《电器控制与PLC技术》课程设计与工程实践课题集文档格式.docx

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PLC在三面铣组合机床控制系统中的应用

课题17：

PLC在车镗专机控制系统中的应用

十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试

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一、控制要求：

1．系统工作受开关控制，起动开关ON则系统工作；

起动开关OFF则系统停

止工作。

2．控制对象有八个：

东西方向红灯两个,南北方向红灯两个，

东西方向黄灯两个,南北方向黄灯两个，

东西方向绿灯两个,南北方向绿灯两个，

东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。

3．控制规律：

1）高峰时段按时序图二（见附图）运行，正常时段按时序图三（见附图）运行，晚上时段按提示警告方式运行，规律为：

东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮0.4秒，暗0.6秒的规律反复循环。

2）高峰时段、正常时段及晚上时段的时序分配按时序图一运行（见附图）。

二、课题要求：

1．按题意要求,画出PLC端子接线图、控制梯形图。

2．完成PLC端子接线工作,并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。

3.完成课程设计说明书

三、答辩问题：

1．正常时段6:

30的起始时间改为5:

30，梯形图作如何改动?

2．高峰时段16:

30的起始时间改为16:

00，梯形图作如何改动？

3．正常时段东西左转弯绿灯45秒的起始时间改为40秒，梯形图作如何改动?

4．高峰时段东西左转弯绿灯55秒的起始时间改为60秒，梯形图作如何改动?

5．如何在交通控制灯起动时，校正当时的时钟?

PLC控制变频调速系统设计与调试

1．变频调速器受0～10V输入电压控制：

0V输出频率为0HZ，对应同步转速为0r/min；

5V输出频率为50HZ，对应同步转速为1500r/min；

10V输出频率为100HZ，对应同步转速为3000r/min；

输入电压与输出频率按线性关系变化。

2．要求输出转速按下图（见附图）函数变化，请编写梯形图控制程序，并完成调试。

3．改变输出转速～时间变化函数，重复上述过程。

1．按题意要求，画出PLC端子接线图及控制梯形图。

1．如何利用D/A1来输出五个斜率大于零的锯齿波（见附图）？

2．如何利用D/A1来输出六个斜率小于零的锯齿波（见附图）？

如何利用D/A2来输出三个三角波（见附图）？

4．当输出的函数波形的时间座标改为小时，梯形图作何改动?

5．当输出的函数波形的电压座标有改动，梯形图作何改动?

五层电梯模型PLC控制系统设计与调试

1．系统应具备：

有司机、无司机、消防三种工作模式。

2．系统应具备下列几项控制功能:

1）自动响应层楼召唤信号（含上召唤和下召唤）。

2）自动响应轿厢服务指令信号。

3）自动完成轿厢层楼位置显示（二进制方式）。

4）自动显示电梯运行方向。

5）具有电梯直达功能和反向最远停站功能。

3．系统提供的输入控制信号:

