华东交大自动化PLC课程设计指导书

1、选题一、锅炉车间输煤机组控制、问题描述1 .输煤机组控制系统输煤机组控制系统示意图如图2所示。M1(3kW)M2(3kW)M3(13kW)M4(5kW)提升机输煤方向送煤机匕煤送至卸煤仓煤回收方向M5(75kW)回收机P2 M6(3kW)图2输煤机组控制系统示意图输煤机组的拖动系统由6台三相异步电动机M1M6和一台磁选料器YA组成。SA1为手动/自动转换开关，SB1和SB2为自动开车/停车按钮，SB3为事故紧急停车按钮，SB4SB9为6个控制按钮，手动时单机操作使用。HA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。HL1HL6为MlM6电动机运行指示，HL7为手

2、动运行指示，HL8为紧急停车指示，HL9为系统运行正常指示，HL10为系统故障指示。输煤机组控制信号说明见表3。表3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SA1-1输煤机组手动控制开关KM1给料器和磁选料器接触器SA1-2输煤机组自动控制开关KM21#送煤机接触器SB1输煤机组自动开车按钮KM3破碎机接触器SB2输煤机组自动停车按钮KM4提升机接触器SB3输煤机组紧急停车按钮KM52#送煤机接触器SB4给料器和磁选料器手动按钮KM6回收机接触器SB51#送煤机手动按钮HL7手动运行指示灯SB6破碎机手动按钮HL8紧急停车指示灯SB7提升机手动按钮HL9系统正常运行指示灯SB82#

3、送煤机手动按钮HL10系统故障指示灯SB9回收机手动按钮HA报警电铃KMM1M6,YA运行正常信号HL16输煤机组单机运行指示FRM1M6,YA过载保护信号2 .输煤机组控制要求(1)手动开车/停车功能SA1手柄指向左45o时，接点SA1-1接通，通过SB4SB9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SA1手柄指向右45o时，接点SA1-2接通，输煤机组自动运行。1）正常开车按下自动开车按钮SB1，音响提示5s后，回收电动机M6起动运行并点亮HL6指示灯；10s后，2#送煤电动机M5电动机起

4、动运行并点亮HL5指示灯；10s后，提升电动机M4起动运行并点亮HL4指示灯；10s后，破碎电动机M3起动运行并点亮HL3指示灯；10s后，1#送煤电动机M2起动运行并点亮HL2指示灯；10s后，给料器电动机M1和磁选料器YA起动运行并点亮HL1指示灯；10s后，点亮HL9系统正常运行指示灯，输煤机组正常运行。2）正常停车按下自动开车按钮SB2,音响提示5s后，给料器电动机M1和磁选料器YA停车并熄灭HL1指示灯，同时，熄灭HL9系统正常运行指示灯；10s后，1#送煤电动机M2停车并熄灭HL2指示灯；10s后，破碎电动机M3停车并熄灭HL3指示灯；10s后，提升电动机M4停车并熄灭HL4指示灯

5、；10s后，2#送煤电动机M5电动机停车并熄灭HL5指示灯；10s后，回收电动机M6停车并熄灭HL6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M1M6和磁选料器YA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HL10点亮，HA电铃断续报警20s，HL10一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SB3时，输煤机组立即全线停车，HA警报声

6、持续10s停止，紧急停车指示灯HL8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M1M6和磁选料器YA按照程序全部正常起动运行后，HL9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HL10点亮，输煤机组停车。二、要求1根据选题要求，分析系统的工作原理，明确控制要求。2确定系统输入/输出元件、可编程序控制器的型号和硬件配置。（编程器的型号；基本单元和扩展单元型号；模块式的型号及块数等）。3分配I/O点的元件号，绘制硬件接线图。4梯形图程序的设计、调试。5撰写技术报告，应将全部分析、设计、调试的结果，进行系统的总结，分章节的

7、撰写成文。报告中应书写工整，图表齐全，对调试结果应有分析说明。三、课程设计地点电气与电子工程学院信息与控制实验中心计算机控制实验室四、时间安排和学分课程设计周数：1学分：1五、考核方法和内容考核：结合学生的动手能力、交流情况及报告的书写三方面，辅以适当提问给出最后成绩。评分：采用五级评分制（优、良、中、及格、不及格）选题二、千斤顶液压缸加工机床控制一、问题描述1 .机床概况本机床用于千斤顶液压缸两个端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压缸驱动。液压系统采用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁的方法实现位置控制。机床的工作程序是：(1)工件定位

