《電氣控制與PLC技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

《電氣控制與PLC技術(shù)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1.必選項(xiàng)目：（以下兩個(gè)項(xiàng)目為必做項(xiàng)目。）1.1正次品分揀機(jī)1.1.1課程設(shè)計(jì)目的（1）加深對(duì)定時(shí)器的理解，掌握各類定時(shí)器的使用方法。（2）理解企業(yè)車間產(chǎn)品的分撿原理。1.1.2控制要求及參考圖1.1正次品分揀模擬控制圖（1）控制要求①用啟動(dòng)和停止按鈕控制電動(dòng)機(jī)M運(yùn)行和停止。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，被檢測(cè)的產(chǎn)品（包括正、次品）在皮帶上運(yùn)送。②產(chǎn)品（包括正、次品）在皮帶上運(yùn)送時(shí)，S1（檢測(cè)器）檢測(cè)到的次品，經(jīng)過(guò)5秒傳送，到達(dá)次品剔除位置時(shí)，啟動(dòng)電磁鐵Y驅(qū)動(dòng)剔除裝置，剔除次品（電磁鐵通電0.1秒），檢測(cè)器S2檢測(cè)到的次品，經(jīng)過(guò)3秒傳送，啟動(dòng)Y，剔除次品；正品繼續(xù)向前輸送。正次品分揀操作流程如圖1.2所示。圖1.2正次品分揀流程圖

（2）參考電路PLCI/O端口分配及參考電路圖：SB1I0.0M啟動(dòng)按鈕SB2I0.1M停止按鈕SQ1I0.2檢測(cè)站1，SQ2I0.3檢測(cè)站2MQ0.0電動(dòng)機(jī)（傳送帶驅(qū)動(dòng)），YQ0.1次品剔除圖1.3正次品分揀機(jī)PLC電氣原理圖1.1.3.課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求（1）按參考電路圖完成PLC程序并調(diào)試。（2）分析各種定時(shí)器的使用方法及不同之處。（3）總結(jié)程序輸入、調(diào)試的方法和經(jīng)驗(yàn)。（4）試將S1作為產(chǎn)品計(jì)數(shù)的檢測(cè)裝置，對(duì)每日產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。（5）程序要求增加皮帶傳送機(jī)構(gòu)不工作時(shí)，檢測(cè)機(jī)構(gòu)不允許工作（剔除機(jī)構(gòu)不動(dòng)作），編寫梯形圖控制程序。

1.2交通燈自動(dòng)控制1.2.1課程設(shè)計(jì)目的（1）練習(xí)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的基本使用方法。（2）掌握PLC的編程和調(diào)試方法。（3）對(duì)應(yīng)用PLC解決實(shí)際問(wèn)題的全過(guò)程有個(gè)初步了解。圖1.4交通燈模擬控制1.2.2控制要求及參考交通路口紅、黃、綠燈的基本控制要求如下：路口某方向綠燈顯示（另一方向亮紅燈）10秒后，黃燈以占空比為50％的一秒周期（0.5秒脈沖寬度）閃爍3次（另一方向亮紅燈），然后變?yōu)榧t燈（另一方向綠燈亮、黃燈閃爍），如此循環(huán)工作。PLCI/O端口分配：SB1I0.0起動(dòng)按鈕SB2I0.1停止按鈕HL1（HL7）Q0.0東西紅燈HL2（HL8）Q0.1東西黃燈HL3（HL9）Q0.2東西綠燈HL4（HL10）Q0.4南北紅燈HL5（HL11）Q0.5南北黃燈HL6（HL12）Q0.6南北綠燈PLC參考電路：圖1.5紅綠燈控制PLC電氣原理圖1.2.3.課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求（1）按參考電路圖完成PLC程序并調(diào)試。（2）要實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程控制，程序編制的思路及步驟有哪些？（3）定時(shí)器、計(jì)數(shù)器預(yù)置值如何設(shè)定輸入？如何修改？（4）增設(shè)某個(gè)方向直通的功能。

