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PLC综合实训指导书PLC综合实训一、设计课题（见附录）二、设计目的课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。三、设计要求在课程设计中，学生是主体，应充分发挥他们的主动性和创造性。教师的主导作用是引导其掌握完成设计内容的方法。为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点：1) 在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。2) 在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导数师的帮助，同时要广泛讨论，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。3) 所有电气图样的绘制必须符合国家有关规定的标准，包括线条、图型符号、项目代号、回路标号、技术要求、标题栏、元器件明细表以及图样的折叠和装订。4) 说明书要求文字通顺、简练，字迹端正、整洁。5) 应在规定的时间内完成所有的设计任务。6) 如果条件允许，应对自己的设计线路进行试验论证，考虑进一步改进的可能性。四、设计任务课程设计要求是以设计任务书的形式表达，设计任务书应包括以下内容：1) 设备的名称、用途、基本结构、动作原理以及工艺过程的简要介绍。2) 拖动方式、运动部件的动作顺序、各动作要求和控制要求。3) 联锁、保护要求。4) 照明、指示、报警等辅助要求。5) 应绘制的图样。6) 说明书要求。 原理设计的中心任务是绘制电气原理图和选用电器元件。工艺设计的目的是为了得到电气设备制造过程中需要的施工图样。图样的类型、数量较多，设计中主要以电气设备总体配置图、电器板元器件布置图、控制面板布置图、接线图、电气箱以及主要加工零件（电器安装底板、控制面板等）为练习对象。对于每位设计者只需完成其中一部分。原理图及工艺图样均应按要求绘制，元器件布置图应标注总体尺寸、安装尺寸和相对位置尺寸。接线图的编号应与原理图一致，要标注组件所有进出线编号、配线规格、进出线的连接方式（采用端子板或接插板）。五、设计方法1原理图设计的步骤1) 根据要求拟定设计任务。2) 根据拖动要求设计主电路。在绘制主电路时，可考虑以下几个方面： 每台电动机的控制方式，应根据其容量及拖动负载性质考虑其起动要求，选择适当的起动线路。对于容量小（7.5kW以下）、起动负载不大的电动机，可采用直接起动；对于大容量电动机应采用降压起动。 根据运动要求决定转向控制。 根据每台电动机的工作制，决定是否需要设置过载保护或过电流控制措施。 根据拖动负载及工艺要求决定停车时是否需要制动控制，并决定采用何种控制方式。 设置短路保护及其他必要的电气保护。 考虑其他特殊要求：调速要求、主电路参数测量、信号检测等。3) 根据主电路的控制要求设计控制回路，其设计方法是： 正确选择控制电路电压种类及大小。 根据每台电动机的起动、运行、调速、制动及保护要求依次绘制各控制环节（基本单元控制线路）。 设置必要的联锁（包括同一台电动机各动作之间以及各台电动机之间的动作联锁）。 设置短路保护以及设计任务书中要求的位置保护（如极限位、越位、相对位置保护）、电压保护、电流保护和各种物理量保护（温度、压力、流量等）。 按需要设置应急操作。4) 根据照明、指示、报警等要求没计辅助电路。5) 总体检查、修改、补充及完善。主要内容包括： 校核各种动作控制是否满足要求，是否有矛盾或遗漏。 检查接触器、继电器、主令电器的触点使用是否合理，是否超过电器元器件允许的数量。 检查联锁要求能否实现。 检查各种保护能否实现。 检查发生误操作所引起的后果与防范措施。6) 进行必要的参数计算。7) 正确、合理地选择各电器元器件，按规定格式编制元件目录表。8) 根据完善后的设计草图，按电气制图标准绘制电气原理线路图，按电气技术中的项目代号要求标注器件的项目代号。六、设计时间安排（共2周）序号具 体 内 容时间(天)11课题介绍、布置设计任务（讲课）2熟悉要求及对电气要求0.52查阅资料2.52设计并绘制系统原理图 （含：I / O连接图及其他外部硬件图）23设计PLC控制程序（含：系统功能表图、梯形图）24模拟调试15编写设计报告（含：设计说明书、使用说明书、设计总结）16答辩1课题一 花式喷水池的PLC控制一、概述在许多休闲广场、景区或游乐场里，经常看到喷水池按一定的规律喷水或变化式样，若在夜晚配上各种彩色的灯光显示，更加迷人。