华东交大自动化PLC课程设计指导书改.docx

1、华东交大自动化PLC课程设计指导书改选题一、锅炉车间输煤机组控制一、问题描述1输煤机组控制系统输煤机组控制系统示意图如图2所示。图2 输煤机组控制系统示意图输煤机组的拖动系统由6台三相异步电动机M1M6和一台磁选料器YA组成。SA1为手动/自动转换开关，SB1和SB2为自动开车/停车按钮，SB3为事故紧急停车按钮，SB4SB9为6个控制按钮，手动时单机操作使用。HA为开车/停车时讯响器，提示在输煤机组附近的工作人员物煤机准备起动请注意安全。HL1HL6为MlM6电动机运行指示，HL7为手动运行指示，HL8为紧急停车指示，HL9为系统运行正常指示，HL10为系统故障指示。输煤机组控制信号说明见表

2、3。表3 输煤机组控制信号说明输 入输 出文字符号说 明文字符号说 明SA1-1输煤机组手动控制开关KM1给料器和磁选料器接触器SA1-2输煤机组自动控制开关KM21#送煤机接触器SB1输煤机组自动开车按钮KM3破碎机接触器SB2输煤机组自动停车按钮KM4提升机接触器SB3输煤机组紧急停车按钮KM52#送煤机接触器SB4给料器和磁选料器手动按钮KM6回收机接触器SB51#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SB82#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KMM1M6，YA运行正常信号

3、HL16输煤机组单机运行指示FRM1M6，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45时，接点SA1-1接通，通过SB4SB9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45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

4、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

5、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M1M6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)

6、系统正常运行指示 输煤机组中，拖动电动机M1M6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

7、 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一、问题描述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

8、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YV1YV2YV3YV4YV5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)

9、 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 控制信号说明输 入输 出文字符号说 明文字符号说 明SA1-1机床半自动循环控制转换开关KM1动力头M1、冷却泵M2接触器SA2-1手动定位控制转换开关KM2液压泵M3接触器SA3-1手动入位控制转换开关YV11#电磁阀SA3-2手动工进控制转换开关YV22#电磁阀SA3-3手动退位控制转换开关YV33#电磁阀SB1动力头M1、冷却泵M2起动按钮YV44#

10、电磁阀SB2动力头M1、冷却泵M2停止按钮YV55#电磁阀SB3液压泵M3起动按钮HL1动力头M1、冷却泵M2运行指示SB4液压泵M3停止按钮HL2液压泵M3运行指示KM1动力头M1、冷却泵M2运行信号HL3半自动循环工作指示KM2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HL7退位指示HL8故障指示二、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

11、/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）选题三、旋转式滤水器电气控制系统一、问题描述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

12、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

13、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2控制要求(1) 手动调试和检修 SA1手柄指向左45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45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

14、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（810min），需要立即停车，并发出声光报警。(6) 计数功能 该设备不管进

15、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。输 入输 出文字符号说 明文字符号说 明SA1-1手动控制转换开关KM1开电动阀接触器SA1-2人工除杂排污控制转换开关KM2关电动阀接触器SB1

16、手动开电动阀按钮KM3滤水器、液压泵运行接触器SB2手动关电动阀按钮HL1手动控制指示灯SB3手动开滤水器、液压泵按钮HL2人工除杂排污指示灯SB4手动关滤水器、液压泵按钮HL3定时自动除杂排污指示灯KP差压变送器信号HL4差压自动除杂排污指示灯KM1开电动阀信号HL5故障指示灯KM2关电动阀信号HL6开电动阀指示灯KM3滤水器、液压泵运行信号HL7关电动阀指示灯FR电动机过载信号HL8滤水器、液压泵运行指示灯SQ1电动阀打开限位开关HA报警电铃SQ2电动阀关闭限位开关H除杂排污次数显示（5位）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

17、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）选题四、车库管理PLC控制系统一、问题描述针对城市停车难的

18、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

19、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 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。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

20、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）选题五、PLC 控制变频调速系统设计及调试一、问题描述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 0 r/min；5V 输出频率为 50HZ，对应同步转速为 1500 r/min；10V 输出频率为 100HZ，对应同步转速为 3000 r/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

21、，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。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 梯形图程序的设计及调试。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。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：

22、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） 课题六、花式喷水池装置PLC程序设计一、问题描述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

23、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，14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14号全部喷水，30s为一个循环。d)选择开关在位置

24、“4”按下起动按钮后，喷水池14号水管的工作顺序为：1234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4321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。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 梯形图程序的设计及调试。5 采用MCGS软件编写用户界面进行监控。6

25、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。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

26、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

27、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

28、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。 手动调试：用于调试每个环节工作是否正常。 自动运行：自动运行检验工作的衔接性。 操作步骤如下： 程序下载用三菱下载线：将电脑的COM口及PLC的编程口相连，并打开PLC主机电源。 运行编程软件“GX Developer”，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 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。 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

29、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Y01#泵变频Y12#泵工频Y22#泵变频Y3COM0VUUVVWW输出COM1接+24V+24V-IIN1及VIN1短接 COM1（模拟量输入）接0VVOUT2COM（模拟量输出）5 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 =1M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M501#泵工频（程序手动）M201#泵变频（程序手动）M212#泵工频（程序手动）M222#泵变频（程序手动）M23常规模式我们这里定义