综合自动化课程设计题目.docx
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综合自动化课程设计题目
1、自动售货机
用PC对自动售货机进行控制，根据要求，写出梯形图及指令表。
工作要求：
（1）此售货机可投入1元、5元或1O元硬币。
（2）当投入的硬币总值超过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，汽水及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，这段时间内，汽水指示灯闪动。
（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，这段时间内，咖啡指示灯闪动。
（5）若投入硬币总值超过按钮所需的钱数（汽水12元，咖啡15元）时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。
2、花式喷水如图所示，第一花样配以绿灯，第二花样配以蓝灯，第三花样配以黄灯，第四花样配以红灯。
在花样确定的前提下，可以通过修改程序或者改变外接的控制开关的时间，就可改变控制方式，达到显现各种复合花样的要求。
控制要求：
按下起动按纽XO且X2一直接通，则第一花样输出且绿灯亮；1分钟后，第二花样输出且蓝灯亮；到2分钟时，第三花样输出且黄灯亮；到3分钟时，第四花样输出且红灯亮。
即各延时1分钟后，第1---4花样相继显现并一直保持1—4种花样同时显现。
若XO按下后，X2仅接通1分钟，则1—4花样轮流显现1分钟，然后暂停1分钟，如此循环。
1、某工厂有一油料循环系统，如图所示。
控制要求如下：
（1）当起动按钮按下时，泵1、2通电运行，由泵1将油从循环槽打入淬火槽，经沉淀槽，
再由泵2打入循环槽，运行15分钟后，泵1、2停。
（2）在泵l、2运行期间，当沉淀槽液位到达高液位时，液位传感器SLl接通，此时泵l停，泵2继续运行1分钟。
（3）在泵1、2运行期间，当沉淀槽液位到达低液位时，液位传感器SL2接通，此时泵2停，泵1继续运行1分钟。
（4）按下停止按纽时，泵1、2停。
4、设计一节日礼花弹引爆程序。
礼花弹用电阻点火引爆器引爆。
为实现自动引爆，以减轻工作人员频繁操作的负担，保证安全，提高动作的准确性，要求编制以下两种控制程序：
（1）1--12个礼花弹，每个引爆间隔为0.1S；13--14个礼花弹，每个引爆间隔为0.2s。
（2）1—6个礼花弹引爆间隔为O.1S，引爆完后停lOs，接着7—12个礼花弹引爆，间隔为0.1S，引爆完后又停lOs，接着13—18个礼花弹引爆，间隔为0.1s，引爆完后再停lOs，接着19—24个礼花弹引爆，间隔为0.1S。
引爆用一个引爆起动开关控制。
5、在氯碱生产中，碱液的蒸发、浓缩过程往往伴有盐的结晶，因此需要采取措施对盐、碱进行分离，目前大部分厂家均采用以离心机为主体的分离系统。
分离过程是一顺序循环过程，共分6个工步：
进料、甩料、洗盐、升刀、间歇、清洗，靠6个电磁阀完成上述动作，并要求前5个工作连续循环8次后方可进入清洗工步，待清洗完毕后再进入下一次大循环。
分离过程的流程图如图所示。
试设计控制程序，要求画出状态转移图、梯形图及语句表。
6、金属压铸机工作示意图如图所示，压铸机的动作由液压油缸推动，执行元件为电磁阀。
其工艺流程如下：
（1）原位：
模板在开模确认位置，开模确认限位开关SQ2闭合；洗模嘴上升归位，喷嘴归位限位开关SQ5闭合。
（2）关模：
有起动信号按下后，关模电磁阀YVO通电，模板右移。
（3）射出：
当模板右移到位，关模确认限位开关SQ3闭合，射出电磁阀YV5通电，射出活塞左移，将金属射入模内。
（4）冷却：
射出活塞自动归位，射出确认限位开关SQ4闭合，冷却电磁阀YV4通电，利用冷却水成型。
（5）开模：
延时5S待工件冷却后，开模电磁阀YV1通电，模板左移，工件自动顶出。
（6）洗模：
模板左移到位，开模确认限位开关SQ2闭合，喷嘴下移电磁阀YV2、喷嘴液电磁阀YV3均通电，喷嘴下移并喷洗模液。
（7）复位：
喷嘴下移到位，喷嘴下限限位开关SQ6闭合，喷嘴上移电磁阀通电，喷嘴上升回原位。
压铸机有两种操作方式：
（1）单周期操作：
按下起动按纽，压铸一个工件，即经过关模、射出、冷却、开模、洗模、复位一个循环后，等待下一次起动信号来，再压铸一个工件。
（2）自动连续操作：
按下起动按纽，自动循环作业，连续压铸工件，直至停止按纽按下，才停止作业。
7、冲床工作示意图如图所示。
