江苏大学2016年自动化PLC课程设计任务

12016年课程设计时间安排日期6.24周五6.25周六6.26周日6.27周一6.28周二6.29周三6.29周四上午132132答辩下午213213上机地点：电气楼207上机时间：上午：8:20~11:20下午：13:40~16:402016年PLC课程设计任务书一、设计要求1．阅读本课程设计参考资料及有关图纸，了解一般电气控制装置的设计原则、方法及步骤。上网调研当今电气控制领域的新技术、新产品、新动向。用于指导设计过程，使设计成果具有先进性和创造性。3．认真阅读本课程设计任务书，分析所选课题的控制要求，并进行工艺流程分析，画出工艺流程图。在方案确定过程中要广泛讨论，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。4.根据控制方案，设计电气控制装置的主电路。5．应用可编程序控制器设计电气控制装置的控制程序。（1）选择PLC的机型及扩展模块型号。进行系统配置，并校验主机的电源负载能力。（2）根据工艺流程图，绘制顺序功能图。（3）列出PLC的I/O分配表，画出PLC的I/O接线图。（4）设计梯形图，并注释。（5）进行室内模拟调试。6．设计电气控制装置的照明、指示及报警等辅助电路。系统应具有必要的安全保护措施。例如，短路保护、过载保护、失压保护、超程保护等。7．绘制正式图纸，要求用计算机软件visio绘制电气控制电路图；用STEP7-Micro/WIN4.02编程软件绘制梯形图。要求图幅选择合理，图、字体排列整齐，图纸应按电气制图国家标准有关规定绘制。8.编制课程设计说明书内容包括：封面（含课程设计的具体题目、学号。姓名、班级、指导老师，时间等信息）；阐明设计任务及设计过程；设计过程中有关计算及说明；I/O地址分配表；I/O接线图；程序流程图；梯形图程序；程序操作过程及调试分析过程，使用方法及注意事项；课程设计心得；参考文献等。要求文字通顺、简炼、字迹端正、整洁。课程设计报告书——基本要求一．封面，包括：题目，班级，学号，姓名，指导教师二．目录三．题目一：1.阐明设计任务；可以通过查找资料补充相关设计对象的背景；2.根据控制要求，绘制程序流程图；3.控制对象为电机时，用VISIO软件绘制电气控制主电路图；4.PLC硬件软件设计；（1）选择PLC的机型及扩展模块型号，进行系统配置，并校验主机电源的负载能力；（2）写出I/O分配表、画出I/O端子接线图；对于不同输出执行装置间有互锁制约的，应注意相应的保护措施；（3）对于顺序控制的系统，画出相应的顺序功能图；（4）设计梯形图程序，并详细注释（5）调试过程中出现的问题和解决措施或改进题目二：格式同题目一四．心得体会五．参考文献3可选题目：1.饮料灌装生产流水线PLC控制2.花样喷水池的PLC控制3.全自动洗衣机梯形图控制程序的设计与调试4.四组抢答器的PLC控制5.交通高低峰分段运行、数显倒计时交通红绿灯6.车库车辆出入库管理系统的设计7.自助洗车机的PLC控制8.大小球分拣机械手的PLC控制9.自动门控制装置10.自动售货机11.霓虹灯广告屏示意图12.液体混合装置PLC控制系统设计13.小型污水处理控制系统14.无尘车间除尘PLC控制系统设计15.PLC控制电机变频调速系统的设计课题分组（每人任选两题，2人一组一台机器）：四、考核方式1.平时操作表现2.验收调试3.所选题目的数量和难易程度4.根据递交的报告书考核回答问题5.报告书质量4JIANGSUUNIVERSITYPLC课程设计报告平时操作（30分）验收调试（10分）所选题目的数量和难易程度（15分）根据递交的报告书考核回答问题（30分）报告书质量（15分）总评（100分）必选题目1必选题目2自选题目专业班级学号学生姓名指导教师2016年6月51.饮料灌装生产流水线PLC控制1.控制要求：（1）自动操作模式：一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作；（2）当瓶子定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，灌装过程为6s钟，灌装过程应有报警显示，报警方式为红灯以0.5s间隔闪烁，6s后停止并不再显示报警；（3）以每8瓶为一箱，记录产品箱数，并用2个数码管显示；（4）每隔半小时将记录产品箱数的计数器当前值转存至另一台PLC的寄存器VW100，然后对计数器自动清零，重新开始计数。