課題一花式噴水池的PLC控制

一、概述

在許多休閑廣場、景區(qū)或游樂場里，經?？吹絿娝匕匆欢ǖ囊?guī)律噴

水或變化式樣，若在夜晚配上各種彩色的燈光顯不，更加迷人。如圖

所示為一花式噴水池，采用P1C控制是比較方便的，在花式噴水時序

確定的前提下，可以通過改變時序或者改變控制卉關，就可改

變控制方式，達到顯現各種復合狀態(tài)的要求。

(a)花式噴水池演示示意圖(b)操作控制開關面板圖

圖花式噴水池示意圖

在圖中，4為中間噴水管，3為內環(huán)狀噴水管，2為一次外環(huán)形狀噴

水管，1為外環(huán)形狀噴水管。

二、設計任務和要求

某一噴水池的控制器需滿足下列要求：

1.控制器電源開關接通后，按下啟動按鈕，噴水裝置即開始工作。

按下停止按鈕，則停止噴水。工作方式由選擇開關和單步/連續(xù)開關

來決定。

2.“單步/連續(xù)”開關在單步位置時，噴水池只運行一次循環(huán)；在

連續(xù)位置時，噴水池運行一直繼續(xù)下去。

3.方式選擇開關用來選擇噴水池的噴水花樣，1-4號噴水管的工作

方式選擇如下：

①選擇開關在位置時。按下啟動按鈕后，4號噴水，延時2s后,

3號也噴水，延時2e后，2號接著噴水，再延時2。，1號噴水，這

樣，一起噴水15s后停下。若在連續(xù)狀態(tài)時，將繼續(xù)循環(huán)下去。

②選擇開關在位置“2”時工按下啟動按鈕后，1號噴水，延時2s后,

2號噴水，延時2s后，3號接著噴水，再延時2s,4號噴水，這樣,

一起噴水30s后再停下。若在連續(xù)狀態(tài)時，將繼續(xù)循環(huán)下去。

③選擇開關在位置“3”時。按下啟動按鈕后，1、3號同時噴水，延

時3s后，2、4號噴水，1、3號停止噴水；交替運行5次后，1-4號

全噴水，30s后停止。若在連續(xù)狀態(tài)時，將繼續(xù)循環(huán)下去。

④選擇開關在位置“4”時。按下啟動按鈕后，噴水池1-4號水管的

工作順序為：1—2—3—4接順序延時2s噴水，然后一起噴水30s,1、

2、3和?4號分另L延時2e停水，再延時1s,由4—3—2—1反向

順序按2s順序噴水，一起噴水30e后停止。若在連續(xù)狀態(tài)時，將繼

續(xù)循環(huán)下去。

4.不論在什么工作方式下，按下停止按鈕，噴水池將停止運行。

三、設計方案提示

1.I/O地址

輸入

T0.0：啟動按鈕

10.1：停止按鈕

10.2：單步/連續(xù)選擇開關

10.3：選擇開關在位置“1”

10.4：選擇開關在位置“2”

10.5：選擇開關在位置“3”

10.6：選擇開關在位置“4”

輸出

Q0.0：噴水池工作指示

Q0.1：1號噴水電磁閥

Q0.2：2號噴水電磁閥

Q0.3：3號噴水電磁閥

Q0.4：4號噴水電磁閥

2.方案提示

①可用步進指令或定時指令實現程序控制。

②四種方式選擇可采用主控指令中并形分支與匯合指令實現。

電機功率為3KW,AC380V.

時，通過電控系統(tǒng)使進水閥打開，經進水管將水注入到外桶。排水時,

通過電控系統(tǒng)使排水閥打開，將水由外桶排出到機外。洗滌正轉、反

轉由洗滌電動機驅動波盤正、反轉來實現，此時脫水桶并不旋轉。

脫水時，通過電控系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電動機帶動內桶正轉進

行甩干。高、低水位開關分別用來檢測高、低水位。啟動按鈕用來啟

動洗衣機工作。停止按鈕用來實現手動停止進水、排水、脫水及報警。

排水按鈕用來實現手動排水。電機功率為2.2K肌AC380V.

二、設計任務和要求

該全自動洗衣機的要求可以用流程圖來表示。

PLC投入運行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準備好啟動。啟動時開始進水，

水滿（即水位到達高水位）時停止進水并開始正轉洗滌。正轉洗滌15s

后暫停，暫停3s后開始反轉洗滌。反轉洗滌15s后暫停，暫停3s后,

若正、反洗滌未滿3次，則返回從正轉洗滌開始的動作；

若正、反洗滌滿3次時，則開始排水。排水水位若下降到低位時，開

始脫水并繼續(xù)排水。脫水10s即完成一次從進水到脫水的工作循環(huán)過

程。若未完成3次大循環(huán)，則返回從進水開始的全部動作，進行下一

次大循環(huán)；若完成了3次大循環(huán)，則進行洗完報警。報警10s結束全

部過程，自動停機。'

