沈阳工程学院课程设计任务书电自.docx
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沈阳工程学院课程设计任务书电自
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目：
计算机控制三相笼型异步电动机直接启动控制，点动控制、两地控制系统设计
系别自控系班级
学生姓名学号
指导教师王艳职称讲师
课程设计进行地点：
实训F202，图书馆
任务下达时间：
2011年12月9日
起止日期：
2011年12月12日起——至2011年12月16日止
教研室主任年月日批准
1.设计的原始资料及依据；
三相笼型异步电动机启动时，电源电压全部加在定子绕组，这种启动方法，成为全压启动、也叫直接启动。
全压启动时，电动机的启动电流达到额定电流的4~7倍、容量较大的电动机的启动电流对电网具有大的冲击。
因此，这种启动方式主要用于小容量电动机的启动。
2.设计主要内容及要求；
1、三相笼型异步电动机单向直接启动控制电路。
主电路由电源隔离开关QS、熔断器FU、接触器KM的主触电，热继电器FR的热元件与电动机M构成。
控制回路由启动按钮SB2、停止按钮SB1，接触器KM的线圈及其常开辅助触头，热继电器FR的常闭触头和熔断器FU2构成。
1）线路的工作原理
启动时，合上QS，引入三相电源。
按下SB2，交流接触器KM的线圈通电，接触器主触头闭合，电动机接通电源直接启动运转。
同时与SB2并联的常开辅助触点KM闭合，使接触器线圈经两条路径通电。
这样，当SB2复位时，接触器KM的线圈仍可通过KM的辅助触头继续通电，从而保持电动机的连续运行。
这种依靠接触器自身辅助触头、而使其线圈保持通电的现象称为自锁。
这一对起自锁作用的辅助触头称为自锁触头。
要使电动机M停止运转，只要按下停止按钮SB1，将控制电路断开即可。
这时接触器KM断释放，KM的常开主触点将三相电源切断，电动机M停止运转。
当手松开按钮后，SB1的常闭触头在复位弹簧到原来的常闭状态，但接触器线圈已不能再靠自锁触头通电了，因为原来闭合的自锁触头已随着接触器线圈的断电而断开了。
（2）电路的保护环节
1、熔断器FU作为电路短路保护环节
2、热继电器FR作为电路短路保护环节
3、欠电压保护与电压保护是依靠接触器本身的电磁机构来实现的。
当电源电压严重欠电压或失电压时，接触器的衔铁自行释放，电动机停止旋转。
而当电源电压恢复正常时，接触器线圈也不能自动通电，只有操作人员在次按下启动按钮SB2后，电动机才会启动。
2、点动控制
在生产实际中，有的生产机械需要点动控制，还有生产机械在进行调整工作时采用点动控制，也有些生产机械既需要常规工作，又需要点动控制。
图1—2所示为能实现点动控制的几种电气控制线路。
图1—2a是最基本的点动控制线路。
控制启动按钮SB的闭合与断开，即可以控制接触器KM的吸合与断开，来实现电动机M的运转与停止。
图1—2b是带手动开关SA的点动控制线路，当需要点动时，将开关SA打开，操作SB2即可实现点动控制。
当需要连续工作时，合上开关SA，将自锁触头接入，即可实现连续控制。
图1—2C中增加了一个复合控制按钮SB3。
点动控制时，按下点动按钮SB3其常闭触头先断开自锁电路，常开触头后闭合，接通启动控制电路，KM线圈通电，主触头闭合，电动机启动旋转。
当松开SB3时，KM线圈断电，主触头断开，电动机停止转动。
若需要电动机连续运转，则按启动按钮SB2即可，停机时需按停止按钮SB1。
2、两地控制
有些生产设备需要在两地或两个以上的地点进行操作。
例如：
重型龙门刨床，有时在固定的操作台上控制，有时需要站在机床四周用悬挂按钮控制；有些场合，为了便于集中管理，由中央控制台进行控制，但每台设备调整检修时，又需要就地进行机旁控制等。
要实现两地控制，就要有两组按钮，而且这两组按钮的连接原则必须是：
常开按钮需并联；常闭停止按钮应串联。
图1—3所示就是实现两地控制的控制电路。
图中虚线框内的元件安放在另外一处，如电动机旁边，通过导线连接。
这一原则也适用于三地或更多地点的控制。
图1—1
注：
QS：
主电路刀闸开关FU1：
熔断器KM：
接触器的主触点FR：
热继电器SB1：
停止按钮SB2：
启动按钮
图1—2
注：
QS：
主电路刀闸开关FU1：
熔断器KM：
接触器的主触点FR：
热继电器SB：
启动按钮
图1—3
注：
QS：
主电路刀闸开关FU1：
熔断器KM：
接触器的主触点FR：
热继电器SB1：
停止按钮SB2：
启动按钮SB3：
复合按钮
3.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；
（1）题目、目录、原始数据及技术要求等；
