電氣控制與PLC課程設(shè)計

1、電氣控制與PLC課程設(shè)計指導(dǎo)書 班 級：學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)老師：時 間： 廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電系2005年12月 學(xué)時數(shù)：1周學(xué)分數(shù)：1課程類型：專業(yè)課先修課程：電氣控制與PLC一、課程的性質(zhì)與任務(wù)電氣控制與PLC課程設(shè)計是電氣自動化技術(shù)專業(yè)一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計達到掌握電氣控制柜的原理設(shè)計、安裝工藝圖紙設(shè)計的基本方法，并能達到熟練使用可編程控制器實現(xiàn)簡單控制系統(tǒng)的控制要求，熟練地進行系統(tǒng)外圍電路設(shè)計、接線、編程、下載、調(diào)試等工作。二課程設(shè)計的目的通過電氣控制線路及PLC控制程序設(shè)計，使電氣自動化專業(yè)的學(xué)生在畢業(yè)前獲得完整的電氣工程實踐訓(xùn)練，鞏固所學(xué)的電路、電氣控制原理、

2、電氣產(chǎn)品等方面的知識，培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)應(yīng)用能力。二、課程教學(xué)的基本要求1掌握可編程控制器硬件電路的設(shè)計方法。2熟練使用小型可編程控制器的編程軟件，掌握可編程控制器軟件程序的設(shè)計思路和梯形圖的設(shè)計方法。3掌握可編程控制器程序的應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試、監(jiān)控、運行方法。4掌握電氣控制柜電氣控制原理圖的原理設(shè)計，掌握電氣控制接線圖和互連圖等工藝設(shè)計方法。5通過課程設(shè)計使學(xué)生能熟練掌握資料的查詢（圖書、網(wǎng)絡(luò)），將電氣控制與PLC課程所獲知識在工程設(shè)計工作中綜合地加以應(yīng)用，使理論知識和實踐結(jié)合起來。三、課程基本內(nèi)容和教學(xué)要求（一）可編程控制器部分課程設(shè)計任務(wù)及要求：1、 設(shè)計題目 A . 電動機的-起動控制控制

3、要求：（1）電動機M能實現(xiàn)正、反向Y-啟動。（2）電氣操作流程說明：按動正向啟動按鈕SB2，KM1和KM4閉合（Y型起動）， 經(jīng)3秒后KM4斷開，KM3閉合，實現(xiàn)正向型運行；按動反向啟動按鈕SB3，KM2和KM4閉合（Y型起動），經(jīng)3秒后KM4斷開，KM3閉合，實現(xiàn)正向型運行，按停車按鈕SB1，電動機M停止運行。 設(shè)計要求:（1）根據(jù)電動機Y-起動要求，設(shè)計PLC外部電路（配合通用器件板開關(guān)元器件）；（2）連接PLC外部（輸入、輸出）電路，編寫用戶程序；（3）輸入、編輯、編譯、下載、調(diào)試用戶程序；（4）得到正確的運行結(jié)果。B . 自動送料裝車系統(tǒng)控制要求 : 初始狀態(tài)：綠燈（L1）亮，紅燈（L

4、2）滅，表示 圖1.18 自動裝車模擬控制板允許汽車開進裝料，此時，進料閥門（k1），料斗閥門（k2），電動機（M1，M2，M3）皆為OFF狀態(tài)。當(dāng)汽車到來時，檢測開關(guān)S3接通（負載板上未設(shè)，可從通用器件板選?。?，紅色信號燈L2亮，綠色L1滅，傳送帶驅(qū)動電動機M3運行；2秒后，電動機M2運行；再經(jīng)過2秒鐘M1運行，依次順序起動送料系統(tǒng)。電動機M3運行后，進料閥門K1打開料斗進料，料斗裝滿時，檢測開關(guān)S1=1，進料閥門K1關(guān)閉（設(shè)1料斗物料足夠裝滿1車）；料斗出料閥門K2在M1運行及料滿（S1=1）后，打開放料，物料通過傳送帶的傳送，裝入汽車。當(dāng)裝滿汽車后，稱重開關(guān)S2動作，料斗出料閥門K2關(guān)閉

5、，同時電動機M3斷電停止， 2秒后M2停止，再過2秒M1停止，L1亮，L2滅，表示汽車可以開走。設(shè)計要求:（1）根據(jù)自動送料裝車系統(tǒng)的控制要求，設(shè)計PLC外部電路，；（2）連接PLC外部（輸入、輸出）電路（配合通用器件板開關(guān)元器件），編寫用戶程序；（3）輸入、編輯、編譯、下載、調(diào)試用戶程序；（4）得到正確的運行結(jié)果。C.多種液體自動混合系統(tǒng)控制要求:（1）液體自動混合系統(tǒng)的初始狀態(tài)： 在初始狀態(tài)，容器為空，電磁閥Y1，Y2，Y3，Y4 和攪拌機M以及加熱元件R均為OFF，液面?zhèn)鞲衅鱈1，L2，L3和溫度檢測T均為OFF。（2）液體混合操作過程：按動啟動按鈕，電磁閥Y1閉合（Y1為ON），開始注

