《可编程控制器原理》课程设计任务书

《可编程控制器原理》课程设计任务书

 

第二篇：电气控制与PLC课程设计任务书

电气控制与PLC课程设计

任务书

李小凡 编写

盐城工学院电气工程学院

二○一一年七月

目 录

课程设计总体要求安排.............................................................................................. 1

（一）设计任务及要求 ...................................................................................... 1

（二）设计说明书的内容 .................................................................................. 1

（三）其它要求 .................................................................................................. 1

（四）设计进度时间安排 .................................................................................. 1 课题一 装卸料小车PLC控制设计 ........................................................................ 2

（一）设计原始资料和控制要求 ...................................................................... 2

（二）设计内容 .................................................................................................. 3

（三）设计要求 .................................................................................................. 3

（四）主要参考资料 .......................................................................................... 3 课题二 多级运输皮带自动装车控制 .................................................................... 4

（一）设计原始资料和控制要求 ...................................................................... 4

（二）设计内容 .................................................................................................. 4

（三）设计要求 .................................................................................................. 5

（四）主要参考资料 .......................................................................................... 5 课题三 液料自动混合控制 ...................................................................................... 6

（一）设计原始资料和控制要求 ...................................................................... 6

（二）设计内容 .................................................................................................. 7

（三）设计要求 .................................................................................................. 7

（四）主要参考资料 .......................................................................................... 7 课题四 全自动洗衣机控制系统 .............................................................................. 8

（二）设计内容 .................................................................................................. 9

（三）设计要求 .................................................................................................. 9

（四）主要参考资料 .......................................................................................... 9 课题五 剪板机PLC控制设计 .............................................................................. 10

（一）设计原始资料和控制要求 .................................................................... 10

（二）设计内容 ................................................................................................ 10

（三）设计要求 ................................................................................................ 11

（四）主要参考资料 ........................................................................................ 11 课题六 送带自动装箱控制设计 ............................................................................ 12

（一）设计原始资料和控制要求 .................................................................... 12

（二）设计内容 ................................................................................................ 13

（三）设计要求 ................................................................................................ 13

（四）主要参考资料 ........................................................................................ 13 1

课程设计总体要求安排

（一）设计任务及要求

1. 根据设计题目及要求正确选择控制方案，查阅参考资料；

2. 绘制电气控制原理图，正确选择电气元件；

3. 设计部分工艺图纸（电气柜、控制面板、电气元件布置图、安装接线图等其

中之一）；

4. 设计PLC梯形图并写出梯形图的指令，画出可编程控制器的输入输出接线

图；

5. 编制完整的设计说明书，设计小结；

6. 选择（或按指导教师指定的）某一课题进行设计，每个同学的设计内容不得

雷同，不得抄袭他人。

（二）设计说明书的内容

1.

2.

3.

4.

5. 设计题目及设计内容； 设计要求（包括工作原理的介绍）； 电气控制电路及控制原理说明、PLC接线图、PLC控制梯形图； 应绘制的各种电路图和其他图纸； 电气元器件的选择计算与说明。

（三）其它要求

1.

2.

3.

4. 绘制的电路图及图形符号及文字符号应符合国家标准， 设计说明书统一按16开纸及规定的稿纸书写和或用计算机排版并打印成册， 设计图纸可用A3图纸绘制或用计算机绘图打印， 设计期间应遵守作息时间，不得迟到早退，无故旷课。

（四）设计进度时间安排

1

课题一 装卸料小车PLC控制设计

（一）设计原始资料和控制要求

一辆小车在A,B两点之间运行，在A,B两点各设一个限位开关，如图所示，小车在A点时（后限位开关受压动作），操作控制按钮可使小车向前行至料斗下碰到前限位开关，停止，装料后再返回A地将料卸下。小车要求有4种控制方式。

（1） 手动控制方式，

（2） 单周期运行控制方式，

（3） 双周期运行控制方式，

（4） 自动循环运行控制方式。

1， 手动控制方式

在手动控制方式下，可用4个控制按钮控制小车的向前、向后运行，以及车门的打开和料斗门的打开。

小车的运行由三相异步电动机控制，小车的车门和料斗的车门由电磁铁控制，当电磁铁得电时，料斗门或斗门打开，失电时关闭。

（1） 手动控制要求

①小车向前运行： 小车在料斗下面时不能向前运行，小车的车门在打开时不能运行，小车采用点动控制，按下向前运行按钮，小车向前进，当小车行至料斗下时，碰到前限位开关时应停下来。

