《电气控制与PLC技术》课程设计任务书.docx

电气控制与PLC技术课程设计任务书1 .必选项目：（以下两个项目为必做项目。）1.1 正次品分拣机1.1.1 课程设计目的（1）加深对定时器的理解，掌握各类定时器的使用方法。（2）理解企业车间产品的分捡原理。1.1.2 控制要求及参考图1.1正次品分拣模拟控制图启动主电机图1.2 正次品分拣流程图（1）控制要求用启动和停止按钮控制电动机M运行和停止。在电动机运行时，被检测的产品（包括正、次品）在皮带上运送。产品（包括正、次品）在皮带上运送时，Sl（检测器）检测到的次品，经过5秒传送，到达次品剔除位置时，启动电磁铁Y驱动剔除装置，剔除次品（电磁铁通电0.1秒），检测器S2检测到的次品，经过3秒传送，启动Y,剔除次品；正品继续向前输送。正次品分拣操作流程如图1.2所示。（2）参考电路PLCI/O端口分配及参考电路图：SBl10.0M启动按钮SB210.1M停止按钮SQl10.2检测站LSQ210.3检测站2MQ0.0电动机（传送带驱动）,YQ0.1次品剔除图1.3正次品分拣机PLC电气原理图1.1.3 .课程设计内容及要求（1）按参考电路图完成PLC程序并调试。（2）分析各种定时器的使用方法及不同之处。（3）总结程序输入、调试的方法和经验。（4）试将SI作为产品计数的检测装置，对每日产量进行统计。（5）程序要求增加皮带传送机构不工作时，检测机构不允许工作（剔除机构不动作），编写梯形图控制程序。1.2 交通灯自动控制1.2.1 课程设计目的（1）练习定时器、计数器的基本使用方法。（2）掌握PLC的编程和调试方法。（3）对应用PLC解决实际问题的全过程有个初步了解。HLIHL2HL3÷Dc>HL1HL2HOHLiHLSHL624V图1.4交通灯模拟控制1.2.2 控制要求及参考交通路口红、黄、绿灯的基本控制要求如下：路口某方向绿灯显示（另一方向亮红灯）10秒后，黄灯以占空比为50%的一秒周期（0.5秒脉冲宽度）闪烁3次（另一方向亮红灯），然后变为红灯（另一方向绿灯亮、黄灯闪烁），如此循环工作。PLCI/O端口分配：SBl10.0起动按钮SB210.1停止按钮HLl(HL7)Q0.0东西红灯HL2(HL8)Q0.1东西黄灯HL3(HL9)Q0.2东西绿灯HL4(HLlO)Q0.4南北红灯HL5(HLll)Q0.5南北黄灯HL6(HL12)Q0.6南北绿灯PLC参考电路:图1.5红绿灯控制PLC电气原理图1.2.3 .课程设计内容及要求（I）按参考电路图完成PLC程序并调试。（2）要实现一个简单的过程控制，程序编制的思路及步骤有哪些?（3）定时器、计数器预置值如何设定输入？如何修改？（4）增设某个方向直通的功能。2 .选择项目：（以下八个项目为选做项目，八选一。）2.1 工作台自动循环控制2.1.1 课程设计目的（1） 了解工业生产过程中PLC控制方法；（2）学会熟练使用PLC解决生产实际问题。2.1.2 控制要求可以基于图2.1的工作台自动循环控制参考结构图来进行设计。（1）点动控制：有选择开关选择，可以执行点动过程，按下按钮1,工作台前进，松开按钮L工作台停止前进，按下按钮2,工作台后退，松开按钮2,工作台停止后退。（2）单循环运行：工作台在原位有原位位置信号，到位有到位指示信号，有选择开关选择，执行单循环操作。（3）多循环计数控制：有选择开关选择，执行多次自动循环过程，可计数。（4）分析在工程环境下，实现对小功率单相交流异步电动机（M）的驱动,同时，增加运行指示功能和报警功能。2.1.3 .课程设计报告内容（I）确定输入/输出设备，选择PLC；分析确定系统方案，设计合理PLC控制系统；（2）绘制PLC外部接线图；（3）根据工作台自动循环控制的控制要求，画出系统的功能表图或流程图；（4）编制PLC梯形图程序并调试；（5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表；（6）绘制电气接线图，接线并调试；（7）整理技术资料，编写使用说明书。