如图所示为一花式喷水池，采用PlC控制是比较方便的，在花式喷水时序确定的前提下，可以通过改变时序或者改变控制卉关，就可改变控制方式，达到显现各种复合状态的要求。 在图中，4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为一次外环形状喷水管，1为外环形状喷水管。 二、设计任务和要求 某一喷水池的控制器需满足下列要求： 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，喷水池只运行一次循环；在连续位置时，喷水池运行一直继续下去。 3方式选择开关用来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： 选择开关在位置“1时。按下启动按钮后，4号喷水，延时2s后，3号也喷水，延时2S后，2号接着喷水，再延时2。，1号喷水，这样，一起喷水15 s后停下。若在连续状态时，将继续循环下去。 选择开关在位置“2”时。按下启动按钮后，1号喷水，延时2s后，2号喷水，延时2s后，3号接着喷水，再延时2s，4号喷水，这样，一起喷水30s后再停下。若在连续状态时，将继续循环下去。 选择开关在位置“3”时。按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3 s后，2、4号喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1-4号全喷水，30 s后停止。若在连续状态时，将继续循环下去。 选择开关在位置“4”时。按下启动按钮后，喷水池1-4号水管的工作顺序为： 1234接顺序延时2s喷水，然后一起喷水30s，1、2、3和4号分别延时2 e停水，再延时1 s，由4321反向顺序按2s顺序喷水，一起喷水30e后停止。若在连续状态时，将继续循环下去。 4不论在什么工作方式下，按下停止按钮，喷水池将停止运行。 三、设计方案提示 1I/O地址 输入I0.0：启动按钮I0.1：停止按钮I0.2：单步连续选择开关I0.3：选择开关在位置“1”I0.4：选择开关在位置“2”I0.5：选择开关在位置“3”I0.6：选择开关在位置“4”输出Q0.0：喷水池工作指示Q0.1：1号喷水电磁阀Q0.2：2号喷水电磁阀Q0.3：3号喷水电磁阀Q0.4：4号喷水电磁阀2方案提示可用步进指令或定时指令实现程序控制。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.课题二 全自动洗衣机的PLC控制 一、概述 洗衣机的应用现在比较普遍。全自动洗衣机的实物示意图如图所示。 全自动洗衣机的洗衣桶(外桶)和脱水桶(内桶)是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。内桶可以旋转，作脱水(甩水)用。内桶的四周有很多小孔，使内外桶的水流相通。该洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时，通过电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、低水位开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作。停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。电机功率为2.2KW，AC380V. 二、设计任务和要求 该全自动洗衣机的要求可以用流程图来表示。 PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。启动时开始进水，水满(即水位到达高水位)时停止进水并开始正转洗涤。正转洗涤15 s后暂停，暂停3 s后开始反转洗涤。反转洗涤15s后暂停，暂停3 s后，若正、反洗涤未满3次，则返回从正转洗涤开始的动作；若正、反洗涤满3次时，则开始排水。排水水位若下降到低位时，开始脱水并继续排水。脱水10s即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。若未完成3次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了3次大循环，则进行洗完报警。报警10s结束全部过程，自动停机。 此外，还要求可以按排水按钮以实现手动排水；按停止按钮以实现搬运，停止进水、排 水、脱水及报警。 