此外，還要求可以按排水按鈕以實現手動排水；按停止按鈕以實現搬

運，停止進水、排水、脫水及報警。

三、設計方案提不

1.I/O地址

輸入輸出

10.0：啟動按鈕Q0.0：進水電磁閥

10.1：停止按鈕Q0.1：電動機正轉接觸器

10.2：排水按鈕Q0.2：電動機反轉接觸器

10.3：高水位開關Q0.3：排水電磁閥

10.4：低水位開關Q0.4：脫水電磁閥

Q0.5：報警蜂鳴器

2.方案提示

①用基本指令、定時指令和計數指令組合起來設計該控制程序。

②用步控指令實現該控制。

課題三箱體加工專用機床的PLC控制

一、概述

PLC使用在某一專用機床控制上是最合適不過了，如圖所示為箱體加

工專用機床的結構加工示意圖。該機床是用來專門加工箱體兩側的，

其加工方法是先將箱體通過夾緊裝置夾緊，冉由兩側左、右動力頭對

箱體進行加工。當加工完畢，動力頭快速回原位，此時再松開加工件,

又開始下一循環(huán)。

箱體加工專用機床結構與加工示意圖

二、設計任務和要求

圖中，左、右動力頭主軸電動機為2.2kW,進給運動由液壓驅動，液

壓泵電動機為3kW。動力頭和夾緊裝置的動作由電磁閥控制，電磁閥

通斷情況如表所示。

表箱體加工機床電磁閥通斷情況表

左動力頭右動力頭央緊裝置

QV1QV2QV3QV4QV5QV6QV7

上、下料-------

快進+--+--

工進++-++-+

停留------+

快退--+--++

專用機床的工作步驟如下：

1.按下啟動按鈕，夾緊裝置將被加工工件夾緊，夾緊后發(fā)出信號。

2.左、右動力頭同時快進，并同時啟動主軸。

3.到達工件附近，動力頭快進轉為工進加工。

4.加工完畢后，左、右動力頭暫停2s后分別快速退回原位。

5.夾緊裝置松開被加工工件，同時主軸停止。

以上1-5步驟連續(xù)工作，實現半自動循環(huán)。在工件夾緊、動力頭快進、

動力頭快退及電源接通均有信號指示。

三、設計方案提示

1.I/O地址

輸入輸出

10.0：啟動按鈕Q0.0：工作夾緊指示

IO.1：停止按鈕QQ.1：左動力頭快進指示'

10.2：夾緊開關信號SPQ0.2：右動力頭快進指示

10.3：松開開關信號SQ7Q0.3：左動力頭快退指示

10.4：左動力頭行程開關SQ1Q0.4：右動力頭快退指示

10.5：左動力頭行程開關SQ3Q0.5：主軸電動機接觸器

10.6：左動力頭行程開關SQ5Q0.6：油泵電動機接觸器

10.7：右動力頭行程開關SQ2Q0.7：電磁閥QV1

II.0：右動力頭行程開關SQ4QL0：電磁閥QV2

II.1：右動力頭行程開關SQ6QI.1：電磁閥QV3

11.2：半自動/自動開關Q1.2：電磁閥QV4

Q1.3：電磁閥QV5

Q1.4：電磁閥QV6

Q1.5：電磁閥QV7

2.方案提示

①本課題的工作流程為順序控制，可以用步控指令編程實現控制。

②可用基本指令、移位指令及定時器指令組合完成該控制。

說明：這里的SQ即BG

課題四加熱反應爐的PLC控制

一、概述

加熱反應爐結構如圖所示，反應爐的工藝過程如下:

