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《可编程序控制器（PLC）》课程设计指导书一、课程设计性质、任务及要求１．课程设计性质本次课程设计教学的主要任务是在学生学完《可编程序控制器》理论课程后，进行的实践教学。通过课程设计一方面验证所学的基本理论知识，同时培养学生的基本操作技能与设计能力，使得课堂上学的理论在实践中灵活运用。２．课程设计要求(1)按课程设计任务书内容要求执行，制定计划，合理安排课程设计日程，全面完成课程设计任务。(2)每天记录计划完成的情况。(3)严格遵守实验室各项规章制度。服从老师领导，遵守纪律。二、课程设计内容1．十字路口交通信号灯控制实验(1)控制要求：该实验在十字路口交通信号灯控制实验区内完成，交通灯分1、2两组，控制规律相同，工作时序图如下：起动1绿1黄1红2绿2黄2红(2)I/O分配：输入信号信号元件及作用元件或端子位置0起动按钮直线区任选←20秒→←3秒→2秒1停止按钮直线区任选输出信号控制对象及作用元件或端子位置0124！561红信号灯1黄信号灯1绿信号灯2红信号灯2黄信号灯2绿信号灯交通信号灯实验交通信号灯实验交通信号灯实验交通信号灯实验交通信号灯实验交通信号灯实验2．混料罐控制实验(1)控制要求：该实验在混料罐实验区内完成。液面在最下方时，按下起动按钮后，可进行连续混料。首先，液体A阀门打开，液体A流入容器；当液面升到M传感器检测位置时，液体A阀门关闭，液体B阀门打开；当液面升到H传感器检测位置时，液体B阀门关闭，搅拌电机开始工作。搅拌电机工作6秒钟后，停止搅拌，混合液体C阀门打开，开始放出混合液体。当液面降到L传感器检测位置时，延时2秒后，关闭液体C阀门，然后再开始下一周期操作。如果工作期间有停止，则待该次混料结束后，方能停止，不再进行下周期工作。由于初始工作时，液位不一定在液面在最下方，为此需按下复位按钮，使料位液面处于在最下方。(2)I/O分配：输入信号信号元件及作用元件或端子位置012345起动按钮停止按钮H传感器L传感器L传感器复位按钮直线区任选直线区任选混料罐实验区混料罐实验区混料罐实验区直线区任选输出信号控制对象及作用元件或端子位置0123A阀门电磁阀B阀门电磁阀C阀门电磁阀搅拌电机混料罐实验区混料罐实验区混料罐实验区混料罐实验区3.传输线控制实验(1)控制要求：该实验在传实验区完成。按下起动按钮后，皮带1起动，经过20秒后，皮带2起动，再经过20秒后，皮带3起动，再经过20秒后，卸料阀打开，物料流下经各级皮带向后下方传送进入下料仓。按下停止按钮后，卸料阀关闭，停止卸料，经过20秒后，皮带3停止，再经过20秒后，皮带2停止，再经过20秒后，皮带1停止。输料线起动顺序为顺物流方向，停止顺序为逆物流方向。输料线还可以根据后料仓料位检测情况自动运行，无料自动起动、料满自动停止。(2)I/O分配：输入信号信号元件及作用元件或端子位置0123起动按钮停止按钮料欠传感器料满传感器直线区任选直线区任选输料线实验区输料线实验区输出信号控制对象及作用元件或端子位置0123卸料电磁阀皮带1动作显示皮带2动作显示皮带3动作显示输料线实验区输料线实验区输料线实验区输料线实验区4.小车自动选向、定位控制实验(1)控制要求：该实验在直线控制区完成。小车行走由滑块动作示意，四个呼叫按钮位置和编号与四个光电开关编号上下对应。当所按下呼叫按钮的编号大于小车所在光电开关位置编号时，小车右行，行走到呼叫按钮对应的光电开关位置后停止；当呼叫按钮的编号小于小车所在光电开关位置时，小车左行，行走到呼叫按钮对应的光电开关位置后停止。(2)I/O分配：输入信号信号元件及作用元件或端子位置012341呼叫按钮2呼叫按钮3呼叫按钮4呼叫按钮1光电开关直线区内选1直线区内选2直线区内选3直线区内选4直线区1光电开关5679！2光电开关3光电开关4光电开关系统起动按钮直线区2光电开关直线区3光电开关直线区4光电开关直线区呼梯按钮1输出信号控制对象及作用元件或端子位置01！2！电机停止电机正转电机反转直线区正转端子直线区反转端子(3)内部继电器分配：（OMRONCPM1A机型）020CH：位置信号通道021CH：按钮信号通道02200：系统起动信号02201：起动时判断小车是否在有光电开关位置上，否则不允许起动信号。5.电梯控制实验(1)控制要求：该实验在直线控制区完成。电梯为四层四站有司机驾驶客梯，轿箱行走由滑块动作示意，开门动作由信号灯指示示意。其它部分参考下面电梯控制逻辑关系和I/O分配表。电梯控制逻辑关系如下：①行车方向由内选信号决定，顺向优先执行；②行车途中如遇呼梯信号时，顺向截车，反向不截车；③内选信号、呼梯信号具有记忆功能，执行后解除。④内选信号、呼梯信号、行车方向、行车楼层位置均由信号灯指示，（因点数不够，只有行车方向和楼层位置由信号灯指示）；⑤停层时可延时自动开门、手动开门、（关门过程中）本层顺向呼梯开门；⑥有内选信号时延时自动关门，关门后延时自动行车；⑦无内选时不能自动关门；⑧行车时不能手动开门或本层呼梯开门，开门不能行车。