1、電氣控制與PLC課程設計指導書 班 級：學 號：姓 名：指導老師：時 間： 廣東輕工職業技術學院機電系2005年12月 學時數：1周學分數：1課程類型：專業課先修課程：電氣控制與PLC一、課程的性質與任務電氣控制與PLC課程設計是電氣自動化技術專業一個重要的實踐性教學環節，通過課程設計達到掌握電氣控制柜的原理設計、安裝工藝圖紙設計的基本方法，并能達到熟練使用可編程控制器實現簡單控制系統的控制要求，熟練地進行系統外圍電路設計、接線、編程、下載、調試等工作。二課程設計的目的通過電氣控制線路及PLC控制程序設計，使電氣自動化專業的學生在畢業前獲得完整的電氣工程實踐訓練，鞏固所學的電路、電氣控制原理、

2、電氣產品等方面的知識，培養學生的工程技術應用能力。二、課程教學的基本要求1掌握可編程控制器硬件電路的設計方法。2熟練使用小型可編程控制器的編程軟件，掌握可編程控制器軟件程序的設計思路和梯形圖的設計方法。3掌握可編程控制器程序的應用系統的調試、監控、運行方法。4掌握電氣控制柜電氣控制原理圖的原理設計，掌握電氣控制接線圖和互連圖等工藝設計方法。5通過課程設計使學生能熟練掌握資料的查詢（圖書、網絡），將電氣控制與PLC課程所獲知識在工程設計工作中綜合地加以應用，使理論知識和實踐結合起來。三、課程基本內容和教學要求（一）可編程控制器部分課程設計任務及要求：1、 設計題目 A . 電動機的-起動控制控制

3、要求：（1）電動機M能實現正、反向Y-啟動。（2）電氣操作流程說明：按動正向啟動按鈕SB2，KM1和KM4閉合（Y型起動）， 經3秒后KM4斷開，KM3閉合，實現正向型運行；按動反向啟動按鈕SB3，KM2和KM4閉合（Y型起動），經3秒后KM4斷開，KM3閉合，實現正向型運行，按停車按鈕SB1，電動機M停止運行。 設計要求:（1）根據電動機Y-起動要求，設計PLC外部電路（配合通用器件板開關元器件）；（2）連接PLC外部（輸入、輸出）電路，編寫用戶程序；（3）輸入、編輯、編譯、下載、調試用戶程序；（4）得到正確的運行結果。B . 自動送料裝車系統控制要求 : 初始狀態：綠燈（L1）亮，紅燈（L

4、2）滅，表示 圖1.18 自動裝車模擬控制板允許汽車開進裝料，此時，進料閥門（k1），料斗閥門（k2），電動機（M1，M2，M3）皆為OFF狀態。當汽車到來時，檢測開關S3接通（負載板上未設，可從通用器件板選取），紅色信號燈L2亮，綠色L1滅，傳送帶驅動電動機M3運行；2秒后，電動機M2運行；再經過2秒鐘M1運行，依次順序起動送料系統。電動機M3運行后，進料閥門K1打開料斗進料，料斗裝滿時，檢測開關S1=1，進料閥門K1關閉（設1料斗物料足夠裝滿1車）；料斗出料閥門K2在M1運行及料滿（S1=1）后，打開放料，物料通過傳送帶的傳送，裝入汽車。當裝滿汽車后，稱重開關S2動作，料斗出料閥門K2關閉

5、，同時電動機M3斷電停止， 2秒后M2停止，再過2秒M1停止，L1亮，L2滅，表示汽車可以開走。設計要求:（1）根據自動送料裝車系統的控制要求，設計PLC外部電路，；（2）連接PLC外部（輸入、輸出）電路（配合通用器件板開關元器件），編寫用戶程序；（3）輸入、編輯、編譯、下載、調試用戶程序；（4）得到正確的運行結果。C.多種液體自動混合系統控制要求:（1）液體自動混合系統的初始狀態： 在初始狀態，容器為空，電磁閥Y1，Y2，Y3，Y4 和攪拌機M以及加熱元件R均為OFF，液面傳感器L1，L2，L3和溫度檢測T均為OFF。（2）液體混合操作過程：按動啟動按鈕，電磁閥Y1閉合（Y1為ON），開始注