初始状态时，机械手在最左边，左限位开关X4接通，冲头在最上面，上限位开关X3接通；机械手松开（YO断开）。
其工作过程如下：
（1）按下起动按纽，YO接通，机械手夹紧工件并保持。
（2）1S后Y1接通，机械手右行。
（3）机械手右行到位接通右限位开关X1，冲头下行（Y3接通），加工工件。
（4）工件加工后，下限位开关X2接通，冲头上行（Y4接通），上行到位时，上限位开关X3接通，冲头回到初始位置。
（5）机械手左行（Y2接通）。
（6）机械手左行到位，接通左限位开关X4，机械手松开工件（YO断开），机械手回到初始状态。
冲床要求设置单周期和自动连续两种操作方式。
画出控制系统状态转移图，写出梯形图和语句表。
8、全自动洗衣机实物示意图、控制要求流程图如图所示。
高、低水位开关分别用于检测高、低水位；起动按纽用来起动洗衣机工作，停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警，排水按纽用来实现手动排水。
9、某燃油锅炉示意图如下：
燃油经燃油预热器预热，由喷油泵经喷油口打入锅炉进行燃烧。
燃烧时，鼓风机送风，喷油口喷油；点火变压器接通（子火燃烧）；瓦斯阀打开（母火燃烧），将燃油点燃。
点火完毕，关闭子火与母火，继续送风、喷油，使燃烧继续。
锅炉的进水、排水分别由进水阀、出水阀执行。
上、下水位分别由上限、下限水位开关检测。
蒸汽压力由蒸汽压力开关检测。
控制要求如下：
（1）起动：
该锅炉的燃烧按一定时间间隔顺序起燃。
其起燃顺序为：
燃油预热，1分钟后送风，同时子火、母火燃烧；5秒后，喷油；再过5秒，子火、母火关闭，起动过程结束。
（2）停止：
停止燃烧时，要求：
燃油预热、喷油关闭，送风（将杂质、废气吹去）；20秒后，送风停止（清炉停止）。
（3）异常状况自动关火：
锅炉燃烧过程中，当出现异常状况时（即蒸气压力超过允许值，或水位超过上限，或水位低于下限），能自动关火进行清炉；异常状况消失后，又能自动按起燃顺序重新点火燃烧。
即：
异常状况时，进行清炉过程（燃油预热、喷油关闭，送风）；间隔20秒，清炉停止，若异常状况消失，则开始起燃过程。
（4）锅炉水位控制：
锅炉工作起动后，当水位低于下限时，进水阀打开，排水阀关闭；当水位高于上限时，排水阀打开，进水阀关闭。
10、电收尘广泛用于冶炼、化工、建筑材料等行业，它可以在高温下对细微的烟尘颗粒进行收集，以达到净化高温烟气的目的。
图示电路是一个八电场电收尘阳极振打装置示意图，1M--8M为8个阳极振打电机，YM1、YM2为电动阀门，9M、1OM为电动阀门电机，可以正反转，以完成YM1、YM2的打开与关闭；SQ1、SQ2分别是YMI的开门、关门限位开关，SQ3、SQ4分别是YM2的开门、关门限位开关。
其控制要求见流程图。
电收尘振打装置的起动、停止由起动按纽和停止按纽操作，按起动按纽后按流程图的顺序自动循环；按停止按纽后，无论振打进行到哪一步，都全部停止。
l1、十字路口交通正常时序控制加急车强通控制（步进）
图示为城市十字路口交通信号灯示意图。
在十字路的东、西、南、北方向装设红、绿、黄灯。
红、绿、黄灯按照一定时序轮流发亮。
控制要求如下：
本系统要求实现正常时序控制及急车强通控制两种控制方式。
（1）正常时序控制图如下图所示，其控制要求如下：
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。
先南北红灯亮，东西绿灯亮。
南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯亮，并维持20秒。
到20秒时，东西绿灯闪亮，绿灯闪亮周期为1秒（亮O.5秒，灭O.5秒）。
绿灯闪亮3秒后，东西黄灯亮，并维持2秒。
到2秒时，东西黄灯灭，东西红灯亮，同时南北红灯灭，南北绿灯亮。
东西红灯亮维持30秒，南北绿灯亮维持25秒。
到25秒时，南北绿灯闪亮3秒后灭，南北黄灯亮，并维持2秒。
到2秒时，南北
黄灯灭，南北红灯亮，同时东西红灯灭，东西绿灯亮开始第二周期的动作。
以后周而复始地循环。
当起动开关断开时，所有信号灯熄灭。
（2）急车强通控制
急车强通控制时序图如下图所示。
其控制要求如下：
急车强通信号受急车强通开关控制。
无急车时，信号灯按正常时序控制。
有急车来时，将急车强通开关接通，不管原来信号灯的状态如何，一律强制让急车来车方向的绿灯亮，将急车放行，直至急车通过为止。
急车一过，将急车强通开关断开，信号灯的状态立即转为急车放行方向上的绿灯闪3次，随后按正常时序控制。