(2)I/O分配：输入信号信号元件及作用元件或端子位置01内选1按钮内选2按钮直线区内选1直线区内选22345678910！（并联）……11内选3按钮内选4按钮1层上呼梯按钮2层上呼梯按钮3层上呼梯按钮2层下呼梯按钮3层下呼梯按钮4层下呼梯按钮1层光电开关2层光电开关3层光电开关4层光电开关手动开门按钮直线区内选3直线区内选4直线区呼梯按钮直线区呼梯按钮直线区呼梯按钮直线区呼梯按钮直线区呼梯按钮直线区呼梯按钮直线区1光电开关直线区2光电开关直线区3光电开关直线区4光电开关开关信号区（代用）输出信号控制对象及作用元件或端子位置01234567电机正转电机反转1楼层指示2楼层指示3楼层指示4楼层指示有呼梯信号指示开门状态指示直线区正转端子直线区反转端子数码显示声光显示区（蜂鸣器）声光显示区（信号灯）(3)内部中间继电器分配：（OMRONCPM1A机型）01100～01103电梯轿箱内司机内选信号指示01104～01106厅外乘客上呼信号指示01107～01109厅外乘客下呼信号指示（以上20点机型不能进行外部显示）02201有内选信号02202有呼梯信号02203有截车信号及自动开门信号02204上行信号02205下行信号02206本层开门信号(4)调试注意：①此实验接线较多，注意输入、输出信号线一定不要按错或按反，以免增加调试工作量。②因4个光电开关为相互并联接线，引入同一输入信号端子上，发生位置错误时，关掉可编程序控制器电源，将滑块移至第一光电开关位置上，重新开机将内部位置计数器复位，同时将层信号置为一层。③认真检查输入程序。根据执行出现的错误逻辑现象，判断出错程序段，逐步缩小范围，最后纠正错误、完成调试。5.刀具库管理控制实验(1)控制要求：该实验在圆盘旋转控制区完成。圆盘模拟数控加工中心刀具库，刀具库上有8个位置，表示能存放8把刀具，编号为0～7。圆盘能正、反向旋转，当数码盘拨出所需刀具数字编号时，按下起动按钮，即可将码盘数据输入，同时圆盘按就近方向旋转，将所需的刀具当前存放位置，转到正下方出口处停下。要求动作执行是以就近旋转取出刀具为目的。例如：8种刀具，一半是4，若（码盘）设定值与出口处当前位置值之差≥4时正转（顺时针），＜4时反转（逆时针）。若设定值为6，当前值为1,6－1＝5＞4，正转；若设定值为7，当前值为5，7－5＝2＜4，反转；若设定值为0，当前值为3，0－3＝﹣3；结果为负数时，则用：（模）8－3＝5＞4，正转。(2)I/O分配：输入信号信号元件及作用元件或端子位置01234码盘开关1位码盘开关2位码盘开关4位码盘开关8位起动按钮码盘开关码盘开关码盘开关码盘开关直线区输出信号控制对象及作用元件或端子位置01电机正转电机反转直线区正转端子直线区反转端子(3)内部继电器分配：（OMRONCPM1A机型）020CH：存放CNTR000计数器的现行值，此值为刀具库出口处的刀具位置值022CH：设定值与当前值的差值(4)调试注意：①选择合适的速度以免产生丢数情况。②位置发生错误时，关掉可编程序控制器电源，将转盘0位移到最下方，并将码盘置0位，然后重新通电，将程序中位置计数器复位。可自拟题目选择其他方面的控制三、课程设计指导1．设计原则①最大限度地满足机械电气设备或生产过程的控制要求；②在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济；③保证控制系统安全可靠；④考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有余地。2．设计内容①拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据。②选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；③选定PLC的型号；④编制PLC的输入/输出端子接线图；⑤根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计。⑥设计操作台、电气柜及非标准电器元部件；⑦编写设计说明书和使用说明书。根据具体任务，上述内容可适当调整。3．PLC系统设计的步骤①深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求②选择合适的PLC类型③分配I/O点④设计控制系统梯形图⑤输入并调试程序四、课程设计考核根据完成的课程设计内容综合考核学生课程设计技能。1.课程设计态度及遵守纪律情况（10分）2．查阅资料、阅读能力情况（10分）3．动手操作能力情况（10分）4．系统需求分析、程序设计思路（20分）5．代码（梯型图）编写情况（20分）6．程序调试与错误处理情况（20分）7．课程设计说明书完成情况（10分）五、说明通过课程设计使学生达到提出问题、分析问题、解决问题的能力。王东伟编写