综合自动化课程设计题目

1、自动售货机

用PC对自动售货机进行控制，根据要求，写出梯形图及指令表。

工作要求：

(1)此售货机可投入1元、5元或1 O元硬币。

(2)当投入的硬币总值超过12元时，汽水按钮指示灯亮；又当投入的硬币总值超过15元时，汽水及咖啡按钮指示灯都亮。

(3)当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出7秒后自动停止，这段时间内，汽水指示灯闪动。

(4)当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出7秒后自动停止，这段时间内，咖啡指示灯闪动。

(5)若投入硬币总值超过按钮所需的钱数(汽水12元，咖啡15元)时，找钱指示灯亮，表示找钱动作，并退出多余的钱。

2、花式喷水如图所示，第一花样

配以绿灯，第二花样配以蓝灯，第三

花样配以黄灯，第四花样配以红灯。

在花样确定的前提下，可以通过修改

程序或者改变外接的控制开关的时

间，就可改变控制方式，达到显现各

种复合花样的要求。

控制要求：

按下起动按纽XO且X2一直接

通，则第一花样输出且绿灯亮；1分

钟后，第二花样输出且蓝灯亮；到2

分钟时，第三花样输出且黄灯亮；到

3分钟时，第四花样输出且红灯亮。

即各延时1分钟后，第1---4花样相

继显现并一直保持1—4种花样同时显现。若XO按下后，X2仅接通1分钟，则1—4花样轮流显现1分钟，然后暂停1分钟，如此循环。

1、某工厂有一油料循环系统，如图所示。控制要求如下：

(1)当起动按钮按下时，泵1、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15分钟后，泵1、2

停。

(2)在泵l、2运行期间，当沉

淀槽液位到达高液位时，液位传感

器SLl接通，此时泵l停，泵2继

续运行1分钟。

(3)在泵1、2运行期间，当沉淀槽液位到达低液位时，液位传感器SL2接通，此时泵2停，泵1继续运行1分钟。

(4)按下停止按纽时，泵1、2停。

4、设计一节日礼花弹引爆程序。礼花弹用电阻点火引爆器引爆。为实现自动引爆，以减轻工作人员频繁操作的负担，保证安全，提高动作的准确性，要求编制以下两种控制程序：

(1)1--12个礼花弹，每个引爆间隔为0.1S；13--14个礼花弹，每个引爆间隔为0.2s。

(2)1—6个礼花弹引爆间隔为O.1S，引爆完后停lOs，接着7—12个礼花弹引爆，间隔为0.1S，引爆完后又停lOs，接着13—18个礼花弹引爆，间隔为0.1s，引爆完后再停lOs，接着19—24个礼花弹引爆，间隔为0.1S。