图2.1工作台自动循环控制参考结构图2.2 智力竞赛抢答器2.2.1 课程设计目的（1）培养学生理论联系实际的能力；（2）使学生掌握PLC可编程控制器的工作原理、特点及其现场应用；（3）使学生掌握PLC可编程控制器对不同被控对象的硬件线路设计、控制方案设计、控制程序设计、系统调式的方法，培养学生的动手能力、设计能力、工程实践能力及分析问题解决问题的能力。2.2.2 控制要求利用PLC控制系统设计1个4组的智力竞赛抢答器。（1）在主持人侧，设置抢答指示电路和启动、复位按钮。在选手侧各设置1个抢答按钮。（2）主持人按动启动按钮，可以进行一次抢答，黄色发光二极管作允许抢答指示O（3）竞猜者抢答主持人所提的问题时，按动各自的抢答按钮。（4）收到第1个抢答信号后，主持人侧红色发光二极管作抢答指示，数码管显示抢先1组的组别，主持人按下复位按钮，指示灯和数码管熄灭。（5）分析在具体环境下，实现的最大组的智力竞赛抢答器。2.2.3.课程设计报告内容（I）确定输入/输出设备，选择PLC；分析确定系统方案，设计合理PLC控制系统；（2）绘制PLe外部接线图；（3）根据智力竞赛抢答器的控制要求，画出系统的功能表图或流程图；（4）编制PLC梯形图程序并调试；（5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表；（6）绘制电气接线图，接线并调试；（7）整理技术资料，编写使用说明书。2.3 电动机Y起动2.3.1 课程设计目的（1）培养学生理论联系实际的能力；（2）使学生掌握PLC可编程控制器的工作原理、特点及其现场应用；（3）使学生掌握PLC可编程控制器对不同被控对象的硬件线路设计、控制方案设计、控制程序设计、系统调式的方法，培养学生的动手能力、设计能力、工程实践能力及分析问题解决问题的能力。2.3.2 控制要求（1）电动机M能实现正、反向Y-启动。（2）电气操作流程说明：按动正向启动按钮，Y型起动，经3秒后实现正向型运行；按动反向启动按钮，Y型起动，经3秒后实现反向型运行，按停车按钮，电动机停止运行。（3）分析在工程环境下，实现对大功率交流异步电动机（M）的Y-起动,同时，增加运行指示功能和报警功能。2.3.3 .课程设计报告内容（I）确定输入/输出设备，选择PLC；分析确定系统方案，设计合理PLC控制系统；（2）绘制PLC外部接线图；（3）根据电动机Y-启动的控制要求，画出系统的功能表图或流程图；（4）编制PLC梯形图程序并调试；（5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表；（6）绘制电气接线图，接线并调试；（7）整理技术资料，编写使用说明书。2.4 自动送料装车系统2.4.1 课程设计目的：（1） 了解工业生产过程中PLC控制方法；（2）学会熟练使用PLC解决生产实际问题。2.4.2 控制要求可以基于图2.4的自动装车模拟参考结构图来进行设计。（1）初始状态：绿灯（LI）亮，红灯（L2）灭，表示允许汽车开进装料，此时进料阀门（kl）,料斗阀门（k2）,电动机（Ml,M2,M3）都为OFF状态。（2）当汽车到来时，检测开关S3接通（模拟参考结构图中未设，可另设），红色信号灯L2亮，绿色Ll灭，传送带驱动电动机M3运行；2秒后，电动机M2运行；再经过2秒钟Ml运行，依次顺序起动送料系统。（3）电动机M3运行后，进料阀门Kl打开料斗进料，料斗装满时，检测开关Sl=I,进料阀门Kl关闭（设1料斗物料足够装满1车）；料斗出料阀门K2在MI运行及料满（Sl=I）后，打开放料，物料通过传送带的传送，装入汽车。（4）当装满汽车后，称重开关S2动作，料斗出料阀门K2关闭，同时电动机M3断电停止，2秒后M2停止，再过2秒Ml停止，Ll亮，L2灭，表示汽车可以开走。（5）增加运行指示功能和报警功能。