华东交大自动化PLC课程设计指导书改Word文件下载.docx
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回收机接触器
SB5
1#送煤机手动按钮
HL7
手动运行指示灯
SB6
破碎机手动按钮
HL8
紧急停车指示灯
SB7
提升机手动按钮
HL9
系统正常运行指示灯
SB8
2#送煤机手动按钮
HL10
系统故障指示灯
SB9
回收机手动按钮
HA
报警电铃
KM
M1～M6，YA运行正常信号
HL1～6
输煤机组单机运行指示
FR
M1～M6，YA过载保护信号
2．输煤机组控制要求
（1）手动开车/停车功能SA1手柄指向左45º
时，接点SA1-1接通，通过SB4～SB9控制按钮，对输煤机组单台设备独立调试及维护使用，任何一台单机开车/停车时都有音响提示，保证检修和调试时人身和设备安全。
（2）自动开车/停车功能SA1手柄指向右45º
时，接点SA1-2接通，输煤机组自动运行。
1）正常开车按下自动开车按钮SB1，音响提示5s后，回收电动机M6起动运行并点亮HL6指示灯；
10s后，2#送煤电动机M5电动机起动运行并点亮HL5指示灯；
10s后，提升电动机M4起动运行并点亮HL4指示灯；
10s后，破碎电动机M3起动运行并点亮HL3指示灯；
10s后，1#送煤电动机M2起动运行并点亮HL2指示灯；
10s后，给料器电动机M1和磁选料器YA起动运行并点亮HL1指示灯；
10s后，点亮HL9系统正常运行指示灯，输煤机组正常运行。
2）正常停车按下自动开车按钮SB2，音响提示5s后，给料器电动机M1和磁选料器YA停车并熄灭HL1指示灯，同时，熄灭HL9系统正常运行指示灯；
10s后，1#送煤电动机M2停车并熄灭HL2指示灯；
10s后，破碎电动机M3停车并熄灭HL3指示灯；
10s后，提升电动机M4停车并熄灭HL4指示灯；
10s后，2#送煤电动机M5电动机停车并熄灭HL5指示灯；
10s后，回收电动机M6停车并熄灭HL6指示灯；
输煤机组全部正常停车。
3）过载保护输煤机组有三相异步电动机M1～M6和磁选料器YA的过载保护装置热继电器，如果电动机、磁选料器在输煤生产中，发生过载故障需立即全线停车并发出报警指示。
系统故障指示灯HL10点亮，HA电铃断续报警20s，HL10一直点亮直到事故处理完毕，继续正常开车，恢复生产。
4）紧急停车输煤机组正常生产过程中，可能会突发各种事件，因此需要设置紧急停车按钮，实现紧急停车防止事故扩大。
紧急停车及正常停车不同，当按下红色蘑菇形紧急停车按钮SB3时，输煤机组立即全线停车，HA警报声持续10s停止，紧急停车指示灯HL8连续闪亮直到事故处理完毕，回复正常生产。
5）系统正常运行指示输煤机组中，拖动电动机M1～M6和磁选料器YA按照程序全部正常起动运行后，HL9指示灯点亮。
如果有一台电动机或选料器未能正常起动运行，则视为故障，系统故障指示灯HL10点亮，输煤机组停车。
二、要求
1．根据选题要求，分析系统的工作原理，明确控制要求。
2．确定系统输入/输出元件、可编程序控制器的型号和硬件配置。
（编程器的型号；
基本单元和扩展单元型号；
模块式的型号及块数等）。
3．分配I/O点的元件号，绘制硬件接线图。
4．梯形图程序的设计、调试。
5．撰写技术报告，应将全部分析、设计、调试的结果，进行系统的总结，分章节的撰写成文。
报告中应书写工整，图表齐全，对调试结果应有分析说明。
三、课程设计地点
电气及电子工程学院信息及控制实验中心计算机控制实验室
四、时间安排和学分
课程设计周数：
1学分：
1
五、考核方法和内容
考核：
结合学生的动手能力、交流情况及报告的书写三方面，辅以适当提问给出最后成绩。
评分：
采用五级评分制（优、良、中、及格、不及格）
选题二、千斤顶液压缸加工机床控制
1．机床概况
本机床用于千斤顶液压缸两个端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。
动力头的快进、工进及快退由液压缸驱动。
液压系统采用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁的方法实现位置控制。
机床的工作程序是：
（1）工件定位人工将零件装入夹具后，定位液压缸动作，工件定位。
（2）工件夹紧零件定位后，延时15s，夹紧液压缸动作使零件固定在夹具内，同时定位液压缸退出以保证滑台入位。
