建筑智能PLC課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、電氣控制技術(shù)與plc課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 課程設(shè)計(jì) 2周 一、課程設(shè)計(jì)目的通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生掌握可編程序控制器（PLC）的基本工作原理、指令系統(tǒng)、硬件連接，使學(xué)生掌握使用可編程序控制器的基本方法，鍛煉學(xué)生的對(duì)PLC的編程能力，用可編程序控制器解決電氣控制問題的能力。 二、課程設(shè)計(jì)的基本要求要求學(xué)生理解并掌握可編程序控制器（PLC）的基本工作原理及基本結(jié)構(gòu)、PLC的運(yùn)行方式、外部接線及編程方法，訓(xùn)練學(xué)生的獨(dú)立編程能力及用PLC解決現(xiàn)場控制問題的能力。要求學(xué)生能根據(jù)現(xiàn)場控制要求，自主編程和調(diào)試程序，全面建立起用PLC解決一個(gè)實(shí)際問題的全過程的概念 三、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1 熟練編程軟件的使用；2 熟悉P

2、LC的結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用；3 能熟練的使用PLC的基本邏輯指令與順控指令編寫順控程序； 4 能用PLC的功能指令、程序控制指令、PID指令等編寫有模擬量控制要求的程序。四、課程設(shè)計(jì)題目：1裝配流水線控制的模擬2機(jī)械手動(dòng)作的模擬實(shí)現(xiàn)；3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制的模擬；4軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)模擬；5加工中心模擬實(shí)驗(yàn)；6四層電梯控制系統(tǒng)的模擬；（暫時(shí)不做）7溫度PID控制； 8. 基于PLC通信方式的變頻器開環(huán)調(diào)速;（可選）9. 基于觸摸屏的LED數(shù)碼顯示控制;(可選)10. 基于觸摸屏的溫度PID控制。（可選） 11.病床呼叫器的PLC控制模擬； 12.花式噴泉的PLC控制； 13.彩燈廣告屏的PLC控制五本次

3、課程設(shè)計(jì)說明113個(gè)題目有難度區(qū)別。其中，前10個(gè)在PLC說明書有參考程序，后3個(gè)沒有；按題目排列順序，難度大致是依次從小到大。2課程設(shè)計(jì)題目必須從上述12個(gè)項(xiàng)目中選擇；3 每組學(xué)生不超過3人；同一個(gè)題目，每班不能超過2組選擇；4 難度等級(jí)與課程設(shè)計(jì)成績掛鉤；5 每組學(xué)生在課程設(shè)計(jì)完成后，寫出課程設(shè)計(jì)報(bào)告；6 教師根據(jù)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)實(shí)際操作情況、題目難度等級(jí)、課程設(shè)計(jì)報(bào)告書寫情況三方面的綜合，給出學(xué)生的課程設(shè)計(jì)分?jǐn)?shù)等級(jí)。六題目介紹：（一）裝配流水線控制的模擬1. 設(shè)計(jì)任務(wù)：完成裝配流水線的PLC控制。2.控制要求：傳送帶共有十六個(gè)工位，工件從1號(hào)位裝入，分別在A（操作1）、B（操作2）、C（操

4、作3）三個(gè)工位完成三種裝配操作，經(jīng)最后一個(gè)工位后送入倉庫；其它工位均用于傳送工件。3.設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）計(jì)算輸入輸出點(diǎn)，編寫I/O對(duì)應(yīng)表及內(nèi)部元件使用表；2). 編寫PLC控制程序，要求可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、單周期及連續(xù)工作3種操作方式；3）完成實(shí)驗(yàn)所需要的硬件接線；4）利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的開關(guān)、按鈕、小指示燈等，模擬演示其工作過程；5）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（二）機(jī)械手動(dòng)作的模擬實(shí)現(xiàn)；1. 設(shè)計(jì)任務(wù)：用PLC程序及實(shí)驗(yàn)臺(tái)來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手動(dòng)作的模擬。2.控制要求：一個(gè)將工件由A處傳送到B處的機(jī)械手，上升/下降和左移/右移的執(zhí)行用雙線圈二位電磁閥推動(dòng)氣缸完成。當(dāng)某個(gè)電磁閥線圈通電，就一直保持現(xiàn)有的機(jī)械動(dòng)作，例如一旦下降的