2.4.3 课程设计报告内容（I）确定输入/输出设备，选择PLC；分析确定系统方案，设计合理PLC控制系统；（2）绘制PLC外部接线图；（3）根据自动送料装车系统的控制要求，画出系统的功能表图或流程图；（4）编制PLC梯形图程序并调试；（5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表；（6）绘制电气接线图，接线并调试；（7）整理技术资料，编写使用说明书。图2.4自动装车模拟参考结构图2.5 多种液体自动混合2.5.1. 课程设计目的（1）结合多种液体自动混合系统，应用PLC技术对化工生产过程实施控制；（2）学会熟练使用PLC解决生产实际问题。2.5.2. 控制要求可以基于图2.5的多种液体混合模拟参考结构图来进行设计。（1）液体自动混合系统的初始状态：在初始状态，容器为空，电磁阀Yl,Y2,Y3,Y4和搅拌机M以及加热元件R均为OFF,液面传感器LI,L2,L3和温度检测T均为OFF。（2）液体混合操作过程：按动启动按钮，电磁阀YI闭合（Yl为ON）,开始注入液体A,当液面高度达到L3时（L3为ON）一关闭电磁阀Yl（YI为OFF）,液体A停止注入，同时，开启电磁阀门Y2（Y2为ON）注入液体B,当液面升至L2时（L2为ON）一关闭电磁阀Y2（Y2为OFF）,液体B停止注入，同时，开启电磁阀Y3（Y3为ON）,注入液体C,当液面升至Ll时（Ll为ON）一关闭电磁阀Y3（Y3为OFF）,液体C停止注入，然后开启搅拌电动机M,搅拌10秒一停止搅拌，加热（启动电炉R）一当温度（检测器T动作）达到设定值时一停止加热（R为OFF）,并放出混合液体（Y4为ON）,至液体高度降为L3后，再经5秒延时，液体可以全部放完一停止放出（Y4为OFF）。液体混合过程结束。按动停止按钮，液体混合操作停止。（3）当搅拌与加热同时进行时，要求加热与搅拌条件同时满足后顺序向下执行，观测运行结果。2.5.3. 课程设计报告内容（I）确定输入/输出设备，选择PLC；分析确定系统方案，设计合理PLC控制系统；（2）绘制PLC外部接线图；（3）根据多种液体自动混合的控制要求，画出系统的功能表图或流程图；（4）编制PLC梯形图程序并调试；（5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表;（6）绘制电气接线图，接线并调试；（7）整理技术资料，编写使用说明书。2.6 循环显示电路2.6.1. 课程设计目的（1）熟悉PLC循环程序的编程；（2） 了解工业顺序控制的基本原理；（3）学会熟练使用PLC解决动态显示问题。2.6.2. 控制要求可以基于图2.6的循环显示模拟参考结构图来进行设计。（1）模板中心的黄灯Ll亮；（2）亮1.5秒后，红灯L2、L3、L4、L5间隔0.5秒依次点亮；（3）亮1.5秒后，绿灯L6、L7、L8、L9间隔0.5秒依次点亮；（4）亮1.5秒后，黄灯Ll熄灭；（5） 1.5秒后，L2、L3、L4、L5同时熄灭;（6） 1.5秒后，L6、L7、L8、L9同时熄灭;（7） 1.5秒后，返回初始步，循环显示。（8）重新设计1套循环显示程序流程，利用本控制模拟参考结构，显示出不同的动态结果。2.6.3. 课程设计报告内容（I）确定输入/输出设备，选择PLC；分析确定系统方案，设计合理PLC控制系统；（2）绘制PLC外部接线图；（3）根据循环显示电路的控制要求，画出系统的功能表图或流程图；（4）编制PLC梯形图程序并调试；（5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表；（6）绘制电气接线图，接线并调试；（7）整理技术资料，编写使用说明书。图2.6循环显示模拟参考结构图2.7 水塔水位系统2.7.1. 课程设计目的（1）利用PLC构成水塔水位（液位）控制系统；（2） 了解自动控制的工作原理及设备在日常生活中的应用。2.7.2. 控制要求可以基于图2.7的水塔水位模拟参考结构图来进行设计。