（3）滑台入位滑台带动动力头一起快速进入加工位置。
（4）加工零件左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点位置即停止工进，延时30s后停转，快速退回原位。
（5）滑台复位左右动力头退回原位后，滑台复位。
（6）夹具松开当滑台复位后夹具松开，取出零件。
以上各种动作由电磁阀控制，电磁阀动作要求见表4。
表4电磁阀动作要求
YV1
YV2
YV3
YV4
YV5
定位
＋
夹紧
入位
工进
退位
复位放松
注：
“+”号表示电磁阀得电。
2．控制要求
（1）左右动力头旋转切削由电动机M1集中传动，切削时冷却泵电动机同时运转。
（2）只有在液压泵电动机M3工作，油压达到一定压力（压力继电器检测）后，才能进行其他的控制。
（3）机床即能半自动循环工作，又能对各个动作单独进行调整。
（4）要求有必要的电气连锁及保护，还有显示及安全照明。
（5）控制信号说明如表5所示。
表5控制信号说明
机床半自动循环控制转换开关
动力头M1、冷却泵M2接触器
SA2-1
手动定位控制转换开关
液压泵M3接触器
SA3-1
手动入位控制转换开关
1#电磁阀
SA3-2
手动工进控制转换开关
2#电磁阀
SA3-3
手动退位控制转换开关
3#电磁阀
动力头M1、冷却泵M2起动按钮
4#电磁阀
动力头M1、冷却泵M2停止按钮
5#电磁阀
液压泵M3起动按钮
HL1
动力头M1、冷却泵M2运行指示
液压泵M3停止按钮
HL2
液压泵M3运行指示
动力头M1、冷却泵M2运行信号
HL3
半自动循环工作指示
液压泵M3运行信号
HL4
定位指示
FR1
动力头M1、冷却泵M2过载信号
HL5
入位指示
KP
压力继电器油压检测信号
HL6
工进指示
SQ
动力头工进终点位置检测信号
退位指示
故障指示
选题三、旋转式滤水器电气控制系统
1．设备概况
旋转式滤水器主要用于水力发电厂的生产用水过程中，对进入水厂原水中2cm以上的漂浮杂物进行过滤除杂。
该设备安装在水处理车间的进水管道入口处，根据生产用水量的实际需要，既可单台使用，也可多台并联运行。
旋转式滤水器的基本工作原理是根据旋转式滤水器进水口、出水口之间的水位压力差来控制旋转式滤水器的除杂排污。
正常滤水过程：
由于旋转式滤水器进水及出水口的水流正常，产生的压力差低于差压控制器设定值，因此，差压控制器内微动开关无动作输出，原水正常过滤。
除杂排污过程：
由于旋转式过滤器长时间过滤原水，势必在滤水器内的过滤孔中阻塞大量的水中漂浮物，使得进水口的水压大于出水口的水压，出水量减少，进、出水口产生的压力差高于差压控制器设定值，这时差压控制器内微动开关动作输出，常开触点闭合，接通控制系统进行除杂排污。
除杂排污后旋转式滤水器又恢复正常滤水状态，生产供水系统安全运行。
控制框图如图3所示。
图3旋转式滤水器控制框图
（1）手动调试和检修SA1手柄指向左45º
时，接点SA1-1接通，通过SB1、SB2控制按钮，手动开/关电动阀，通过SB3、SB4控制按钮，手动开/关滤水器电动机，以便于系统调试和检修。
（2）人工除杂排污SA1手柄指向右45º
时，接点SA1-2接通，人工起动、停止旋转式滤水器进行除杂排污。
（3）定时自动除杂排污：
SA1手柄回零位时，若原水中杂物较少，固体漂浮物也较少，因此，水处理车间的旋转式滤水器长时间正常滤水，不能进行差压自动除杂排污。
由于旋转式滤水器长时间置于水中，各个机械传动机构会锈蚀，影响过滤和除杂排污或导致旋转式滤水器损坏，因此，需要具有定时自动除杂排污功能。
（4）差压自动除杂排污SA1手柄回零位时，若滤水器进、出水口产生的压力差高于差压控制器设定值时，旋转式滤水器自动进行除杂排污，直到滤水器进、出水口产生的压力小于差压控制器设定值时，旋转式滤水器自动停止除杂排污，恢复正常滤水状态。
（5）超压停机旋转式滤水器内部的过滤孔被小颗粒杂物堵死无法排出，进、出水口的压力差较高，虽然进行了除杂排污，但是进、出水口的压力差仍然未能降到正常值，差压控制器内微动开关长时间动作（8～10min），需要立即停车，并发出声光报警。
（6）计数功能该设备不管进行了哪种形式的除杂排污，每次进行除杂排污后都要有记录，因此需要记录除杂排污次数（5位）。
（7）减速机润滑在旋转式滤水器上装有行星摆线针轮减速机，由输油泵将油室中的润滑油源源地送入减速机，液压泵拖动电动机及滤水器电动机同步运行。