1.送料控制

①檢測下液面SQ2、爐內溫度ST、爐內壓力SP是否都小于給定值（整

定值均為邏輯量）。

②若是小于給定值，則開啟排氣閥QV1和進料閥QV2。

③當液位上升到上液面SQ1時，應關閉排氣閥QV1和進料閥QV2。

④延時20s,開啟氮氣閥QV3,氮氣進入反應爐，爐內壓力上升。

⑤當壓力上升到給定值時，即SP二“1”時，關閉氮氣閥。

2.加熱反應控制

①交流接觸器KM帶電，接通加熱爐發(fā)熱器EH的電源。

②當溫度升高到給定值時（ST：“1”），切斷加熱器電源，交流接觸

器KM失電。

③延時lOmin加熱過程結束。

3.泄放控制

①打開排氣閥，使爐內壓力降到預定的最低值（SP：“0”）。

②打開泄氣閥，當爐內溶液降到下液面（SQ2="0”）時，關閉泄放閥

和排氣閥。系統(tǒng)恢

復到原始狀態(tài)，準備進入下一循環(huán)。

二、設計任務和要求

1.根據上述加熱反應爐加熱工藝過程，編制PLC控制程序，并畫出I

/0電氣接口圖。

2.調試程序，模擬運行。

三、設計方案提示

1.I/O地址

輸入輸出

10.0：啟動開關Q0.0：PLC運彳丁指不

10.1：停止開關Q0.1：排氣閥QV1

10.2：上液面?zhèn)鞲衅鱏Q1Q0.2：進料閥QV2

10.3：下液面?zhèn)鞲衅鱏Q2Q0.3：氮氣閥QV3

10.4：壓力傳感器SPQ0.4：泄放閥QV4

10.5：溫度傳感器STQ0.5：控制加熱裝置EH的接觸器KM

2.方案提示

①本題可以用并行分支與匯合程序實現該控制。

②可用基本指令、定時器指令組合起來實現控制。

說明：這里的SQ即BG

課題五包裝生產線的PLC控制

一、概述

包裝生產線示意圖和控制時序圖如圖所示，包裝物品是放在傳送帶1

上，由于放置的時間是任意的，所以有些包裝離得很遠，而有的包裝

靠在一起。傳送帶1的電動機轉動一圈，旋轉編碼器E6A發(fā)出一個脈

沖，根據一個包裝所能產生的脈沖數，并對這些脈沖進行計數，這樣

不管包裝密集還是分開的，都能精確地求得包裝的個數。當光電檢測

器(SP1)接通，且旋轉編碼器E6A發(fā)出4個脈沖，即有一個包裝傳送

到傳送帶2。當有4個包裝物品傳送到傳送帶2時，電動機Ml正轉驅

動擋板上升，阻止后面的包裝。擋板上升到位時，碰到限位開關SQ3,

Ml停轉，擋板停止上升。電動機M2正轉，驅動推動器向前，將4個

包裝推出至傳送帶2。當推動器到達前部位置時，前部限位開關SQ2接

通，M2反轉，驅動推動器后退，當推動器返回到位時，碰到后部限

位開關SQ1,M2停轉，推動器回到初始位置同時Ml反轉驅動擋板下

降，下降到位碰到下部限位開關SQ4,Ml停轉，擋板回到初始位置。

二、設計任務和要求

1.根據以上工藝要求，實現PLC對該裝置的控制。

2.調試程序，模擬運行。

三、設計方案提示

1.I/O地址

輸入輸出

10.0：旋轉編碼器E6AQ0.0：電動機Ml正轉升起擋板

11.0：啟動開關Q0.1：電動機Ml反轉降下擋板

T0.2：光電檢測器SP1Q0.2：電動機M2正轉向前驅動推動器

10.3：推動器后部限位開關SQ1Q0.3：電動機M2反轉向后驅動推動

希

10.4：推動器前部限位開關SQ2

10.5：擋板上部限位開關SQ3

10.6：擋板下部限位開關SQ4

10.7：停止開關

X2(SPI)|

口

X0CE6A)IIIIIIIIIIIM川川川lllll川川川I

SPI(X2)

YO(M!)___________________________________

a?

X6(SQ4)___jJ

X5(SQ3)_______________________

Y2(M2)J；______

X4(SQ2)1_P|j

X3(SQ1)一：

_1■:

Y3(M2)，

1?

