PLC课程设计题目11电气.docx

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PLC课程设计题目11电气

《PLC控制技术》课程设计题目

-------11电气自动化技术专业

目录

设计一全自动洗衣机的PLC控制2

设计二十字路口带倒计时显示的交通灯控制2

设计三坐标式机械手的PLC控制3

设计四五人组抢答器控制设计3

设计五强制按钮式的交通灯控制4

设计六三彩灯的控制4

设计七工业机械手的PLC控制5

设计八小车行车方向的PLC控制6

设计九自动售货机的PLC控制8

设计十传输带的PLC控制9

设计十一交通信号灯的PLC控制9

设计十二十人投票机设计10

设计十三花式喷水池装置的PLC控制10

设计十四混料罐的单次与连续控制12

设计十五混料罐的暂停控制13

设计十六混料罐的PLC控制14

设计一全自动洗衣机的PLC控制

一、控制要求：

（1）按下启动按钮及水位选择开关

（2）注水直到高（或中、低）水位，关水

（3）2s后开始洗涤

（4）洗涤时，正转15s，停2s，然后反转15s，停2s

（5）如此循环5次，总共170s后开始排水，排空后脱水15s

（6）开始清洗，重复

（2）～（5），清洗两遍

（7）清洗完成，报警3s并自动停机

（8）若按下停止按扭，可手动排水（排空后停止排水，不脱水）和手动脱水（每次脱水15s停止，不计数）

（9）

输入点：

输出点：

启动洗衣机启动指示

停止进水阀

高水位正转

中水位反转

低水位排水

排空检测脱水

高水位检测报警

中水位检测

低水位检测

手动排水

手动脱水

二、设计方案提示：

可使用步进指令实现该控制。

可采用基本指令、定时器指令和计数指令组合起来实现控制。

设计二十字路口带倒计时显示的交通灯控制

一、控制要求：

1、信号灯受一个起动开关控制，当起动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先东西红灯亮，南北绿灯亮。

