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《電器控制與PLC技術(shù)》課程設計與工程實(shí)踐課題集
目 錄
課題1： 十字路口交通信號燈PLC控制系統設計與調試
課題2： PLC 控制變頻調速系統設計與調試
課題3： 五層電梯模型 PLC 控制系統設計與調試
課題4： 五相十拍步進(jìn)電動(dòng)機控制程序的設計與調試
課題5： 機械手操作控制裝置
課題6： 工業(yè)鏟車(chē)操作控制
課題7： 車(chē)輛出入庫管理
課題8： 自動(dòng)門(mén)控制裝置
課題9： 三相六拍步進(jìn)電動(dòng)機控制程序的設計與調試
課題10：鋸齒波發(fā)生器
課題11：十字路口交通信號燈PLC控制系統設計與調試
課題12：全自動(dòng)洗衣機PLC控制
課題13：四分頻電路梯形圖設計
課題14：飲料罐裝生產(chǎn)流水線(xiàn)的PLC控制
課題15：汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置PLC控制
課題16：PLC在三面銑組合機床控制系統中的應用
課題17：PLC在車(chē)鏜專(zhuān)機控制系統中的應用
課題1：十字路口交通信號燈PLC控制系統設計與調試
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一、控制要求：
1． 系統工作受開(kāi)關(guān)控制，起動(dòng)開(kāi)關(guān) ON 則系統工作；起動(dòng)開(kāi)關(guān) OFF 則系統停
止工作。
2．控制對象有八個(gè)：
東西方向紅燈兩個(gè) , 南北方向紅燈兩個(gè)，
東西方向黃燈兩個(gè) , 南北方向黃燈兩個(gè)，
東西方向綠燈兩個(gè) , 南北方向綠燈兩個(gè)，
東西方向左轉彎綠燈兩個(gè)，南北方向左轉彎綠燈兩個(gè)。
3．控制規律：
1） 高峰時(shí)段按時(shí)序圖二（見(jiàn)附圖）運行， 正常時(shí)段按時(shí)序圖三（見(jiàn)附圖）運行，晚上時(shí)段按提示警告方式運行，規律為： 東、南、西、北四個(gè)黃燈全部閃亮，其余燈全部熄滅，黃燈閃亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的規律反復循環(huán)。
2） 高峰時(shí)段、 正常時(shí)段及晚上時(shí)段的時(shí)序分配按時(shí)序圖一運行(見(jiàn)附圖)。
二、課題要求：
1．按題意要求,畫(huà)出 PLC 端子接線(xiàn)圖、控制梯形圖。
2．完成 PLC 端子接線(xiàn)工作, 并利用編程器輸入梯形圖控制程序，完成調試。
3. 完成課程設計說(shuō)明書(shū)
三、答辯問(wèn)題：
1．正常時(shí)段 6:30 的起始時(shí)間改為 5:30，梯形圖作如何改動(dòng)?
2．高峰時(shí)段 16:30 的起始時(shí)間改為 16:00，梯形圖作如何改動(dòng)？
3．正常時(shí)段東西左轉彎綠燈 45 秒的起始時(shí)間改為 40秒，梯形圖作如何改動(dòng)?
4．高峰時(shí)段東西左轉彎綠燈 55 秒的起始時(shí)間改為 60秒，梯形圖作如何改動(dòng)?
5．如何在交通控制燈起動(dòng)時(shí)，校正當時(shí)的時(shí)鐘?
課題2：PLC控制變頻調速系統設計與調試
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一、控制要求：
1．變頻調速器受 0 ～ 10V 輸入電壓控制：
0V 輸出頻率為 0HZ，對應同步轉速為 0 r/min；
5V 輸出頻率為 50HZ，對應同步轉速為 1500 r/min；
10V 輸出頻率為 100HZ，對應同步轉速為 3000 r/min；
輸入電壓與輸出頻率按線(xiàn)性關(guān)系變化。
2．要求輸出轉速按下圖（見(jiàn)附圖）函數變化，請編寫(xiě)梯形圖控制程序，并完成調試。
3．改變輸出轉速～時(shí)間變化函數，重復上述過(guò)程。
二、課題要求：
1．按題意要求，畫(huà)出 PLC 端子接線(xiàn)圖及控制梯形圖。
2．完成 PLC 端子接線(xiàn)工作, 并利用編程器輸入梯形圖控制程序，完成調試。
3. 完成課程設計說(shuō)明書(shū)
三、答辯問(wèn)題：
1． 如何利用 D/A1 來(lái)輸出五個(gè)斜率大于零的鋸齒波 (見(jiàn)附圖)？
2． 如何利用 D/A1 來(lái)輸出六個(gè)斜率小于零的鋸齒波 (見(jiàn)附圖)？
如何利用 D/A2 來(lái)輸出三個(gè)三角波 (見(jiàn)附圖)？
4．當輸出的函數波形的時(shí)間座標改為小時(shí)，梯形圖作何改動(dòng)?
