液位自动控制系统设计与调试

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水箱液位自动控制系统设计

水箱液位自动控制系统设计

第一章水箱液位自动控制系统原理液位自动控制是通过控制投料阀来控制液位的高低,当传感器检测到液位设定值时,阀门关闭,防止物料溢出;当检测液位低于设定值时,阀门打开,使液位上升,从而达到控制液位的目的。

在制浆造纸工厂常见有两种方式的液位控制:常压容器和压力容器的液位控制,例如浆池和蒸汽闪蒸罐。

液位自动控制系统由液位变送器(或差压变送器)、电动执行机构和液位自动控制器构成。

根据用户需要也可采用控制泵启停或改变电机频率方式来进行液位控制。

结构简单,安装方便,操作简便直观,可以长期连续稳定在无人监控状态下运行。

应用范围在制浆造纸过程中涉及的所有池、罐、槽体液位自动控制。

图1.1中,是控制器的传递函数,是执行机构的传递函数,是测量变送器的传递函数,是被控对象的传递函数。

图5.1中,控制器,执行机构、测量变送器都属于自动化仪表,他们都是围绕被控对象工作的。

也就是说,一个过程控制的控制系统,是围绕被控现象而组成的,被控对象是控制系统的主体。

因此,对被控对象的动态特性进行深入了解是过程控制的一个重要任务。

只有深入了解被控对象的动态特性,了解他的内在规律,了解被控辩量在各种扰动下变化的情况,才能根据生产工艺的要求,为控制系统制定一个合理的动态性能指标,为控制系统的设计提供一个标准。

