《可编程控制器》课程设计指导书（西门子S7-200）PLC课程设计选题：设计一停车场车位控制设计二病床呼叫系统设计三自动双层停车场控制设计设计四自助洗车机控制设计设计五机械手臂搬运加工流程控制设计六自动售货机的控制设计设计七十人投票机设计设计八电子计算器设计设计九电动机顺序启动/停止控制设计十三相电热器控制设计十一三部电动机启动停止控制程序设计设计十二两部抽水机控制程序设计设计十三绕线转子电动机正逆转控制程序设计设计十四三相感应电动机定时正逆转设计十五附直流剃车三相感应目电动机Y-△启动控制程序设计设计十六台车呼叫控制设计十七摇臂钻床控制器设计十八液压传动组合机床控制设计十九PLC在注塑机控制中的应用设计二十PLC在MB322型联合烫剪机上的应用设计二十一自动喷泉的PLC控制设计二十二四层电梯模型的PLC控制设计二十三小车多方式运行的PLC控制设计二十四装瓶流水线的PLC控制设计二十五自动旋转检测的PLC控制设计二十六步进电机的PLC控制设计二十七交流电机的PLC控制设计二十八基于软PLC的步进电机控制设计二十九基于软PLC的交通信号灯控制设计三十基于软PLC的多种液体混合控制一、PLC控制系统设计概要学习PLC的最终目的是能把它应用到实际控制系统中去。
对于初学者来说，不知如何入手设计一个控制系统。
若遇到实际的工业控制项目，需采用PLC控制，往往不知所措。
本指导书将课程设计的选题提供给大家，就是通过自己所学的电气控制及PLC的基础知识以及PLC的基本实验的体会，来进行分析综合、全面地考虑问题，联系实际，设计一个经济、实用及可靠的控制系统。
（一）、PLC控制系统设计的基本原则在PLC控制系统设计时，应遵循以下基本原则：1、大限度地满足被控对象的控制要求。
设计前，应深入现场进行调查研究，搜索资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟定电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。
2、在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。
3、保证控制系统的安全、可靠。
4、考虑到生产发展和工艺的改进，在选择PLC容量时，应适当留有余量。
（二）、PLC控制系统设计的基本内容PLC控制系统是由PLC与用户输入、输出设备连接而成的。
因此，PLC控制系统的基本内容包括：1、择用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关和传感器等）、输出设备（继电器、接触器和信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等）。
这些设备属于一般的电气元件，其选择的方法在其它课程及有关书籍中已有介绍。
2、PLC的选择。
PLC是PLC控制系统的核心部件，正确选择PLC，对于保证整个系统技术经济性能指标起着重要作用。
选择PLC应包括机型的选择、容量的选择、I/O点数（模块）的选择、电源模块以及特殊功能模块的选择等。
3、分配I/O点，绘制电气连接接口图，考虑必要的安全保护措施。
4、设计控制程序。
包括设计梯形图、语句表（即程序清单）或控制系统流程图。
控制程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统正常工作、安全可靠的关键。
因此，控制系统的设计必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止。
5、必要时还需设计控制台（柜）。
6、编制系统的技术文件。
包括说明书、电气图及电气元件明细表等。
传统的电气图，一般包括电气原理图、电气布置图及电气安装图。
在PC控制系统中，这一部分图可以统称为“硬件图”。
它在传统电气图的基础上增加了PLC部分，因此，在电气原理图中应增加PLC的I/O输入、输出电气连线图（即I/O接口图）。
此外，在PLC控制系统中，电气图还应包括程序图（梯形图），可以称之为“软件图”。
向用户提供“软件图”，可便于用户在生产发展或工艺改进时修改程序，并有利于用户在维修时分析和排除故障。
（三）、PLC控制系统设计的一般步骤设计PLC控制系统的一般步骤见下图所示。
1、流程图功能说明：①根据生产的工艺过程分析控制要求。
如需要完成的动作（动作顺序、动作条件及必须的保护和联锁等）、操作方式（手动、自动；连续、单周期及单步等）。
②根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备。
拒此确定PLC的I/O点数。
③选择PLC。
④分配PLC的I/O点，设计I/O电气接口连接图（这一步也可结合第2步进行）。
⑤进行PLC程序设计，同时可进行控制台（柜）的设计和现场施工。
在设计传统继电器控制系统时，必须在控制线路（接线程序）设计完成后，才能进行控制台（柜）设计和现场施工。
可见，采用PLC控制，可以使整个工程的周期缩短。
2、PLC程序设计的步骤①对于较复杂的控制系统，需绘制系统流程图，用以清楚的表明动作的顺序和条件。
对于简单的控制系统，也可省去这一步。
②设计梯形图。
这是程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。
要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。
③根据梯形图编制程序清单。
④用编程器将程序键入到PLC的用户存储器中，并检查键入的程序是否正确。
⑤对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。
⑥待控制台（柜）及现场施工完成后，就可以进行联机调试。
如不满足要求，再回去修改程序或检查接线，直到满足为止。