（只编程，不要求调试）（5）可以手动对计数器清零（复位）2.花式喷水池装置PLC控制梯形图的设计与调试1．花式喷水池示意图1234☆a）花式喷水池喷嘴布局示意图1234选择开关启动停止单步/连续电源b）花式喷水池控制开关面板图图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）中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”=单步，“0”=连续，其他为单一功能开关。2.控制要求：（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，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，喷水池反复循环运行。（3）方式选择开关用以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”——按下启动按钮后，4号喷水，延时1s，3号喷水，再延时1s，2号喷水，再延时1s，1号喷水，接着一起喷水2s为一个循环。选择开关在位置“2”——按下启动按钮后，1号喷水，延时1s，2号喷水，再延时1s，36号喷水，再延时1s，4号喷水，接着一起喷水2s为一个循环。选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时2s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷；交替运行2次后，再1～4号全部喷水2s为一个循环。选择开关在位置“4”——按下启动按钮后，喷水池1～4号水管的工作顺序为：1→2→3→4按顺序延时1s喷水，然后一起喷水2s后，1、2、3和4号水管分别延时1s停水，再等待1s，由4→3→2→1反序分别延时1s喷水，然后再一起喷水2s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，所有存储器复位。3.全自动洗衣机梯形图控制程序的设计与调试全自动洗衣机应带有洗涤方式选择、水位选择。通过三个开关SB1、SB2、SB3对洗衣机的洗涤过程进行控制：SB1是系统运行控制开关，控制整个洗衣过程。SB2是水位选择按钮，on状态，进入高水位状态，off状态，进入低水位状态，SB3是洗涤方式选择按钮，控制强洗/弱洗两种洗涤方式的切换，on状态，进入强洗状态，off状态，进入弱洗状态，如此反复循环。由检测开关检测“高水位到（ON）”“低水位到（ON）”，及“水排空”三种状态。洗衣程序必须经过一洗二漂，洗衣结束，报警提示3秒。整个工作过程，参见工作流程框图。动作要求如下：洗衣机的进水、排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀执行。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现。脱水时，由脱水电磁离合器合上、排水电磁阀吸合，洗涤电动机正转进行甩干。洗涤完成由蜂鸣器报警。工作流程图如下：74.四组抢答器的PLC控制控制要求：设有四组抢答器，有四位选手，一位主持人。设有一个开始答题按钮，一个系统复位按钮。按下开始答题按钮后，四位选手开始抢答，最先按下按钮的选手的抢答指示灯亮，同时该选手的编号在数码管上显示，其他选手的按钮不起作用。如果主持人未按下开始答题按钮，就有选手抢答，则认为是犯规，犯规指示灯亮并闪烁；同时选手序号在数码管上显示，其他选手的按钮不起作用。当支持人按下开始答题按钮后，时间开始倒计时，在6秒内仍无选手抢答，则系统超时指示灯亮，此后不能再有选手抢答。所有各种情况在主持人按下系统复位按钮后，系统回到8初始状态。PLC控制器HL1HL2HL3HL4HL5HL6SB3SB4SB5SB6SB1SB2开始复位5.