三、设计方案提示 1I/O地址 输入 输出 I0.0：启动按钮 Q0.0：进水电磁阀 I0.l：停止按钮 Q0.1：电动机正转接触器 I0.2：排水按钮 Q0.2：电动机反转接触器 I0.3：高水位开关 Q0.3：排水电磁阀 I0.4：低水位开关 Q0.4：脱水电磁阀 Q0.5：报警蜂鸣器 2方案提示 用基本指令、定时指令和计数指令组合起来设计该控制程序。 用步控指令实现该控制。课题三 箱体加工专用机床的PLC控制 一、概述PLC使用在某一专用机床控制上是最合适不过了，如图所示为箱体加工专用机床的结构加工示意图。该机床是用来专门加工箱体两侧的，其加工方法是先将箱体通过夹紧装置夹紧，再由两侧左、右动力头对箱体进行加工。当加工完毕，动力头快速回原位，此时再松开加工件，又开始下一循环。 二、设计任务和要求 图中，左、右动力头主轴电动机为22kW，进给运动由液压驱动，液压泵电动机为3 kW。动力头和夹紧装置的动作由电磁阀控制，电磁阀通断情况如表所示。 表 箱体加工机床电磁阀通断情况表左动力头右动力头夹紧装置QV1QV2QV3QV4QV5QV6QV7上、下料-快进+-+-工进+-+-+停留-+快退-+-+ 专用机床的工作步骤如下： 1按下启动按钮，夹紧装置将被加工工件夹紧，夹紧后发出信号。 2左、右动力头同时快进，并同时启动主轴。 3到达工件附近，动力头快进转为工进加工。 4加工完毕后，左、右动力头暂停2s后分别快速退回原位。 5夹紧装置松开被加工工件，同时主轴停止。 以上1-5步骤连续工作，实现半自动循环。在工件夹紧、动力头快进、动力头快退及电源接通均有信号指示。 三、设计方案提示 1I0地址输入 输出I0.0：启动按钮 Q0.0：工作夹紧指示I0.l：停止按钮 Q0.1：左动力头快进指示I0.2：夹紧开关信号SP Q0.2：右动力头快进指示I0.3：松开开关信号SQ7 Q0.3：左动力头快退指示I0.4：左动力头行程开关SQl Q0.4：右动力头快退指示I0.5：左动力头行程开关SQ3 Q0.5：主轴电动机接触器I0.6：左动力头行程开关SQ5 Q0.6：油泵电动机接触器I0.7：右动力头行程开关SQ2 Q0.7：电磁阀QVlI1.0：右动力头行程开关SQ4 Q1.0：电磁阀QV2I1.1：右动力头行程开关SQ6 Q1.1：电磁阀QV3I1.2：半自动自动开关 Q1.2：电磁阀QV4 Q1.3：电磁阀QV5 Q1.4：电磁阀QV6 Q1.5：电磁阀QV72方案提示本课题的工作流程为顺序控制，可以用步控指令编程实现控制。可用基本指令、移位指令及定时器指令组合完成该控制。说明：这里的SQ即BG课题四 加热反应炉的PLC控制一、概述加热反应炉结构如图所示，反应炉的工艺过程如下：1送料控制检测下液面SQ2、炉内温度ST、炉内压力SP是否都小于给定值(整定值均为逻辑量)。若是小于给定值，则开启排气阀QVl和进料阀QV2。当液位上升到上液面SQl时，应关闭排气阀QVl和进料阀QV2。延时20s，开启氮气阀QV3，氮气进人反应炉，炉内压力上升。当压力上升到给定值时，即SP=“1”时，关闭氮气阀。2加热反应控制交流接触器KM带电，接通加热炉发热器EH的电源。当温度升高到给定值时(ST：“1”)，切断加热器电源，交流接触器KM失电o延时10min加热过程结束。3泄放控制 打开排气阀，使炉内压力降到预定的最低值(SP：“0”)。 打开泄气阀，当炉内溶液降到下液面(SQ2=“0”)时，关闭泄放阀和排气阀。系统恢复到原始状态，准备进入下一循环。二、设计任务和要求1根据上述加热反应炉加热工艺过程，编制PLC控制程序，并画出I0电气接口图。2调试程序，模拟运行。三、设计方案提示1I0地址输入输出I0.0：启动开关 Q0.0：PLC运行指示I0.1：停止开关 Q0.1：排气阀QVlI0.2：上液面传感器SQl Q0.2：进料阀QV2I0.3：下液面传感器SQ2 Q0.3：氮气阀QV3I0.4：压力传感器SP Q0.4：泄放阀QV4I0.5：温度传感器ST Q0.5：控制加热装置EH的接触器KM2方案提示本题可以用并行分支与汇合程序实现该控制。可用基本指令、定时器指令组合起来实现控制。说明：这里的SQ即BG课题五 包装生产线的PLC控制 一、概述 包装生产线示意图和控制时序图如图所示，包装物品是放在传送带1上，由于放置的时间是任意的，所以有些包装离得很远，而有的包装靠在一起。传送带1的电动机转动一圈，旋转编码器E6A发出一个脉冲，根据一个包装所能产生的脉冲数，并对这些脉冲进行计数，这样不管包装密集还是分开的，都能精确地求得包装的个数。当光电检测器(SPl)接通，且旋转编码器E6A发出4个脉冲，即有一个包装传送到传送带2。