5．當輸出的函數波形的電壓座標有改動(dòng)，梯形圖作何改動(dòng)?
課題3：五層電梯模型 PLC 控制系統設計與調試
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一、控制要求：
1．系統應具備：有司機、無(wú)司機、消防三種工作模式。
2．系統應具備下列幾項控制功能:
1）自動(dòng)響應層樓召喚信號(含上召喚和下召喚)。
2）自動(dòng)響應轎廂服務(wù)指令信號。
3）自動(dòng)完成轎廂層樓位置顯示(二進(jìn)制方式)。
4）自動(dòng)顯示電梯運行方向。
5）具有電梯直達功能和反向最遠停站功能。
3．系統提供的輸入控制信號:
AYS 向上行駛按鈕
AYX 向下行駛按鈕
YSJ 有/無(wú)司機選擇開(kāi)關(guān)
1YC 一樓行程開(kāi)關(guān)
2YC 二樓行程開(kāi)關(guān)
3YC 三樓行程開(kāi)關(guān)
4YC 四樓行程開(kāi)關(guān)
5YC 五樓行程開(kāi)關(guān)
A1J 一樓指令按鈕
A2J 二樓指令按鈕
A3J 三樓指令按鈕
A4J 四樓指令按鈕
A5J 五樓指令按鈕
AJ 指令專(zhuān)用開(kāi)關(guān)(直駛)
ZXF 置消防開(kāi)關(guān)
A1S 一樓上召喚按鈕
A2S 二樓上召喚按鈕
A2X 二樓下召喚按鈕
A3S 三樓上召喚按鈕
A3X 三樓下召喚按鈕
A4S 四樓上召喚按鈕
A4X 四樓下召喚按鈕
A5X 五樓下召喚按鈕
4．系統需要輸出的開(kāi)關(guān)控制信號：
KM 開(kāi)門(mén)顯示
GM 關(guān)門(mén)顯示
MGB 門(mén)關(guān)閉顯示
DCS 上行顯示
DCX 下行顯示
S 上行繼電器(控制電動(dòng)機正轉)
X 下行繼電器(控制電動(dòng)機反轉)
YX 運行顯示
A LED 七段顯示器 a 段發(fā)光二極管
B LED 七段顯示器 b 段發(fā)光二極管
C LED 七段顯示器 c 段發(fā)光二極管
D LED 七段顯示器 d 段發(fā)光二極管
E LED 七段顯示器 e 段發(fā)光二極管
F LED 七段顯示器 f 段發(fā)光二極管
G LED 七段顯示器 g 段發(fā)光二極管
1DJA 一樓指令信號登記顯示
2DJA 二樓指令信號登記顯示
3DJA 三樓指令信號登記顯示
4DJA 四樓指令信號登記顯示
5DJA 五樓指令信號登記顯示
1DAS 一樓上召喚信號登記顯示
2DAS 二樓上召喚信號登記顯示
2DAX 二樓下召喚信號登記顯示
3DAS 三樓上召喚信號登記顯示
3DAX 三樓下召喚信號登記顯示
4DAS 四樓上召喚信號登記顯示
4DAX 四樓下召喚信號登記顯示
5DAX 五樓下召喚信號登記顯示
二、課題要求：
1．按題意要求，畫(huà)出 PLC 端子接線(xiàn)圖及控制梯形圖。
2．完成 PLC 端子接線(xiàn)工作, 并利用編程器輸入梯形圖控制程序，完成調試。
3. 完成課程設計說(shuō)明書(shū)
三、答辯問(wèn)題：
1．闡明程序設計思想及工作流程。
2．當層樓數增加，開(kāi)關(guān)量輸入和輸出的點(diǎn)數將作如何變化 ?
3．若需要電梯只服務(wù)于奇數樓層，梯形圖將作如何變換 ?
4．若需要電梯只服務(wù)于偶數層樓，梯形圖將作如何變換 ?
5．若需要電梯只服務(wù)于四層及以上樓層，梯形圖將作如何變換 ?
6．若正常運行方式作為方式 A ，上述 3、4、5 題運行方式作為 方式 B 、方
式 C 、方式 D , 如何采用兩個(gè)輸入開(kāi)關(guān)來(lái)任選其中一個(gè)作為當前運行方式?
7．電梯控制中清除召喚登記的條件是什么 ?
8．電梯控制中清除指令登記的條件是什么 ?
