可編程控制器課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

本文格式為Word版，下載可任意編輯——可編程控制器課程設(shè)計(jì)任務(wù)書周二周三：第一個(gè)流程調(diào)試出來(lái)

可編程控制器課程設(shè)計(jì)

任務(wù)書及指導(dǎo)書

(電子版)

機(jī)電控制教研室2023年9月

目錄

一、可編程控制器課程設(shè)計(jì)任務(wù)書二、可編程控制器課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

（一）PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟及方法（二）PLC的選型問(wèn)題

（三）皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)工作流程控制的基本要求（四）模擬顯示屏（五）I/O分派（六）控制面板

附錄一：PLC控制程序設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

（一）控制程序的結(jié)構(gòu)（二）初始化程序（三）自動(dòng)控制程序附錄三：參考資料

可編程控制器課程設(shè)計(jì)

任務(wù)書及指導(dǎo)書

一、可編程控制器課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

（一）目的

本課程設(shè)計(jì)是“可編程控制器〞課程整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的重要組成部分，根據(jù)教學(xué)大綱安排，本課程設(shè)計(jì)是為幫助學(xué)生進(jìn)一步理解、把握和深化課堂教學(xué)的內(nèi)容，協(xié)同“港機(jī)控制系統(tǒng)〞課程，作為加強(qiáng)基本技能訓(xùn)練，和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)。

要求學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，學(xué)會(huì)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法和步驟，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的獨(dú)立工作能力，完成一名機(jī)電工程師初步的設(shè)計(jì)技術(shù)訓(xùn)練。（二）題目

中型散貨碼頭皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)的工作流程控制（三）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有關(guān)資料和參數(shù)

對(duì)象：海運(yùn)、進(jìn)出、雙向、多功能、中型散貨煤碼頭碼頭布置方式：沿岸線平行布置

碼頭平面圖：如中型散貨煤碼頭裝卸流程圖所示設(shè)計(jì)吞吐量：800——1000噸/小時(shí)

工作機(jī)械：高效卸船機(jī)一臺(tái)裝船機(jī)一臺(tái)斗輪機(jī)二臺(tái)

皮帶輸送機(jī)雙向一條單向十二條

皮帶輸送機(jī)參數(shù)：電機(jī)：繞線式異步電動(dòng)機(jī)電機(jī)啟動(dòng)方式：轉(zhuǎn)子串電阻啟動(dòng)級(jí)數(shù)3級(jí)啟動(dòng)時(shí)間：小于60秒輸送皮帶：寬度1.2米帶速4米/秒

皮帶輸送機(jī)的故障檢測(cè)：電機(jī)過(guò)載、過(guò)流、皮帶跑偏、撕裂計(jì)量裝置：電子皮帶稱三臺(tái)（四）設(shè)計(jì)任務(wù)

1、完成控制系統(tǒng)操作面板布置圖一份。

2、完成可編程控制器輸入輸出端子分派表一份。3、完成控制系統(tǒng)模擬試驗(yàn)電路原理圖一份。

4、完成經(jīng)調(diào)試的控制系統(tǒng)程序清單一份，其中包括程序結(jié)構(gòu)框圖、功能表圖，和程

序解釋等。

以上四項(xiàng)任務(wù)均在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，并匯總整理成課程設(shè)計(jì)報(bào)告，交指導(dǎo)老師審閱，控制系統(tǒng)程序辯論時(shí)在模擬裝置上演示，根據(jù)設(shè)計(jì)的圖表、程序清單和辯論狀況由指導(dǎo)老師評(píng)定成績(jī)。（五）要求

1、以認(rèn)真踏實(shí)的態(tài)度進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，通過(guò)課程設(shè)計(jì)培

養(yǎng)分析和解決問(wèn)題的獨(dú)立工作能力，養(yǎng)成嚴(yán)肅認(rèn)真，實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)。2、要認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究有關(guān)的技術(shù)資料，包括“幫助〞軟件，充分利用現(xiàn)場(chǎng)參觀的條

件、熟悉控制對(duì)象的實(shí)際使用要求，搞清工作流程控制的具體任務(wù)和實(shí)際要求。3、在確定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案時(shí)，小組內(nèi)應(yīng)充分展開探討，搞清每一個(gè)細(xì)節(jié)問(wèn)題，在

此基礎(chǔ)上再進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，切忌倉(cāng)促.上陣，而后重返工。

4、提倡獨(dú)立思考，小組探討，相互交流；反對(duì)拖拉等待，閉門造車，盲目抄襲。5、計(jì)算書中所采用的符號(hào)、數(shù)公式可參考有關(guān)教材和專業(yè)書籍、必需符合國(guó)家計(jì)量

