PLC课程计划设计京江2010.doc

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1、课程设计任务书一、课程设计报告书基本要求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(对于顺序控制必须有相应的顺序功能图要求用计算机软件 visio 绘制电气控制电路图3. PLC 控制电路设计:1 选择 PLC 的机型及 I/O 模块型号,进行系统配置。2 输入输出分配表、 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。5.梯形图程序6.课程设计心得;二、考核方式1. 平时操作表现2. 验收调试3. 根据递交的报告书考核回答问题附:操作模式:回初始:在开始进入自动运行模式系统必须处于初始位置。 如果不满足这一条件

2、, 则 必 须将开关拨到“初始”模式下,使系统自动返回初始位置状态。手动模式:在手动模式下, 每个执行器的动作必须按下相应的动作按钮才能实现,可以 通过触摸屏来代替硬件按钮。自动模式:在自动模式下,程序自动循环,前提条件是各部件位置在其初始位置上。自动模式下有单周期、单步和连续三种工作方式。1. 花样喷水池的 PLC 控制2. 全自动洗衣机的 PLC 控制3. 十字路口带倒计时显示的交通信号灯控制4. 大小球分拣机械手的 PLC 控制5. 自助洗车机的 PLC 控制6. 车库车辆出入库管理系统的设计7. 自动门控制装置8. 四组抢答器的 PLC 控制课题选择A. 1+2B. 3+7C. 4+8

3、D. 5+6一、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

4、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:选择开关在位置“ 1”按下启动按钮后, 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,接着一起喷水 15s 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 2s , 2 号喷水,再延时 2s , 3 号喷水,再延时 2s , 4 号喷水,接着一起喷水 30s 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 3s 后, 2、 4号同 时喷水, 1、 3 号停止喷;交替运行 5 次后,再 14 号全部喷水 30s 为一个循环

5、。选择开关在位置“ 4”按下启动按钮后,喷水池 14 号水管的工作顺序为:1 2 3 4 按顺序延时 2s 喷水,然后一起喷水 30s 后, 1、 2、 3 和 4 号水管分别延时 2s 停水,再等待 1s ,由 4 3 2 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,所有存储器复位。 a 花式喷水池喷嘴布局示意图 b 花式喷水池控制开关面板图二、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 QS 、 SB1、 SB2 对洗衣 机的洗涤过程进行控制:QS 是系统运

6、行控制开关,控制整个洗衣过程。 SB1 是洗涤方式选 择按钮,控制强洗 /弱洗两种洗涤方式的切换,即按一下,进入强洗状态,再按一下,又进 入弱洗状态,如此反复循环。 SB2 是运行 /暂停两种状态的选择按钮,即按一下,进入运行 状态,再按一下,又进入暂停状态,如此反复循环。洗涤水位由机械方式实现控制,通过转 换开关设置各种洗涤水位, 由检测开关输出触点 “ 通 ” 、 “ 断 ” 信号, 表示 “ 水位到 (ON ” 及 “ 水 排空(OFF ” 两种状态。洗衣程序必须经过一洗二漂,洗衣结束,报警提示 10 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

7、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。洗衣机所需要的输入 /输出信号有 :附:要求能够显示洗涤时间或者(运行时间倒数显示 。工作流程图如下:三、 十字路口带倒计时显示的交通信号灯控制1.控制要求采用 PLC 构成十字路口带倒计时显示的南北向和东西向交通信号灯的电气控制。 系统上电后,交通指挥信号控制系统由由一个 3 位转换开关 SA1 控制。 SA1手柄指向左 45 时,接点 SA1-1 接通,交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作,按照如图 1 所示工作 时序周而复始,

8、循环往复工作。 正常运行时, 南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌 同时显示相应的指示灯剩余时间值。 SA1 手柄指向中间 0 时,接点 SA1-2 接通,交通指挥 系统南北向绿灯常亮,东西向红灯常亮,数码管显示 99 不变。 SA1 手柄指向右 45 时,接 点 SA1-3 接通,交通指挥系统东西向绿灯常亮,南北向红灯常亮,数码管显示 99 不变。控 制信号说明见表 1。:南北绿灯 南北黄灯 南北红灯东西绿灯 东西黄灯 东西红灯图 1 十字路口交通灯正常工作时序 表 1 十字路口交通灯控制信号说明2.设计任务1 根据控制要求,进行电气控制系统硬件电路设计,包括 PLC 硬件配置电路。2

