電氣控制與可編程控制器課程設(shè)計正文

1、電氣控制與可編程控制器課 程設(shè)計正文作者:日期:電氣控制與可編程控制器課程設(shè)計說明書課程設(shè)計任務(wù)書一、課程設(shè)計的目的本課程的任務(wù)是使學(xué)生從實際工程應(yīng)用出發(fā)，在理論和實踐上掌握PLC的基本組成,工作原理，并通過設(shè)計典型的PLC控制系統(tǒng)，使學(xué)生對可編程序控器有一個完整的概念，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編程語言;掌握傳統(tǒng)的電氣控制圖；掌握可編程序控器自動控制系統(tǒng)硬件軟件設(shè)計開發(fā)方法。二、課程設(shè)計的開展方式本課程為實踐性環(huán)節(jié)，采用教師指導(dǎo)加學(xué)生自己動手設(shè)計的方式，包括以下兩方面：1 課程設(shè)計開始前，了解整個課程設(shè)計的目的、任務(wù)

2、、步驟和方法；2 課程設(shè)計任務(wù)主要由學(xué)生獨立完成，教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)。三、課程設(shè)計的內(nèi)容及時間安排課程設(shè)計時間為 2013年12月23日至2013年12月27日1周，包括了解設(shè)計任務(wù) 和實際動手設(shè)計及調(diào)試操作。具體內(nèi)容及時間安排如下：工作內(nèi)容時間安排1了解設(shè)計任務(wù)，熟悉課題要求0.5天分析課題設(shè)計要求，查閱資料0.5天電氣線路圖設(shè)計，總體框圖1天編制控制程序1.5天程序調(diào)試，整理設(shè)計說明書，設(shè)計圖紙1天提交設(shè)計說明書，圖紙，進(jìn)行答辯0.5天四、課程設(shè)計的考核辦法考核辦法：根據(jù)平時表現(xiàn)、答辯情況及課程設(shè)計說明書按五級分優(yōu)、良、中、及格、 不及格評定成績。1 課程設(shè)計態(tài)度及遵守紀(jì)律情況；2 .查閱資料、

3、閱讀能力情況；3 .動手操作能力情況；4 系統(tǒng)需求分析、程序設(shè)計思路；5 梯形圖（或語句表）編寫情況；6 課程設(shè)計說明書完成情況。五、課程設(shè)計說明書的主要組成部分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、時序圖、I/O接線圖等；4 有關(guān)的說明及調(diào)試小結(jié)等；5課程設(shè)計說明書，不少于 15頁；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書寫或打印，左側(cè)裝訂。2. 封面（應(yīng)包含：課程設(shè)計題目、姓名、班級、學(xué)號）3. 要求提交課程設(shè)計的電子文檔和程序。4. 具體格式見后面附表。15課題一裝卸料小車PLC控制設(shè)

4、計小車一車門1.向前向后© （一）設(shè)計原始資料和控制要求后限位開關(guān)裝卸料小車工作示意圖一輛小車在A,B兩點之間運行，在A,B兩點各設(shè)一個限位開關(guān)，如圖所示，小車在A點時（后限位開關(guān)受壓動作），操作控制按鈕可使小車向前行至料斗下碰到前限位開關(guān)， 停止，裝料后再返回 A地將料卸下。小車要求有 4種控制方式。（1）手動控制方式，（2）單周期運行控制方式，（3）雙周期運行控制方式，（4）自動循環(huán)運行控制方式。1，手動控制方式在手動控制方式下，可用 4個控制按鈕控制小車的向前、向后運行，以及車門的打開 和料斗門的打開。小車的運行由三相異步電動機(jī)控制，小車的車門和料斗的車門由電磁鐵控制，當(dāng)電磁