YI(MI)I

包裝生產線示意圖和控制時序圖

2.方案提示

①本課題可用步控指令實現控制。

②可用移位指令和基本指令組合起來實現控制。

說明:這里的SQ即BG

課題六多工步機床的PLC控制

一、概述

在機床行業(yè)中，多工步機床由于其工步及動作多、控制較復雜，采

用傳統(tǒng)的繼電器控制時，需要的繼電器多，接線復雜，因此，故障多,

維修困難，費工費時，不僅加大了修理成本，而且影響了設備的工效。

采用PLC控制可使接線大為簡化，不但安裝十分方便，而且保證了可

靠性，減少了維修量，提高了工效。

某廠自行改造的錠腳加工機床是加工棉紡錠子錠腳的一種多工步機

床，其錠腳加工工藝比較復雜，零件加工前為實習坯件，整個機械加

工過程由七把刀具分別按照七個工步要求

依次進行切削，其加工步如表所示。

多工步機床加工工步寰

乍外口及站亂

IIS.5-O.S

和校取書孔

及倒角

精蚊雙竹兒

-380V

L3

快.1?換0叭?氣》

該機床由舊六角車床改造，六角車床的主電路如圖所示。

加工時，工件由主軸上的夾頭夾緊，并由主軸電動機Ml帶動作旋轉

運動。大拖板載著六角回轉工位臺作橫向進給運行，其進給速度由工

進電動機（慢速電動機）M2、快進電動機（快速電動機）M3經電磁氣閥

（QV2）離合器帶動絲桿控制。小拖板的縱向運動由電磁氣閥（QV1）氣壓

驅動。除第2把刀（完成第一32步，即車平面）是由小拖板縱向運動

切削外，其余6把刀（完成其余6個工步）均由大拖板載著六角回轉工

作臺橫向運動切削，每進行完一個工步，六角回轉工位臺轉動一個工

位，進行下一工步的切削。

二、設計任務和要求

1.根據本課題要求，采用PLC控制，試設計該控制程序，畫出I/0電

氣接口圖。

2.調試程序，模擬運行。

三、設計方案提示

1.I/O地址

輸入輸出

10.0：啟動開關Q0.0：電動機Ml接觸器KM1

10.1：停止按鈕Q0.1：電動機M2接觸器KM2

10.2：行程開關SQ1Q0.2：電動機M3接觸器KM3

10.3：行程開關SQ2Q0.3：電磁閥QV1

10.4：行程開關SQ3Q0.4：電磁閥QV2

10.5：行程開關SQ4

2.方案提示

①本題可利用步控指令實現程序控制。

②可利用定時和基本指令組合實現程序控制。

說明：這里的SQBPBG

課題七生產線自動裝箱的PLC控制

一、概述

對生產線上某種產品自動按指定數量（如12個）裝箱，產品裝箱前及

裝箱后都由傳送帶傳送。

生產線自動裝箱控制裝置不意圖如圖所不。

生產產品由傳送帶A傳送，裝入由B傳送的空箱中。每12個產品裝

入一箱，當傳送帶A傳送了12個產品裝入一箱后，傳送帶B將該箱

產品移走，并傳送下一個空箱到指定位置等待傳送帶A傳送來的產

品。

二、設計任務和要求

用PLC控制整個控制裝置要達到以下要求：

1.按下控制裝置啟動按鈕后，傳送帶B先啟動運行，拖動空箱前移

至指定位置，達到指定位置后，由SQ2發(fā)出信號，使傳送帶B制動停

止。

2.傳送帶B停車后，傳送帶A啟動運行，產品逐一落人箱內，由傳

感器檢測產品數量，當累計產品數量達12個時，傳送帶A制動停車,

傳送帶B啟動運行。

生產線自動裝箱控制裝置示意圖

3.上述過程周而復始地進行，直到按下停止按鈕，傳送帶A和傳送

帶B同時停止。其工作流程圖如圖所示。

4.應有必要的信號指示，如電源有電、傳送帶A工作和傳送帶B工

作等。

5.傳送帶A和傳送帶B應有獨立點動控制，以便于調試和維修。

傳帶

送

止

A停

帶

送

傳

動

B啟

按下停止按鈕，傳送帶A、B都制動停車

生產線自動裝箱工作流程圖

三、設計方案提示

1.I/O地址

輸入輸出

10.0:啟動按鈕Q0.0：PLC通電信號

10.1：停止按鈕Q0.1：控制傳送帶A運動

10.2：傳送帶A點動按鈕Q0.2：控制傳送帶B運動

10.3：傳送帶B點動按鈕Q0.3：裝箱指示

10.4：S02信號

10.5：計數器信號SQ1

2.方案提不

①本課題可采用步控指令實現步進控制。

②注意Ml、M2制動電路的連接。

說明：這里的SQ即BG

課題八鍋爐車間輸煤機組控制

1.輸煤機組控制系統(tǒng)

輸煤機組控制系統(tǒng)示意圖如圖1-1所示，輸煤機組控制信號說明見表

1-1O

L磁選料器|

輸煤方向

MBKISkVA)MA4(5kW)

輸煤方向煤送至卸煤倉

給料器H送煤機破碎機|_?提「I機.—^送煤機門二千

MAl(3k\\)X1A2(3k\V)MAl(3kW)MA5(75kW)

T回收機工人

煤回收方向

\lA6(3k\V)

圖1-1輸煤機組捽制系統(tǒng)示意圖

圖IT輸煤機組控制系統(tǒng)示意圖

表1T輸煤機組控制信號說明

表1-1輸煤機組控制信號說明

輸入輸出

文字符號說明文字符號說明

sro-i輸煤機組手動控制開關QA1給料器和磁選料器接觸器

SF0-2輸煤機組自動控制開關QA21#送煤機接觸搭

SF1輸煤機組自動開車按鈕QA3破碎機接觸器

SF2輸煤機組自動停車按鈕QA4提升機接觸器

SF3輸煤機組緊急停車按鈕QA52#送煤機接觸器

SF4給料器和磁選料器手動按鈕QA6回收機接觸器

SF51#送煤機手動按鈕MB1磁選料器

SF6破碎機手動按鈕PG7手動運行指示燈

SF7提升機手動按鈕PG8緊急停車指示燈

SF8券送煤機手動按鈕PG9系統(tǒng)正常運行指示燈

SF9回收機手動按鈕PG10系統(tǒng)故障指示燈

PB報警電鈴

PG1?6輸煤機組單機運行指示

輸煤機組的拖動系統(tǒng)由6臺三相異步電動機MA1?MA6和一臺磁選料

器MB1組成。

SFO為手動/自動轉換開關，SF1和SF2為自動開車/停車按鈕，SF3

為事故緊急停車按鈕，SF4?SF9為6個控制按鈕，手動時單機操作

使用。PB為開車/停車時訊響器，提示在輸煤機組附近的工作人員物

煤機準備起動請注意安全。PG1?PG6為MA1?MA6電動機運行指

小，PG7為手動運行指不，PG8為緊急停車指示，PG9為系統(tǒng)運行止

常指示，PG1O為系統(tǒng)故障指示。

2.輸煤機組控制要求

(1)手動開車/停車功能SFO手柄指向左45°時，接點SF1-1接通，

通過SF4?SF9控制按鈕，對輸煤機組單臺設備獨立調試與維護使用，

任何一臺單機開車/‘停車時都有音響提示，保證檢修和調試時人身和

設備安全。

(2)自動開車/停車功能SFO手柄指向右45。時，接點SF0-2接通，

輸煤機組自動運行。

1)正常開車按下自動開車按鈕SF1,音響提示5s后，回收電動機MA6

起動運行并點亮PG6指示燈；10s后，2#送煤電動機MA5電動機起動

運行并點亮PG5指示燈；10s后，提升電動機MA4起動運行并點亮PG4

指示燈；10s后，破碎電動機MA3起動運行并點亮HL3指示燈；10s

后，1#送煤電動機MA2起動運行并點亮PG2指示燈；10s后，給料器

電動機MA1和磁選料器MB1起動運行并點亮PG1指示燈；10s后，點

亮PG9系統(tǒng)正常運行指示燈，輸煤機組正常運行。

2)正常停車按下自動停止按鈕SF2,音響提示5s后，給料器電動機

MA1和磁選料器MB1停車并熄滅PG1指示燈，同時，熄滅PG9系統(tǒng)正

常運行指示燈；10s后，1#送煤電動機MA2停車并熄滅PG2指示燈；

10s后，破碎電動機MA3停車并熄滅PG3指示燈；10s后，提升電動

機MA4停車并熄滅PG4指示燈；10s后，2#送煤電動機MA5電動機停

車并熄滅PG5指示燈；10s后，回收電動機MA6停車并熄滅PG6指示

燈；輸煤機組全部正常停車。

3）過載保護輸煤機組有三相異步電動機MA1?MA6和磁選料器MB1

的過載保護裝置熱繼電器，如果電動機、磁選料器在輸煤生產中，發(fā)

