plc课程创新设计题目.ppt

PLC课程设计选题,1 报警闪烁灯控制程序 2 小车送料控制程序 3 多台电动机顺序控制程序 4 生产流水线小车控制程序 5 传送机分检货物控制程序 6 自动售饮料机控制程序 7 车库自动门控制程序,8 塑料注塑成型生产线控制程序 9 工件传送机械手控制程序 10 汽车自动清洗机控制程序 11 霓虹灯闪烁控制程序 12 交通信号灯控制程序 13 液体搅拌机控制程序 14 数字显示电子钟控制程序 15 数控加工中心刀具库选择控制程序 16 步进电机控制程序 17 知识竞赛抢答器控制程序,18 节日礼花引爆控制程序 19 广告牌灯自动闪烁控制程序 20 儿童乐园飞机自动控制程序 21 花样喷泉控制程序 22 作息时间控制程序 23 倒计时控制程序 24 汉字显示控制程序 25 N层楼宇电梯控制程序,选题要求,每名同学根据自己对本门课程的掌握程度进行选题。 （1）在1、2、3、7、10、12、13题中任选三题并且在4、5、6、8、9、11、19、20题中任选一题完成本次课程设计 （2）在14、15、16、17、18、21、22、23题中任选一题完成本次课程设计。,1、报警闪烁灯控制程序,1控制要求 当开关(或行程开关)闭合时，报警扬声器发出警报声，同时报警灯连续闪烁60次，每次亮0.5 s，熄灭1 s，然后停止声光报警。,2程序设计 (1) 根据以上控制要求，列出报警灯闪烁PLC控制输入输出点分配表见表1。,表1 报警灯闪烁PLC控制输入输出点分配表,(2) 报警灯闪烁PLC控制接线图如图1所示。,图1 报警灯闪烁PLC控制接线图,2、小车送料控制程序,1控制要求 有一流水线由两台小车送料，其控制要求为：按下按钮SB1后，小车甲由行程开关ST1处前进至ST2处停10 s，然后再退到ST1处停下；而小车乙则由行程开关ST3处前进到ST4处停10 s，然后再后退到ST3处停下。小车运动示意图如图3所示。,图3 小车运动示意图,2程序设计 (1) 根据以上控制要求，列出小车送料PLC控制输入输出点分配表见表2。,表2 小车送料PLC控制输入输出点分配表,(2) 小车送料PLC控制接线图如图4所示。,图4 小车送料PLC控制接线图,3 、多台电动机顺序控制程序,1控制要求 有四台电动机M1M4，在前级电动机未启动的情况下，后级电动机无法启动工作。也就是说，电动机M1不启动，则电动机M2也就无法启动，以此类推。停止时，后级电动机不停止，前级电动机也无法停止，即当电动机M4没停止时，电动机M3不能停止，以此类推。,2程序设计 (1) 根据以上要求，列出四台电动机顺序控制PLC输入输出点分配表，见表3。,表3 四台电动机顺序控制PLC输入输出点分配表,(2) 四台电动机PLC顺序控制接线图如图6-6所示。,图6 四台电动机PLC顺序控制接线图,4、生产流水线小车控制程序,1控制要求 某生产线要求一小车执行以下控制：初始状态下，小车停在行程开关ST1的位置，且行程开关ST1被压合。第一次按下按钮SB1后，小车前进至行程开关ST2处停止，5 min后退回到行程开关ST1处停止。第二次按下SB1后，小车前进到行程开关ST3处停止，8 min后退回到行程开关ST1处停止。第三次按下按钮SB1后，小车前进到行程开关ST4处停止，10 min后退回至行程开关ST1处停止。第四次按下按钮SB1后，小车前进到行程开关ST5处停止，6 min后退回到行程开关ST1处停止。再按下按钮SB1，重复以上过程。生产流水线小车运动示意图如图8所示。,图8 生产流水线小车运动示意图,2程序设计 (1) 列出生产流水线小车运动PLC控制输入输出点分配表见表4。