性能指标顶的偏低,可能会对产品的质量、产量造成影响。

性能指标顶的过高,可能会成不必要的投资和运行费用,甚至会影响到设备的寿命。

性能指标确定后,设计出合理的控制方案,也离不开对被控动态特性的了解。

不顾被控对象的特点,盲目进行设计,往往会导致设计的失败。

尤其是一些复杂控制方案的设计,不清楚被控对象的特点根本就无法进行设计。

有了正确的控制方案,控制系统中控制器,测量变送器、执行器等仪表的选择,必须已被控对象的特性为依据。

在控制系统组成后,合适的控制参数的确定及控制系统的调整,也完全依赖与对被控对象动态特性的了解。

由此可见,在控制工程中,了解被控制的对象是必须首先做好的一项工作。

基于PLC水箱液位控制系统毕业设计

基于PLC水箱液位控制系统毕业设计

基于PLC水箱液位控制系统毕业设计水箱液位控制系统是一种常见的自动化控制系统,通过控制水位的高低来实现水箱中水的供应与排放。

该系统常用于水处理、供水系统、工业生产等领域。

本篇毕业设计将基于可编程逻辑控制器(PLC)来设计一个水箱液位控制系统。

PLC作为控制器,能够实现对水位的监测、控制和保护。

首先,本设计将使用传感器来监测水箱的液位。

液位传感器将放置在水箱内部,在不同的液位位置测量水的高度。

传感器将通过模拟信号将液位信息传输给PLC。

PLC将读取并处理传感器的信号,得到水箱的液位信息。

其次,PLC将根据液位信息来控制水泵的运行。

当水箱的液位低于一定的阈值时,PLC将启动水泵,从水源处将水注入到水箱中。

当液位达到一定的高度时,PLC将关闭水泵,停止水的注入。

通过控制水泵的启动和停止,系统可以实现自动补水,从而保持水箱的水位在一个恰当的范围内。

此外,本系统还将具备一定的保护功能。

当水箱液位过高或过低时,PLC将触发报警装置,以便及时采取措施解决问题。

同时,系统将设置相应的安全控制,以防止水泵出现过载或短路等故障。

为了实现PLC控制系统的功能,本设计将使用PLC编程软件进行程序的编写和调试。

程序将根据液位传感器的输入信号,进行逻辑判断和控制指令的输出。

同时,本设计将与水泵、报警装置等硬件进行连接,以实现实际的控制功能。

最后,本设计将进行系统的仿真和调试。

通过模拟真实的液位变化情况,测试系统的控制性能和稳定性。

在确保系统正常运行的前提下,对系统进行各项性能指标的测试和评估。

通过该毕业设计的实施,我将能够掌握PLC水箱液位控制系统的原理和设计方法,提升自己在自动化控制领域的实践能力和工程应用能力。

同时,通过该设计的完成,也能为工业生产中的水箱液位控制问题提供一种可行的解决方案。

双容水箱液位控制系统设计

双容水箱液位控制系统设计

双容水箱液位控制系统设计首先,双容水箱液位控制系统的基本原理是根据水位信号的反馈来控制水泵的启停。

当水箱液位低于设定值时,水泵启动,开始抽水;当液位达到设定值时,水泵停止运行。

这样就可以实现水箱液位的自动控制。

第一,确定水箱的容积和设计液位。

容积和设计液位的确定需要根据实际应用情况来选择,一般要考虑水泵的流量和工作时间等因素。

容积大的水箱可以减少水泵启停的频率,但其建设和维护成本也较高。

第二,确定水位传感器的选择和安装。

水位传感器是检测水箱液位的关键部件,可以选择浮子式传感器、超声波传感器等。

选择合适的传感器需要考虑其精度、可靠性、成本和使用环境等因素。

安装传感器时要确保其与水箱的接触良好,避免信号干扰。

第三,确定控制器的选择和编程。

控制器是实现水位控制的核心部件,可以选择PLC、单片机等。

控制器的选择要考虑其处理能力、输入输出接口和编程灵活性等因素。

编程时需要设置液位设定值和控制逻辑,使得系统能够准确地控制水泵的启停。

第四,确定水泵的选择和安装。

水泵是水箱液位控制系统的关键设备,可以选择离心泵、自吸泵等。

选择合适的水泵需要考虑其流量、扬程、功率和效率等因素。

水泵的安装要确保其与水箱的连接可靠,并考虑水泵的防护和维护问题。

第五,确定报警和保护措施。

对于水箱液位控制系统,需要设置相应的报警和保护机制,以及应急措施。

例如,当水泵故障或水箱液位异常时,系统应该能够及时发出报警,并采取相应的措施避免设备损坏或事故发生。

最后,测试和调试系统。

在系统设计和安装完成后,需要进行全面的测试和调试工作。

首先测试传感器和控制器的工作是否正常,然后测试水泵的启停控制是否准确。

同时,还需要进行系统的稳定性和灵敏度测试,确保系统能够稳定运行和满足实际需求。

总之,双容水箱液位控制系统的设计需要综合考虑容积、液位传感器、控制器、水泵、报警保护和测试调试等方面的因素。

只有设计合理并正确配置这些部件,才能实现高效、稳定的液位控制。

PLC水箱液位控制设计

PLC水箱液位控制设计

PLC水箱液位控制设计水箱液位控制是工程和工业应用中的一个重要任务,受到工业生产和生活的影响。

