电器控制与PLC》课程设计课题集.docx

电器控制与PLC》课程设计课题集.docx

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电器控制与PLC》课程设计课题集

　　电器控制与PLC》课程设计课题集

1、气动机械手操作控制装置

一、气动机械手的控制要求

气动机械手的动作示意图如图1所示，气动机械手的功能是将工件从A处移送到B处。

控制要求为：

1、气动机械手的升降和左右移行分别由不同的双线圈电磁阀来实现，电磁阀线圈失电时能保持原来的状态，必须驱动反向的线圈才能反向运动；

2、上升、下降的电磁阀线圈分别为YV2、YV1；右行、左行的电磁阀线圈为YV3、YV4；

3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀YV5来实现，线圈通电时夹紧工件，线圈断电时松开工件；

4、机械手的夹钳的松开、夹紧通过延时1.7S实现；

二、机械手的的操作功能

机械手的操作面板如图2所示。

机械手能实现手动、回原位、单步、单周期和连续等五种工作方式。

1、手动工作方式时，用各按钮的点动实现相应的动作；

2、回原位工作方式时，按下“回原位”按钮，则机械手自动返回原位；

3、单步工作方式时，每按下一次启动安钮，机械手向前执行一步；

4、单周期工作方式时，每按下一次启动安钮，机械手只运行一个周期；

5、连续工作方式时，机械手在原位，只要按下启动安钮，机械手就会连续循环工作，直到按下停止安钮；

6、传送工件时，机械手必须升到最高点才能左右移动，以防止机械手在较低位置运行时碰到其他工件；

7、出现紧急情况，按下紧急停车按钮时，机械手停止所有的操作。

三、设计要求

1、输入输出点分配；

2、画出PLC的输入输出设备的接线图；

3、完成梯形图、指令表的程序设计；

4、完成设计说明书

2、十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试

一、控制要求

1．系统工作受开关控制，起动开关ON则系统工作；起动开关OFF则系统停止工作。

2．控制对象有八个：

东西方向红灯两个,南北方向红灯两个，

东西方向黄灯两个,南北方向黄灯两个，

东西方向绿灯两个,南北方向绿灯两个，

东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。

3．控制规律：

1）高峰时段按时序图二（见附图）运行，正常时段按时序图三（见附图）运行，晚上时段按提示警告方式运行，规律为：

东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮0.4秒，暗0.6秒的规律反复循环。

2）高峰时段、正常时段及晚上时段的时序分配按时序图一运行（见附图）。

控制变频调速系统设计与调试一、控制要求：

1．变频调速器受0～10V输入电压控制：

0V输出频率为0HZ，对应同步转速为0r/min；

5V输出频率为50HZ，对应同步转速为1500r/min；

10V输出频率为100HZ，对应同步转速为3000r/min；

输入电压与输出频率按线性关系变化。

2．要求输出转速按下图（见附图）函数变化，请编写梯形图控制程序，并完成调试。

3．改变输出转速～时间变化函数，重复上述过程。

二、课题要求：

1．按题意要求，画出PLC端子接线图及控制梯形图。

2．完成PLC端子接线工作,并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。

3.完成课程设计说明书

三、答辩问题：

1．如何利用D/A1来输出五个斜率大于零的锯齿波（见附图）？

2．如何利用D/A1来输出六个斜率小于零的锯齿波（见附图）？

3.如何利用D/A2来输出三个三角波（见附图）？

4．当输出的函数波形的时间座标改为小时，梯形图作何改动?

5．当输出的函数波形的电压座标有改动，梯形图作何改动?

4、五层电梯模型PLC控制系统设计与调试

一、控制要求：

1．系统应具备：

有司机、无司机、消防三种工作模式。

2．系统应具备下列几项控制功能:

1）自动响应层楼召唤信号（含上召唤和下召唤）。

2）自动响应轿厢服务指令信号。

3）自动完成轿厢层楼位置显示（二进制方式）。

4）自动显示电梯运行方向。

5）具有电梯直达功能和反向最远停站功能。

3．系统提供的输入控制信号:

