《电气控制与可编程控制器》课程设计正文

课程设计任务书

一、课程设计的目的

本课程的任务是使学生从实际工程应用出发，在理论和实践上掌握PLC的基本组成，工作原理，并通过设计典型的PLC控制系统，使学生对可编程序控器有一个完整的概念，并具有PLC控制系统研发的初步能力。

在课程设计中使学生掌握可编程序控器的基本组成，工作原理；掌握PLC编程语言；掌握传统的电气控制图；掌握可编程序控器自动控制系统硬件软件设计开发方法。

二、课程设计的开展方式

本课程为实践性环节，采用教师指导加学生自己动手设计的方式，包括以下两方面：

1．课程设计开始前，了解整个课程设计的目的、任务、步骤和方法；

2．课程设计任务主要由学生独立完成，教师负责指导。

三、课程设计的内容及时间安排

课程设计时间为2013年12月23日至 2013年

12月27 日1周，包括了解设计任务和实际动手设计

及调试操作。具体内容及时间安排如下：

四、课程设计的考核办法

考核办法：根据平时表现、答辩情况及课程设计说明书按五级分优、良、中、及格、不及格评定成绩。

1．课程设计态度及遵守纪律情况；

2．查阅资料、阅读能力情况；

3．动手操作能力情况；

4．系统需求分析、程序设计思路；

5．梯形图（或语句表）编写情况；

6．课程设计说明书完成情况。

五、课程设计说明书的主要组成部分

1．课题名称及控制要求分析；

2．PLC的介绍及选型，电气原理图；

3．程序（包括注释）、框图、时序图、I/O接线图等；

4．有关的说明及调试小结等；

5．课程设计说明书，不少于15页；

6．电气原理图、系统框图、I/O接线图共三张A3图纸。

六、提交格式要求

1. 一律采用A4书写或打印，左侧装订。

2. 封面（应包含：课程设计题目、姓名、班级、学号）

3. 要求提交课程设计的电子文档和程序。

4. 具体格式见后面附表。

课题一装卸料小车PLC控制设计

（一）设计原始资料和控制要求

一辆小车在A,B两点之间运行，在A,B两点各设一个限位开关，如图所示，小车在A 点时（后限位开关受压动作），操作控制按钮可使小车向前行至料斗下碰到前限位开关，停止，装料后再返回A地将料卸下。小车要求有4种控制方式。

（1）手动控制方式，

（2）单周期运行控制方式，

（3）双周期运行控制方式，

（4）自动循环运行控制方式。

1，手动控制方式

在手动控制方式下，可用4个控制按钮控制小车的向前、向后运行，以及车门的打开和料斗门的打开。

小车的运行由三相异步电动机控制，小车的车门和料斗的车门由电磁铁控制，当电磁铁得电时，料斗门或斗门打开，失电时关闭。

（1）手动控制要求

①小车向前运行：小车在料斗下面时不能向前运行，小车的车门在打开时不能运行，小车采用点动控制，按下向前运行按钮，小车向前进，当小车行至料斗下时，碰到前限位开关时应停下来。

②小车向后运行：小车在A地点时不能后退，小车的车门在打开时不能运行，小车采用点动控制，料斗门未关闭时不能运行，按下向后运行按钮时，小车向后运行至A地点时，小车碰到后限位开关应停下来。

③料斗门打开控制：小车必须在B点料斗门下时，才能打开料斗门，以避免将料卸在地上。按一下料斗门打开按钮，控制料斗门的电磁铁得电，斗门打开，延时10秒种后电磁铁失电斗门关闭。

④车门打开控制：小车必须在A地点时，才能打开车门，以保证将料卸在规定地点。按一下车门打开按钮，控制车门的电磁铁得电，车门打开，延时10秒种后电磁铁失电，车门关闭。

