课程设计指导书11-12-1

1可编程序控制器课程设计指导书适用班级：075521-075524编者：李宁西安航空职业技术学院2前言《可编程序控制器原理及应用》课程，是一门实践性很强的技术课程，它要求有较强的编程设计及操作能力。根据教学大纲的要求，特编写此“可编程序控制器课程设计指导书”，与课程的理论教材配套使用。学生经过程序设计训练，掌握PLC的基本编程技能和操作方法，为今后从事自动控制领域的相关工作打下扎实的基础。本课程设计指导书中的各个训练项目由各任课老师可根据各专业的教学大纲以及教学计划的要求，做出相应的安排。本课程设计指导书由李宁老师负责编写，适合于机电一体化专业086011班使用。由于时间仓促，水平有限，不足与失误在所难免，我们将在使用中不断进行补充与完善。3第一部分课程设计要求按照题目所给的控制要求，认真准备资料，按时、按标准完成论文的撰写。论文内容：1．PLC介绍：定义、用途、工作原理等。语言简练、准确重点突出2．Plc的选型及性能介绍。3．分析控制要求，写出I/O分配表，画出I/O接线图。4．完成梯形图程序的设计。5．将梯形图程序转换成指令语句表。6．简单解释程序的运行过程。7．部分指令说明。8．感想与收获。9.参考文献论文字迹工整，书写规范。内容正确、条理清晰流畅。答辩：1.学生应在教师规定的时间，参加课程设计答辩。答辩时要求学生能过见自己设计的内容，用简洁的语言进行阐述（5分钟左右）。2.正确回答教师提出的问题（10分钟）。4第二部分课程设计题目及要求题目一密码锁的设计一.控制要求：有一个密码锁，它有8个按键SB1~SB8，其控制要求为1、SB7为启动键，按下SB7才可以进行开锁作业。2、SB1、SB2、SB5为可按压键。开锁条件为：SB1按压次数为5次，SB2按压次数为3次，SB5按压次数为2次，。如按上述规定按压，则5s后，密码锁自动打开。3、SB3、SB4为不可按压键，一按压，报警器则发出报警，锁不能打开。4、SB6为复位键，按下SB6键后，可重新进行开锁作业。如果按错键，则必须进行复位操作，所有的计数器都被复位。5、SB8为停止键，按下SB8键，停止开锁作业。6、除了启动键以外，不考虑按键的顺序。二、设计任务和要求1、用PLC控制密码锁，设计PLC控制程序。2、设计内容要求详见附页三、设计方案提示1、I/O地址：输入：可按压键SB1I0.0可按压键SB1I0.1不可按压键SB3I0.2不可按压键SB4I0.3可按压键SB5I0.4复位键SB6I0.5启动键SB7I0.6停止SB8I0.7输出：KMQ0.0接通密码锁HAQ0.1报警器5题目二全自动洗衣机的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，做盛水用；内桶可以旋转，做脱水（甩干）用。内桶的周围有很多小孔，是内桶和外桶的水流相通。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，通过控制系统将排水电磁阀打开，将水由外桶排到机外。洗涤正转、反转由洗涤电机驱动波盘的正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，控制系统将离合器和上，由洗涤电机带动内桶正转进行甩干。高、低水位控制开关分别用来检测高、低水位。启动按钮又来启动洗衣机工作，停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水和报警。排水按钮用来实现手动排水。其实意图如图所示。一、控制要求按下启动按钮后，洗衣机开始进水。水满时（即水位到达高水位，高水位开关由OFF变ON），PLC停止进水，并开始洗涤正转，正转洗涤15秒后暂停，暂停3秒后开始洗涤反转。反转洗涤15秒后暂停，暂停3秒后，若正、反洗涤未满3次，则返回从正洗开始的动作；若正、反洗涤满3次时，则开始排水。