PLC(可编程逻辑控制器)被广泛应用于自动化控制系统中。

在这里,我们将讨论PLC在水箱液位控制中的设计和应用。

一、设计要求1.自动控制水箱液位:根据需要自动控制水箱液位,以保持水箱液位在合适的范围内。

2.液位传感器:使用能够准确测量液位的传感器,例如超声波、浮子或电容传感器等。

3.控制阀门:根据液位传感器的信号,控制阀门的开关来调节进出水的流量。

4.安全保护:设置安全保护机制,如最高和最低液位报警,以防止水箱溢出或干涸。

二、系统设计1.硬件设计:选择适当的液位传感器、PLC和执行器,如电磁阀,来实现水箱液位的控制。

2.软件设计:编写PLC的控制程序,包括液位传感器读取、液位控制算法和输出控制信号给执行器的逻辑。

3.输入输出设计:将传感器连接到PLC的输入模块,并将执行器连接到PLC的输出模块。

4.安全保护设计:为了确保系统的安全性,设计液位报警机制,当液位低于最低限制或高于最高限制时,触发报警信号。

三、工作原理1.初始状态:水箱液位低于最低限制,控制系统开始工作。

2.传感器读取:PLC读取液位传感器的信号,并将其转换为数字量进行处理。

3.液位控制算法:根据传感器信号,PLC计算水箱液位的偏差,并决定相应的动作,如开启或关闭阀门。

4.输出控制信号:根据液位控制算法的结果,PLC将控制信号发送到执行器(电阀)以调节进出水量。

5.液位报警:如果液位低于最低限制或高于最高限制,PLC将触发报警信号以提醒操作员。

四、实施细节1.选择合适的液位传感器:液位传感器的选择取决于应用场景和预算。

超声波传感器具有高精度和无接触的特点,但价格较高。

浮子和电容传感器价格较低,但精度较低。

2.选择适当的PLC:根据应用要求选择适当的PLC。

考虑到通信接口、输入输出数量和处理速度等因素。

3.选择适当的执行器:根据流量要求选择适当的执行器,例如电磁阀。

PLC水箱液位控制系统毕业设计

PLC水箱液位控制系统毕业设计

PLC水箱液位控制系统毕业设计PLC水箱液位控制系统是一种基于可编程逻辑控制器(PLC)的自动控制系统,用于监测和调节水箱中的液位。

这个系统可以应用于各种场景,比如工业生产中的水箱液位控制、建筑物的水池液位控制等。

在本篇文章中,将详细介绍PLC水箱液位控制系统的设计和实现。

首先,我们需要对PLC水箱液位控制系统的硬件进行设计。

其中包括传感器模块、执行器模块和PLC控制器。

传感器模块用于监测水箱中的液位,可以选择合适的液位传感器,如浮球开关、超声波传感器等。

执行器模块用于控制水箱中的液位,可以选择水泵或阀门等执行器。

PLC控制器用于接收传感器模块的信号,根据预设的控制策略来控制执行器模块的工作。

同时,还需要考虑电源模块、通信模块等其他辅助模块。

接下来,我们需要对PLC水箱液位控制系统的软件进行设计。

PLC控制器通常使用Ladder Diagram(梯形图)进行编程。

在本设计中,我们可以根据液位传感器的信号来控制执行器的开关。

当液位低于一定阈值时,PLC控制器可以启动水泵或打开阀门,以增加水箱中的液位。

当液位高于一定阈值时,PLC控制器可以停止水泵或关闭阀门,以减少水箱中的液位。

同时,我们还可以增加一些安全措施,如设置最大液位和最小液位报警,当液位超出范围时,PLC控制器可以发出警报信号或采取相应的措施。

在实际应用中,我们还可以通过人机界面(HMI)来对PLC水箱液位控制系统进行监控和操作。

通过HMI,我们可以实时查看水箱中的液位,修改控制策略,记录操作日志等。

同时,我们还可以将PLC水箱液位控制系统与上位机进行通信,实现远程监控和控制。

最后,我们需要对PLC水箱液位控制系统进行实验验证。

在实验中,我们可以模拟不同的液位情况,观察PLC控制器的响应和执行器的工作情况。

通过实验,我们可以测试系统的稳定性、精度和可靠性,并对系统进行优化和改进。

总结而言,PLC水箱液位控制系统是一种自动控制系统,用于监测和调节水箱中的液位。

液位自动控制系统的技术要求和工艺要求

液位自动控制系统的技术要求和工艺要求

液位自动控制系统的技术要求和工艺要求
1、系统技术要求
(1)某工厂的水箱液位采用自动控制系统,现系统将采用PLC进行自动控制,系统的操作均在触摸屏上进行,并可以在触摸屏中看到系统的监控界面;
(2)在水箱下部设置了手动阀门,阀门可以进行出水量大小的调节工作;
(3)本系统的操作均在触摸屏上进行,液位控制系统的启动和停止要求能够用手动和自动两种方式控制,并且水箱的实时液位高度在触摸屏中可以直观显示;
(4)系统使用液位传感器来检测水塔的液位高度,液位传感器与PLC 的A/D模块将通过液位变送器进行数据的传送,水箱的液位变化范围为0~100,变送器的对应输出为4~20mA;
(5)系统使用变频器来水泵电机的转速大小,水量可以通过液位进行调节。

