电气控制与PLC课程设计课题集Word下载.docx

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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。

图2操作面板

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

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（如图2所示）运行，正常时段按时序图三（如图3所示）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（如图1所示）运行。

图1时序图一

图2时序图二

图3时序图三

二、设计要求

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．要求输出转速按函数变化（如图1所示），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。

图1转速控制曲线

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

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

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）。

1．按题意要求,画出PLC端子接线图、控制梯形图。

用PLC对工业铲车操作进行控制，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。

1．根据题意，画出PLC端子接线图及控制梯形图。

2．完成系统调试，实现控制要求。

3．完成课程设计说明书。

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：

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

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，显示车库车辆的实际数量。

变量约定：

10001---启动10006---1#传感器

10002---停止10007---2#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

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。

1．自动门控制装置的硬件组成：

自动门控制装置由门光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。

2．控制要求：

1）当有人由到外或由外到通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。

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，当有人员由外到或由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，若有人员由外至或由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。

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。

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。

3.完成课程设计说明书。

全自动洗衣机应带有洗涤方式选择、水位选择。

通过三个开关QS、SB1、SB2对洗衣机的洗涤过程进行控制：

QS是系统运行控制开关，控制整个洗衣过程。

SB1是洗涤方式选择按钮，控制强洗/弱洗两种洗涤方式的切换，即按一下，进入强洗状态，再按一下，又进入弱洗状态，如此反复循环。

SB2是运行/暂停两种状态的选择按钮，即按一下，进入运行状态，再按一下，又进入暂停状态，如此反复循环。

洗涤水位由机械方式实现控制，通过转换开关设置各种洗涤水位，由检测开关输出触点“通”、“断”信号，表示“水位到（ON）”及“水排空（OFF）”两种状态。

洗衣程序必须经过一洗二漂，洗衣结束，报警提示10秒。

整个工作过程，参见工作流程框图。

动作要求如下：

∙洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。

∙洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现。

∙脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。

∙洗涤完成由蜂鸣器报警。

∙洗衣机所需要的输入/输出信号有:

工作流程图如下：

饮料罐装生产流水线控制要求：

（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）

汽车自动清洗装置根据下面的工作流程图如图1所示。

图1汽车自动清洗装置工作流程图

具体工作流程如下：

1．设计投币100元自助洗车机。

2．有3个投币孔，分别为5元、10元及50元3种，当投币合计100元或超过时，按启动开关洗车机才会动作，启动灯亮起。

7段数码管会显示投币金额（用BCD码），当投币超过100元时，可按退币按钮，这时7段数码管会退回零，表示找回余额（退币选作）。

洗车机动作流程。

1）按下启动开关之后，洗车机开始往右移，喷水设备开始喷水，刷子开始洗刷。

2）洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，喷水机及刷子继续动作。

3）洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，喷水机及刷子停止动作，清洁剂设

备开始动作——喷洒清洁剂。

4）洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，继续喷洒清洁剂。

5）洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，清洁剂停止喷洒，当洗车机往朽移3s后停止，刷子开始洗刷。

6）刷子洗刷5s后停止，洗车机继续往右移，右移3s后，洗车机停止，刷子又开始洗刷5s后停止，洗车机继续往右移，到达右极限开关停止，然后往左移。

7）洗车机往左移3s后停止，刷子开始洗刷5s后停止，洗车机继续往左移3s后停止，刷子开始洗刷5s后停止，洗车机继续往左移，直到碰到左极限开关后停止，然后往右移。

8）洗车机开始往右移，并喷洒清水与洗刷动作，将车洗干净，当碰到右极限开关时，洗车机停止前进并往左移，喷洒清水及刷子洗刷继续动作，直到碰到左极限开关后停止，并开始往右移。

9）洗车机往右移，风扇设备动作将车吹干，碰到右极限开关时，洗车机停止并往左移，风扇继续吹干动作，直到碰到左极限开关，则洗车整个流程完成，启动灯熄灭。

3．原点复位设计。

若洗车机正在动作时发生停电或故障，则故障排除后必须使用原点复位，将洗车机复位到原点，才能做洗车全流程的动作，其动作就是按下[复位按钮]，则洗车机的右移、喷水、洗刷、风扇及清洁剂喷洒均需停止，洗车机往左移，当洗车机到达左极限开关时，原点复位灯亮起，表示洗车机完成复位动作。

一、三面铣组合机床概述

三面铣组合机床是用来对Z512W型台式钻床主轴箱的Ф80、Ф90孔端面及定位面进行铣销加工的一种自动加工设备。

如图1所示为加工工件的示意图。

图1加工工件的示意图

（1）基本结构机床主要由底座、床身、铣削动力头、液压动力滑台、液压站、工作台、工件松紧油缸等组成。

机床底座上安放有床身，床身上一头安装有液压动力滑台，工件及夹紧装置放于滑台上。

床身的两边各安装有一台铣销头，上方有立铣头，液压站在机床附近。

（2）加工过程三面铣组合机床的加工过程如图2所示。

操作者将要加工的零件放在工作台的夹具中，在其他准备工作就绪后，发出加工指令。

工件夹紧后压力继电器动作，液压动力滑台（工作台）开始快进，到位转工进，同时起动左和右1铣头开始加工，加工到某一位置，立铣头开始加工，加工又过一定位置右1铣头停止，右2铣头开始加工，加工到终点三台电机同时停止。