5、電磁閥線圈通電，機(jī)械手下降，即使線圈再斷電，仍保持現(xiàn)有的下降動(dòng)作狀態(tài)，直到相反方向的線圈通電為止。另外，夾緊/放松由單線圈二位電磁閥推動(dòng)氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊動(dòng)作，線圈斷電時(shí)執(zhí)行放松動(dòng)作。設(shè)備裝有上、下限位和左、右限位開關(guān)，它的工作過程如圖所示，有八個(gè)動(dòng)作，即為：啟動(dòng)、停止用按鈕實(shí)現(xiàn)，限位開關(guān)用鈕子開關(guān)來模擬，電磁閥和原位指示燈用發(fā)光二極管來模擬。3.設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）計(jì)算輸入輸出點(diǎn)，編寫I/O對(duì)應(yīng)表及內(nèi)部元件使用表；2). 編寫PLC控制程序，要求可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、單周期及連續(xù)工作3種操作方式；3）完成實(shí)驗(yàn)所需要的硬件接線；4）利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的開關(guān)、按鈕、小指示燈等，模擬演示其工作過程；5）完成課

6、程設(shè)計(jì)報(bào)告。（三）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制的模擬1. 設(shè)計(jì)任務(wù)：模擬步進(jìn)電機(jī)的工作，用 PLC控制。2.控制要求：對(duì)五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)五個(gè)繞組依次自動(dòng)實(shí)現(xiàn)如下方式的循環(huán)通電控制：第一步：ABCDE第二步：AABBCCDDEEA第三步：ABABCBCBCDCDCDEDEDEA第四步：EAABCBCDCDEDEA用燈光的亮與滅用以模擬步進(jìn)電機(jī)五個(gè)繞組的導(dǎo)電狀態(tài)。3.設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）計(jì)算輸入輸出點(diǎn)，編寫I/O對(duì)應(yīng)表及內(nèi)部元件使用表；2). 用狀態(tài)轉(zhuǎn)移及順控指令編寫PLC控制程序。；3）完成實(shí)驗(yàn)所需要的硬件接線；4）在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的掛箱上模擬演示其工作過程；5）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（四）軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)模擬1. 設(shè)計(jì)任務(wù)：用

7、PLC實(shí)驗(yàn)臺(tái)模擬軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)。2.控制要求：當(dāng)啟動(dòng)按鈕SD按下，電機(jī)M1、M2運(yùn)行，傳送鋼板，檢測傳送帶上有無鋼板的傳感器S1的信號(hào)（即開關(guān)為ON），表示有鋼板，電機(jī)M3正轉(zhuǎn)（MZ燈亮）；S1的信號(hào)消失（為OFF），檢測傳送帶上鋼板到位后的傳感器S2有信號(hào)（為ON），表示鋼板到位，電磁閥動(dòng)作（YU1燈亮），電機(jī)M3反轉(zhuǎn)（MF燈亮）。Y1給一向下壓下量，S2信號(hào)消失，S1有信號(hào)，電機(jī)M3正轉(zhuǎn)重復(fù)上述過程。Y1第一次接通，發(fā)光管A亮，表示有一向下壓下量，第二次接通時(shí)，A、B亮，表示有兩個(gè)向下壓下量，第三次接通時(shí)，A、B、C亮，表示有三個(gè)向下壓下量，若此時(shí)S2有信號(hào)，則停機(jī)，須重新啟動(dòng)。3.設(shè)計(jì)內(nèi)

8、容：1）計(jì)算輸入輸出點(diǎn)，編寫I/O對(duì)應(yīng)表及內(nèi)部元件使用表；2). 編寫PLC控制程序，要求可以實(shí)現(xiàn)單周期及連續(xù)工作2種操作方式；3）完成實(shí)驗(yàn)所需要的硬件接線；4）利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的開關(guān)、按鈕、小指示燈等，模擬演示其工作過程；5）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（五）加工中心模擬實(shí)驗(yàn)1. 設(shè)計(jì)任務(wù)：.了解加工中心的工作情況，利用PLC實(shí)驗(yàn)臺(tái)模擬對(duì)加工中心的控制。2.控制要求：對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)模擬演示。加工中心由X軸、Y軸、Z軸模擬加工中心三坐標(biāo)的六個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。圍繞T1-T6刀具，分別運(yùn)用X軸的左右運(yùn)動(dòng)；Y軸的前后運(yùn)動(dòng)；Z軸的上下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)過程的演示。在X、Y、Z軸運(yùn)動(dòng)中、別用DECX、DECY、DEC