生過載故障需立即全線停車并發(fā)出報警指示。系統(tǒng)故障指示燈PG10

點亮，電鈴PB斷續(xù)報警20s,PG10一直點亮直到事故處理

完畢，繼續(xù)正常開車，恢復生產。

4）緊急停車輸煤機組正常生產過程中，可能會突發(fā)各種事件，因此

需要設置緊急停車按鈕，實現緊急停車防止事故擴大。緊急停車與正

常停車不同，當按下紅色蘑菇形緊急停車按鈕SF3時，輸煤機組立即

全線停車，PB警報聲持續(xù)10s停止，緊急停車指示燈PG8連

續(xù)閃亮直到事故處理完畢，回復正常生產。

5）系統(tǒng)正常運行指示輸煤機組中，拖動電動機MA1?MA6和磁選料

器MB1按照程序全部正常起動運行后，PG9指示燈點亮。如果有一臺

電動機或選料器未能正常起動運行，則視為故障，系統(tǒng)故障指示燈

PG10點亮，輸煤機組停車。

（3）相關參數

1）MA1?MA6及磁選料器MB1功率如圖1-1中所示。

2）指示燈PG：0.25W,DC24Vo

3）電鈴PB：8W,AC220Vo

3.設計任務

1）根據控制要求，進行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設計，包括主電路、

控制電路及PLC硬件配置電路。

2）根據控制要求，編制輸煤機組PLC控制程序，有條件可以利用模

擬開關板調試程序，模擬運行。

3）編寫設計說明書，內容包括：

①設計過程和有關說明。

②基于PLC的輸煤機組電氣控制系統(tǒng)電路圖。

③PLC控制程序（梯形圖和指令表）。

④電器元器件的選擇和有關計算。

⑤電氣設備明細表。

⑥參考資料、參考書及參考手冊。

⑦其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調試過程、遇到

的問題及解決方法、

對課程設計的認識和建議等。

課題九旋轉式濾水器電氣控制系統(tǒng)

1.設備概況

旋轉式濾水器主要用于水力發(fā)電廠的生產用水過程中，對進入水廠原

水中2cm3以上的漂浮雜物進行過濾除雜。該設備安裝在水處理車間

的進水管道入口處，根據生產用水量的實際需要，既可單臺使用，也

可多臺并聯運行。旋轉式濾水器的基本工傳原理是根據旋轉式濾水器

進水口、出水口之間的水位壓力差來控制旋轉式濾水器的除雜排污。

正常濾水過程：由于旋轉式濾水器進水與出水口的水流正常'，產生的

壓力差低于差壓控制器設定值，因此，差壓控制器內微動開關無動作

輸出，原水正常過濾。

除雜排污過程：由于旋轉式過濾器長時間過濾原水，勢必在濾水器內

的過濾孔中阻塞大量的水中漂浮物，使得進水口的水壓大于出水口的

水壓，出水量減少，進、出水口產生的壓力差高于差壓控制器設定值,

這時差壓控制器內微動開關動作輸出，常開觸點閉合，接通控制系統(tǒng)