課題4：五相十拍步進(jìn)電動(dòng)機控制程序的設計與調試
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一、控制要求：
1．五相步進(jìn)電動(dòng)機有五個(gè)繞組: A、B、C、D、E ,
正轉順序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB
反轉順序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB
2．用五個(gè)開(kāi)關(guān)控制其工作：
1 號開(kāi)關(guān)控制其運行 ( 啟 / 停 )。
2 號開(kāi)關(guān)控制其低速運行 (轉過(guò)一個(gè)步距角需 0.5 秒)。
3 號開(kāi)關(guān)控制其中速運行 (轉過(guò)一個(gè)步距角需 0.1 秒)。
4 號開(kāi)關(guān)控制其低速運行 (轉過(guò)一個(gè)步距角需 0.03 秒)。
5 號開(kāi)關(guān)控制其轉向 ( ON 為正轉，OFF 為反轉 )。
二、課題要求：
1．按題意要求,畫(huà)出 PLC 端子接線(xiàn)圖、控制梯形圖。
2．完成 PLC 端子接線(xiàn)工作, 并利用編程器輸入梯形圖控制程序，完成調試。
3. 完成課程設計說(shuō)明書(shū)
三、答辯問(wèn)題：
1．如何利用兩個(gè)按鈕進(jìn)行連續調速(上升/下降)。
2．試用三相六拍步進(jìn)電動(dòng)機實(shí)現上述控制要求2。
正轉通電順序為：A→AB→B→BC→C→CA
反轉通電順序為： A→CA→C→BC→B→AB
3．設有五臺電動(dòng)機作順序循環(huán)控制,控制時(shí)序如下圖所示：
10001 為運行控制開(kāi)關(guān)，試設計其梯形圖控制程序。
4. 設有四臺電動(dòng)機作順序循環(huán)控制,控制時(shí)序如下圖所示:
10001 為運行啟動(dòng)控制按鈕, 10002為停車(chē)控制按鈕。
采用單相電動(dòng)機工作，忽略過(guò)載保護，要求：當 10001 啟動(dòng)后，系統開(kāi)始工作，10002 按下后系統起動(dòng)，運行三個(gè)循環(huán)后即自動(dòng)停止工作，試設計其梯形圖控制程序。
課題5：機械手操作控制裝置
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一、課題內容：
用PLC對機械手（實(shí)物模型）操作進(jìn)行控制，設機械手起始點(diǎn)位于乙地，工作時(shí)可將工件從甲地取起，將工件翻轉后放至丙地，周而復始完成每個(gè)工件的翻轉，機械手的動(dòng)作步驟如下：
乙地→甲地（左轉）→抓取工件→丙地（右轉）→放置工件→返回乙地（左轉）
輸入輸出點(diǎn)的分配：
10001——左轉限位E1 00001——左轉M1
10002——右轉限位E2 00002——右轉M1，
10003——抓手開(kāi)放度限位E3 00003——抓取M2
10004——抓手抓取計數E4 00004——放開(kāi)M2，
二、課題要求：
1． 根據題意，畫(huà)出實(shí)物模型與PLC的硬件連接圖，按圖接線(xiàn)，編制控制程序，并畫(huà)出梯形邏輯圖。
2. 完成系統調試，實(shí)現控制要求。
3. 完成課程設計說(shuō)明書(shū)
三、答辯問(wèn)題：
1． 利用LMODSOFT軟件編程后，向MODICON PLC 傳送，但PLC沒(méi)有響應，一般是何原因？試舉出2~3例可能的原因。
2． 可編程序控制器的控制程序為串行工作方式，繼電接觸器控制線(xiàn)路為并行工作方式，相比之下，可編程序控制器的控制結果有什么特殊性？
3． MODICON MICRO PLC的I/O擴展鏈路如何連接？I/O擴展鏈路上最多可以有幾臺PLC？分別為幾臺母機？幾臺子機？
4． MODICON MICRO PLC 可配置為哪幾種工作方式？各種工作方式的I/O資源如何訪(fǎng)問(wèn)和控制？
5． MODICON MICRO PLC 在控制過(guò)程中的輸入輸出信號，對應于一些參考號，每個(gè)參考號有五位數字組成，試簡(jiǎn)述五位數字的含義。
6. 動(dòng)作之間的順序轉換，若硬件上沒(méi)有限位功能，可采用哪些編程指令實(shí)現
控制功能？
課題6：工業(yè)鏟車(chē)操作控制
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一、課題內容：
用PLC對工業(yè)鏟車(chē)（實(shí)物模型）操作進(jìn)行控制，設鏟車(chē)可將貨物鏟起或放下，并能作前進(jìn)、后退、左轉、右轉的操作，要求動(dòng)作過(guò)程如下：
鏟起 → 向前0.5米 → 左轉90度后向前0.5米 → 右轉90度后向前0.5米 →右轉90度后后退0.5米 → 放下。
二、課題要求：
1． 根據題意，畫(huà)出實(shí)物模型與PLC的硬件連接圖，按圖接線(xiàn)，編制控制程序，并畫(huà)出梯形邏輯圖。
2． 完成系統調試，實(shí)現控制要求。
