电气控制与PLC应用课程设计任务书

× × × ×大学《电气控制与PLC》课程设计说明书专业：班级：姓名:学号：指导教师：目录第一部分: 电气线路安装调试技能训练 (3)技能训练题目一三相异步电机的可逆控制实验 (3)技能训练题目二三相异步电机Y-△降压启动控制 (3)技能训练小结 (4)第二部分：加热反应炉PLC控制系统设计 (7)一、PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (7)1、PLC控制系统设计的基本原则 (7)2、PLC控制系统设计的一般步骤 (8)3、PLC程序设计的一般步骤 (8)二、加热反应炉电器控制系统设计任务 (9)1、加热反应炉原理图 (9)2、加热反应炉加热工艺过程 (9)3、加热反应炉PLC电气控制系统设计任务和要求 (10)三、设计过程 (10)1、加热反应炉的输入输出设备表：(I/O地址) (10)2、I/O接线图 (11)3、控制流程图 (11)4、PLC控制程序 (12)5、实验室连接图 (12)四、设计总结 (12)第一部分：电气线路安装调试技能训练技能训练题目一：三相异步电机的可逆控制实验在笼型电动机正反转控制线路中，只要改变电动机的三相电源进线的任意两相的相序，电动机即可反转。

本实验给出电动机的“正-反-停”控制线路如图1所示，具有如下特点：1、电气互锁实验电路中采用了两个接触器KM1和KM2,分别进行正转和反转的控制。

为了避免接触器KM1、KM2同时得电吸合造成三相电源短路，在KM1（KM2）线圈支路中串接有KM2（KM1）辅助常闭触头,保证了线路工作时KM1、KM2不会同时得电，电路能够可靠工作。

2、机械互锁实验电路中采用了复合按钮SB1为正转按钮,复合按钮SB2为反转按钮,停止按钮SB3。

采用按钮SB1与SB2组成机械互锁环节，以求线路能够方便操作.电气原理图：电气安装接线图：本人完成的安装线路实物图片一：技能训练题目二：三相异步电机Y—△降压启动控制从主回路看，当接触器KM1、KM2主触头闭合,KM3主触头断开时，电动机三相定子绕组作Y连接；而当接触器KM1和KM3主触头闭合，KM2主触头断开时，电动机三相定子绕组作△连接.因此,所设计的控制线路若能先使KM1和KM2得电闭合，后经一定时间的延时，使KM2失电断开，而后使KM3得电闭合，则电动机就能实现降压起动后自动转换到正常工作运转.该线路具有以下特点: （1) 接触器KM2与KM3通过辅助常闭触点KM2与KM3实现电气互锁，保证接触器KM2与KM3不会同时得电，以防止三相电源的短路事故发生。

《电气控制与PLC应用技术》课程设计任务书D二、物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试某物业供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。

K1接通，表示水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通，表示水压偏高。

1. 控制要求：（1）自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵工作，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示供水正常，可维持水泵运行数量。

工作时，要求水泵数量最少为1台，最多不得超出4台。

（2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。

（3）手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具有过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制（注：若输入点不够，可减少一个过载保护输入）。

（4）设置“自动/手动”切换开关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运行控制开关（ON——自动运行，OFF——自动运行停止）。

2. 画出运行框图，I/O编址，编程并调试3. 画出I/O端子接线图。

完成课程设计说明书1. 课题名称及要求2. 程序（包括注释）、框图、I/O接线图3. 有关的说明及调试小结等4. 课程设计的心得三、十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试1.控制要求：（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）高峰时段按时序图二（见附图）运行，正常时段按时序图三（见附图）运行，晚上时段按提示警告方式运行，规律为：东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 s，暗 0.6 s的规律反复循环。

plc课程设计任务书一、课程目标知识目标：1. 让学生理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理，掌握其工作流程和编程方法。

2. 使学生掌握PLC的常用指令，并能运用这些指令完成简单的控制程序编写。

3. 帮助学生了解PLC在工业自动化中的应用，提高对实际工程问题的解决能力。

技能目标：1. 培养学生运用PLC软件进行程序设计和调试的能力。

2. 培养学生通过团队协作，分析问题、解决问题的能力。

3. 提高学生动手实践能力，学会使用PLC控制硬件设备。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对PLC技术的兴趣，激发学习热情，树立正确的学习态度。

2. 培养学生具备创新意识和实践精神，敢于面对挑战，勇于克服困难。

3. 通过课程学习，使学生认识到PLC技术在工业发展中的重要性，增强国家使命感和社会责任感。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重理论联系实际，强调学生的动手能力和创新能力。

学生特点：学生具备一定的电子基础和编程能力，对新鲜事物充满好奇，但可能缺乏实践经验。

教学要求：结合学生特点，以实际应用为导向，注重启发式教学，鼓励学生参与实践，培养其独立思考和解决问题的能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估。