8、人工将零件装入夹具后，定位液压缸动作，工件定位。(2)工件夹紧零件定位后，延时15s,夹紧液压缸动作使零件固定在夹具内，同时定位液压缸退出以保证滑台入位。(3)滑台入位滑台带动动力头一起快速进入加工位置。(4)加工零件左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点位置即停止工进，延时30s后停转，快速退回原位。(5)滑台复位左右动力头退回原位后，滑台复位。(6)夹具松开当滑台复位后夹具松开，取出零件。以上各种动作由电磁阀控制，电磁阀动作要求见表4。表4电磁阀动作要求YV1YV2YV3YV4YV5定位十夹紧十入位十十工进十退位十复位放松注：+”号表示电磁阀得电。2 .控制要求(1)左右动力头旋

9、转切削由电动机M1集中传动，切削时冷却泵电动机同时运转。(2)只有在液压泵电动机M3工作，油压达到一定压力(压力继电器检测)后，才能进行其他的控制。(3)机床即能半自动循环工作，又能对各个动作单独进行调整。(4)要求有必要的电气连锁与保护，还有显示与安全照明。(5)控制信号说明如表5所示。表5控制信号说明输入输出文字符号说明文字符号说明SA1-1机床半自动循环控制转换开关KM1动力头M1、冷却泵M2接触器SA2-1手动定位控制转换开关KM2液压泵M3接触器SA3-1手动入位控制转换开关YV11#电磁阀SA3-2手动工进控制转换开关YV22#电磁阀SA3-3手动退位控制转换开关YV33#电磁阀S

10、B1动力头M1、冷却泵M2起动按钮YV44#电磁阀SB2动力头M1、冷却泵M2停止按钮YV55#电磁阀SB3液压泵M3起动按钮HL1动力头M1、冷却泵M2运行指示SB4液压泵M3停止按钮HL2液压泵M3运行指示KM1动力头M1、冷却泵M2运行信号HL3半自动循环工作指示KM2液压泵M3运行信号HL4定位指示FR1动力头M1、冷却泵M2过载信号HL5入位指示KP压力继电器油压检测信号HL6工进指示SQ动力头工进终点位置检测信号HL7退位指示HL8故障指示二、要求1 .根据选题要求，分析系统的工作原理，明确控制要求。2 .确定系统输入/输出元件、可编程序控制器的型号和硬件配置。（编程器的型号；基本

11、单元和扩展单元型号；模块式的型号及块数等）。3 .分配I/O点的元件号，绘制硬件接线图。4 .梯形图程序的设计、调试。5 .撰写技术报告，应将全部分析、设计、调试的结果，进行系统的总结，分章节的撰写成文。报告中应书写工整，图表齐全，对调试结果应有分析说明。三、课程设计地点电气与电子工程学院信息与控制实验中心计算机控制实验室四、时间安排和学分课程设计周数：1学分：1五、考核方法和内容考核：结合学生的动手能力、交流情况及报告的书写三方面，辅以适当提问给出最后成绩。评分：采用五级评分制（优、良、中、及格、不及格）选题三、旋转式滤水器电气控制系统一、问题描述1 .设备概况旋转式滤水器主要用于水力发电厂

12、的生产用水过程中，对进入水厂原水中2cm以上的漂浮杂物进行过滤除杂。该设备安装在水处理车间的进水管道入口处，根据生产用水量的实际需要，既可单台使用，也可多台并联运行。旋转式滤水器的基本工作原理是根据旋转式滤水器进水口、出水口之间的水位压力差来控制旋转式滤水器的除杂排污。正常滤水过程：由于旋转式滤水器进水与出水口的水流正常，产生的压力差低于差压控制器设定值，因此，差压控制器内微动开关无动作输出，原水正常过滤。除杂排污过程：由于旋转式过滤器长时间过滤原水，势必在滤水器内的过滤孔中阻塞大量的水中漂浮物，使得进水口的水压大于出水口的水压，出水量减少，进、出水口产生的压力差高于差压控制器设定值，这时差压