3． 完成課程設計說(shuō)明書(shū)。
三、答辯問(wèn)題：
1． 為什么PLC具有很強的抗干擾能力？試例舉軟件和硬件方面的措施予以說(shuō)明。
2． PLC開(kāi)關(guān)量輸出模塊若按負載使用的電源分類(lèi)，可有哪幾種輸出模塊？若按輸出的開(kāi)關(guān)器件分類(lèi)，可有哪幾種輸出方式？
3． 現有一MODICON MICRO 61200 PLC，經(jīng)其A/D通道30007采樣輸入信號，乘以寄存器40050中的數據后，經(jīng)D/A通道輸出。若已知30007中的內容為“1234”，40050中的數據為：（1）5，（2）50，請問(wèn)：乘法指令的底部節點(diǎn)4X應如何編址？乘積應如何存放？寫(xiě)出存放乘積的寄存器中的內容。
4． MODICON MICRO PLC 的系統內存可分為哪幾類(lèi)區域？
5． 利用LMODSOFT軟件編程，程序的每個(gè)網(wǎng)絡(luò )結構為七行十一列，如果說(shuō)線(xiàn)圈指令只允許放在第十一列，是否正確？為什么？
課題7：車(chē)輛出入庫管理
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一、課題內容：
編制一個(gè)用PLC控制的車(chē)輛出入庫管理梯形圖控制程序，控制要求如下：
1．入庫車(chē)輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過(guò)1# → 2#傳感器后計數器加1，后退時(shí)經(jīng)過(guò)2# → 1#傳感器后計數器減1，單經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感器則計數器不動(dòng)作。
2．出庫車(chē)輛前進(jìn)時(shí)經(jīng)過(guò)2# → 1#傳感器后計數器減1，后退時(shí)經(jīng)過(guò)1# → 2#傳感器后計數器加1，單經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感器則計數器不動(dòng)作。
3．設計一個(gè)由兩位數碼管及相應的輔助元件組成的顯示電路，顯示車(chē)庫內車(chē)輛的實(shí)際數量。
變量約定：
10001---啟動(dòng) 10006---1#傳感器
10002---停止 10007---2#傳感器
10003---清零 00001---倉庫空顯示
10004--- =“1”入庫操作
10004--- =“0”出庫操作
10005--- =“1”前進(jìn)操作
10005--- =“0”后退操作
二、課題要求：
1．根據題意設計顯示電路圖，并按圖連接。
2．畫(huà)出PLC I/O端口接線(xiàn)圖，并按圖接線(xiàn)。
3．編制控制程序，并畫(huà)出梯形邏輯圖。
4．完成系統調試，實(shí)現控制要求。
5. 完成課程設計說(shuō)明書(shū)。
三、答辯問(wèn)題：
1． LMODSOFT編程軟件中的定時(shí)器指令有兩個(gè)輸出端，請說(shuō)明這兩個(gè)輸出端分別實(shí)現什么時(shí)間控制？
2． 現有LMODSOFT編程軟件中的“DIV”指令，已知：頂部輸入等于“1”，中部輸入等于“0”，頂部節點(diǎn)4x = 40030，中部節點(diǎn) = 5，底部節點(diǎn)4x = 40040。若要執行除法“17501除以5”，請問(wèn)被除數應如何存放？結果應如何存放？
3． MODICON MICRO PLC 的I/O編址系統對應于四種參考號，請簡(jiǎn)述這四種參考號的意義。
4． PLC中的“軟繼電器”與實(shí)際繼電器相比，有哪些特點(diǎn)？
5． PLC的掃描周期包括哪些時(shí)間？其長(cháng)短主要受哪些因素影響？
課題8：自動(dòng)門(mén)控制裝置
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一、課題內容：
1．自動(dòng)門(mén)控制裝置的硬件組成：
自動(dòng)門(mén)控制裝置由門(mén)內光電探測開(kāi)關(guān)K1、門(mén)外光電探測開(kāi)關(guān)K2、開(kāi)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)K3、關(guān)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)門(mén)執行機構KM1（使直流電動(dòng)機正轉）、關(guān)門(mén)執行機構KM2（使直流電動(dòng)機反轉）等部件組成。
2．控制要求：
1）當有人由內到外或由外到內通過(guò)光電檢測開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí)，開(kāi)門(mén)執行機構KM1動(dòng)作，電動(dòng)機正轉，到達開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí)，電機停止運行。