按下启动按钮后,系统的频率为50Hz,当液位达到了设定值的70%时,变频器的频率为40Hz;当液位达到触摸屏设定值的80%时,变频器的频率为30Hz;当液位达到触摸屏设定值的90%时,变频器频率减小为低速15Hz,当液位高度达到了液位设定值时,水泵关闭,系统停止运行。

1、系统工艺要求
(1)掌握三菱PLC特殊模块A/D模块的使用方法。

(2)掌握三菱触摸屏(GOT系列)的使用方法。

(3)掌握变频器的参数设置。

(4)掌握用PLC实现液位自动控制设计的方法。

(5)按照液位自动控制系统的要求完成系统的设计、安装、调试。

(6)系统完成后调试运行良好,能够满足系统要求。

化工企业液位自动化控制系统设计与实现

化工企业液位自动化控制系统设计与实现

考虑防爆安全问题 , 要有完备的防爆保 护措施 ; ( 2 )高可靠性原 则, 要保证 系统数据 在任 何状况 下 的可靠 传输 ; ( 3 )实时 性原
则, 要 保 证 系 统 控 制 和 状 态 数 据 能 够远 程 实 时监 控 ; ( 4 )良好 的
经济性原则 , 系统在建设投资过程 中以及后期 的维护升级 过程 中, 都要具有 良好的经济性 ; ( 5 )开放 和可扩展性原则 , 系统的 设计要能够满足生产规 模扩 大和设 备升级 过程 中的无缝衔 接
的管控水平也在不断提高 , 各种 自动化设备 和信 息化技术 的应 用, 对提高生产效率 , 降低生产成本 , 增强管理 的针对性 和有 效 性作用 明显 。但 同时, 调 查数据 显示 , 化工 企业 化工 罐 区安 全
事故频发 , 自动 化 管 理 和 控 制 以 及 自动 预 警 水 平 普 遍 较 低 , 严 重 限制 了化 工 企 业 的 生 产 和 经 营 活 动 , 并 对 职 工 和 周 边 群 众 的 生 命 安 全 造 成 严 重 威 胁 。因 此 , 研 究 如 何 将 自动 化 控 制 系统 应 用 到 化 工 罐 区液 位 的 自动 监 测 和 控 制 中 , 设计 出先进 、 高效 、 功
2 化工企业液位 自动化控制 系统设计与实现
2 . 1 自动 化 控 制 系统 类 型 的 选 择 液位 自动化 控 制 系 统 是 工 业 控 制 系 统 的 一 种 。 工 业 控 制
设、 国民生产 和人 民生 活生产 了大量 产品 。但 是 , 生产技术 的变 革 , 经 历 了很 长一 段
型 的选择 和需要 注 意 的问题 , 最后从 化工 企业 液位 控制 系统 软件 和硬 件设 计 2 个 方 面 对液 位 系统 的 总体 设 计 和实 现 进行 了研 究 , 对 今 后

液位自动控制系统方案

液位自动控制系统方案

等级:课程设计课程名称电气控制与PLC课程设计课题名称液位自动控制系统设计与调试专业班级学号姓名指导老师电气信息学院课程设计任务书课题名称液位自动控制系统设计与调试姓名专业班级学号指导老师课程设计时间教研室意见审核人:一.课程设计的性质与目的本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节,是实现理论与实践相结合的重要手段。

它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程围的一般工程技术问题,建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序和方法。

通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练,获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。

二. 课程设计的容1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求,确定控制方案。

2.绘制水箱液位系统的PLC I/O接线图和梯形图,写出指令程序清单。

3.选择电器元件,列出电器元件明细表。

4.上机调试程序。

5.编写设计说明书。

三. 课程设计的要求1.所选控制方案应合理,所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求,并且技术先进,安全可靠,操作方便。

2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728-84《电气图用图形符号》、GB6988-87《电气制图》和GB7159-87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。