AYS向上行驶按钮

AYX向下行驶按钮

YSJ有/无司机选择开关

1YC一楼行程开关

2YC二楼行程开关

3YC三楼行程开关

4YC四楼行程开关

5YC五楼行程开关

A1J一楼指令按钮

A2J二楼指令按钮

A3J三楼指令按钮

A4J四楼指令按钮

A5J五楼指令按钮

AJ指令专用开关（直驶）

ZXF置消防开关

A1S一楼上召唤按钮

A2S二楼上召唤按钮

A2X二楼下召唤按钮

A3S三楼上召唤按钮

A3X三楼下召唤按钮

A4S四楼上召唤按钮

A4X四楼下召唤按钮

A5X五楼下召唤按钮

4．系统需要输出的开关控制信号：

KM开门显示

GM关门显示

MGB门关闭显示

DCS上行显示

DCX下行显示

S上行继电器（控制电动机正转）

X下行继电器（控制电动机反转）

YX运行显示

ALED七段显示器a段发光二极管

BLED七段显示器b段发光二极管

CLED七段显示器c段发光二极管

DLED七段显示器d段发光二极管

ELED七段显示器e段发光二极管

FLED七段显示器f段发光二极管

GLED七段显示器g段发光二极管

1DJA一楼指令信号登记显示

2DJA二楼指令信号登记显示

3DJA三楼指令信号登记显示

4DJA四楼指令信号登记显示

5DJA五楼指令信号登记显示

1DAS一楼上召唤信号登记显示

2DAS二楼上召唤信号登记显示

2DAX二楼下召唤信号登记显示

3DAS三楼上召唤信号登记显示

3DAX三楼下召唤信号登记显示

4DAS四楼上召唤信号登记显示

4DAX四楼下召唤信号登记显示

5DAX五楼下召唤信号登记显示

1．阐明程序设计思想及工作流程。

2．当层楼数增加，开关量输入和输出的点数将作如何变化?

3．若需要电梯只服务于奇数楼层，梯形图将作如何变换?

4．若需要电梯只服务于偶数层楼，梯形图将作如何变换?

5．若需要电梯只服务于四层及以上楼层，梯形图将作如何变换?

6．若正常运行方式作为方式A，上述3、4、5题运行方式作为方式B、方

式C、方式D,如何采用两个输入开关来任选其中一个作为当前运行方式?

7．电梯控制中清除召唤登记的条件是什么?

8．电梯控制中清除指令登记的条件是什么?

五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试

1．五相步进电动机有五个绕组:

A、B、C、D、E,

正转顺序:

ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB

反转顺序:

ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB

2．用五个开关控制其工作：

1号开关控制其运行（启/停）。

2号开关控制其低速运行（转过一个步距角需0.5秒）。

3号开关控制其中速运行（转过一个步距角需0.1秒）。

4号开关控制其低速运行（转过一个步距角需0.03秒）。

5号开关控制其转向（ON为正转，OFF为反转）。

1．如何利用两个按钮进行连续调速（上升/下降）。

2．试用三相六拍步进电动机实现上述控制要求2。

正转通电顺序为：

A→AB→B→BC→C→CA

反转通电顺序为：

A→CA→C→BC→B→AB

3．设有五台电动机作顺序循环控制,控制时序如下图所示：

10001为运行控制开关，试设计其梯形图控制程序。

4.设有四台电动机作顺序循环控制,控制时序如下图所示:

10001为运行启动控制按钮,10002为停车控制按钮。

采用单相电动机工作，忽略过载保护，要求：

当10001启动后，系统开始工作，10002按下后系统起动，运行三个循环后即自动停止工作，试设计其梯形图控制程序。

机械手操作控制装置

一、课题内容：

用PLC对机械手（实物模型）操作进行控制，设机械手起始点位于乙地，工作时可将工件从甲地取起，将工件翻转后放至丙地，周而复始完成每个工件的翻转，机械手的动作步骤如下：