（2）具体设计说明，包括硬件和软件的设计步骤说明及相关图形；
（3）系统总原理图；
（4）元件明细；
（5）参考文献。
4.课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求；
（1）课程设计说明书；
（2）硬件设计原理图；
（3）软件流程图。
5.时间进度安排；
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
11.29
明确设计任务，搜集相关资料
2
11.30
硬件电路设计及元件选择
3
12.1
软件设计
4
12.2
组态设计
5
12.3
撰写课程设计说明书
6.主要参考资料（文献）。
（1）MCGS嵌入版用户手册，2004年2月
（2）HMI实验教材，2010年10月
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目：
计算机控制三相笼型异步电动机正反转
系别自控系班级
学生姓名学号
指导教师王艳职称讲师
课程设计进行地点：
实训F202，图书馆
任务下达时间：
2011年12月9日
起止日期：
2011年12月12日起——至2011年12月16日止
教研室主任年月日批准
1.设计的原始资料及依据；
在生产加工过程中，往往要求电动机能够实现可逆运行。
如机床工作台的前进与后退，主轴的正转与反转，起重机吊钩的上升与下降等等。
这就要求电动机可以正反转，有电动机原理可知，若将接至电动机的三相电源进线中的任意两相对调，即可使电动机反转。
所以可以运行控制线路实质上是两个方向相反的单向运行线路，为避免误动作引起电源相间短路，要在这两个相反方向的单向运行线路中加设必要互锁。
按照电动机可逆运行操作顺序的不同，有“正—停—反”和“正—反—停”两种控制线路。
2.设计主要内容及要求；
1、电动机“正—停—反”控制线路
图2—1为电动机正反转控制线路。
该图为利用两个接触器的常用触头KM1，KM2起相互控制作用，即一个接触器通电时，利用其常闭辅助触头的断开来锁住对方线圈的电路，这种利用两个接触器的常用辅助触头相互控制的方法叫做互锁，而两对起互锁作用的触头叫做互锁头。
图2—1a控制线路正反向操作控制时，必须先按下停止按钮SB1，然后再反向启动，因此它是“正—停—反”控制线路。
2、电动机“正—反—停”控制线路
在生产实际中为了提高劳动生产率，减少辅助工时，要求直接实现正反转的变换控制，如图2—1b所示，在这个线路中，正转启动按钮SB2的常开触头用来使正转接触器KM1的线圈瞬时通电，其常闭触头则串联在反转接触器KM2线圈电路中，用来使之释放。
反转启动按钮SB3也按SB2同样安排，当按下SB2或SB3时，首先是常闭触头断开，然后才是常开触头闭合。
这样在需要改变电动机运转方向时，就不必按SB1停止按钮了，可直接操作正反转按钮即能实现电动机运行情况的改变。
图2—1b中，既有接触器的互锁，又有按钮的互锁，保证了电路可靠地工作。
图2—1
3.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；
（1）题目、目录、原始数据及技术要求等；
（2）具体设计说明，包括硬件和软件的设计步骤说明及相关图形；
（3）系统总原理图；
（4）元件明细；
（5）参考文献。
4.课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求；
（1）课程设计说明书；
（2）硬件设计原理图；
（3）软件流程图。
5.时间进度安排；
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
11.29
明确设计任务，搜集相关资料
2
11.30
硬件电路设计及元件选择
3
12.1
软件设计
4
12.2
组态设计
5
12.3
撰写课程设计说明书
6.主要参考资料（文献）。
（1）《微型计算机控制技术》赖寿宏，机械工业出版社
（2）《计算机控制系统》李正军，机械工业出版社
（3）《计算机控制系统》张德江，机械工业出版社
（4）MCGS嵌入版用户手册，2004年2月
（5）HMI实验教材，2010年10月
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目：
计算机控制两台电动机顺序启动
系别自控系班级
学生姓名学号
指导教师王艳职称讲师
课程设计进行地点：
实训F202，图书馆
任务下达时间：
2011年12月9日
起止日期：
2011年12月12日起——至2011年12月16日止
教研室主任年月日批准
1.设计的原始资料及依据；
生产实践中常要求各运动部件之间能够按顺序工作。