2）自動(dòng)門(mén)在開(kāi)門(mén)位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，關(guān)門(mén)執行機構KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機反轉，當門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K4位置時(shí)，電機停止運行。
3）在關(guān)門(mén)過(guò)程中，當有人員由外到內或由內到外通過(guò)光電檢測開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，應立即停止關(guān)門(mén)，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。
4）在門(mén)打開(kāi)后的8秒等待時(shí)間內，若有人員由外至內或由內至外通過(guò)光電檢測開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。
三、答辯問(wèn)題：
1．若開(kāi)門(mén)等待時(shí)間改為10秒，梯形圖作何改動(dòng)？
2．如光電檢測開(kāi)關(guān)改為有光斷開(kāi)、無(wú)光導通，則梯形圖作何修改？
3．試分析開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)為何不能同時(shí)動(dòng)作？假如開(kāi)、關(guān)門(mén)時(shí)同時(shí)動(dòng)作會(huì )出現什么現象？
4．為防止開(kāi)、關(guān)門(mén)同時(shí)動(dòng)作，試在電路中設計一個(gè)保護環(huán)節。
5．可編程序控制器的控制程序為串行工作方式，繼電接觸器控制線(xiàn)路為并行工作方式，相比之下，可編程序控制器的控制結果有什么特殊性？
課題9：三相六拍步進(jìn)電動(dòng)機控制程序的設計與調試
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一、 課題內容：
用PLC控制三相六拍步進(jìn)電機，其控制要求如下：
1． 三相步進(jìn)電動(dòng)機有三個(gè)繞組：A、B、C，
正轉通電順序為：A→AB→B→BC→C→CA→A
反轉通電順序為：A→CA→C→BC→B→AB→A
2． 要求能實(shí)現正、反轉控制，而且正、反轉切換無(wú)須經(jīng)過(guò)停車(chē)步驟。
3． 具有兩種轉速：
1號開(kāi)關(guān)合上，則轉過(guò)一個(gè)步距角需0.5秒。
2號開(kāi)關(guān)合上，則轉過(guò)一個(gè)步距角需0.05秒。
二、 課題要求：
1． 按題意要求，畫(huà)出PLC端子接線(xiàn)圖、控制梯形圖。
2． 完成PLC端子接線(xiàn)工作，并利用編程器輸入梯形圖控制程序，完成調試。
3. 完成課程設計說(shuō)明書(shū)。
三、答辯問(wèn)題：
1．若步進(jìn)電機作單三拍運行（A→B→C→A→ · · · · · ），梯形圖將作如何改動(dòng)？
2．若步進(jìn)電機作雙三拍運行（AB→BC→CA→AB · · · · ），梯形圖將作如何改動(dòng)？
3．若要求步進(jìn)電機轉動(dòng)100個(gè)步距角后自動(dòng)停止運行，梯形圖作如何改動(dòng)？
4．設置按鈕K1，每按一次K1，轉速增加一檔（即轉動(dòng)一個(gè)步距角所需時(shí)間減少0.01秒），梯形圖作如何改動(dòng)？
5．設置按鈕K2，每按一次K2，轉速減少一檔（即轉動(dòng)一個(gè)步距角所需時(shí)間增加0.01秒），梯形圖作如何改動(dòng)？
課題10：鋸齒波發(fā)生器
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一、 課題內容：
要求利用PLC模擬量通道2輸出十個(gè)鋸齒波電壓，波形如下圖所示：
二、 課題要求：
按題意要求完成軟硬件設計，并完成調試，用示波器或電壓表演示鋸齒波輸出過(guò)程。
三、答辯問(wèn)題：
1．試設計八分頻控制梯形圖，輸入變量為按鈕（10001），輸出變量為指示燈（00001），要求：FSC=FSR/8。
2．如何利用D/A1來(lái)輸出五個(gè)斜率小于零的鋸齒波（如附圖）？
3．當輸出的鋸齒波周期發(fā)生改變，梯形圖作如何改動(dòng)？
4．當輸出的鋸齒波幅值發(fā)生改變，梯形圖作如何改動(dòng)？
5 ． 如何利用D/A2來(lái)輸出三個(gè)三角波（如附圖）？
課題11：十字路口交通信號燈PLC控制系統設計與調試
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一、課題內容：
用PLC控制十字路口交通信號燈，其要求如下：
1 控制要求：