5、鐵得電時，料斗門或斗門打開，失電時關(guān)閉。（1）手動控制要求 小車向前運行：小車在料斗下面時不能向前運行， 小車的車門在打開時不能運行，小車采用點動控制，按下向前運行按鈕，小車向前進(jìn)，當(dāng)小車行至料斗下時，碰到前限 位開關(guān)時應(yīng)停下來。 小車向后運行：小車在A地點時不能后退，小車的車門在打開時不能運行，小車采用點動控制，料斗門未關(guān)閉時不能運行，按下向后運行按鈕時，小車向后運行至A地點時，小車碰到后限位開關(guān)應(yīng)停下來。 料斗門打開控制：小車必須在B點料斗門下時，才能打開料斗門，以避免將料卸在地上。按一下料斗門打開按鈕，控制料斗門的電磁鐵得電，斗門打開，延時10秒種后電磁鐵失電斗門關(guān)閉。 車門打開控制：小

6、車必須在A地點時，才能打開車門，以保證將料卸在規(guī)定地點。按一下車門打開按鈕，控制車門的電磁鐵得電，車門打開，延時10秒種后電磁鐵失電，車門關(guān)閉。2，單周期運行控制要求小車在A地點，并且在車門關(guān)好的情況下，按一下向前運行按鈕。小車就從A地點運行到B地點停下來，然后料斗門打開裝料 10秒鐘，之后小車自動向后行到 A地點停 止，車門打開卸料 4秒鐘后，車門關(guān)閉。3，雙周期運行控制要求小車在A地點時，按一下向前運行按鈕，小車將循環(huán)兩次單周期的運行過程。4，自動循環(huán)控制方式要求小車在A地點時，按一下向前運行按鈕，小車將自動重復(fù)單周期運行過程，斷開運 行開關(guān)時，小車將在完成一個循環(huán)之后，結(jié)束運行。在手動控

7、制方式下不能運行，單周期，雙周期和自動運行方式，反之，在單周期，雙 周期和自動運行方式下也不能進(jìn)行手動控制。（僅供參考）本控制采用FX2N型可編程控制器，其輸入輸出端子分配如下:X0 :運行開關(guān)X2 :后限位開關(guān)X4 :自動方式X6 :雙循環(huán)方式X10 :向后運行按鈕X12 :斗門打開按鈕Y1 :向后運行Y3 :車門電磁鐵XI :前限位開關(guān)X3 :手動方式X5 :單循環(huán)方式X7 :向前運行按鈕XII :車門打開按鈕Y0 :向前運行Y2 :斗門電磁鐵課題二級運輸皮帶自動裝車控制進(jìn)料閥YV1料罐.上料位監(jiān)測r ISQ3YV2放料閥下料位監(jiān)測SQ4皮帶1皮帶2'、0丄-皮帶3小車(J O-M

8、1)z z zz x / / / /SQ2I（一）設(shè)計原始資料和控制要求多級運輸皮帶控制系統(tǒng)控制過程：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)測點時，（SQ4=0）進(jìn)料閥YV1動作，向料罐中進(jìn)料，當(dāng)料位高于上料位監(jiān)測點時，（SQ3=1 ）進(jìn)料閥YV1關(guān)閉。2 當(dāng)裝料小車到達(dá)裝車點時，裝車位開關(guān) SQ1=1，此時黃燈亮，按下起動按鈕 SB1 黃燈閃，2秒鐘后，黃燈滅，同時皮帶 3起動。再經(jīng)過2秒鐘后皮帶2起動，再過2秒鐘 后皮帶1起動。再過2秒后，放料閥YV2動作進(jìn)行放料。當(dāng)小車裝滿后達(dá)到規(guī)定重量時，SQ2動作，放料閥 YV2關(guān)閉（YV2=0 ）。之后每隔2秒依次