②小车向后运行： 小车在A地点时不能后退，小车的车门在打开时不能运行，小车采用点动控制，料斗门未关闭时不能运行，按下向后运行按钮时，小车向后运行至A地点时，小车碰到后限位开关应停下来。

③料斗门打开控制： 小车必须在B点料斗门下时，才能打开料斗门，以避免将料卸在地上。按一下料斗门打开按钮，控制料斗门的电磁铁得电，斗门打开，延时10秒种后电磁铁失电斗门关闭。

④车门打开控制： 小车必须在A地点时，才能打开车门，以保证将料卸在规定地点。按一下车门打开按钮，控制车门的电磁铁得电，车门打开，延时10秒种后电磁铁失电，车门关闭。

2， 单周期运行控制要求

小车在A地点，并且在车门关好的情况下，按一下向前运行按钮。小车就从A地点运行到B地点停下来，然后料斗门打开装料10秒钟，之后小车自动向后行到A地点停止，车门打开卸料4秒钟后，车门关闭。

3， 双周期运行控制要求

2

小车在A地点时，按一下向前运行按钮，小车将循环两次单周期的运行过程。 4， 自动循环控制方式要求

小车在A地点时，按一下向前运行按钮，小车将自动重复单周期运行过程，断开运行开关时，小车将在完成一个循环之后，结束运行。

在手动控制方式下不能运行，单周期，双周期和自动运行方式，反之，在单周期，双周期和自动运行方式下也不能进行手动控制。

本控制采用FX2N型可编程控制器，其输入输出端子分配如下：（仅供参考） X0： 运行开关 X1：前限位开关

X2： 后限位开关 X3：手动方式

X4： 自动方式 X5：单循环方式

X6： 双循环方式 X7：向前运行按钮

X10： 向后运行按钮 X11：车门打开按钮

X12： 斗门打开按钮 Y0：向前运行

Y1： 向后运行 Y2：斗门电磁铁

Y3： 车门电磁铁

（二）设计内容

1，可编程控制器输入输出接线图设计，

2，控制面板元件布置图设计，

3，控制梯形图和程序设计，

4，编写控制原理说明书，

5，绘制必要的图纸。

（三）设计要求

1，设计应根据原始资料，满足控制要求，

2，列出所选设备型号，规格和数量等，

3，设计说明书应书写工整，整齐，用规定统一纸张，

4，图纸应清洁规范，电气图形符号和文字符号应符合国家标准，

5，设计应独立完成，不得抄袭他人。

（四）主要参考资料

1. 王阿根编著 《电气可编程控制原理与应用》，清华大学出版社，

2. 马小军 束长宝 王阿根编《可编程控制器及其应用》东南大学出版社，

3. 钟肇新 范建东编著，《可编程控制器原理》（第3版），华南理工大学出版社，

4. 郁汉琪《电气控制与可编程控制器应用技术》东南大学出版社，

5. 电气制图及图形符号、国家标准汇编，

6. 有关FX2N型可编程控制器手册、资料等。

3

课题二 级运输皮带自动装车控制

（一）设计原始资料和控制要求

多级运输皮带控制系统控制过程：

1．料罐进料放料由电磁阀YV1和YV2控制，当料罐中的料位底于下料位监测点时，（SQ4=0）进料阀YV1动作，向料罐中进料，当料位高于上料位监测点时，（SQ3=1）进料阀YV1关闭。

2．当装料小车到达装车点时，装车位开关SQ1=1，此时黄灯亮，按下起动按钮SB1黄灯闪，2秒钟后，黄灯灭，同时皮带3起动。再经过2秒钟后皮带2起动，再过2秒钟后皮带1起动。再过2秒后，放料阀YV2动作进行放料。当小车装满后达到规定重量时，SQ2动作，放料阀YV2关闭（YV2=0）。之后每隔2秒依次停皮带1、皮带2和皮带3。在皮带1~3全部停止的情况下，绿灯亮，表示可以开车，而在皮带1~3在运行时，红灯亮表示不能开车。