2、当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。

东西红灯亮维持9S，在东西红灯亮的同时南北绿灯也亮，并维持4S，到4S时，南北绿灯闪亮，闪亮3次（每周期1秒）后熄灭。

在南北绿灯熄灭时，南北黄灯亮，并维持2S。

到2S时，南北黄灯熄灭，南北红灯亮，同时，东西红灯熄灭，绿灯亮。

数码显示应该与红、绿、黄灯同步，如此时东西向应显示数字9，南北方向应显示7，然后隔秒减1当南北向当减到0时，换成南北黄灯，数码管显示2，当减为0时，进行切换。

（由于一个数码管不能同时显示两个数字，所以0不显示）

3、南北红灯亮维持9S，东西绿灯亮维持4S，然后闪，闪亮3次（每周期1秒）后熄灭。

同时东西黄灯亮，维持2S后熄灭，这时东西红灯亮，南北绿灯亮。

周而复始。

二、设计方案提示：

此控制要求使用两个数码管，则一个用数码管模拟，另外一个用基本指令模块的灯来模拟。

设计三坐标式机械手的PLC控制

1.坐标式机械手动作原理图

2.控制要求：

将物体从位置A搬至位置B

（1）动作顺序：

机械手从原点位置起始下移到A处下限位→从A处夹紧物体后上升至上限位→右移至右限位→机械手下降至B处下限位→将物体放置在B处后→上升

至上限位→左移至左限位（原点）为一个循环。

（2）上限、A、B下限、左限、右限分别由限位开关控制；机械手设立起动和停止开关。

（3）机械手夹紧或松开的工作状态以及到达每一个工位时，均应有状态显示。

（4）机械手的夹紧和放松动作均应有1s延时，然后上升；机械手每到达一个位置均有0.5s的停顿延时，然后进行下一个动作。

（5）若机械手停止时不在原点位置，可通过手动开关分别控制机械手的上升和左移，使之回到原点。

（6）要求循环3次后自动停止工作并警铃报警。

设计四五人组抢答器控制设计

五个队参加抢答比赛。

比赛规则及所使用的设备如下：

设有主持人总台及各个参赛队分台。

总台设有总台灯及总音响，总台开始及总台复位按钮。

分台设有分台灯，分台抢答按钮。

同时采用数码管显示，即抢答成功的队将会在屏幕上显示出队的组数号。

各队抢答必须在主持人给出了题目，说了开始并同时按了开始控制按钮后的10S内进行，如提前抢答，抢答器将报出“违例”信号。

10S到若还无人抢答，抢答器将给出应答时间到信号，该题作废。

在有人抢答情况下，抢得的队必须在30S内完成答题。

如30S内还没回答完，则做答题超时处理。

灯光及音响信号的意义安排如下：

音响及某台灯加某队的组数号：

正常抢答

音响及某台灯加总台灯：

违例

音响加总台灯：

无人应答

音响加某台灯：

答题超时

在一个题目回答终了后，主持人按下复位按钮，抢答器恢复原始状态，为第二轮抢答做好准备。

设计五强制按钮式的交通灯控制

用PLC控制交通灯信号，示意图如下：

交通灯流程如下：

1、南北红灯亮并保持15秒，同时东西绿灯亮，但保持10秒，到10秒时东西绿灯闪亮3次（每周期1秒）后熄灭；继而东西黄灯亮，并保持2秒，到2秒后，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时南北红灯熄灭和南北绿灯亮。

2、东西红灯亮并保持10秒。

同时南北绿灯亮，但保持5秒，到5秒时南北绿灯闪亮3次（每周期1秒）后熄灭；继而南北黄灯亮，并保持2秒，到2秒后，南北黄灯熄灭，南北红灯亮，同时东西红灯熄灭和东西绿灯亮，循环执行。

3、当强制按钮SB1接通时，南北黄灯和东西黄灯同时亮，并不断闪亮（每周期2秒）。

当强制按钮SB1断开后，按照第1、2步循环执行。

设计六三彩灯的控制

控制要求：

1、彩灯电路受一启动开关控制，当开关接通时，LD1彩灯亮，延时8秒后，→闪烁3次（每一周期为1s即亮0.5秒熄0.5秒）→LD2彩灯亮，延时2秒后→LD3彩灯亮；LD2彩灯继续亮，延时2秒后熄灭；→LD3彩灯延时10秒后熄灭→进入循环。

