《电气控制与PLC》课程设计指导书
班 级：
学 号：
姓 名：
指导老师：
时 间：
广东轻工职业技术学院机电系
2005年12月
学时数：1周
学分数：1
课程类型：专业课
先修课程：《电气控制与PLC》
一、课程的性质与任务
电气控制与PLC课程设计是电气自动化技术专业一个重要的实践性教学环节，通过课程设计达到掌握电气控制柜的原理设计、安装工艺图纸设计的基本方法，并能达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求，熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、下载、调试等工作。
二．课程设计的目的
通过电气控制线路及PLC控制程序设计，使电气自动化专业的学生在毕业前获得完整的电气工程实践训练，巩固所学的电路、电气控制原理、电气产品等方面的知识，培养学生的工程技术应用能力。
二、课程教学的基本要求
1．掌握可编程控制器硬件电路的设计方法。
2．熟练使用小型可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的设计思路和梯形图的设计方法。
3．掌握可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。
4．掌握电气控制柜电气控制原理图的原理设计，掌握电气控制接线图和互连图等工艺设计方法。
5．通过课程设计使学生能熟练掌握资料的查询（图书、网络），将电气控制与PLC课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。
三、课程基本内容和教学要求
（一）可编程控制器部分课程设计任务及要求：
1、 设计题目
A . 电动机的Ｙ-△起动控制
控制要求：
（1）电动机M能实现正、反向Y-△启动。
（2）电气操作流程说明：
按动正向启动按钮SB2，KM1和KM4闭合（Y型起动）， 经3秒后KM4断开，KM3闭合，实现正向△型运行；按动反向启动按钮SB3，KM2和KM4闭合（Y型起动），经3秒后KM4断开，KM3闭合，实现正向△型运行，按停车按钮SB1，电动机M停止运行。
设计要求:
（1）根据电动机Y-△起动要求，设计PLC外部电路（配合通用器件板开关元器件）；
（2）连接PLC外部（输入、输出）电路，编写用户程序；
（3）输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；
（4）得到正确的运行结果。
B . 自动送料装车系统
控制要求 :
初始状态：绿灯（L1）亮，红灯（L2）灭，表示 图1.18 自动装车模拟控制板
允许汽车开进装料，此时，进料阀门（k1），料斗阀门（k2），电动机（M1，M2，M3）皆为OFF状态。
当汽车到来时，检测开关S3接通（负载板上未设，可从通用器件板选取），红色信号灯L2亮，绿色L1灭，传送带驱动电动机M3运行；2秒后，电动机M2运行；再经过2秒钟M1运行，依次顺序起动送料系统。
电动机M3运行后，进料阀门K1打开料斗进料，料斗装满时，检测开关S1=1，进料阀门K1关闭（设1料斗物料足够装满1车）；料斗出料阀门K2在M1运行及料满（S1=1）后，打开放料，物料通过传送带的传送，装入汽车。
当装满汽车后，称重开关S2动作，料斗出料阀门K2关闭，同时电动机M3断电停止， 2秒后M2停止，再过2秒M1停止，L1亮，L2灭，表示汽车可以开走。
设计要求:
（1）根据自动送料装车系统的控制要求，设计PLC外部电路，；
（2）连接PLC外部（输入、输出）电路（配合通用器件板开关元器件），编写用户程序；
（3）输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；
（4）得到正确的运行结果。
C.多种液体自动混合系统
控制要求:
（1）液体自动混合系统的初始状态：
在初始状态，容器为空，电磁阀Y1，Y2，Y3，Y4 和搅拌机M以及加热元件R均为OFF，液面传感器L1，L2，L3和温度检测T均为OFF。
（2）液体混合操作过程：
按动启动按钮，电磁阀Y1闭合（Y1为ON），开始注入液体A ，当液面高度达到L3时（L3为ON）→ 关闭电磁阀Y1（Y1为OFF），液体A停止注入，同时，开启电磁阀门Y2（Y2为ON）注入液体B , 当液面升至L2时（L2为ON）→ 关闭电磁阀Y2（Y2为OFF），液体B停止注入，同时，开启电磁阀Y3（Y3为ON），注入液体C ，当液面升至L1时（L1为ON）→ 关闭电磁阀Y3（Y3为OFF），液体C停止注入，然后开启搅拌电动机M，搅拌10秒 → 停止搅拌 ，加热（启动电炉R）→ 当温度（检测器T动作）达到设定值时 → 停止加热（R为OFF），并放出混合液体（Y4为ON），至液体高度降为L3后，再经5秒延时，液体可以全部放完 → 停止放出（Y4为OFF）。液体混合过程结束。
按动停止按钮，液体混合操作停止。
设计要求:
（1）按液体混合要求，设计PLC外部电路;
（2）连接PLC外部（输入、输出）电路，编写用户程序；
（3）输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；
（4）得到正确的运行结果。
D.多种液体自动混合系统
控制要求:
（1）初始状态：水箱没有水，液位开关S4断开（S4为OFF）。
（2）控制要求：本装置上电后，按动启动按钮，电动阀Y通电（Y为ON）水箱开始注水，水箱水位达到S4高度后，液位开关S4闭合（S4为ON），水箱水位达到S3高度(水满)时，液位开关S3闭合（S3为ON）→ 注水电动阀Y断电（Y为OFF），水箱停止注水。此后，随着水塔水泵抽水过程的进行，水箱液面逐渐降低，液位开关S3（S3＝OFF）复位，随着抽水过程的继续进行，水箱液面继续降低，当液面低于开关S4时，液位开关S4复位（S4为OFF）→ 电动阀Y再次通电（Y为ON）水箱(自动)注水，水位达到S3时再次停止注水。如此循环，使水箱水位保持在S3～S4之间。
当水箱水位高于S4液位，并且水塔水位低于水塔最低允许液面开关S2时（液位开关S2为OFF）→ 水泵电动机M开始运行，向水塔抽水。当液面达到最高液位开关S1时 → 水塔电机M停止抽水（M为OFF）；循环控制使得水塔水位自动保持在S1～S2之间变化。
设计要求:
（1）按水塔水位的控制要求，设计PLC外部电路；
（2）连接PLC外部（输入、输出）电路，编写用户程序；
（3）输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；
（4）得到正确的运行结果。
E.十字路口交通灯控制系统
控制要求
(1)系统受一个启动按钮控制，按下启动按钮，信号灯系统开始工作，直到按下停止按钮，系统停止工作。
(2)系统启动后，南北红灯亮25秒，在此同时东西绿灯亮20秒，到20秒时东西绿灯开始闪亮，闪亮3秒后绿灯熄灭、东西黄灯亮，东西黄灯亮2秒后熄灭，然后东西红灯亮，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。
(3)东西红灯亮30秒，在此同时南北绿灯亮25秒，到25秒时南北绿灯开始闪亮，闪亮3秒后熄灭、南北黄灯亮，南北黄灯亮2秒后熄灭，又回到南北红灯亮，东西红灯熄灭，东西绿灯亮的状态。
(4)两个方向的绿灯闪亮间歇时间均为0.5秒。
(5)两个方向的信号灯，按上面的要求周而复始地进行工作。
参考接线图
设计要求:
（1）阅读参考程序, 连接PLC外部（输入、输出）电路，输入参考程序后观察运行结果。
（2）修改、编写用户程序，输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；
（3）得到正确的运行结果。
梯形图编程参考
F. 机械手控制系统设计
