机电控制及可编程序控制器技术课程设计参考选题.doc

《机电控制及可编程序控制器技术》
课程设计参考选题
选题1、气动机械手操作控制装置
一、气动机械手的控制规定
气动机械手的动作示意图如图1所示，气动机械手的功能是将工件从A处移送到B处。控制规定为：
1、气动机械手的升降和左右移行分别由不同的双线圈电磁阀来实现，电磁阀线圈失电时能保持本来的状态，必须驱动反向的线圈才干反向运动；
2、上升、下降的电磁阀线圈分别为YV2、YV1；右行、左行的电磁阀线圈为YV3、YV4；
3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀YV5来实现，线圈通电时夹紧工件，线圈断电时松开工件；
4、机械手的夹钳的松开、夹紧通过延时1.7S实现；
5、机械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4来实现；

二、机械手的的操作功能
机械手的操作面板如图2所示。机械手能实现手动、回原位、单步、单周期和连续等五种工作方式。
1、手动工作方式时，用各按钮的点动实现相应的动作；
2、回原位工作方式时，按下“回原位”按钮，则机械手自动返回原位；
3、单步工作方式时，每按下一次启动安钮，机械手向前执行一步；
4、单周期工作方式时，每按下一次启动安钮，机械手只运营一个周期；
5、连续工作方式时，机械手在原位，只要按下启动安钮，机械手就会连续循环工作，直到按下停止安钮；
6、传送工件时，机械手必须升到最高点才干左右移动，以防止机械手在较低位置运营时碰到其他工件；
7、出现紧急情况，按下紧急停车按钮时，机械手停止所有的操作。

三、设计规定
1、输入输出点分派；
2、画出PLC的输入输出设备的接线图；
3、完毕梯形图、指令表的程序设计；
4、完毕设计说明书

选题2、十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试
一、控制规定
1．系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；起动开关 OFF 则系统停止工作。
2．控制对象有八个：
东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个，
东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个，
东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个，
东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。
3．控制规律：
1）高峰时段准时序图二（见附图）运营， 正常时段准时序图三（见附图）运营，晚上时段按提醒警告方式运营，规律为： 东、南、西、北四个黄灯所有闪亮，其余灯所有熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的规律反复循环。
2）高峰时段、 正常时段及晚上时段的时序分派准时序图一运营(见附图)。

选题3、五层电梯模型 PLC 控制系统设计与调试
一、控制规定：
1．系统应具有：有司机、无司机、消防三种工作模式。
2．系统应具有下列几项控制功能:
1）自动响应层楼召唤信号(含上召唤和下召唤)。
2）自动响应轿厢服务指令信号。
3）自动完毕轿厢层楼位置显示(二进制方式)。
4）自动显示电梯运营方向。
5）具有电梯直达功能和反向最远停站功能。
3．系统提供的输入控制信号:
AYS 向上行驶按钮
AYX 向下行驶按钮
YSJ 有/无司机选择开关
1YC 一楼行程开关
2YC 二楼行程开关
3YC 三楼行程开关
4YC 四楼行程开关
5YC 五楼行程开关
A1J 一楼指令按钮
A2J 二楼指令按钮
A3J 三楼指令按钮
A4J 四楼指令按钮
A5J 五楼指令按钮
AJ 指令专用开关(直驶)
ZXF 置消防开关
A1S 一楼上召唤按钮
A2S 二楼上召唤按钮
A2X 二楼下召唤按钮
A3S 三楼上召唤按钮
A3X 三楼下召唤按钮
A4S 四楼上召唤按钮
A4X 四楼下召唤按钮
A5X 五楼下召唤按钮
4．系统需要输出的开关控制信号：
KM 开门显示
GM 关门显示
MGB 门关闭显示
DCS 上行显示
DCX 下行显示
S 上行继电器(控制电动机正转)
X 下行继电器(控制电动机反转)
YX 运营显示
A LED 七段显示器 a 段发光二极管
B LED 七段显示器 b 段发光二极管
C LED 七段显示器 c 段发光二极管
D LED 七段显示器 d 段发光二极管
E LED 七段显示器 e 段发光二极管
F LED 七段显示器 f 段发光二极管
G LED 七段显示器 g 段发光二极管
1DJA 一楼指令信号登记显示
2DJA 二楼指令信号登记显示
3DJA 三楼指令信号登记显示
4DJA 四楼指令信号登记显示
5DJA 五楼指令信号登记显示
1DAS 一楼上召唤信号登记显示
2DAS 二楼上召唤信号登记显示
2DAX 二楼下召唤信号登记显示
3DAS 三楼上召唤信号登记显示
3DAX 三楼下召唤信号登记显示
4DAS 四楼上召唤信号登记显示
4DAX 四楼下召唤信号登记显示
5DAX 五楼下召唤信号登记显示
二、课题规定：
1．按题意规定，画出 PLC 端子接线图及控制梯形图。
2．完毕 PLC 端子接线工作, 并运用编程器输入梯形图控制程序，完毕调试。
3. 完毕课程设计说明书
三、答辩问题：
1．阐明程序设计思想及工作流程。
2．当层楼数增长，开关量输入和输出的点数将作如何变化 ?
3．若需要电梯只服务于奇数楼层，梯形图将作如何变换 ?
4．若需要电梯只服务于偶数层楼，梯形图将作如何变换 ?
5．若需要电梯只服务于四层及以上楼层，梯形图将作如何变换 ?
6．若正常运营方式作为方式 A ，上述 3、4、5 题运营方式作为 方式 B 、方
式 C 、方式 D , 如何采用两个输入开关来任选其中一个作为当前运营方式?
7．电梯控制中清除召唤登记的条件是什么 ?
8．电梯控制中清除指令登记的条件是什么 ?