（1）初始状态：水箱没有水，液位开关S4断开（S4为OFF）。（2）控制要求：本装置上电后，按动启动按钮，电动阀Y通电（Y为ON）水箱开始注水，水箱水位达到S4高度后，液位开关S4闭合（S4为ON）,水箱水位达到S3高度（水满）时，液位开关S3闭合（S3为ON）一注水电动阀Y断电（Y为OFF）,水箱停止注水。此后，随着水塔水泵抽水过程的进行，水箱液面逐渐降低，液位开关S3（S3=OFF）复位，随着抽水过程的继续进行，水箱液面继续降低，当液面低于开关S4时，液位开关S4复位（S4为OFF）一电动阀Y再次通电（Y为ON）水箱（自动）注水，水位达到S3时再次停止注水。如此循环，使水箱水位保持在S3S4之间。当水箱水位高于S4液位，并且水塔水位低于水塔最低允许液面开关S2时（液位开关S2为OFF）一水泵电动机M开始运行，向水塔抽水。当液面达到最高液位开关Sl时一水塔电机M停止抽水（M为OFF）；循环控制使得水塔水位自动保持在S1S2之间变化。（3）联系抽水马桶与水塔水位系统，比较两者的工作原理和控制过程的异同，进一步理解水位控制系统的工作原理及控制过程。2.7.3. 课程设计报告内容（I）确定输入/输出设备，选择PLC；分析确定系统方案，设计合理PLC控制系统；（2）绘制PLC外部接线图；（3）根据水塔水位系统的控制要求，画出系统的功能表图或流程图;（4）编制PLC梯形图程序并调试;（5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表;（6）绘制电气接线图，接线并调试；（7）整理技术资料，编写使用说明书。图2.7水塔水位模拟参考结构图2.8 电梯控制2.8.1. 课程设计目的（I）掌握PLe的基本指令、功能指令的综合应用。（2）掌握PLC与外围控制电路的实际接线方法。（3）掌握随机逻辑程序的设计方法。2.8.2. 控制要求可以基于图2.8的电梯模拟控制板参考结构图来进行设计。（1）电梯上行设计要求当电梯停于1楼（IF）或2F、3F时，4楼呼叫，则上行到4楼碰行程开关后停止；电梯停于1F或2F,3F呼叫时，则上行，到3F行程开关控制停止；电梯停于IF,2F呼叫，则上行，到2F行程开关控制停止；电梯停于IF,2F、3F同时呼叫，电梯上行到2F,停5秒，继续上行到4F停止；电梯停于IF,3F、4F同时呼叫，电梯上行到3F,停5秒，继续上行到4F停止；电梯停于IF,2F、4F同时呼叫，电梯上行到2F,停5秒，继续上行到4F停止；电梯停于IF,2F、3F、4F同时呼叫，电梯上行到2F,停5秒，继续上行到3F,停5秒，继续上行到4F停止；电梯停于2F,3F、4F同时呼叫，电梯上行到3F停5秒，继续上行到4停止。（2）电梯下行设计要求电梯停于4F或3F或2F,IF呼叫，电梯下行到IF停止；电梯停于4F或3F,2F呼叫，电梯下行到2F停止；电梯停于4F,3F呼叫，电梯下行到3F停止；电梯停于4F,3F、2F同时呼叫，电梯下行到3F,停5秒，继续下行到2F停止;电梯停于4F,3F、2F同时呼叫，电梯下行到3F,停5秒，继续下行到IF停止；电梯停于4F,2F、IF同时呼叫，电梯下行到2F,停5秒，继续下行到IF停止；电梯停于4F,3F、2F1F同时呼叫，电梯下行到3F,停5秒，继续下午到2F,停5秒，继续下行到IF停止；（3）各楼层运行时间应在15秒以内，否则认为有故障；（4）电梯停于某一层，数码管应显示该层的楼层数；（5）电梯上、下行时，相应的标志灯亮。2.8.3. 课程设计报告内容（I）确定输入/输出设备，选择PLC；分析确定系统方案，设计合理PLC控制系统；（2）绘制PLC外部接线图；（3）根据电梯控制的控制要求，画出系统的功能表图或流程图；（4）编制PLC梯形图程序并调试；（5）正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表；（6）绘制电气接线图，接线并调试；图2.8电梯模拟控制板参考结构图