,表4 生产流水线小车运动PLC控制输入输出点分配表,(2) 生产流水线小车运动PLC控制接线图如图9所示。,图9 生产流水线小车运动PLC控制接线图,(3) 程序设计。在生产流水线小车运动PLC控制中采用步进和状态流程控制。根据以上控制要求，设计出生产流水线小车运动PLC控制状态流程图。,5 、传送机分检货物控制程序,1控制要求 如图13所示，传送机分检货物装置可分别检出大、小铁球。如果传送机底下的电磁铁吸住小铁球，则将小球放入装小球的箱子里；如果吸住大铁球，则将大球放入装大球的箱子里。,图13 传送机分检货物示意图,传送机电磁铁的上升和下降运动由一台电动机带动，传送机的左、右运动则由另外一台电动机带动。 初始状态下，传送机停在原位。按下传送机的启动按钮后，电磁铁在传送机的带动下下降到混合球箱中。如果在传送机下降过程中压合行程开关ST2，则电磁铁的电磁线圈通电后将吸住小球，然后上升右行至行程开关ST4的位置，电磁铁下降，将小球放入小球箱中。如果电磁铁由原位下降后未压合行程开关ST2，则电磁铁的电磁线圈通电后将吸住大球，然后右行至行程开关ST5位置，电磁铁下降，将大球放入大球箱中，然后左行回到ST1处重复以上过程。,2程序设计 (1) 列出传送机分检货物PLC控制输入输出点分配表见表5。,表5 传送机分检货物PLC控制输入输出点分配表,(2) 程序设计采用步进指令。传送机分检货物PLC控制接线图如图14所示。根据控制要求，设计出传送机分检货物控制状态流程图，传送机分检货物PLC控制梯形图。,图14 传送机分检货物PLC控制接线图,6、自动售饮料机控制程序,图18为自动售饮料机结构示意图。该机中有两种已经配制好的饮料储液桶，一种为汽水，另一种为橙汁，分别由两个电磁阀控制。,图18 自动售饮料机结构示意图,1控制要求 (1) 自动售饮料机可投入1角、5角、1元的硬币。 (2) 当投入的硬币总值超过2元时，汽水指示灯亮；当投入的硬币总值超过3元时，汽水及橙汁指示灯亮。 (3) 当汽水指示灯亮时，按选择汽水按钮，则排出汽水，8 s后自动停止。在这段时间内，汽水指示灯闪烁。 (4) 当橙汁按钮指示灯亮时，按选择橙汁按钮，则排出橙汁，8 s后自动停止。在这段时间内，橙汁指示灯闪烁。 (5) 若投入硬币总值超过所需的钱数(汽水2元，橙汁3元)，则找钱指示灯亮并退出找回的钱。,2程序设计 (1) 列出自动售饮料机PLC控制输入输出点分配表见表6。,表6 自动售饮料机PLC控制输入输出点分配表,(2) 自动售饮料机PLC控制接线图如图19所示。,图19 自动售饮料机PLC控制接线图,(3) 主要设计思路：将1角、5角、1元的信息传入数据寄存器D中。将投币过程中的投币数据进行累加并存入数据寄存器D中，并与2元、3元进行比较。若数据寄存器D中的数据大于2元，则汽水指示灯亮；若数据寄存器D中的数据大于3元，则汽水和橙汁指示灯均亮。根据以上思路，设计出自动售饮料机PLC控制梯形图。,7 、车库自动门控制程序,1控制要求 当汽车到达车库门前时，安装在车库门上的超声波开关检测到有汽车到来的信号，车库门上升打开，上升到一定高度后停止；汽车驶入车库后光电开关发出信号，车库门下降，关闭库门。,2程序设计 (1) 列出车库自动门PLC控制输入输出点分配表见表7。,表7 车库自动门PLC控制输入输出点分配表,(2) 车库自动门PLC控制接线图如图22所示。,图22 车库自动门PLC控制接线图,8 、塑料注塑成型生产线控制程序,1塑料注塑成型生产工艺控制要求 塑料注塑成型生产是指将各种热塑性或热固性塑料经过加热熔化后，以一定的速度和压力注射到塑料模具内，经冷却保压后得到所需的塑料制品。 