13、控制器内微动开关动作输出，常开触点闭合，接通控制系统进行除杂排污。除杂排污后旋转式滤水器又恢复正常滤水状态，生产供水系统安全运行。控制框图如图3所示。滤水器 电动机出水口液压泵电动机定时自控手动控制示显障故车停警报压超差压变送器器感传力压电动阀门 控制器旋转式滤水器进水口排污出口图3旋转式滤水器控制框图2 .控制要求(1)手动调试和检修SA1手柄指向左45o时，接点SA1-1接通，通过SB1、SB2控制按钮，手动开/关电动阀，通过SB3、SB4控制按钮，手动开/关滤水器电动机，以便于系统调试和检修。(2)人工除杂排污SA1手柄指向右45o时，接点SA1-2接通，人工起动、停止旋转式滤水器进行除

14、杂排污。(3)定时自动除杂排污：SA1手柄回零位时，若原水中杂物较少，固体漂浮物也较少，因此，水处理车间的旋转式滤水器长时间正常滤水，不能进行差压自动除杂排污。由于旋转式滤水器长时间置于水中，各个机械传动机构会锈蚀，影响过滤和除杂排污或导致旋转式滤水器损坏，因此，需要具有定时自动除杂排污功能。(4)差压自动除杂排污SA1手柄回零位时，若滤水器进、出水口产生的压力差高于差压控制器设定值时，旋转式滤水器自动进行除杂排污，直到滤水器进、出水口产生的压力小于差压控制器设定值时，旋转式滤水器自动停止除杂排污，恢复正常滤水状态。（5）超压停机旋转式滤水器内部的过滤孔被小颗粒杂物堵死无法排出，进、出水口的压

15、力差较高，虽然进行了除杂排污，但是进、出水口的压力差仍然未能降到正常值，差压控制器内微动开关长时间动作（810min）,需要立即停车，并发出声光报警。（6）计数功能该设备不管进行了哪种形式的除杂排污，每次进行除杂排污后都要有记录，因此需要记录除杂排污次数（5位）。（7）减速机润滑在旋转式滤水器上装有行星摆线针轮减速机，由输油泵将油室中的润滑油源源地送入减速机，液压泵拖动电动机与滤水器电动机同步运行。（8）除杂排污阀门的电动装置内设三相交流异步电动机380V/60W、阀门限位开关和电动机过热保护，通过正、反相运行实现开阀、关阀功能。（9）其他必要的电气联锁与保护，受控对象运行状态显示等。10）控

16、制信号说明见表。输入输出文字符号说明文字符号说明SA1-1手动控制转换开关KM1开电动阀接触器SA1-2人工除杂排污控制转换开关KM2关电动阀接触器SB1手动开电动阀按钮KM3滤水器、液压泵运行接触器SB2手动关电动阀按钮HL1手动控制指不灯SB3手动开滤水器、液压泵按钮HL2人工除杂排污指示灯SB4手动关滤水器、液压泵按钮HL3定时自动除杂排污指示灯KP差压变送器信号HL4差压自动除杂排污指示灯KM1开电动阀信号HL5故障指示灯KM2关电动阀信号HL6开电动阀指示灯KM3滤水器、液压泵运行信号HL7关电动阀指示灯FR电动机过载信号HL8滤水器、液压泵运行指示灯SQ1电动阀打开限位开关HA报警

17、电铃SQ2电动阀关闭限位开关H除杂排污次数显示（5位）二、要求1 .根据选题要求，分析系统的工作原理，明确控制要求。2 .确定系统输入/输出元件、可编程序控制器的型号和硬件配置。（编程器的型号；基本单元和扩展单元型号；模块式的型号及块数等）。3 .分配I/O点的元件号，绘制硬件接线图。4 .梯形图程序的设计、调试。5 .撰写技术报告，应将全部分析、设计、调试的结果，进行系统的总结，分章节的撰写成文。报告中应书写工整，图表齐全，对调试结果应有分析说明。三、课程设计地点电气与电子工程学院信息与控制实验中心计算机控制实验室四、时间安排和学分课程设计周数：1学分：1五、考核方法和内容考核：结合学生的动

18、手能力、交流情况及报告的书写三方面，辅以适当提问给出最后成绩。评分：采用五级评分制（优、良、中、及格、不及格）选题四、车库管理PLC控制系统一、问题描述针对城市停车难的问题开发两层车库。如图：I号位置作为车辆存取调整空间，保证任何情况下均能存取车辆。设II、III、IV泊位已有车辆，现IV位车需取出，则作如下调整：II位托板连同小车左移至I位；IV位托板下降至II位；IV位小车驶出车库。试设计车库管理PLC控制系统，完成技术要求。系统应该具有对入库车辆进行计数和显示的功能，入库车辆前进时，经过1#一2#传感器后计数器加1,后退时经过2#一1#传感器后计数器减1,单经过一个传感器则计数器不动作；