水位下降到低水位时（低水位开关由ON变为OFF）开始脱水并继续排水。脱水10秒后则完成一次从进水到脱水的大循环过程。若为完成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10秒后结束全部过程，自动停机。此外，还要求可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、停止按钮进水口启动按钮排水安钮外桶波盘低水位传感器排水口高水位传感器控制器洗涤电机内桶6脱水和报警。该全自动洗衣机的控制要求可以用流程图来表示。启动高水位15S3S15S3S正、反洗满3次低水位10S大循环满3次10S进水洗涤正转暂停洗涤反转暂停排水脱水排水报警停机大循环未满3次正、反洗未满3次一次大循环7二、设计任务和要求3、用PLC控制来实现多种液体自动混合，设计PLC控制程序。4、设计内容要求详见附页三、设计方案提示1、I/O地址输入：SB1启动按钮SB2停止按钮SB3排水按钮SL1高水位传感器SL2低水位传感器输出：KM1电机正转接触器KM1电机反转接触器YV1进水电磁阀YV2排水电磁阀YC1排水电磁离合器KM3报警蜂鸣器2、方案提示1）控制过程中的时间要求可用定时器指令完成。正转洗涤计时，正洗暂停计时；反转洗涤计时，反洗暂停计时；脱水计时，洗完报警计时，正、反洗循环计数，脱水（大循环）计数。8题目三智力竞赛抢答装置的PLC控制在很多竞赛活动中，经常要用到抢答器，现要求用PLC实现四组参赛的智力竟赛抢答装置的控制。一、控制要求：⑴由主持人说出题目并按下开始按钮SB1后，抢答开始指示灯亮，10秒内4个参赛者中，只有最早按下抢答按钮的人抢答有效。⑵按下按钮动作有效的抢答者，其抢答桌上的指示灯亮，赛场上的音响装置响2秒。⑶若在主持人按下开始按钮之前，参赛者中有人按下抢答按钮，则属违规行为，报警灯亮。支持人按下复位按钮SB2，报警灯熄灭。⑷主持人按下开始答题计时按钮，抢答者必须在30秒内回答完问题，30秒后使按钮SB1复位，同时抢答者桌面上的指示灯熄灭,而中止答题指示灯点亮，5秒后自动熄灭。二、设计任务和要求1、用PLC实现智力竞赛抢答器的控制。2、设计内容要求详见附页三、设计方案提示I/O分配输入：输出：抢答开始按钮SB5答题开始按钮SB6复位按钮SB7抢答者1按钮SB1抢答者2按钮SB2抢答者3按钮SB3抢答者4按钮SB3抢答开始指示灯中止答题指示灯抢答者1桌面指示灯抢答者2桌面指示灯抢答者3桌面指示灯抢答者4桌面指示灯违规报警指示灯音响装置9题目四多种液体自动混合设有多种液体A、B和C在容器内按照一定的比例，进行混合搅拌，装置如图所是：其中，SL1、SL2、SL3为液面传感器，当夜面淹没时为ON；YV1、YV2、YV3、YV4为电磁阀；M为搅拌电动机一、控制要求1、初始状态容器是空的，YV1、YV2、YV3、YV4电磁阀均为关闭状态。SL1、SL2、SL3为OFF状态；搅拌机为OFF状态。2、启动操作按下启动按钮开始下列操作：1）YV1=ON，液体A注入容器，当达到SL3时，SL3=ON，使得YV1=OFF,YV2=ON,液体B注入容器.2）当液面达到SL2时，SL2=ON，使得YV2=OFF,YV3=ON,液体C注入容器。3）当液面达到SL1时，SL1=ON，YV3=OFF,M=ON,即关闭阀门YV3，电动机M启动开始搅拌。4）电机搅拌过程中，要求按照搅拌10秒，暂停3秒的方式，搅拌次数共计3次，即经39秒搅拌均匀后，M=OFF，停止搅动。5）停止搅拌后放出液体，YV4=ON，液面下降，当液面降至低于SL3时，再经15秒容器放空，YV4=OFF,完成一个操作周期。6）只要不按停止按钮则自动进入下一操作周期。3、停止操作按下停止按钮，则在当前混合操作周期结束后，才停止操作，回到初始状态。二、设计任务和要求1.