2.選擇項(xiàng)目：（以下八個(gè)項(xiàng)目為選做項(xiàng)目，八選一。）2.1工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)控制2.1.1課程設(shè)計(jì)目的（1）了解工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中PLC控制方法；（2）學(xué)會(huì)熟練使用PLC解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。2.1.2控制要求可以基于圖2.1的工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)控制參考結(jié)構(gòu)圖來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。（1）點(diǎn)動(dòng)控制：有選擇開關(guān)選擇，可以執(zhí)行點(diǎn)動(dòng)過(guò)程，按下按鈕1，工作臺(tái)前進(jìn)，松開按鈕1，工作臺(tái)停止前進(jìn)，按下按鈕2，工作臺(tái)后退，松開按鈕2，工作臺(tái)停止后退。（2）單循環(huán)運(yùn)行：工作臺(tái)在原位有原位位置信號(hào)，到位有到位指示信號(hào)，有選擇開關(guān)選擇，執(zhí)行單循環(huán)操作。（3）多循環(huán)計(jì)數(shù)控制：有選擇開關(guān)選擇，執(zhí)行多次自動(dòng)循環(huán)過(guò)程，可計(jì)數(shù)。（4）分析在工程環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)對(duì)小功率單相交流異步電動(dòng)機(jī)（M）的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)，增加運(yùn)行指示功能和報(bào)警功能。2.1.3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容（1）確定輸入/輸出設(shè)備，選擇PLC；分析確定系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)合理PLC控制系統(tǒng)；（2）繪制PLC外部接線圖；（3）根據(jù)工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)控制的控制要求，畫出系統(tǒng)的功能表圖或流程圖；（4）編制PLC梯形圖程序并調(diào)試；（5）正確計(jì)算選擇電器元件，列出電器元件一覽表；（6）繪制電氣接線圖，接線并調(diào)試；（7）整理技術(shù)資料，編寫使用說(shuō)明書。圖2.1工作臺(tái)自動(dòng)循環(huán)控制參考結(jié)構(gòu)圖

2.2智力競(jìng)賽搶答器2.2.1課程設(shè)計(jì)目的（1）培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力；（2）使學(xué)生掌握PLC可編程控制器的工作原理、特點(diǎn)及其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用；（3）使學(xué)生掌握PLC可編程控制器對(duì)不同被控對(duì)象的硬件線路設(shè)計(jì)、控制方案設(shè)計(jì)、控制程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)式的方法，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)踐能力及分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。2.2.2控制要求利用PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1個(gè)4組的智力競(jìng)賽搶答器。（1）在主持人側(cè)，設(shè)置搶答指示電路和啟動(dòng)、復(fù)位按鈕。在選手側(cè)各設(shè)置1個(gè)搶答按鈕。（2）主持人按動(dòng)啟動(dòng)按鈕，可以進(jìn)行一次搶答，黃色發(fā)光二極管作允許搶答指示。（3）竟猜者搶答主持人所提的問(wèn)題時(shí)，按動(dòng)各自的搶答按鈕。（4）收到第1個(gè)搶答信號(hào)后，主持人側(cè)紅色發(fā)光二極管作搶答指示，數(shù)碼管顯示搶先1組的組別，主持人按下復(fù)位按鈕，指示燈和數(shù)碼管熄滅。（5）分析在具體環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)的最大組的智力競(jìng)賽搶答器。2.2.3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容（1）確定輸入/輸出設(shè)備，選擇PLC；分析確定系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)合理PLC控制系統(tǒng)；（2）繪制PLC外部接線圖；（3）根據(jù)智力競(jìng)賽搶答器的控制要求，畫出系統(tǒng)的功能表圖或流程圖；（4）編制PLC梯形圖程序并調(diào)試；（5）正確計(jì)算選擇電器元件，列出電器元件一覽表；（6）繪制電氣接線圖，接線并調(diào)試；（7）整理技術(shù)資料，編寫使用說(shuō)明書。2.3電動(dòng)機(jī)Y-△起動(dòng)2.3.1課程設(shè)計(jì)目的（1）培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力；（2）使學(xué)生掌握PLC可編程控制器的工作原理、特點(diǎn)及其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用；（3）使學(xué)生掌握PLC可編程控制器對(duì)不同被控對(duì)象的硬件線路設(shè)計(jì)、控制方案設(shè)計(jì)、控制程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)式的方法，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)踐能力及分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。2.3.2控制要求（1）電動(dòng)機(jī)M能實(shí)現(xiàn)正、反向Y-△啟動(dòng)。（2）電氣操作流程說(shuō)明：按動(dòng)正向啟動(dòng)按鈕，Y型起動(dòng)，經(jīng)3秒后實(shí)現(xiàn)正向△型運(yùn)行；按動(dòng)反向啟動(dòng)按鈕，Y型起動(dòng)，經(jīng)3秒后實(shí)現(xiàn)反向△型運(yùn)行，按停車按鈕，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。（3）分析在工程環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)對(duì)大功率交流異步電動(dòng)機(jī)（M）的Y-△起動(dòng)，同時(shí)，增加運(yùn)行指示功能和報(bào)警功能。2.3.3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容（1）確定輸入/輸出設(shè)備，選擇PLC；分析確定系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)合理PLC控制系統(tǒng)；（2）繪制PLC外部接線圖；（3）根據(jù)電動(dòng)機(jī)Y-△啟動(dòng)的控制要求，畫出系統(tǒng)的功能表圖或流程圖；（4）編制PLC梯形圖程序并調(diào)試；（5）正確計(jì)算選擇電器元件，列出電器元件一覽表；（6）繪制電氣接線圖，接線并調(diào)試；（7）整理技術(shù)資料，編寫使用說(shuō)明書。

