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1、可编程控制器课程设计指导书主编：王哲一、课程设计的目的PLC课程设计是与专业课可编程控制器相配套的一门重要的实践课程，是理论与实践相结合的一个重要教学环节，其目的是培养学生对可编程控制器的应用能力，同时通过课程设计使学生了解和掌握PLC应用系统的设计过程、方法及实现，为以后设计和实现PLC应用系统打下良好基础。二、课程设计内容课程设计以“课程设计任务书”的形式下达给学生，课题由任课教师决定或学生自主选题。教师在编程课程设计任务书时，要充分理解本课程完成后最终要到达的专业技能，要充分考虑学院现有的实践实训硬件条件，切不可脱离实际，课程设计的主要目的是培养学生PLC基本应用的能力， 因此课程设计的
2、课题的设置要围绕提高学生动手能力进行，课题不求复杂求全面，并尽可能多地涉及实际。课程设计必须完成以下技术资料：1. 完成PLC电气控制原理图设计（原理图）；2. 完成PLC梯形图编程；3. 完成PLC及相关电器选择（明细表）；4. 完成设计报告。三、设计题目 选题1、花样喷泉控制设计1、工作过程说明：在游人和居民经常光顾的场所，如公园、广场、旅游景点及一些知名建筑前，经常会修建一些喷泉供人们休闲、观赏。这些喷泉按一定的规律改变喷水式样，如果再与五颜六色的灯光相配合，在和谐优雅的音乐中，更使人心旷神怡，流连忘返。某广场的花式喷泉示意图如下图所示。在上图中，4号为中间喷头，3号为内环状喷头，2号为
3、外环形状喷头，1号为外环形状喷头。2、控制要求说明：一、按下启动按钮，喷泉控制装置开始工作；按下停止按钮，喷泉控制装置停止工作。二、喷泉的工作方式由花样选择开关和单步/连续开关决定。三、当单步/连续开关在单步位置时，喷泉只能按照花样选择开关设定的方式，运行一个循环。四、花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样，现考虑四种喷水花样。1） 花样选择开关在位置1时，按下启动按钮后，4号喷头喷水，延时2s后，3号喷头喷水，再延时2s后，2号喷头喷水，又延时2s后，1号喷头喷水。18s后，如果为单步工作方式，则停止下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。2 ）花样选择开关在位置2时，按下启动按钮后，1号喷头
4、喷水，延时2s后，2号喷头喷水，再延时2s后，3号喷头喷水，又延时2s后，4号喷头喷水。30s后，如果为单步工作方式，则停止下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。3）花样选择开关在位置3时，按下启动按钮后，1、3号喷头同时喷水，延时3s后，2、4号喷头喷水，1、3号停止喷水。如此交替运行15s后，4组喷头全喷水，30s后，如果为单步工作方式，则停止下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。4）花样选择开关在位置4时，按下启动按钮后，按照1234的顺序，依次间隔2s喷水，然后一起喷水。30s后，按照1234顺序，分别延时2s，依次停止喷水。再经1s延时，按照4321的顺序，依次间隔2s喷水，
5、然后一起喷水。 30s后停止。如果为单步工作方式，则停止下来。如果为连续工作方式，则继续循环下去。选题2、基于S7-200的六人投票机系统设计1、系统工作过程说明：如下图所示，为一个六人投票机系统模拟图，即六人对对象进行投票，开关接通，表示赞成，开关打开表示反对，若反对人数较多，则表示没通过；若赞成人数较多，则表示通过；若赞成与反对人数相等，则表示同票，重新投票。图1 六人投票机2、设计要求说明1、按下“启动”开关，开始计时，必须在5s的时间内完成投票，赞成则按下投票按钮，指示灯亮，表示投票成功；不赞成则不按投票按钮。2、5s后投票停止后，存储器中的结果为最终结果。将结果进行比较，并显示投票结
6、果。投票结果用三个灯（Y0,Y1,Y2）显示，Y0表示通过，Y0闪烁表示全票通过，Y1表示没通过，Y2表示同票。3、当投票结果显示后，就不再接受任何信息，即使再投票，仍然不会改变其结果。4、按下复位开关，所有的投票灯立即熄灭，结果清零，可进行再次投票。5、主持人按下停止按钮，系统停止工作。选题3 、十字路口交通信号灯PLC控制系统设计控制要求说明：1、用PLC控制十字路口交通信号灯，系统工作受开关控制，启动开关“ON”则系统开始工作，启动开关“OFF”则系统停止工作，所有灯关闭。2、主支干道交替通行，主干道每次放行20S，支干道每次放行12S，每次绿灯变红灯前黄灯亮4S，此时另一干道上红灯不亮
7、；3、主干道绿灯和黄灯亮的时间等于支干道红灯亮的时间，支干道绿灯和黄灯亮的时间等于主干道红灯亮的时间；4、主干道黄灯亮时，支干道红灯以1HZ的频率闪烁，支干道黄灯亮时，主干道红灯以1HZ的频率闪烁；5、主支干道信号灯亮时，需配合有时间显示；选题4、三工位旋转工作台三工位旋转工作台其工作示意如图所示。三个工位分别完成上料、钻孔和卸件。（1）动作特性工位1：上料器推进，料到位后退回等待。工位2：将料夹紧后，钻头向下进给钻孔，下钻到位后退回，退回到位后，工件松开，放松完成后等待。工位3：卸料器向前将加工完成的工件推出，推出到位后退回，退回到位后等待。（2）控制要求通过选择开关可实现自动运行、半自动运
