1、电气控制与PLC课程设计电气控制与PLC课程设计指导书 班 级：学 号：姓 名：指导老师：时 间： 广东轻工职业技术学院机电系2005年12月 学时数：1周学分数：1课程类型：专业课先修课程：电气控制与PLC一、课程的性质与任务电气控制与PLC课程设计是电气自动化技术专业一个重要的实践性教学环节，通过课程设计达到掌握电气控制柜的原理设计、安装工艺图纸设计的基本方法，并能达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求，熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、下载、调试等工作。二课程设计的目的通过电气控制线路及PLC控制程序设计，使电气自动化专业的学生在毕业前获得完整的电气工程实践训练，巩固所
2、学的电路、电气控制原理、电气产品等方面的知识，培养学生的工程技术应用能力。二、课程教学的基本要求1掌握可编程控制器硬件电路的设计方法。2熟练使用小型可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的设计思路和梯形图的设计方法。3掌握可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。4掌握电气控制柜电气控制原理图的原理设计，掌握电气控制接线图和互连图等工艺设计方法。5通过课程设计使学生能熟练掌握资料的查询（图书、网络），将电气控制与PLC课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。三、课程基本内容和教学要求（一）可编程控制器部分课程设计任务及要求：1、 设计题目 A .
3、 电动机的-起动控制控制要求：（1）电动机M能实现正、反向Y-启动。（2）电气操作流程说明：按动正向启动按钮SB2，KM1和KM4闭合（Y型起动）， 经3秒后KM4断开，KM3闭合，实现正向型运行；按动反向启动按钮SB3，KM2和KM4闭合（Y型起动），经3秒后KM4断开，KM3闭合，实现正向型运行，按停车按钮SB1，电动机M停止运行。 设计要求:（1）根据电动机Y-起动要求，设计PLC外部电路（配合通用器件板开关元器件）；（2）连接PLC外部（输入、输出）电路，编写用户程序；（3）输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；（4）得到正确的运行结果。B . 自动送料装车系统控制要求 : 初始状态：
4、绿灯（L1）亮，红灯（L2）灭，表示 图1.18 自动装车模拟控制板允许汽车开进装料，此时，进料阀门（k1），料斗阀门（k2），电动机（M1，M2，M3）皆为OFF状态。当汽车到来时，检测开关S3接通（负载板上未设，可从通用器件板选取），红色信号灯L2亮，绿色L1灭，传送带驱动电动机M3运行；2秒后，电动机M2运行；再经过2秒钟M1运行，依次顺序起动送料系统。电动机M3运行后，进料阀门K1打开料斗进料，料斗装满时，检测开关S1=1，进料阀门K1关闭（设1料斗物料足够装满1车）；料斗出料阀门K2在M1运行及料满（S1=1）后，打开放料，物料通过传送带的传送，装入汽车。当装满汽车后，称重开关S2动
5、作，料斗出料阀门K2关闭，同时电动机M3断电停止， 2秒后M2停止，再过2秒M1停止，L1亮，L2灭，表示汽车可以开走。设计要求:（1）根据自动送料装车系统的控制要求，设计PLC外部电路，；（2）连接PLC外部（输入、输出）电路（配合通用器件板开关元器件），编写用户程序；（3）输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；（4）得到正确的运行结果。C.多种液体自动混合系统控制要求:（1）液体自动混合系统的初始状态： 在初始状态，容器为空，电磁阀Y1，Y2，Y3，Y4 和搅拌机M以及加热元件R均为OFF，液面传感器L1，L2，L3和温度检测T均为OFF。（2）液体混合操作过程：按动启动按钮，电磁阀Y1闭
6、合（Y1为ON），开始注入液体A ，当液面高度达到L3时（L3为ON） 关闭电磁阀Y1（Y1为OFF），液体A停止注入，同时，开启电磁阀门Y2（Y2为ON）注入液体B , 当液面升至L2时（L2为ON） 关闭电磁阀Y2（Y2为OFF），液体B停止注入，同时，开启电磁阀Y3（Y3为ON），注入液体C ，当液面升至L1时（L1为ON） 关闭电磁阀Y3（Y3为OFF），液体C停止注入，然后开启搅拌电动机M，搅拌10秒 停止搅拌 ，加热（启动电炉R） 当温度（检测器T动作）达到设定值时 停止加热（R为OFF），并放出混合液体（Y4为ON），至液体高度降为L3后，再经5秒延时，液体可以全部放完 停止放出
7、（Y4为OFF）。液体混合过程结束。按动停止按钮，液体混合操作停止。设计要求:（1）按液体混合要求，设计PLC外部电路;（2）连接PLC外部（输入、输出）电路，编写用户程序；（3）输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；（4）得到正确的运行结果。D.多种液体自动混合系统控制要求:（1）初始状态：水箱没有水，液位开关S4断开（S4为OFF）。（2）控制要求：本装置上电后，按动启动按钮，电动阀Y通电（Y为ON）水箱开始注水，水箱水位达到S4高度后，液位开关S4闭合（S4为ON），水箱水位达到S3高度(水满)时，液位开关S3闭合（S3为ON） 注水电动阀Y断电（Y为OFF），水箱停止注水。此后，随着水
