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PLC课程设计选题

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2020年4月19日
文档仅供参考
课题一 自动售货机PLC控制系统设计（2人）
1．工作要求：
1）此售货机可投入5角、1元、5元硬币。
2）所售饮料标价： 可乐——2.50元、　　　 橙汁——3.00元、
红茶——5.50元、　　　　　 咖啡——10.00元
3）当投入的硬币和纸币总价值超过所购饮料的标价时，所有能够购买饮料的指示灯均亮，作可购买提示。（如：当投入的硬币总价值超过2.5元，可乐按钮指示灯亮；当投入的硬币总价值超过3元，可乐、橙汁按钮指示灯均亮；当投入的硬币总价值超过10.00元所有饮料按钮指示灯都亮）。
4）当饮料按钮指示灯亮时，才可按下需要购买饮料的按钮，购买相应饮料，（如：当可乐按钮指示灯亮时，按可乐按钮，则可乐排出10s后自动停止，此时可乐按钮指示灯闪烁）
5）购买饮料后，系统自动计算剩余金额，并根据剩余金额继续提示可购买饮料（指示灯亮）。
6）若投入的硬币和纸币总价值超过所消费的金额时，找余指示灯亮，按下退币按钮，就可退出多余的钱。
7）系统退币箱中只备有5角、1元硬币，退币时系统根据剩余金额首先退出1元硬币，1元硬币用完后，所有找余为5角硬币。
自动售货机控制信号说明
　　　　　　　　输　入
输　出
X
说　明
Y
说　明
X0
退币按钮
Y0
找余指示灯
X1
5角硬币识别器
Y1
5角硬币退币机构
X2
1元硬币识别器
Y2
1元硬币退币机构
X3
5元硬币识别器
Y3
可乐出口
X4
可乐按钮
Y4
橙汁出口
X5
橙汁按钮
Y5
红茶出口
X6
红茶按钮
Y6
咖啡出口
X7
咖啡按钮
Y7
可乐按钮指示灯

Y10
橙汁按钮指示灯

Y11
红茶按钮指示灯

Y12
咖啡按钮指示灯

课题二 车库车辆出入库管理PLC控制系统设计
控制要求：
（1）入库车辆前进时，经过1#传感器→2#传感器后，计数器A加1，后退时经过2#传感器→1#传感器后，计数器B减1；（计数器B的初始值由计数器A送来）只经过一个传感器则计数器不动作
（2）出库车辆前进时，经过2#传感器→1#传感器后，计数器B减1，后退时经过1#传感器→2#传感器后，计数器A加1；只经过一个传感器则计数器不动作
（3）车辆入库或出库时，均应有警铃报警（可分别设置），定时3s钟
（4）仓库启用时，先对所有用到的存储单元清零，并应有仓库空显示
（5）若设仓库容量为50辆车，则仓库满时应报警并显示。
（6）若同时有车辆相对入库和出库（即入库车辆经过1#传感器，出库车辆经过2#传感器），应避免误计数。

课题三 大、小球分拣传送机PLC控制系统设计
大、小球分拣传送机械示意图

2. 控制要求：
（1）机械臂起始位置在机械原点（见图），为左限、上限并有显示。
（2）有起动按钮和停止按钮控制运行，设停止时机械臂必须已回到原点。
（3）起动后，机械臂动作顺序为：下降→吸球→上升（至上限）→右行（至右限）→下降→释放→上升（至上限）→左行返回（至原点）。
（4）机械臂右行时有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降时，当电磁铁压着大球时，下限开关LS2断开（=“0” ）；压着小球时，下限开关LS2接通（=“1” ）。
多操作模式
1）回初始模式
2）手动模式
3）自动模式：单步 、单周期、和连续

课题四 全自动洗衣机PLC控制系统设计
洗衣机的应用现在比较普遍。全自动洗衣机的实物示意图如图所示。

全自动洗衣机的洗衣桶(外桶)和脱水桶(内桶)是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。内桶能够旋转，作脱水(甩水)用。内桶的四周有很多小孔，使内外桶的水流相通。该洗衣机的进水和排水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时，经过电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入到外桶。排水时，经过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，经过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带动内桶正转进行甩干。高、低水位开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作。停止按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。电机功率为2.2KW，AC380V.

二、设计任务和要求
该全自动洗衣机的要求能够用流程图来表示。
PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。启动时开始进水，水满(即水位到达高水位)时停止进水并开始正转洗涤。正转洗涤15 s后暂停，暂停3 s后开始反转洗涤。反转洗涤15s后暂停，暂停3 s后，若正、反洗涤未满3次，则返回从正转洗涤开始的动作；若正、反洗涤满3次时，则开始排水。排水水位若下降到低位时，开始脱水并继续排水。脱水10s即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。若未完成3次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了3次大循环，则进行洗完报警。报警10s结束全部过程，自动停机。 ’
另外，还要求能够按排水按钮以实现手动排水；按停止按钮以实现搬运，停止进水、排
水、脱水及报警。

