《电气控制与可编程控制器》课程设计正文.docx

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《电气控制与可编程控制器》课程设计正文

课程设计任务书

一、课程设计的目的

本课程的任务是使学生从实际工程应用出发,在理论和实践上掌握PLC的基本组成,工作原理,并通过设计典型的PLC控制系统,使学生对可编程序控器有一个完整的概念,并具有PLC控制系统研发的初步能力。

在课程设计中使学生掌握可编程序控器的基本组成,工作原理;掌握PLC编程语言;掌握传统的电气控制图;掌握可编程序控器自动控制系统硬件软件设计开发方法。

二、课程设计的开展方式

本课程为实践性环节,采用教师指导加学生自己动手设计的方式,包括以下两方面:

1.课程设计开始前,了解整个课程设计的目的、任务、步骤和方法;

2.课程设计任务主要由学生独立完成,教师负责指导。

三、课程设计的内容及时间安排

课程设计时间为2013年12月23日至2013年12月27日1周,包括了解设计任务和实际动手设计及调试操作。

具体内容及时间安排如下:

工作内容

时间安排

了解设计任务,熟悉课题要求

0.5天

分析课题设计要求,查阅资料

0.5天

电气线路图设计,总体框图

1天

编制控制程序

1.5天

程序调试,整理设计说明书,设计图纸

1天

提交设计说明书,图纸,进行答辩

0.5天

四、课程设计的考核办法

考核办法:

根据平时表现、答辩情况及课程设计说明书按五级分优、良、中、及格、不及格评定成绩。

1.课程设计态度及遵守纪律情况;

2.查阅资料、阅读能力情况;

3.动手操作能力情况;

4.系统需求分析、程序设计思路;

5.梯形图(或语句表)编写情况;

6.课程设计说明书完成情况。

五、课程设计说明书的主要组成部分

1.课题名称及控制要求分析;

2.PLC的介绍及选型,电气原理图;

3.程序(包括注释)、框图、时序图、I/O接线图等;

4.有关的说明及调试小结等;

5.课程设计说明书,不少于15页;

6.电气原理图、系统框图、I/O接线图共三张A3图纸。

六、提交格式要求

1.一律采用A4书写或打印,左侧装订。

2.封面(应包含:

课程设计题目、姓名、班级、学号)

3.要求提交课程设计的电子文档和程序。

4.具体格式见后面附表。

课题一装卸料小车PLC控制设计

(一)设计原始资料和控制要求

装卸料小车工作示意图

一辆小车在A,B两点之间运行,在A,B两点各设一个限位开关,如图所示,小车在A点时(后限位开关受压动作),操作控制按钮可使小车向前行至料斗下碰到前限位开关,停止,装料后再返回A地将料卸下。

小车要求有4种控制方式。

(1)手动控制方式,

(2)单周期运行控制方式,

(3)双周期运行控制方式,

(4)自动循环运行控制方式。

1,手动控制方式

在手动控制方式下,可用4个控制按钮控制小车的向前、向后运行,以及车门的打开和料斗门的打开。

小车的运行由三相异步电动机控制,小车的车门和料斗的车门由电磁铁控制,当电磁铁得电时,料斗门或斗门打开,失电时关闭。

(1)手动控制要求

小车向前运行:

小车在料斗下面时不能向前运行,小车的车门在打开时不能运行,小车采用点动控制,按下向前运行按钮,小车向前进,当小车行至料斗下时,碰到前限位开关时应停下来。

小车向后运行:

小车在A地点时不能后退,小车的车门在打开时不能运行,小车采用点动控制,料斗门未关闭时不能运行,按下向后运行按钮时,小车向后运行至A地点时,小车碰到后限位开关应停下来。

料斗门打开控制:

小车必须在B点料斗门下时,才能打开料斗门,以避免将料卸在地上。

按一下料斗门打开按钮,控制料斗门的电磁铁得电,斗门打开,延时10秒种后电磁铁失电斗门关闭。

车门打开控制:

小车必须在A地点时,才能打开车门,以保证将料卸在规定地点。

按一下车门打开按钮,控制车门的电磁铁得电,车门打开,延时10秒种后电磁铁失电,车门关闭。

2,单周期运行控制要求

小车在A地点,并且在车门关好的情况下,按一下向前运行按钮。

小车就从A地点运行到B地点停下来,然后料斗门打开装料10秒钟,之后小车自动向后行到A地点停止,车门打开卸料4秒钟后,车门关闭。

3,双周期运行控制要求

小车在A地点时,按一下向前运行按钮,小车将循环两次单周期的运行过程。

4,自动循环控制方式要求

小车在A地点时,按一下向前运行按钮,小车将自动重复单周期运行过程,断开运行开关时,小车将在完成一个循环之后,结束运行。

在手动控制方式下不能运行,单周期,双周期和自动运行方式,反之,在单周期,双周期和自动运行方式下也不能进行手动控制。

本控制采用FX2N型可编程控制器,其输入输出端子分配如下:

(仅供参考)