進行除雜排污。除雜排污后旋轉式濾水器又恢復正常濾水狀態(tài)，生產

供水系統(tǒng)安全運行。

旋轉式濾水器控制框圖如圖2T所示。

濁水器

電動機

=1液壓泵電動膜

差壓變送器

—\一

K—?'"出水一口

力

枷

|定時自控|

手動控制I考旋轉式漉水器

三至

S.定

會

「、進水口

電動閥門

控制器蝶閥

排污出口

圖2-1旋轉式注水器控制框圖

圖2-1旋轉式濾水器控制框圖

2.控制要求

(1)手動調試和檢修SFO手柄指向左45°時，接點SFOT接通，通過

SF1、SF2控制按鈿，手動開/關電動閥，通過SF3、SF4控制按鋅，

手動開/關濾水器電動機，以便于系統(tǒng)調試和檢修。

(2)人工除雜排污SFO手柄指向右45°時，接點SF0-2接通，人工

起動、停止旋轉式濾水器進行除雜排污。

(3)定時自動除雜排污：SFO手柄回零位時，若原水中雜物較少，固

體漂浮物也較少，因此，水處理車間的旋轉式濾水器長時間正常濾水,

不能進行差壓自動除雜排污。由于旋轉式濾水器長時間置于水中，各

個機械傳動機構會銹蝕，影響過濾和除雜排污或導致旋轉式濾水器損

壞，因此，需要具有定時自動除雜排污功能。

(4)差壓自動除雜排污SFO于柄回零位時，若濾水器進、出水口產

生的壓力差高于差壓控制器設定值時，旋轉式濾水器自動進行除雜排

污，直到濾水器進、出水口產生的壓力小于差壓控制器設定值時，旋

轉式濾水器自動停止除雜排污，恢復正常濾水狀態(tài)。

(5)超壓停機旋轉式濾水器內部的過濾孔被小顆粒雜物堵死無法排

出，進、出水口的壓力差較高，雖然進行門除雜排污，但是進、出水

口的壓力差仍然未能降到正常值，差壓控制器內微動開關長時間動作

(8?lOmin),需要立即停車,并發(fā)出聲光報警。

(6)減速機潤滑在旋轉式濾水器上裝有行星擺線針輪減速機，由輸

油泵將油室中的潤滑油源源地送入減速機，液壓泵拖動電動機與濾水

器電動機同步運行。

(7)除雜排污閥門的電動裝置內設三相交流異步電動機380V/60N、

閥門限位開關和電動機過熱保護，通過正、反相運行實現開閥、關閥

功能。

(8)其他必要的電氣聯鎖與保護，受控對象運行狀態(tài)顯示等。

9)相關參數

1)濾水器電動機MAI：Y系列，AC380V,1.5kW,6極；液壓泵電動

機MA2：Y系列，AC380V,70W,4極；減速機4極減速；電動閥電動

機MA3：AC380V,60W,電動閥自帶。

2)差壓變送器測量范圍：0.3?0.8MPa可調，電感性電接點輸出：

AC220V,lAo

3）指示燈PG：10mA,DC24Vo

4）電鈴PB：8W,AC220Vo

11）控制信號說明見表2-1。

表2T控制信號說明

及2-1控制信號說明

輸入輸出

文字符號說明文字符號說明

SF0-1手動控制轉換開關QA1開電動閥接觸器

SF0-2人工除雜排污控制轉換開關QA2關電動閥接觸器

SF1手動開電動閥按鈕QA3泄水器、液壓泵運行接觸器

SF2手動關電動閥按鈕PG1手動控制指示燈

SF3手動開濾水器、液壓泵按鈕PG2人T除雜排污指示燈

SF4手?動關濾水器、液壓泵按鈕PG3定時自動除雜排污指示燈

BP差壓變送器信號PG4受壓自動除雜排污指示燈

BG1原眼位開關PG5故障指示燈

BG2電動閥關閉限位開關PG6開電動閥指示燈

PG/關電動網指示燈

PG8灌水器、液壓泵運行指示燈

PB報警電鈴

3.設計任務

1）根據控制要求，進行旋轉式濾水器電氣控制系統(tǒng)硬件電路設計包

括主電路、控制電路及PLC硬件配置電路。

2）根據控制要求，編制旋轉式濾水器控制PLC應用程序，有條件可

以利用模擬開關板調試程序，模擬運行。

3）編寫設計說明書，內容包括：

①設計過程和有關說明。

②基于PLC的旋轉式濾水器電氣控制系統(tǒng)電路圖。

③PLC控制程序（梯形圖和指令表）。

④電器元器件的選擇和有關計算。

⑤電氣設備明細表。

⑥參考資料、參考書及參考手冊。

⑦其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調試過程、遇到

的問題及解決方法、對課程設計的認識和建議等。

課題十電鍍流水線的PLC控制

1.設備概況

本選題是為了電鍍車間提高工效、促進生產自動化以及減輕勞動強度

而設計的一種專用半自動起吊設備，采用遠距離控制。起吊物品為待

進行電鍍或進行表面處理的各種產品零件。

電鍍生產過程是由人工將待加工零件裝入吊籃（或掛鉤上），在發(fā)出信

號后，起吊設備便提升并逐段前進，按工藝要求，在需要停留的槽位

上停止，并自動下降，下降到位并且停留一段時間（電鍍）后，自動提

升。如此完成電鍍工藝規(guī)定的每一道工序后，返回起吊位置，卸

下加工好的零件，為下一次加工做好準備。電鍍系統(tǒng)結構示意圖如圖

3-1所示。

圖3-1電鍍系統(tǒng)結構示意圖

1.鍍槽2.第一電解液回收槽3.第一電解液回收槽

4.第三電解液回收槽5.掛件架6.吊鉤7.行車

電鍍工藝流程圖如圖3-2所示。先將待鍍工件放人槽內2min,然后提

起懸停30s,隨后放人第一電鍍液回收槽內浸32s,提起懸停16s,再

放人第二電鍍液回收槽內浸32s,提起懸停16s,如此循環(huán)直到加工過