课题五 抢答器PLC控制系统设计 （2人）
1．设备概况
实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。当前市场上已有的各种各样的智力竞赛抢答器绝大多数是早期设计的，只具有抢答锁定功能的一个电路，以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品，这部分抢答器已相当成熟。现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能。但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单(有的甚至没有显示电路)，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。本设计要求就是利用PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用PLC本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。
2．控制要求
1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
2）设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。
3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。
5）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。
6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。

课题六 加热反应炉PLC控制系统设计
一、概述
反应炉的工艺过程如下：

1．送料控制
①检测下液面SQ2、炉内温度ST、炉内压力SP是否都小于给定值(整定值均为逻辑量)。
②若是小于给定值，则开启排气阀QVl和进料阀QV2。
③当液位上升到上液面SQl时，应关闭排气阀QVl和进料阀QV2。
④延时20s，开启氮气阀QV3，氮气进人反应炉，炉内压力上升。
⑤当压力上升到给定值时，即SP=“1”时，关闭氮气阀。
2．加热反应控制
①交流接触器KM带电，接通加热炉发热器EH的电源。
②当温度升高到给定值时(ST：“1”)，切断加热器电源，交流接触器KM失电o
③延时10min加热过程结束。
3．泄放控制
①打开排气阀，使炉内压力降到预定的最低值(SP：“0”)。
②打开泄气阀，当炉内溶液降到下液面(SQ2=“0”)时，关闭泄放阀和排气阀。系统恢复到原始状态，准备进入下一循环。
课题七 生产线自动装箱PLC控制系统设计
一、概述
对生产线上某种产品自动按指定数量(如12个)装箱，产品装箱前及装箱后都由传送带 传送。
生产线自动装箱控制装置示意图如图所示。生产产品由传送带A传送，装入由B传送的空箱中。每12个产品装入一箱，当传送带A传送了12个产品装入一箱后，传送带B 将该箱产品移走，并传送下一个空箱到指定位置等待传送带A传送来的产品。
二、设计任务和要求
用PLC控制整个控制装置要达到以下要求：
1．按下控制装置启动按钮后，传送带B先启动运行，拖动空箱前移至指定位置，达到指定位置后，由SQ2发出信号，使传送带B制动停止。
2．传送带B停车后，传送带A启动运行，产品逐一落人箱内，由传感器检测产品数量，当累计产品数量达12个时，传送带A制动停车，传送带B启动运行。

生产线自动装箱控制装置示意图
3．上述过程周而复始地进行，直到按下停止按钮，传送带A和传送带B同时停止。其工作流程图如图所示。
4．应有必要的信号指示，如电源有电、传送带A工作和传送带B工作等。
5．传送带A和传送带B应有独立点动控制，以便于调试和维修。

课题八 包装生产线PLC控制系统设计
一、概述
包装生产线示意图和控制时序图如图所示，包装物品是放在传送带1上，由于放置的时间是任意的，因此有些包装离得很远，而有的包装靠在一起。传送带1的电动机转动一圈，旋转编码器E6A发出一个脉冲，根据一个包装所能产生的脉冲数，并对这些脉冲进行计数，这样不论包装密集还是分开的，都能精确地求得包装的个数。当光电检测器(SPl)接通，且旋转编码器E6A发出4个脉冲，即有一个包装传送到传送带2。当有4个包装物品传送到传送带2时，电动机M1正转驱动挡板上升，阻止后面的包装。挡板上升到位时，碰到限位
开关SQ3，M1停转，挡板停止上升。电动机M2正转，驱动推动器向前，将4个包装推出至传送带2。当推动器到达前部位置时，前部限位开关SQ2接通，M2反转，驱动推动器后退，当推动器返回到位时，碰到后部限位开关SQl，M2停转，推动器回到初始位置同时M1反转驱动挡板下降，下降到位碰到下部限位开关SQ4，M1停转，挡板回到初始位置。

课题九 小车行车方向PLC控制系统设计

设计任务
1）设计与绘制电气原理图（主电路和控制电路）或PLC外部接线图、梯形图和主电路图，选择电器元件（接触器、熔断器、热继电器要有计算过程），制订元件目录表；
2）绘制电气布置图；
3）绘制电气接线图；
4）编制设计说明书与设计小结；

课题十 多种液体自动混合装置PLC控制系统设计

设计任务
1）设计与绘制电气原理图（主电路和控制电路）或PLC外部接线图、梯形图和主电路图，选择电器元件（接触器、熔断器、热继电器要有计算过程），制订元件目录表；
2）绘制电气布置图；
3）绘制电气接线图；
4）编制设计说明书与设计小结；
5）列出设计参考资料目录，不少于5个。

课题十一 电镀流水线PLC控制系统设计（2人）
1．设备概况
本选题是为了电镀车间提高工效、促进生产自动化以及减轻劳动强度而设计的一种专用半自动起吊设备，采用远距离控制。起吊物品为待进行电镀或进行表面处理的各种产品零件。
电镀生产过程是由人工将待加工零件装入吊篮(或挂钩上)，在发出信号后，起吊设备便提升并逐段前进，按工艺要求，在需要停留的槽位上停止，并自动下降，下降到位而且停留一段时间(电镀)后，自动提升。如此完成电镀工艺规定的每一道工序后，返回起吊位置，卸下加工好的零件，为下一次加工做好准备。电镀系统结构示意图如图3-1所示。