塑料注塑成型生产工艺一般要经过闭模、闸板闭合、稳压、注射座前进、高压注射、保压、预塑、卸压、闸板开启、启模、顶出产品等阶段。塑料注塑成型生产工艺流程图如图24所示，从图中可以看出，各阶段都是由行程开关控制电磁阀来进行转换的。,图24 塑料注塑成型生产工艺流程图,2程序设计 (1) 塑料注塑成型生产线PLC控制输入输出点分配表见表8。,表8 塑料注塑成型生产线PLC控制输入输出点分配表,(2) 塑料注塑成型生产线PLC控制接线图如图25所示。,图25 塑料注塑成型生产线PLC控制接线图,(3) 根据塑料注塑成型生产工艺流程图设计出PLC控制状态流程图。,(4) 塑料注塑成型生产线PLC控制梯形图。,9 、工件传送机械手控制程序,1控制要求 如图29所示，机械手将工件从工作台A移送至工作台B上，其动作过程为下降、上升、右移、再下降、再上升、左移。这些动作均由电磁阀控制液压系统来完成。,图29 机械手移动工作动作示意图,2程序设计 操作时，机械手的操作分为手动操作方式、回原点操作方式、单步(点动)操作方式、单周期操作方式和自动循环操作方式。 (1) 工件传送机械手PLC控制输入输出点分配表见表9。,表9 工件传送机械手PLC控制输入输出点分配表,续表,(2) 工件传送机械手PLC控制接线图如图6-30所示。,图6-30 工作传送机械手PLC控制接线图,(3) 采用功能指令中的初始状态IST指令编程可以大大简化编程。当采用IST指令时，X10X17这8个输入点的输入功能就已确定，分别为：X10 手动，X11回原点，X12 点动运行，X13单步运行，X14全自动运行，X15回原点启动，X16自动运行启动，X17停止。,使用初始状态IST指令，当PLC运行时，下列元件受控： S0 手动操作初始状态； S1 回原点初始状态； S2 自动操作初始状态； M8040 禁止转移； M8041 转移开始； M8042 启动脉冲； M8047 STL监控有效(步进顺控指令)。,图36 工件传送机械手PLC控制面板,10 、汽车自动清洗机控制程序,1控制要求 汽车清洗机控制由按钮开关、车辆检测器、喷淋阀门、电动刷子等组成。当按下启动按钮SB1时，清洗机开始工作，同时喷淋阀门被打开。当检测到车辆进入洗清距离时，洗刷电动机启动运转，对汽车进行清洗。当汽车离开时，清洗结束，清洗机停止并关闭喷淋阀门。,2程序设计 (1) 汽车自动清洗机PLC控制输入输出点分配表见表10。,表10 汽车自动清洗机PLC控制输入输出点分配表,(2) 汽车自动清洗机PLC控制接线图如图37所示。,图37 汽车自动清洗机PLC控制接线图,(3) 汽车自动清洗机PLC控制梯形图。,11 、霓虹灯闪烁控制程序,1控制要求 用HL1HL4四个霓虹灯分别做成“欢迎光临”四个字，其闪烁要求见表6-11。闪烁的时间间隙为1 s，反复循环进行。,表11 “欢迎光临”闪烁流程表,2程序设计 (1) 霓虹灯闪烁PLC控制输入输出点分配表见表12。,表12 霓虹灯闪烁PLC控制输入输出点分配表,(2) 霓虹灯PLC控制接线图如图39所示。,图39 霓虹灯PLC控制接线图,(3) 根据控制要求设计出霓虹灯PLC控制梯形图,12 、交通信号灯控制程序,1控制要求 (1) 信号灯由一个按钮控制其启动，一个按钮控制其停止。 (2) 信号灯分为南北绿灯、南北黄灯、南北红灯、东西绿灯、东西黄灯、东西红灯及报警灯。 (3) 南北红灯亮，并维持25 s。在南北红灯亮时，东西绿灯也亮，维持20 s后，东西绿灯闪烁3 s后熄灭，然后东西黄灯亮2 s后熄灭。接着东西红灯亮，南北绿灯亮。 (4) 东西红灯亮，并维持30 s。