⑦编制技术文件。
⑧交付使用。
二、PLC控制系统设计选题题目一、卧式车床电气控制系统1．设备概况车床是机床中应用最广泛的一种，它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面及螺纹。
车床在加工工件时，随着工件材料和材质的不同，应选择合适的主轴转速及进给速度。
但目前中小型车床多采用不变速的异步电动机拖动，它的变速是靠齿轮箱的有级调速来实现的，所以它的控制电路比较简单。
为满足加工的需要，主轴的旋转运动有时需要正转或反转，这个要求一般是通过改变主轴电动机的转向或采用离合器来实现的。
进给运动多半是把主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱来实现刀具的进给。
有的为了提高效率，刀架的快速运动由一台进给电动机单独拖动。
车床一般都设有交流电动机拖动的冷却泵，来实现刀具切削时冷却。
有的还专设一台润滑泵对系统进行润滑。
2．控制要求(1) 主要控制电器为三台电机：主电动机、冷却泵电机、快速移动电机。
三台电机都要有短路保护措施。
主电动机和冷却泵电机采用热继电器进行过载保护主电动机要采用降压起动方式起动主电动机要求能够正反转控制，并且有点动调整控制和长动控制，采用反接制动主回路负载的电流大小能够监控，但要防止启动电流对电流表产生冲击。
机床要有照明设施表3-1 车床控制系统信号说明3．设计任务1) 根据控制要求，进行卧式车床电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。
2) 根据控制要求，编制卧式车床控制PLC应用程序。
3) 编写设计说明书，内容包括：①设计过程和有关说明。
②基于PLC的卧式车床电气控制系统电路图。
③PLC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、遇到的问题及解决方法、对设计的认识和建议等。
课题二、摇臂钻床电气控制系统1．设备概况钻床可以进行多种形式的加工，如；钻孔、镗孔、铰孔及攻螺纹。
因此要求钻床的主轴运动和进给运动有较宽的调速范围。
Z3040型摇臂钻床的主轴的调速范围为50:1，正转最低转速为40 r/min，最高为2000 r/min，进给范围为0.05～1.60 r/min。
它的调速是通过三相交流异步电动机和变速箱来实现的。
也有的是采用多速异步电动机拖动，这样可以简化变速机构。
钻床的种类很多，有台钻、立钻、卧钻、专门化钻床和摇臂钻床。
台钻和立钻的电气电路比较简单，其他型式的钻床在控制系统上也大同小异。
摇臂钻床适合于在大、中型零件上进行钻孔、扩孔、铰孔及攻螺纹等工作，在具有工艺装备的条件下还可以进行镗孔。
摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机拖动，主轴的正反向旋转运动是通过机械转换实现的。
故主电动机只有一个旋转方向。
摇臂钻床除了主轴的旋转和进给运动外，还有摇臂的上升、下降及立柱的夹紧和放松。
摇臂的上升、下降由一台交流异步电动机拖动，主轴箱、立柱的夹紧和放松由另一台交流电动机拖动。
通过电动机拖动一台齿轮泵，供给夹紧装置所需要的压力油。
而摇臂的回转和主轴箱的左右移动通常采用手动。
此外还有一台冷却泵电动机对加工的刀具进行冷却。
2．控制要求(1) 主要控制电器为四台电机：主电动机、摇臂升降电动机、液压泵电动机、冷却泵电机。
(2)主电动机和液压泵电机采用热继电器进行过载保护，摇臂升降电动机、冷却泵电机均为短时工作，不设过载保护。
(3)摇臂的升降，主轴箱、立柱的夹紧放松都要求拖动摇臂升降电动机、液压泵电动机能够正反转。
(4)摇臂的升降控制：按下摇臂上升起动按钮，液压泵电动机起动供给压力油，经分配阀体进入摇臂的松开油腔，推动活塞使摇臂松开。
同时摇臂升降电动机旋转使摇臂上升。
如果摇臂没有松开，摇臂升降电动机不能转动，必须保证了只有摇臂的可靠松开后方可使摇臂上升或下降，可使用限位开关控制。
当摇臂上升到所需要的位置时，松开摇臂上升起动按钮，升降电动机断电，摇臂停止上升。
当持续1~3s后，液压泵电动机反转，使压力油经分配阀进入的夹紧液压腔，摇臂夹紧，同时液压泵电动机停止，完成了摇臂的松开—上升—夹紧动作。
(5)摇臂升降电动机的正转与反转不能同时进行，否则将造成电源两相间的短路。
摇臂钻床电器元件列表(6)因为摇臂的上升或下降是短时的调整工作，所以应采用点动方式。
(7)摇臂的上升或下降要设立极限位置保护。
(8)立柱和主轴箱的松开与夹紧控制：主轴箱与立柱的松开及夹紧控制可以单独进行，也可以同时进行。
由开关SA2和按钮SB5（或SB6）进行控制。
SA2有三个位置：在中间位置（零位）时为松开及夹紧控制同时进行，扳到左边位置时为立柱的夹紧或放松，扳到右边位置时为主轴箱的夹紧或放松。
SB5是主轴箱和立柱的松开按钮，SB6为主轴箱和立柱的夹紧按钮。
(9)主轴箱的松开和夹紧为的动作过程：首先将组合开关SA2扳向右侧。
当要主轴箱松开时，按下按钮SB5，经1～3s后，液压泵电动机正转使压力油经分配阀进入主轴箱液压缸，推动活塞使主轴箱放松。
主轴箱和立柱松开指示灯HL2亮。
当要主轴箱夹紧时，按下按钮SB6，经1～3s后，液压泵电动机反转，压力油经分配阀进入主轴箱液压缸，推动活塞使主轴箱夹紧。
同时指示灯HL3亮，HL2灭，指示主轴箱与立柱夹紧。
(10)当将SA2扳到左侧时，立柱松开或夹紧。
SA2在中间位置按下SB5或SB6时，主轴箱和主柱同时进行夹紧或放松。
其他动作过程和主轴箱松开和夹紧完全相同，不再重复。
(11)机床要有照明设施3．设计任务1) 根据控制要求，进行摇臂钻床电气控制系统硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。