选题4、五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试
一、控制规定：
1．五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E ,
正转顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB
反转顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB
2．用五个开关控制其工作：
1 号开关控制其运营 ( 启 / 停 )。
2 号开关控制其低速运营 (转过一个步距角需 0.5 秒)。
3 号开关控制其中速运营 (转过一个步距角需 0.1 秒)。
4 号开关控制其低速运营 (转过一个步距角需 0.03 秒)。
5 号开关控制其转向 ( ON 为正转，OFF 为反转 )。
二、课题规定：
1．按题意规定,画出 PLC 端子接线图、控制梯形图。
2．完毕 PLC 端子接线工作, 并运用编程器输入梯形图控制程序，完毕调试。
3. 完毕课程设计说明书
三、答辩问题：
1．如何运用两个按钮进行连续调速(上升/下降)。
2．试用三相六拍步进电动机实现上述控制规定2。
正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA
反转通电顺序为： A→CA→C→BC→B→AB
3．设有五台电动机作顺序循环控制,控制时序如下图所示：

10001 为运营控制开关，试设计其梯形图控制程序。
4. 设有四台电动机作顺序循环控制,控制时序如下图所示:

10001 为运营启动控制按钮, 10002为停车控制按钮。
采用单相电动机工作，忽略过载保护，规定：当 10001 启动后，系统开始工作，10002 按下后系统起动，运营三个循环后即自动停止工作，试设计其梯形图控制程序。

选题5、工业铲车操作控制
一、课题内容：
用PLC对工业铲车（实物模型）操作进行控制，设铲车可将货品铲起或放下，并能作前进、后退、左转、右转的操作，规定动作过程如下：
铲起 → 向前0.5米 → 左转90度后向前0.5米 → 右转90度后向前0.5米 →右转90度后后退0.5米 → 放下。
二、课题规定：
1．根据题意，画出实物模型与PLC的硬件连接图，按图接线，编制控制程序，并画出梯形逻辑图。
2．完毕系统调试，实现控制规定。
3．完毕课程设计说明书。
三、答辩问题：
1．为什么PLC具有很强的抗干扰能力？试例举软件和硬件方面的措施予以说明。
2．PLC开关量输出模块若按负载使用的电源分类，可有哪几种输出模块？若按输出的开关器件分类，可有哪几种输出方式？