標(biāo)準(zhǔn)。

6、系統(tǒng)圖、電路圖的繪制必需符合國(guó)家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)。圖面要求表達(dá)明白、正確，

并力求整齊。

7、程序設(shè)計(jì)一律采用梯形圖，經(jīng)調(diào)試后打印出來(lái)。

8、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書、電路圖、程序清單一律采用16開紙整理，書寫。（六）時(shí)間

按教學(xué)計(jì)劃安排為二周。其中講課、探討二天；設(shè)計(jì)、編程、接線、調(diào)試、小結(jié)六天；考核兩天。

具體的步驟和進(jìn)度計(jì)劃

第一周：周一布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，講解指導(dǎo)書

周二設(shè)計(jì)操作面板，線路圖，程序結(jié)構(gòu)周三控制系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)周四單流程程序編寫及調(diào)試

周五單流程程序編寫及調(diào)試其次周：周一單流程程序編寫及調(diào)試

周二總體程序編寫及調(diào)試周三總體程序編寫及調(diào)試，課程設(shè)計(jì)資料整理

周四說(shuō)明書撰寫，準(zhǔn)備辯論，準(zhǔn)備充分的同學(xué)可以辯論周五課程設(shè)計(jì)辯論

二、可編程控制器課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

（一）PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟和方法

PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一般應(yīng)按下述幾個(gè)步驟進(jìn)行：1、課題調(diào)查

在對(duì)一個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，首先必需對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行調(diào)查，這樣才可能提出符合實(shí)際的設(shè)計(jì)階段。該階段的主要任務(wù)是摸清應(yīng)用對(duì)象的功能要求、工作流程和信息流程，搞明白有關(guān)細(xì)節(jié)，并在此基礎(chǔ)上提出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求（所要達(dá)到的目標(biāo)）熟悉被控對(duì)象，明確控制任務(wù)與設(shè)計(jì)要求是本步驟的主要任務(wù)。2、制定電氣控制系統(tǒng)方案

根據(jù)生產(chǎn)工況和機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制要求，確定電控系統(tǒng)的工作方式，例如全自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)、單機(jī)運(yùn)行、多機(jī)聯(lián)線運(yùn)行等工作方式。還要確定電控系統(tǒng)應(yīng)有的其他功能，例如計(jì)量、故障診斷與顯示報(bào)警、緊急狀況的處理、管理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能等。3、確定電控系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)

通過(guò)研究工藝過(guò)程或機(jī)械運(yùn)動(dòng)的各相關(guān)步驟、各種狀態(tài)、各種功能的發(fā)生、維持、終止、轉(zhuǎn)換和其他的相互關(guān)系，來(lái)確定所需的各種控制信號(hào)和檢測(cè)反饋信號(hào)、相互的轉(zhuǎn)換和聯(lián)系聯(lián)系信號(hào)。并且確定哪些信號(hào)需要輸入PLC，哪些信號(hào)要由PLC輸出或者哪些負(fù)載要由PLC驅(qū)動(dòng)，分類統(tǒng)計(jì)出各輸入輸出量的性質(zhì)及參數(shù)。4、PLC的選型與硬件配置

根據(jù)以上各步驟所得到的結(jié)果，選擇適合的PLC型號(hào)并確定各種硬件配置。5、PLC元件的編號(hào)分派

對(duì)各種輸入輸出信號(hào)占用的PLC輸入、輸出端點(diǎn)及其他PLC元件進(jìn)行編號(hào)分派。列出PLC的輸入、輸出信號(hào)表，并設(shè)計(jì)出PLC的外部接線圖。6、程序設(shè)計(jì)

根據(jù)控制任務(wù)與設(shè)計(jì)要求，確定應(yīng)用程序的基本結(jié)構(gòu)。按程序設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)繪制出程序結(jié)構(gòu)框圖，然后再根據(jù)工藝要求，繪制出各功能單元的詳細(xì)功能表圖。在編寫程序過(guò)程中，要及時(shí)對(duì)編寫出的程序進(jìn)行解釋，以免忘掉其相互關(guān)系，隨編隨注。解釋要包括程序的功能、規(guī)律關(guān)系說(shuō)明、設(shè)計(jì)思想、信號(hào)的來(lái)源和去向，以便于閱讀和調(diào)試。在此基礎(chǔ)上

