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1、电气控制技术与plc课程设计指导书 课程设计 2周 一、课程设计目的通过课程设计使学生掌握可编程序控制器（PLC）的基本工作原理、指令系统、硬件连接，使学生掌握使用可编程序控制器的基本方法，锻炼学生的对PLC的编程能力，用可编程序控制器解决电气控制问题的能力。 二、课程设计的基本要求要求学生理解并掌握可编程序控制器（PLC）的基本工作原理及基本结构、PLC的运行方式、外部接线及编程方法，训练学生的独立编程能力及用PLC解决现场控制问题的能力。要求学生能根据现场控制要求，自主编程和调试程序，全面建立起用PLC解决一个实际问题的全过程的概念 三、课程设计的主要内容1 熟练编程软件的使用；2 熟悉P
2、LC的结构及实验设备的使用；3 能熟练的使用PLC的基本逻辑指令与顺控指令编写顺控程序； 4 能用PLC的功能指令、程序控制指令、PID指令等编写有模拟量控制要求的程序。四、课程设计题目：1装配流水线控制的模拟2机械手动作的模拟实现；3步进电动机控制的模拟；4轧钢机控制系统模拟；5加工中心模拟实验；6四层电梯控制系统的模拟；（暂时不做）7温度PID控制； 8. 基于PLC通信方式的变频器开环调速;（可选）9. 基于触摸屏的LED数码显示控制;(可选)10. 基于触摸屏的温度PID控制。（可选） 11.病床呼叫器的PLC控制模拟； 12.花式喷泉的PLC控制； 13.彩灯广告屏的PLC控制五本次
3、课程设计说明113个题目有难度区别。其中，前10个在PLC说明书有参考程序，后3个没有；按题目排列顺序，难度大致是依次从小到大。2课程设计题目必须从上述12个项目中选择；3 每组学生不超过3人；同一个题目，每班不能超过2组选择；4 难度等级与课程设计成绩挂钩；5 每组学生在课程设计完成后，写出课程设计报告；6 教师根据学生的课程设计实际操作情况、题目难度等级、课程设计报告书写情况三方面的综合，给出学生的课程设计分数等级。六题目介绍：（一）装配流水线控制的模拟1. 设计任务：完成装配流水线的PLC控制。2.控制要求：传送带共有十六个工位，工件从1号位装入，分别在A（操作1）、B（操作2）、C（操
4、作3）三个工位完成三种装配操作，经最后一个工位后送入仓库；其它工位均用于传送工件。3.设计内容：1）计算输入输出点，编写I/O对应表及内部元件使用表；2). 编写PLC控制程序，要求可以实现手动、单周期及连续工作3种操作方式；3）完成实验所需要的硬件接线；4）利用实验台上的开关、按钮、小指示灯等，模拟演示其工作过程；5）完成课程设计报告。（二）机械手动作的模拟实现；1. 设计任务：用PLC程序及实验台来实现机械手动作的模拟。2.控制要求：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
5、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，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：启动、停止用按钮实现，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。3.设计内容：1）计算输入输出点，编写I/O对应表及内部元件使用表；2). 编写PLC控制程序，要求可以实现手动、单周期及连续工作3种操作方式；3）完成实验所需要的硬件接线；4）利用实验台上的开关、按钮、小指示灯等，模拟演示其工作过程；5）完成课
6、程设计报告。（三）步进电动机控制的模拟1. 设计任务：模拟步进电机的工作，用 PLC控制。2.控制要求：对五相步进电动机五个绕组依次自动实现如下方式的循环通电控制：第一步：ABCDE第二步：AABBCCDDEEA第三步：ABABCBCBCDCDCDEDEDEA第四步：EAABCBCDCDEDEA用灯光的亮与灭用以模拟步进电机五个绕组的导电状态。3.设计内容：1）计算输入输出点，编写I/O对应表及内部元件使用表；2). 用状态转移及顺控指令编写PLC控制程序。；3）完成实验所需要的硬件接线；4）在实验台上的挂箱上模拟演示其工作过程；5）完成课程设计报告。（四）轧钢机控制系统模拟1. 设计任务：用
7、PLC实验台模拟轧钢机控制系统。2.控制要求：当启动按钮SD按下，电机M1、M2运行，传送钢板，检测传送带上有无钢板的传感器S1的信号（即开关为ON），表示有钢板，电机M3正转（MZ灯亮）；S1的信号消失（为OFF），检测传送带上钢板到位后的传感器S2有信号（为ON），表示钢板到位，电磁阀动作（YU1灯亮），电机M3反转（MF灯亮）。Y1给一向下压下量，S2信号消失，S1有信号，电机M3正转重复上述过程。Y1第一次接通，发光管A亮，表示有一向下压下量，第二次接通时，A、B亮，表示有两个向下压下量，第三次接通时，A、B、C亮，表示有三个向下压下量，若此时S2有信号，则停机，须重新启动。3.设计内
8、容：1）计算输入输出点，编写I/O对应表及内部元件使用表；2). 编写PLC控制程序，要求可以实现单周期及连续工作2种操作方式；3）完成实验所需要的硬件接线；4）利用实验台上的开关、按钮、小指示灯等，模拟演示其工作过程；5）完成课程设计报告。（五）加工中心模拟实验1. 设计任务：.了解加工中心的工作情况，利用PLC实验台模拟对加工中心的控制。2.控制要求：对整个实验过程实现自动模拟演示。加工中心由X轴、Y轴、Z轴模拟加工中心三坐标的六个方向进给运动。围绕T1-T6刀具，分别运用X轴的左右运动；Y轴的前后运动；Z轴的上下运动实现整个过程的演示。在X、Y、Z轴运动中、别用DECX、DECY、DEC