例如车床主轴时要求油泵先给齿轮箱提供润滑油，即要求保证润滑，启电动机后主拖动电动机才可以启动，也就是控制对象对控制线路提出了按顺序工作的联锁要求。
如图3—1所示。
M1为油泵电动机，M2为主拖动电动机。
将控制油泵电动机的接触器KM1的常开辅助触点串入控制主拖动电动机的接触器KM2的线圈电路中，可以实现按顺序工作的联锁要求。
2.设计主要内容及要求；
图3—2所示，是采用时间继电器，按时间顺序启动的控制线路。
线路要求电动机M1启动t秒后，电动机M2自动启动。
可利用时间继电器的延时闭合常开触点来实现。
按启动按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，电动机M1启动，同时时间继电器KT线圈也通电。
定时x秒后，时间继电器延时闭合的常开触点KT闭合，接触器KM2线圈通电并自锁，电动机M2启动。
同时接触器KM2的常闭点切断了时间继电器KT的线圈电源。
图3—1
图3—2
3.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；
（1）题目、目录、原始数据及技术要求等；
（2）具体设计说明，包括硬件和软件的设计步骤说明及相关图形；
（3）系统总原理图；
（4）元件明细；
（5）参考文献。
4.课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求；
（1）课程设计说明书；
（2）硬件设计原理图；
（3）软件流程图。
5.时间进度安排；
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
11.29
明确设计任务，搜集相关资料
2
11.30
硬件电路设计及元件选择
3
12.1
软件设计
4
12.2
组态设计
5
12.3
撰写课程设计说明书
6.主要参考资料（文献）。
（1）MCGS嵌入版用户手册，2004年2月
（2）HMI实验教材，2010年10月
（3）《微型计算机控制技术》赖寿宏，机械工业出版社
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目：
计算机控制自动循环控制线路
系别自控系班级
学生姓名学号
指导教师王艳职称讲师
课程设计进行地点：
实训F202，图书馆
任务下达时间：
2011年12月9日
起止日期：
2011年12月12日起——至2011年12月16日止
教研室主任年月日批准
1.设计的原始资料及依据；
在生产实践中，有些生产机械的工作台需要自动往复运动，如龙门刨床，导轨磨床等。
下图为最基本的自动往复循环控制电路，它是利用行程开关实现往复运动控制的，这通常称为行程控制。
2.设计主要内容及要求；
限位开关SQ1放在左端需要反向的位置，而SQ2放在右端需要反向的位置，机械挡铁要装在运动部件上。
启动时间利用正向或反向启动按钮，如按正转按钮SB2，KM1通电吸合并自锁，电动机正转并带动工作台左移。
当工作台移至左端并碰到SQ1时，将SQ1压下，其常闭触点断开，切断KM1接触器线圈电路，同时其常开点闭合，接通反转接触电器KM2线圈电路。
此时电动机由正转变为反转，带动工作台向右移动，直到压下SQ2限位开关，电动机由反转变为正转，工作台向左移动。
因此工作台实现自动的往复循环运动。
在上述线路中，SQ3和SQ4分别为左、右超限位保护用的行程开关。
3.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；
（1）题目、目录、原始数据及技术要求等；
（2）具体设计说明，包括硬件和软件的设计步骤说明及相关图形；
（3）系统总原理图；
（4）元件明细；
（5）参考文献。
4.课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求；
（1）课程设计说明书；
（2）硬件设计原理图；
（3）软件流程图。
5.时间进度安排；
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
11.29
明确设计任务，搜集相关资料
2
11.30
硬件电路设计及元件选择
3
12.1
软件设计
4
12.2
组态设计
5
12.3
撰写课程设计说明书
6.主要参考资料（文献）。
（1）《微型计算机控制技术》赖寿宏，机械工业出版社
（2）MCGS嵌入版用户手册，2004年2月
（3）HMI实验教材，2010年10月
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目：
计算机控制三相笼型异步电动机串电阻降压起动
系别自控系班级
学生姓名学号
指导教师王艳职称讲师
课程设计进行地点：
实训F202，图书馆