2、循环2次后，全部熄灭。

3、当开关断开时，三盏彩灯闪烁3次（每一周期为2s即亮1秒熄1秒）后全部熄灭。

设计七工业机械手的PLC控制

一、机械手作用：

工业机械手的任务是搬运物品，要求它将传送带A上的物品搬至传送带B上，由于传送带A、B都按规定的方向和规律运行，故可将物品传送到指定位置。

机械手搬运物品工作示意图如上图所示。

传送带A为步进式传送，每当机械手从传送带A上取走一个物品时，该传送带向前步进一段距离，将下一个物品传送到位，以便机械手在下一个工作循环取走物品。

机械手按照规定的动作，将传送带A上的物品搬运到传送带B上。

传送带B是连续运转的。

二、机械手工作流程：

原位→上升→左旋→下降→A启动→抓物→上升→右旋→下降→放物→

1机械手在原始位置，按下启动按钮，传送带B开始运行，机械手从右下限位置开始上升。

2机械手上升到上限行程开关位置，压动行程开关后，上升动作结束，机械手开始左旋。

3机械手左旋到左限行程开关位置，压动行程开关后，左旋动作结束，机械手开始下降。

4机械手下降到下限行程开关位置，压动行程开关后，下降动作结束，传送带A启动。

5传送带A向机械手方向前进一个物品的距离后停止，机械手开始抓物。

6机械手抓物，由手指上的行程开关控制抓紧程度，抓物结束后，机械手开始上升。

7机械手上升到上限行程开关位置，压动行程开关后，上升运动结束，机械手开始右旋。

8机械手右旋到右限行程开关位置，压动启动开关后，右旋结束，机械手开始下降。

9机械手下降到下限行程开关位置，压动启动开关后，下降动作结束，机械手开始放下手中的物品。

10机械手放物经一个适当的延时，放物结束，机械手一个工作循环完毕。

11整个搬物过程应设计成既能点动控制，又能长动控制（连续控制方式）。

三、设计任务和要求：

1、根据上述机械手加工工艺要求，设计一个控制程序，实现PLC的控制，并画出I/O电气接口图。

2、调试程序并用模拟装置验证。

四、设计方案提示：

1.I/0地址

输入输出

X0:

启动按钮Y0:

机械手工作指示

X1:

停止按钮Y1:

传送带B

X2：

单步/连续控制开关Y2:

传送带A

X3：

机械手下限位开关Y3:

控制右旋

X4：

机械手上限位开关Y4:

控制左旋

X5：

机械手左旋限位开关Y5:

机械手上升

X6：

机械手右旋限位开关Y6:

机械手下降

X7：

机械手夹紧限位开关Y7:

机械手夹紧/放松

X10：

传送带A向前送物控制信号

X11：

机械手手动上升

X12：

机械手手动下降

X13：

机械手手动右旋

X14：

机械手手动左旋

X15：

机械手手动夹紧/放松

2.本题为顺序控制，可采用步进指令实现控制。

可采用基本指令和定时器指令组合起来实现控制。

设计八小车行车方向的PLC控制

一、控制要求：

小车运行方向控制，就如同数控加工中心取刀机构的取刀控制，某车间有6个工作台，小车往返工作台之间运料。

每个工作台设有一个到位开关（SQ）和一个呼叫按钮（SB）。

具体如下：

（1）小车初始时应停在6个工作台中任意一个到位开关位置上。

（2）设小车现暂停于m号工作台，（此时SQm动作），这时n号工作台呼叫（即SBn动作）。

若：

1）m>n，小车左行，直至SQn动作，到位停车;即当小车所停位置SQ的编号大于呼叫的SB编号时，小车往左运行至呼叫的SB位置后停止。

2）m

3）m=n，小车原地不动，即当小车位置SQ与呼叫SB编号相同时，小车不动作。

二、设计任务和要求：

（1）根据动作要求，设计PLC控制小车的程序，同时画出I/O电气接口图。

（2）小车在每个工位应该有灯指示。

（3）调试程序，模拟运行。

三、提示：

输入输出

X0：

启动按钮PB7Y0：

小车工作指示

X1：

停止按钮PB8Y1：

小车右行接触器KM1

X2-X7：

6个工位按钮Y2：

小车左行接触器KM2

X10-X15：

6个工位行程开关SQ1-SQ6Y3：

到位显示

设计九自动售货机的PLC控制

一、控制要求

如下图所示的自动售货机示意图，其工作要求如下：

1.此售货机可投入1元、5元或10元硬币。

2.当投入的硬币总值超过12元时，汽水按钮指示灯亮；当投入的硬币总值超过15元时，汽水及咖啡按钮指示灯都亮。

3.当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出7s后自动停止，这段时间内，汽水指示灯闪动。

4.当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出7s后自动停止，这段时间内，咖啡指示灯闪动。

5.若投入硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水12元，咖啡15元）时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。