19、出库车辆前进时经过2#一1#传感器后计数器减1,后退时经过1#一2#传感器后计数器加1,单经过一个传感器则计数器不动作。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，显示车库内车辆的实际数量两层车库简图1-操作器；2-上托板；3-挡板；4-下托板、要求1 .根据选题要求，分析系统的工作原理，明确控制要求。2 .确定系统输入/输出元件、可编程序控制器的型号和硬件配置。（编程器的型号；基本单元和扩展单元型号；模块式的型号及块数等）。3 .分配I/O点的元件号，绘制硬件接线图。4 .梯形图程序的设计与调试。5 .采用MCGS软件编写用户界面进行监控。6 .撰写课程设计的技术报告，应将课程设计全

20、部分析、设计、调试的结果，进行系统的总结，分章节的撰写成文。报告中应书写工整，图表齐全，对调试结果应有分析说明。三、课程设计地点电气与电子工程学院信息与控制实验中心计算机控制实验室四、时间安排和学分课程设计周数：1学分：1五、考核方法和内容考核：结合学生的动手能力、交流情况及报告的书写三方面，辅以适当提问给出最后成绩。评分：采用五级评分制（优、良、中、及格、不及格）选题五、PLC控制变频调速系统设计与调试、问题描述1 .变频调速器受010V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

21、步转速为3000r/min;输入电压与输出频率按线性关系变化。2 .要求输出转速按下图函数变化，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。、要求1 .根据选题要求，分析系统的工作原理，明确控制要求。2 .确定系统输入/输出元件、可编程序控制器的型号和硬件配置。（编程器的型号；基本单元和扩展单元型号；模块式的型号及块数等）。3 .分配I/O点的元件号，绘制硬件接线图。4 .梯形图程序的设计与调试。5 .撰写课程设计的技术报告，应将课程设计全部分析、设计、调试的结果，进行系统的总结,分章节的撰写成文。报告中应书写工整，图表齐全，对调试结果应有分析说明。三、课程

22、设计地点电气与电子工程学院信息与控制实验中心计算机控制实验室四、时间安排和学分课程设计周数：1学分：1五、考核方法和内容考核：结合学生的动手能力、交流情况及报告的书写三方面，辅以适当提问给出最后成绩。评分：采用五级评分制（优、良、中、及格、不及格）课题六、花式喷水池装置PLC程序设计问题描述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)中的选择开关有4种选择，可分别用4个开关来模拟；单步/连续开关有两个档位：“1”为单步，“0”为连续。控制要求：1 .水池控制电源开关接通后，按下起动按钮，喷水装置即开始工作。按下停止按钮，则停止喷水。工

23、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 .选择开关用以选择喷水池的喷水花样，14号喷水管的工作方式选择如下：a) 选择开关在位置“1”一一按下起动按钮后，1号喷水，延时2s,2号喷水，再延时2s,3号喷水，再延时2s,4号喷水，再延时2s,一起喷水，15s为一个循环。b) 选择开关在位置“2”一一按下起动按钮后，4号喷水，延时2s,3号喷水，再延时2s,2号喷水，再延时2s,1号喷水，再延时2s,一起喷水，30s为一个循环。c) 选择开关在位置“3”按下起动按钮后，1、3号同时喷水，延时2

24、s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，再14号全部口水，30s为一个循环。d) 选择开关在位置“4”按下起动按钮后，喷水池14号水管的工作顺序为：1一2一3一4按顺序延时2s喷水，然后一起喷水3s后，1、2、3和4号水管分别延时2s停水，再等待1s,由4一3一2一1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水，30s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，所有继电器、存储器均复位。、要求1 .根据选题要求，分析系统的工作原理，明确控制要求。(编程器的型号；基本单元2 .确定系统输入/输出元件、可编程序控制器的型号和硬件配置。和扩展单元型号；模块式的型