6、入液體A ，當液面高度達到L3時（L3為ON） 關閉電磁閥Y1（Y1為OFF），液體A停止注入，同時，開啟電磁閥門Y2（Y2為ON）注入液體B , 當液面升至L2時（L2為ON） 關閉電磁閥Y2（Y2為OFF），液體B停止注入，同時，開啟電磁閥Y3（Y3為ON），注入液體C ，當液面升至L1時（L1為ON） 關閉電磁閥Y3（Y3為OFF），液體C停止注入，然后開啟攪拌電動機M，攪拌10秒 停止攪拌 ，加熱（啟動電爐R） 當溫度（檢測器T動作）達到設定值時 停止加熱（R為OFF），并放出混合液體（Y4為ON），至液體高度降為L3后，再經5秒延時，液體可以全部放完 停止放出（Y4為OFF）。液體混

7、合過程結束。按動停止按鈕，液體混合操作停止。設計要求:（1）按液體混合要求，設計PLC外部電路;（2）連接PLC外部（輸入、輸出）電路，編寫用戶程序；（3）輸入、編輯、編譯、下載、調試用戶程序；（4）得到正確的運行結果。D.多種液體自動混合系統控制要求:（1）初始狀態：水箱沒有水，液位開關S4斷開（S4為OFF）。（2）控制要求：本裝置上電后，按動啟動按鈕，電動閥Y通電（Y為ON）水箱開始注水，水箱水位達到S4高度后，液位開關S4閉合（S4為ON），水箱水位達到S3高度(水滿)時，液位開關S3閉合（S3為ON） 注水電動閥Y斷電（Y為OFF），水箱停止注水。此后，隨著水塔水泵抽水過程的進行，水

8、箱液面逐漸降低，液位開關S3（S3OFF）復位，隨著抽水過程的繼續進行，水箱液面繼續降低，當液面低于開關S4時，液位開關S4復位（S4為OFF） 電動閥Y再次通電（Y為ON）水箱(自動)注水，水位達到S3時再次停止注水。如此循環，使水箱水位保持在S3S4之間。當水箱水位高于S4液位，并且水塔水位低于水塔最低允許液面開關S2時（液位開關S2為OFF） 水泵電動機M開始運行，向水塔抽水。當液面達到最高液位開關S1時 水塔電機M停止抽水（M為OFF）；循環控制使得水塔水位自動保持在S1S2之間變化。設計要求:（1）按水塔水位的控制要求，設計PLC外部電路；（2）連接PLC外部（輸入、輸出）電路，編寫

9、用戶程序； （3）輸入、編輯、編譯、下載、調試用戶程序；（4）得到正確的運行結果。E.十字路口交通燈控制系統控制要求(1)系統受一個啟動按鈕控制，按下啟動按鈕，信號燈系統開始工作，直到按下停止按鈕，系統停止工作。(2)系統啟動后，南北紅燈亮25秒，在此同時東西綠燈亮20秒，到20秒時東西綠燈開始閃亮，閃亮3秒后綠燈熄滅、東西黃燈亮，東西黃燈亮2秒后熄滅，然后東西紅燈亮，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。(3)東西紅燈亮30秒，在此同時南北綠燈亮25秒，到25秒時南北綠燈開始閃亮，閃亮3秒后熄滅、南北黃燈亮，南北黃燈亮2秒后熄滅，又回到南北紅燈亮，東西紅燈熄滅，東西綠燈亮的狀態。(4)兩個方向的綠燈閃亮