图3-1 电镀系统结构示意图
1. 镀槽 2.第一电解液回收槽 3.第一电解液回收槽
4.第三电解液回收槽 5.挂件架 6. 吊钩 7. 行车

电镀工艺流程图如图3-2 所示。先将待镀工件放人槽内2min，然后提起悬停30s，随后放人第一电镀液回收槽内浸32s，提起悬停16s，再放人第二电镀液回收槽内浸32s，提起悬停16s，如此循环直到加工过程结束。
整个过程为：从原始位置开始，行车7停在挂件架5前，挂件架放在固定支架上，由操作人员将待镀工件挂在挂具上，吊钩6勾住挂件架然后启动系统工作(见图3-2)。

图3-2 电镀工艺流程示意图

2．控制要求
电镀流水线顺序控制系统的动力配置两台电动机。行车架前的后移动由行车电动机MA1 控制，其功率为4kW；提升电动机MA2控制吊钩上升与下放，其功率为2.5 kW。吊钩上升，提起待镀工件，其上升高度由行程开关控制。
(1) 手动调试和检修 SF0手柄指向左45º时，接点SF0-1接通，经过SF1、SF2控制按钮，行车架前后移动，经过SF3、SF4控制按钮，吊钩上升与下放，以便于系统调试和检修。有超限保护。
(2) 自动/停车功能 SF0手柄指向右45º时，接点SF0-2接通，按下自动启动按钮SF5，自动运行。
① 行车架携待镀工件向前运动至槽上方，由行程开关控制其停止向前运动。
②吊钩下放到一定位置，停车，待镀工件浸入槽内2min。
③吊钩提升待镀工件到位后停止，在镀槽上方停30s。
④ 行车架携工件运动至第一电镀液回收槽上方，由限位开关控制停止。
⑤．吊钩下放，其工作情况与3过程相同，浸入槽内时间为32s。
⑥ 与4过程相同，停留时间为16s。
⑦ 以后工作重复上述过程；

课题十二 自动门的电气控制

二、设计任务
1）设计与绘制电气原理图（主电路和控制电路）或PLC外部接线图、梯形图和主电路图，选择电器元件（接触器、熔断器、热继电器要有计算过程），制订元件目录表；
2）绘制电气布置图；
3）绘制电气接线图；
4）编制设计说明书与设计小结；

课题十三 杠杆零件加工工艺编制及专用夹具方案设计
课题十四 底板座架零件加工工艺编制及专用夹具方案设计

选题分配：
学号
姓名
课题名
20
黄巍
课题一（2人）
20
丁新
课题一（2人）
20
潘迪
课题二
20
葛伟
课题三
20
陈浩达
课题四
20
梁月慧
课题五（2人）
20
屈昭贵
课题五（2人）
20
王正
课题六
20
裴明源
课题七
20
毕文成
课题八
20
苏凯
课题九
20
陈华光
课题十
20
杨培
课题十二
ZSB030101
邬海涛
课题十三
ZSB030103
毛世杰
课题十一（2人）
ZSB030104
程新
课题十一（2人）
ZSB030106
曾碧波
课题十四

荆楚理工学院课程设计任务书
设计题目： PLC控制系统设计
学生姓名

课程名称
专业课课程设计
专业班级
级机械设计制造及其自动化专业自动化方向
地 点
教学楼A1
起止时间
12月12号―― 12月30日
设计内容及要求
完成　　 　PLC控制系统设计（控制要求见附录），内容及要求如下：
① 熟悉被控对象的组成、运动方式及基本的控制关系；
② 分析设计任务，详尽地分解和描述控制要求，将其归纳为易于程序实现的形式；
③ 在编写程序之前，自学与设计任务有关的编程方法及指令；
④ 根据设计任务，独立编写控制程序。不断修改和调试程序直到满足设计任务的要求；
⑤ 撰写课程说明书，其主要内容应包括：程序设计思想、框图、外部接线图、程序及程序说明；
⑥完成设计说明书编写（格式见课程设计管理规定），并装订成册，装订顺序为：封面、任务书、目录、正文、图纸；
进度要求
不算周末休息日，共15天。
准备资料、熟悉设计要求　　　　　　　　　　　　　1天
选择和确定控制系统总体设计方案　　　　　　　　　2天
设计功能流程图　　　　　　　　　　　　　　　　　1天
PLC选型及I/O分配　　　　　　　　　　　　　　　1天
PLC控制程序的编写及调试　　　　　　　　　　　　4天
绘制电气原理图，PLC接线图等　　　　　　　　　　3天
设计说明书编写　　　　　　　　　　　　　　　　　2天
整理装订　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　1天
参考资料

《机电传动控制》、《电气控制与PLC技术》、《可编程控制器课程设计指导书》等方面书籍和PLC技术手册资料
其它

说明
1．本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份，教研室审批后交学院院备案，一份由负责教师留用。2．若填写内容较多可另纸附后。3．一题多名学生共用的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。
教研室主任： 指导教师：
　 12月 9日