当有4个包装物品传送到传送带2时，电动机M1正转驱动挡板上升，阻止后面的包装。挡板上升到位时，碰到限位开关SQ3，M1停转，挡板停止上升。电动机M2正转，驱动推动器向前，将4个包装推出至传送带2。当推动器到达前部位置时，前部限位开关SQ2接通，M2反转，驱动推动器后退，当推动器返回到位时，碰到后部限位开关SQl，M2停转，推动器回到初始位置同时M1反转驱动挡板下降，下降到位碰到下部限位开关SQ4，M1停转，挡板回到初始位置。二、设计任务和要求1根据以上工艺要求，实现PLC对该装置的控制。2调试程序，模拟运行。三、设计方案提示1IO地址输入 输出I0.0：旋转编码器E6A Q0.0：电动机M1正转升起挡板Il.0：启动开关 Q0.1：电动机M1反转降下挡板I0.2：光电检测器SPl Q0.2：电动机M2正转向前驱动推动器I0.3：推动器后部限位开关SQl Q0.3：电动机M2反转向后驱动推动器I0.4：推动器前部限位开关SQ2I0.5：挡板上部限位开关SQ3I0.6：挡板下部限位开关SQ4I0.7：停止开关2方案提示本课题可用步控指令实现控制。可用移位指令和基本指令组合起来实现控制。说明：这里的SQ即BG课题六 多工步机床的PLC控制 一、概述 在机床行业中，多工步 机床由于其工步及动作多、控制较复杂，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多，接线复杂，因此，故障多，维修困难，费工费时，不仅加大了修理成本，而且影响了设备的工效。采用PLC控制可使接线大为简化，不但安装十分方便，而且保证了可靠性，减少了维修量，提高了工效。某厂自行改造的锭脚加工机床是加工棉纺锭子锭脚的一种多工步机床，其锭脚加工工艺比较复杂，零件加工前为实习坯件，整个机械加工过程由七把刀具分别按照七个工步要求依次进行切削，其加工步如表所示。 该机床由旧六角车床改造，六角车床的主电路如图所示。 加工时，工件由主轴上的夹头夹紧，并由主轴电动机M1带动作旋转运动。大拖板载着六角回转工位台作横向进给运行，其进给速度由工进电动机(慢速电动机)M2、快进电动机(快速电动机)M3经电磁气阀(QV2)离合器带动丝杆控制。小拖板的纵向运动由电磁气阀(QVl)气压驱动。除第2把刀(完成第-32步，即车平面)是由小拖板纵向运动切削外，其余6把刀(完成其余6个工步)均由大拖板载着六角回转工作台横向运动切削，每进行完一个工步，六角回转工位台转动一个工位，进行下一工步的切削。 二、设计任务和要求 1根据本课题要求，采用PLC控制，试设计该控制程序，画出IO电气接口图。 2调试程序，模拟运行。 三、设计方案提示 1IO地址输入输出I0.0：启动开关 Q0.0：电动机M1接触器KMlI0.1：停止按钮 Q0.1：电动机M2接触器KM2I0.2：行程开关SQl Q0.2：电动机M3接触器KM3I0.3：行程开关SQ2 Q0.3：电磁阀QVlI0.4：行程开关SQ3 Q0.4：电磁阀QV2I0.5：行程开关SQ42方案提示本题可利用步控指令实现程序控制。可利用定时和基本指令组合实现程序控制。说明：这里的SQ即BG课题七 生产线自动装箱的PLC控制 一、概述 对生产线上某种产品自动按指定数量(如12个)装箱，产品装箱前及装箱后都由传送带 传送。 生产线自动装箱控制装置示意图如图所示。生产产品由传送带A传送，装入由B传送的空箱中。每12个产品装入一箱，当传送带A传送了12个产品装入一箱后，传送带B 将该箱产品移走，并传送下一个空箱到指定位置等待传送带A传送来的产品。 二、设计任务和要求 用PLC控制整个控制装置要达到以下要求： 1按下控制装置启动按钮后，传送带B先启动运行，拖动空箱前移至指定位置，达到指定位置后，由SQ2发出信号，使传送带B制动停止。2传送带B停车后，传送带A启动运行，产品逐一落人箱内，由传感器检测产品数量，当累计产品数量达12个时，传送带A制动停车，传送带B启动运行。 生产线自动装箱控制装置示意图 3上述过程周而复始地进行，直到按下停止按钮，传送带A和传送带B同时停止。其工作流程图如图所示。 4应有必要的信号指示，如电源有电、传送带A工作和传送带B工作等。5传送带A和传送带B应有独立点动控制，以便于调试和维修。三、设计方案提示1IO地址输入 输出I0.0:启动按钮 Q0.0：PLC通电信号I0.1：停止按钮 Q0.1：控制传送带A运动I0.2：传送带A点动按钮 Q0.2：控制传送带B运动I0.3：传送带B点动按钮 Q0.3：装箱指示I0.4：S02信号I0.5：计数器信号SQl2方案提示本课题可采用步控指令实现步进控制。注意M1、M2制动电路的连接。