二、教学内容1. PLC基本原理及结构：包括PLC的定义、发展历程、主要组成部分及其功能。

教材章节：第一章 可编程逻辑控制器概述2. PLC工作原理及编程方法：讲解PLC的工作流程、编程语言和编程规则。

教材章节：第二章 PLC工作原理与编程基础3. PLC常用指令及其应用：介绍PLC的常用指令，如逻辑运算、定时器、计数器等，并结合实例进行分析。

教材章节：第三章 PLC指令系统及编程实例4. PLC控制系统设计：讲解PLC控制系统的设计步骤、硬件选型和软件编程。

教材章节：第四章 PLC控制系统设计5. PLC在工业自动化中的应用：介绍PLC在各个领域的应用案例，分析其优缺点。

教材章节：第五章 PLC在工业自动化中的应用6. PLC实践操作：组织学生进行PLC编程软件的使用、程序设计、调试及硬件控制等实践活动。

目录1、课程设计任务书 (1)1.1 课程设计任务 (1)1.2课程设计目的 (2)1.3课程设计要求 (2)1.4课程设计内容 (2)1.5课程设计报告要求 (2)2、总体设计方案 (3)3、I/O分配表、PLC外部接线图、使用元件及功能表 (4)3.1 I/O分配表（见表3-1） (4)3.2 PLC外部接线图 (5)3.3 程序中使用的元件及功能表 (6)4、系统程序控制SFC图、梯形图和指令表清单 (9)4.1 FX2N系列步进指令 (9)4.2 步进指令的使用说明 (10)4.3 状态转移图（SFC）的建立极其特点 (12)4.4程序控制的梯形图 (15)4.5程序控制的指令表清单 (18)5、调试、运行及其结果 (24)6、收获、体会 (25)6.1收获 (25)6.2体会 (25)附录：参考文献 (26)1、课程设计任务书1.1 课程设计任务本课题要求设计机械滑台工流程控制系统，具体要求是：采用三菱FX 2N 系列PLC 和圆工作台实验模块完成控制任务。

圆工作台模拟机械滑台。

圆工作台运动由PLC 通过控制交流接触器拖动三相异步电动机实现。

工作台的工艺流程图如1-1所示。

SQ1~SQ4为接近开关。

图1-1 工作台的工艺流程图控制要求：圆工作台运行状态分为三种方式：手动、单周期和自动循环三种控制方式。

其中，运行方式由旋转开关SA 选择。

运行方式切换时，滑台应立即停止运行。

要启动滑台运行，必须先按启动按钮SB1，启动润滑泵运行（用灯指示）。

然后才能控制滑台运动。

按急停按钮停止滑台的全部运行。

手动控制：（点动）手动控制指示灯亮，按住SBS ，工作台前进（圆工作台顺时针转），按住SBX ，工作台后退（逆时针）。

（松开按钮立即停止） 单周期运行：单周期指示灯亮，滑台位于初始原点，按动启动按钮SBQ ，按工艺流程自动运行一周后停在初始原点。

按停止按钮SB2，立即停止运行。

自动循环控制：自动循环灯亮，滑台位于初始原点，按动启动按钮SBQ ，按工艺流程自动循环运行，运行一周后回到原点后暂停5秒后再接着运行，按停止按钮SB2，立即停止运行。

电气控制课程设计任务书一、设计课题1、交通灯的PLC控制二、设计目的及要求1、熟悉电气控制系统的一般设计原则、设计内容及设计程序。

2、掌握电气设计制图的基本规范，熟练掌握PLC程序设计的方法和步骤。

3、学会收集、分析、运用电气设计有关资料及数据。

4、培养独立工作能力、工程设计能力以及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。

三、原始资料1、课题说明及控制要求。

（附后）2、国家标准及相应设计规范。

四、课题要求1、设计原则：国家现行有关电气设计规范及主管部门规定等。

2、设计范围：控制系统主电路及控制电路设计、程序设计、施工图设计。

3、设计成果：课程设计报告（设计说明书及计算书等），主电路图、控制电路图、流程图、I/O端子接线图、梯形图及程序。

（所有成果均应为打印稿）五、日程安排本次课程设计时间共1周，进度安排如下：设计准备，熟悉有关电气设计规范，熟悉课题设计要求及内容。

（1天）分析控制要求、主电路及控制电路方案设计。

（1天）绘制控制流程图、I/O端子接线图。

（1天）梯形图设计、编制程序及程序说明。

（1天）整理计算书及图纸、写课程设计报告。

（1天）简介PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。

它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。

据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。

专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、CAD/CAM将成为工业生产的三大支柱。

由于PLC具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制,特别对多岔路口的控制可方便地实现。

因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。

1.PLC的特点及应用1.1概述可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。

电气控制与plc 课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电气控制系统的基本原理和组成部分；2. 掌握PLC编程的基本指令和程序设计方法；3. 学习电气控制与PLC在实际工程中的应用。