2.4自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)2.4.1.課程設(shè)計(jì)目的：（1）了解工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中PLC控制方法；（2）學(xué)會(huì)熟練使用PLC解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。2.4.2.控制要求可以基于圖2.4的自動(dòng)裝車模擬參考結(jié)構(gòu)圖來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。（1）初始狀態(tài)：綠燈（L1）亮，紅燈（L2）滅，表示允許汽車開進(jìn)裝料，此時(shí)進(jìn)料閥門（k1），料斗閥門（k2），電動(dòng)機(jī)（M1，M2，M3）都為OFF狀態(tài)。（2）當(dāng)汽車到來(lái)時(shí)，檢測(cè)開關(guān)S3接通（模擬參考結(jié)構(gòu)圖中未設(shè)，可另設(shè)），紅色信號(hào)燈L2亮，綠色L1滅，傳送帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3運(yùn)行；2秒后，電動(dòng)機(jī)M2運(yùn)行；再經(jīng)過(guò)2秒鐘M1運(yùn)行，依次順序起動(dòng)送料系統(tǒng)。（3）電動(dòng)機(jī)M3運(yùn)行后，進(jìn)料閥門K1打開料斗進(jìn)料，料斗裝滿時(shí)，檢測(cè)開關(guān)S1=1，進(jìn)料閥門K1關(guān)閉（設(shè)1料斗物料足夠裝滿1車）；料斗出料閥門K2在M1運(yùn)行及料滿（S1=1）后，打開放料，物料通過(guò)傳送帶的傳送，裝入汽車。（4）當(dāng)裝滿汽車后，稱重開關(guān)S2動(dòng)作，料斗出料閥門K2關(guān)閉，同時(shí)電動(dòng)機(jī)M3斷電停止，2秒后M2停止，再過(guò)2秒M1停止，L1亮，L2滅，表示汽車可以開走。（5）增加運(yùn)行指示功能和報(bào)警功能。2.4.3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容（1）確定輸入/輸出設(shè)備，選擇PLC；分析確定系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)合理PLC控制系統(tǒng)；（2）繪制PLC外部接線圖；（3）根據(jù)自動(dòng)送料裝車系統(tǒng)的控制要求，畫出系統(tǒng)的功能表圖或流程圖；（4）編制PLC梯形圖程序并調(diào)試；（5）正確計(jì)算選擇電器元件，列出電器元件一覽表；（6）繪制電氣接線圖，接線并調(diào)試；（7）整理技術(shù)資料，編寫使用說(shuō)明書。圖2.4自動(dòng)裝車模擬參考結(jié)構(gòu)圖