二、设计任务和要求

1、用plc控制该自动售货机，设计plc控制程序，画出I/O电气接口图；

2、找钱、汽水及咖啡的指示灯为6.3v指示灯；

3、调试程序，模拟运行。

三、方案提示

1、硬币投入值的累加可采用计数指令，也可采用INC加1指令或ADD加法指令。

2、汽水和咖啡选择可采用比较指令。

3、I/O地址：

输入输出

名称输入点编号名称输出点编号

1元识别器X0咖啡出口Y0

5元识别器X1汽水出口Y1

10元识别器X2咖啡指示灯Y2

咖啡按钮X3汽水指示灯Y3

汽水按钮X4找钱指示灯Y4

复位按钮X5找钱出口Y5

设计十传输带的PLC控制

示意图如下：

1、控制要求：

某车间运料传输带分为三段，由三台电动机分别驱动。

使载有物品的传输带运行，没载物品的传输带停止运行，以节省能源。

2、工作流程：

（1）按启动按钮SB1，传输带放上物品，电动机M3开始运行；

（2）被3#传感器检测后，启动电动机M2运载物品前进；延时2秒后，停止M3电动机；

（3）被2#传感器检测后，启动电动机M1运载物品前进；延时2秒，停止电动机M2；

（4）物品被1#传感器检测，延时2秒，停止电动机M1。

（5）M1停止后，延时5秒，第二件物品放到传送带，如此循环，运输6件物品后，整个系统停止工作。

（6）按下停止按钮SB2后，把本次运输物品传送完成后电机停止工作。

设计十一交通信号灯的PLC控制

用PLC控制交通灯信号，示意图如下：

交通灯流程如下：

1、南北红灯亮并保持15秒，同时东西绿灯亮，但保持10秒，到10秒时东西绿灯闪亮3次（每周期1秒）后熄灭；继而东西黄灯亮，并保持2秒，到2秒后，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时南北红灯熄灭和南北绿灯亮。

2、东西红灯亮并保持10秒。

同时南北绿灯亮，但保持5秒，到5秒时南北绿灯闪亮3次（每周期1秒）后熄灭；继而南北黄灯亮，并保持2秒，到2秒后，南北黄灯熄灭，南北红灯亮，同时东西红灯熄灭和东西绿灯亮，循环执行。

3、有白天/夜间操作开关、运行/停止开关、紧急操作开关1号和2号，其功能如下：

1）白天/夜间操作转换开关在“白天”位置时，按上述时序正常运行，在“夜间”位置时两边均只有黄灯闪烁。

运行开关在接通电源时，方可切换白天/黑夜开关。

2）开关在“运行”位置，系统启动，在“停止”位置，系统关闭。

3）当有特殊情况（如事故）需要某一方向绿灯一直亮时，则应用紧急操作开关实现此功能，例如：

1号开关=“1”时，南北方向绿灯一直亮，东西方向红灯一直亮；2号开关=“1”时，东西方向绿灯一直亮，南北方向红灯一直亮；若关闭紧急开关，则恢复正常工作。

设计十二十人投票机设计

一、控制要求

1．运行PLC

2．当PLC运行时，[X12：

计票开关]=OFF，则不执行投票计算。

3．当PLC运行时，再扳Y．[X12：

计票开关]=ON，开始计时，此时需在5s内完成投票（赞成与不赞成），请扳动X0~Xl1（如赞成：

X：

ON，若反对X：

OFF）。

4．[X12]=ON，5s后立即显示投票结果，若显示灯

Y0亮：

表示不通过（即反对人数较多）

Y1亮：

表示同票（即赞成与反对人数相等）

Y2亮：

表示通过（即赞成人数较多）

5．当投票结果显示后，就不再接受任何信息，即使再次投票显示灯仍不会改变其结果。

6．X13为归零按钮．在x13归零后，所有的显示灯熄灭，此时可再次进行投票：

设计十三花式喷水池装置的PLC控制

1、花式喷水池示意图

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

图b）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。

2.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，喷水池反复循环运行。

（3）方式选择开关用以选择喷水池的喷水花样，1～4号喷水管的工作方式选择如下：

a）选择开关在位置“1”——按下启动按钮后，4号喷水，延时2s，3号喷水（4号接着喷水，后面同理），再延时2s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，接着一起喷水5s为一个循环。

b）选择开关在位置“2”——按下启动按钮后，1号喷水，延时2s，2号喷水（1号接着喷水，后面同理），再延时2s，3号喷水，再延时2s，4号喷水，接着一起喷水5s为一个循环。

c）选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号同时喷水（1、3号停止喷），延时3s；交替运行5次后，再1～4号全部喷水5s为一个循环。

d）选择开关在位置“4”——按下启动按钮后，喷水池1～4号水管的工作顺序为：

1→2→3→4按顺序延时2s喷水，然后一起喷水5s后，1、2、3和4号水管分别延时2s停水，再等待1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水5s为一个循环。