（8）除杂排污阀门的电动装置内设三相交流异步电动机380V/60W、阀门限位开关和电动机过热保护，通过正、反相运行实现开阀、关阀功能。
（9）其他必要的电气联锁及保护，受控对象运行状态显示等。
10）控制信号说明见表。
手动控制转换开关
开电动阀接触器
人工除杂排污控制转换开关
关电动阀接触器
手动开电动阀按钮
滤水器、液压泵运行接触器
手动关电动阀按钮
手动控制指示灯
手动开滤水器、液压泵按钮
人工除杂排污指示灯
手动关滤水器、液压泵按钮
定时自动除杂排污指示灯
差压变送器信号
差压自动除杂排污指示灯
开电动阀信号
故障指示灯
关电动阀信号
开电动阀指示灯
滤水器、液压泵运行信号
关电动阀指示灯
电动机过载信号
滤水器、液压泵运行指示灯
SQ1
电动阀打开限位开关
SQ2
电动阀关闭限位开关
H
除杂排污次数显示（5位）
选题四、车库管理PLC控制系统
针对城市停车难的问题开发两层车库。
如图：
I号位置作为车辆存取调整空间，保证任何情况下均能存取车辆。
设II、III、IV泊位已有车辆，现IV位车需取出，则作如下调整：
II位托板连同小车左移至I位；
IV位托板下降至II位；
IV位小车驶出车库。
试设计车库管理PLC控制系统，完成技术要求。
系统应该具有对入库车辆进行计数和显示的功能，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；
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。
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
两层车库简图
1-操作器；
2-上托板；
3-挡板；
4-下托板
1．根据选题要求，分析系统的工作原理，明确控制要求。
2．确定系统输入/输出元件、可编程序控制器的型号和硬件配置。
3．分配I/O点的元件号，绘制硬件接线图。
4．梯形图程序的设计及调试。
5．采用MCGS软件编写用户界面进行监控。
6．撰写课程设计的技术报告，应将课程设计全部分析、设计、调试的结果，进行系统的总结，分章节的撰写成文。
选题五、PLC控制变频调速系统设计及调试
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；
输入电压及输出频率按线性关系变化。
2．要求输出转速按下图函数变化，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。
5．撰写课程设计的技术报告，应将课程设计全部分析、设计、调试的结果，进行系统的总结，分章节的撰写成文。
课题六、花式喷水池装置PLC程序设计
花式喷水池示意图
图a）中4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。
图b）中的选择开关有4种选择，可分别用4个开关来模拟；
单步/连续开关有两个档位：
“1”为单步，“0”为连续。
控制要求：
1.水池控制电源开关接通后，按下起动按钮，喷水装置即开始工作。
按下停止按钮，则停止喷水。
工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。
2.“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；
在连续位置时，喷水池反复循环运行。
3.选择开关用以选择喷水池的喷水花样，1～4号喷水管的工作方式选择如下：
a）选择开关在位置“1”——按下起动按钮后，1号喷水，延时2s，2号喷水，再延时2s，3号喷水，再延时2s，4号喷水，再延时2s，一起喷水，15s为一个循环。
b）选择开关在位置“2”——按下起动按钮后，4号喷水，延时2s，3号喷水，再延时2s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，再延时2s，一起喷水，30s为一个循环。
c）选择开关在位置“3”——按下起动按钮后，1、3号同时喷水，延时2s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷水；
交替运行5次后，再1～4号全部喷水，30s为一个循环。
d）选择开关在位置“4”——按下起动按钮后，喷水池1～4号水管的工作顺序为：