说明：这里的SQ即BG课题八 锅炉车间输煤机组控制1输煤机组控制系统输煤机组控制系统示意图如图1-1所示，输煤机组控制信号说明见表1-1。图1-1 输煤机组控制系统示意图表1-1 输煤机组控制信号说明输 入输 出文字符号说 明文字符号说 明SF0-1输煤机组手动控制开关QA1给料器和磁选料器接触器SF0-2输煤机组自动控制开关QA21#送煤机接触器SF1输煤机组自动开车按钮QA3破碎机接触器SF2输煤机组自动停车按钮QA4提升机接触器SF3输煤机组紧急停车按钮QA52#送煤机接触器SF4给料器和磁选料器手动按钮QA6回收机接触器SF51#送煤机手动按钮MB1磁选料器SF6破碎机手动按钮PG7手动运行指示灯SF7提升机手动按钮PG8紧急停车指示灯SF82#送煤机手动按钮PG9系统正常运行指示灯SF9回收机手动按钮PG10系统故障指示灯PB报警电铃PG16输煤机组单机运行指示输煤机组的拖动系统由6台三相异步电动机MA1MA6和一台磁选料器MB1组成。SF0为手动/自动转换开关，SF1和SF2为自动开车/停车按钮，SF3为事故紧急停车按钮，SF4SF9为6个控制按钮，手动时单机操作使用。PB为开车/停车时讯响器，提示在输煤机组附近的工作人员物煤机准备起动请注意安全。PG1PG6为MAlMA6电动机运行指示，PG7为手动运行指示，PG8为紧急停车指示，PG9为系统运行正常指示，PG10为系统故障指示。2输煤机组控制要求(1) 手动开车/停车功能 SF0手柄指向左45时，接点SF1-1接通，通过SF4SF9控制按钮，对输煤机组单台设备独立调试与维护使用，任何一台单机开车/停车时都有音响提示，保证检修和调试时人身和设备安全。(2) 自动开车/停车功能 SF0手柄指向右45时，接点SF0-2接通，输煤机组自动运行。1) 正常开车 按下自动开车按钮SF1，音响提示5s后，回收电动机MA6起动运行并点亮PG6指示灯；10s后，2#送煤电动机MA5电动机起动运行并点亮PG5指示灯；10s后，提升电动机MA4起动运行并点亮PG4指示灯；10s后，破碎电动机MA3起动运行并点亮HL3指示灯；10s后，1#送煤电动机MA2起动运行并点亮PG2指示灯；10s后，给料器电动机MA1和磁选料器MB1起动运行并点亮PG1指示灯；10s后，点亮PG9系统正常运行指示灯，输煤机组正常运行。2) 正常停车 按下自动停止按钮SF2，音响提示5s后，给料器电动机MA1和磁选料器MB1停车并熄灭PG1指示灯，同时，熄灭PG9系统正常运行指示灯；10s后，1#送煤电动机MA2停车并熄灭PG2指示灯；10s后，破碎电动机MA3停车并熄灭PG3指示灯；10s后，提升电动机MA4停车并熄灭PG4指示灯；10s后，2#送煤电动机MA5电动机停车并熄灭PG5指示灯；10s后，回收电动机MA6停车并熄灭PG6指示灯；输煤机组全部正常停车。3) 过载保护 输煤机组有三相异步电动机MA1MA6和磁选料器MB1的过载保护装置热继电器，如果电动机、磁选料器在输煤生产中，发生过载故障需立即全线停车并发出报警指示。系统故障指示灯PG10点亮，电铃PB断续报警20s，PG10一直点亮直到事故处理完毕，继续正常开车，恢复生产。4) 紧急停车 输煤机组正常生产过程中，可能会突发各种事件，因此需要设置紧急停车按钮，实现紧急停车防止事故扩大。紧急停车与正常停车不同，当按下红色蘑菇形紧急停车按钮SF3时，输煤机组立即全线停车，PB警报声持续10s停止，紧急停车指示灯PG8连续闪亮直到事故处理完毕，回复正常生产。5) 系统正常运行指示 输煤机组中，拖动电动机MA1MA6和磁选料器MB1按照程序全部正常起动运行后，PG9指示灯点亮。如果有一台电动机或选料器未能正常起动运行，则视为故障，系统故障指示灯PG10点亮，输煤机组停车。(3) 相关参数1) MA1MA6及磁选料器MB1功率如图1-1中所示。2) 指示灯PG：0.25W，DC24V。3) 电铃PB：8W，AC220V。3设计任务1) 根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。2) 根据控制要求，编制输煤机组PLC控制程序，有条件可以利用模拟开关板调试程序，模拟运行。3) 编写设计说明书，内容包括： 设计过程和有关说明。 基于PLC的输煤机组电气控制系统电路图。 PLC控制程序（梯形图和指令表）。 电器元器件的选择和有关计算。 电气设备明细表。 参考资料、参考书及参考手册。 其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。