PLC控制系统设计教案.docx
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PLC控制系统设计教案
2015
～
2016
学年度第
2
学期
《PLC控制系统设计》
课程设计教案
任课班级
指导老师
设计时间
2周
机电工程学院
课题一十字路口交通信号灯PLC控制系统设计
一、控制要求：
1．系统工作受开关控制：
启动开关ON则系统工作；启动开关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；
正常时段控制按纽1个；
高峰时段控制按纽1个；
晚上时段控制按纽1个。
3．控制规律：
1）正常时段按时序图1（见附图）运行；
2）高峰时段按时序图2（见附图）运行；
3）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0.5秒，暗0.5秒的规律反复循环。
图1正常时段时序图
图2高峰时段时序图
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、思考问题：
1．讲述程序设计思路、顺序功能图及工作流程。
2．交通信号灯的闪烁是如何实现的?
3．初始状态应该注意什么，需完成哪些动作？
4．顺序功能图中选择单序列还是并行序列，为什么?
5．若需将黄灯闪烁规律由亮0.5秒、暗0.5秒改为亮0.6秒、暗0.4秒，程序将如何改动？
6．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？
四、时间安排：
项目
时间
进度
备注
第1天
布置任务，分组，讲解交通灯控制要求
该课程设计分为三组:
每组选出组长一名,负责汇报每天的设计进展情况,及时反应问题,并由当日指导老师进行解答。
第2天
查阅资料，系统设计方案论证
第3天
交通灯控制系统硬件选型及连线设计
第4天
交通灯控制系统控制程序分模块设计调试
第5天
交通灯控制系统控制程序分模块设计调试
第6天
交通灯控制系统总控制程序设计调试
第7天
交通灯控制系统软硬件联机调试
第8天
控制系统设计资料汇总
第9天
整理课程设计报告
第10天
答辩
课题二四层电梯模型PLC控制系统设计
一、控制要求：
1．系统工作受开关控制：
启动开关ON则系统工作；启动开关OFF则系统停止工作。
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）自动完成轿厢层楼位置显示（二进制方式）。
3）实现定向上行和定向下行。
4）I/O足够时可实现轿厢召唤信号。
3．系统提供的输入控制信号:
SIN1一楼行程开关
SIN2二楼行程开关
SIN3三楼行程开关
SIN4四楼行程开关
P01一楼上召唤按钮
P02二楼上召唤按钮
P06二楼下召唤按钮
P03三楼上召唤按钮
P05三楼下召唤按钮
P04四楼下召唤按钮
4．系统需要输出的开关控制信号：
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
L1一楼上召唤信号登记显示
L2二楼上召唤信号登记显示
L6二楼下召唤信号登记显示
L3三楼上召唤信号登记显示
L5三楼下召唤信号登记显示
L4四楼下召唤信号登记显示
启/停信号
升/降信号
二、课题要求：
1．按题意要求，画出PLC端子接线图及控制梯形图。
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、思考问题：
1．讲述程序设计思路、顺序功能图及工作流程。
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．控制程序中如何实现定向上行的?
4．控制程序中如何实现定向下行的?
5．数码管显示如何实现?
6．楼层位置如何实现？
7．电梯控制中清除召唤登记的条件是什么?