25、号及块数等)。3 .分配I/O点的元件号，绘制硬件接线图。4 梯形图程序的设计与调试。5 采用MCGS软件编写用户界面进行监控。6 撰写课程设计的技术报告，应将课程设计全部分析、设计、调试的结果，进行系统的总结，分章节的撰写成文。报告中应书写工整，图表齐全，对调试结果应有分析说明。三、课程设计地点电气与电子工程学院信息与控制实验中心计算机控制实验室四、时间安排和学分课程设计周数：1学分：1五、考核方法和内容考核：结合学生的动手能力、交流情况及报告的书写三方面，辅以适当提问给出最后成绩。评分：采用五级评分制（优、良、中、及格、不及格）选题七恒压供水控制概述恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常

26、重要的，例如在某些生产过程中，若自来水供水压力不足或短时间断水，可能会影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。又如当发生火警时,若供水压力不足或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以，某些用水区采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义，基于上述情况推出了恒压供水模拟实验系统。二、系统结构与工作原理2.1 系统结构它的总体结构如下图所示，主要有控制器部分、检测传感装置、执行元件、人机界面等还有一些其他的电路设计部分。图中左边有控制器，变频器以及一些接线端子排等硬件部分，中间的是一个电气控制柜，右边的是一套恒压供水实验设备包括两台水泵、一个压力变送器等等，其中有变频器作为

27、执行机构，人机界面为mcgs,它可以控制整个系统。还有一些显示灯等等。该实验是通过PLC的来操控变频器，以变频器控制电机的转速以达到稳定供水的目的，实用性能很强。控制器部分为PLC控制器，它主要是通过内部程序的PID控制和FXon-3a的模拟量输出情况来控制整个工作系统运行，检测传感装置为压力变送器，执行元件为三菱D700系列的变频器，这套系统简单实用，操作方便。实验台上的PLC与变频器L电气控制箱供水设备实物图2.2 工作原理水压由两台电机来提供，正常供水时开1台水泵向管网充压，供水量大时，开2台泵同时向管网充压。要想维持供水网的压力不变，在管网系统的管道上安装了压力变送器作为反馈元件，为控

28、制系统提供反馈信号。用PLC作为控制信号采集、控制策略运算的工具，所计算的控制输出通过控制变频器最后影响水泵电压，从而控制水压恒定2.3 工作方式实验系统分两种工作方式：手动调试、自动运行。手动调试：用于调试每个环节工作是否正常。自动运行：自动运行检验工作的衔接性。操作步骤如下：程序下载用三菱下载线：将电脑的COM4与PLC的编程口相连，并打开PLC主机电源。运行编程软件“GXDeveloper”，打开“恒压供水控制实验”梯形图程序。点击图标PLC写入“£卜，下载PLC程序。将对象的水箱里加入大半箱水以供实验用手动调试接线接线之前，先关闭总电源，将对象上的工作方式切换到手动。JV、W

29、接变频器的输出U、V、W调试；对每一个水泵进行调试，方法如下：比如对一号泵的调试，点击面板上的按钮“1#泵启动”，看它对应的指示灯“1#泵工频”是否点亮，水泵是否正常运转。其它水泵的调试方法如上述方式。自动运行接线：接线之前，先关闭总电源，将对象上的工作方式切换到自动表3-1外部接线表对象PLC变频器1#泵工频Y0Y11#泵变频2#泵工频Y22#泵变频Y3COM0VUUVVWW输出COM假+24V+24V-IIN1与VIN1短接COM1（模拟量输入）接0VVOUT2COM（模拟量输出）5变频器参数设置参数功能Pr1=50输出频率的上限频率Pr160=0显示所有参数Pr161=1M旋钮电位器模式

30、Pr.73=0模拟量输入选择0-10V变频器的启停信号为操作面板“RUN”“STOP”2.4运行程序模式定义（模式切换时需将所有模式全部设为0时操作）模式内部继电器常规M30双泵切换M501#泵工频（程序手动）M201#泵变频（程序手动）M212#泵工频（程序手动）M222#泵变频（程序手动）M23 常规模式我们这里定义常规模式为1号泵变频运行：在“监视”模式中将常规模式“M30'置1（其它模式均为0）,写入PID给定“D0”；调节PID参数D5aD54D56进行变频压力控制。 双泵切换模式在常规模式中，由于用户用水量很大时，就会出现单泵全频运作压力仍达不到设定值的状况。这里我们就需用