2.5多種液體自動(dòng)混合2.5.1.課程設(shè)計(jì)目的（1）結(jié)合多種液體自動(dòng)混合系統(tǒng)，應(yīng)用PLC技術(shù)對(duì)化工生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施控制；（2）學(xué)會(huì)熟練使用PLC解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題。2.5.2.控制要求可以基于圖2.5的多種液體混合模擬參考結(jié)構(gòu)圖來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。（1）液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的初始狀態(tài)：在初始狀態(tài)，容器為空，電磁閥Y1，Y2，Y3，Y4和攪拌機(jī)M以及加熱元件R均為OFF，液面?zhèn)鞲衅鱈1，L2，L3和溫度檢測(cè)T均為OFF。（2）液體混合操作過(guò)程：按動(dòng)啟動(dòng)按鈕，電磁閥Y1閉合（Y1為ON），開始注入液體A，當(dāng)液面高度達(dá)到L3時(shí)（L3為ON）→關(guān)閉電磁閥Y1（Y1為OFF），液體A停止注入，同時(shí)，開啟電磁閥門Y2（Y2為ON）注入液體B,當(dāng)液面升至L2時(shí)（L2為ON）→關(guān)閉電磁閥Y2（Y2為OFF），液體B停止注入，同時(shí)，開啟電磁閥Y3（Y3為ON），注入液體C，當(dāng)液面升至L1時(shí)（L1為ON）→關(guān)閉電磁閥Y3（Y3為OFF），液體C停止注入，然后開啟攪拌電動(dòng)機(jī)M，攪拌10秒→停止攪拌，加熱（啟動(dòng)電爐R）→當(dāng)溫度（檢測(cè)器T動(dòng)作）達(dá)到設(shè)定值時(shí)→停止加熱（R為OFF），并放出混合液體（Y4為ON），至液體高度降為L(zhǎng)3后，再經(jīng)5秒延時(shí)，液體可以全部放完→停止放出（Y4為OFF）。液體混合過(guò)程結(jié)束。按動(dòng)停止按鈕，液體混合操作停止。（3）當(dāng)攪拌與加熱同時(shí)進(jìn)行時(shí)，要求加熱與攪拌條件同時(shí)滿足后順序向下執(zhí)行，觀測(cè)運(yùn)行結(jié)果。2.5.3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容（1）確定輸入/輸出設(shè)備，選擇PLC；分析確定系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)合理PLC控制系統(tǒng)；（2）繪制PLC外部接線圖；（3）根據(jù)多種液體自動(dòng)混合的控制要求，畫出系統(tǒng)的功能表圖或流程圖；（4）編制PLC梯形圖程序并調(diào)試；（5）正確計(jì)算選擇電器元件，列出電器元件一覽表；（6）繪制電氣接線圖，接線并調(diào)試；（7）整理技術(shù)資料，編寫使用說(shuō)明書。圖2.5多種液體混合模擬參考結(jié)構(gòu)圖

2.6循環(huán)顯示電路2.6.1.課程設(shè)計(jì)目的（1）熟悉PLC循環(huán)程序的編程；（2）了解工業(yè)順序控制的基本原理；（3）學(xué)會(huì)熟練使用PLC解決動(dòng)態(tài)顯示問(wèn)題。2.6.2.控制要求可以基于圖2.6的循環(huán)顯示模擬參考結(jié)構(gòu)圖來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。（1）模板中心的黃燈L1亮；（2）亮1.5秒后，紅燈L2、L3、L4、L5間隔0.5秒依次點(diǎn)亮；（3）亮1.5秒后，綠燈L6、L7、L8、L9間隔0.5秒依次點(diǎn)亮；（4）亮1.5秒后，黃燈L1熄滅；（5）1.5秒后，L2、L3、L4、L5同時(shí)熄滅；（6）1.5秒后，L6、L7、L8、L9同時(shí)熄滅；（7）1.5秒后，返回初始步，循環(huán)顯示。（8）重新設(shè)計(jì)1套循環(huán)顯示程序流程，利用本控制模擬參考結(jié)構(gòu)，顯示出不同的動(dòng)態(tài)結(jié)果。2.6.3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容（1）確定輸入/輸出設(shè)備，選擇PLC；分析確定系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)合理PLC控制系統(tǒng)；（2）繪制PLC外部接線圖；（3）根據(jù)循環(huán)顯示電路的控制要求，畫出系統(tǒng)的功能表圖或流程圖；（4）編制PLC梯形圖程序并調(diào)試；（5）正確計(jì)算選擇電器元件，列出電器元件一覽表；（6）繪制電氣接線圖，接線并調(diào)試；（7）整理技術(shù)資料，編寫使用說(shuō)明書。圖2.6循環(huán)顯示模擬參考結(jié)構(gòu)圖