选题6、车辆出入库管理
一、课题内容：
编制一个用PLC控制的车辆出入库管理梯形图控制程序，控制规定如下：
1．入库车辆前进时，通过1# → 2#传感器后计数器加1，后退时通过2# → 1#传感器后计数器减1，单通过一个传感器则计数器不动作。
2．出库车辆前进时通过2# → 1#传感器后计数器减1，后退时通过1# → 2#传感器后计数器加1，单通过一个传感器则计数器不动作。
3．设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库内车辆的实际数量。
变量约定：
10001---启动 10006---1#传感器
10002---停止 10007---2#传感器
10003---清零 00001---仓库空显示
10004--- =“1”入库操作
10004--- =“0”出库操作
10005--- =“1”前进操作
10005--- =“0”后退操作
二、课题规定：
1．根据题意设计显示电路图，并按图连接。
2．画出PLC I/O端口接线图，并按图接线。
3．编制控制程序，并画出梯形逻辑图。
4．完毕系统调试，实现控制规定。
5. 完毕课程设计说明书。
三、答辩问题：
1． LMODSOFT编程软件中的定期器指令有两个输出端，请说明这两个输出端分别实现什么时间控制？
2． 现有LMODSOFT编程软件中的“DIV”指令，已知：顶部输入等于“1”，中部输入等于“0”，顶部节点4x = 40030，中部节点 = 5，底部节点4x = 40040。若要执行除法“17501除以5”，请问被除数应如何存放？结果应如何存放？
3． MODICON MICRO PLC 的I/O编址系统相应于四种参考号，请简述这四种参考号的意义。
4． PLC中的“软继电器”与实际继电器相比，有哪些特点？
5． PLC的扫描周期涉及哪些时间？其长短重要受哪些因素影响？
选题7、自动门控制装置
一、课题内容：
1．自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。
2．控制规定：
1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运营。
2）自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运营。
3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
4）在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
二、课题规定：
1． 按题意规定，画出PLC端子接线图、控制梯形图。
2． 完毕PLC端子接线工作，并运用编程器输入梯形图控制程序，完毕调试。
3. 完毕课程设计说明书。
三、答辩问题：
1．若开门等待时间改为10秒，梯形图作何改动？
2．如光电检测开关改为有光断开、无光导通，则梯形图作何修改？
3．试分析开门与关门为什么不能同时动作？假如开、关门时同时动作会出现什么现象？
4．为防止开、关门同时动作，试在电路中设计一个保护环节。
5．可编程序控制器的控制程序为串行工作方式，继电接触器控制线路为并行工作方式，相比之下，可编程序控制器的控制结果有什么特殊性？
选题8、三相六拍步进电动机控制程序的设计与调试
一、 课题内容：
用PLC控制三相六拍步进电机，其控制规定如下：
1． 三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，
正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A
反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A
2． 规定能实现正、反转控制，并且正、反转切换无须通过停车环节。
3． 具有两种转速：
1号开关合上，则转过一个步距角需0.5秒。
2号开关合上，则转过一个步距角需0.05秒。
二、 课题规定：
1． 按题意规定，画出PLC端子接线图、控制梯形图。
2． 完毕PLC端子接线工作，并运用编程器输入梯形图控制程序，完毕调试。
3. 完毕课程设计说明书。
三、答辩问题：
1．若步进电机作单三拍运营（A→B→C→A→ · · · · · · ），梯形图将作如何改动？
2．若步进电机作双三拍运营（AB→BC→CA→AB · · · · · · ），梯形图将作如何改动？
3．若规定步进电机转动100个步距角后自动停止运营，梯形图作如何改动？
4．设立按钮K1，每按一次K1，转速增长一档（即转动一个步距角所需时间减少0.01秒），梯形图作如何改动？
5．设立按钮K2，每按一次K2，转速减少一档（即转动一个步距角所需时间增长0.01秒），梯形图作如何改动？
选题9、十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试
一、课题内容：
用PLC控制十字路口交通信号灯，其规定如下：
1 控制规定：
系统工作受开关控制，启动开关“ON”则系统开始工作，启动开关“OFF”则系统停止工作，所有灯关闭。若因故障使东南西北的绿灯同时亮，系统能自动报警并自动关闭所有红、绿灯，转入提醒警告方式（参见“控制规律” ）。
2 控制对象：
东西方向红灯两个， 南北方向红灯两个， 东西方向左转弯绿灯两个，
东西方向黄灯两个， 南北方向黄灯两个， 南北方向左转弯绿灯两个，
东西方向绿灯两个， 南北方向绿灯两个， 报警灯一个。
3 控制规律：
1） 系统24小时循环运营，工作规律准时序图运营（见附图）。绿灯闪烁时按0.5
秒间隔运营。
2） 提醒警告方式运营时，控制规律为：东、南、西、北四个方向黄灯所有闪
亮，其余灯所有熄灭。黄灯闪亮按亮0.4秒，暗0.6秒的规律反复循环。