AYS向上行驶按钮

AYX向下行驶按钮

YSJ有/无司机选择开关

1YC一楼行程开关

2YC二楼行程开关

3YC三楼行程开关

4YC四楼行程开关

5YC五楼行程开关

A1J一楼指令按钮

A2J二楼指令按钮

A3J三楼指令按钮

A4J四楼指令按钮

A5J五楼指令按钮

AJ指令专用开关（直驶）

ZXF置消防开关

A1S一楼上召唤按钮

A2S二楼上召唤按钮

A2X二楼下召唤按钮

A3S三楼上召唤按钮

A3X三楼下召唤按钮

A4S四楼上召唤按钮

A4X四楼下召唤按钮

A5X五楼下召唤按钮

4．系统需要输出的开关控制信号：

KM开门显示

GM关门显示

MGB门关闭显示

DCS上行显示

DCX下行显示

S上行继电器（控制电动机正转）

X下行继电器（控制电动机反转）

YX运行显示

ALED七段显示器a段发光二极管

BLED七段显示器b段发光二极管

CLED七段显示器c段发光二极管

DLED七段显示器d段发光二极管

ELED七段显示器e段发光二极管

FLED七段显示器f段发光二极管

GLED七段显示器g段发光二极管

1DJA一楼指令信号登记显示

2DJA二楼指令信号登记显示

3DJA三楼指令信号登记显示

4DJA四楼指令信号登记显示

5DJA五楼指令信号登记显示

1DAS一楼上召唤信号登记显示

2DAS二楼上召唤信号登记显示

2DAX二楼下召唤信号登记显示

3DAS三楼上召唤信号登记显示

3DAX三楼下召唤信号登记显示

4DAS四楼上召唤信号登记显示

4DAX四楼下召唤信号登记显示

5DAX五楼下召唤信号登记显示

二、课题要求：

1．按题意要求，画出PLC端子接线图及控制梯形图。

2．完成PLC端子接线工作,并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。

3.完成课程设计说明书

三、答辩问题：

1．阐明程序设计思想及工作流程。

2．当层楼数增加，开关量输入和输出的点数将作如何变化?

3．若需要电梯只服务于奇数楼层，梯形图将作如何变换?

4．若需要电梯只服务于偶数层楼，梯形图将作如何变换?

5．若需要电梯只服务于四层及以上楼层，梯形图将作如何变换?

6．若正常运行方式作为方式A，上述3、4、5题运行方式作为方式B、方

式C、方式D,如何采用两个输入开关来任选其中一个作为当前运行方式?

7．电梯控制中清除召唤登记的条件是什么?

8．电梯控制中清除指令登记的条件是什么?

5、五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试

一、控制要求：

1．五相步进电动机有五个绕组:

A、B、C、D、E,

正转顺序:

ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB

反转顺序:

ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB

2．用五个开关控制其工作：

1号开关控制其运行（启/停）。

2号开关控制其低速运行（转过一个步距角需0.5秒）。

3号开关控制其中速运行（转过一个步距角需0.1秒）。

4号开关控制其低速运行（转过一个步距角需0.03秒）。

5号开关控制其转向（ON为正转，OFF为反转）。

二、课题要求：

1．按题意要求,画出PLC端子接线图、控制梯形图。

2．完成PLC端子接线工作,并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。

3.完成课程设计说明书

三、答辩问题：

1．如何利用两个按钮进行连续调速（上升/下降）。

2．试用三相六拍步进电动机实现上述控制要求2。

正转通电顺序为：

A→AB→B→BC→C→CA

反转通电顺序为：

A→CA→C→BC→B→AB

3．设有五台电动机作顺序循环控制,控制时序如下图所示：

10001为运行控制开关，试设计其梯形图控制程序。

4.设有四台电动机作顺序循环控制,控制时序如下图所示:

采用单相电动机工作，忽略过载保护，要求：

当10001启动后，系统开始工作，10002按下后系统起动，运行三个循环后即自动停止工作，试设计其梯形图控制程序。

6、工业铲车操作控制

一、课题内容：

用PLC对工业铲车（实物模型）操作进行控制，设铲车可将货物铲起或放下，并能作前进、后退、左转、右转的操作，要求动作过程如下：

铲起→向前0.5米→左转90度后向前0.5米→右转90度后向前0.5米→右转90度后后退0.5米→放下。

二、课题要求：

1．根据题意，画出实物模型与PLC的硬件连接图，按图接线，编制控制程序，并画出梯形逻辑图。

2．完成系统调试，实现控制要求。

3．完成课程设计说明书。

三、答辩问题：

1．为什么PLC具有很强的抗干扰能力？

试例举软件和硬件方面的措施予以说明。

2．PLC开关量输出模块若按负载使用的电源分类，可有哪几种输出模块？

若按输出的开关器件分类，可有哪几种输出方式？

7、车辆出入库管理

一、课题内容：

编制一个用PLC控制的车辆出入库管理梯形图控制程序，控制要求如下：

2．出库车辆前进时经过2#→1#传感器后计数器减1，后退时经过1#→2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。