1→2→3→4按顺序延时2s喷水，然后一起喷水3s后，1、2、3和4号水管分别延时2s停水，再等待1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水，30s为一个循环。
4.不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作，所有继电器、存储器均复位。
6．撰写课程设计的技术报告，应将课程设计全部分析、设计、调试的结果，进行系统的总结，分章节的撰写成文。
选题七恒压供水控制
一概述
恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的，例如在某些生产过程中，若自来水供水压力不足或短时间断水，可能会影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。
又如当发生火警时，若供水压力不足或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。
所以，某些用水区采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义，基于上述情况推出了恒压供水模拟实验系统。
二、系统结构及工作原理
2.1系统结构
它的总体结构如下图所示，主要有控制器部分、检测传感装置、执行元件、人机界面等还有一些其他的电路设计部分。
图中左边有控制器，变频器以及一些接线端子排等硬件部分，中间的是一个电气控制柜，右边的是一套恒压供水实验设备包括两台水泵、一个压力变送器等等，其中有变频器作为执行机构，人机界面为mcgs，它可以控制整个系统。
还有一些显示灯等等。
该实验是通过PLC的来操控变频器，以变频器控制电机的转速以达到稳定供水的目的，实用性能很强。
控制器部分为PLC控制器，它主要是通过内部程序的PID控制和FXon-3a的模拟量输出情况来控制整个工作系统运行，检测传感装置为压力变送器，执行元件为三菱D700系列的变频器，这套系统简单实用，操作方便。
实验台上的PLC及变频器
供水设备实物图电气控制箱
2.2工作原理
水压由两台电机来提供，正常供水时开1台水泵向管网充压，供水量大时，开2台泵同时向管网充压。
要想维持供水网的压力不变，在管网系统的管道上安装了压力变送器作为反馈元件，为控制系统提供反馈信号。
用PLC作为控制信号采集、控制策略运算的工具，所计算的控制输出通过控制变频器最后影响水泵电压，从而控制水压恒定
2.3工作方式
实验系统分两种工作方式：
手动调试、自动运行。
①手动调试：
用于调试每个环节工作是否正常。
②自动运行：
自动运行检验工作的衔接性。
操作步骤如下：
①程序下载
②用三菱下载线：
将电脑的COM口及PLC的编程口相连，并打开PLC主机电源。
③运行编程软件“GXDeveloper”，打开“恒压供水控制实验”梯形图程序。
点击图标PLC写入“
”，下载PLC程序。
将对象的水箱里加入大半箱水以供实验用
手动调试
①接线接线之前，先关闭总电源，将对象上的工作方式切换到手动。
U、V、W接变频器的输出U、V、W。
②调试；
对每一个水泵进行调试，方法如下：
比如对一号泵的调试，点击面板上的按钮“1#泵启动”，看它对应的指示灯“1#泵工频”是否点亮，水泵是否正常运转。
其它水泵的调试方法如上述方式。
自动运行
①接线：
接线之前，先关闭总电源，将对象上的工作方式切换到自动
表3-1外部接线表
对象
PLC
变频器
1#泵工频
Y0
1#泵变频
Y1
2#泵工频
Y2
2#泵变频
Y3
COM
0V
U
V
W
输出COM1接+24V
+
+24V
-
IIN1及VIN1短接
COM1（模拟量输入）接0V
VOUT
2
COM（模拟量输出）
5
②变频器参数设置
参数
功能
Pr1=50
输出频率的上限频率
Pr160=0
显示所有参数
Pr161=1
M旋钮电位器模式
Pr.73=‘0’
模拟量输入选择0-10V
变频器的启停信号为操作面板“RUN”“STOP”
2.4运行
程序模式定义（模式切换时需将所有模式全部设为0时操作）
模式
内部继电器
常规
M30
双泵切换
M50
1#泵工频（程序手动）
M20
1#泵变频（程序手动）
M21
2#泵工频（程序手动）
M22
2#泵变频（程序手动）
M23
常规模式
我们这里定义
升级会员 