程結束。

整個過程為：從原始位置開始，行車7停在掛件架5前，掛件架放在

固定支架上，由操作人員將待鍍工件掛在掛具上，吊鉤6勾住掛件架

然后啟動系統(tǒng)工作（見圖3-2）o

圖3.2電鍍工藝流程示意圖

圖3-2電鍍工藝流程示意圖

2.控制要求

電鍍流水線順序控制系統(tǒng)的動力配置兩臺電動機。行車架前的后移動

由行車電動機MA1控制，其功率為4kW；提升電動機MA2控制吊鉤上

升與下放，其功率為2.5kWo

吊鉤上升，提起待鍍工件，其上升高度由行程開關控制。

(1)手動調試和檢修SFO手柄指向左45°時，，接點SFOT接通，通過

SFKSF2控制按鈕，行車架前后移動，通過SF3、SF4控制按鈕，吊

鉤上升與下放，以便于系統(tǒng)調試和檢修。有超限保護。

(2)自動/停車功能SFO手柄指向右45“時，接點SF0-2接通，按下

自動啟動按鈕SF5,自動運行。

①行車架攜待鍍工件向前運動至槽上方，由行程開關控制其停止向

刖足動。

②吊鉤下放到一定位置，停車，待鍍工件浸入槽內2min。

③吊鉤提升待鍍工件到位后停止，在鍍槽上方停30s。

④行車架攜工件運動至第一電鍍液回收槽上方，由限位開關控制停

止。

⑤.吊鉤下放，其工作情況與3過程相同，浸入槽內時間為32s。

⑥與4過程相同，停留時間為16s。

⑦以后工作重復上述過程；

(3)控制信號說明見表3-1。

表3-1控制信號說明

輸入輸出

文字符號說明文字符號說明

SF0-1手動控制轉換開關QA1行車架前移接觸器

SF0-2自動轉換開關QA2行車架后移接觸器

SF1手動前進按鈕QA3上行接觸器

SF2手動關后退閥按鈕QA4下行接觸器

SF3手動上升按鈕PG1手動控制指示燈

SF4手動下降按鈕PG3自動動控制指示燈

SF5自動啟動按鈕PG4行車架運行指示燈

BG1上限限位開關PG5吊籃運行指示燈

BG2下限限位開關

BG3?BG6每一個槽的限位開關

表3T控制信號說明

3,設計任務

1）根據控制要求，進行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設計，包括主電路、

控制電路及PLC硬件配置電路。

2）根據控制要求，編制輸煤機組PLC控制程序，有條件可以利用模

擬開關板調試程序，模擬運行。

3）編寫設計說明書，內容包括：

①設計過程和有關說明。

②基于PLC的輸煤機組電氣控制系統(tǒng)電路圖。

③PLC控制程序（梯形圖和指令表）。

④電器元器件的選擇和有關計算。

⑤電氣設備明細表。

⑥參考資料、參考書及參考手冊。

⑦其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調試過程、遇到

的問題及解決方法、對課程設計的認識和建議等。

課題十一四層電梯的PLC控制

1.設備概況

電梯是一種特殊的起重運輸設備，由轎廂、拖動電動機及減速傳動機

械、井道及井道設備、召喚系統(tǒng)及安全裝置構成。轎廂是載人或裝貨

的部位。圖-是電梯拖動系統(tǒng)示意圖，圖中可見電梯的轎廂及配重分

別系在鋼絲繩的兩端，鋼絲繩跨掛在曳引輪上，曳引輪經減速機構由

電動機拖動，使得轎廂上下運動。

4-1電梯的運行示意圖

電梯的主要電器設備

（1）曳引電動機-升降電動機電梯的提升機構，主要由驅動電動機，

電磁制動器（也稱電磁抱閘），減速器及曳引輪組成。

（2）自動門機

用來完成電梯的開門與關門。電梯的門有廳門（每層站有一個）和轎

門（只有一個）。只有當廳電梯?？吭谀硨诱緯r，此層的廳門才允許

開啟（由門機拖動，轎門帶動廳門完成）；也只有當廳門、轎門全部

關閉后才允許啟動運行（檢修狀態(tài)時，可以在不關門狀態(tài)下運行）。

（3）層樓指示

層樓指示也叫“層顯”，可以由低壓燈泡構成，安裝在每層站廳門的

上方和轎廂的內轎門的上方；現在多由數碼管或LED點陣顯示器結構

組成，與呼梯盒，運行的方向指示做成一體的結構。

（4）呼梯盒

呼梯盒也叫“召喚按鈕箱”或“外呼盒”，用以在每層召喚電梯。

常安裝在廳門外，離地面1米左右的墻壁上?；九c頂站只有一個按

鈕，中間層站有上呼與下呼兩個按鈕組成c按鈕帶有呼梯記憶燈，燈

亮時表示呼梯信號已被接受并記憶；當電梯滿足呼梯要求并停層關門

時，呼梯記憶燈熄滅。

（5）操縱箱

操縱箱安裝在轎廂內，供司機及乘客對電梯發(fā)布動作命令。操縱箱上

設有與電梯層站數相同的內選按鈕（帶指示燈），上、下行啟動按鈕

（帶上，下行指示記憶燈，檢修時用），開關、門按鈕，急停按鈕，

電梯運行狀態(tài)選擇鑰匙開關（選擇電梯是自動運行還是檢修狀態(tài)）以

及風扇，照明等的控制開關。

（6）上/下強迫停止開關，極限開關。

2.控制要求

表4-1控制信號說明

輸入輸出

文字符號說明文字符號說明

SF0-1電梯運行狀態(tài)選擇鑰戕開關，自動QA1上行接觸器

SF0-2電梯運行狀態(tài)選擇鑰牌開關，檢修QA2下行接觸戕

SF1開門按鈕QA3開門接觸器

SF2關門按鈕QA4關門接觸器

SF3上行啟動按鈕PG1-PG41-4層指示燈

SF4下行啟動按鈕PG5上行指示燈

SF5-SF81-4層選層按鈕PG6下行指示燈