在东西红灯亮时，南北绿灯也亮，维持25 s后，南北绿灯闪烁3 s后熄灭，然后南北黄灯亮2 s后熄灭。接着南北红灯亮，东西绿灯亮。,2程序设计 (1) 交通信号灯PLC控制输入输出点分配表见表13。,表13 交通信号灯PLC控制输入输出点分配表,(2) 根据控制要求，画出各交通信号灯的状态波形图如图41所示。,图41 各交通信号灯的状态波形图,(3) 交通信号灯PLC控制接线图如图42所示。 (4) 根据控制要求，设计出交通信号灯PLC控制梯形图,图6-42 交通信号灯PLC控制接线图,13 、液体搅拌机控制程序,图45所示为一液体A和液体B混合搅拌机示意图。在图中，H为高液面，ST1为高液位传感器；M为中液面，ST2为中液位传感器；L为低液面，ST3为低液位传感器；YV1、YV2、YV3为电磁阀。当液面到达相应位置时，相应的传感器送出ON信号，否则为OFF。,图45 液体搅拌机示意图,1控制要求 初始状态下，容器为空容器，电磁阀YV1、YV2、VY3为关闭状态，传感器ST1、ST2、ST3为OFF状态，搅拌器M未启动。 (1) 按下启动按钮SB1，电磁阀YV1打开，液体A开始注入容器内，经过一定的时间，液体达到低液面(L)处，低液位传感器ST3ON，继续往容器内注入液体A。 (2) 当液面到达中液面(M)处，中液位传感器ST2ON，此时电磁阀A关闭，电磁阀B打开，液体A停止注入，液体B开始注入容器中。,(3) 当液体到达高液面(H)处，高液位传感器ST1ON，电磁阀B关闭，液体B停止注入，同时搅拌电动机M启动运转，对液体进行搅拌。 (4) 经过1 min后，搅拌机停止搅拌，电磁阀YV3打开，放出液体。 (5) 当液面低于低液面位时，低液位传感器ST3OFF，延时8 s后，容器中的液体放完，电磁阀YV3关闭，搅拌机又开始执行下一个循环。,2程序设计 (1) 液体搅拌机PLC控制输入输出点分配表见表14。,表14 液体搅拌机PLC控制输入输出点分配表,(2) 液体搅拌机PLC控制接线图如图46所示。,图46 液体搅拌机PLC控制接线图,(3) 根据控制要求，设计出液体搅拌机PLC控制梯形图。,14 、数字显示电子钟控制程序,1控制要求 由PLC控制的大型数字电子钟如图49所示。电子钟由4个7段LED发光管组成。左边两个数码管显示023小时，右边两个数码管显示0060分，中间两个发光二极管显示秒(即每秒闪烁一次)。,图49 数字电子钟,开始状态时，显示为00：00，启动以后开始计时。,2程序设计 (1) 数字显示电子钟PLC控制输入输出分配表见表15。,表15 数字显示电子钟PLC控制输入输出分配表,(2) 数字显示电子钟PLC控制接线图如图50所示。,图50 数字显示电子钟PLC控制接线图,(3) 根据控制要求，设计出数字显示电子钟PLC控制梯形图。,15 、数控加工中心刀具库选择控制程序,1控制要求 数控加工中心刀具库由六种刀具组成，如图52所示。按钮SB1SB6分别为六种刀具选择按钮；ST1ST6为刀具到位行程开关，由霍尔元件构成。 (1) 初始状态时，PLC记录当前刀号。 (2) 当按下按钮SB1SB6中的任何一个时，PLC记录该刀号，然后刀盘按照离请求刀号最近的方向转动。转盘转动到达刀具位置时，到位指示灯发亮，机械手开始换刀，且换刀指示灯闪烁。5 s后换刀结束。 (3) 换刀过程中，其它换刀请求信号均无效。换刀完毕，记录当前刀号，等待下一次换刀请求。,图52 数控加工中心刀具库选择,2程序设计 (1) 数控加工中心刀具库选择PLC控制输入输出点分配表见表16。 (2) 数控加工中心刀具库选择PLC控制接线图如图53所示。 (3) 根据控制要求，设计出数控加工中心刀具库选择PLC控制梯形图。,表6-16 数控加工中心刀具库选择PLC控制输入输出点分配表,图6-53 数控加工中心刀具库选择PLC控制接线图,16 、步进电机控制程序,1控制要求 四相八拍步进电机接线原理图如图56所示。其中接线端A、B、C、D为脉冲电源输入端，E、F为公共端。其控制要求为： (1) 按下正向启动按钮，步进电机按AABBBCCCDDDAA时序正向转动。 (2) 按下反向启动按钮，步进电机按AABBBCCCDDDAA时序反向转动。 (3) 慢速为1步/s，快速为10步/s。,图56 四相八拍步进电机接线原理图,2程序设计 (1) 步进电机PLC控制输入输出点分配表见表17。,表17 步进电机PLC控制输入输出点分配表,(2) 步进电机PLC控制接线图如图57所示。,图57 步进电机PLC控制接线图,(3) 根据控制要求，设计出步进电机PLC控制梯形图。,17 、知识竞赛抢答器控制程序,1竞赛抢答器的控制要求 (1) 竞赛抢答器能使4个队同时参加抢答。 (2) 设裁判队为裁判台，参赛队为参赛台。裁判台设有音响和裁判台灯，并设有裁判台开始按钮SB0和裁判台复位按钮SB5；参赛台设有参赛台按钮及参赛台灯，14号参赛台分别对应按钮SB1SB4及参赛台灯EL1EL4。,(3) 知识竞赛抢答器能适合以下比赛规则：出题后，各队抢答必须在裁判员说出“开始”并按下裁判台开始按钮SB0后15 s内抢答，并由数码管显示时间。如提前抢答，抢答器将发出“违规”信号。15 s时间到，如无队抢答，则抢答器给出时间已到信号，该题作废。在有队抢答的情况下，则抢答器发出“抢答”信号，数码管开始计时显示，并由数码管显示出抢到题的参赛队号。抢到题的队必须在30 s内答完题，如30 s内未答完，则作超时处理。,赛场还设有时间数码显示器和显示抢到答题队号的数码显示器。 (4) 灯光与音响信号的意义如下： 音响叫(响1 s)某台灯亮，由某参赛队正常抢答。 音响叫(响1 s)某台灯亮总台灯亮，某参赛队违规。 音响叫(响1 s)裁判台灯亮，无人抢答或答题超时。 (5) 在某个题目结束后，裁判员按下裁判台上的复位按钮SB5，抢答器恢复原来的状态，为下一轮抢答作好准备。 (6) 各输出端口统一采用直流24 V电源。,2程序设计 (1) 知识竞赛抢答器输入输出口分配表见表18。,表18 知识竞赛抢答器输入输出口分配表,(2) 知识竞赛抢答器PLC控制接线图如图60所示。,图60 知识竞赛抢答器PLC控制接线图,(3) 程序设计。知识竞赛抢答器的梯形图。,18 、节日礼花引爆控制程序,1控制要求 采用PLC作为节日礼花引爆控制装置，既安全又能保证动作的准确性。现有一节日庆祝需采用电阻点火引爆器引爆24个礼花，其控制要求如下： 按下启动按钮，第16个礼花引爆的时间间隔为0.5 s，然后停8 s，接着第712礼花引爆，时间间隔为0.5 s；然后又停8 s，接着第1318礼花引爆，时间间隔为0.5 s，然后再停8 s，引爆第1924礼花，时间间隔同样为0.5 s。,2程序设计 (1) 节日礼花引爆PLC控制输入输出点分配表见表19。,表19 节日礼花引爆PLC控制输入输出点分配表,续表,(2) 节日礼花引爆PLC控制接线图如图6-63所示。,图6-63 节日礼花引爆PLC控制接线图,(3) 根据控制要求，设计出节日礼花引爆PLC控制梯形图。,19 、广告牌灯自动闪烁控制程序,1控制要求 PLC可用于广告牌灯自动闪烁控制，也可用于工厂、学校、机关等招牌灯的自动闪烁控制。 用PLC控制一个自动闪烁的广告牌，其内容为“科技大学出版社”，这七个字用七个灯点亮并实现闪烁。