乙地→甲地（左转）→抓取工件→丙地（右转）→放置工件→返回乙地（左转）

输入输出点的分配：

10001——左转限位E100001——左转M1

10002——右转限位E200002——右转M1，

10003——抓手开放度限位E300003——抓取M2

10004——抓手抓取计数E400004——放开M2，

1．根据题意，画出实物模型与PLC的硬件连接图，按图接线，编制控制程序，并画出梯形逻辑图。

2.完成系统调试，实现控制要求。

1．利用LMODSOFT软件编程后，向MODICONPLC传送，但PLC没有响应，一般是何原因？

试举出2~3例可能的原因。

2．可编程序控制器的控制程序为串行工作方式，继电接触器控制线路为并行工作方式，相比之下，可编程序控制器的控制结果有什么特殊性？

3．MODICONMICROPLC的I/O扩展链路如何连接？

I/O扩展链路上最多可以有几台PLC？

分别为几台母机？

几台子机？

4．MODICONMICROPLC可配置为哪几种工作方式？

各种工作方式的I/O资源如何访问和控制？

5．MODICONMICROPLC在控制过程中的输入输出信号，对应于一些参考号，每个参考号有五位数字组成，试简述五位数字的含义。

6.动作之间的顺序转换，若硬件上没有限位功能，可采用哪些编程指令实现

控制功能？

工业铲车操作控制

用PLC对工业铲车（实物模型）操作进行控制，设铲车可将货物铲起或放下，并能作前进、后退、左转、右转的操作，要求动作过程如下：

铲起→向前0.5米→左转90度后向前0.5米→右转90度后向前0.5米→右转90度后后退0.5米→放下。

2．完成系统调试，实现控制要求。

3．完成课程设计说明书。

1．为什么PLC具有很强的抗干扰能力？

试例举软件和硬件方面的措施予以说明。

2．PLC开关量输出模块若按负载使用的电源分类，可有哪几种输出模块？

若按输出的开关器件分类，可有哪几种输出方式？

3．现有一MODICONMICRO61200PLC，经其A/D通道30007采样输入信号，乘以寄存器40050中的数据后，经D/A通道输出。

若已知30007中的内容为“1234”，40050中的数据为：

（1）5，

（2）50，请问：

乘法指令的底部节点4X应如何编址？

乘积应如何存放？

写出存放乘积的寄存器中的内容。

4．MODICONMICROPLC的系统内存可分为哪几类区域？

5．利用LMODSOFT软件编程，程序的每个网络结构为七行十一列，如果说线圈指令只允许放在第十一列，是否正确？

为什么？

车辆出入库管理

编制一个用PLC控制的车辆出入库管理梯形图控制程序，控制要求如下：

1．入库车辆前进时，经过1#→2#传感器后计数器加1，后退时经过2#→1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。

2．出库车辆前进时经过2#→1#传感器后计数器减1，后退时经过1#→2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。