31、到双泵切换模式。在双泵切换模式下，当常规变频泵已无法使管网压力达到设定的压力时，系统将常规变频泵切换成工频，同时将备用泵投入变频运行，以达到控制效果；当备用变频泵运行频率达到最低（0Hz）且管网压力仍高于设定值时，系统再次进入常规控制，即系统只有常规变频泵运行。在“监视”模式中将双泵切换模式"M50'置1（其它模式均为0）,写入PID给定“D0”，当压力反馈小于给定，变频器的运行频率处于最大（50Hz）的状态持续10秒以上，系统就会把一号泵切换成工频运转，同时将2号泵打到变频运转；当压力反馈大于给定，变频器的运行频率处于最小（0Hz）的状态持续10秒以上时，系统就会把二号泵关

32、闭，同时切换回1号泵变频运转。三、要求1根据选题要求，分析系统的工作原理，编写程序实现恒压供水控制。2确定系统输入/输出元件、可编程序控制器的型号和硬件配置。（编程器的型号；基本单元和扩展单元型号；模块式的型号及块数等）。3分配I/O点的元件号，绘制硬件接线图。4梯形图程序的设计、调试。5撰写技术报告，应将全部分析、设计、调试的结果，进行系统的总结，分章节的撰写成文。报告中应书写工整，图表齐全，对调试结果应有分析说明。6.整个课程设计由三个同学合作完成，一个同学编写模拟量输入输出程序、一个同学编写控制逻辑程序、一个同学完成变频器的设计与控制。四、课程设计地点电气与电子工程学院信息与控制实验中心

33、计算机控制实验室五、时间安排和学分课程设计周数：1学分：1六、考核方法和内容考核：结合学生的动手能力、交流情况及报告的书写三方面，辅以适当提问给出最后成绩。评分：采用五级评分制（优、良、中、及格、不及格）（3）变频器、-（4）控制和 （8）数据处理器、1、控制器选题八电梯控制实验一简介电梯系统控制是自动控制领域的经典课题。随着社会发展的突飞猛进，高楼大厦拔地而起，电梯成为人们不可或缺的生活设施。由于我国人口基数大，加上一些发达城市随着交通方式的进步，人口密度急速上升，楼房越盖越高，因而电梯需求也随着社会的发展越来越大。可编程控制器（PLC）因为它本身在工业环境中适应能力强，而且它的编程方式简单

34、，使用方便，加上系统稳定可靠、体积小、配置灵活等优势，被广泛使用与各种工业控制场合。在电梯控制系统中，PLC作为一种主要的控制装置被大量使用，因此，在这里选择电梯系统控制作为一个经典的案例，用于进行可编程控制器的学习实训。二系统结构及功能简介本仿真电梯主要由由（1）三相交流电机、（6）轿厢、（4）内选控制器、（7）配重、（5）楼层选底座等组成，其结构图如下向器、（2）导轨、在层站设置数据处理器，若干个数据处理器的一端与控制器相联连，控制器的另一端与总线模块相联边。控制器主要采用带网络通信功能的PLC控制器。2、变频器变频器的工作原理简而言之就是通过控制交流电动机工作电压的频率与幅度，来实现平滑

35、地调整交流电动机的转速与转矩。这里采用的是松下VF0型变频器，它的特点主要是小巧、操作简单明了、功能齐全、可由PLC发出PWM信号直接调节电动机的频率。松下VF0型变频器完全满足电梯模型的控制需要，200V系列是同类型产品里在当时最小型的，可以满足电梯模型小型化的需求，0.4-1.5kW的输出频率也足以控制额定功率为60W的永磁低速同步电机。变频器的接线见下图：变频器主接线图百已心歪?里町变领起端子PLC内部会YlY2YOY3IPLC与变频器的接线3、曳引电动机曳引机负责拖动电梯轿厢上下行，电梯模型使用的永磁低速同步电动机。永磁同步电机顾名思义可知是一种转子用永久磁铁替代的同步电动机。电动机相

36、关参数有：380V/220V电源，0.15A/0.26A电流，60W额定功率，60r/min额定转速。4、光电编码器光电编码器是旋转编码器的一种。它是一种将电动机等设备的旋转量或是旋转角度转换成数字或是模拟信号的工具。光电编码器一般是由光栅盘以及光电检测装置两个部分组成6。光栅盘是在一个在一定大小的、均匀分布若干个长方形孔的圆盘。光栅盘和我们需要使用的电动机一个轴，首先由电动机旋转带动光栅盘一同运动，然后由组成元件包含发光二极管等的光电检测装置检测并输出若干个脉冲信号，接着我们可以通过计算每一秒内脉冲输出的个数来计算出电动机当前转速。至于电动机的旋转方向，码盘通常通过提供两路相位差为90o的脉