（4）不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作，所有存储器复位。

3、设计方案提示

（1）I/O地址

输入

X0：

启动按钮

X1：

停止按钮

X2：

单步／连续选择开关

X3：

选择开关在位置“1”

X4：

选择开关在位置“2”

X5：

选择开关在位置“3”

X6：

选择开关在位置“4”

输出

Y0：

喷水池工作指示

Y1：

1号喷水电磁阀

Y2：

2号喷水电磁阀

Y3：

3号喷水电磁阀

Y4：

4号喷水电磁阀

（2）方案提示

①可用步进指令或定时指令实现程序控制。

②四种方式选择可采用主控指令中并形分支与汇合指令实现。

电机功率为3KW，AC380V.

设计十四混料罐的单次与连续控制

示意图如下：

1、控制过程

有一混料罐装有二个进料泵控制二种液料的进罐，装有一个出料泵控制混合料出罐，另有一个混料泵用于搅拌液料，罐体上装有三个液位检测开关S1、S2、S3，分别送出罐内液位低、中、高的检测信号，罐内与检测开关对应处有一只装有磁钢的浮球作为液面指示器（浮球到达开关位置时开关吸合，离开时开关释放）。

有一个混料配方选择开关SA1，用于选择配方１或配方２。

设有一个起动按钮SB1，当按动SB1后，混料罐就按给定的工艺流程开始运行。

设有一个停止按钮SB2作为流程的停运开关。

混料罐连续循环与单次循环可按SA2自锁按钮进行选择，当SA2为“0”时混料罐连续循环，当SA2为“1”时混料罐单次循环。

2、混料罐的工艺流程

设计十五混料罐的暂停控制

示意图如下：

1、控制过程

有一混料罐装有二个进料泵控制二种液料的进罐，装有一个出料泵控制混合料出罐，另有一个混料泵用于搅拌液料，罐体上装有三个液位检测开关S1、S2、S3，分别送出罐内液位低、中、高的检测信号，罐内与检测开关对应处有一只装有磁钢的浮球作为液面指示器（浮球到达开关位置时开关吸合，离开时开关释放）。

有一个混料配方选择开关SA1，用于选择配方１或配方２。

设有一个起动按钮SB1，当按动SB1后，混料罐就按给定的工艺流程开始运行。

设有一个停止按钮SB2作为流程的停运开关。

混料罐能连续循环，按停止按钮SB2混料罐立即停止；当再按启动按钮SB1，混料罐继续运行。

2、混料罐的工艺流程

设计十六混料罐的PLC控制

示意图如下：

1、控制过程

有一混料罐装有二个进料泵控制二种液料的进罐，装有一个出料泵控制混合料出罐，另有一个混料泵用于搅拌液料，罐体上装有三个液位检测开关S1、S2、S3，分别送出罐内液位低、中、高的检测信号，罐内与检测开关对应处有一只装有磁钢的浮球作为液面指示器（浮球到达开关位置时开关吸合，离开时开关释放）。

有一个混料配方选择开关SA1，用于选择配方１或配方２。

设有一个起动按钮SB1，当按动SB1后，混料罐就按给定的工艺流程开始运行。

设有一个停止按钮SB2作为流程的停运开关。

混料罐能连续作3次循环后自动停止，中途按停止按钮SB2混料罐完成一次循环后才能停止。

2、混料罐的工艺流程