3．设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库内车辆的实际数量。

变量约定：

10001---启动10006---1#传感器

10002---停止10007---2#传感器

10003---清零00001---仓库空显示

10004---=“1”入库操作

10004---=“0”出库操作

10005---=“1”前进操作

10005---=“0”后退操作

1．根据题意设计显示电路图，并按图连接。

2．画出PLCI/O端口接线图，并按图接线。

3．编制控制程序，并画出梯形逻辑图。

4．完成系统调试，实现控制要求。

5.完成课程设计说明书。

1．LMODSOFT编程软件中的定时器指令有两个输出端，请说明这两个输出端分别实现什么时间控制？

2．现有LMODSOFT编程软件中的“DIV”指令，已知：

顶部输入等于“1”，中部输入等于“0”，顶部节点4x=40030，中部节点=5，底部节点4x=40040。

若要执行除法“17501除以5”，请问被除数应如何存放？

结果应如何存放？

3．MODICONMICROPLC的I/O编址系统对应于四种参考号，请简述这四种参考号的意义。

4．PLC中的“软继电器”与实际继电器相比，有哪些特点？

5．PLC的扫描周期包括哪些时间？

其长短主要受哪些因素影响？

自动门控制装置

1．自动门控制装置的硬件组成：

自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。

2．控制要求：

1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。

2）自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。

3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。

4）在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。

1．若开门等待时间改为10秒，梯形图作何改动？

2．如光电检测开关改为有光断开、无光导通，则梯形图作何修改？

3．试分析开门与关门为何不能同时动作？

假如开、关门时同时动作会出现什么现象？

4．为防止开、关门同时动作，试在电路中设计一个保护环节。

5．可编程序控制器的控制程序为串行工作方式，继电接触器控制线路为并行工作方式，相比之下，可编程序控制器的控制结果有什么特殊性？

三相六拍步进电动机控制程序的设计与调试

一、课题内容：

用PLC控制三相六拍步进电机，其控制要求如下：

1．三相步进电动机有三个绕组：

A、B、C，

A→AB→B→BC→C→CA→A

A→CA→C→BC→B→AB→A

2．要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。

3．具有两种转速：

1号开关合上，则转过一个步距角需0.5秒。

2号开关合上，则转过一个步距角需0.05秒。

二、课题要求：

1．按题意要求，画出PLC端子接线图、控制梯形图。

2．完成PLC端子接线工作，并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。

3.完成课程设计说明书。

1．若步进电机作单三拍运行（A→B→C→A→·

·

），梯形图将作如何改动？

2．若步进电机作双三拍运行（AB→BC→CA→AB·

3．若要求步进电机转动100个步距角后自动停止运行，梯形图作如何改动？

4．设置按钮K1，每按一次K1，转速增加一档（即转动一个步距角所需时间减少0.01秒），梯形图作如何改动？

5．设置按钮K2，每按一次K2，转速减少一档（即转动一个步距角所需时间增加0.01秒），梯形图作如何改动？

锯齿波发生器

要求利用PLC模拟量通道2输出十个锯齿波电压，波形如下图所示：

按题意要求完成软硬件设计，并完成调试，用示波器或电压表演示锯齿波输出过程。

1．试设计八分频控制梯形图，输入变量为按钮（10001），输出变量为指示灯（00001），要求：

FSC=FSR/8。

2．如何利用D/A1来输出五个斜率小于零的锯齿波（如附图）？

3．当输出的锯齿波周期发生改变，梯形图作如何改动？

4．当输出的锯齿波幅值发生改变，梯形图作如何改动？

5．如何利用D/A2来输出三个三角波（如附图）？

用PLC控制十字路口交通信号灯，其要求如下：

1控制要求：

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。

若因故障使东南西北的绿灯同时亮，系统能自动报警并自动关闭所有红、绿灯，转入提示警告方式（参见“控制规律”）。

2控制对象：

东西方向红灯两个，南北方向红灯两个，东西方向左转弯绿灯两个，

东西方向黄灯两个，南北方向黄灯两个，南北方向左转弯绿灯两个，

东西方向绿灯两个，南北方向绿灯两个，报警灯一个。

3控制规律：

1）系统24小时循环运行，工作规律按时序图运行（见附图）。

绿灯闪烁时按0.5

秒间隔运行。

2）提示警告方式运行时，控制规律为：

东、南、西、北四个方向黄灯全部闪

亮，其余灯全部熄灭。

黄灯闪亮按亮0.4秒，暗0.6秒的规律反复循环。

时序图

1按题意要求，画出PLC端子接线图、梯形图控制程序。

2完成PLC端子接线工作，并利用编程器输入梯形图控制程序，完成调试。

1讲述程序设计思路、程序框图及工作流程。

2若需将黄灯闪亮规律由亮0.4秒、暗0.6秒改为亮0.5秒、暗0.5秒，程序将如何改动？

3如果要求：

当系统故障使东南西北绿灯同时亮时，系统除自动报警外，自动关闭全部信号灯，梯形图应如何修改？

4若增加一个开关K2，当K2合上时，转入晚间工作方式，即提示警告方式，梯形图将作何改动？

全自动洗衣机PLC控制

全自动洗衣机运行框图及梯形图控制程序的编制，并画出硬件接线图。

二、控制要求：

（1）按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水

位，关水

（2）2秒后开始洗涤

（3）洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒

（4）如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒

（5）开始清洗，重复

（1）～（4），清洗两遍

（6）清洗完成，报警3秒并自动停机

（7）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）

输入点：

输出点：

启动10001低水位检测10009启动洗衣机00001

停止10002手动排水10010进水阀00002

高水位10003手动脱水10011正转及脱水00003

中水位10004反转00004

低水位10005排水00005

排空检测10006报警00006

高水位检测10007

中水位检测10008

四分频电路梯形图设计

解读二分频电路梯形图程序，设计四分频电路梯形图程序并写出程序说明，画出时序图。

输入点引入信号脉冲，输出点输出的脉冲是输入脉冲的四分频信号。

二分频时序图：

三、课题要求：

1.根据控制要求完成设计并调试成功

2.完成课程设计说明书

饮料罐装生产流水线的PLC控制

饮料罐装生产流水线梯形图控制程序设计并画出硬件接线图

（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