逐條編寫出梯形圖程序或語(yǔ)句表程序。7、模擬運(yùn)行與調(diào)試程序

將設(shè)計(jì)好的程序轉(zhuǎn)入PLC后，再逐條檢查與驗(yàn)證，并改正程序設(shè)計(jì)時(shí)的語(yǔ)法、數(shù)據(jù)等錯(cuò)誤，然后，可以在試驗(yàn)室進(jìn)行模擬運(yùn)行與調(diào)試程序，觀測(cè)在各種可能的狀況下各個(gè)輸入量、輸出量之間的變化關(guān)系是否符合設(shè)計(jì)要求。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修改設(shè)計(jì)和已傳送到PLC中的程序，直到完全滿足功能表圖或狀態(tài)流程圖的要求。

在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和模擬運(yùn)行調(diào)試的同時(shí)，可以平行地進(jìn)行電控系統(tǒng)的其他部分工作，例如PLC外部電路和電氣控制柜、控制臺(tái)等的設(shè)計(jì)、裝配、安裝和接線等工作。8、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)試

完成以上各項(xiàng)工作后，即可將初步調(diào)試好的程序傳送到現(xiàn)場(chǎng)使用的PLC儲(chǔ)存器中，PLC接入實(shí)際輸入信號(hào)與實(shí)際負(fù)載，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行調(diào)試，及時(shí)解決調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，直到完全滿足設(shè)計(jì)要求，即可交付使用。（二）PLC的選型問(wèn)題見教材內(nèi)容。

（三）皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)工作流程控制的基本要求1、運(yùn)行方式

尋常要求有自動(dòng)和手動(dòng)兩種運(yùn)行方式，前者是正常的工作方式，后種是在設(shè)備調(diào)試、檢修、和故障時(shí)必備的工作方式

因此，對(duì)每個(gè)工作流程都可用自動(dòng)和手動(dòng)的兩種工作方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在自動(dòng)方式下，選定了工作流程，按下啟動(dòng)按紐，皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)逆流延時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)；按下停機(jī)按紐，皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)順料流延時(shí)自動(dòng)停機(jī)。

在手動(dòng)方式下，每條輸送機(jī)都可在中控室或生產(chǎn)線上單獨(dú)啟動(dòng)或停機(jī)。流程12、聯(lián)鎖、故障報(bào)警與顯示

聯(lián)鎖包括運(yùn)行方式聯(lián)鎖，工作流程間的聯(lián)鎖（指兩條不允許同時(shí)啟動(dòng)的工作流程）和皮帶輸送機(jī)之間的聯(lián)鎖（即某工作流程中前一條輸送帶啟動(dòng)過(guò)程的完成是后一條輸送帶允許啟動(dòng)的條件）。

在皮帶輸送機(jī)啟動(dòng)前，要發(fā)出設(shè)備準(zhǔn)備啟動(dòng)的信號(hào)，提醒現(xiàn)場(chǎng)工人注意安全。燈亮5次，平日運(yùn)作燈亮著

當(dāng)檢測(cè)到設(shè)備故障時(shí)，要能自動(dòng)緊急停機(jī)，同時(shí)還應(yīng)提供適當(dāng)?shù)膱?bào)警信號(hào)。3、正常工況下的啟動(dòng)與停機(jī)

系統(tǒng)啟動(dòng)之前，要監(jiān)視故障指示，工作狀態(tài)信號(hào)，預(yù)警號(hào)，報(bào)警等信號(hào)，只有在所有信號(hào)指示正常后才能確認(rèn)啟動(dòng)。

當(dāng)啟動(dòng)指令發(fā)出后，控制系統(tǒng)要判別上次停機(jī)是正常停機(jī)還是緊急停機(jī)，以便決定采用哪種啟動(dòng)方式。啟動(dòng)方式分正常工況下的啟動(dòng)與非正常工況下的啟動(dòng)，前者是正常停機(jī)后的啟動(dòng)方式。

正常啟動(dòng)方式有兩種方案，（1）逆料流啟動(dòng)，（2）順料流啟動(dòng)。后者適用于長(zhǎng)距離輸送帶，有利于節(jié)能。港口一般采用逆料流啟動(dòng)方式，由輸送線的最終一臺(tái)設(shè)備開始啟動(dòng)，然后逐條向前，在給料設(shè)備啟動(dòng)之前，整個(gè)輸送線已經(jīng)全部啟動(dòng)完畢，故不會(huì)出現(xiàn)堆料事故。

正常工況下的停機(jī)是順料流停機(jī)方式，先停輸送線起始點(diǎn)的第一臺(tái)設(shè)備，如給料機(jī)和與它相連的第一條輸送帶，待上面的物料全部運(yùn)完后再停機(jī)，以后逐條停機(jī)，待整個(gè)流程上的料全部運(yùn)完后，最終一臺(tái)設(shè)備停機(jī)。4、故障狀況下的啟動(dòng)和停機(jī)

輸送線在設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重故障如驅(qū)動(dòng)電機(jī)過(guò)載