9、Z按鈕模擬伺服電機(jī)的反饋控制。用X左、X右撥動(dòng)開關(guān)模擬X軸的左、右方向限位；用Y前、Y后模擬Y軸的前、后限位；用Z上、Z下模擬刀具的退刀和進(jìn)刀過程中的限位現(xiàn)象。T1、T2、T3為鉆頭，用其實(shí)現(xiàn)鉆功能；T4、T5、T6為銑刀，用其實(shí)現(xiàn)銑刀功能。刀具轉(zhuǎn)換順序：T1鉆頭T2鉆頭T3鉆頭T4銑刀T5銑刀T6銑刀3.設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）計(jì)算輸入輸出點(diǎn)，編寫I/O對(duì)應(yīng)表及內(nèi)部元件使用表；2). 編寫PLC控制程序，要求可以實(shí)現(xiàn)單周期及連續(xù)工作2種操作方式；3）完成實(shí)驗(yàn)所需要的硬件接線；4）利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的開關(guān)、按鈕、小指示燈等，模擬演示其工作過程；5）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（六）四層電梯控制系統(tǒng)的模擬1. 設(shè)計(jì)任務(wù)：

10、編寫用PLC控制四層電梯運(yùn)行的程序，在模型上完成模擬演示。2. 控制要求電梯由安裝在各樓層廳門口的上升和下降呼叫按鈕進(jìn)行呼叫操縱。電梯轎廂內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕S1S4，用以選擇需?？康臉菍?。L1為一層指示、L2為二層指示、L3為三層指示、L4為四層指示，SQ1SQ4為到位行程開關(guān)。電梯上升途中只響應(yīng)上升呼叫，下降途中只響應(yīng)下降呼叫，任何反方向的呼叫均無效。例如，電梯停在一層，在三層轎廂外呼叫時(shí)，必須按三層上升呼叫按鈕，電梯才響應(yīng)呼叫（從一層運(yùn)行到三層），按三層下降呼叫按鈕無效；反之，若電梯停在四層，在三層轎廂外呼叫時(shí)，必須按三層下降呼叫按鈕，電梯才響應(yīng)呼叫（從四層運(yùn)行到三層），按三層上升呼叫按鈕

11、無效。3.設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）計(jì)算輸入輸出點(diǎn)，編寫I/O對(duì)應(yīng)表及內(nèi)部元件使用表；2). 編寫PLC控制程序；要求可以自動(dòng)關(guān)門和手動(dòng)關(guān)門；3）完成實(shí)驗(yàn)所需要的硬件接線；4）利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的開關(guān)、按鈕、小指示燈等，模擬演示其工作過程；5）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（七）溫度PID控制1. 設(shè)計(jì)任務(wù)：用Pt100檢測溫度，用PLC實(shí)現(xiàn)溫度控制。采用PID算法。2. 控制要求 給加熱器設(shè)定一個(gè)溫度給定值，經(jīng)過一段時(shí)間的加熱，要求加熱器溫度基本可以穩(wěn)定在該值上。3. 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）掌握PLC模擬量輸入輸出模塊的使用；2). 掌握PLC中PID指令的使用；利用PID指令編寫PLC控制程序； 3）完成實(shí)驗(yàn)所需要的硬件接線；

12、4）利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的掛件模擬演示其控制過程；5）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（八）. 基于PLC通信方式的變頻器開環(huán)調(diào)速;（可選）1. 設(shè)計(jì)任務(wù)：利用PLC與變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)開環(huán)調(diào)速；2. 控制要求可以使用USS協(xié)議，實(shí)現(xiàn)變頻器與PLC之間的通訊，對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制。3. 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1） 了解USS協(xié)議，了解變頻器的使用；2). 參考實(shí)驗(yàn)說明，連接變頻器和PLC，編寫PLC控制程序，并進(jìn)行變頻器的參數(shù)設(shè)置； 3）完成實(shí)驗(yàn)所需要的接線；4）用小電機(jī)及實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的掛件演示運(yùn)行情況；5）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（九）. 基于觸摸屏的LED數(shù)碼顯示控制;(可選)1. 設(shè)計(jì)任務(wù)：利用PLC與觸摸屏實(shí)現(xiàn)LED數(shù)碼顯示。2. 控