二、课题规定：
1 按题意规定，画出PLC端子接线图、梯形图控制程序。
2 完毕PLC端子接线工作，并运用编程器输入梯形图控制程序，完毕调试。
三、答辩问题：
1 讲述程序设计思绪、程序框图及工作流程。
2 若需将黄灯闪亮规律由亮0.4秒、暗0.6秒改为亮0.5秒、暗0.5秒，程序将如何改动？
3 假如规定：当系统故障使东南西北绿灯同时亮时，系统除自动报警外，自动关闭所有信号灯，梯形图应如何修改？
4 若增长一个开关K2，当K2合上时，转入晚间工作方式，即提醒警告方式，梯形图将作何改动？
选题10、全自动洗衣机PLC控制
一、 课题内容：
全自动洗衣机运营框图及梯形图控制程序的编制，并画出硬件接线图。
二、控制规定：
（1） 按下启动按扭及水位选择开关，开始进水直到高（中、 低）水
位，关水
（2）2秒后开始洗涤
（3）洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒
（4） 如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水30秒
（5） 开始清洗，反复（1）～（4），清洗两遍
（6） 清洗完毕，报警3秒并自动停机
（7） 若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）
输入点： 输出点：
启动 10001 低水位检测 10009 启动洗衣机 00001
停止 10002 手动排水 10010 进水阀 00002
高水位 10003 手动脱水 10011 正转及脱水 00003
中水位 10004 反转 00004
低水位 10005 排水 00005
排空检测 10006 报警 00006
高水位检测 10007
中水位检测 1000813、四分频电路梯形图设计
一、 课题内容：
解读二分频电路梯形图程序，设计四分频电路梯形图程序并写出程序说明，画出时序图。
二、控制规定：
输入点引入信号脉冲，输出点输出的脉冲是输入脉冲的四分频信号。
二分频时序图：

三、 课题规定：
1. 根据控制规定完毕设计并调试成功
2. 完毕课程设计说明书。
选题11、饮料罐装生产流水线的PLC控制
一、课题内容：
饮料罐装生产流水线梯形图控制程序设计并画出硬件接线图
二、控制规定：
（1） 系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或罐装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作
（2） 当瓶子定位在罐装设备下时，停顿1秒，罐装设备开始工作，罐装过程为5秒钟，罐装过程应有报警显示，5秒后停止并不再显示报警
（3） 用两个传感器和若干个加法器检测并记录空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，必须记录空瓶数和满瓶数，设最多不超过99999999瓶
（4） 可以手动对计数值清零（复位）
三、 课题规定：
1. 根据课题的控制规定完毕设计并调试成功
2. 完毕课程设计说明书

选题12、三层楼电梯PLC控制系统设计与调试
设计内容：
设计一三层简易电梯控制程序，该系统输入信号有：一层呼喊按钮PB1、二层呼喊按钮PB2、三层呼喊按钮PB3，一层行程开关 LS1、二层行程开关 LS2、三层行程开关 LS3；输出信号有：电梯上升KM1、电梯下降KM2，控制规定如下：
1、不允许同时有两层楼规定停电梯；
2、当二层不需要停时，能越过二层直接到达所需楼层。
环节：
1、设计I/O配线表。
2、设计出电梯控制的梯形图。
3、写出指令表。
4、完毕设计说明书