3．停止控制：按下停止按钮SB2、放料阀YV2关阀之后每隔2秒依次停皮带1、皮带2和 皮带3。按下急停按钮SB3，放料阀和皮带同时停止。

4．电路的保护：电路应设总的短路保护，每台电动机应设短路保护和过载保护，当一台电动机发生过载时应逆序停止，工作停止过程和按停止按钮的作用相同。

可编程序控制器输入输出端子分配如下（仅供参考）

X0、起动 SB1 X5、上料位 SQ3 Y3、皮带2 KM2

X1、停止 SB2 X6、下料位 SQ4 Y4、皮带3 KM3

X2、急停 SB3 Y0、进料阀 YV1 Y5、黄灯 HL1

X3、车到位 SQ1 Y1、放料阀 YV2 Y6、红灯 HL2

X4、车满载 SQ2 Y2、皮带1 KM1 Y7、绿灯 HL3

（二）设计内容

1． 可编程程序控制器输出输入接线图。

4

2． 控制面板元件布置图。

3． 控制梯形图和程序。

4． PLC控制梯形图、PLC输出输入接线图和电气控制电路及的控制原理说明。

5． 编写控制原理说明书。

（三）设计要求

1． 设计应根据题目要求，满足控制要求。

2． 列出所选设备型号、规格和数量等。

3． 说明书应书写工整、整齐，用规定统一纸张。

4． 图纸应清洁规范，电气图形符号和文字符号应规范。

5． 设计独立完成，不得抄袭他人。

（四）主要参考资料

1 王阿根编著 《电气可编程控制原理与应用》，清华大学出版社

2 马小军 束长宝 王阿根编《可编程控制器及其应用》东南大学出版社

3 钟肇新 范建东编著，《可编程控制器原理》（第3版），华南理工大学出版社 4 郁汉琪《电气控制与可编程控制器应用技术》东南大学出版社

5 电气制图及图形符号、国家标准汇编

6 有关FX2N型可编程控制器手册、资料等

5

课题三 液料自动混合控制

（一）设计原始资料和控制要求

某一液料自动混合装置如下，用于将3种液体按一定的容积比例进行混合。

1.初始状态，液罐为空的，电磁阀YV1~4、电动机M均为失电状态，液位传感器SQ1~4均为不动作状态。

2.物料自动混合控制。

按下起动按钮SB1，电磁阀YV1的电，开始注入液料1，当液料1的液位达到液位传感器SQ3时，YV1关，YV2阀开，注入液料2，当液位达到液位传感器SQ2时，YV2阀关，YV3阀开，注入液料3，当液位达到液位传感器SQ1时，YV3阀关，搅拌电动机M起动，搅拌20秒后停止，放液电磁阀YV4动作，当液位下降到液位传感器SQ4以下时，再经过5秒钟（放掉剩余液体）后，SQ4阀关闭，之后，自动循环上述过程。

3.停止操作。

按下停止按钮SB2，当完成一个循环过程，即液灌液体放空后在全部停止。

按下急停按钮SB3，所有输出立即停止。

输出输入分配如下（参考）。

X0、起动 SB1 Y0、电动机KM Y7、液位3显示HL3 X1、停止 SB2 Y1、电磁阀YV1 Y10、液位4显示HL4 6

X2、急停 SB3 Y2、电磁阀YV2

X3、液位1 SQ1 Y3、电磁阀YV3

X4、液位2 SQ2 Y4、电磁阀YV4

X5、液位3 SQ3 Y5、液位1显示HL1

X6、液位4 SQ4 Y6、液位2显示HL2

（二）设计内容

1.

2.

3.

4.

5. 可编程程序控制器输出输入接线图。 控制面板元件布置图。 电动机主电路图。 控制梯形图和程序。 编写控制原理说明书。

（三）设计要求

1.

2.

3.

4.