任务下达时间：
2011年12月9日
起止日期：
2011年12月12日起——至2011年12月16日止
教研室主任年月日批准
1.设计的原始资料及依据；
图5—1是定子串电阻减压起动控制线路。
电动机起动时，为了限制起动电流，在三相定子电路中串接电阻，使电动机定子绕阻电压降低，起动结束后，再将电阻短接，电动机在额定电压下正常运行。
这种起动方式由于不受电动机接线形式的限制，设备简单，因而在中小型生产机械中应用较广。
2.设计主要内容及要求；
图5—1a控制线路工作原理如下：
合上电源开关QS，按启动按钮SB2，KM1得电吸合并自锁，电动机串电阻R启动，接触器KM1得电同时，时间继电器KT得电吸合，其延时闭合常开触点的延时闭合使接触器KM2不能得电，经一段延时后，KM2得电动作，将主回路电阻R短接，电动机在全压下进入稳定正常运转。
图5
—1b为图5—1a的改进方案。
图5—1a图5—1b
3.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；
（1）题目、目录、原始数据及技术要求等；
（2）具体设计说明，包括硬件和软件的设计步骤说明及相关图形；
（3）系统总原理图；
（4）元件明细；
（5）参考文献。
4.课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求；
（1）课程设计说明书；
（2）硬件设计原理图；
（3）软件流程图。
5.时间进度安排；
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
11.29
明确设计任务，搜集相关资料
2
11.30
硬件电路设计及元件选择
3
12.1
软件设计
4
12.2
组态设计
5
12.3
撰写课程设计说明书
6.主要参考资料（文献）。
（1）《微型计算机控制技术》赖寿宏，机械工业出版社
（2）MCGS嵌入版用户手册，2004年2月
（3）HMI实验教材，2010年10月
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目：
计算机控制三相笼型异步电动机星形—三角形降压起动
系别自控系班级
学生姓名学号
指导教师王艳职称讲师
课程设计进行地点：
实训F202，图书馆
任务下达时间：
2011年12月9日
起止日期：
2011年12月12日起——至2011年12月16日止
教研室主任年月日批准
1.设计的原始资料及依据；
正常运行时定子绕组接成三角形的笼型异步电动机，可采用星形—三角形降压起动方式来限制起动电流。
起动时将电动机定子绕组接成星形，加到电动机的每相绕组上的电压为额定值的
，从而减少起动电流。
当转速接近额定转速时，定子绕组改接成三角形，使电动机在额定电压下正常运转。
图6—1a所示为星形—三角形转换绕组连接图。
起动控制线路如图6—1b所示。
这一线路的设计思想是按时间原则控制起动过程。
待起动结束后，按预先整定的时间切换成三角形接法。
2.设计主要内容及要求；
当电动机起动时，合上刀开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KM、KMY与其时间继电器KT的线圈同时得电，接触器KMY的主触点将电动机接成星形，并经过KM的主触点接至电源，电动机降压起动。
当KT的延时时间到，KMY线圈断电，KM
△线圈通电，电动机主回路换接成三角形接法，电动机投入正常运转。
该线路的优点是，星形起动电流只是原来三角形接法起动电流的1/3。
约为电动机额定电流的2倍左右，起动电流特性好，结构简单，价格低。
缺点是启动转矩也相应下降为原来三角形的直接起动时的1/3，转矩特性差，适合电动机空载或轻载起动的场合。
图6—1a星形—三角形转换绕组连接图
图6—1b星形—三角形启动控制线路
3.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；
（1）题目、目录、原始数据及技术要求等；
（2）具体设计说明，包括硬件和软件的设计步骤说明及相关图形；
（3）系统总原理图；
（4）元件明细；
（5）参考文献。
4.课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求；
（1）课程设计说明书；
（2）硬件设计原理图；
（3）软件流程图。
5.时间进度安排；
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
11.29
明确设计任务，搜集相关资料
2
11.30
硬件电路设计及元件选择
3
12.1
软件设计
4
12.2
组态设计
5
12.3
撰写课程设计说明书