选题13、汽车连杆半精镗专用机床PLC控制系统的设计

1、 设计任务
设计一汽车连杆半精镗专用机床PLC控制系统，涉及PLC接线图和控制梯形图。
2、控制系统设计规定
汽车连杆半精镗专用机床由以下几个部分组成：左滑台、右滑台、左动力头、右动力头、工件定位夹具及液压站。图1为机床的大体轮廓。机床的左、右滑台动作及工件的定位夹紧都由液压提供动力。
汽车连杆的加工工艺过程规定一面两销定位，同时装卡两件，两件同时加工。机床在原始状态，两件人工认销，认销完毕后，一方面同时按SB7、SB8启动循环，然后同时按SB1、SB2按钮，将工件夹紧（继电器YV5、YV7、YV9得电）。夹紧力到后（夹紧压力继电器SP0得电），进行拔销（YV11继电器得电）。拔销到位后SQ2继电器得电发出指示信号。接着右动力头在右滑台带动下快进（继电器YV1得电），同时右主轴启动（接触器KM1得电），右滑台快进一段距离，碰到工件后，液压系统内压力升高，（右滑台压力继电器SP1发出得电信号后），右滑台通过液压行程调速自动转为工进，同时镗工件的两个大孔和两个小孔，镗完孔到终点，碰到右滑台终点行程开关SQ3时，右滑台后退（继电器YV2得电）。右滑台碰到原位行程开关SQ4时，右主轴停止（KM1断电），同时左滑台带动左动力头快进（继电器YV3带动），与此同时，左主轴启动（左主轴接触器KM2得电）。当左滑台快进一段距离碰到加工工件后，液压系统压力升高（左滑台压力继电器SP2得电），左滑台通过液压行程阀自动调整为工进，加工左边的孔，碰到左滑台终点行程开关SQ5后，左滑台快退（继电器YV4得电）。左滑台退回原位，碰到行程开关SQ6后，左主轴停止（KM2断电），接着进行插销（YV12得电），工件松开（YV6、YV8、YV10得电，YV5、YV7、YV9失电）。至此整个加工过程完毕，机床回到原始状态。卸下工件，又可以进行下一次加工。
3、 设计提醒
为防止工作过程中,产生误动作,启动循环需要同时按下SB7/SB8两按钮才有效.同理夹紧工件也需要同时按下SB1/SB2两按钮除以上两步有人工参与外,其余工步由PLC自动完毕.整个动作流程为:
原位→启动→夹紧→拔销→右快进→右工进→右快退→左快进→左工进→左快退→插销→松开.
电磁阀动作如表2所示:
电磁阀
YV1
YV2
YV3
YV4
YV5
YV6
YV7
YV8
YV9
YV10
YV11
YV12
SP0
SP1
SP2
夹紧

＋

＋

＋

＋

拔销

（＋）

（＋）

（＋）

＋

（＋）

右快进
＋

（＋）

（＋）

（＋）

右工进
（＋〕

（＋）

（＋）

（＋）
＋

右快退

＋

（＋）

（＋）

（＋）

左快进

＋

（＋）

（＋）

（＋）

左工进

（＋）

（＋）

（＋）

（＋）

＋
左快退

＋
（＋）

（＋）

（＋）

插销

（＋）

（＋）

（＋）

＋
（＋）

松开

＋

＋

＋

为了清楚指示机床是否处在原位,可另设一个原位指示灯.
4、 设计环节
见教科书第四章第一节
5、课程设计完毕后应提交的材料
应提交一份设计说明书：它涉及对工艺过程控制规定的分析，控制方案设计、PLC选择的依据、PLC输入、输出点数及I/O点数的分派情况，以及外部I/O接线图和程序

选题14、自动排渣分油机控制系统的设计

1、设计任务
分油机是净化和加工工业油料的重要设备，图3是日本MITSUBISHI（三菱）SJ－700 型自动排渣机分油机的系统及管路连接示意图。该产品的控制系统中原配有电机启动箱和分油自动控制箱各一只。电机启动箱仅用于启动分油机电机，电机带动分离筒高速旋转。分油自动控制箱仿照手动分油顺序操作过程，按预先定好的设计顺序，自动控制高、低压水管进水，控制进油阀、冲洗水和水封水阀的开闭，从而自动地完毕分油机分油、排渣、再分油等一系列操作。传统途径是采用凸轮时顺控制器或接触器实现上述控制。
本设计的任务是采用小型PLC取代原系统中的自动控制箱的功能。