引爆用一个引爆起动开关控制。

5、在氯碱生产中，碱液的

蒸发、浓缩过程往往伴有盐的

结晶，因此需要采取措施对盐、

碱进行分离，目前大部分厂家

均采用以离心机为主体的分离

系统。分离过程是一顺序循环

过程，共分6个工步：进料、

甩料、洗盐、升刀、间歇、清

洗，靠6个电磁阀完成上述动

作，并要求前5个工作连续循

环8次后方可进入清洗工步，

待清洗完毕后再进入下一次大

循环。分离过程的流程图如图

所示。试设计控制程序，要求

画出状态转移图、梯形图及语

句表。

6、金属压铸机工作示意图如图所示，压铸机的动作由液压油缸推动，执行元件为电磁阀。其工艺流程如下：

(1)原位：模板在开模确认位置，开模确认限位开关SQ2闭合；洗模嘴上升归位，喷嘴归位限位开关SQ5闭合。

(2)关模：有起动信号按下后，关模电磁阀YVO通电，模板右移。

(3)射出：当模板右移到位，关模确认限位开关SQ3闭合，射出电磁阀YV5通电，射出活塞左移，将金属射入模内。

(4)冷却：射出活塞自动归位，射出确认限位开关SQ4闭合，冷却电磁阀YV4通电，利用冷却水成型。

(5)开模：延

时5S待工件冷

却后，开模电磁

阀YV1通电，模

板左移，工件自

动顶出。

(6)洗模：

模板左移到位，

开模确认限位

开关SQ2闭合，

喷嘴下移电磁

阀YV2、喷嘴液

电磁阀YV3均通电，喷嘴下移并喷洗模液。

(7)复位：喷嘴下移到位，喷嘴下限限位开关SQ6闭合，喷嘴上移电磁阀通电，喷嘴上升回原位。

压铸机有两种操作方式：

(1)单周期操作：按下起动按纽，压铸一个工件，即经过关模、射出、冷却、开模、洗模、复位一个循环后，等待下一次起动信号来，再压铸一个工件。

(2)自动连续操作：按下起动按纽，自动循环作业，连续压铸工件，直至停止按纽按下，才停止作业。

7、冲床工作示意图如图所示。初始

状态时，机械手在最左边，左限位开关

X4接通，冲头在最上面，上限位开关X3

接通；机械手松开(YO断开)。其工作过

程如下：

(1)按下起动按纽，YO接通，机械

手夹紧工件并保持。

(2)1S后Y1接通，机械手右行。

(3)机械手右行到位接通右限位开

关X 1，冲头下行(Y3接通)，加工工件。

(4)工件加工后，下限位开关X2接通，冲头上行(Y4接通)，上行到位时，上限位开关X3接通，冲头回到初始位置。

(5)机械手左行(Y2接通)。

(6)机械手左行到位，接通左限位开关X4，机械手松开工件(YO断开)，机械手回到初始状态。

冲床要求设置单周期和自动连续两种操作方式。

画出控制系统状态转移图，写出梯形图和语句表。

8、全自动洗衣机实物示意图、控制要求流程图如图所示。

高、低水位开关分别用于检测高、低水位；

起动按纽用来起动洗衣机工作，停止按钮

用来实现手动停止进水、排水、脱水及报

警，排水按纽用来实现手动排水。

9、某燃油锅炉示意图如下：

燃油经燃油预热器预热，由喷油泵经

喷油口打入锅炉进行燃烧。燃烧时，鼓风机送风，喷油口喷油；点火变压器接通(子火燃烧)；瓦斯阀打开(母火燃烧)，将燃油点燃。点火完毕，关闭子火与母火，继续送风、喷油，使燃烧继续。锅炉的进水、排水分别由进水阀、出水阀执行。上、下水位分别由上限、下限水位开关检测。蒸汽压力由蒸汽压力开关检测。

控制要求如下：

(1)起动：该锅炉的

燃烧按一定时间间隔顺

序起燃。其起燃顺序为：

燃油预热，1分钟后

送风，同时子火、母火

燃烧；5秒后，喷油；再

过5秒，子火、母火关

闭，起动过程结束。

(2)停止：停止燃烧

时，要求：

燃油预热、喷油关

闭，送风(将杂质、废气

吹去)；20秒后，送风停

止(清炉停止)。

(3)异常状况自动

关火：锅炉燃烧过程中，

当出现异常状况时(即蒸气压力超过允许值，或水位超过上限，或水位低于下限)，能自动关火进行清炉；异常状况消失后，又能自动按起燃顺序重新点火燃烧。即：异常状况时，进行清炉过程(燃油预热、喷油关闭，送风)；间隔20秒，清炉停止，若异常状况消失，则开始起燃过程。

(4)锅炉水位控制：锅炉工作起动后，当水位低于下限时，进水阀打开，排水阀关闭；当水位高于上限时，排水阀打开，进水阀关闭。

10、电收尘广泛用于冶炼、化工、建筑材料等行业，它可以在高温下对细微的烟尘颗粒进行收集，以达到净化高温烟气的目的。图示电路是一个八电场电收尘阳极振打装置示意图，1M--8M为8个阳极振打电机，YM1、YM2为电动阀门，9M、1OM为电动阀门电机，可以正反转，以完成YM1、YM2的打开与关闭；SQ1、SQ2分别是YMI的开门、关门限位开关，SQ3、SQ4分别是YM2的开门、关门限位开关。

其控制要求见流程

图。

电收尘振打装置的

起动、停止由起动按纽

和停止按纽操作，按起

动按纽后按流程图的顺

序自动循环；按停止按

纽后，无论振打进行到

哪一步，都全部停止。

l1、十字路口交通正常时序控制加急车强通控制(步进)

图示为城市十字路口交通信号灯示意图。

在十字路的东、西、南、北方向装设红、绿、

黄灯。红、绿、黄灯按照一定时序轮流发亮。

控制要求如下：

本系统要求实现正常时序控制及急车强通

控制两种控制方式。

(1)正常时序控制图如下图所示，其控制要

求如下：

信号灯受一个起动开关控制。当起动开关接通时，信号灯系统开始工作。先南北红灯亮，东西绿灯亮。南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯亮，并维持20秒。到20秒时，东西绿灯闪亮，绿灯闪亮周期为1秒(亮O.5秒，灭O.5秒)。绿灯闪亮3秒后，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯灭，东西红灯亮，同时南北红灯灭，南北绿灯亮。东西红灯亮维持30秒，南北绿灯亮维持25秒。到25秒时，南北绿灯闪亮3秒后灭，南北黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，南北黄灯灭，南北红灯亮，同时东西红灯灭，东西绿灯亮开始第二周期的动作。以后周而复始地循环。当起动开关断开时，所有信号灯熄灭。