课题九自动药片装瓶机控制1.1任务描述这是一个将一定数量药片自动连续地装入到药瓶中的控制任务，系统的模拟器 示意图如右图所示。按下按钮S1、S2或S3，可选择每瓶装入3片、5片或7片，通过指示灯HI、H2或H3表示当前每瓶的装药数量。当选定要装入瓶中的药片的数量后，接通系统开关，电动机M驱动皮带机运转，延时5秒后（或者采用位置检测开关），皮带上的药瓶到达装瓶的位置，皮带机停止运转。当电磁阀Y打开装有药片的装置后，通过光电传感器B1，对进入药瓶的药片进行计数，当药瓶中的药片达到预先选定的数量后，电磁阀Y关闭，皮带机重新自动启动，使药片装瓶过程自动连续运行。如果当前的装药过程正在进行时，需要改变药片装入数量（例如7片改为5片），则只有在当前药瓶装满后，从下一个药瓶开始装入改变后的数量。如果在装药过程中断开系统开关，则在当前药瓶装满后，系统停止运行。课题十 电镀流水线的PLC控制1设备概况 本选题是为了电镀车间提高工效、促进生产自动化以及减轻劳动强度而设计的一种专用半自动起吊设备，采用远距离控制。起吊物品为待进行电镀或进行表面处理的各种产品零件。电镀生产过程是由人工将待加工零件装入吊篮(或挂钩上)，在发出信号后，起吊设备便提升并逐段前进，按工艺要求，在需要停留的槽位上停止，并自动下降，下降到位并且停留一段时间(电镀)后，自动提升。如此完成电镀工艺规定的每一道工序后，返回起吊位置，卸下加工好的零件，为下一次加工做好准备。电镀系统结构示意图如图3-1所示。图3-1 电镀系统结构示意图1. 镀槽 2.第一电解液回收槽 3.第一电解液回收槽4.第三电解液回收槽 5.挂件架 6. 吊钩 7. 行车电镀工艺流程图如图3-2 所示。先将待镀工件放人槽内2min，然后提起悬停30s，随后放人第一电镀液回收槽内浸32s，提起悬停16s，再放人第二电镀液回收槽内浸32s，提起悬停16s，如此循环直到加工过程结束。 整个过程为：从原始位置开始，行车7停在挂件架5前，挂件架放在固定支架上，由操作人员将待镀工件挂在挂具上，吊钩6勾住挂件架然后启动系统工作(见图3-2)。图3-2 电镀工艺流程示意图2控制要求电镀流水线顺序控制系统的动力配置两台电动机。行车架前的后移动由行车电动机MA1 控制，其功率为4kW；提升电动机MA2控制吊钩上升与下放，其功率为2.5 kW。吊钩上升，提起待镀工件，其上升高度由行程开关控制。(1) 手动调试和检修 SF0手柄指向左45时，接点SF0-1接通，通过SF1、SF2控制按钮，行车架前后移动，通过SF3、SF4控制按钮，吊钩上升与下放，以便于系统调试和检修。有超限保护。(2) 自动/停车功能 SF0手柄指向右45时，接点SF0-2接通，按下自动启动按钮SF5，自动运行。 行车架携待镀工件向前运动至槽上方，由行程开关控制其停止向前运动。 吊钩下放到一定位置，停车，待镀工件浸入槽内2min。 吊钩提升待镀工件到位后停止，在镀槽上方停30s。 行车架携工件运动至第一电镀液回收槽上方，由限位开关控制停止。 吊钩下放，其工作情况与3过程相同，浸入槽内时间为32s。 与4过程相同，停留时间为16s。 以后工作重复上述过程；(3)控制信号说明见表3-1。表3-1 控制信号说明输 入输 出文字符号说 明文字符号说 明SF0-1手动控制转换开关QA1行车架前移接触器SF0-2自动转换开关QA2行车架后移接触器SF1手动前进按钮QA3上行接触器SF2手动关后退阀按钮QA4下行接触器SF3手动上升按钮PG1手动控制指示灯SF4手动下降按钮PG3自动动控制指示灯SF5自动启动按钮PG4行车架运行指示灯BG1上限限位开关PG5吊篮运行指示灯BG2下限限位开关BG3BG6每一个槽的限位开关3设计任务1) 根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。2) 根据控制要求，编制输煤机组PLC控制程序，有条件可以利用模拟开关板调试程序，模拟运行。3) 编写设计说明书，内容包括： 设计过程和有关说明。 基于PLC的输煤机组电气控制系统电路图。 PLC控制程序（梯形图和指令表）。 电器元器件的选择和有关计算。 电气设备明细表。 参考资料、参考书及参考手册。 其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。课题十一 脉冲除尘器的PLC控制1.任务描述水泥厂在生产中可产生大量的水泥粉尘，不但造成了空气污染，还严重地影响了操作工人的身心健康，改善现场的作业环境，可通过布袋式脉冲除尘器回收水泥粉尘。某水泥厂的球磨车间建有5个除尘室，每个除尘室安装了1台脉冲除尘器，每台脉冲除尘器有两个脉冲电磁阀（A阀和B阀）和1个提升电磁阀。