5. 设计应根据题目要求，满足控制要求。 列出所选设备型号、规格和数量等。 说明书应书写工整、整齐，用规定统一纸张。 图纸应清洁规范，电气图形符号和文字符号应规范。 设计独立完成，不得抄袭他人。

（四）主要参考资料

1.

2.

3.

4.

5.

6.

王阿根编著 《电气可编程控制原理与应用》，清华大学出版社 马小军 束长宝 王阿根编《可编程控制器及其应用》东南大学出版社 钟肇新 范建东编著，《可编程控制器原理》（第3版），华南理工大学出版社 郁汉琪《电气控制与可编程控制器应用技术》东南大学出版社 电气制图及图形符号、国家标准汇编 有关FX2N型可编程控制器手册、资料等

7

课题四 自动洗衣机控制系统

波轮式全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一个中心安装的。外桶固定，作为盛水用，内桶可以旋转，作为脱水（甩干）用。内桶的四周有许多小孔，使内、外桶的水流相通。

起动按钮

停止按钮 蜂鸣器

上水位开关

内桶

外桶 下水位开关

泼轮 排水阀

单相电动机

洗衣机工作示意图

洗衣机的进水和排水分别有进水电磁阀和排水电磁阀控制。进水时，控制系统使进水电磁阀打开，将水注入外桶；排水时，使排水电磁阀打开将水由外桶排到机外。洗涤和脱水由同一台电机拖动，通过电磁阀离合器来控制，将动力传给洗涤波轮或甩干桶（内桶）。电磁离合器失电，电动机带动洗涤波轮实现正、反转，进行洗涤；电磁离合器得电，电动机带动内桶单向旋转，进行甩干（此时波轮不转）。水位高低分别有高低水位开关进行检测。起动按钮用来起动洗衣机工作。

（一）控制要求

起动时，首先进水，到高水位时停止进水，开始洗涤。正转洗涤15s，暂停3s后反转洗涤15s，暂停3s后再正转洗涤，如此反复30次。洗涤结束后，开始排水，当水位下降到低水位时，进行脱水（同时排水），脱水时间为10s。这样完成依次从进水到脱水的大循环过程。

经过3次大循环后（第2、3次为漂洗），进行洗衣完成报警，报警10s后结束全过程，自动停机。

8

在洗涤过程中，按下停止按钮。洗衣机停止工作。

在洗衣机停止工作时，按下排水按钮，洗衣机排水电磁阀得电排水，当水位下降到低水位开关时，排水电磁阀失电停止排水。

I/O设备及I/O点分配如表所示。

I/O设备及I/O点分配如表

（二）设计内容

1.可编程程序控制器输出输入接线图。 2.控制面板元件布置图。 3.电动机主电路图。 4.控制梯形图和程序。 5.编写控制原理说明书。

（三）设计要求

1.设计应根据题目要求，满足控制要求。 2.列出所选设备型号、规格和数量等。

3.说明书应书写工整、整齐，用规定统一纸张。

4.图纸应清洁规范，电气图形符号和文字符号应规范。 5.设计独立完成，不得抄袭他人。

（四）主要参考资料

7. 王阿根编著 《电气可编程控制原理与应用》，清华大学出版社

8. 马小军 束长宝 王阿根编《可编程控制器及其应用》东南大学出版社 9. 钟肇新 范建东编著，《可编程控制器原理》（第3版），华南理工大学出版社 10. 郁汉琪《电气控制与可编程控制器应用技术》东南大学出版社 11. 电气制图及图形符号、国家标准汇编 12. 有关FX2N型可编程控制器手册、资料等

9

课题五 板机PLC控制设计

（一）设计原始资料和控制要求

一台剪板机用于对板料的剪切，控制过程如下：

按下起动按钮X0，开始自动送料，当板料前行碰到限位开关时送料停止，压钳下行，将板料压紧时限位开关动作，剪刀下行，将板料剪断时碰到限位开关，剪刀和压钳同时上行，到上限位时停止。

