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1、电气技术课程设计指导书1电气与技术课程设计指导书电气与技术课程设计指导书一教学目的与任务一教学目的与任务根据电气控制设备的工艺要求，运用所学过的电气控制的基本控制环节、典型控制线路及 PLC 的基础知识，以及电气控制系统设计的基本方法、步骤，查找有关资料，设计电气控制线路，选择电器元件，整理设计资料。在此过程中培养从事设计工作的整体观念，通过较为完整的工程实践基本训练，为全面提高学生的综合素质及增强工作适应能力打下一定的基础。二主要内容二主要内容1.PLC 的认识与使用：PLC 的外观、电源、输入/输出端口、COM 端、通信接口、外部负载、负载电源、扩展单元、模块、编程器；2.基本操作练习：启
2、动、停止、编程与程序传送、电源与输入/输出端口接线；3.编程与仿真软件的学习与使用；4.应用程序的设计与调试运行及演示。5、利用组态王软件，实现控制对象的模拟运行。三分组情况三分组情况AP10045 共 47 人，分 12 大组，每小组 4 人。四进度安排四进度安排时间 （天）内容安排备注1讲解设计目的、要求、方法， 任务分工7查阅资料7制定设计方案、绘制草图7设计方案审核、修改14绘制电气原理图、电路计算、 梯形图、元器件选择、计算、 列表等7编写设计说明书每人 一份0.5答辩电气技术课程设计指导书2五基本要求五基本要求本课程设计内容的重点是上面的第 4 点，第 5 点供学有余力的同学选做。
3、共设九个应用设计题，每个学生选作 1 题，独立完成。1、设计报告占 50%课程设计报告包含两部分：设计说明书和图纸。（1）设计说明书要求内容完整、文字流畅、字迹端正、图纸规范。尤其要突出设计创新，采用新方法、新工艺、新元件。设计论证充分、线路简洁可靠，元件选择正确合理；绘图符合国家电气制图标准，图面整洁；设计计算步骤详细，结果正确。在实际安装中发生的错误修改和元器件变动要有明确的说明。设计心得体会真实可信。（2）图纸要求图纸标准、资料齐全。2、课题答辩占 50%对课题考核重点理解深刻，能正确、全面地回答问题。四使用教材及参考文献四使用教材及参考文献电气与控制技术可编程序控制器应用技术电气技术课
4、程设计指导书3项目一项目一 气流除尘机的电气控制气流除尘机的电气控制电气技术课程设计指导书43 3设计实验与步骤设计实验与步骤1.画出状态流程图；2.设计 PLC 应用程序；3.按照上面的简图，在 AUTOCAD 中绘制本项目的电气接线图4.写明自己设计的运行操作步骤；4 4运行与动作过程分析运行与动作过程分析利用组态王软件结合所采用的 PLC,模拟上述的过程电气技术课程设计指导书5项目二项目二 有呼必应的侍者有呼必应的侍者一目的一目的二控制要求二控制要求三步骤三步骤1.画出状态流程图2.设计 PLC 应用程序3.按照上面的简图，在 AUTOCAD 中绘制本项目的电气接线图。4.写明自己设计的
5、运行操作步骤；四分析运行情况四分析运行情况利用组态王软件结合所采用的 PLC,模拟上述的过程。电气技术课程设计指导书6项目三项目三 监测风向和风速监测风向和风速一目的一目的二控制要求二控制要求要求通过数码管或者 PC 等显示设备，显示风向和风速三步骤三步骤1.画出状态流程图2.设计 PLC 应用程序3.按照上面的简图，在 AUTOCAD 中绘制本项目的电气接线图。4.写明自己设计的运行操作步骤；利用组态王软件结合所采用的 PLC,模拟上述的过程。电气技术课程设计指导书7项目四项目四 十字路口交通灯控制的模拟十字路口交通灯控制的模拟一目的一目的1、熟练使用各基本指令，根据控制要求，掌握 PLC