2，单周期运行控制要求

小车在A地点，并且在车门关好的情况下，按一下向前运行按钮。小车就从A地点运行到B地点停下来，然后料斗门打开装料10秒钟，之后小车自动向后行到A地点停止，车门打开卸料4秒钟后，车门关闭。

3，双周期运行控制要求

小车在A地点时，按一下向前运行按钮，小车将循环两次单周期的运行过程。

4，自动循环控制方式要求

小车在A地点时，按一下向前运行按钮，小车将自动重复单周期运行过程，断开运行开关时，小车将在完成一个循环之后，结束运行。

在手动控制方式下不能运行，单周期，双周期和自动运行方式，反之，在单周期，双周期和自动运行方式下也不能进行手动控制。

本控制采用FX2N型可编程控制器，其输入输出端子分配如下：（仅供参考）

X0：运行开关X1：前限位开关

X2：后限位开关X3：手动方式

X4：自动方式X5：单循环方式

X6：双循环方式X7：向前运行按钮

X10：向后运行按钮X11：车门打开按钮

X12：斗门打开按钮Y0：向前运行

Y1：向后运行Y2：斗门电磁铁

Y3：车门电磁铁

课题二级运输皮带自动装车控制

多级运输皮带控制系统控制过程：

1．料罐进料放料由电磁阀YV1和YV2控制，当料罐中的料位底于下料位监测点时，（SQ4=0）进料阀YV1动作，向料罐中进料，当料位高于上料位监测点时，（SQ3=1）进料阀YV1关闭。

2．当装料小车到达装车点时，装车位开关SQ1=1，此时黄灯亮，按下起动按钮SB1黄灯闪，2秒钟后，黄灯灭，同时皮带3起动。再经过2秒钟后皮带2起动，再过2秒钟后皮带1起动。再过2秒后，放料阀YV2动作进行放料。当小车装满后达到规定重量时，SQ2动作，放料阀YV2关闭（YV2=0）。之后每隔2秒依次停皮带1、皮带2和皮带3。在皮带1~3全部停止的情况下，绿灯亮，表示可以开车，而在皮带1~3在运行时，红灯亮表示不能开车。

3．停止控制：按下停止按钮SB2、放料阀YV2关阀之后每隔2秒依次停皮带1、皮带2和皮带3。按下急停按钮SB3，放料阀和皮带同时停止。

4．电路的保护：电路应设总的短路保护，每台电动机应设短路保护和过载保护，当一台电动机发生过载时应逆序停止，工作停止过程和按停止按钮的作用相同。

可编程序控制器输入输出端子分配如下（仅供参考）

X0、起动SB1 X5、上料位SQ3 Y3、皮带2 KM2

X1、停止SB2 X6、下料位SQ4 Y4、皮带3 KM3

X2、急停SB3 Y0、进料阀YV1 Y5、黄灯HL1

X3、车到位SQ1 Y1、放料阀YV2 Y6、红灯HL2

X4、车满载SQ2 Y2、皮带1 KM1 Y7、绿灯HL3

课题三液料自动混合控制

（一）设计原始资料和控制要求

某一液料自动混合装置如下，用于将3种液体按一定的容积比例进行混合。

1.初始状态，液罐为空的，电磁阀YV1~4、电动机M均为失电状态，液位传感器SQ1~4均为不动作状态。

2.物料自动混合控制。

按下起动按钮SB1，电磁阀YV1的电，开始注入液料1，当液料1的液位达到液位传感器SQ3时，YV1关，YV2阀开，注入液料2，当液位达到液位传感器SQ2时，YV2阀关，YV3阀开，注入液料3，当液位达到液位传感器SQ1时，YV3阀关，搅拌电动机M 起动，搅拌20秒后停止，放液电磁阀YV4动作，当液位下降到液位传感器SQ4以下时，再经过5秒钟（放掉剩余液体）后，SQ4阀关闭，之后，自动循环上述过程。

3.停止操作。

按下停止按钮SB2，当完成一个循环过程，即液灌液体放空后在全部停止。