同时提高学生对文献资料的检索和信息处理的能力,以及编写和整理设计文档的能力。
2、设计任务熟悉工艺流程及生产设备的工作原理;根据控制要求,画出硬件电路图、PLC接线图及控制梯形图;利用编程软件编制程序,可先在计算机上进行仿真,然后在实验室完成调试;完成课程设计说明书。
三、设计安排1、设计分组:原则上2人一组,自由组合。
四、考核办法及成绩评定1、考核办法:由指导教师根据学生在设计过程中的表现、答辩情况、课程设计报告情况等,结合评分标准确定成绩。
成绩由以下几部分组成:考勤10%,调试结果演示30%,答辩20%,设计报告40%。
总评成绩为五级制。
2、成绩评定:考核成绩:分为优、良、中、及格和不及格。
(1)优秀①遵守纪律,勤于钻研,能按时按量出色地完成任务书中规定的任务,能熟练运用所学理论和专业知识,具有较强的综合分析问题和解决问题的能力,在课题的设计中有独到的见解;完成了制作及调试,功能能达到预期要求;②设计说明书内容完整,分析正确,概念清楚,条理分明,文字通顺,书写工整,图纸齐全、整洁、无错误、符合国家有关标准。
(2)良好①工作努力,遵守纪律,能按时按量独立完成任务书中规定的任务,能较好地运用所学理论和专业知识,具有较强的综合分析问题和解决问题的能力,完成了制作及调试;②设计说明书内容完整,分析正确,概念清楚,条理分明,文字通顺,书写工整,图纸齐全、整洁、无错误、符合国家有关标准。
(3)中等①工作较努力,遵守纪律,基本上能按时按量独立完成任务书中规定的任务,能基本正确运用所学理论和专业知识,理论设计方案基本合理;基本完成了制作及调试。
②设计说明书内容完备,分析基本正确,概念较清楚,书写较工整,图纸齐全、符合国家有关标准。
②设计说明书内容基本正确,书写较工整,图纸齐全、基本符合国家有关标准或仅有局部非原则性错误。
(5)有下列情况之一者成绩视为不及格①工作不努力,有违纪行为,表现差;②未能达到设计所规定的基本要求,或设计中有原则性错误;③弄虚作假,有抄袭行为,或部分内容由其他学生代做;④设计说明书概念不清,图纸不齐全或不符合国家标准。
五、课程设计报告要求1、内容要求课程设计报告应包括以下内容:1)课题分析(课题设计的目的、设计内容及要实现的目标等)2)硬件电路设计(包括PLC选型和配置、主电路图、I/O接线图等)3)程序设计4)系统仿真和调试5)结束语(取得的效果、创新点及设计意义等)2、格式要求课程设计报告要求用A4纸排版,单面打印,并装订成册,装订顺序:①封面②设计评语③目录④正文⑤参考文献。
字体:一级标题,三号黑体、居中;二级标题,小三号黑体,居左;三级标题,四号黑体,居左;正文,小四号宋体。
设计报告中的图、表、公式、算式等,一律用阿拉伯数字分别依序连编排序号。
序号分章依序编码,其标注形式应便于互相区别,可分别为:图2.1、表3.2、式(3.5)等。
参考文献格式如下:①连续出版物[序号]主要责任者.文献题名[J].刊名,出版年份,卷号(期号):起止页码.②专著[序号]主要责任者.文献题名[M].出版地:出版者,出版年:起止页码.六、说明1、课程设计的主要目的是通过某一PLC控制系统的设计实践,使学生能够熟练地进行PLC系统外围电路设计、接线、编程、调试等工作,培养学生的工程技术应用能力。
课程设计属于练习性质,不强调设计结果直接用于生产。
有一些课题在实际控制中并不采用,但做为课程设计题目还是有一定意义的。
2、设计课题的控制要求可根据具体情况进行完善和修改,但要经过指导教师认可方可进行。
3、也可自选设计课题,但应写明具体设计内容和控制要求,并经指导教师批准,以保证课程设计的难度和任务量。
4、每班各设计小组的课题不得重复。
两个班设计课题相同的小组,设计方案不能相同,否则视为不及格。
附录:设计课题具体要求1、停车场车位控制假设有一停车场共有16个车位。
在入口处装设一传感器,用来检测车辆进入的数目,在出口处装设一传感器,用来检测车辆出去的数目。
尚有车位时,入口闸栏才可以将门开启让车辆进入停放,并有一指示灯表示尚有车位。
车位已满时,则有一指示灯显示车位已满,且入口闸栏不能开启让车辆进入。
可从7段数码管上显示目前停车场共有几部车。
2、病床呼叫系统1)共有3个病房,每间病房4个床位。
每一病床床头均有紧急呼叫按钮及重置按钮,以利病人不适时紧急呼叫。
2)设每一层楼有一护士站,每一护士站均有该层楼病人紧急呼叫与处理完毕的重置按钮。
3)每一病床床头均有一紧急指示灯,一旦病人按下紧急呼叫按钮且未在5s内按下重置按钮时,该病床床头紧急指示灯动作且病房门口紧急指示灯闪烁,同时同楼层的护士站显示病房紧急呼叫并闪烁指示灯。
