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1、电气控制与电气控制与PLC课程设计课程设计 设计时间：2012年11月26日12月2日一、课程设计的教学目的及要求一、课程设计的教学目的及要求 通过为期一周的课程设计能使学生加深对所通过为期一周的课程设计能使学生加深对所学课程内容的理解与掌握；训练学生理论联系实学课程内容的理解与掌握；训练学生理论联系实际，系统地应用本课程相关知识解决实际问题的际，系统地应用本课程相关知识解决实际问题的能力。要求学生通过设计能利用所学知识解决一能力。要求学生通过设计能利用所学知识解决一些简单的控制实例。些简单的控制实例。二、设计题目二、设计题目1.自动配料控制系统设计自动配料控制系统设计2.轧钢机控制系统设计轧
2、钢机控制系统设计3运料小车控制系统设计运料小车控制系统设计三、课程设计内容及主要步骤三、课程设计内容及主要步骤1自动配料控制系统设计自动配料控制系统设计（一）设计要求（一）设计要求（1）熟练掌握）熟练掌握PLC的编程和程序调试。的编程和程序调试。（2）了解掌握现代工业中自动配料系统的工作过程和编）了解掌握现代工业中自动配料系统的工作过程和编程方法。程方法。（二）设计说明（二）设计说明系统启动后，配料装置能自动识别货车到位情况及对货车系统启动后，配料装置能自动识别货车到位情况及对货车进行自动配料，当车装满时，配料系统能自动关闭。进行自动配料，当车装满时，配料系统能自动关闭。（1）初始状态）初始状
3、态系统启动后，红灯系统启动后，红灯L2灭，绿灯灭，绿灯L1亮，表明亮，表明允许汽车开进装料。料斗出料口允许汽车开进装料。料斗出料口D2关闭，关闭，若料位传感器若料位传感器S1置为置为OFF（料斗中的物料（料斗中的物料不满），进料阀开启进料（不满），进料阀开启进料（D4亮）。当亮）。当S1置为置为ON（料斗中的物料已满），则停止进（料斗中的物料已满），则停止进料（料（D4灭）。电动机灭）。电动机M1、M2、M3和和M4均均为为OFF。（2）装车控制）装车控制装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为置为ON，红灯信号灯，红灯信号灯L2亮，绿灯亮
4、，绿灯L1灭；同时启动电机灭；同时启动电机M4，经，经过过1S后，再启动启动后，再启动启动M3，再经，再经2S后启动后启动M2，再经过，再经过1S最后启动最后启动M1，再经过，再经过1S后才打开出料阀（后才打开出料阀（D2亮），物料亮），物料经料斗出料。经料斗出料。当车装满时，限位开关当车装满时，限位开关SQ2为为ON，料斗关闭（，料斗关闭（D1亮），亮），1S后后M1停止，停止，M2在在M1停止停止1S后停止，后停止，M3在在M2停止停止1S后停止，后停止，M4在在M3停止停止1S后最后停止。同时红灯后最后停止。同时红灯L2灭，绿灭，绿灯灯L1亮，表明汽车可以开走。亮，表明汽车可以开走。（3
5、）停机控制）停机控制按下停止按钮按下停止按钮SB2，自动配料装车的整个系统终止运行。，自动配料装车的整个系统终止运行。（三）上机调试实验面板图（三）上机调试实验面板图（四）设计步骤（四）设计步骤（1）主电路设计：根据自动配料系统工作过程的需要，）主电路设计：根据自动配料系统工作过程的需要，给出相应电机的容量，设计并计算主电路，包括必要的保给出相应电机的容量，设计并计算主电路，包括必要的保护；（设四台电机均为护；（设四台电机均为7.5千瓦的三相笼型异步电机，额千瓦的三相笼型异步电机，额定电压定电压380伏，效率伏，效率0.8）（2）PLC主机部分设计：（画出输入输出接线）；主机部分设计：（画出输