2、控制系统设计规定
规定设计的PLC 控制系统应具有如下重要功能：
* 当分油机电机取代后，按下分油机自动控制箱面板上的“自动开始”按钮，控制系统进入自动运营方式。控制分油机按顺序进行下述各步动作：一方面打开低压水阀V2，送入低压水，把活动低盘托起，使排渣孔关闭。通过5秒钟的动作间隔时间后，打开冲洗水和水封水阀V3，向分离筒送冲洗水，把筒中剩余油排出，送冲洗水时间为25秒钟。下一步动作是打开高压水阀V1，送高压水，克服低压水对活动低盘的上托力，把活动底盘压下，露出排渣孔，靠离心力把渣排出。15秒的排渣周期结束后，通过间隔时间，活动底盘复位，排渣孔关闭，可进入送水封水阶段，再打开阀V3，建立水封。然后再通过间隔时间，可打开供油阀V4，向分离筒供油，进行离心分油。通过120分钟的分油后，关闭供油阀，回到冲洗、排渣阶段，进行排渣。然后再进行分油，如此不断循环。
* 在自动运营方式分油过程中，如按下“排渣实验”按钮，可立即中止分油阶段，提前进行一次送冲洗水、排渣操作，然后继续正常的顺序循环。
* 在运营过程中，如按下“自动停车”按钮或分油机系统发生跑油、分离筒闭合不良，工作水箱低水位等任一故障，系统将进入自动停车或故障运营方式。在这种运营方式，系统中止分油－排渣－再分油的循环过程，仅立即自动进行一次冲洗排渣操作，然后发出命令自动停止分油机电机，停止系统的工作。
* 报警功能，系统中发生跑油、闭合不良、工作水箱低水位等任一故障后，将给出蜂鸣声响和相应故障指示灯的闪烁报警信号。在故障消除后，要按“报警复位”按钮，才可熄灭故障指示灯的报警灯光。
3、设计提醒
本系统采用日本三菱公司的FX2可编程控制器作为控制单元，占用输入通道8个，输出通道10个。系统中输入、输出通道与外部设备相应连接情况如表3所示：
输入通道
相连的外部设备
功能说明
000
触点88X
电机启动箱中接触器88X的常开触点，电机接通时闭合
001
自动开始按钮
常开按钮
002
自动停车按钮
常开按钮
005
报警复位按钮
常开按钮
006
报警应答按钮
常开按钮
007
排渣实验按钮
常开按钮
011
跑油传感器WFR触点
常开，当发生跑油故障时闭合
013
分离筒闭合不良传感器SD常开触点
当闭合不良故障时闭合
015
工作水箱低水位传感器RYI触点
常开触点，发生低水位时闭合
输出通道

020
高压水电磁阀V1

021
低压水电磁阀V2

022
冲洗水和水封水阀V3

023
供油电磁阀V4

025
自动停分油电机继电器线圈
×见注1
026
“跑油”故障指示灯
红色
027
报警蜂鸣器

030
“闭合不良”指示灯
红色
031
“低水位”指示灯
红色
032
“自动运营”指示灯
绿色

顺序各步序号
0
1
2
3
4
5
6
7
各
步
开
始

事
件
见程序第7行，顺控器复位信号(160=1)
程序中自动运营置位(032=1)和

自动运营方式(032=1)和

条
件
时
间

间隔时间结束T600=1
冲洗水时间结束T601=1
排渣时间结束T602=1
间隔时间结束T603=1
水封水时间结束T604=1
间隔时间结束T605=1
分油时间结束C607=1
高压水阀V1(020)

低压水阀V2(021)

冲洗水和水封水阀V3(022)

供油阀V4(023)

顺序各步名称
间隔
冲洗
排渣
间隔
水封
间隔
分油
循环复位
注1自动停车继电器是在原系统分油机电机启动箱中为和PLC输出相配合增设的中间继电器。该继电器的常闭触点串在分油机电机通电接触器控制回路中，线圈得电时，常闭触点打开，使分油机电机停转。
4、课程设计完毕后应提交的材料
应提交一份设计说明书：它涉及对工艺过程控制规定的分析，控制方案设计、PLC选择的依据、PLC输入、输出点数及I/O点数的分派情况，以及外部I/O接线图和程序
《机电控制技术》课程设计

