分布式控制系统(课程设计)

课题一、三相异步电动机Y/Δ换接启动及正反转控制一、实验目的在电机进行正反向的转、换接时，有可能因为电动机容量较大或操作不当等原因使接触器主触头产生较为严重的起弧现象，如果在电弧还未完全熄灭时，反转的接触器就闭合，则会造成电源相间短路。

用PLC来控制电机起停则可避免这一问题。

二、实验要求1、掌握自锁、互锁、定时等常用电路的编程2、利用基本顺序指令编写电机正反转和Y/△启动控制程序。

3、掌握电机星/三角换接启动主回路的接线。

学会用可编程控制器实现电机星/三角换接降压启动过程的编程方法。

课题二、十字路口交通灯控制一、实验目的本实验作为综合性设计实验，要求学生观察某十字路口的交通灯运行状态，自行设计十字路口交通灯控制的实际动作，并根据动作要求设计I/O接口，可连接指示灯模拟交通灯动作。

也可以在实验箱的十字路口交通灯控制实验区完成本实验。

以下给出参考方案。

二、实验要求熟练使用各基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，使学生了解用PLC解决一个实际问题的全过程。

课题三、电梯控制系统三层楼电梯工作示意图说明：本实验作为综合性实验，要求学生自行设计电梯运行的实际动作，并根据动作要求设计I/O接口，可连接指示灯模拟电梯动作。

也可以在实验箱的电梯控制系统实验区完成本实验。

以下给出参考方案。

一、实验目的1、通过对工程实例的模拟，熟练的掌握PLC的编程和程序测试方法。

2、进一步熟悉PLC的I/O连接。

3、熟悉三层楼电梯自动控制的编程方法。

二、控制要求实验内容完成对三层楼电梯的自动控制，电梯上、下由一台电动机驱动：电机正转则电梯上升；电机反转则电梯下降。

每层楼设有呼叫按钮SB1、SB2、SB3，呼叫指示灯HL1、HL2、HL3和到位行程开关LS1,LS2和LS3。

电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向呼叫均无效。

响应呼叫时呼叫楼层的呼叫指示灯亮，电梯到达呼叫楼层时指示灯熄灭；呼叫无效时，呼叫楼层的指示灯不亮。

三层楼电梯的自动控制要求如下：（1）当电梯停于1F或2F时，如果按3F按钮呼叫，则电梯上升到3F，由行程开关LS3停止；（2）当电梯停于3F或2F时，如果按1F按钮呼叫，则电梯下降到1F，由行程开关LS1停止；（3）当电梯停于1F，如果按2F按钮呼叫，则电梯上升到2F，由行程开关LS2停止；（4）当电梯停于3F，如果按2F按钮呼叫，则电梯下降到2F，由行程开关LS2停止；（5）当电梯停于2F，而2F、3F按钮均有人呼叫时，电梯先上升到2F，由LS2控制暂停2S后，继续上升到3F，由LS3停止；（6）当电梯停于3F，而1F、2F按钮均有人呼叫时，电梯下降到2F，由LS2控制暂停2S后，继续下降到1F，由LS1停止；（7）在电梯上升途中，任何反方向的下降按钮呼叫均无效；（8）在电梯下降途中，任何反方向的上升按钮呼叫均无效；（9）每层楼之间的到达时间应在10s内完成，否则电梯停机；（10）电梯的起始位置和程序的启动、停止运行自行设计；（11）故障信号一旦出现，则立即停机并报警。

课题四、车辆出入库管理。

如图所示为车辆入库管理设备布置图，编制一个用PLC控制的车辆出入库管理梯形图控制程序，控制要求如下：①入库车辆前进时，经过1#传感器→2#传感器后计数器加1，后退时经过2#传感器→1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动。

②出库车辆前进时经过2#传感器→1#传感器后计数器减1，后退时经过1#传感器→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。

③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。

图 车辆入库管理课题五. 恒压供水系统有4台水泵，为保持主管道压力在一定的范围内保持恒定，可将水泵自动地依次进行切换（接通或切除）。

控制要求如下：1）当主管道压力低于正常压力5s 后，接通水泵的开关脉冲，被触发。

2）当主管道压力高于正常压力5s 后，切除水泵的开关脉冲，被触发。

3）所有4台水泵的运行时间和接通频率尽可能一致。

4）水泵切换原则是：当需要切除水泵时，总是将运行时间最长的那台水泵先切除，当需要接通水泵时，总是将停止时间最长的那台水泵先接通。

要求：用S7－200或S7－300系列PLC ，步骤如下：1） 编程元件地址分配2） 设计控制程序结构图3） 设计控制程序4） 连接PLC ，编程装置和模拟器Q4.7～Q4.0Q5.0 Q5.1SE1（I0.0） SE2（I0.1））出库指示（Q5.3） I0.2）库存显示5）输入控制程序课题六、原料传输系统皮带传输系统如图1）皮带机1和皮带机2的启动和停止分别有按钮S1-S4控制2）皮带机1和皮带机2的运行状态由指示灯指示3）皮带机1和皮带机2不能同时运行。