6、入输出接线）；（3）编程；（）编程；（写出变量表写出变量表画出流程图画出流程图）（4）打开主机电源开关，输入程序并将程序下载到主机）打开主机电源开关，输入程序并将程序下载到主机中；中；（5）启动并运行程序观察工作过程，直到满足设计要求。）启动并运行程序观察工作过程，直到满足设计要求。2.轧钢机控制系统设计轧钢机控制系统设计(一一)设计目的设计目的用用PLC构成轧钢机控制系统，熟练掌握构成轧钢机控制系统，熟练掌握PLC的编程和程序的编程和程序调试方法。调试方法。（二）设计说明（二）设计说明当启动开关当启动开关SD接通，电机接通，电机M1、M2运行，传送钢板，检测运行，传送钢板，检测传送带上有无钢
7、板的传感器传送带上有无钢板的传感器S1的信号（即开关为的信号（即开关为ON），），表示有钢板，电机表示有钢板，电机M3正转（正转（MZ灯亮）；灯亮）；S1的信号消失的信号消失（为（为OFF），检测传送带上钢板到位后的传感器），检测传送带上钢板到位后的传感器S2有信号有信号（为（为ON），表示钢板到位，电磁阀动作（），表示钢板到位，电磁阀动作（YU1灯亮），灯亮），电机电机M3反转（反转（MF灯亮）。灯亮）。Y1给一向下压下量，给一向下压下量，S2信号消信号消失，失，S1有信号，电机有信号，电机M3正转正转重复上述过程。重复上述过程。Q0.1第一次接通，发光管第一次接通，发光管A亮，表示有一向下
8、压亮，表示有一向下压下量，第二次接通时，下量，第二次接通时，A、B亮，表示有两个向下亮，表示有两个向下压下量，第三次接通时，压下量，第三次接通时，A、B、C亮，表示有三亮，表示有三个向下压下量；在个向下压下量；在Q0.1第三次接通断开时，电磁第三次接通断开时，电磁阀阀YU1灯灭，灯灭，“A、B、C”全灭，全灭，“M2”灯亮送走灯亮送走钢板，按下启动开关系统停止工作。钢板，按下启动开关系统停止工作。(三三)上机调试实验面板图上机调试实验面板图（四）设计步骤（四）设计步骤（1）主电路设计：根据轧钢机控制系统工作过程的需要，）主电路设计：根据轧钢机控制系统工作过程的需要，给出相应电机的容量，设计并计
9、算主电路，包括必要的保给出相应电机的容量，设计并计算主电路，包括必要的保护；（设三台电机均为护；（设三台电机均为22千瓦的三相笼型异步电机，额定千瓦的三相笼型异步电机，额定电压电压380伏，效率伏，效率0.8）（2）PLC主机部分设计：（画出输入输出接线）；主机部分设计：（画出输入输出接线）；（3）编程；（）编程；（写出变量表写出变量表画出流程图画出流程图）（4）打开主机电源开关，输入程序并将程序下载到主机）打开主机电源开关，输入程序并将程序下载到主机中；中；（5）启动并运行程序观察工作过程，直到满足设计要求。）启动并运行程序观察工作过程，直到满足设计要求。3运料小车控制系统设计运料小车控制系
10、统设计（一）设计目的（一）设计目的用用PLC构成运料小车控制系统，掌握多种构成运料小车控制系统，掌握多种方式控制的编程。方式控制的编程。（二）设计说明（二）设计说明系统启动后，选择手动方式（按下微动按钮系统启动后，选择手动方式（按下微动按钮A4），通过），通过ZL、XL、RX、LX四个开关的状态决定小车的运行方式。四个开关的状态决定小车的运行方式。装料开关装料开关ZL为为ON，系统进入装料状态，灯，系统进入装料状态，灯S1亮，亮，ZL为为OFF，右行开关，右行开关RX为为ON，灯，灯R1、R2、R3依次点亮，模依次点亮，模拟小车右行，卸料开关拟小车右行，卸料开关XL为为ON，小车进入卸料状态，