选题15、温度巡回检测仪

1、设计任务
本设计规定学生设计一个以8031单片机为核心的8路温度的温度巡回检测仪，并用AEDK51T仿真器调试、开发该系统的硬件和软件。
2、设计规定
温度巡回检测仪的具体设计规定如下：
* 系统开机未按任何键时，LED显示实时时钟（时、分、秒）；
* 系统能与各种热电阻、热电偶相配用；
* 8点温度通道，可由用户根据需要选择其中的几个通道进行检测；
* 规定每点温度采样8次，经算术平均滤波后，送到LED显示，温度显示格式为：
通道号 温度值。

3、设计提醒
用8031单片机组成温度巡回检测仪应有以下几个部分：
l 由于此系统可根据用户需要对1－8点的温度进行检测，故系统必须配备简易键盘和显示器，以便用户输入需要检测温度的通道号，并显示被测温度值。
l 由于该系统接受的信号是温度传感器的输出信号，而这些信号通常不是0－5V的信号，因此信号一方面通过前置放大器放大，通过A/D转换后才可由单片机对数字量信号进行解决，最终由LED显示温度值。
系统的硬件结构如图4所示：

图4

4、设计环节 见教材第六章第三节
5、课程设计完毕后应提交的材料
应提交一份设计说明书：具体内容涉及课题的背景、设计方案的分析与拟定、硬件的设计、软件功能的设计、结论。附系统硬件结构电路总图和应用程序。

选题16、人工环境实验箱单片机控制系统

1、设计任务
人工环境实验箱是一个考验、老化机电产品的装置，其功能示意框图如下图所示。工作过程划分两部分。一方面按实验规定分别从键盘向系统输入各段温度给定值和输入湿度的给定值，然后控制系统工作，若系统实测温度T1小于规定值则控制系统打开加热器升温，反之则打开冷冻机降温。当实验箱实测湿度小于规定值，则打开雾化器，喷入水加湿，反之则打开冷冻机。如此循环，直至产品测试时间到为止。本设计规定学生设计一个以8031单片机为核心的人工环境实验箱控制系统，并用AEDK51T仿真器调试、开发该系统的硬件和软件。

2、设计规定
人工环境实验箱控制系统的具体设计规定如下：
* 系统开机时，LED显示三组数据：
（1）显示提醒符1，显示实时时钟（时、分、秒）；
（2）显示提醒符2，显示规定温度值（2位）和实测温度值（2位）；
（3）显示提醒符3，显示规定湿度比例（2位）和实测湿度比例（2位）；
以上三组数据可由显示键切换，选择其中一组数据显示。
* 系统能与各种热电阻相配用；
* 规定每点温度、湿度采样16次，经算术平均滤波后，送到LED显示。
3、设计提醒
由于此系统要输入温度、湿度的给定值，并显示温度值和湿度值，故系统必须配备简易键盘和显示器。
l 由于该系统接受的信号是温度、湿度传感器的输出信号，而这些信号通常不是0－5V的信号，因此信号一方面通过前置放大器放大，通过A/D转换后才可由单片机对数字量信号进行解决，最终由LED显示。
l 单片机与各种执行机构之间应有功率放大、驱动电路，以驱动冷冻机、加热器、雾化器。
4、设计环节 见教材第六章第三节
5、程设计完毕后应提交的材料
1、 设计说明书：具体内容涉及课题的背景、设计方案的分析与拟定、硬件的设计、软件功能的设计、结论。附系统硬件结构电路总图和应用程序。

选题17、激光水平仪控制系统设计
1、设计任务
激光水平仪是用于建筑及大型设备准拟定位的测量仪器，本设计规定学生设计一个以单片机为核心的激光水平仪控制系统，并开发该系统的硬件和软件。
2、设计规定
激光水平仪的具体设计规定如下：
l 激光水平仪的测量精度小于0.10C；
l 激光水平仪可红外遥控；
l 激光水平仪内部含充电电路。
3、设计提醒
见附件一、附件二
4、 设计环节
见教科书第六章第三节
5、课程设计完毕后应提交的材料