在提升电磁阀工作期间，脉冲电磁阀才能工作。2.控制任务和要求 （1）各个除尘器的电磁阀的控制时序。为使收尘系统阻力变化范围小，一般采用均匀间隔清灰的工作方式，即采用定时控制方式，各个除尘器的电磁阀的控制时序如图1所示：前室提升电磁阀脉冲电磁阀后室提升电磁阀脉冲电磁阀 图1t0：脉冲电磁阀的启动延时，一般取2st1：提升电磁阀的工作时间，一般取8st2：脉冲电磁阀的喷吹时间，一般取0.13st3：室间隔时间，一般取17s（2）各个除尘阀的工作顺序。考虑到灰斗里绞刀负荷的均衡性、喷吹的有效性及减少清灰时的排放量，一般采用错开清灰的方式。各个脉冲电磁阀的工作顺序是： 1A3A5A2A4A1B3B5B2B4B1A（3）系统的工作方式。为检修和维护方便，每个电磁阀应有自动/手动两种工作方式，正常工作时采用自动方式：检修和维护时，采用手动方式。（4）在各个电磁阀工作期间，应有指示灯指示。3.设计方案提示 （1）在自动方式下，各个电磁阀处于顺序循环控制过程中。（2）某个电磁阀工作在手动方式下，则不会影响其他电磁阀的正常工作。 （3）为节省输出点，可将电磁阀线圈与指示灯并联.（4）其操作面板如图2：图2课题十二 病床呼叫器的PLC控制1. 任务描述：某住院病房有14个房间，每个房间有4张病床。编号由房间号和床号组成，分别为011，012，013，144.每张病床配有一个呼叫按钮，与病床编号相应，分别为SB011，SB012，SB013SB144。在护士站安装蜂鸣器HA和呼叫指示灯示意图如下： 2.任务要求：当某个病床发出求救信号后，护士站蜂鸣器发出音，与呼叫信号对应的指示灯闪烁。 当医护人员听到呼叫后，可按下呼叫响应按钮SB0，停止工作，呼叫指示灯20S后停止显示 如果同时有多个信号发出，蜂鸣器仍发出短促音，对应指示灯闪烁，按下呼叫响应按钮后，要求同。 尽可能少的占用PLC外部资源。课题十三 游乐机的PLC控制游乐机的液压系统有三个液压缸，分别控制三组动物的隐身和现身。每组有三只动物。现身后，游戏者击打动物，击中记一分；动物隐身后，击打无效。每轮游戏的时间为300秒，时间一到，游戏经束。在规定时间300秒内得分达到规定值20分，两组彩灯闪烁30秒，之后，开始新一轮游戏；得分未达到规定值，而蜂鸣20秒。之后，开始新一轮游戏。（1）动物现身方式 如图示狮子：老虎：狼：（2）彩灯组合 如图示黄灯：绿灯：课题十四车辆出入库管理1.任务描述编制一个用PLC控制的车辆出入库管理梯形土控制程序。根据PLC控制系统基本组成，有电源模块、操作面板输入模块、传感器信号输入模块、以及留下的扩展输入模块、LED显示控制输出模块。2.控制要求1.入库车辆前进时，经过1#到2#传感器后计数器加1，后退时，经过2#到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#到1#传感器后计数器减1，后退时，经过1#到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，显示车库里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”入库操作10005-=“1”前进操作10005-=“0”后退操作课题十五 灯广告屏的PLC控制1.1任务描述彩灯在我们日常生活中随处可见的，无论是美化，亮化工程，还是企业的广告宣传，都借助与彩灯的形势，使得各个城市的夜晚光彩夺目，缤彩纷呈。这些彩灯可以是用霓虹灯管制成各种形状和各种颜色的灯管，也可以是用白炽灯或者日光灯做光源，照亮大幅或巨幅的宣传画彩灯控制可以达到宣染效果，是通过控制全部或者部分彩灯的亮和灭，闪烁的频率，灯的亮度及灯光流的方向来实现。在不太复杂的彩灯控制中，一般可以采用单片机或者各种专用的彩灯控制器来实现，本设计是采用PLC来完成课题设计的。1.2控制任务和要求彩灯广告屏，其示意图如（图1）所示： （图1）彩灯广告屏示意图彩灯和流水灯的时序图如（图2）所示：（图2）彩灯和流水灯的时序图对彩灯控制器的要求如下： 广告屏中间部分有8根彩灯管，从左到右排列，编号1-8。系统启动以后，灯管点亮的顺序依次为：1-2-3-4-5-6-7-8号，时间间隔为1秒，8根彩灯管全亮后，持续10秒，然后按照8-7-6-5-4-3-2-1号的顺序依次熄灭，时间间隔为1秒。灯管全熄灭后等待2秒，在从8号灯管开始，按照8-7-6-5-4-3-2-1号的顺序依次点亮，时间间隔为1秒，灯管全亮后，持续20秒，再按照1-2-3-4-5-6-7-8号的顺序熄灭，时间间隔仍为1秒，灯管全熄灭后等待2秒，再重新开始上述的过程的循环。