8、塔水泵抽水过程的进行，水箱液面逐渐降低，液位开关S3（S3OFF）复位，随着抽水过程的继续进行，水箱液面继续降低，当液面低于开关S4时，液位开关S4复位（S4为OFF） 电动阀Y再次通电（Y为ON）水箱(自动)注水，水位达到S3时再次停止注水。如此循环，使水箱水位保持在S3S4之间。当水箱水位高于S4液位，并且水塔水位低于水塔最低允许液面开关S2时（液位开关S2为OFF） 水泵电动机M开始运行，向水塔抽水。当液面达到最高液位开关S1时 水塔电机M停止抽水（M为OFF）；循环控制使得水塔水位自动保持在S1S2之间变化。设计要求:（1）按水塔水位的控制要求，设计PLC外部电路；（2）连接PLC外部
9、（输入、输出）电路，编写用户程序； （3）输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；（4）得到正确的运行结果。E.十字路口交通灯控制系统控制要求(1)系统受一个启动按钮控制，按下启动按钮，信号灯系统开始工作，直到按下停止按钮，系统停止工作。(2)系统启动后，南北红灯亮25秒，在此同时东西绿灯亮20秒，到20秒时东西绿灯开始闪亮，闪亮3秒后绿灯熄灭、东西黄灯亮，东西黄灯亮2秒后熄灭，然后东西红灯亮，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。(3)东西红灯亮30秒，在此同时南北绿灯亮25秒，到25秒时南北绿灯开始闪亮，闪亮3秒后熄灭、南北黄灯亮，南北黄灯亮2秒后熄灭，又回到南北红灯亮，东西红灯熄灭，东西绿灯亮的状态。
10、(4)两个方向的绿灯闪亮间歇时间均为0.5秒。(5)两个方向的信号灯，按上面的要求周而复始地进行工作。参考接线图设计要求:（1）阅读参考程序, 连接PLC外部（输入、输出）电路，输入参考程序后观察运行结果。（2）修改、编写用户程序，输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；（3）得到正确的运行结果。梯形图编程参考F. 机械手控制系统设计机械手搬物动作示意图控制要求根据生产工艺要求，机械手动作顺序如下：(1)原位状态下（机械手在右限位、下限位置）按下启动按钮，传送带B开始运行，机械手从右限开始上升。(2)上升到上限位行程开关动作，上升结束，机械手开始左旋转。(3)左旋转到左限位行程开关动作，左旋转动
11、作结束，机械手开始下降。(4)下降到下限位行程开关动作，下降结束，传送带A启动。(5)传送带A上的工件进入光电检测区，光电开关动作，传送带A停止，机械手开始抓物。(6)机械手抓工件，直到抓物限位开关动作，抓物动作结束，上升运动开始。(7）上升到上限位行程开关动作，上升结束，机械手开始右旋转。(8)右左旋转到右限位行程开关动作，右旋转动作结束，机械手开始下降。(9)下降到下限位行程开关动作，下降结束，放物动作开始。(10)经t延时，放物动作结束，一个工作循环完毕。(11）如果按下预停按钮，则一个工作循环结束后停止运行，回到原位状态；如果没按预停，则进入下一个工作循环继续运行。参考 I/O接线图
12、参考PLC程序：设计要求:（1）连接I/O控制电路；（2）输入参考程序, 输入参考程序后观察运行结果；（3）调试用户程序；（4）得到正确的运行结果。*PLC课程设计部分可选做以上题目中的5题。电气控制柜部分设计任务及要求：1、设计题目 设计某台交流异步电动机正反转、两地控制电气控制柜。已知电动机要求为1.5KW，4极。 设计某台交流异步电动机-起动控制柜。已知电动机要求为22KW，4极。注：单号同学选做题，双号同学选做题。2、设计任务 根据题目要求，查找电动机型号及参数。 设计电气控制原理图（用CAD或Eb电子图版软件绘制）。 根据电气原理图选择电器元件及导线参数。用CAD或Eb软件画出电气接
13、线图和电气互连图。编写使用及技术说明书。提交设计报告。3、设计要求掌握资料的查询方法，发挥独立工作能力和钻研精神。四、教学实验及实践环节以上内容均属实践教学环节五、学时分配（计划安排）1、查阅资料、设计电气控制柜原理和工艺接线图 1.5天2、可编程控制器外部电路设计和程序设计 1天3、可编程控制器应用系统的调试、监控、运行 1.5天4、写设计报告和说明书 1天六、考核方式1、参加评定人员课程设计指导教师、学生代表2、评分标准 可编程控制器设计成绩评定标准独立完成所要求的程序和电路设计，独立完成外围电路接线，独立完成系统调试、监控、运行的实验过程，获得满意的调试结果。 优秀。在外部启发下完成程序
14、设计，独立完成外围电路接线，独立完成系统的调试、监控、运行，获得满意的调试结果。 良好。拷贝他人程序，能局部修改程序，能完成外围电路接线，熟练进行系统的调试、监控、运行。 中等。 拷贝他人程序，能完成外围电路接线，能基本完成系统的调试、监控、运行。 及格。 不能顺利完成外围电路接线，完不成系统调试、监控、运行的最低要求，或工作态度不严谨对电气设备造成损坏。 不及格。 电气控制柜设计成绩评定标准独立完成电气控制原理图、电气接线图和电气互连图的设计，独立完成电器元件及导线参数的选择。并独立完成CAD或Eb软件绘制电气原理图、电气接线图和电气互连图。 优秀其余根据任务完成情况评分。电气控制与PLC课程设计的成绩评定可编程控制器设计成绩和电气控制柜设计成绩各占50%，结合实验报告和设计说明书、平时表现等，评定得出电气控制与PLC课程设计的综合成绩。七、推荐教材、参考书1 现用电气控制及PLC教材；2 低压电气设计手册。 3 孙平主编电气控制与PLC高等教育出版社，2004年12月； 4 方承远主编，工厂电气控制设备 机械工业出版社，2000年10月； 5 赵明主编，工厂电气控制设备 机械工业出版社，1996年1月；6 常晓玲主编电气控制系统与PLC 机械工业出版社，2004年3月。