10、間歇時間均為0.5秒。(5)兩個方向的信號燈，按上面的要求周而復始地進行工作。參考接線圖設計要求:（1）閱讀參考程序, 連接PLC外部（輸入、輸出）電路，輸入參考程序后觀察運行結果。（2）修改、編寫用戶程序，輸入、編輯、編譯、下載、調試用戶程序；（3）得到正確的運行結果。梯形圖編程參考F. 機械手控制系統設計機械手搬物動作示意圖控制要求根據生產工藝要求，機械手動作順序如下：(1)原位狀態下（機械手在右限位、下限位置）按下啟動按鈕，傳送帶B開始運行，機械手從右限開始上升。(2)上升到上限位行程開關動作，上升結束，機械手開始左旋轉。(3)左旋轉到左限位行程開關動作，左旋轉動作結束，機械手開始下降。

11、(4)下降到下限位行程開關動作，下降結束，傳送帶A啟動。(5)傳送帶A上的工件進入光電檢測區，光電開關動作，傳送帶A停止，機械手開始抓物。(6)機械手抓工件，直到抓物限位開關動作，抓物動作結束，上升運動開始。(7）上升到上限位行程開關動作，上升結束，機械手開始右旋轉。(8)右左旋轉到右限位行程開關動作，右旋轉動作結束，機械手開始下降。(9)下降到下限位行程開關動作，下降結束，放物動作開始。(10)經t延時，放物動作結束，一個工作循環完畢。(11）如果按下預停按鈕，則一個工作循環結束后停止運行，回到原位狀態；如果沒按預停，則進入下一個工作循環繼續運行。參考 I/O接線圖 參考PLC程序：設計要求

12、:（1）連接I/O控制電路；（2）輸入參考程序, 輸入參考程序后觀察運行結果；（3）調試用戶程序；（4）得到正確的運行結果。*PLC課程設計部分可選做以上題目中的5題。電氣控制柜部分設計任務及要求：1、設計題目 設計某臺交流異步電動機正反轉、兩地控制電氣控制柜。已知電動機要求為1.5KW，4極。 設計某臺交流異步電動機-起動控制柜。已知電動機要求為22KW，4極。注：單號同學選做題，雙號同學選做題。2、設計任務 根據題目要求，查找電動機型號及參數。 設計電氣控制原理圖（用CAD或Eb電子圖版軟件繪制）。 根據電氣原理圖選擇電器元件及導線參數。用CAD或Eb軟件畫出電氣接線圖和電氣互連圖。編寫使

13、用及技術說明書。提交設計報告。3、設計要求掌握資料的查詢方法，發揮獨立工作能力和鉆研精神。四、教學實驗及實踐環節以上內容均屬實踐教學環節五、學時分配（計劃安排）1、查閱資料、設計電氣控制柜原理和工藝接線圖 1.5天2、可編程控制器外部電路設計和程序設計 1天3、可編程控制器應用系統的調試、監控、運行 1.5天4、寫設計報告和說明書 1天六、考核方式1、參加評定人員課程設計指導教師、學生代表2、評分標準 可編程控制器設計成績評定標準獨立完成所要求的程序和電路設計，獨立完成外圍電路接線，獨立完成系統調試、監控、運行的實驗過程，獲得滿意的調試結果。 優秀。在外部啟發下完成程序設計，獨立完成外圍電路接

14、線，獨立完成系統的調試、監控、運行，獲得滿意的調試結果。 良好。拷貝他人程序，能局部修改程序，能完成外圍電路接線，熟練進行系統的調試、監控、運行。 中等。 拷貝他人程序，能完成外圍電路接線，能基本完成系統的調試、監控、運行。 及格。 不能順利完成外圍電路接線，完不成系統調試、監控、運行的最低要求，或工作態度不嚴謹對電氣設備造成損壞。 不及格。 電氣控制柜設計成績評定標準獨立完成電氣控制原理圖、電氣接線圖和電氣互連圖的設計，獨立完成電器元件及導線參數的選擇。并獨立完成CAD或Eb軟件繪制電氣原理圖、電氣接線圖和電氣互連圖。 優秀其余根據任務完成情況評分。電氣控制與PLC課程設計的成績評定可編程控制器設計成績和電氣控制柜