系統工作受開(kāi)關(guān)控制，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)“ON”則系統開(kāi)始工作，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)“OFF”則系統停止工作，所有燈關(guān)閉。若因故障使東南西北的綠燈同時(shí)亮，系統能自動(dòng)報警并自動(dòng)關(guān)閉所有紅、綠燈，轉入提示警告方式（參見(jiàn)“控制規律” ）。
2 控制對象：
東西方向紅燈兩個(gè)， 南北方向紅燈兩個(gè)， 東西方向左轉彎綠燈兩個(gè)，
東西方向黃燈兩個(gè)， 南北方向黃燈兩個(gè)， 南北方向左轉彎綠燈兩個(gè)，
東西方向綠燈兩個(gè)， 南北方向綠燈兩個(gè)， 報警燈一個(gè)。
3 控制規律：
1） 系統24小時(shí)循環(huán)運行，工作規律按時(shí)序圖運行（見(jiàn)附圖）。綠燈閃爍時(shí)按0.5
秒間隔運行。
2） 提示警告方式運行時(shí)，控制規律為：東、南、西、北四個(gè)方向黃燈全部閃
亮，其余燈全部熄滅。黃燈閃亮按亮0.4秒，暗0.6秒的規律反復循環(huán)。
時(shí)序圖
二、課題要求：
1 按題意要求，畫(huà)出PLC端子接線(xiàn)圖、梯形圖控制程序。
2 完成PLC端子接線(xiàn)工作，并利用編程器輸入梯形圖控制程序，完成調試。
三、答辯問(wèn)題：
1 講述程序設計思路、程序框圖及工作流程。
2 若需將黃燈閃亮規律由亮0.4秒、暗0.6秒改為亮0.5秒、暗0.5秒，程序將如何改動(dòng)？
3 如果要求：當系統故障使東南西北綠燈同時(shí)亮時(shí)，系統除自動(dòng)報警外，自動(dòng)關(guān)閉全部信號燈，梯形圖應如何修改？
4 若增加一個(gè)開(kāi)關(guān)K2，當K2合上時(shí)，轉入晚間工作方式，即提示警告方式，梯形圖將作何改動(dòng)？
課題12：全自動(dòng)洗衣機PLC控制
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一、 課題內容：
全自動(dòng)洗衣機運行框圖及梯形圖控制程序的編制，并畫(huà)出硬件接線(xiàn)圖。
二、控制要求：
（1） 按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開(kāi)關(guān)，開(kāi)始進(jìn)水直到高（中、 低）水
位，關(guān)水
（2）2秒后開(kāi)始洗滌
（3）洗滌時(shí)，正轉30秒，停2秒，然后反轉30秒，停2秒
（4） 如此循環(huán)5次，總共320秒后開(kāi)始排水，排空后脫水30秒
（5） 開(kāi)始清洗，重復（1）～（4），清洗兩遍
（6） 清洗完成，報警3秒并自動(dòng)停機
（7） 若按下停車(chē)按扭，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水（不計數）
輸入點(diǎn)： 輸出點(diǎn)：
啟動(dòng) 10001 低水位檢測 10009 啟動(dòng)洗衣機 00001
停止 10002 手動(dòng)排水 10010 進(jìn)水閥 00002
高水位 10003 手動(dòng)脫水 10011 正轉及脫水 00003
中水位 10004 反轉 00004
低水位 10005 排水 00005
排空檢測 10006 報警 00006
高水位檢測 10007
中水位檢測 10008
課題13：四分頻電路梯形圖設計
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一、 課題內容：
解讀二分頻電路梯形圖程序，設計四分頻電路梯形圖程序并寫(xiě)出程序說(shuō)明，畫(huà)出時(shí)序圖。
二、控制要求：
輸入點(diǎn)引入信號脈沖，輸出點(diǎn)輸出的脈沖是輸入脈沖的四分頻信號。
二分頻時(shí)序圖：
三、 課題要求：
1. 根據控制要求完成設計并調試成功
2. 完成課程設計說(shuō)明書(shū)
課題14：飲料罐裝生產(chǎn)流水線(xiàn)的PLC控制
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一、課題內容：
飲料罐裝生產(chǎn)流水線(xiàn)梯形圖控制程序設計并畫(huà)出硬件接線(xiàn)圖
二、控制要求：
（1） 系統通過(guò)開(kāi)關(guān)設定為自動(dòng)操作模式，一旦啟動(dòng)，則傳送帶的驅動(dòng)電機啟動(dòng)并一直保持到停止開(kāi)關(guān)動(dòng)作或罐裝設備下的傳感器檢測到一個(gè)瓶子時(shí)停止；瓶子裝滿(mǎn)飲料后，傳送帶驅動(dòng)電機必須自動(dòng)啟動(dòng)，并保持到又檢測到一個(gè)瓶子或停止開(kāi)關(guān)動(dòng)作
（2） 當瓶子定位在罐裝設備下時(shí)，停頓1秒，罐裝設備開(kāi)始工作，罐裝過(guò)程為5秒鐘，罐裝過(guò)程應有報警顯示，5秒后停止并不再顯示報警
（3） 用兩個(gè)傳感器和若干個(gè)加法器檢測并記錄空瓶數和滿(mǎn)瓶數，一旦系統啟動(dòng)，必須記錄空瓶數和滿(mǎn)瓶數，設最多不超過(guò)99999999瓶