9、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，表示可以開車，而在皮帶13在運行時，紅燈亮表示不能開車。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，放料閥和皮帶同時停止。4 電路的保護(hù)：電路應(yīng)設(shè)總的短路保護(hù)，每臺電動機(jī)應(yīng)設(shè)短路保護(hù)和過載保護(hù)，當(dāng) 一臺電動機(jī)發(fā)生過載時應(yīng)逆序停止，工作停止過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）X0、起動SB1X5、上料位SQ3Y3、皮帶2 KM2X1、停止SB2X6、下料位SQ4Y4、皮帶3 KM3X2、急停SB3Y0、進(jìn)料閥YV1Y5

10、、黃燈HL1X3、車到位SQ1Y1、放料閥YV2Y6、紅燈HL2X4、車滿載SQ2Y2、皮帶1KM1Y7、綠燈HL3課題三 液料自動混合控制（一）設(shè)計原始資料和控制要求某一液料自動混合裝置如下，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、電動機(jī)M均為失電狀態(tài)，液位傳感器SQ14 均為不動作狀態(tài)。2物料自動混合控制。按下起動按鈕 SB1，電磁閥YV1的電，開始注入液料 1,當(dāng)液料1的液位達(dá)到液位傳 感器SQ3時，YV1關(guān)，YV2閥開，注入液料 2，當(dāng)液位達(dá)到液位傳感器 SQ2時，YV2閥 關(guān)，YV3閥開，注入液料 3，當(dāng)液位達(dá)到液位傳

11、感器SQ1時，YV3閥關(guān)，攪拌電動機(jī) M起動，攪拌20秒后停止，放液電磁閥 YV4動作，當(dāng)液位下降到液位傳感器SQ4以下時，再經(jīng)過5秒鐘（放掉剩余液體）后，SQ4閥關(guān)閉，之后，自動循環(huán)上述過程。3停止操作。按下停止按鈕 SB2，當(dāng)完成一個循環(huán)過程，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SB1Y0、電動機(jī)KMY7、液位3顯示HL3X1、停止SB2Y1、電磁閥YV1Y10、液位4顯示HL4X2、急停SB3Y2、電磁閥YV2X3、液位1SQ1Y3、電磁閥YV3X4、液位2SQ2Y4、電磁閥YV4X5、液位3SQ3Y5、液位1顯示HL1

12、X6、液位4SQ4Y6、液位2顯示HL2課題四自動洗衣機(jī)控制系統(tǒng)波輪式全自動洗衣機(jī)的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一個中心安裝的。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。蜂鳴器上水位開關(guān)下水位開關(guān)排水閥單相電動機(jī)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，控制系統(tǒng)使進(jìn)水 電磁閥打開，將水注入外桶；排水時，使排水電磁閥打開將水由外桶排到機(jī)外。洗滌和脫 水由同一臺電機(jī)拖動，通過電磁閥離合器來控制，將動力傳給洗滌波輪或甩干桶（內(nèi)桶）C電磁離合器失電，電動機(jī)帶動洗滌波輪實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)，進(jìn)行洗滌；電磁離合器得電，電動 機(jī)

13、帶動內(nèi)桶單向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行甩干（此時波輪不轉(zhuǎn)）。水位高低分別有高低水位開關(guān)進(jìn)行檢測。起動按鈕用來起動洗衣機(jī)工作。（一）控制要求起動時，首先進(jìn)水，到高水位時停止進(jìn)水，開始洗滌。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，開始排水，當(dāng)水位下降到低水位時，進(jìn)行脫水（同時排水），脫水時間為10s。這樣完成依次從進(jìn)水到脫水的大循 環(huán)過程。經(jīng)過3次大循環(huán)后（第2、3次為漂洗），進(jìn)行洗衣完成報警， 報警10s后結(jié)束全過程, 自動停機(jī)。在洗滌過程中，按下停止按鈕。洗衣機(jī)停止工作。在洗衣機(jī)停止工作時，按下排水按鈕，洗衣機(jī)排水電磁閥得電排水，當(dāng)水位下降到低 水位開關(guān)時