13、制要求循環(huán)模式：系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)八組LED指示燈一段段的顯示，次序?yàn)锳H；隨后顯示數(shù)字和字符，次序?yàn)?9AF，并循環(huán)不止；單字模式：觸動(dòng)鍵盤區(qū)的數(shù)字或字符時(shí)，LED指示燈顯示相應(yīng)的數(shù)字和字符并保持不變。3. 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）了解觸摸屏的使用，了解觸摸屏與PLC的通訊，了解觸摸屏的組態(tài)；2). 參考實(shí)驗(yàn)說明，編寫PLC控制程序，進(jìn)行觸摸屏的組態(tài)設(shè)置，連接觸摸屏和PLC； 3）完成實(shí)驗(yàn)所需要的接線；4）用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的觸摸屏掛件演示運(yùn)行情況；5）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（十）. 基于觸摸屏的溫度PID控制。（可選）1. 設(shè)計(jì)任務(wù)：利用PLC與觸摸屏實(shí)現(xiàn)PID溫度控制。2. 控制要求給加熱器設(shè)定一個(gè)溫度給定值，經(jīng)過一

14、段時(shí)間的加熱，要求加熱器溫度基本可以穩(wěn)定在該值上。3. 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）了解觸摸屏的使用，了解觸摸屏與PLC的通訊，了解觸摸屏的組態(tài)；2). 參考實(shí)驗(yàn)說明，編寫PLC控制程序，完成觸摸屏的組態(tài)，連接觸摸屏和PLC； 3）完成實(shí)驗(yàn)所需要的接線；4）用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的觸摸屏掛件演示運(yùn)行情況；5）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（十一）.病床呼叫器的PLC控制模擬；1. 設(shè)計(jì)任務(wù)：用PLC控制病床呼叫按鈕的響應(yīng)。2. 控制要求 假設(shè)有3個(gè)房間，每個(gè)房間四個(gè)床位。 當(dāng)某個(gè)病床按下按鈕，護(hù)士房的蜂鳴器發(fā)出短促音，同時(shí)指示燈閃爍（頻率自定）。當(dāng)護(hù)士按下響應(yīng)按鈕，蜂鳴器停止，指示燈在一段時(shí)間（可自定）后熄滅。 如果同時(shí)有多個(gè)呼叫

15、信號(hào)，護(hù)士房的蜂鳴器和指示燈仍要工作，直到對(duì)應(yīng)的響應(yīng)按鈕被按下。3. 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）計(jì)算輸入輸出點(diǎn)，編寫I/O對(duì)應(yīng)表及內(nèi)部元件使用表；2). 編寫PLC控制程序；3）完成實(shí)驗(yàn)所需要的硬件接線；4）利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的開關(guān)、按鈕、小指示燈等，模擬演示其工作過程；5）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（十二）.花式噴泉的PLC控制；1. 設(shè)計(jì)任務(wù)：用PLC控制一個(gè)花式噴泉。2. 控制要求 噴泉有四種花樣，四個(gè)噴頭，分別為1、2、3、4號(hào)。 按下啟動(dòng)按鈕，噴泉開始工作；可用停止按鈕停止。 四種噴水花樣可供選擇：A按下啟動(dòng)按鈕，4號(hào)開始噴水；延時(shí)2s后，3號(hào)開水噴水；2s后，2號(hào)噴水；再2s后。1號(hào)噴水。B噴水順序相反。C

16、1、3號(hào)同時(shí)噴水；延時(shí)3s后2、4號(hào)噴水，1、3號(hào)停止噴水；D先按1234順序各隔2s噴水，然后一起噴10s，然后依次停止，然后又一個(gè)循環(huán)。3. 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）計(jì)算輸入輸出點(diǎn)，編寫I/O對(duì)應(yīng)表及內(nèi)部元件使用表；2). 編寫PLC控制程序；要求可以實(shí)現(xiàn)單周期及連續(xù)工作2種操作方式。3）完成實(shí)驗(yàn)所需要的硬件接線；4）利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的開關(guān)、按鈕、小指示燈等，模擬演示其工作過程；5）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（十三）.彩燈廣告屏的PLC控制1. 設(shè)計(jì)任務(wù)：用PLC控制一個(gè)彩燈廣告屏。2. 控制要求 廣告屏中間有8根彩燈管，編號(hào)18，啟動(dòng)后，點(diǎn)亮的順序?yàn)?號(hào)依次到8號(hào)，間隔2s，全亮10s后，按8號(hào)到1號(hào)順序開始熄滅，間隔1s。