37、冲信号作为区分的依据。电梯模型选用的是E6A2-CW5c200P/R0.5M欧姆龙编码器。由于光电编码器的输入信号频率很高，因此它需要使用PLC的高速输入端子X0、X1,而E6A2-CW5C欧姆龙编码器的输出信号为A相，所以这里使用C251-C255之一作为高速计数器。5、数码管电梯模型使用的是16段2位数码管，用以轿厢当前所处楼层号，以及上下行方向的指示。、控制原理及操作整个电梯控制系统的结构框图如下:具体控制要求如下：1、当电梯到达目标楼层的时候，轿厢门自动开门，在一定延时后，若是无人操作，轿厢门能够自动关门。轿厢内部的开关门按钮能够控制轿厢门开关。在电梯升降时，轿厢门保持关闭状态，且不会

38、响应轿厢内部的开关门指令，当电梯制动后才能够进行开关门。2、当接收到楼层外呼或是轿厢内呼信号，能够控制电梯前往目标楼层，抵达后按功能1描述控制开关门。3、电梯在启动后，无论上下行都会进行加速运动，达到目标值以后进行匀速运动。电梯升降运动时，每经过楼层能够判断是否为目标楼层，若是在接近目标楼层，电梯进行减速运动并在抵达后电梯制动。反之，继续匀速运动。4、电梯在升降过程中，通常不响应反方向的指示信号。而没有电梯运行方向的指令信号时，电梯能够响应反方向的指令。5、电梯响应反方向指令时遵循反方向最远准则。也就是说电梯向上运行并响应下行信号时，电梯会优先处理高楼层的下行信号。反之，电梯下行时响应上行指令

39、，则会优先处理低楼层的上行指令信号。6、为防止电梯失控，设置电梯上基准限位开关与下基准限位开关，当电梯由于编码器误差过大或是其它各种原因，超过上下基准位置时，停止电梯继续运行。另外，防止电梯失事下坠，设置电梯下极限开关，当它触发时，立即制动电动机。三系统IO端子分配PLC系统输入端子分配输入信号PLC地址输入信号PLC地址高速计数器AX0五层卜行外呼按钮X10高速计数器BX1四层上行外呼按钮X3上基准限位开关X6四层卜行外呼按钮X4下基准限位开关X2三层上行外呼按钮X15下极限限位开关X25三层卜行外呼按钮X14轿厢安全X12二层上行外呼按钮X16开门限位开关X5二层卜行外呼按钮X17关门限位

40、开关X11一层上行外呼按钮X36内呼开门按钮X34五层内呼按钮X30内呼关门按钮X35四层内呼按钮X31手动控制开关X23三层内呼按钮X32手动上行按钮X16二层内呼按钮X33手动下行按钮X17一层内呼按钮X36手动开门按钮X21手动关门按钮X20PLC输出端子分配输出信号PLC地址输出信号PLC地址5层内呼指示灯Y34变频器端子7Y34层内呼指示灯Y35变频器端子8Y03层内呼指示灯Y37电梯上行驱动Y22层内呼指示灯Y36电梯下行驱动Y141层内呼指示灯Y32电梯上行指示灯Y225层外呼下行指示灯Y12电梯下行指示灯Y154层外呼下行指示灯Y13楼层显示驱动AY253层外呼下行指示灯Y1楼

41、层显示驱动BY262层外呼下行指示灯Y24楼层显示驱动CY274层外呼上行指示灯Y07电梯开门驱动Y53层外呼上行指示灯Y10电梯关门驱动Y42层外呼上行指示灯Y201层外呼上行指示灯Y17三系统硬件接线图At可目欧姆龙E6A2编码器5层外呼下行关门 轿厢安全2层外呼上行2层外呼下行1层外呼上行1层外呼下行3层外呼下行3层外呼上行 ；/手动上行 ；/手动下行 ；/手动关门 ；/手动开门5层内呼 4层内呼 3层内呼 2层内呼 内呼开门 内呼关门 1层内呼220ACV手动控制下基准4层外呼上行4层外呼下行开门 上基准为X00X01X02X03X04X05匚匚Y00Y01Y02Y03Y04Y05X0