要求有三种控制方式：

1、 单次控制方式 即按下起动按钮完成一次剪切后停止； 2、 自动控制方式 即按下起动按钮后反复执行上述剪切过程；

3、 手动控制方式 即送料、压钳和剪刀的动作均可用按钮单独控制。

X4

Y1

X0Y3

送料

Y0

板料

X2

X1

压钳

Y2

X5

Y4

X3

剪板机工作示意图

（二）设计内容

1、剪板机主电路设计；

2、可编程控制器输入输出接线图设计； 3、可编程控制器控制梯形图设计； 4、控制面板元件布置图的设计； 5、编写使用和操作说明及注意事项； 6、编写设计过程说明书，包括： ①总体方案的选择说明 ②控制原理设计说明

③主要电器元件选择说明，编制元件明细表 7、编制所设计的图纸，包括： ①剪板机主电路,

②PLC控制梯形图（）

③控制面板元件布置图和PLC控制输入输出接线图（A2）

10

（三）设计要求

1、写明设计的依据、要求。

2、写明设计、计算步骤、电路的控制原理和梯形图的控制原理。

3、列出所选设备型号、规格和数量等。

4、设计说明书应书写工整、整齐，用规定统一纸张，设计内容应符合设计要求。

5、图纸应清洁、规范，电气图形符号应符合国家标准。

6、设计应独立完成，不得抄袭他人。

（四）主要参考资料

1 王阿根编著 《电气可编程控制原理与应用》，清华大学出版社

2 马小军 束长宝 王阿根编《可编程控制器及其应用》东南大学出版社

3 钟肇新 范建东编著，《可编程控制器原理》（第3版），华南理工大学出版社 4 郁汉琪《电气控制与可编程控制器应用技术》东南大学出版社

5 电气制图及图形符号、国家标准汇编

6 有关FX2N型可编程控制器手册、资料等

11

课题六 传送带自动装箱控制设计

（一）设计原始资料和控制要求

传送带自动装箱控制过程：

在产品上料端，将产品放到传送带1上，按下启动按钮，电动机M1启动，传送带1运行，电动机M2延时5s启动，传送带2运行。当产品到达传送带1右端碰到限位开关SQ2时，传送带1停止运行。

电磁阀YV1得电，推杆1将产品推到传送带2，磁性接近开关SQ1动作，电磁阀失电，推杆1返回原位。

当产品到达传送带2下端碰到限位开关SQ4时，传送带2停止运行。电磁阀YV2得电，推杆2将产品推到小车中，磁性接近开关SQ3动作，电磁阀YV2失电，推杆1返回原位。

当小车中的产品达到9个时，小车自动开走，小车的行走由电动机M3驱动牵引链条上的挂钩带动，下一辆空车到达限位开关SQ5时，牵引电动机M3失电，空车停在装料点，等待装料。

在牵引链条运行时，传送带不能启动。

在工作中，按下停止按钮时，全部动作应立即停止。 除了上述自动工作方式外，还应有手动工作方式。

在手动工作方式下，传送带1、传送带2、推杆1、推杆2和牵引链条都能单独控制。

YV1

M1

传送带1

产品上料端

M2

M3

轨道

SQ1推杆1

小车

传送带2

SQ3

推杆2YV2

SQ4

小车

SQ5

图7- 2传送带示意图

传送带自动装箱控制要求有4种控制方式。 1）手动控制方式， 2）单周期控制方式， 3）自动控制方式。

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（二）设计内容

1，可编程控制器输入输出接线图设计

2，控制面板元件布置图设计

3，控制梯形图和程序设计

4，编写控制原理说明书

5，绘制必要的图纸

（三）设计要求

1，设计应根据原始资料，满足控制要求；

2，列出所选设备型号，规格和数量等。

3，设计说明书应书写工整，整齐，用规定统一纸张；

4，图纸应清洁规范，电气图形符号和文字符号应符合国家标准；

5，设计应独立完成，不得抄袭他人。

（四）主要参考资料

1、王阿根编著 《电气可编程控制原理与应用》，清华大学出版社

2、马小军 束长宝 王阿根编《可编程控制器及其应用》东南大学出版社

3、钟肇新 范建东编著，《可编程控制器原理》（第3版），华南理工大学出版社

4、郁汉琪《电气控制与可编程控制器应用技术》东南大学出版社

5、电气制图及图形符号、国家标准汇编

6、有关FX2N型可编程控制器手册、资料等

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