11、小车进入卸料状态，XL为为OFF，左行开关，左行开关LX为为ON，灯，灯L1、L2、L3依次点亮，模依次点亮，模拟小车左行。选择自动方式（按下微动按钮拟小车左行。选择自动方式（按下微动按钮A3），系统进），系统进入装料入装料-右行右行-卸料卸料-左行左行-装料循环状态。装料循环状态。（三）上机调试实验面板图（三）上机调试实验面板图：（四）设计步骤（四）设计步骤（1）主电路设计：根据运料小车控制系统工作过程的需）主电路设计：根据运料小车控制系统工作过程的需要，给出相应电机的容量，设计并计算主电路，包括必要要，给出相应电机的容量，设计并计算主电路，包括必要的保护；（设电机为的保护；（设电机为15千
12、瓦的三相笼型异步电机，额定电千瓦的三相笼型异步电机，额定电压压380伏，效率伏，效率0.8）（2）PLC主机部分设计：（画出输入输出接线）；主机部分设计：（画出输入输出接线）；（3）编程；（）编程；（写出变量表写出变量表画出流程图画出流程图）（4）打开主机电源开关，输入程序并将程序下载到主机）打开主机电源开关，输入程序并将程序下载到主机中；中；（5）启动并运行程序观察工作过程，直到满足设计要求。）启动并运行程序观察工作过程，直到满足设计要求。四、课程设计时间安排四、课程设计时间安排课程设计时间共一周，具体安排如下：课程设计时间共一周，具体安排如下：每位学生选择一个设计题目，老师提出相应的设计（
13、半天）每位学生选择一个设计题目，老师提出相应的设计（半天）确定设计方案，计算并选择主要设备及元器件确定设计方案，计算并选择主要设备及元器件（一天）（一天）设计并计算主电路，确定硬件接线及软件编程设计并计算主电路，确定硬件接线及软件编程（两天半）（两天半）撰写课程设计计算说明书撰写课程设计计算说明书 （一天）（一天）五、课程设计的考核方法及成绩评定五、课程设计的考核方法及成绩评定课程设计考核分两项：平时成绩占课程设计考核分两项：平时成绩占50%（包括：（包括：工作态度占工作态度占20、方案合理性占、方案合理性占20、创造性占、创造性占10）；说明书撰写质量占）；说明书撰写质量占50，对学生进行综
14、，对学生进行综合考核。成绩评定采用五级分制。合考核。成绩评定采用五级分制。六、课程设计教材及主要参考资料六、课程设计教材及主要参考资料1 王永华王永华.现代电气控制及现代电气控制及PLC应用技术应用技术.北京：北京：北京航空航天大学出版社，北京航空航天大学出版社，20042 何衍庆何衍庆.可编程控制器原理与应用技巧可编程控制器原理与应用技巧.化学工化学工业出版社业出版社,20023 陈在平陈在平.可编程控制器技术与应用系统设计可编程控制器技术与应用系统设计.北北京：机械工业出版社，京：机械工业出版社，20024 陈立定陈立定.电气控制与可编程控制器电气控制与可编程控制器.华南理工大华南理工大学出版社学出版社,20025 邓则名邓则名.电器控制与可编程控制器应用电器控制与可编程控制器应用.机械工机械工业出版社业出版社,2000七、器件选型的基本原则及相关器件简介七、器件选型的基本原则及相关器件简介可编程控制器的选择主要考虑以下几个因素：可编程控制器的选择主要考虑以下几个因素：1、PLC功能与控制要求相适应；功能与控制要求相适应；2、存储容量；、存储容量；3、I/O点数点数 必要时留有一定的裕量；必要时留有一定的裕量；4、价格方面；、价格方面；5、PLC的输入、输出方式；的输入、输出方式；6、是否选用扩展单元。、是否选用扩展单元。