6、入液體A ，當(dāng)液面高度達到L3時（L3為ON） 關(guān)閉電磁閥Y1（Y1為OFF），液體A停止注入，同時，開啟電磁閥門Y2（Y2為ON）注入液體B , 當(dāng)液面升至L2時（L2為ON） 關(guān)閉電磁閥Y2（Y2為OFF），液體B停止注入，同時，開啟電磁閥Y3（Y3為ON），注入液體C ，當(dāng)液面升至L1時（L1為ON） 關(guān)閉電磁閥Y3（Y3為OFF），液體C停止注入，然后開啟攪拌電動機M，攪拌10秒 停止攪拌 ，加熱（啟動電爐R） 當(dāng)溫度（檢測器T動作）達到設(shè)定值時 停止加熱（R為OFF），并放出混合液體（Y4為ON），至液體高度降為L3后，再經(jīng)5秒延時，液體可以全部放完 停止放出（Y4為OFF）。液體混

7、合過程結(jié)束。按動停止按鈕，液體混合操作停止。設(shè)計要求:（1）按液體混合要求，設(shè)計PLC外部電路;（2）連接PLC外部（輸入、輸出）電路，編寫用戶程序；（3）輸入、編輯、編譯、下載、調(diào)試用戶程序；（4）得到正確的運行結(jié)果。D.多種液體自動混合系統(tǒng)控制要求:（1）初始狀態(tài)：水箱沒有水，液位開關(guān)S4斷開（S4為OFF）。（2）控制要求：本裝置上電后，按動啟動按鈕，電動閥Y通電（Y為ON）水箱開始注水，水箱水位達到S4高度后，液位開關(guān)S4閉合（S4為ON），水箱水位達到S3高度(水滿)時，液位開關(guān)S3閉合（S3為ON） 注水電動閥Y斷電（Y為OFF），水箱停止注水。此后，隨著水塔水泵抽水過程的進行，水

8、箱液面逐漸降低，液位開關(guān)S3（S3OFF）復(fù)位，隨著抽水過程的繼續(xù)進行，水箱液面繼續(xù)降低，當(dāng)液面低于開關(guān)S4時，液位開關(guān)S4復(fù)位（S4為OFF） 電動閥Y再次通電（Y為ON）水箱(自動)注水，水位達到S3時再次停止注水。如此循環(huán)，使水箱水位保持在S3S4之間。當(dāng)水箱水位高于S4液位，并且水塔水位低于水塔最低允許液面開關(guān)S2時（液位開關(guān)S2為OFF） 水泵電動機M開始運行，向水塔抽水。當(dāng)液面達到最高液位開關(guān)S1時 水塔電機M停止抽水（M為OFF）；循環(huán)控制使得水塔水位自動保持在S1S2之間變化。設(shè)計要求:（1）按水塔水位的控制要求，設(shè)計PLC外部電路；（2）連接PLC外部（輸入、輸出）電路，編寫

9、用戶程序； （3）輸入、編輯、編譯、下載、調(diào)試用戶程序；（4）得到正確的運行結(jié)果。E.十字路口交通燈控制系統(tǒng)控制要求(1)系統(tǒng)受一個啟動按鈕控制，按下啟動按鈕，信號燈系統(tǒng)開始工作，直到按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作。(2)系統(tǒng)啟動后，南北紅燈亮25秒，在此同時東西綠燈亮20秒，到20秒時東西綠燈開始閃亮，閃亮3秒后綠燈熄滅、東西黃燈亮，東西黃燈亮2秒后熄滅，然后東西紅燈亮，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。(3)東西紅燈亮30秒，在此同時南北綠燈亮25秒，到25秒時南北綠燈開始閃亮，閃亮3秒后熄滅、南北黃燈亮，南北黃燈亮2秒后熄滅，又回到南北紅燈亮，東西紅燈熄滅，東西綠燈亮的狀態(tài)。(4)兩個方向的綠燈閃亮

10、間歇時間均為0.5秒。(5)兩個方向的信號燈，按上面的要求周而復(fù)始地進行工作。參考接線圖設(shè)計要求:（1）閱讀參考程序, 連接PLC外部（輸入、輸出）電路，輸入?yún)⒖汲绦蚝笥^察運行結(jié)果。（2）修改、編寫用戶程序，輸入、編輯、編譯、下載、調(diào)試用戶程序；（3）得到正確的運行結(jié)果。梯形圖編程參考F. 機械手控制系統(tǒng)設(shè)計機械手搬物動作示意圖控制要求根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，機械手動作順序如下：(1)原位狀態(tài)下（機械手在右限位、下限位置）按下啟動按鈕，傳送帶B開始運行，機械手從右限開始上升。(2)上升到上限位行程開關(guān)動作，上升結(jié)束，機械手開始左旋轉(zhuǎn)。(3)左旋轉(zhuǎn)到左限位行程開關(guān)動作，左旋轉(zhuǎn)動作結(jié)束，機械手開始下降。