9、Z按钮模拟伺服电机的反馈控制。用X左、X右拨动开关模拟X轴的左、右方向限位；用Y前、Y后模拟Y轴的前、后限位；用Z上、Z下模拟刀具的退刀和进刀过程中的限位现象。T1、T2、T3为钻头，用其实现钻功能；T4、T5、T6为铣刀，用其实现铣刀功能。刀具转换顺序：T1钻头T2钻头T3钻头T4铣刀T5铣刀T6铣刀3.设计内容：1）计算输入输出点，编写I/O对应表及内部元件使用表；2). 编写PLC控制程序，要求可以实现单周期及连续工作2种操作方式；3）完成实验所需要的硬件接线；4）利用实验台上的开关、按钮、小指示灯等，模拟演示其工作过程；5）完成课程设计报告。（六）四层电梯控制系统的模拟1. 设计任务：
10、编写用PLC控制四层电梯运行的程序，在模型上完成模拟演示。2. 控制要求电梯由安装在各楼层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵。电梯轿厢内设有楼层内选按钮S1S4，用以选择需停靠的楼层。L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示、L4为四层指示，SQ1SQ4为到位行程开关。电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。例如，电梯停在一层，在三层轿厢外呼叫时，必须按三层上升呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从一层运行到三层），按三层下降呼叫按钮无效；反之，若电梯停在四层，在三层轿厢外呼叫时，必须按三层下降呼叫按钮，电梯才响应呼叫（从四层运行到三层），按三层上升呼叫按钮
11、无效。3.设计内容：1）计算输入输出点，编写I/O对应表及内部元件使用表；2). 编写PLC控制程序；要求可以自动关门和手动关门；3）完成实验所需要的硬件接线；4）利用实验台上的开关、按钮、小指示灯等，模拟演示其工作过程；5）完成课程设计报告。（七）温度PID控制1. 设计任务：用Pt100检测温度，用PLC实现温度控制。采用PID算法。2. 控制要求 给加热器设定一个温度给定值，经过一段时间的加热，要求加热器温度基本可以稳定在该值上。3. 设计内容：1）掌握PLC模拟量输入输出模块的使用；2). 掌握PLC中PID指令的使用；利用PID指令编写PLC控制程序； 3）完成实验所需要的硬件接线；
12、4）利用实验台上的挂件模拟演示其控制过程；5）完成课程设计报告。（八）. 基于PLC通信方式的变频器开环调速;（可选）1. 设计任务：利用PLC与变频器实现电机开环调速；2. 控制要求可以使用USS协议，实现变频器与PLC之间的通讯，对电机实现调速控制。3. 设计内容：1） 了解USS协议，了解变频器的使用；2). 参考实验说明，连接变频器和PLC，编写PLC控制程序，并进行变频器的参数设置； 3）完成实验所需要的接线；4）用小电机及实验台上的挂件演示运行情况；5）完成课程设计报告。（九）. 基于触摸屏的LED数码显示控制;(可选)1. 设计任务：利用PLC与触摸屏实现LED数码显示。2. 控
13、制要求循环模式：系统启动时八组LED指示灯一段段的显示，次序为AH；随后显示数字和字符，次序为09AF，并循环不止；单字模式：触动键盘区的数字或字符时，LED指示灯显示相应的数字和字符并保持不变。3. 设计内容：1）了解触摸屏的使用，了解触摸屏与PLC的通讯，了解触摸屏的组态；2). 参考实验说明，编写PLC控制程序，进行触摸屏的组态设置，连接触摸屏和PLC； 3）完成实验所需要的接线；4）用实验台上的触摸屏挂件演示运行情况；5）完成课程设计报告。（十）. 基于触摸屏的温度PID控制。（可选）1. 设计任务：利用PLC与触摸屏实现PID温度控制。2. 控制要求给加热器设定一个温度给定值，经过一
14、段时间的加热，要求加热器温度基本可以稳定在该值上。3. 设计内容：1）了解触摸屏的使用，了解触摸屏与PLC的通讯，了解触摸屏的组态；2). 参考实验说明，编写PLC控制程序，完成触摸屏的组态，连接触摸屏和PLC； 3）完成实验所需要的接线；4）用实验台上的触摸屏挂件演示运行情况；5）完成课程设计报告。（十一）.病床呼叫器的PLC控制模拟；1. 设计任务：用PLC控制病床呼叫按钮的响应。2. 控制要求 假设有3个房间，每个房间四个床位。 当某个病床按下按钮，护士房的蜂鸣器发出短促音，同时指示灯闪烁（频率自定）。当护士按下响应按钮，蜂鸣器停止，指示灯在一段时间（可自定）后熄灭。 如果同时有多个呼叫信号，护士房的蜂鸣器和指示灯仍要工作，直到对应的响应按钮被按下。3. 设计内容：1）计算输入输出点，编写I/O对应表及内部元件使用表；2). 编写PLC控制程序；3）完成实验所需要的硬件接线；4）利用实验台上的开关、按钮、小指示灯等，模拟演示其工作过程；5）完成课程设计报告。（十二）.花式喷泉的PLC控制；1. 设计任务：用PLC控制一个花式喷泉。2. 控制要求 喷泉有四种花样，四个喷头，分别为1、2、3、4号。 按下启动按钮，喷泉开始工