（4） 可以手動(dòng)對計數值清零（復位）
三、 課題要求：
3. 根據課題的控制要求完成設計并調試成功
4. 完成課程設計說(shuō)明書(shū)
課題15：汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置PLC控制
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一、 課題內容：
編寫(xiě)汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置梯形圖控制程序
二、控制要求：
根據下面的工作流程圖工作：
三、 課題要求：
1. 完成梯形圖程序的編寫(xiě)并調試成功
2. 完成課程設計說(shuō)明書(shū)
課題16：PLC在三面銑組合機床控制系統中的應用
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一、實(shí)踐目的
1．進(jìn)一步鞏固本課程所學(xué)知識；
2．掌握一般生產(chǎn)機械PLC控制系統的設計與調試方法；
3．掌握一般生產(chǎn)機械電氣線(xiàn)路的施工設計；
4．培養查閱圖書(shū)資料、工具書(shū)的能力；
5．培養工程繪圖、書(shū)寫(xiě)技術(shù)報告的能力。
二、三面銑組合機床概述
三面銑組合機床是用來(lái)對Z512W型臺式鉆床主軸箱的Ф80、Ф90孔端面及定位面進(jìn)行銑銷(xiāo)加工的一種自動(dòng)加工設備。如圖8-35所示為加工工件的示意圖。
加工工件的示意圖
（1）基本結構 機床主要由底座、床身、銑削動(dòng)力頭、液壓動(dòng)力滑臺、液壓站、工作臺、工件松緊油缸等組成。機床底座上安放有床身，床身上一頭安裝有液壓動(dòng)力滑臺，工件及夾緊裝置放于滑臺上。床身的兩邊各安裝有一臺銑銷(xiāo)頭，上方有立銑頭，液壓站在機床附近。
（2）加工過(guò)程 三面銑組合機床的加工過(guò)程如圖8-36所示。操作者將要加工的零件放在工作臺的夾具中，在其他準備工作就緒后，發(fā)出加工指令。工件夾緊后壓力繼電器動(dòng)作，液壓動(dòng)力滑臺（工作臺）開(kāi)始快進(jìn)，到位轉工進(jìn)，同時(shí)起動(dòng)左和右1銑頭開(kāi)始加工，加工到某一位置，立銑頭開(kāi)始加工，加工又過(guò)一定位置右1銑頭停止，右2銑頭開(kāi)始加工，加工到終點(diǎn)三臺電機同時(shí)停止。待電機完全停止后，滑臺快退回原位，工件松開(kāi)，一個(gè)自動(dòng)工作循環(huán)結束。操作者取下加工好的工件，再放上未加工的零件，重新發(fā)出加工指令重復上述工作過(guò)程。
三面銑組合機床的加工過(guò)程
（3）液壓系統 三面銑組合機床中液壓動(dòng)力滑臺的運動(dòng)和工件松緊是由液壓系統實(shí)現的。如圖8-37為液壓系統的原理圖，其液壓元件動(dòng)作情況如表8-4所示。
液壓系統原理圖
液壓元件動(dòng)作表
元 件
工 序 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 BP1 BP2
原 位 — （+） — — — — —
夾 緊 + — — — — — +
快 進(jìn) （+） — + — — — +
工 進(jìn) （+） — + — + — +
死擋鐵停留 （+） — + — + + +
快 退 （+） — — + — — +
松 開(kāi) — + — — — — —
（4）主要電器參數 電機、滑臺、電磁閥參數如下：
1）左、右2銑削頭電動(dòng)機：JO2-41-4，4.0kw，1440轉/分，380V，8.4A；
2）立、右1銑削頭電動(dòng)機：JO2-32-4，3.0kw，1430轉/分，380V，6.5A；
3）液壓泵電動(dòng)機：JO2-22-4，1.5kw，1410轉/分，380V，3.49A；
4）電磁閥：二位二通閥 Z22 DO-25，直流24V，0.6A，14.4W；二位四通閥 Z 24 DW-25，直流24V，0.6A，14.4W；二位二通閥 Z 22 DO-25，直流24V，0.6A，14.4W。
三、三面銑組合機床的控制要求
1．有單循環(huán)自動(dòng)工作、單銑頭自動(dòng)循環(huán)工作、點(diǎn)動(dòng)三種工作方式；
2．單循環(huán)自動(dòng)工作過(guò)程如圖8-36所示，油泵電機在自動(dòng)加工一個(gè)循環(huán)后不停機。
3．單銑頭自動(dòng)循環(huán)工作包括：左銑頭單循環(huán)工作、右1銑頭單循環(huán)工作、右2銑頭單循環(huán)工作、立頭單循環(huán)工作。單銑頭自動(dòng)循環(huán)工作時(shí)，要考慮各銑頭的加工區間。
4．點(diǎn)動(dòng)工作包括：四臺主軸電機均能點(diǎn)動(dòng)對刀、滑臺快速（快進(jìn)、快退）點(diǎn)動(dòng)調整、松緊油缸的調整（手動(dòng)松開(kāi)與手動(dòng)夾緊）。
5．五臺電機均為單向旋轉。
6．要求有電源、油泵工作、工件夾緊、加工等信號指示。