四、时间安排：
项目
时间
进度
备注
第1天
布置任务，分组，讲解电梯控制要求
该课程设计分为三组:
每组选出组长一名,负责汇报每天的设计进展情况,及时反应问题,并由当日指导老师进行解答。
第2天
查阅资料，系统设计方案论证
第3天
电梯控制系统硬件选型及连线设计
第4天
电梯控制系统控制程序分模块设计调试
第5天
电梯控制系统控制程序分模块设计调试
第6天
电梯控制系统总控制程序设计调试
第7天
电梯控制系统软硬件联机调试
第8天
控制系统设计资料汇总
第9天
整理课程设计报告
第10天
答辩
课题三加工中心刀具库选择PLC控制系统设计
一、控制要求：
1．系统工作受开关控制：
启动开关ON则系统工作；启动开关OFF则系统停止工作。
2．系统应具备下列几项控制功能:
1）按下刀具选择按钮，控制开始，PLC记录当前刀号A，等待请求。
2）按请求信号，PLC记录请求刀号B。
3）刀具盘按照离请求刀具号最近的方向转动，到位符合后，显示符合指示。
4）机械手刀开始换刀，显示换刀指示闪烁。
5S后结束。
5）记录并显示当前刀具号等待请求。
6）换刀过程中，其它请求信号均视为无效。
3．系统提供的输入控制信号:
SIN1一号刀位
SIN2二号刀位
SIN3三号刀位
SIN4四号刀位
SIN5五号刀位
SIN6六号刀位
P01一号刀具选择按钮
P02二号刀具选择按钮
P03三号刀具选择按钮
P04四号刀具选择按钮
P05五号刀具选择按钮
P06六号刀具选择按钮
4．系统需要输出的开关控制信号：
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
L0刀具刀位指示灯
L1刀具转换指示灯
启/停控制信号
顺/逆转动信号
二、课题要求：
1．按题意要求，画出PLC端子接线图及控制梯形图。
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、思考问题：
1．讲述程序设计思路、顺序功能图及工作流程。
2．如何实现刀具按照最近方向转动换刀?
3．如何实现换刀过程中其他请求信号无效?
4．多个换刀信号如何实现互锁?
5．数码管显示如何实现?
6．系统设计过程有什么问题，是如何解决的？
四、时间安排：
项目
时间
进度
备注
第1天
布置任务，分组，讲解加工中心刀具库控制要求
该课程设计分为三组:
每组选出组长一名,负责汇报每天的设计进展情况,及时反应问题,并由当日指导老师进行解答。
第2天
查阅资料，系统设计方案论证
第3天
加工中心刀具库控制系统硬件选型及连线设计
第4天
加工中心刀具库控制系统控制程序分模块设计调试
第5天
加工中心刀具库控制系统控制程序分模块设计调试
第6天
加工中心刀具库控制系统总控制程序设计调试
第7天
加工中心刀具库控制系统软硬件联机调试
第8天
控制系统设计资料汇总
第9天
整理课程设计报告
第10天
答辩
课题四基于PLC的机械手控制系统设计
一、控制要求：
1．系统基于PLC控制机械手实现工件的移送。
左上作为原点，工件按下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移的次序依次运行，机械系统示意
图见图3：
图3机械手传送工件系统示意图
2．系统应具备下列几项控制功能:
1）系统操作方式可选。
操作面板上可在“手动”、“自动”、“回原点”中进行操作方式选择。
2）左上作为原点，工件按下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移的次序依次运行，实现工件的传送。
3．下降/上升、左移/右移中使用双螺线管的电磁阀，夹紧使用的是单螺线管的电磁阀。
二、课题要求：
1．按题意要求，画出PLC端子接线图及控制梯形图。
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、思考问题：
1．讲述程序设计思路、顺序功能图及工作流程。
2．有哪些工作方式？
如何实现多种工作方式的选择?
3．系统外部接线图中有哪些互锁保护?
如何实现？
4．手动运行如何实现，有哪些注意事项?
5．单周期方式如何实现?
6．系统设计过程有什么问题，是如何解决的？
四、时间安排：
项目
时间
进度
备注
第1天
布置任务，分组，讲解机械手控制要求
该课程设计分为三组:
每组选出组长一名,负责汇报每天的设计进展情况,及时反应问题,并由当日指导老师进行解答。
第2天
查阅资料，系统设计方案论证
第3天
机械手控制系统硬件选型及连线设计
第4天
机械手控制系统控制程序分模块设计调试
第5天
机械手控制系统控制程序分模块设计调试
第6天
机械手控制系统总控制程序设计调试
第7天
机械手控制系统软硬件联机调试
第8天
控制系统设计资料汇总
第9天
整理课程设计报告
第10天
答辩
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