6、的编程方法和程序调试方法，使学生了解用 PLC 解决一个实际问题的全过程。2、掌握 PLC 的过程控制，可编程控制器可选用三菱、西门子和罗克韦尔品牌。二十字路口交通灯控制的实验面板图二十字路口交通灯控制的实验面板图实验面板图中，下框中的南北、东西红、黄、绿灯和模拟南北、东西向行驶车的灯 R、Y、G、甲、乙分别接 PLC 的输出点；下框中的 SD 接主机的输入端。上框中的东西南北三组红绿黄三色发光二极管模拟十字路口的交通灯。三控制要求三控制要求信号灯受一个起动开关控制，当起动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。南北红灯亮维持 25 秒，
7、在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持 20 秒。到 20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮 3 秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持 2电气技术课程设计指导书8秒。到 2 秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。东西红灯亮维 25 秒。南北绿灯亮维持 20 秒，然后闪亮 3 秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持 2 秒后熄持灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。周而复始四步骤四步骤1.画出状态流程图2.设计 PLC 应用程序3.按照上面的简图，在 AUTOCAD 中绘制本项目的电气接线图。4.写明自己设计的运行操作步骤；五分析运行情况五分析运行情况利用组态王软件结合所采用的 PLC,
8、模拟上述的过程。电气技术课程设计指导书9项目五项目五 水塔水位控制水塔水位控制可在过程与控制实验室完成本实验。一目的一目的1、用 PLC 构成水塔水位自动控制系统。2、掌握 PLC 的过程控制，可编程控制器可选用三菱、西门子和罗克韦尔品牌。二实验内容二实验内容当水池水位低于低水位时（S4 为 ON） ，阀 Y 打开进水（Y 为 ON） ，同时定时器开始定时，4 秒后，如果 S4 还不为 OFF，那么阀 Y 指示灯闪烁，表示阀 Y 没有进水，出现故障，水池水位到达满水位 S3 转为 ON，阀 Y 关闭（Y 为 OFF）停止进水。水塔水位低于低水位时 S2 为 ON，此时若水池不为低水位（S4 为
9、 OFF） ，水泵电机M 起动运转抽水。当水塔水位高于高水位时 S1 为 ON，水泵电机 M 停止。水池为低水位时水泵不能启动抽水。若水泵启动运转 20 秒后水塔仍为低水位，则水泵电机指示灯 M 闪烁报警。三水塔水位控制的实验面板图三水塔水位控制的实验面板图上图下框中的 S1、S2、S3、S4 分别接 PLC 的输入点。M、Y 分别接 PLC 的输出点。电气技术课程设计指导书10用钮子开关模拟各水位开关 S1S4。四步骤四步骤1.画出状态流程图2.设计 PLC 应用程序3.按照上面的简图，在 AUTOCAD 中绘制本项目的电气接线图。4.写明自己设计的运行操作步骤；五分析运行情况五分析运行情况
10、利用组态王软件结合所采用的 PLC, 操作钮子开关，模拟各水位开关的动作，运行本控制系统。电气技术课程设计指导书11项目六项目六 液体混合装置控制的模拟液体混合装置控制的模拟一目的一目的熟练使用各条基本指令，通过对工程实例的模拟，熟练地掌握 PLC 的编程和程序调试。二、液体混合装置控制的模拟面板图二、液体混合装置控制的模拟面板图上图下框中的 V1、V2、V3、M 分别接 PLC 的输出点；起、停按钮 SB1、SB2 和液面传感器 SL1、SL2、SL3 分别接 PLC 的输入点。上框中，液面传感器用钮子开关来模拟，起动、停止用动合按钮来实现，液体 A 阀门、液体 B 阀门、混合液阀门的打开与