3．设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库内车辆的实际数量。

变量约定：

10001---启动10006---1#传感器

10003---清零00001---仓库空显示

10004---=“1”入库操作

10004---=“0”出库操作

10005---=“1”前进操作

10005---=“0”后退操作

二、课题要求：

1．根据题意设计显示电路图，并按图连接。

2．画出PLCI/O端口接线图，并按图接线。

3．编制控制程序，并画出梯形逻辑图。

4．完成系统调试，实现控制要求。

5.完成课程设计说明书。

三、答辩问题：

1．LMODSOFT编程软件中的定时器指令有两个输出端，请说明这两个输出端分别实现什么时间控制？

2．现有LMODSOFT编程软件中的“DIV”指令，已知：

顶部输入等于“1”，中部输入等于“0”，顶部节点4x=40030，中部节点=5，底部节点4x=40040。

若要执行除法“17501除以5”，请问被除数应如何存放？

结果应如何存放？

3．MODICONMICROPLC的I/O编址系统对应于四种参考号，请简述这四种参考号的意义。

4．PLC中的“软继电器”与实际继电器相比，有哪些特点？

5．PLC的扫描周期包括哪些时间？

其长短主要受哪些因素影响？

8、自动门控制装置

一、课题内容：

1．自动门控制装置的硬件组成：

2．控制要求：

2）自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。

3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。

4）在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。

二、课题要求：

1．按题意要求，画出PLC端子接线图、控制梯形图。

2．完成PLC端子接线工作，并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。

3.完成课程设计说明书。

三、答辩问题：

1．若开门等待时间改为10秒，梯形图作何改动？

2．如光电检测开关改为有光断开、无光导通，则梯形图作何修改？

3．试分析开门与关门为何不能同时动作？

假如开、关门时同时动作会出现什么现象？

4．为防止开、关门同时动作，试在电路中设计一个保护环节。

5．可编程序控制器的控制程序为串行工作方式，继电接触器控制线路为并行工作方式，相比之下，可编程序控制器的控制结果有什么特殊性？

9、三相六拍步进电动机控制程序的设计与调试

一、课题内容：

用PLC控制三相六拍步进电机，其控制要求如下：

1．三相步进电动机有三个绕组：

A、B、C，

正转通电顺序为：

A→AB→B→BC→C→CA→A

反转通电顺序为：

A→CA→C→BC→B→AB→A

2．要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。

3．具有两种转速：

1号开关合上，则转过一个步距角需0.5秒。

2号开关合上，则转过一个步距角需0.05秒。

二、课题要求：

1．按题意要求，画出PLC端子接线图、控制梯形图。

2．完成PLC端子接线工作，并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。

3.完成课程设计说明书。

三、答辩问题：

1．若步进电机作单三拍运行（A→B→C→A→······），梯形图将作如何改动？

2．若步进电机作双三拍运行（AB→BC→CA→AB······），梯形图将作如何改动？

3．若要求步进电机转动100个步距角后自动停止运行，梯形图作如何改动？

4．设置按钮K1，每按一次K1，转速增加一档（即转动一个步距角所需时间减少0.01秒），梯形图作如何改动？

5．设置按钮K2，每按一次K2，转速减少一档（即转动一个步距角所需时间增加0.01秒），梯形图作如何改动？

10、锯齿波发生器

一、课题内容：

要求利用PLC模拟量通道2输出十个锯齿波电压，波形如下图所示：

二、课题要求：

按题意要求完成软硬件设计，并完成调试，用示波器或电压表演示锯齿波输出过程。

三、答辩问题：

1．试设计八分频控制梯形图，输入变量为按钮（10001），输出变量为指示灯（00001），要求：

FSC=FSR/8。

2．如何利用D/A1来输出五个斜率小于零的锯齿波（如附图）？

3．当输出的锯齿波周期发生改变，梯形图作如何改动？

4．当输出的锯齿波幅值发生改变，梯形图作如何改动？

5．如何利用D/A2来输出三个三角波（如附图）？

11、十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试

一、课题内容：

用PLC控制十字路口交通信号灯，其要求如下：

1控制要求：

系统工作受开关控制，启动开关“ON”则系统开始工作，启动开关”OFF”则系统停止工作，所有灯关闭。

若因故障使东南西北的绿灯同时亮，系统能自动报警并自动关闭所有红、绿灯，转入提示警告方式（参见“控制规律”）。

2控制对象：

东西方向红灯两个，南北方向红灯两个，东西方向左转弯绿灯两个，