8、行和手动操作。1）用选择开关来决定控制系统的全自动、半自动运行和手动调整方式。2）手动调整采用按钮点动的控制方式。3）系统处于半自动工作方式时，每执行完成一个工作循环，用一个起动按钮来控制进入下一次循环。4）系统处于全自动运行方式时，可实现自动往复地循环执行。选题5、全自动洗衣机全自动洗衣机通过三个开关 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
9、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。 选题6、饮料罐装生产流水线控制系统控制要求：（1） 系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直
10、保持到停止开关动作或罐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） 当瓶子定位在罐装设备下时，停顿1秒，罐装设备开始工作，罐装过程为5秒钟，罐装过程应有报警显示，5秒后停止并不再显示报警（3） 用两个传感器和若干个加法器检测并记录空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，必须记录空瓶数和满瓶数，设最多不超过瓶（4） 可以手动对计数值清零（复位）选题7、自动售货系统1该自动售货机可投入1元、5元或10元的硬币(这里讲的钱币是一种假定情况)。 2当投入的硬币总值等于或超过12元时，汽水按钮指示灯亮；又当投入的硬币总值超过15元时
11、，汽水、咖啡按钮指示灯都亮。 3，当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出7秒后自动停止，在汽水排出7秒的同时汽水指示灯作闪烁动作。 4当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮则咖啡排出7秒后自动停止，同时咖啡按钮指示灯泡闪烁7秒。5若投入硬币总值超过按钮所需钱数(汽水12元、咖啡l 5元)时，找钱指示灯亮选题8、电镀流水线的PLC控制电镀生产过程是由人工将待加工零件装入吊篮(或挂钩上)，在发出信号后，起吊设备便提升并逐段前进，按工艺要求，在需要停留的槽位上停止，并自动下降，下降到位并且停留一段时间(电镀)后，自动提升。如此完成电镀工艺规定的每一道工序后，返回起吊位置，卸下加工好的零件，为下一次加工做好准
12、备。电镀系统结构示意图如图3-1所示。图3-1 电镀系统结构示意图1. 镀槽 2.第一电解液回收槽 3.第一电解液回收槽4.第三电解液回收槽 5.挂件架 6. 吊钩 7. 行车图3-2 电镀工艺流程示意图2控制要求电镀流水线顺序控制系统的动力配置两台电动机。行车架前的后移动由行车电动机MA1 控制，其功率为4kW；提升电动机MA2控制吊钩上升与下放，其功率为2.5 kW。吊钩上升，提起待镀工件，其上升高度由行程开关控制。(1) 手动调试和检修 SF0手柄指向左45时，接点SF0-1接通，通过SF1、SF2控制按钮，行车架前后移动，通过SF3、SF4控制按钮，吊钩上升与下放，以便于系统调试和检修
13、。有超限保护。(2) 自动/停车功能 SF0手柄指向右45时，接点SF0-2接通，按下自动启动按钮SF5，自动运行。 行车架携待镀工件向前运动至槽上方，由行程开关控制其停止向前运动。 吊钩下放到一定位置，停车，待镀工件浸入槽内2min。 吊钩提升待镀工件到位后停止，在镀槽上方停30s。 行车架携工件运动至第一电镀液回收槽上方，由限位开关控制停止。 吊钩下放，其工作情况与3过程相同，浸入槽内时间为32s。 与4过程相同，停留时间为16s。 以后工作重复上述过程；电镀工艺流程图如图3-2 所示。先将待镀工件放人槽内2min，然后提起悬停30s，随后放人第一电镀液回收槽内浸32s，提起悬停16s，再
14、放人第二电镀液回收槽内浸32s，提起悬停16s，如此循环直到加工过程结束。 整个过程为：从原始位置开始，行车7停在挂件架5前，挂件架放在固定支架上，由操作人员将待镀工件挂在挂具上，吊钩6勾住挂件架然后启动系统工作(见图3-2)。四、课程设计成绩考核本课程根据培养计划要求独立计成绩，成绩由三部分构成：平时10；结果演示回答问题50；设计报告40。设计报告需上交打印版及电子版附录1：课程设计报告格式规范设计报告是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于4000字。一、报告基本格式报告采用打印；打印时正文采用A4纸、小四号宋体，页边距均为20mm，行间距采用20磅。文中标题采用四号宋体加粗，标题分
15、级。二、报告结构及要求1、封面包括：设计题目、系(部)、班级、指导教师及专业等项。2、目录要求层次清晰，给出标题及页码。其最后一项是无序号的“参考文献”。3、正文正文应按照目录所定的顺序依次撰写，要求表述准确，论述清楚、简练、通顺，插图清晰，书写整洁。文中图、表及公式应规范地绘制和标注。正文内容安排参考：摘要xx一 绪论（引言）xx二 系统分析及硬件设计xx三 系统软件设计xx四 系统调试xx总结.xx4、参考文献引用格式(1)期刊杂志： 作者姓名:所引用的文章的题目，杂志名称，杂志出版年份，期号。(2)著作:作者、编者姓名:著作名称，出版社名称，出版年份第几版，引文所在的页码。附录2：规定封面 PLC课程设计报告 设计题目： 姓 名： 指导教师： 院 系： 信息工程学院 专 业： 自动化