(2)急车强通控制

急车强通控制时序图如下图所示。其控制要求如下：

急车强通信号受急车强通开关控制。无急车时，信号灯按正常时序控制。有急车来时，将急车强通开关接通，不管原来信号灯的状态如何，一律强制让急车来车方向的绿灯亮，将急车放行，直至急车通过为止。

急车一过，将急车强通开关断开，信号灯的状态立即转为急车放行方向上的绿灯闪3次，随后按正常时序控制。

急车强通信号只能响应一路方向的急车，若两个方向先后来急车，则响应先来的一方，随后再响应另一方。

L2、自动定时搅拌机如图所示。

初始状态控制A阀门关闭，B阀门打

开，开始进料。当罐内的液面上升到

一定高度，传感器SL1接通，关闭B

阀门，同时起动搅拌电机M，开始搅

拌。搅拌5分钟后，停止搅拌，打开

A阀门。当罐内液面下降到一定位置，

液面传感器SL2断开，关闭A阀门，

又重新打开B，又进一次料，重复上

述过程，完成自动定时搅拌。

13、某自动生产线，有一小车用电机拖动，

电机正转，小车前进，电机反转，小车后退，

如图所示。要求在第一次信号来后小车前进，

碰到限位开关A后退，退到原位0停止；第

二次信号到来后再前进，碰到限位开关B后

退，退到原位0停止；第三次信号到来后又

前进，碰到限位开关C后退，退到原位O停

止；第四次信号到来后又前进，碰到限位开

关D后退，退到原位O停止。第五次信号到

来后与第一次信号来时情况一样，碰到限位开关A后退，如此反复循环。

13、加热反应炉结构如

图所示，反应炉加热工艺

如下：

第一阶段送料控制

(1)检测下液面SL2、

炉内温度ST、炉内压力SP

是否小于给定值(即均为

逻辑O)；

(2)若小于给定值，则

开启排气阀YVl、进料阀

YV2；

(3)当液位上升到上

液面SLl时，关闭YV 1、

YV2；

(4)延迟20秒，开启

氮气阀YV3，氮气进入反

应炉，炉内压力上升；

(5)当压力上升到给定值时，即SP=1，关闭氮气阀。

第二阶段加热反应控制

(1)交流接触器KM带电，接通加热反应炉发热器EH的电源；

(2)当温度上升到给定值时，即ST=1时，切断加热器电源，KM失电。

(3)延迟10分钟，加热过程结束。

第三阶段泄放过程

(1)打开排气阀，使炉内压力降到预定的最低值(SP=0)；

(2)打开泄放阀，当炉内溶液下降到下液面(SL2=0)时，关闭泄放阀、排气阀。系统恢复到原始状态，准备进入下一循环。

若用PC控制，试画出PC的I／O连接图，设计出梯形图及指令表。

14、图为三层电梯工作示意图。电梯上、下由

一台电机驱动。每层楼设有呼叫按纽、呼叫指示灯

和到位行程开关。

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(简称“不可逆

响应”)。响应呼叫时，呼叫指示灯亮。电梯动作要

求见表。

指示灯灭；呼叫无效时，呼叫楼层呼叫指示灯不亮。

设计要求:

1、了解被控对象的功能和生产过程对控制系统的要求，确定PLC控制系统的总体设计方案。

2、根据信号类型，确定PLC选型与硬件配置，并设计外围接线图。

3、在硬件设计基础上，通过控制程序的设计完成系统的各项控制功能。

4、对设计的控制程序进行模拟调试及修改，保证系统工作正常、安全、可靠。

5、系统调试完成后，根据（模拟）调试的结果，整理出完整的技术文件，如硬件接线图、功能图表、带注释的梯形图，以及必要的文字说明等，最终完成设计说明书一篇，应具备中文摘要、关键词、参考文献等（具体要求如下）。

6、设计说明书要求最迟在12月31日之前教导指导老师处。

设计说明书主要内容：

（1）摘要

（2）目录

（3）前言

（4）总体方案确定（根据技术要求说明总体方案选择、设计依据及最终确定，给出系统总体框图）

（5）控制系统硬件设计（包括I／0信号定义，I／0接线图，PLC选型说明，外围硬件选择等）

（6）控制系统软件设计（包括程序框图，编程语言选择，程序设计的综合说明，具体控制程序及简单注释等）

（7）系统仿真调试说明（程序运行结果分析，或仿真调试过程记录与分析等）（8）设计心得（设计过程的总结及改进想法等）

（9）参考文献