X0:

运行开关X1:

前限位开关

X2:

后限位开关X3:

手动方式

X4:

自动方式X5:

单循环方式

X6:

双循环方式X7:

向前运行按钮

X10:

向后运行按钮X11:

车门打开按钮

X12:

斗门打开按钮Y0:

向前运行

Y1:

向后运行Y2:

斗门电磁铁

Y3:

车门电磁铁

课题二级运输皮带自动装车控制

(一)设计原始资料和控制要求

多级运输皮带控制系统控制过程:

1.料罐进料放料由电磁阀YV1和YV2控制,当料罐中的料位底于下料位监测点时,(SQ4=0)进料阀YV1动作,向料罐中进料,当料位高于上料位监测点时,(SQ3=1)进料阀YV1关闭。

2.当装料小车到达装车点时,装车位开关SQ1=1,此时黄灯亮,按下起动按钮SB1黄灯闪,2秒钟后,黄灯灭,同时皮带3起动。

再经过2秒钟后皮带2起动,再过2秒钟后皮带1起动。

再过2秒后,放料阀YV2动作进行放料。

当小车装满后达到规定重量时,SQ2动作,放料阀YV2关闭(YV2=0)。

之后每隔2秒依次停皮带1、皮带2和皮带3。

在皮带1~3全部停止的情况下,绿灯亮,表示可以开车,而在皮带1~3在运行时,红灯亮表示不能开车。

3.停止控制:

按下停止按钮SB2、放料阀YV2关阀之后每隔2秒依次停皮带1、皮带2和皮带3。

按下急停按钮SB3,放料阀和皮带同时停止。

4.电路的保护:

电路应设总的短路保护,每台电动机应设短路保护和过载保护,当一台电动机发生过载时应逆序停止,工作停止过程和按停止按钮的作用相同。

可编程序控制器输入输出端子分配如下(仅供参考)

X0、起动SB1X5、上料位SQ3Y3、皮带2KM2

X1、停止SB2X6、下料位SQ4Y4、皮带3KM3

X2、急停SB3Y0、进料阀YV1Y5、黄灯HL1

X3、车到位SQ1Y1、放料阀YV2Y6、红灯HL2

X4、车满载SQ2Y2、皮带1KM1Y7、绿灯HL3

课题三液料自动混合控制

(一)设计原始资料和控制要求

某一液料自动混合装置如下,用于将3种液体按一定的容积比例进行混合。

液料自动混合装置工作示意图

1.初始状态,液罐为空的,电磁阀YV1~4、电动机M均为失电状态,液位传感器SQ1~4均为不动作状态。

2.物料自动混合控制。

按下起动按钮SB1,电磁阀YV1的电,开始注入液料1,当液料1的液位达到液位传感器SQ3时,YV1关,YV2阀开,注入液料2,当液位达到液位传感器SQ2时,YV2阀关,YV3阀开,注入液料3,当液位达到液位传感器SQ1时,YV3阀关,搅拌电动机M起动,搅拌20秒后停止,放液电磁阀YV4动作,当液位下降到液位传感器SQ4以下时,再经过5秒钟(放掉剩余液体)后,SQ4阀关闭,之后,自动循环上述过程。