7．要求有照明電路和必要的聯(lián)鎖環(huán)節與保護環(huán)節。
四、實(shí)踐任務(wù)及要求
1．確定輸入/輸出設備，選擇PLC；分析確定系統方案畫(huà)出設計合理PLC控制系統；
2．繪制PLC外部接線(xiàn)圖(含主電路、外部控制電路、I/O接線(xiàn)圖等)；
3.根據三面銑組合機床的控制要求，畫(huà)出系統的功能表圖
4.編制PLC梯形圖程序并調試
5.正確計算選擇電器元件，列出電器元件一覽表；
6.繪制電氣接線(xiàn)圖，接線(xiàn)并調試；
7.整理技術(shù)資料，編寫(xiě)使用說(shuō)明書(shū)。
課題17：PLC在車(chē)鏜專(zhuān)機控制系統中的應用
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一、車(chē)鏜專(zhuān)機概述
車(chē)鏜專(zhuān)機是用來(lái)對臺式鉆床的立拄進(jìn)行鏜孔加工，同時(shí)對孔的右端面進(jìn)行車(chē)削加工的一種自動(dòng)加工設備。加工工件如圖8-38所示。
工件示意圖
（1）車(chē)鏜專(zhuān)機的基本組成 車(chē)鏜專(zhuān)機的基本組成如圖8-39所示。左、右機械動(dòng)力頭各有三臺電動(dòng)機（快速電動(dòng)機、工速電動(dòng)機、主軸電動(dòng)機），液壓站由一臺電動(dòng)機拖動(dòng)。
車(chē)鏜專(zhuān)機的基本組成示意圖
（2）加工過(guò)程 加工過(guò)程如圖8-40所示。操作者將要加工的工件放在工作臺上的夾具中，在其他準備工作就緒后，發(fā)出加工指令（按下按鈕）。工件自動(dòng)夾緊，壓力繼電器動(dòng)作，左、右動(dòng)力頭同時(shí)開(kāi)始鏜削加工。左動(dòng)力頭快進(jìn)，工進(jìn)至終點(diǎn)后，快退回原位；而右動(dòng)力頭快進(jìn)、工進(jìn)至終點(diǎn)后還應進(jìn)行右端面的車(chē)削加工（車(chē)刀橫進(jìn)、橫退）后才快退。當兩動(dòng)力頭都退回原位，此時(shí)Ⅰ工位的粗加工結束，工作臺移到Ⅱ工位，開(kāi)始進(jìn)行精鏜加工。左、右動(dòng)力頭重新起動(dòng)，快進(jìn)，工進(jìn)到終點(diǎn)延時(shí)后快退回原位，Ⅱ工位加工結束，工作臺退到Ⅰ工位，松開(kāi)工件，一個(gè)自動(dòng)工作循環(huán)結束。
車(chē)鏜專(zhuān)機的加工過(guò)程
（3）液壓系統 車(chē)鏜專(zhuān)機液壓系統元件如表8-5所示。
表8-5 車(chē)鏜專(zhuān)機液壓系統元件表
YV1 + 卸荷 SP1 + 油壓到信號
YV2 +（-） 工件松開(kāi)（夾緊） SP2 + 工件緊信號
YV3 + 向Ⅰ工位 YV5 + 橫 進(jìn)
YV4 + 向Ⅱ工位 YV6 + 橫 退
注：表中“+”表示得電，“-”表示斷電。
二、車(chē)鏜專(zhuān)機的控制要求
1）本系統有七臺電機：油泵電機、右主軸電機、右快速電機、右工速電機、左主軸電機、左快速電機、左工速電機。
2）工作臺有兩個(gè)工位，由液壓系統實(shí)現兩工位的轉換和加工工件的夾緊與松開(kāi)。
3）有自動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)兩種工作方式，其中自動(dòng)工作方式又有三種形式：全自動(dòng)循環(huán)、Ⅰ工位循環(huán)、Ⅱ工位循環(huán)工作。全自動(dòng)循環(huán)過(guò)程是從Ⅰ工位→Ⅱ工位→Ⅰ工位，Ⅰ工位循環(huán)、Ⅱ工位循環(huán)工作是指工件只在Ⅰ工位或Ⅱ工位時(shí)的加工循環(huán)。
4）手動(dòng)工作方式包括左、右主軸的點(diǎn)動(dòng)對刀，左、右動(dòng)力頭的快進(jìn)與快退點(diǎn)動(dòng)，手動(dòng)松開(kāi)工件、手動(dòng)移位等。
5）左、右床身導軌應具有自動(dòng)潤滑功能（YV7、YV8）。
6）左、右快速電動(dòng)機均采用電磁鐵抱閘制動(dòng)（YB1、YB2）。
7）油泵起動(dòng)后，液壓系統要有一定的壓力緩沖，才允許開(kāi)始工作，工作結束要卸荷。
8）具有電源、油泵工作、原位、工作指令等信號的指示。
9）具有照明和必要的聯(lián)鎖環(huán)節和保護環(huán)節。
說(shuō)明：以上僅列一些基本要求，同學(xué)在設計中可根據實(shí)際情況加以完善或改進(jìn)，以達到最佳效果。
三、實(shí)踐任務(wù)與要求：
1）根據設備工藝要求，制定合理的改造方案；
2）確定輸入/輸出設備，正確選用PLC；
3）PLC I/O點(diǎn)分配，并繪制I/O接線(xiàn)圖以及其它外部硬件圖；
4）繪制系統功能表圖；
5）設計梯形圖并模擬調試；
正確計算選擇電器元件，列出電器元件一覽表；
7）繪制電氣接線(xiàn)圖，接線(xiàn)并調試；
8）整理技術(shù)資料，編寫(xiě)使用說(shuō)明書(shū)。
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