2.7水塔水位系統(tǒng)2.7.1.課程設(shè)計(jì)目的（1）利用PLC構(gòu)成水塔水位（液位）控制系統(tǒng)；（2）了解自動(dòng)控制的工作原理及設(shè)備在日常生活中的應(yīng)用。2.7.2.控制要求可以基于圖2.7的水塔水位模擬參考結(jié)構(gòu)圖來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。（1）初始狀態(tài)：水箱沒有水，液位開關(guān)S4斷開（S4為OFF）。（2）控制要求：本裝置上電后，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)閥Y通電（Y為ON）水箱開始注水，水箱水位達(dá)到S4高度后，液位開關(guān)S4閉合（S4為ON），水箱水位達(dá)到S3高度(水滿)時(shí)，液位開關(guān)S3閉合（S3為ON）→注水電動(dòng)閥Y斷電（Y為OFF），水箱停止注水。此后，隨著水塔水泵抽水過(guò)程的進(jìn)行，水箱液面逐漸降低，液位開關(guān)S3（S3＝OFF）復(fù)位，隨著抽水過(guò)程的繼續(xù)進(jìn)行，水箱液面繼續(xù)降低，當(dāng)液面低于開關(guān)S4時(shí)，液位開關(guān)S4復(fù)位（S4為OFF）→電動(dòng)閥Y再次通電（Y為ON）水箱(自動(dòng))注水，水位達(dá)到S3時(shí)再次停止注水。如此循環(huán)，使水箱水位保持在S3～S4之間。當(dāng)水箱水位高于S4液位，并且水塔水位低于水塔最低允許液面開關(guān)S2時(shí)（液位開關(guān)S2為OFF）→水泵電動(dòng)機(jī)M開始運(yùn)行，向水塔抽水。當(dāng)液面達(dá)到最高液位開關(guān)S1時(shí)→水塔電機(jī)M停止抽水（M為OFF）；循環(huán)控制使得水塔水位自動(dòng)保持在S1～S2之間變化。（3）聯(lián)系抽水馬桶與水塔水位系統(tǒng)，比較兩者的工作原理和控制過(guò)程的異同，進(jìn)一步理解水位控制系統(tǒng)的工作原理及控制過(guò)程。2.7.3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容（1）確定輸入/輸出設(shè)備，選擇PLC；分析確定系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)合理PLC控制系統(tǒng)；（2）繪制PLC外部接線圖；（3）根據(jù)水塔水位系統(tǒng)的控制要求，畫出系統(tǒng)的功能表圖或流程圖；（4）編制PLC梯形圖程序并調(diào)試；（5）正確計(jì)算選擇電器元件，列出電器元件一覽表；（6）繪制電氣接線圖，接線并調(diào)試；（7）整理技術(shù)資料，編寫使用說(shuō)明書。圖2.7水塔水位模擬參考結(jié)構(gòu)圖

2.8電梯控制2.8.1.課程設(shè)計(jì)目的（1）掌握PLC的基本指令、功能指令的綜合應(yīng)用。（2）掌握PLC與外圍控制電路的實(shí)際接線方法。（3）掌握隨機(jī)邏輯程序的設(shè)計(jì)方法。2.8.2.控制要求可以基于圖2.8的電梯模擬控制板參考結(jié)構(gòu)圖來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。（1）電梯上行設(shè)計(jì)要求=1\*GB3①當(dāng)電梯停于1樓（1F）或2F、3F時(shí)，4樓呼叫，則上行到4樓碰行程開關(guān)后停止；=2\*GB3②電梯停于1 F或2F，3F呼叫時(shí)，則上行，到3F行程開關(guān)控制停止；=3\*GB3③電梯停于1F，2F呼叫，則上行，到2F行程開關(guān)控制停止；=4\*GB3④電梯停于1F，2F、3F同時(shí)呼叫，電梯上行到2F，停5秒，繼續(xù)上行到4F停止；=5\*GB3⑤電梯停于1F，3F、4F同時(shí)呼叫，電梯上行到3F，停5秒，繼續(xù)上行到4F停止；=6\*GB3⑥電梯停于1F，2F、4F同時(shí)呼叫，電梯上行到2F，停5秒，繼續(xù)上行到4F停止；=7\*GB3⑦電梯停于1F，2F、3F