4)在护士站的病房紧急呼叫中心,每一病房都有编号,用指示灯显示哪一病房先按下病人紧急呼叫按钮,并要具有优先级判别的能力。
5)一旦护士看见护士站紧急呼叫闪烁灯后,须先按下护士处理按钮以取消闪烁情况,再依病房紧急呼叫顺序处理病房紧急事故,若事故处理妥当后,病房紧急闪烁指示灯和病床上的紧急指示灯方可被重置。
3、自动双层停车场控制设计双层自动停车场配置如图所示,上下层共可停5辆车。
本停车场设计的规则为1、2、3车位只能上下移动,不能左右移动,4、5车位只可左右移动不可上下移动。
下排车位只需直接将车子开出即可。
如要呼叫上排车子,只要按下1至3的按钮,再按下“叫车”按钮,则所按车位将降至下层,而下排车位将左右移动,让出位置让上层车位降下。
4、机械手臂搬运加工流程控制1)如图所示,有两部机械对工作物进行加工,对象由输送带A送到加工位置,然后由机械手臂将加工物送至工作台1的位置进行第一步骤加工。
当第一步骤加工完成后,机械手臂将工作物夹起再送至工作台2进行第二步骤加工;当第二步骤加工完成后,机械手臂将工作物放到输送带B送走,然后由7段数码管显示加工完成的数量。
2)假设使用气压机械手臂,一开始手臂先下降,碰到下限开关开始做夹起动作,然后开始上升碰到上限开关后,手臂开始往右,当碰到第一工作站的极限开关时,机械手臂下降将工作物放置工作台l然后上升等待机械对工作物加工;当工作物第一加工步骤完成时,机械手臂再依进行下降一夹住一上升一往右一下降一释放等流程,将工件放置工作台2上进行第二加工步骤。
3)当第二加工步骤完成时,机械手臂再依进行下降一夹住一上升一往右一下降一释放等流程,将工件放置输送带B送出,并由7段数码管显示出加工完成的数次。
5、十人投票机设计计票开关断开时,不执行投票计算。
计票开关闭合后,可按下投票按钮进行投票,投票需在5s内完成。
5s后立即显示投票结果,三个显示灯分别表示不通过(即反对人数较多)、同票(即赞成与反对人数相等)、通过(即赞成人数较多)。
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。
按下复位按钮后,所有的显示灯熄灭,此时可再次进行投票。
6、电子计算器设计由按键输入的数值显示在7段数码管上,但只限4位数。
按加、减、乘、除键时,第一次输入的值被存放在缓冲区中,当做被加、减、乘、除数,且加、减、乘、除相对的运算指示灯会亮。
接着输入一个数,之后若是按下“=”键,则此加、减、乘、除数被存放于另一个缓冲区中,与刚才输入的数做运算,且相对应的运算指示灯熄灭。
将运算结果显示在7段数码管上。
7、两部抽水机控制系统设计系统设有起动按钮、停止按钮和报警复位按钮。
指示部分设有电源指示灯、运行指示灯和报警灯。
按住起动按钮,1号抽水机运转,放开按钮时1号抽水机停止。
再次按起动按钮时,换2号抽水机运转,放开时2号抽水机停止。
第三次按住起动按钮时,又换回1号抽水机运转。
如此两部抽水机循环交替。
运转中如果按下停止按钮,则两部抽水机均停止。
运转中任一热继电器动作,则相对应报警灯亮,蜂鸣器断续响10秒后停止(0.5s/ON,0.5s/OFF),热继电器动作同时该抽水机停止。
立即换上另一部抽水机运转,直到起动按钮放开后才停止。
热继电器未复位前,以单机运转,每按、放起动按钮一次,则该抽水机运转、停止动作一次。
两只热继电器均动作时,抽水机均停止,两个报警灯均亮,蜂鸣器断续响(0.5s/ON,0.5s/OFF),直到按复位按钮时蜂鸣器才停响。
热继电器复位后,报警灯熄灭,恢复正常操作状态。
8、三相感应电动机定时正逆转系统有手动和自动两种模式。
手动模式:按正向起动按钮,电动机正转Y型起动,10s后切换成△型运转。
按反向起动按钮,电动机反转Y型起动,10s后切换成△型运转。
正转或反转启动中或运转中,按停止按钮,电动机停止动作。
自动模式:按正向起动按钮时先以正转Y型起动,经10s后换成△型运转,再经15s后停止运转,再经10s后换为反向Y型起动,再经10s后转为反转△型运转,再隔15s后停止运转,再隔10s为正转Y型起动,依此循环不断,直到按停止按钮时才停止动作。
按反向起动按钮时先以反转Y型起动,经10s后换成△型运转,再经15s后停止运转,再经10s后换为正向Y型起动,再经10s后转为正转△型运转,再隔15s后停止运转,再隔10s为反转Y型起动,依此循环不断,直到按停止按钮时才停止动作。
两种模式及每个运行过程均有相应的指示。