3.所编写的设计说明书应语句通顺,用词准确,层次清楚,条理分明,重点突出,篇幅不少于7000字。

四.进度安排1.第一周星期一:布置课程设计任务,讲解设计思路和要求,查阅设计资料。

2.第一周星期二~星期四:详细了解搬运机械手的基本组成结构、工艺过程和控制要求。

确定控制方案。

配置电器元件,选择PLC型号。

绘制传送带A、B的拖动电机的控制线路原理图和搬运机械手控制系统的PLC I/O接线图。

设计PLC梯形图程序,列出指令程序清单。

3.第一周星期五:上机调试程序。

4.第二周星期一:指导编写设计说明书。

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课 程 设 计
2016年6月17日
电气信息学院
课程设计任务书
课题名称液位自动控制系统设计与调试
姓名专业班级学号
指导老师沈细群
课程设计时间2016年6月6日~2016年6月17日(第15~16周)
教研室意见同意开题。

审核人:汪超林国汉
一.课程设计的性质与目的
本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节,是实现理论与实践相结合的重要手段。

它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题,建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序和方法。

通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练,获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。

二. 课程设计的内容
1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求,确定控制方案。

2.绘制水箱液位系统的PLC I/O接线图和梯形图,写出指令程序清单。

3.选择电器元件,列出电器元件明细表。

4.上机调试程序。

5.编写设计说明书。

三. 课程设计的要求
1.所选控制方案应合理,所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求,并且技术先进,安全可靠,操作方便。

2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728-84《电气图用图形符号》、GB6988-87《电气制图》和GB7159-87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。

3.所编写的设计说明书应语句通顺,用词准确,层次清楚,条理分明,重点突出,篇幅不少于7000字。

四.进度安排
1.第一周星期一:布置课程设计任务,讲解设计思路和要求,查阅设计资料。

2.第一周星期二~星期四:详细了解搬运机械手的基本组成结构、工艺过程和控制要求。

确定控制方案。

配置电器元件,选择PLC型号。

绘制传送带A、B的拖动电机的控制线路原理图和搬运机械手控制系统的PLC I/O接线图。

设计PLC梯形图程序,列出指令程序清单。

3.第一周星期五:上机调试程序。

4.第二周星期一:指导编写设计说明书。

5.第二周星期二~星期四:编写设计说明书。

6.第二周星期五:答辩。

附录:课题简介及控制要求
(1)课题简介
某化工厂水箱的排水量根据工业生产的需要而不断地变化,为了保持水箱压力恒定,就要保持水位恒定,因此就必须自动调整进水量。

本系统要求有手动和自动两种工作方式。

手动控制方式用于水泵的调试,即当按下按钮时水泵运转,松开按钮时水泵停止,目的是为了调试水泵是否能正常工作;当系统切换为自动控制方式并启动后,控制系统自动调整水泵的进水量达到给定水位恒定。

水位设定高限和低限,当水位超过设定的限位时要进行超限报警。

(2)控制要求
控制系统技术参数表
目录
第一章、液位自动控制系统的特点和发展 (2)
1.1摘要 (2)
1.2、液位自动控制系统的发展 (2)
1.3、液位自动控制系统的特点 (2)
第二章:控制要求和系统设计 (3)
2.1、液位自动控制系统的控制要求 (3)
2.2、液位自动控制系统的控制方法 (3)
2.3、系统的控制流程图 (3)
第三章、控制系统具体设计 (4)
3.1、液位自动控制系统的操作设计说明 (4)
3.2、梯形图 (4)
第四章、心得体会 (9)
附录 (10)
第一章、液位自动控制系统的特点和发展
1.1摘要
随着现代社会生产的发展和技术进步,现代工业自动化生产水平的提高,以及在现实生活中暴露的一些问题,在工农业生产中经常对水位进行测量和控制水位控制在日常生活中也相当应用广泛。