技能目标：1. 能够正确绘制电气控制系统的原理图和接线图；2. 能够运用PLC进行逻辑控制和程序设计；3. 能够分析和解决电气控制与PLC系统中的常见问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电气控制与PLC技术的兴趣，激发其探索精神；2. 培养学生的团队合作意识，学会与他人共同解决问题；3. 增强学生的工程意识，使其认识到电气控制与PLC技术在工业生产中的重要性。

课程性质：本课程为电气工程及其自动化专业核心课程，旨在培养学生的电气控制与PLC应用能力。

学生特点：学生具备一定的电气基础和编程能力，对实际工程应用有较高的兴趣。

教学要求：结合实际工程案例，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 电气控制系统的基本原理与组成- 介绍电气控制系统的工作原理和基本组成部分；- 分析常用低压电器及其功能。

2. PLC基础知识与编程技术- 概述PLC的发展历程、结构及工作原理；- 掌握PLC的基本指令、编程方法和应用实例。

3. 电气控制与PLC应用案例分析- 分析典型电气控制系统的设计方法；- 介绍PLC在不同行业中的应用案例。

4. 实践操作与问题解决- 开展电气控制系统接线与调试实践；- 进行PLC编程与逻辑控制实践；- 解决电气控制与PLC系统中的实际问题。

教学大纲安排：第一周：电气控制系统的基本原理与组成第二周：PLC基础知识与编程技术第三周：电气控制与PLC应用案例分析第四周：实践操作与问题解决教材章节：1. 电气控制系统的基本原理与组成（第一章）2. PLC基础知识与编程技术（第二章）3. 电气控制与PLC应用案例分析（第三章）4. 实践操作与问题解决（第四章）教学内容确保科学性和系统性，注重理论与实践相结合，使学生能够掌握电气控制与PLC技术的核心知识，提高实际操作能力。

电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：郭忠南等说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。

2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。

电气工程学院教务科电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：郭忠南等说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。

2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。

电气工程学院教务科电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：郭忠南等说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。

2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。

电气工程学院教务科电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：郭忠南等说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。

2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。

电气工程学院教务科电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：郭忠南等说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。

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电气工程学院教务科电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：郭忠南等说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。

2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。

电气工程学院教务科电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC课程设计基层教学单位：电气工程及自动化系指导教师：郭忠南等说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。

2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。

2014年电气控制与PLC课程设计题目一：四层电梯自动控制系统（学号尾号为奇数的同学做）一、设计任务书1、对于各层楼的按键和开关门，需要用欧姆龙CMP1A系列PLC进行控制，包括PLC对各楼层信号的检测，楼层呼叫信号检测、开关门控制、最终控制电梯正反转信号的输出等。

电梯电机额定功率为13kw，供电电压为三相四线制AC380V。

2、控制要求：1）自动响应层楼呼唤信号(含上呼唤和下呼唤)。

2）自动响应轿厢服务指令信号。

3）自动完成轿厢层楼位置显示(数码管方式)。

4）自动显示电梯运行方向（上箭头和下箭头）。

5）系统提供的输入控制信号。

6）系统需要输出的开关控制信号.二、课题要求1、按题意要求，进行方案比较，并选定设计方案。

2、画出电梯控制系统的电气控制图并加以说明。

3、设计PLC接线图，I/O分配、梯形图设计及指令表。

4、完成PLC 端子接线工作, 并利用编程电缆输入梯形图控制程序，完成调试。

5、完成课程设计说明书。

二、格式（目录）1、设计任务书。

2、设计方案的选择。

3、电气主电路图。

4、控制电路和保护电路图。

5、PLC接线图，I/O分配、梯形图设计及指令表。

6、所有低压电气电器型号选择清单（包括电源、电机、按钮、指示灯、LED、限位开关、PLC型号及模块、热继电器、接触器等）。

7、参考文献。

题目二：5条皮带机上料控制系统(学号尾号为偶数的同学做)一、设计任务书1、设计5条皮带机上料控制系统，每条皮带机由1台三相异步电机控制，每台电机设有过载（热继电器）、堵转（过电流继电器）、皮带打滑（欠电流继电器）保护，需要用欧姆龙CMP系列PLC进行控制。

皮带机额定功率为7.5kw，供电电电压为三相四线制AC380V2、控制要求：1）每台皮带机均设有手动启动按钮和停车按钮，用于检修、测试或单独控制，并且都具有过载、堵转、皮带打滑保护。