急车强通信号只能响应一路方向的急车，若两个方向先后来急车，则响应先来的一方，随后再响应另一方。
L2、自动定时搅拌机如图所示。
初始状态控制A阀门关闭，B阀门打开，开始进料。
当罐内的液面上升到一定高度，传感器SL1接通，关闭B阀门，同时起动搅拌电机M，开始搅拌。
搅拌5分钟后，停止搅拌，打开A阀门。
当罐内液面下降到一定位置，液面传感器SL2断开，关闭A阀门，又重新打开B，又进一次料，重复上述过程，完成自动定时搅拌。
13、某自动生产线，有一小车用电机拖动，电机正转，小车前进，电机反转，小车后退，如图所示。
要求在第一次信号来后小车前进，碰到限位开关A后退，退到原位0停止；第二次信号到来后再前进，碰到限位开关B后退，退到原位0停止；第三次信号到来后又前进，碰到限位开关C后退，退到原位O停止；第四次信号到来后又前进，碰到限位开关D后退，退到原位O停止。
第五次信号到来后与第一次信号来时情况一样，碰到限位开关A后退，如此反复循环。
13、加热反应炉结构如图所示，反应炉加热工艺如下：
第一阶段送料控制
（1）检测下液面SL2、炉内温度ST、炉内压力SP是否小于给定值（即均为逻辑O）；
（2）若小于给定值，则开启排气阀YVl、进料阀YV2；
（3）当液位上升到上液面SLl时，关闭YV1、YV2；
（4）延迟20秒，开启氮气阀YV3，氮气进入反应炉，炉内压力上升；
（5）当压力上升到给定值时，即SP=1，关闭氮气阀。
第二阶段加热反应控制
（1）交流接触器KM带电，接通加热反应炉发热器EH的电源；
（2）当温度上升到给定值时，即ST=1时，切断加热器电源，KM失电。
（3）延迟10分钟，加热过程结束。
第三阶段泄放过程
（1）打开排气阀，使炉内压力降到预定的最低值（SP=0）；
（2）打开泄放阀，当炉内溶液下降到下液面（SL2=0）时，关闭泄放阀、排气阀。
系统恢复到原始状态，准备进入下一循环。
若用PC控制，试画出PC的I／O连接图，设计出梯形图及指令表。
14、图为三层电梯工作示意图。
电梯上、下由一台电机驱动。
每层楼设有呼叫按纽、呼叫指示灯和到位行程开关。
电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向呼叫均无效（简称“不可逆响应”）。
响应呼叫时，呼叫指示灯亮。
电梯动作要求见表。
三层楼电梯轿外按钮控制的动作要求
序号
输入
输出
原停楼层
呼叫楼层
运行方向
运行结果
1
1
3
升
上升到3层停
2
2
3
升
同上
3
3
3
停
呼叫无效
4
1
2
升
上升到2层停
5
2
2
停
呼叫无效
6
3
2
降
下降到2层停
7
1
1
停
呼叫无效
8
2
1
降
下降到1层停
9
3
1
降
同上
10
1
2、3
升
先升到2层暂停2S后，再升到3层停
11
2
先1后2
降
下降到1层停
运行中，后发反方向呼叫信号无效
12
2
先3后1
升
上升到3层停
13
3
2、1
降
先降到达层暂停2S后，再降到期层停
14
任意
任意
任意
各楼层运行时间必须小于10S，否则自动停车
注：
响应呼叫楼层时，呼叫楼层呼叫指示灯亮；电梯到达呼叫楼层时，呼叫指示灯灭；呼叫无效时，呼叫楼层呼叫指示灯不亮。
设计要求:
1、了解被控对象的功能和生产过程对控制系统的要求，确定PLC控制系统的总体设计方案。
2、根据信号类型，确定PLC选型与硬件配置，并设计外围接线图。
3、在硬件设计基础上，通过控制程序的设计完成系统的各项控制功能。
4、对设计的控制程序进行模拟调试及修改，保证系统工作正常、安全、可靠。
5、系统调试完成后，根据（模拟）调试的结果，整理出完整的技术文件，如硬件接线图、功能图表、带注释的梯形图，以及必要的文字说明等，最终完成设计说明书一篇，应具备中文摘要、关键词、参考文献等（具体要求如下）。
6、设计说明书要求最迟在12月31日之前教导指导老师处。
设计说明书主要内容：
（1）摘要
（2）目录
（3）前言
（4）总体方案确定（根据技术要求说明总体方案选择、设计依据及最终确定，给出系统总体框图）
（5）控制系统硬件设计（包括I／0信号定义，I／0接线图，PLC选型说明，外围硬件选择等）
（6）控制系统软件设计（包括程序框图，编程语言选择，程序设计的综合说明，具体控制程序及简单注释等）
（7）系统仿真调试说明（程序运行结果分析，或仿真调试过程记录与分析等）
（8）设计心得（设计过程的总结及改进想法等）
（9）参考文献
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