1.2、液位自动控制系统的发展
近几十年来,控制系统已被广泛采用,在研究和发展已趋于完美。

除了传统的PID控制系统之外,随着PLC技术的发展,加入智能型控制的系统也得以应用。

出现了许多新兴的液位控制仪,如超声波液位计、雷达液位计等,这些控制器的出现大大的提高了控制系统的精度,实现了控制系统的多样性。

随着科学技术的不断发展,人们对液位控制系统的要求不断提高,高精度、人性化的液位控制系统是国内外液位控制系统发展的必然趋势。

1.3、液位自动控制系统的特点
通过闭环控制系统对水位进行控制,使水位尽量保持在给定水位,当水位超出设计要求的最大值时报警,从而实现水位从注水到放水,直至保持在给定水位过程中的实时监控。

第二章:控制要求和系统设计
2.1、液位自动控制系统的控制要求
系统要求有手动和自动两种工作方式。

手动控制方式用于水泵的调试,即当按下按钮时水泵运转,松开按钮时水泵停止,目的是为了调试水泵是否能正常工作;当系统切换为自动控制方式并启动后,控制系统自动调整水泵的进水量达到给定水位恒定。

水位设定高限和低限,当水位超过设定的限位时要进行超限报警。

2.2、液位自动控制系统的控制方法
S7-200 CPU提供了8个回路的PID功能,用以实现需要按照PID控制规律进行自动调节的控制任务,比如温度、压力和流量控制等。

因为PID回路没有设置控制方式,只有当PID指令盒接通时才能执行PID运算。

所以说,从这个角度来说,PID运算可以算是一种“自动”的运行方式,当PID不被执行时,就可以称之为“手动” PID运算的任务就是根据反馈与给定的相对差值,按照PID运算规律计算出结果,输出到固态开关元件(控制加热棒),或者变频器(驱动水泵)等执行机构进行调节,以达到自动维持被控制的量跟随给定变化的目的。

2.3、系统的控制流程图
第三章、控制系统具体设计
3.1、液位自动控制系统的操作设计说明
本系统要具备手动和自动功能。

当开始时水泵持续供水,达到给定上限水位时,停止供水。

并报警。

同时,因为需要水位保持在给定值左右,因而当实际水位超过给定水位上限或者低于给定水位下限时,需要报警提示并控制水泵执行相应的放水和注水功能。

3.2、梯形图
液位自动控制系统的梯形图分为中断程序、给定值、检测值值转换、PID指令、控制量输出转换,报警程序。

图2 中断程序
图3 给定数值
图4 检测值转换
图5 PID指令
图6 控制量输出转换
图7 报警程序
图8 正常阶段
图9 报警
图10 系统运行程序截图
第四章、心得体会
通过这次课程设计,让我更加深刻了解书本的知识,和以往对知识的疏忽部分得已补充。

在这次课程设计中我们是拿到的是最难得几个课程设计之一。

在一开始我们一点思路都没是沈老师一步步的教我们怎么去做、怎么去思考把这个设计做出来,最后在调试时候因为数据处理的原因总是没变换,后来在数据方面进行仔细的研究之后,终于解决了这个问题。

圆满完成了此次课程设计。

通过课程设计不仅可以巩固专业知识,为以后的工作做准备打下了坚实的基础,而其还可以培养和熟练使用资料,运用工具书的能力,把我们的课本知识和实践结合起来,起到温故而知新的作用。

课程设计不光是一门专业课,给我许多专业知识以及专业技能上的提升,同时又是一门设计课,给了许多的思路,给我莫大的空间。

同时设计让我感触很深。

让我对抽象的理论有很深的认识。

回顾此次课程设计至今我还感慨颇多,从理论到实践,在这段日子里。

可以说是苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西把理论和实践结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的动手和独立思考能力。

在实验过程中,也对团队精神进行了考察,让我们在合作起来更加默契,在成功后一起体会喜悦的心情。

团结就是力量只有互相之间的默契融合的配合才能换来最终完美的结果。

附录
参考资料
[1] 刘星平.PLC原理及工程应用[M].北京:中国电力出版社,2014年。

[2]廖常初.S7-200 PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社,2014年。

[3] 王阿根.西门子S7-200 PLC 编程实例精解[M].北京:电子工业出版社,2013年。

[4] 赖指南.PLC原理与应用补充教材(内部使用),本校自编教材,2010年。

程序图
电气信息学院课程设计评分表。

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