9、根据控制要求,编制交通信号灯 PLC 控制程序,有条件可以利用交通灯模型或模拟 开关板调试程序,模拟运行。3 编写设计说明书,内容包括: 设计过程和有关说明。 基于 PLC 的十字路口交通灯电气控制电路图。 PLC 控制程序(梯形图和指令表 。 电器元器件的选择和有关计算。 电气设备明细表。 参考资料、参考书及参考手册。 其他需要说明的问题, 例如操作说明书、 程序的调试过程、 遇到的问题及解决方法、 对课程设计的认识和建议等。四、 大、小球分拣传送机械 PLC 控制梯形图的设计与调试 1. 大、小球分拣传送机械示意图2. 控制要求:(1 机械臂起始位置在机械原点(见图 ,为左限、上限并有显示

10、。(2 有起动按钮和停止按钮控制运行,设停止时机械臂必须已回到原点。(3 起动后,机械臂动作顺序为:下降吸球上升(至上限右行(至右限 下降释放上升(至上限左行返回(至原点 。(4 机械臂右行时有小球右限(LS4 和大球右限(LS5 之分;下降时,当电磁铁压 着大球时,下限开关 LS2 断开(=“ 0” ;压着小球时,下限开关 LS2 接通(=“ 1” 。 (5 手动模式:在手动模式下,每个执行器的动作必须按下相应的动作按钮才能实现3. I/O 编址及 I/O 端子接线图4. 连续工作的顺序功能图5. 编程并调试五、 自助洗车机控制设计一、控制要求1.设计投币 100 元自助洗车机。2.有 3

11、个投币孔,分别为 5 元、 10 元及 50 元 3 种,当投币合计 100 元或超过时,按 启动开关洗车机才会动作,启动灯亮起。 7 段数码管会显示投币金额(用 BCD 码 ,当投币 超过 100 元时,可按退币按钮,这时 7 段数码管会退回零,表示找回余额(退币选作 。 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

12、.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 3 s 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

13、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生停电或故障, 则故障排除后必须使用原点复位, 将洗车机复位 到原点,才能做洗车全流程的动作,其动作就是按下 复位按钮 ,则洗车机的右移、喷水、 洗刷、 风扇及清洁剂喷洒均需停止, 洗车机往左移,当洗车机到达左极限开关时, 原点复位 灯亮起,表示洗车机完成复位动作。二、设计任务学生根据控制要求,明确设计任务,拟定设计方案与进度计划,运用所学的理论知识, 进行自助洗车机运行原理

14、设计、 硬件系统设计、软件系统设计、创新设计, 提高理论知识工 程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括:1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等;2. 系统有启动、停止功能;3. 运用功能指令进行 PLC 控制程序设计,并有主程序、子程序和中断程序;4. 程序结构与控制功能自行创新设计;5. 进行系统调试,实现自助洗车机的控制要求。三、设计报告课程设计报告要做到层次清晰,论述清楚,图表正确,书写工整;详见“课程设计报告 写作要求”。六、车库车辆出入库管理 PLC 梯形图控制程序设计与调试 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

15、 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 （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 钟 （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 50 辆车，则仓库满时应报警并显示。 11 七、自动门控制装置 1自动门控制装置

16、的硬件组成： 自动门控制装置由门内光电探测开关 K1、 门外光电探测开关 K2、 开门到位限位开关 K3、 关门到限位开关 K4、开门执行机构 KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构 KM2（使直流 电动机反转）等部件组成。 2控制要求： 1） 当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关 K1 或 K2 时， 开门执行机构 KM1 动作， 电动机正转，到达开门限位开关 K3 位置时，电机停止运行。 2）自动门在开门位置停留 8 秒后，自动进入关门过程，关门执行机构 KM2 被起动，电 动机反转，当门移动到关门限位开关 K4 位置时，电机停止运行。 3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通

17、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。 4）在门打开后的 8 秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关 K2 或 K1 时，必须重新开始等待 8 秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。 12 八、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 10 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 初始状态。 13