(起动时灯闪烁,运行时灯常亮)9、绕线转子电动机正逆转控制程序设计按正向起动按钮,电动机正转全电阻启动,10s后换成部分电阻启动,再经10秒后正向运转。
按反向起动按钮,电动机反转全电阻启动,10s后换成部分电阻启动,再经10秒后反向运转。
正转或反转在启动中或运转中,按停止按钮电动机立即停止运转。
运转时断电,如果在5s内恢复供电,电动机维持断电前的运转方向,继续运转;运转时断电,如果在5s后恢复供电,须按起动按钮重新启动电机。
热继电器动作时,电动机停止运转,蜂鸣器响。
热继电器复位后,蜂鸣器停响,恢复正常操作状态。
每个运行过程均有相应的指示(闪烁或亮)。
10、台车呼叫控制一部电动运输车供8个加工点使用。
台车的控制要求如下:PLC上电后,车停在某个工位,若无用车呼叫(下称呼车)时,则各工位的指示灯亮,表示各工位可以呼车。
某工作人员按本工位的呼车按钮呼车时,各工位的指示灯均灭,此时别的工位呼车无效。
如停车位呼车时,台车不动,呼车工位号大于停车位时,台车自动向高位行驶,当呼车位号小于停车位号时,台车自动向低位行驶,当台车到呼车工位时自动停车。
从安全角度出发,停电再来电时,台车不会自行启动。
11、摇臂钻床控制器针对Z3040型摇臂钻床,在熟悉其结构和控制要求的基础上,设计PLC控制系统。
摇臂上升和下降过程点动控制,上升下降和摇臂放松夹紧之间自动配合,设有上下限位保护。
12、自动喷泉的PLC控制设计某广场的花式喷泉控制,喷头的数量及布置自行设置。
控制要求如下:按下启动按钮,喷泉控制装置开始工作;按下停止按钮,喷泉控制装置停止工作。
喷泉的工作方式由花样选择开关和单步/连续开关决定。
当单步/连续开关在单步位置时,喷泉只能按照花样选择开关设定的方式,运行一个循环。
花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样,实现四种以上的自动喷水花样。
13、三层电梯的PLC控制电梯根据轿厢内外的召唤按钮,实现上下行的顺序控制、自动平层、自动开关门等功能,在轿厢运行途中,如果有多个呼叫,则优先响应与当前运行方向相同的就近楼层,对反方向的呼叫进行记忆,待轿厢返回时就近停车。
对电梯的运行状态和所在楼层有相应指示。
系统设有必要的安全保护措施,如关门时防夹人等。
14、装瓶流水线的PLC控制装瓶流水线有选瓶、装瓶、盖盖、贴签、传送、成品入库生产线操作工序,并有启动/停止、移位、复位按钮进行操作,实现手动,自动等不同的装瓶流水线工序控制。
15、自动旋转检测的PLC控制本系统由“直流电机、电感式传感器、继电器、指示灯、按钮、接线端子”等组成,采用PLC可编程进行控制,实现对电机的旋转检测、站号控制、脉冲检测、转速控制、转向控制、定位控制等功能。
设计出PLC的控制程序,实现速度、方向、定位、细分等控制功能。
17、电镀生产线的PLC控制电镀生产线采用专用行车,行车架上装有可升降的吊钩。
行车和吊钩各由一个电动机拖动。
行车的进退和吊钩的升降均由相应的限位开关定位。
假定该生产线有三个槽位。
工艺要求:工件放入镀槽中,电镀280s后提起,停放28s,让镀夜从工件上流回镀槽,然后放入回收液槽中浸30s,提起后停15s,接着放入清水槽中清洗30s。
最后提起停15s后,行车返回原位,电镀一个工件的全过程结束。
系统有自动和手动两种操作模式。
18、全自动洗衣机的PLC控制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的正、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。
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洗涤。
正转洗涤15s后暂停,暂停3s后开始反转洗涤。
反转洗涤15s后暂停,暂停3s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;按停止按钮以实现手动停止进水、排水、脱水及报警。
19、多种液体自动混合装置的PLC控制设计一个三种液体混合装置控制系统,由液面传感器SL1、SL2、SL3,液体A、B、C阀门与混合液阀门(电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4),搅匀电机M,加热器H,温度传感器T组成。
实现三种液体的混合,搅匀,加热等功能。
打开“启动”开关,装置投入运行时。
首先液体A、B、C阀门关闭,混合液阀门打开10秒将容器放空后关闭。
然后液体A阀门打开,液体A流入容器。
当液面到达SL3时,SL3接通,关闭液体A阀门,打开液体B阀门。