待电机完全停止后，滑台快退回原位，工件松开，一个自动工作循环结束。

操作者取下加工好的工件，再放上未加工的零件，重新发出加工指令重复上述工作过程。

图2三面铣组合机床的加工过程

（3）液压系统三面铣组合机床中液压动力滑台的运动和工件松紧是由液压系统实现的。

如图3为液压系统的原理图，其液压元件动作情况如表1所示。

图3液压系统原理图

表1液压元件动作表

元件

工序

YV1

YV2

YV3

YV4

YV5

BP1

BP2

原位

—

（+）

夹紧

+

快进

工进

死挡铁停留

快退

松开

（4）主要电器参数电机、滑台、电磁阀参数如下：

1）左、右2铣削头电动机：

JO2-41-4，4.0kw，1440转/分，380V，8.4A；

2）立、右1铣削头电动机：

JO2-32-4，3.0kw，1430转/分，380V，6.5A；

3）液压泵电动机：

JO2-22-4，1.5kw，1410转/分，380V，3.49A；

4）电磁阀：

二位二通阀Z22DO-25，直流24V，0.6A，14.4W；

二位四通阀Z24DW-25，直流24V，0.6A，14.4W；

二位二通阀Z22DO-25，直流24V，0.6A，14.4W。

二、三面铣组合机床的控制要求

1．有单循环自动工作、单铣头自动循环工作、点动三种工作方式；

2．单循环自动工作过程如图8-36所示，油泵电机在自动加工一个循环后不停机。

3．单铣头自动循环工作包括：

左铣头单循环工作、右1铣头单循环工作、右2铣头单循环工作、立头单循环工作。

单铣头自动循环工作时，要考虑各铣头的加工区间。

4．点动工作包括：

四台主轴电机均能点动对刀、滑台快速（快进、快退）点动调整、松紧油缸的调整（手动松开与手动夹紧）。

5．五台电机均为单向旋转。

6．要求有电源、油泵工作、工件夹紧、加工等信号指示。

7．要求有照明电路和必要的联锁环节与保护环节。

一、车镗专机概述

车镗专机是用来对台式钻床的立拄进行镗孔加工，同时对孔的右端面进行车削加工的一种自动加工设备。

加工工件如图1所示。

图1工件示意图

（1）车镗专机的基本组成车镗专机的基本组成如图2所示。

左、右机械动力头各有三台电动机（快速电动机、工速电动机、主轴电动机），液压站由一台电动机拖动。

图2车镗专机的基本组成示意图

（2）加工过程加工过程如图3所示。

操作者将要加工的工件放在工作台上的夹具中，在其他准备工作就绪后，发出加工指令（按下按钮）。

工件自动夹紧，压力继电器动作，左、右动力头同时开始镗削加工。

左动力头快进，工进至终点后，快退回原位；

而右动力头快进、工进至终点后还应进行右端面的车削加工（车刀横进、横退）后才快退。

当两动力头都退回原位，此时Ⅰ工位的粗加工结束，工作台移到Ⅱ工位，开始进行精镗加工。

左、右动力头重新起动，快进，工进到终点延时后快退回原位，Ⅱ工位加工结束，工作台退到Ⅰ工位，松开工件，一个自动工作循环结束。

图3车镗专机的加工过程

（3）液压系统车镗专机液压系统元件如表1所示。

表1车镗专机液压系统元件表

YV1+

卸荷

SP1+

油压到信号

YV2+（-）

工件松开（夹紧）

SP2+

工件紧信号

YV3+

向Ⅰ工位

YV5+

横进

YV4+

向Ⅱ工位

YV6+

横退

注：

表中“+”表示得电，“-”表示断电。

二、车镗专机的控制要求

1）本系统有七台电机：

油泵电机、右主轴电机、右快速电机、右工速电机、左主轴电机、左快速电机、左工速电机。

2）工作台有两个工位，由液压系统实现两工位的转换和加工工件的夹紧与松开。

3）有自动和点动两种工作方式，其中自动工作方式又有三种形式：

全自动循环、Ⅰ工位循环、Ⅱ工位循环工作。

全自动循环过程是从Ⅰ工位→Ⅱ工位→Ⅰ工位，Ⅰ工位循环、Ⅱ工位循环工作是指工件只在Ⅰ工位或Ⅱ工位时的加工循环。

4）手动工作方式包括左、右主轴的点动对刀，左、右动力头的快进与快退点动，手动松开工件、手动移位等。

5）左、右床身导轨应具有自动润滑功能（YV7、YV8）。

6）左、右快速电动机均采用电磁铁抱闸制动（YB1、YB2）。

7）油泵起动后，液压系统要有一定的压力缓冲，才允许开始工作，工作结束要卸荷。

8）具有电源、油泵工作、原位、工作指令等信号的指示。

9）具有照明和必要的联锁环节和保护环节。

说明：

以上仅列一些基本要求，同学在设计中可根据实际情况加以完善或改进，以达到最佳效果。

一、花式喷水池示意图

图1花式喷水池示意图

图1a）中4为中间喷水管，3为环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。

图1b）中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；

单步/连续开关为“1”=单步，“0”=连续，其他为单一功能开关。

二、控制要求

（1）控制器电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。

按下停止按钮，则停止喷水。

工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。

（2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；

在连续位置时，喷水池反复