东西方向黄灯两个，南北方向黄灯两个，南北方向左转弯绿灯两个，

东西方向绿灯两个，南北方向绿灯两个，报警灯一个。

3控制规律：

秒间隔运行。

2）提示警告方式运行时，控制规律为：

东、南、西、北四个方向黄灯全部闪

亮，其余灯全部熄灭。

黄灯闪亮按亮0.4秒，暗0.6秒的规律反复循环。

（FAN）二、课题要求：

1按题意要求，画出PLC端子接线图、梯形图控制程序。

2完成PLC端子接线工作，并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。

三、答辩问题：

1讲述程序设计思路、程序框图及工作流程。

2若需将黄灯闪亮规律由亮0.4秒、暗0.6秒改为亮0.5秒、暗0.5秒，程序将如何改动？

3如果要求：

当系统故障使东南西北绿灯同时亮时，系统除自动报警外，自动关闭全部信号灯，梯形图应如何修改？

4若增加一个开关K2，当K2合上时，转入晚间工作方式，即提示警告方式，梯形图将作何改动？

12、全自动洗衣机PLC控制

一、课题内容：

全自动洗衣机运行框图及梯形图控制程序的编制，并画出硬件接线图。

二、控制要求：

（1）按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水

位，关水

（2）2秒后开始洗涤

（3）洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒

（4）如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒

（5）开始清洗，重复

（1）～（4），清洗两遍

（6）清洗完成，报警3秒并自动停机

（7）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）

输入点：

输出点：

启动10001低水位检测10009启动洗衣机00001

高水位10003手动脱水10011正转及脱水00003

中水位10004反转00004

低水位10005排水00005

排空检测10006报警00006

高水位检测10007

中水位检测1000813、四分频电路梯形图设计

一、课题内容：

解读二分频电路梯形图程序，设计四分频电路梯形图程序并写出程序说明，画出时序图。

二、控制要求：

输入点引入信号脉冲，输出点输出的脉冲是输入脉冲的四分频信号。

二分频时序图：

三、课题要求：

1.根据控制要求完成设计并调试成功

2.完成课程设计说明书。

14、饮料罐装生产流水线的PLC控制

一、课题内容：

饮料罐装生产流水线梯形图控制程序设计并画出硬件接线图

二、控制要求：

（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或罐装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作

（2）当瓶子定位在罐装设备下时，停顿1秒，罐装设备开始工作，罐装过程为5秒钟，罐装过程应有报警显示，5秒后停止并不再显示报警

（3）用两个传感器和若干个加法器检测并记录空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，必须记录空瓶数和满瓶数，设最多不超过99999999瓶

（4）可以手动对计数值清零（复位）

三、课题要求：

1.根据课题的控制要求完成设计并调试成功

2.完成课程设计说明书15、汽车自动清洗装置PLC控制

一、课题内容：

编写汽车自动清洗装置梯形图控制程序

二、控制要求：

根据下面的工作流程图工作：

三、课题要求：

1.完成梯形图程序的编写并调试成功

2.完成课程设计说明书[摘要]清末是中国历史的一个巨变时代，传统商人的法律地位由此发生了巨大变化，他们的权利得到法律的肯定和保护，形成了共同的法律意识并进行了法律实践，他们的这些活动为中国近代法制的发展做出了一定贡献。

[关键词]清末商人法律视角清末是中国历史上“数千年未有之变局”的时代，这一论断无论对中国面临的国际环境抑或是对中国自身机体来讲，都是恳切而卓识的。

在这样一个巨变动荡的时代，传统的“居于四民之末”的商人逐渐摆脱贱民身份，成为了社会巨变过程中一股强势的改造和建设力量，体现了独特的价值，发挥了积极的作用，故本文试图从法律视角对这样一个团体进行解读。

一、清末商人所处的时代背景商人在传统社会中长期受到压抑及限制是中国传统法律文化的一个显著特征，即使明清时期小农经济逐渐解体，初现商业繁荣景象时，主流思想仍不离“阜民之道，端在重本。

国家要务，莫如贵粟重农”。

历代王朝无一例外地遵循着重农抑商观，但因为低水平却必要的简单商业既有存在的需要而且又能现实地为政权服务，一定程度上繁荣社会与市场，所以传统商业及商人始终或快或慢地按部就班地发展着。

真正使得传统商业及商人的地位及作用发生巨变的是清末的变革。

随半殖民半封建化程度的加深和日益巨额的赔款以及越来越入不敷出的财政开支，清王朝债台高举，不堪重负，已经濒临崩溃。

面对西方列强的威胁，面对空前的亡国灭种的压力，“问诸官而官亦无款之筹，问诸民而民更无力之可顾，除息借洋款外，其能凑集巨资，承办一切者，惟赖以商”成了改变这种朝不保夕的困境的清王朝惟一的出路。