11、(4)下降到下限位行程開關(guān)動作，下降結(jié)束，傳送帶A啟動。(5)傳送帶A上的工件進入光電檢測區(qū)，光電開關(guān)動作，傳送帶A停止，機械手開始抓物。(6)機械手抓工件，直到抓物限位開關(guān)動作，抓物動作結(jié)束，上升運動開始。(7）上升到上限位行程開關(guān)動作，上升結(jié)束，機械手開始右旋轉(zhuǎn)。(8)右左旋轉(zhuǎn)到右限位行程開關(guān)動作，右旋轉(zhuǎn)動作結(jié)束，機械手開始下降。(9)下降到下限位行程開關(guān)動作，下降結(jié)束，放物動作開始。(10)經(jīng)t延時，放物動作結(jié)束，一個工作循環(huán)完畢。(11）如果按下預(yù)停按鈕，則一個工作循環(huán)結(jié)束后停止運行，回到原位狀態(tài)；如果沒按預(yù)停，則進入下一個工作循環(huán)繼續(xù)運行。參考 I/O接線圖 參考PLC程序：設(shè)計要求

12、:（1）連接I/O控制電路；（2）輸入?yún)⒖汲绦? 輸入?yún)⒖汲绦蚝笥^察運行結(jié)果；（3）調(diào)試用戶程序；（4）得到正確的運行結(jié)果。*PLC課程設(shè)計部分可選做以上題目中的5題。電氣控制柜部分設(shè)計任務(wù)及要求：1、設(shè)計題目 設(shè)計某臺交流異步電動機正反轉(zhuǎn)、兩地控制電氣控制柜。已知電動機要求為1.5KW，4極。 設(shè)計某臺交流異步電動機-起動控制柜。已知電動機要求為22KW，4極。注：單號同學(xué)選做題，雙號同學(xué)選做題。2、設(shè)計任務(wù) 根據(jù)題目要求，查找電動機型號及參數(shù)。 設(shè)計電氣控制原理圖（用CAD或Eb電子圖版軟件繪制）。 根據(jù)電氣原理圖選擇電器元件及導(dǎo)線參數(shù)。用CAD或Eb軟件畫出電氣接線圖和電氣互連圖。編寫使

13、用及技術(shù)說明書。提交設(shè)計報告。3、設(shè)計要求掌握資料的查詢方法，發(fā)揮獨立工作能力和鉆研精神。四、教學(xué)實驗及實踐環(huán)節(jié)以上內(nèi)容均屬實踐教學(xué)環(huán)節(jié)五、學(xué)時分配（計劃安排）1、查閱資料、設(shè)計電氣控制柜原理和工藝接線圖 1.5天2、可編程控制器外部電路設(shè)計和程序設(shè)計 1天3、可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試、監(jiān)控、運行 1.5天4、寫設(shè)計報告和說明書 1天六、考核方式1、參加評定人員課程設(shè)計指導(dǎo)教師、學(xué)生代表2、評分標準 可編程控制器設(shè)計成績評定標準獨立完成所要求的程序和電路設(shè)計，獨立完成外圍電路接線，獨立完成系統(tǒng)調(diào)試、監(jiān)控、運行的實驗過程，獲得滿意的調(diào)試結(jié)果。 優(yōu)秀。在外部啟發(fā)下完成程序設(shè)計，獨立完成外圍電路接

14、線，獨立完成系統(tǒng)的調(diào)試、監(jiān)控、運行，獲得滿意的調(diào)試結(jié)果。 良好?？截愃顺绦?，能局部修改程序，能完成外圍電路接線，熟練進行系統(tǒng)的調(diào)試、監(jiān)控、運行。 中等。 拷貝他人程序，能完成外圍電路接線，能基本完成系統(tǒng)的調(diào)試、監(jiān)控、運行。 及格。 不能順利完成外圍電路接線，完不成系統(tǒng)調(diào)試、監(jiān)控、運行的最低要求，或工作態(tài)度不嚴謹對電氣設(shè)備造成損壞。 不及格。 電氣控制柜設(shè)計成績評定標準獨立完成電氣控制原理圖、電氣接線圖和電氣互連圖的設(shè)計，獨立完成電器元件及導(dǎo)線參數(shù)的選擇。并獨立完成CAD或Eb軟件繪制電氣原理圖、電氣接線圖和電氣互連圖。 優(yōu)秀其余根據(jù)任務(wù)完成情況評分。電氣控制與PLC課程設(shè)計的成績評定可編程控制器設(shè)計成績和電氣控制柜