1、设计说明书：具体内容涉及课题的背景、设计方案的分析与拟定、硬件的设计、软件功能的设计、结论。
2、系统硬件结构电路图
3、系统应用程序

选题18、、四层电梯自动控制
1．控制规定
1) 采用PLC构成四层简易电梯电气控制系统。电梯的上、下行由一台电动机拖动，电动机正转为电梯上升，反转为下降。一层有上升呼喊按钮SB11和指示灯H11，二层有上升呼喊按钮SB21和指示灯H21以及下降呼喊按钮SB22和指示灯H22，三层有上升呼喊按钮SB31和指示灯H31以及下降呼喊按钮SB32和指示灯H32，四层有下降呼喊按钮SB41和指示灯H41。一至四层有到位行程开关ST1～ST4。电梯内有一至四层呼喊按钮SB1～SB4和指示灯H1～H4；电梯开门和关门按钮SB5和SB6，电梯开门和关门分别通过电磁铁YA1和YA2控制，关门到位由行程开关ST5检测。此外尚有电梯载重超限检测压力继电器KP以及故障报警电铃HA。控制信号说明如表11-4所示。
表11-4 四层电梯控制信号说明
输 入
输 出
文字符号
说 明
文字符号
说 明
SB1
电梯内一层按钮
H1
电梯内一层按钮指示灯
SB2
电梯内二层按钮
H2
电梯内二层按钮指示灯
SB3
电梯内三层按钮
H3
电梯内三层按钮指示灯
SB4
电梯内四层按钮
H4
电梯内四层按钮指示灯
SB11
一层上升呼喊按钮
H11
一层上升呼喊按钮指示灯
SB21
二层上升呼喊按钮
H21
二层上升呼喊按钮指示灯
SB22
二层下降呼喊按钮
H22
二层下降呼喊按钮指示灯
SB31
三层上升呼喊按钮
H31
三层上升呼喊按钮指示灯
SB32
三层下降呼喊按钮
H32
三层下降呼喊按钮指示灯
SB41
四层下降呼喊按钮
H41
四层下降呼喊按钮指示灯
SB5
电梯开门按钮
KM1
电动机正转接触器
SB6
电梯关门按钮
KM2
电动机反转接触器
SB7
检修开关
YA1
电梯开门电磁铁
ST1
电梯一层到位限位开关
YA2
电梯关门电磁铁
ST2
电梯二层到位限位开关
HA
电梯故障报警电铃
ST3
电梯三层到位限位开关

ST4
电梯四层到位限位开关

ST5
电梯关门到位限位开关

SP
电梯载重超限检测

FR
电动机过载保护热继电器

2) 楼层呼喊按钮及电梯内按钮按下，电梯未达成相应楼层或未得到相应的响应时，相应指示灯一直接通指示。
3) 电梯运营时，电梯开门与关门按钮不起作用，电梯到达停在各楼层时，电梯开门与关门动作可由电梯开门与关门按钮控制，也可延时控制，但检测到电梯超重时，电梯门不能关闭，并由报警电铃发出报警信号。
4) 电梯最大运营区间为三层距离，若一次运营时间超过30s，则电动机停转，并由HA报警。
5) 检修开关SB7接通时，电梯下行停在一层位置，进行检修，其他所有动作均不相应。
6) 电梯拖动电动机控制电路有各种常规电气保护，如短路保护、过载保护、正反转互锁等。
7) 相关参数：
① 拖动电动机M：5.5kW，AC380V，11.6A，1440r/min。
② 指示灯H：0.25W，DC24V。
③ 电铃HA：8W，AC220V。
④ 电磁铁YA：100mA，AC220V。
2．设计任务
1) 根据控制规定进行电气控制系统硬件电路设计，涉及主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。
2) 分析电梯所有也许运营的方式，并依此编制电梯运营PLC控制程序，有条件可以运用电梯模型或模拟开关板调试程序，模拟运营。
3) 编写设计说明书，内容涉及：
① 设计过程和有关说明。
② 基于PLC的电梯电气控制系统电路图。
③ PLC控制程序（梯形图和指令表）。
④ 电器元器件的选择和有关计算。
⑤ 电气设备明细表。
⑥ 参考资料、参考书及参考手册。
⑦ 其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、碰到的问题及解决方法、对课程设计