视工商为末务，致使“国计民生，日益贫弱，未始不因乎此。

亟应变通尽利，加意讲求”这道上谕体现了清王朝被迫一定程度地摒弃了重本抑末的传统思想。

与此同时社会上也兴起了一股经商热潮：

“视读书甚轻，视商务甚重。

才华秀美之子弟，率皆出门为商，而读书者寥寥无几。

甚且有既游庠序，竟弃儒就商者……当此之时，为商者十八，九，读书者十一二”是当时流行的看法，而近代工业化的开展，致使商人数量遽增，商人团体逐渐形成并拥有一定社会话语权；另外甲午战争的惨败，以及八国联军攻占北京，更在社会上激发了一股“设厂自救”、“实力救国”的工业化热潮。

坊间要求提高商人地位、发展商业的呼声日益强烈。

基于此，清政府于1902年向各地委派大臣专办商务，随后于1903年设立商部并颁行一系列振兴商务、奖励实业的章程法令：

制定《商律》，以法律形式确认自由经商，保护集资创办各种公司；颁布《商标注册试办章程》、《公司注册试办章程》、《破产律》、《华商出洋赛会章程》、《试办银行章程》等规范商人的商行为；于1903、1906、1907年颁布《奖励公司章程》、《奖给商勋章程》、《爵赏章程及奖牌章程》鼓励商业活动等等。

上述振兴商务的政策和措施使得中国商人的扩展更加迅。

清王朝的最后十年间，中国商人有了长足的发展，私营企业不断地成长，各埠（如上海）商人日益活跃，不仅表现在设厂数量和投资金额的增加，而且表现在投资范围也更为广泛和多元。

除传统缫丝、棉纺织、火柴等行业有较大增幅外，其他涉及国计民生的轻重工业等行业也逐渐出现商人投资。

正是在这种急速的发展中，清末商人的共同意识逐渐形成、发展并且在发挥了巨大的社会影响力。

二、清末商人的法律地位清末商人在清王朝有意识的提携下迅速壮大起来，其获得的地位和发展远远超过了中国历史上的任何一个时代，这可以从清末的相关政策及立法中得到清晰的体现。

首先是经济权利的保障。

经济权利是商人安身立命的根本，对商人经济权利的保障是商人法律地位提升的重要衡量标志。

清末对商人经济权利的保障体现如下：

首先是对商人财产权利的确认。

1904年接连颁布的《奏定商会简明章程》、《商人通例》、《公司律》肯定了商人财产权利和一定程度的经济自由，进一步放松了政府对经济和商人的控制，规定“凡设立公司赴商部注册者，务须将创办公司之合同、规条、章程等一概呈报商部存案”。

以法律形式废除了官方的特许批准和垄断，与国际接轨——仅须登记注册，这是对商人财产权利和经商自由的大解放。

其次是保障和鼓励商人兴办实业。

清末商改前，商人在法律上并不享有投资实业的权利保障，因此被迫依附于官办企业或寻求外国势力保护，这一窘境直到清末各类商业法规的相继颁行才告结束，如《公司律》第30条规定：

“无论官办、商办、官商合办等各项公司及各局（凡经营商业者皆是）均应一体遵守商部定例办理”。

《公司注册

试办章程》规定：

“无论现已设立与嗣后设立之公司、局、厂、行号、铺店一经注册即可享一体保护之利益”。

上述规定对商人的投资经营活动提供了必要的法律保障，对商人投身兴办实业活动起到了极大的鼓舞。

最后是鼓励商业交流和贸易。

随着清政府工商政策的转变，传统法律规定的对商人经济贸易和交流活动由禁止转向鼓励，法律鼓励、保护商人的海外贸易和相关经营活动，甚至颁布专门的规定如《出洋赛会章程》，强调凡有国际博览会，商部应晓示商人劝谕参加，商部应设立事务所向华商提供各种帮助，赴会商品一律准其免税等等，在相当程度上激发了商人的贸易热情。

其次是政治权利的有限肯定。

政治权利是社会权利中的核心和关键性权利，因为“……人是社会动物，在政治国家中，人的社会性、主体性的最一般、最本质的表现是参与性，要参与就不能没有政治权利和自由。

如果没有政治权利和自由，人与国家公园里受到保护的动物就没有两样了”。

而众所周知，古代中国社会对商人基础性的经济权利都仅停留在有限制地发展这一基础上，更遑论构筑在经济权利之上的更高级的政治权利的赋予了。

然而这一传统却因清末的巨变而过