SF9-SF111-3層上行按鈕

SF12-SF142-4層下行按鈕

SF15-SF16風扇，照明控制開關MA1升降電動機7.5kW

BG1-4平層開關MA2門控電動機75W

BG5上限限位開關

BG6下限限位開關

BG7開門限位開關

BG8關門限位開關

表4-1控制信號說明

(1)曳引電動機-升降電動機

必須在門關閉的情況下才能動作。

(2)自動門機

電梯的門只有當廳電梯停靠在某層時，才允許開啟；檢修狀態(tài)時，可

以在不關門狀態(tài)下運行。

(3)層樓指示

層樓指示也叫“層顯”，可以由低壓燈泡構成，安裝在每層門的上方

和轎廂的內轎門的上方；現在多由數碼管或LED點陣顯示器結構組

成，與呼梯盒，運行的方向指示做成一體的結構。

(4)呼梯盒

呼梯盒也叫“召喚按鈕箱”或“外呼盒”，用以在每層站召喚電梯。

常安裝在廳門外，離地面1米左右的墻壁上?；九c頂站只有一個按

鈕，中間層站有上呼與下呼兩個按鈕組成C按鈕帶有呼梯記憶燈，燈

亮時表示呼梯信號已被接受并記憶；

當電梯滿足呼梯要求并停層關門時.，呼梯記憶燈熄滅。基站的呼梯盒

上，常有鑰匙開關，供電梯管理員開關電睇。

（5）操縱箱

操縱箱安裝在轎廂內，供司機及乘客對電梯發(fā)布動作命令。操縱箱上

設有與電梯層站數相同的內選按鈕（帶指示燈），上、下行啟動按鈕

（帶上，下行指示記憶燈，檢修時用），開關、門按鈕，急停按鈕，

電梯運行狀態(tài)選擇鑰匙開關（選擇電梯是自動運行還是檢修狀態(tài)）以

及風扇，照明等的控制開關。

（6）平層及開門裝置

該裝置由磁鐵板和上、下平層感應器組成。上行時上平層感應器首先

插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信號，電梯開始減速，至下平層感應器插入

隔磁鐵板時，發(fā)出停車及開門信號，電機停轉，機械抱閘；下行時，

下平層感應器首先插入隔磁鐵板，發(fā)出減速信號至上平層感應器插入

隔磁鐵板時，發(fā)出停車及開門信號。

（7）停層裝置

在電梯的井道內的每層站裝有一只磁鐵板，當轎廂運動到相應的層站

時，磁鐵板插入平層感應器內，以此檢測電梯所處的位置和產生平層

信號。

（8）安全窗及其開關，安全鉗及其開關，限速器及其開關，上/下強

迫停止開關，極限開關。

3.設計任務

1）根據控制要求，進行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設計，包括主電路、

控制電路及PLC硬件配置電路。

2）根據控制要求，編制四層電梯PLC控制程序，有條件可以利用模

擬開關板調試程序，模擬運行。

3）編寫設計說明書，內容包括：

①設計過程和有關說明。

②基于PLC的四層電梯電氣控制系統(tǒng)電路圖。

③PLC控制程序（梯形圖和指令表）。

④電器元器件的選擇和有關計算。

⑤電氣設備明細表。

⑥參考資料、參考書及參考手冊。

⑦其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調試過程、遇到

的問題及解決方法、

對課程設計的認識和建議等。

課題十二PLC在T68臥室鎮(zhèn)床控制中的應用

1.設備概況

像床主要用于孔的精加工，可分為臥式鑲床、落地鏈床、坐標鑲床和

金鋼鑲床等。臥式鍵床應用較多，它可以進行鉆孔、像孔、擴孔、錢

孔及加工端平面等，使用一些附件后，還可以車削圓柱表面、螺紋，

裝上銃刀可以進行銃削。鋒床在加工時，一般是將工件固定在工作臺

上，由鏈桿或平旋盤（花盤）上固定的刀具進行加工。機床的基本組

成如下：

圖5—1T68型臥式鍵床的結構圖

T68型臥式錨床的電力拖動方式

T68臥式鍵由主軸電動機Ml和進給電動機M2拖動。其中主軸電動機

Ml為△—YY接法的雙速電動機，它不但可以正、反轉，高、低速啟

動運轉，還可以反接制動及點動控制。進給電動機M2可以正、反向

運轉。

2.控制要求

1）主軸旋轉與進給量都有較寬的調速范圍，主運動與進給運動由一臺

電動機拖動，為簡化傳動機構采用雙速籠型異步電動機。

2）由于各種進給運動都有正反不同方向的運轉，故主電動機要求正、

反轉。

3）為滿足調整工作需要，主電動機應能實現正、反轉的點動控制。

4）保證主軸停車迅速、準確，主電動機應用制動停車環(huán)節(jié)。

5）主軸變速與進給變速可在主電動機停車或運轉時進行。為便于變速

是的齒輪，應有變速低速沖動過程。

6）為縮短輔助時間，各進給方向均能快速移動，配有快速移動電動機

拖動，采用快速電動機正、反轉的點動控制方式。

7）主電動機為雙速電機，有高、低兩種速度供選擇，高速應先經低速

起動。

8）由于運動部件多，應設有必要的聯鎖和保護環(huán)節(jié)。

表5?1控制信號說明

輸入輸出

文字符號說明文字符號說明

SF1停止按鈕QA1主軸正轉接觸器

SF2主軸正轉按鈕QA2主軸反轉接觸器

SF3主軸反轉按鈕QA3制動中.阻矩按接觸器

SF4主軸正傳低速點動按鈕QA4主軸低速控制接觸器

SF5主軸反轉低速點動按鈕QA5主軸高速控制接觸器

BG1主軸高低速選擇開關QA6主軸高速控制接觸器

BG2主軸變速行程開關QA7工作臺快速正轉接觸器