用PLC控制来实现多种液体自动混合，设计PLC控制程序，A液C液SL1SL2SL3B液MYV3YV2YV1YV4102、设计内容要求详见附页三、设计方案提示1、I/O地址输入：SB1启动按钮SB2停止按钮SL1液面高度传感器SL2液面高度传感器SL3液面高度传感器输出：KM1搅拌电动机YV1A液管道电磁阀YV2B液管道电磁阀YV3C液管道电磁阀YV4液体排放口电磁阀2、方案提示1）控制过程中的时间要求可用定时器指令完成。1)搅拌10秒，暂停3秒为一次搅拌；搅拌次数共计3次，次数可用计数指令完成。11题目五十字路口交通灯的控制系统一、控制要求用十字路口交通信号灯控制实验区完成，交通灯分1、2两组，控制规律相同，工作时序图如下：起动东西红15秒东西绿8秒3秒东西黄南北绿10秒3秒南北黄2秒南北红15秒二、设计任务和要求1、用PLC控制来实现交通灯系统的控制，设计PLC控制程序，2、设计内容要求详见附页三、设计方案提示I/O地址输入：起动按钮I0.0停止按钮I0.1输出：东西红信号灯Q0.0东西绿信号灯Q0.1东西黄信号灯Q0.2南北红信号灯Q0.3南北绿信号灯Q0.4南北黄信号灯Q0.512题目六自动送料装车系统用PLC构成自动送料装车系统，当汽车到来时，红色指示灯亮，输送带电机顺序启动，料斗出料阀门打开，汽车装料。料满出疗阀门关闭。系统入图所示：一、控制要求1、初始状态红灯L1灭，绿灯L2亮，表示允许汽车开进装料，料斗K2，电动机M1、M2、M3皆为OFF。2、启动操作1）当汽车到来时，按下启动按钮SB1,红灯亮L1=ON，绿灯L2=OFF，同时料斗进料阀门K1打开，即：K1=ON，开始进料。2）料斗料满，即S2=ON，停止进料，阀门K1关闭，同时打开料斗出料阀门K2(当料斗中的料面高度低于S3时，即S3由ON变为OFF，进料阀门K1需从新打开)。3）K2打开，延时2s，电动机M3启动，2秒后，电动机M2启动，2秒后，电动机M1启动；4）卡车料满，即S1=ON，料斗出料阀门K2关闭，2秒后，电动机M1关闭；M2K2S2L2M3M1L1S3K1S113M1关闭2秒后M2关闭，M2关闭2秒后M3关闭。绿灯亮L2=ON，红灯灭L1=OFF；5）当料斗中的料不满时，即S3=OFF，料斗出料阀门K2关闭，进料阀门K1打开，即：K1=ON，开始进料。料斗料满，即S2=ON，停止进料，K1=OFF。3、停止操作按下停止按钮，在当前装料周期结束后，才停止操作，回到初始状态。二、设计任务和要求1、用PLC控制来实现自动装车系统的控制，设计PLC控制程序，2、设计内容要求详见附页三、设计方案提示I/O地址输入：S1汽车开进装料传感器S2料斗料面高度传感器S3料斗料面高度传感器输出：L1红灯L2绿灯K1料斗进料阀门K2料斗出料阀门M1电动机M2电动机M3电动机14题目七机械手的PLC控制系统设计用PLC完成机械手的自动控制。由PLC、变频器、井式储料塔、传送带及机械手构成整个控制系统。其中变频器、传送带和井式储料塔构成聊快传送小系统。要求机械手能将传送带送来的料块搬运到指定地点。控制要求：1.启动操作（1）按下启动按钮，变频器启动，传送带运行，延时5秒后，若储料塔中的传感器检测到塔中有货，则送料柱启动，将料块推到传送带上。（2）送料柱推到位，延时2秒后，送料柱复位。（3）货物经传送带送至机械手的下方，当机械手下方的光电传开关PS检测到货物时，机械手启动（下降）。（4）机械手的连续工作流程如下图所示：（5）返回到位，延时2秒后，若塔中有货，再次启动送料柱，开始新的一轮工作。2.停止操作按下停止按钮，变频器停止运行，而机械手则在一个连续过程结束后，回到初始状态（原位）。二、设计任务和要求1、用PLC控制来实现机械手的控制，设计PLC控制程序，2、设计内容要求详见附页三、设计方案提示I/O地址输入：启动按钮停止按钮塔中有货检测传感器送料柱推到位检测传感器货到位检测传感器PS送料柱输出：变频器机械手上升/下降机械手夹紧/放松机械手旋转/返回15