广告屏四周安装有24只流水灯，4只一组，共分成6组即（-）。统启动以后，按照从-顺序，间隔为1秒点亮并循环。18秒后，按照-的顺序，依次点亮并进行循环。再按照-的顺序循环往复，直到系统停止工作。系统用启动按钮和停止按钮操作，并有单步/连续控制各个彩灯的工作电压均为220VAC。课题十六装卸料小车多方式运行的PLC控制1任务描述某车间有5个工作台，装卸料小车往返于各个工作台之间，根据某个请求在某个工作台卸料。每个工作台有一个位置开关（分别为SQ1-SQ5，小车压上时为ON）和一个呼叫按钮（分别为SB1SB5）。装卸料小车有3种运行状态，左行（电机正转）右行（电机反转）和停车。装卸料小车示意图如图1-1所示 图1-1 装卸料小车示意图2.控制任务和要求假设小车的初始位置是停在m （m=1-5）号工作台，此时SQm为ON。假设n（n=1-5）号呼叫台，如果mn，小车左行到呼叫工作台停车。mn小车右行到呼叫工作台停车。m=n 小车不动。小车的停车位置应有指示灯显示（用1位LED灯显示）。课题十七自动打铃控制器1.1任务描述 目前，学校中的作息时间一般是由自动打铃控制器完成的。尽管这种控制器的功能单一，用单片机或数字电路组成的控制器成本较低，市场上就可买的到自动打铃控制器一般是用单片机或数字电路组成的。但是用PLC同样可以完成自动定时打铃的控制。在本课程设计中，把它作为一个典型的时序控制任务，完成PLC的课程设计实训，还是很有意义。用PLC组成的自动打铃控制器的系统框图如下图所示：1.2设计任务和要求 某学校的作息时间表如下表所示：学校的休息时间表时间内容时间内容6：00起床13：30第五节上课铃6：20早操14：20第五节下课铃7：50第一节预备铃14：30第六节上课铃8：00第一节上课铃15：20第六节下课铃8：50第一节下课铃15：30第七节上课铃9：00第二节上课铃16：20第七节下课铃9：50第二节下课铃16：30第八节上课铃10：10第三节上课铃17：20第八节下课铃11：00第三节下课铃19：00晚自习开始11：10第四节上课铃21：00晚自习结束12：00第四节下课铃22：00熄灯13：20第五节预备铃对自动打铃控制器的要求如下：上课铃与下课铃的铃音不同（铃音响的频率不同，上课铃为短音：响0.5秒，停0.5秒；下课铃为长音：响2秒，停1秒），其他的铃音为连续音。每次打铃的时间为15秒。星期六，星期日不打铃。具有时间显示功能，显示器件为LED数码管。显示内容为：分，小时及星期。具有时间（分，小时，星期）调整的功能。课题十九PLC控制的双恒压供水水泵站生活都离不开水。但如果水源离用水场所较远，就需要管路的输送。而将水送到较远或较高的地方，管路中是需要一定的水压的，水压高了，才能将水送到远的或较高的楼层。 产生水压的设备是水泵，水泵转动的越快，产生的水压越高。传统的维持管路的水压是建造水塔，水泵开的时候将水打到水塔中，水泵休息时，借助水塔继续供水。水塔中的水位变化相对水塔的高度来说很小，也就是说水塔能维持的供水管路中水压的基本恒定。 但是，建造水塔需要发费财力，水塔还会造成水的二次污染。那么，可不可以不借助水塔来实现恒压供水呢？当然可以，但是要解决水压随用水量的大小变化的问题。通常的办法是：用量大时，增加水泵的数量或提高水泵的转动速度以保持管网中的水压不变，用水量小时又需做出相反的调节。这就是恒压供水的基本思路。这在电机速度调节技术不发达的年代是不可设想的，但今天办到这一点已变得很容易了，交流变频器的诞生为水泵转速平滑联系调节提供了方便。交流变频器是改变交流电源频率的电力电子设备，输入三相工频交流点后，可以输出频率平滑变化的三相交流电。 鉴于社会的需求，设计一个由三台水泵组构成的生活、消防双恒压无塔供水泵站系统。如图所示（一），市网自来水用高低水位控制器EQ来控制注水阀YV1，自动把水注满储水水池，只要水位低于高水位，则自动往水池注水，但是当水池的水位高于高水位上限时 ，延时一段时间后，由PLC发出信号，关闭注水阀YV1，等到水位低于高水位上限时，过一段时间后，再打开注水阀YV1继续注水（这种情况在处于消防状态时被关闭）。水池的高、低水位信号也直接送给PLC，作为高、低水位的报警。为了保证供水的连续性，水位上下限传感器高低距离较小。生活用水和消防用水共用三台水泵，平时电磁阀YV2处于关闭状态，生活管网处于接通状态，电磁阀YV3处于失电状态，关闭消防管网，三台水泵根据生活用水的多少，按一定的控制逻辑运行，维持生活用水低恒压。当有火灾发生时，电磁阀YV3得电，消防用水管路打开，并同时打开三台水泵供水，管路中的水压为消防用水的高恒压，生活用水管路