或3s（依據(jù)所處方向，南北向則3s,東西向則2s）后，垂直向紅燈亮。與人行道平行的方向上綠燈亮。4s后綠燈閃爍2s或3s（依據(jù)所處方向，南北向則3s,東西向則2s）,進(jìn)入某一時(shí)段，恢復(fù)正常運(yùn)行。設(shè)計(jì)題目二：電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制要求：1）電梯層數(shù)3層以上，電梯按用戶的設(shè)定要求工作運(yùn)行2）可以在電梯外或電梯內(nèi)對(duì)電梯上升、下降進(jìn)行控制3）電梯運(yùn)行狀態(tài)和到達(dá)的位置都要有顯示4）其余功能同學(xué)可以自由地發(fā)揮設(shè)計(jì)題目三：霓虹燈顯示的

17、PLC控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)題目簡(jiǎn)介：按燈管、流水燈顯示的控制要求，設(shè)計(jì)霓虹燈顯示控制要求：詳見(jiàn)燈管、流水燈控制流程圖。設(shè)計(jì)提示：下面給出部分I/O的分配表FLC軟方#說(shuō)明10.0連鑄動(dòng)作植黃101單力廿K用?式0,2肩劭按扭IJ-燈苦如潴乩燈為J場(chǎng)梭制ID4打匿美閉按秘1I5院水打關(guān)間按胡IDB單步執(zhí)行牙關(guān)QQ0燈管100.1燈管2Q0.2燈管3UU.3trtt4Q0.4燈首5Qi5燈管0Q06燈管1Q07燈管1Q2J017米流水燈031IR#舐水燈h流水tr0332D#流水燈Q3/121F端水燈03522#流水燈O3E23#赤水燈Q3.724#流水燈S0.1燈莒kU遙個(gè)點(diǎn)充|S0.2|燈首后.五10Ut>S0.3Fl燈管8-1金卿燥滅比顯示2。鐘SD5I燈節(jié)8