3.停止操作。

按下停止按钮SB2,当完成一个循环过程,即液灌液体放空后在全部停止。

按下急停按钮SB3,所有输出立即停止。

输出输入分配如下(参考)。

X0、起动SB1Y0、电动机KMY7、液位3显示HL3

X1、停止SB2Y1、电磁阀YV1Y10、液位4显示HL4

X2、急停SB3Y2、电磁阀YV2

X3、液位1SQ1Y3、电磁阀YV3

X4、液位2SQ2Y4、电磁阀YV4

X5、液位3SQ3Y5、液位1显示HL1

X6、液位4SQ4Y6、液位2显示HL2

课题四自动洗衣机控制系统

波轮式全自动洗衣机的洗衣桶(外桶)和脱水桶(内桶)是以同一个中心安装的。

外桶固定,作为盛水用,内桶可以旋转,作为脱水(甩干)用。

内桶的四周有许多小孔,使内、外桶的水流相通。

洗衣机工作示意图

洗衣机的进水和排水分别有进水电磁阀和排水电磁阀控制。

进水时,控制系统使进水电磁阀打开,将水注入外桶;排水时,使排水电磁阀打开将水由外桶排到机外。

洗涤和脱水由同一台电机拖动,通过电磁阀离合器来控制,将动力传给洗涤波轮或甩干桶(内桶)。

电磁离合器失电,电动机带动洗涤波轮实现正、反转,进行洗涤;电磁离合器得电,电动机带动内桶单向旋转,进行甩干(此时波轮不转)。

水位高低分别有高低水位开关进行检测。

起动按钮用来起动洗衣机工作。

(一)控制要求

起动时,首先进水,到高水位时停止进水,开始洗涤。

正转洗涤15s,暂停3s后反转洗涤15s,暂停3s后再正转洗涤,如此反复30次。

洗涤结束后,开始排水,当水位下降到低水位时,进行脱水(同时排水),脱水时间为10s。

这样完成依次从进水到脱水的大循环过程。

经过3次大循环后(第2、3次为漂洗),进行洗衣完成报警,报警10s后结束全过程,自动停机。

在洗涤过程中,按下停止按钮。

洗衣机停止工作。

在洗衣机停止工作时,按下排水按钮,洗衣机排水电磁阀得电排水,当水位下降到低水位开关时,排水电磁阀失电停止排水。

I/O设备及I/O点分配如表所示。

I/O设备及I/O点分配如表

输入元件

输入点编号

输出元件

输出点编号

起动按钮

X0

进水电磁阀

Y0

停止按钮

X1

电机正转控制

Y1

排水按钮

X2

电机反转控制

Y2

高水位开关

X3

排水电磁阀

Y3

低水位开关

X4

脱水电磁离合器

Y4

报警蜂鸣器

Y5

课题五十字路口交通灯的控制

1、设计目的

⑴综合应用所学PLC知识设计一个交通灯控制系统;

⑵通过自行编程调试掌握PLC控制系统的设计方法。

2、任务描述:

某十字路口的东西方向和南北方向分别安装红、绿、黄交通信号灯,设置如下图1.1所示:

图1.1十字路口交通灯设置示意图

3控制要求:

交通信号灯在白天和夜晚的工作方式不同,由选择开关SA进行控制。

⑴白天工作模式:

具体控制要求为:

当SA选在白天位置时,信号灯按照预先规定的时序循环往复地工作,具体控制要求见表1-1,控制时序图见图1.2

表1-1交通信号灯的具体控制要求

东西方向

信号灯

绿灯亮

绿灯闪烁

黄灯亮

红灯亮

信号时间

25S

3S

2S

30S

南北方向

信号灯

红灯亮

绿灯亮

绿灯闪烁

黄灯亮

信号时间

30S

25S

3S

2S

表中绿灯闪烁的频率为1HZ,亮500MS灭500MS循环。

图1.2交通信号灯白天工作时的时序图

⑵夜晚工作模式:

当SA选择夜晚工作模式时,红灯和绿灯停止工作,只有黄灯一直闪烁,闪烁的频率为1HZ(亮500MS灭500MS循环)。

4程序设计方案要求:

⑴要求用线性化编程和结构化编程两种编程方法来实现。

⑵在结构化编程中,以某一方向的红灯和另一方向的绿灯和黄灯为控制对象编制FC1,OB1中调用FC1。

并且东西向和南北向灯只能调用同一个FC1。

课题六其他题目

1)电梯PLC控制系统设计;

2)霓虹灯显示的PLC控制系统。

3)亦可选择自己感兴趣的题目,但设计任务的分量、难度应与上述3题相当。

指导教师:

郝万君

2013年11月30日

设计题目一:

交通灯控制系统设计

控制要求:

每个路口均设有3展灯,绿灯,黄灯和红灯。

其点亮顺序为:

第一时段:

东西向红灯亮30s,南北向绿灯亮24s,然后绿灯间隔0.5s闪3次(共3s),黄灯亮3s。

第二时段:

南北向红灯亮20s,东西向绿灯亮16s,然后绿灯间隔0.5s闪2次(共2s),黄灯亮2s。

上两时段循环运行。

当有行人要过马路时,自行按下相应人行道的通行按钮,垂直向绿灯间隔0.5s闪烁2s或3s(依据所处方向,南北向则3s,东西向则2s)后,垂直向红灯亮。

与人行道平行的方向上绿灯亮。

4s后绿灯闪烁2s或3s(依据所处方向,南北向则3s,东西向则2s),进入某一时段,恢复正常运行。

设计题目二:

电梯PLC控制系统设计

控制要求:

1)电梯层数3层以上,电梯按用户的设定要求工作运行。

2)可以在电梯外或电梯内对电梯上升、下降进行控制。

3)电梯运行状态和到达的位置都要有显示。

4)其余功能同学可以自由地发挥。

设计题目三:

霓虹灯显示的PLC控制系统

题目简介:

按灯管、流水灯显示的控制要求,设计霓虹灯显示PLC控制系统。

控制要求:

详见灯管、流水灯控制流程图。

设计提示:

下面给出部分I/O的分配表

《电气控制与可编程控制器》

课程设计说明书

题目:

专业:

班级:

姓名:

学号:

苏州科技学院

电子与信息工程学院

格式说明:

(目录内容包含2级标题,均为左对齐)

1标题…………………………………………………………………………1

1.1标题………………………………………………………………………X

1.2标题………………………………………………………………………X

……

2标题…………………………………………………………………………X

2.1

2.2

……

3

3.1

……

致谢

参考文献

目录页码从Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……,居中

1一级标题

1.1二级标题

1.1.1三级标题

(下同)

正文:

一级大标题居中。

二级标题左对齐。

正文页码用阿拉伯数字1、2、3……,居中

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