4）皮带机1或皮带机2运行时，皮带机3自动投入运行。

5）为监测皮带机的运行及皮带机上的皮带是否断裂，在皮带机1、皮带机2和皮带机3上均装有传感器，并以10Hz的脉冲频率进行监测，这个10Hz的脉冲频率由PLC的CPU时钟标志设定，并被传送到模拟器中。

6）如果皮带机监测器上的脉冲丢失（皮带机停止或皮带断裂），则传感器发送的信号状态为0。

7）在启动阶段（持续3S），皮带监测器的脉冲数不做计算。

8）为避免在皮带机上堆料，当按下停止按钮后，皮带机1或皮带机2延时2S后停止运行，而皮带机3则继续延时6S后停止运行。

9）如果在运行期间，皮带机1或皮带机2的脉冲监测器信号丢失，则对应的驱动电动机应立即停车，对应的停车指示灯以2Hz的脉冲频率闪烁（2Hz的脉冲频率由CPU提供），而皮带机3则继续延时6S后停止运行，如果在运行期间，皮带机3的脉冲监测器信号丢失，则3台皮带机均应立即停车。

课题七、液体自动混合控制液体自动混合箱如下图所示，设计要求如下：按下起动按钮SB1，电磁阀K1打开，液体A流入箱中，当液面到达L2处时，K1阀关闭，同时K2阀打开，液体B流入箱中，当液面到达L1处时，Y2阀关闭，停止供液，电炉H开始加热，当液体到达指定温度时，温度传感器T动作，电炉停止加热,搅拌机M开始搅拌液体，5分钟后停止搅拌，K3阀打开，将加热并混合好的液体放出，当液面底于L3时，再经过10s，K3阀关闭，此时箱内液体已放空。

此时，电磁阀K1打开，液体A流入箱中，开始下一周期循环。

按下停止按钮SB2，系统停止操作（停在初始状态上）图液体自动混合箱课题八、设计一个3台电动机的顺序控制程序。

（1）启动操作：按启动按钮SB1，电动机M1启动，10s后电动机M2自动启动，又经过8s，电动机M3自动启动。

（2）停车操作：按停止按钮SB2，电动机M3立即停车；5s后，电动机M2自动停车；又经过4s，电动机M1自动停车。

（3）要求启动时，每隔10min依次启动1台，每台运行8h后自动停车。

在运行中可用停止按钮将3台电动机同时停机。

课题九、设计一个智力竞赛抢答控制装置。

（1）当出题人说出问题且按下开始按钮SB1后，在10s之内，4个参赛者中只有最早按下抢答按钮的人抢答有效。

（2）每个抢答桌上安装1个抢答按钮，1个指示灯。

抢答有效时，指示灯快速闪亮3s，赛场中的音响装置响2s。

（3）10s后抢答无效。

课题十、三段传送带的启动和停止控制如图所示。

控制要求：①按下启动按钮，电动机M1运行，当行程开关SQ1检测到工件到来时，自动启动电动机M2运行。

②当行程开关SQ2检测到工件离开时，自动停止电动机M1运行。

③当行程开关SQ3检测到工件到来时，自动启动电动机M3运行。

④当行程开关SQ4检测到工件离开时，自动停止电动机M2运行。

⑤当行程开关SQ5检测到工件到来时，自动停止电动机M3运行。

⑥可随时停车课题十一、冷加工生产线上有一个钻孔动力头，该动力头的加工过程如图2所示，要求如下：①动力头在原为（压下限位开关SL0）时，按启动按钮，接通电磁阀YV1，动力头快进。

②动力头碰到限位开关SL1后，接通电磁阀YV1和YV2，动力头由快进转为共进。

③动力头碰到限位开关SL2后，延时10s。

④延时时间到，接通电磁阀YV3，动力头快退。

⑤动力头退回到原位后（碰到限位开关SL0）停车。

课题十二、试设计一4层电梯PLC控制系统，要求：某层有呼叫信号后，电梯自动运行到该层后停止；如果同时有二层或三层楼呼叫时，以先后顺序排列，同方向就近楼层优先，电梯运行到就近楼层后，待电梯门关严后，电梯自行启动，运行至下一个楼层。

课题十三、试设计一个油循环控制系统，要求：①按下启动按钮SB1后，泵1、泵2通电运行，由泵1将油从循环槽打入淬火槽，经沉淀槽，再由泵2打入循环槽，运行15min后，泵1、泵2停。

②在泵1，泵2运行期间，如果沉淀槽的水位到达高水位，液位传感器SL1接通，此时泵1停，泵2继续运行1min。

③在泵1，泵2运行期间，如果沉淀槽的水位到达低水位，液位传感器SL2由接通变断开，此时泵2停，泵1继续运行1min。

④当按下停止按钮SB2时，泵1、泵2同时停。

课题十四、试设计一个料车自动循环送料控制系统，要求：（1）初始状态：小车在起始位置时，压下SQ1；（2）启动：按下启动按钮SB1，小车在起始位置装料，10s后向右运动，至SQ2处停止，开始下料，5s后下料结束，小车返回起始位置，再用10s的时间装料，然后向右运动到SQ3处下料，5s再返回到起始位置……完成自动循环送料，直到有复位信号输入。

（提示：可用计数器记下小车经过SQ2的次数）课题十五、试设计一个粉末冶金制品压制机系统，要求如下：。