其闪烁要求为：在打开闪烁开关后，首先“电”字亮1 s，接着“子”字亮1 s，以此类推，至“社”字亮1 s后，“科技大学出版社”这七个字以0.6秒的周期闪烁3次，然后又是“电”字亮1 s如此循环进行。,2程序设计 (1) “科技大学出版社”字牌闪烁PLC控制输入输出点分配表见表20。,表20 “科技大学出版社”字牌闪烁PLC控制输入输出点分配表,(2) “科技大学出版社”字牌闪烁PLC控制接线图如图65所示。,图65 “科技大学出版社”字牌闪烁PLC控制接线图,(3) 根据以上控制要求，设计出“科技大学出版社”字牌闪烁PLC控制梯形图。,20 、儿童乐园飞机自动控制程序,1控制要求 某儿童乐园游艺飞机控制要求如下：按下飞机启动按钮后，飞机开始围绕立柱做低速运动；15 s后，飞机围绕立柱做高速运动；又经过1 min后，飞机升空，升空到位后继续围绕立柱做高速运动1 min，然后下降；下降到位后，继续围绕立柱做高速运动1 min，然后转为低速运动，经过15 s后停止运动。,2程序设计 (1) 儿童乐园飞机PLC自动控制输入输出点分配表见表21。,表21 儿童乐园飞机PLC自动控制输入输出点分配表,(2) 儿童乐园飞机PLC自动控制接线图如图68所示。,图68 儿童乐园飞机PLC自动控制接线图,(3) 根据控制要求，设计出儿童乐园飞机PLC自动控制梯形图。,21 、花样喷泉控制程序,1控制要求 喷泉广泛用于广场、车站、公园等各种公共休闲娱乐场所。PLC用于喷泉控制，通过改变PLC中的程序，可以改变喷泉的造型及各种不同颜色的灯光，使之产生千姿百态、五颜六色的喷泉效果。,图71 喷泉概况平面图,喷泉概况平面图如图71所示。喷泉由五种不同的水柱组成。图中1表示大水柱所在的位置，其水柱较大，喷射高度较高；2表示中水柱所在的位置，有6支中水柱均匀分布在圆2的轨迹上，其水量比大水柱的水量小，喷射高度比大水柱低；3表示小水柱，有150支小水柱均匀分布在圆3的轨迹上，其水柱较细，喷射高度比中水柱略矮；4和5为花朵式和旋转式喷泉，各由19支喷头组成，均匀分布在圆4和圆5的轨迹上，其水量和压力均较弱。图中(1)、(2)、(3)、(4)、(5)分别为各水柱相对应的起衬托作用的映灯，可为黄、红、绿、蓝或其它各种颜色。,按下喷泉控制系统的启动按钮，首先大水柱从地而起，直射天空，在灯光的映射下，给人以傲然耸立、威武雄壮之感。1 min后，大水柱消失，紧接着6支中水柱在红、黄、蓝、绿灯光的照射下竞相射向天空，形成不同颜色的水柱最后所有喷泉水柱一齐并发，所有映灯一齐照亮，水灯相映，色彩缤纷。整个喷泉喷射过程分为8段，每段1 min，各段自动转换，全过程为8 min。喷泉水柱的动作顺序如下：12(134)(25)(12)(234)(24)(12345)1，周而复始，且各喷泉水柱喷射的同时相应编号的映灯也照亮。按下停止按钮，喷泉水柱、映灯停止工作。,2程序设计 (1) 花样喷泉PLC控制输入输出点分配表见表22。,表22 花样喷泉PLC控制输入输出点分配表,(2) 花样喷泉PLC控制接线图如图72所示。,图72 花样喷泉PLC控制接线图,(3) 根据控制要求，设计出花样喷泉PLC控制梯形图。,22 、作息时间控制程序,1控制要求 作息时间控制器的控制要求如下： (1) 开机时初始状态显示为00时00分，显示星期为“星期一”。按下启动按钮，控制器开始计时工作。 (2) 能将时间显示调整到当前的日期及时间。 (3) 可按所设置的时间要求打铃。 (4) 可根据需要控制其它装置。,(5) 作息时间表(此处只列出冬季作息时间表)见表23。 (6) 设置相应