11、关闭以及搅匀电机的运行与停转用发光二极管的点亮与熄灭来模拟。电气技术课程设计指导书12三控制要求三控制要求由实验面板图可知：本装置为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3 为液面传感器，液体 A、B 阀门与混合液阀门由电磁阀 YV1、YV2、YV3 控制，M 为搅匀电机，控制要求如下：初始状态：装置投入运行时，液体 A、B 阀门关闭，混合液阀门打开 20 秒将容器放空后关闭。起动操作：按下起动按钮 SB1，装置就开始按下列约定的规律操作：液体 A 阀门打开，液体 A 流入容器。当液面到达 SL2 时，SL2 接通，关闭液体 A 阀门，打开液体 B 阀门。液面到达 SL1 时，关闭液体 B 阀
12、门，搅匀电机开始搅匀。搅匀电机工作 1 分钟后停止搅动，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 20 秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。停止操作：按下停止按钮 SB2 后，在当前的混合液操作处理完毕后，才停止操作（停在初始状态上） 。四步骤四步骤1.画出状态流程图2.设计 PLC 应用程序3.按照上面的简图，在 AUTOCAD 中绘制本项目的电气接线图。4.写明自己设计的运行操作步骤；五分析运行情况五分析运行情况利用组态王软件结合所采用的 PLC, 操作钮子开关，模拟各水位开关的动作，运行本控制系统。电气技术课程设计指导书13项目七
13、项目七 机械手动作的模拟机械手动作的模拟一目的一目的了解机械手类生产机械的工作方式和控制要求；学习步进式控制程序的设计方法；实现机械手动作的模拟。二机械结构和控制要求二机械结构和控制要求图中为一个将工件由 A 处传送到 B 处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如
14、图所示，有八个动作，即为：原位 下降 夹紧 上升 右移左移 上升 放松 下降三机械手动作的模拟实验面板图：三机械手动作的模拟实验面板图：上图下框中的 YV1、YV2、YV3、YV4、YV5、HL 分别接 PLC 的输出点；SB1、SB2 分别接 PLC 的输入；SQ1、SQ2、SQ3、SQ4 分别接 PLC 的输入点。上框中的起动、停止用电气技术课程设计指导书14动断按钮来实现，限位开关用钮子开关来模拟，电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。四工作过程分析四工作过程分析当机械手处于原位时，上升限位开关 X002、左限位开关 X004 均处于接通（“1”状态） ，机械手处于松开状态，原位指示灯亮
15、。按下起动按钮，X000 置“1” ，产生移位信号执行下降动作，上升限位开关 X002 断开，原位指示灯灭。当下降到位时，下限位开关 X001 接通，产生移位信号，机械手停止下降，执行夹紧动作，同时起动定时器 T0，延时 1.7 秒。机械手夹紧工件后，T0 动合触点接通，产生移位信号，执行上升动作。机械手继续夹紧工件。当上升到位时，上限位开关 X002 接通，产生移位信号，不再上升，同时执行右移动作。待移至右限位开关动作位置，X003 动合触点接通，产生移位信号，停止右移，执行下降动作。当下降到使 X001 动合触点接通位置，产生移位信号，停止下降，机械手松开工件；同时 T1 起动延时，1.5
16、 秒后，机械手又上升，行至上限位置，X002 触点接通，停止上升，开始左移。到达左限位开关位置，X004 触点接通，机械手回到原位，由于 X002、X004 均接通，完成一个工作周期。再次按下起动按钮，将重复上述动作。五设计实验与步骤五设计实验与步骤1.画出状态流程图2.设计 PLC 应用程序3.按照上面的简图，在 AUTOCAD 中绘制本项目的电气接线图。4.写明自己设计的运行操作步骤；六分析运行情况六分析运行情况电气技术课程设计指导书15利用组态王软件结合所采用的 PLC, 操作钮子开关，模拟动作，运行本控制系统。电气技术课程设计指导书16项目八项目八 四节传送带的模拟四节传送带的模拟一目的一目的通过使用各基本指令，进一步熟练掌握 PLC 的编程和程序调试。二要求二要求有一个用四条皮带运输机的传送