42、6X07X10X11X12X13X14X15X16X17 X20 X21X22X23X24X25 X26X27X30 X31- X32-X33X34X35 X36X37 COMFX2N-64MTY06W7Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17Y20Y21Y22Y23Y24Y25Y26Y27Y30YTTY32Y33Y34Y35 一Y36Y37 COM电梯关门驱动电梯开门驱动电梯下行显示驱动 C1层内呼5层外呼下行4层外呼下行4层外呼上行3层外呼上行1层外呼上行2层外呼上行电梯上行1层外呼下行2层外呼下行5层内呼4层内呼2层内呼3层内呼显示驱动 A显示驱动 BM3层外呼下行171 116

43、段数码管四、要求1.根据选题要求，分析系统的工作原理，编写程序实现电梯自动控制。（编程器的型号；基本单元和2 .确定系统输入/输出元件、可编程序控制器的型号和硬件配置。扩展单元型号；模块式的型号及块数等）3 .分配I/O点的元件号，绘制硬件接线图。4 .梯形图程序的设计、调试。5 .撰写技术报告，应将全部分析、设计、调试的结果，进行系统的总结，分章节的撰写成文。报告中应书写工整，图表齐全，对调试结果应有分析说明。6 .整个课程设计由五个同学合作完成，一个同学编写曳引电机控制程序、一个同学编写楼层信息显示程序、一个同学编写呼叫等待逻辑控制程序、一个同学编写轿厢开关门控制程序、一个同学编写手动控制

44、及校准控制程序。五、课程设计地点电气与电子工程学院信息与控制实验中心计算机控制实验室学分：1六、时间安排和学分课程设计周数:七、考核方法和内容考核：结合学生的动手能力、交流情况及报告的书写三方面，辅以适当提问给出最后成绩。评分：采用五级评分制（优、良、中、及格、不及格）选题八立体仓库控制实验一、简介随着物流存储技术的的迅速发展，人们开始充分地发展向上空间来储存货物，用堆垛机、链条机等机械起重、运输设备进行货物入库和出库操作，称之为“立体仓库”。立体仓库的出现和发展是50年代之后科技发展的产物。1951年，美国出现了第一个立体仓库，采用桥式堆垛起重机；60年代初出现了巷道式堆垛机立体仓库，由堆垛

45、机司机进行控制完成相应操作；1963年美国建立了世界上第一座真正意义上的由计算机自动实现操作的立体仓库；60年代以后，在发达国家与地区自动化立体仓库得到迅速发展；60年代中期，日本的立体仓库发展迅速，如今已成为自动化立体仓库最多的国家之一。正是因为立体仓库具有空间利用率很高、占地面积小、出入库能力强、采用计算机控制管理、又利于企业的管理等优点，已经越来越受到工业等许多领域的重视和应用二、系统结构立体仓库模型是用来储存、分类货物的。送货时，根据货物的属性将不同的物体送入到指定的仓位中去；取货时，根据需求从指定的仓位中取出货物，由四层十二个仓位组成，采用滚珠丝杆、直线导轨、普通丝杆作为传动装置，由

46、PLC编程实现X、Y、Z轴位置控制，可完成仓库车模的自动或手动存取。模型结构见下图：Il'-Wli!4该装置从机构上分为：1)立体仓库本体单元、2)PLC控制单元、3)接口单元、4)电源单元等组成。立体仓库本体单元由四层十二层仓位、巷道起重机等组成。PLC控制单元可分别由松下PLG西门子PLGOMRONPLG三菱PLC等厂家组成。PLC主体具有脉冲输出功能，能同时实现两轴定位功能。接口单元将系统中所有控制单元、执行单元、检测单元、输入输出单元的信号都引到面板上，由学生自行完成线路连接设计，不同性质的节点采用不同的颜色进行标识，并且每个单元自身的线路具有独立性，具备扩展功能。电源单元是由开关电源提供系统工作的直流24V电压。保护功能：该系统在设计上设置了各种包括功能，包括短路保护、反向保护、限位保护、定位保护。立体仓库系统中为了防止不确定因素对于系统硬件的损坏，分别在机械手臂运行的横轴和纵轴上设置了仓库的定位孔，当机械手臂运行时，位于移动模块下方的光电传感器分别检测运行X轴、Y轴的定位点，当且仅当机械手臂停止于定位孔点时，对应的Z轴才能进行取货和移货的动作。该系统由仓库本体、巷道起重机、PLC控制单元、电源单元、接口单元