14、，排水電磁閥失電停止排水。I/O設(shè)備及I/O點分配如表所示。I/O設(shè)備及I/O點分配如表輸入元件輸入點編號輸岀元件輸出點編號起動按鈕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高水位開關(guān)X3排水電磁閥Y3低水位開關(guān)X4脫水電磁離合器Y4報警蜂鳴器Y5課題五十字路口交通燈的控制1設(shè)計目的綜合應(yīng)用所學(xué)PLC知識設(shè)計一個交通燈控制系統(tǒng)； 通過自行編程調(diào)試掌握 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。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、黃交通信號燈，設(shè)置如下圖1.1所示:圖1.1十字路口交通燈設(shè)置示意圖3控制要求：交通信號燈在白天和夜晚的工作方式不同，由選擇開關(guān)

15、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，信號燈按照預(yù)先規(guī)定的時序循環(huán)往復(fù)地工作, 具體控制要求見表1-1，控制時序圖見圖1.2表1-1交通信號燈的具體控制要求東西方向信號燈綠燈亮綠燈閃爍黃燈亮紅燈亮信號時間25S3S2S30S南北方向信號燈紅燈亮綠燈亮綠燈閃爍黃燈亮信號時間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:南北黃燈:1 _ | 丨 一_ 1 0卜氏.j擱詞氏糾御圖1.2交通信號燈白天工作時的時序圖夜晚工作模式：當(dāng)SA選擇夜晚工作模式時， 紅燈和綠燈停止工作，只有黃

16、燈一直閃爍，閃爍的頻率為1HZ（亮 500MS 滅 500MS 循環(huán)）。4程序設(shè)計方案要求：要求用線性化編程和結(jié)構(gòu)化編程兩種編程方法來實現(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FC1。課題六其他題目1）電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計；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：郝萬君2013年11月30日設(shè)計題目一：交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計控制要求：每個路口均設(shè)有3展燈，綠燈，黃燈和紅燈。其點亮順序為：第一時段：東西向紅燈亮30s，南北向綠燈亮2

17、4s，然后綠燈間隔0.5s閃3次（共3s）， 黃燈亮3s。第二時段：南北向紅燈亮20s，東西向綠燈亮16s，然后綠燈間隔0.5s閃2次（共2s）， 黃燈亮2s。上兩時段循環(huán)運行。當(dāng)有行人要過馬路時，自行按下相應(yīng)人行道的通行按鈕，垂直向綠燈間隔0.5s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)入某一時段，恢復(fù)正常運行。設(shè)計題目二：電梯 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計控制要求：1 ）電梯層數(shù)3層以上，電梯按用戶的設(shè)定要求工作運行。2）可以在電梯外或電梯內(nèi)對電梯上升、下降進(jìn)行

18、控制。3）電梯運行狀態(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)計題目三：霓虹燈顯示的 PLC控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)。題目簡介：按燈管、流水燈顯示的控制要求，設(shè)計霓虹燈顯示 控制要求：詳見燈管、流水燈控制流程圖。S7-200霓蛆燈控制回踣n17設(shè)計提示：下面給出部分I/O的分配表【元件說明】PLC軼元件說明10 0連續(xù)動作模式10.1單步動作摸式I0.2啟動按融IO.3燈管吊酊荒水燈關(guān)閉按鈕ICL4燈管關(guān)閉按鈕H0.5流水燈關(guān)閉按鈕IO.B單步執(zhí)行開關(guān)00.D燈管10(1 1燈管2Q0 2燈官3Q0 3燈管4燈管500 5燈管BOU 6燈管7Q0 7燈管日Q3 01 7#瀛水燈Q3.11 B#濟(jì)水燈Q3.21 a#涼水燈Q3 32D#派水燈Q3 421#瀛水燈Q3.522#瀛水燈Q3.B23#濟(jì)水燈Q3.724#流水燈S0.1燈菅1-日全部點亮阮豆示1Q砂神$0 3 |燈甘啟-