交通高低峰分段运行、数显倒计时交通红绿灯一、设计要求模拟实际交通灯运行情况，仅带绿闪的红绿灯部分内容可参考本书第七章第五节和附录E实验七内容。本题的内容在前述的基础上，扩展到当下普遍采用的分时段运行、带倒计时数字显示（简称数显）的红绿灯，使课程设计题目更贴近实际。北南西东红黄绿红黄绿91234567812348765161514131012232120191817ⅡⅤⅠⅢⅥⅣ9112422十字路口交通灯正常工作时序二.设计任务设计高/低峰时段运行和带数显倒计时LED灯的交通红绿灯PLC控制程序，普通交通红绿灯时序图如上图所示（红灯行列向为30s一切换）。1）交通高峰时段为每日的上午7﹕30~9﹕00和下午的16﹕30~18﹕00，交通高峰时红灯为20s一切换。按图7-7时序图规律，其中绿闪、黄灯时长不变，绿灯常亮缩短到15s。2）交通低峰时段为每日的上午6﹕00开始，除去高峰时段，到22﹕00结束，交通低峰时红灯为40s一切换。绿灯按黄灯图7-7时序图规律同理安排。3）交通晚间时段为当日的22﹕00开始，到次日6﹕00结束，该时段十字路口的4个方向均按黄灯闪烁运行。4）由于实验模块只有一组数码管，只须编写一对方向的倒计时数码显示。如显示东西向低峰时段红绿灯倒计时数码值，先走东西向红灯20s倒计时，绿灯再走18s，最后黄灯亮2s；再重复下一轮……。低峰时以此类推。晚间时段不显示倒计时。题目原来要求读取实时时钟来控制高峰、低峰、夜间子程序有效,但是由于读取时钟在实验室难于操作,用三个开关输入,控制不同时间段的红绿灯。6.车库车辆出入库管理PLC梯形图控制程序设计1.控制要求：（1）入库车辆前进时，经过1#传感器→2#传感器后，计数器A加1，后退时经过2#传感器→1#传感器后，计数器B减1；（计数器B的初始值由计数器A送来）只经过一个传感器则计数器不动作10（2）出库车辆前进时，经过2#传感器→1#传感器后，计数器B减1，后退时经过1#传感器→2#传感器后，计数器A加1；只经过一个传感器则计数器不动作（3）车辆入库或出库时，均应有警铃报警（可分别设置），定时3s（4）可从两个七段数码管上显示目前仓库中有几部车（5）仓库启用时，先对所有用到的存储单元清零，并应有仓库空显示（6）若设仓库容量为12辆车，则仓库满时应报警并显示。7.自助洗车机控制设计一、控制要求1．设计投币20元自助洗车机。2．有3个投币孔，分别为1元、5元及10元3种，当投币合计20元或超过时，按启动开关洗车机才会动作，启动灯亮起。2个数码管会显示投币金额。若投币超出20元，按退币按钮，可以退回余额，退回金额如果大于10元，先退10元，再退1元，如果小于10元，则直接退1元的。洗车机动作流程。1）．按下启动开关之后，洗车机开始往右移，喷水设备开始喷水，刷子开始洗刷。2）．洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，喷水机及刷子继续动作。3）．洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，喷水机及刷子停止动作，清洁剂设备开始动作——喷洒清洁剂。4）．洗车机右移到达右极限开关后，开始往左移，继续喷洒清洁剂。5）．洗车机左移到达左极限开关后，开始往右移，清洁剂停止喷洒，当洗车机往朽移3s后停止，刷子开始洗刷。6）．刷子洗刷5s后停止，洗车机继续往右移，右移3s后，洗车机停止，刷子又开始洗刷5s后停止，洗车机继续往右移，到达右极限开关停止，然后往左移。7）．洗车机往左移3s后停止，刷子开始洗刷5s后停止，洗车机继续往左移3s后停止，刷子开始洗刷5s后停止，洗车机继续往左移，直到碰到左极限开关后停止，然后往右移。8）．洗车机开始往右移，并喷洒清水与洗刷动作，将车洗干净，当碰到右极限开关时，洗车机停止前进并往左移，喷洒清水及刷子洗刷继续动作，直到碰到左极限开关后停止，并开始往右移。9）．洗车机往右移，风扇设备动作将车吹干，碰到右极限开关时，洗车机停止并往左移，风扇继续吹干动作，直到碰到左极限开关，则洗车整个流程完成，启动灯熄灭。3．原点复位设计。若洗车机正在动作时发