液面到达SL2时,关闭液体B阀门,打开液体C阀门。
液面到达SL1时,关闭液体C阀门。
搅匀电机开始搅匀、加热器开始加热。
当混合液体在6秒内达到设定温度,加热器停止加热,搅匀电机工作6秒后停止搅动;当混合液体加热6秒后还没有达到设定温度,加热器继续加热,当混合液达到设定的温度时,加热器停止加热,搅匀电机停止工作。
搅匀结束以后,混合液体阀门打开,开始放出混合液体。
当液面下降到SL3时,SL3由接通变为断开,再过2秒后,容器放空,混合液阀门关闭,开始下一周期。
关闭“启动”开关,在当前的混合液处理完毕后,停止操作。
20、十字路口交通灯控制系统设计信号灯受一个启动开关控制,当启动开关接通时,信号灯系统开始工作。
要求有直行灯和左转灯的控制,有倒计时显示功能。
若因故障使东南西北的绿灯同时亮,系统能自动报警并自动关闭所有红、绿灯,转入提示警告方式。
扩展功能:分高峰时段、正常时段和夜间时段实现不同的控制。
21、自动门控制装置当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关时,自动开门。
自动门在开门位置停留8秒后,自动进入关门过程。
在关门过程中,当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时,应立即停止关门,并自动进入开门程序。
22、五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试五相步进电动机有五个绕组:A、B、C、D、E正转顺序:ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB反转顺序:ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB用五个开关控制其工作:1号开关控制其运行(启/停)。
2号开关控制其低速运行(转过一个步距角需0.5S)。
3号开关控制其中速运行(转过一个步距角需0.1S)。
4号开关控制其高速运行(转过一个步距角需0.03S)。
0.03秒太小了。
会使继电器输出类型的PLC损坏。
23、工业铲车操作控制用PLC对一工业铲车操作进行控制,设铲车可将货物铲起或放下,并能作前进、后退、左转、右转的操作,要求动作过程如下:铲起→向前0.5米→左转90度后向前0.5米→右转90度后向前0.5米→右转90度后后退0.5米→放下。
24、三相六拍步进电动机控制程序的设计与调试用pLc控制三相六拍步进电机,其控制要求如下:三相步进电动机有三个绕组:A,B,C正转通电顺序为:A→AB→B→BC→C→CA→A反转通电顺序为:A→CA→C→BC→B→AB→A要求能实现正、反转控制,而目正、反转切换无须经过停车步骤。
具有两种转速:1号开关合上,则转过一个步距角需0.5秒。
2号开关合上,则转过一个步距角需0.05秒。
25、双料斗皮带传输机控制如图所示为双料斗皮带运输机传输系统示意图。
由3个电动机分别控制3个皮带传输机。
(1)工作方式。
根据配料比例的要求,B卸料底门间断工作。
启动后,B卸料门打开5s,关闭5s,间断工作。
(2)启动操作方式。
该设备遵循下面的顺序启动:M3首先工作,延时5s后,M1和M2投入工作;再延时5s,A和B开始工作。
(3)停止操作方式。
该设备遵循下面的顺序停止:首先A和B停止工作,延时5s后,M1和M2停止工作,再延时5s,M3停止工作。
(4)故障停车方式①若A或B出现故障,A、B立即关闭,延时5s,M1、M2停止运行,再延时5s,M3停止运行。
②若M1或M2出现故障,A、B和M1、M2立即停止工作,M3延时5s后停止工作。
③若M3出现故障,A、B、M1、M2、M3立即停止工作。
26、隧道内汽车双向行驶控制某地下隧道仅能通过一辆汽车,隧道的南道口简称A口,北道口简称B口。
如图所示为该隧道各信号灯的工作时序图。
均无进车:A口进车:B口进车:ABABAB(a)(b)(c)绿20s绿20s绿5s绿5s绿5s绿闪2s绿闪2s绿闪2s绿闪2s绿闪2s绿闪2s绿5s红7s红7s红7s红7s红90s红90s红68s红68s(1)无人值班指挥,能控制自动错开双向行车的时序。
(2)系统上电后,自动进入初始状态,A口红灯(Y1)和B口红灯(Y3)同时点亮,5s后熄灭。
(3)启动后,当两道口均无进车时,按图(a)所示的时序图执行红绿灯控制;当A口有进车时,按图(b)所示的时序图执行红绿灯控制;当B口有进车时,按图(c)所示的时序图执行红绿灯控制。