6.主要参考资料（文献）。
（1）《微型计算机控制技术》赖寿宏，机械工业出版社
（2）《计算机控制系统》李正军，机械工业出版社
（3）《计算机控制系统》张德江，机械工业出版社
（4）MCGS嵌入版用户手册，2004年2月
（5）HMI实验教材，2010年10月
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目：
计算机控制三相笼型异步电动机能耗制动
系别自控系班级
学生姓名学号
指导教师王艳职称讲师
课程设计进行地点：
实训F202，图书馆
任务下达时间：
2011年12月9日
起止日期：
2011年12月12日起——至2011年12月16日止
教研室主任年月日批准
1.设计的原始资料及依据；
能耗制动就是在电动机脱离三相交流电源之后，定子绕组上加一个直流电压通入直流电流。
利用转子感应电流与静止磁场的作用以达到制动的目的。
能耗制动可以由时间继电器控制和由速度继电器控制两种控制线路。
能耗制动比反接制动的能耗的能量小，其制动电流也比反接制动电流小得多，能耗制动的制动效果不及反接制动明显。
一般适用于电动机容量大和起动制动频繁的场合。
2.设计主要内容及要求；
图8—1为用时间继电器控制和单向能耗制动控制线路。
当电动机需要停止时，按下停止按钮SB1，电动机由于KM1断电而脱离三相交流电源。
同时接触器KM2吸合，将直流电引入电动机定子绕组，时间继电器KT线圈与接触器KM2线圈同时接通时通电并自锁，电动机进入能耗制动状态。
当转子的速度接近于零时，时间继电器延时打开的常闭触点断开接触器KM2的线圈电路。
由于KM2常开辅助触点复位，时间继电器KT线圈断电，电动机能耗制动结束。
图8—1以时间为原则控制的单向能耗制动线路
3.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；
（1）题目、目录、原始数据及技术要求等；
（2）具体设计说明，包括硬件和软件的设计步骤说明及相关图形；
（3）系统总原理图；
（4）元件明细；
（5）参考文献。
4.课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求；
（1）课程设计说明书；
（2）硬件设计原理图；
（3）软件流程图。
5.时间进度安排；
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
11.29
明确设计任务，搜集相关资料
2
11.30
硬件电路设计及元件选择
3
12.1
软件设计
4
12.2
组态设计
5
12.3
撰写课程设计说明书
6.主要参考资料（文献）。
（1）《微型计算机控制技术》赖寿宏，机械工业出版社
（2）《计算机控制系统》李正军，机械工业出版社
（3）《计算机控制系统》张德江，机械工业出版社
（4）MCGS嵌入版用户手册，2004年2月
（5）HMI实验教材，2010年10月
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目：
计算机控制交通灯系统设计
系别自控系班级
学生姓名学号
指导教师王艳职称讲师
课程设计进行地点：
实训F202，图书馆
任务下达时间：
2011年12月9日
起止日期：
2011年12月12日起——至2011年12月16日止
教研室主任年月日批准
1.设计的原始资料及依据；
以PLC为核心的控制系统在地上，交通和娱乐等场所广泛应用。
交通灯控制是PLC控制在交通信号控制中的一种应用，它是用顺序控制方式，对十字路口各条道路上的红绿灯，由PLC按要求，顺序控制其亮与灭，以保证路口的交通畅通。
2.设计主要内容及要求；
1、按图8—1要求，设计交通灯控制程序。
3.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求；
（1）题目、目录、原始数据及技术要求等；
（2）具体设计说明，包括硬件和软件的设计步骤说明及相关图形；
（3）系统总原理图；
（4）元件明细；
（5）参考文献。
4.课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求；
（1）课程设计说明书；
（2）硬件设计原理图；
（3）软件流程图。
5.时间进度安排；
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
11.29
明确设计任务，搜集相关资料
2
11.30
硬件电路设计及元件选择
3
12.1
软件设计
4
12.2
组态设计
5
12.3
撰写课程设计说明书
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