2）自动运行时：启动顺序为大号皮带先启动，分别延时5s后依次启动小号皮带，如按下启动按钮后，5号皮带机先启动，5s后4号皮带机启动，再过5s后3号皮带机启动，等等。

《电气与PLC 控制系统设计》指导及任务书设计课题:专 业学 生 姓 名班级学号 指 导 教 师 胡国文设 计 地 占 八、、起 至 时 间 2018.12.10-2018.12.21 发 放 日 期 2018年12月10日电气工程学院一、设计指导及要求1、 根据设计题目要求正确选择控制方案，查阅参考资料；2、 绘制电气控制原理图，正确选择电器元件；3、 设计部分工艺图纸 ＜电气柜、控制面板、电器元件布置图、安装接线图 等，取其中之一）；4、 正确设计PLC 梯形图和编制程序，进行接口分配；5、 编制完整的设计说明书、使用说明书、设计小结。

注：具体设计题目及要求见以下六、设计课题及要求。

6、根据人数，按 5-6人为一组，分成多个设计小组。

7、以设计小组为单位，就设计课题进行深入分析，明确工作的内容，并 收集、准备相关的技术资料。

8、各小组根据自己的工作内容，在教师指导下，按方案设计、初步设计 、工程图设计的顺序完成课程设计的任务。

、设计任务1. 选择 ＜或根据指导老师）所给定的几个课题中的一个课题进行设计，并 绘制电气控制原理图，选择电器元件，制定元件目录表。

2. 设计并绘制工艺图，完成上述 2 中图纸要求，并完成上述 3中一项图纸 要求。

3. 编制设计说明书、使用说明书、设计小结。

三、设计说明书要求1、设计目的；2、设计任务；3、设计内容与要求 ＜包括工作原理介绍）；四、使用说明书要求 1、概述；2、工作原理；3、主要技术指标及特点；4、使用要求；5、注意事项。

五、其它要求1、有关图形符号应注意采用新国标进行设计。

2、设计的图纸、绘图工具、绘图板等自备或集中向学校有关部门借用或 购买＜要求用 2 号图纸）。

3、要求先设计出继电接触控制系统，后设计出PLC 控制系统，并设计出PLC 梯形图和I/O 口分配图及PLC 选型。

4、设计计算说明， 元器件选择计算及参考说明；5、 6二曲十元器表； 参考文献六、设计课题及要求课题一：装卸料小车PLC控制设计＜一）设计原始资料和控制要求图1一小车运行在A B两轴之间，在A B两地各设一个限位开关如图所示，小车在A点时＜后限位开关受压动作），操作控制按钮可使小车向前行至料斗下停止，装料再返回A地将料卸下。

《电气控制与P1C技术》课程设计任务书1.必选项目：（以下两个项目为必做项目。

）1.1正次品分拣机1.1.1课程设计目的（1）加深对定时器的理解，掌握各类定时器的使用方法。

（2）理解企业车间产品的分捡原理。

112控制要求及参考图1.1正次品分拣模拟控制图（1）控制要求①用启动和停止按钮控制电动机M运行和停止。

在电动机运行时，被检测的产品（包括正、次品）在皮带上运送。

②产品（包括正、次品）在皮带上运送时，S1（检测器）检测到的次品，经过5秒传送，到达次品剔除位置时，启动电磁铁Y驱动剔除装置，剔除次品（电磁铁通电0.1秒），检测器S2检测到的次品，经过3秒传送，启动Y,剔除次品；正品继续向前输送。

正次品分拣操作流程如图1.2所示。

图1.2正次品分拣流程图（2）参考电路P1CI/O端口分配及参考电路图:SB110.0M启动按钮SB210.1M停止按钮SQ110.2检测站1SQ210.3检测站2M Q0.0电动机（传送带驱动）,Y Q0.1次品剔除P1C+MV■"M O'JD ------ —I―T1 ___-+24V N二2≡M图1.3正次品分拣机P1C电气原理图1.1.3.课程设计内容及要求（1）按参考电路图完成P1C程序并调试。

（2）分析各种定时器的使用方法及不同之处。

（3）总结程序输入、调试的方法和经验。

（4）试将S1作为产品计数的检测装置，对每日产量进行统计。

（5）程序要求增加皮带传送机构不工作时，检测机构不允许工作（剔除机构不动作），编写梯形图控制程序。

1.2交通灯自动控制1.2.1课程设计目的（1）练习定时器、计数器的基本使用方法。

（2）掌握P1C的编程和调试方法。

（3）对应用P1C解决实际问题的全过程有个初步了解。

图14交通灯模拟控制122控制要求及参考交通路口红、黄、绿灯的基本控制要求如下：路口某方向绿灯显示（另一方向亮红灯）10秒后，黄灯以占空比为50%的一秒周期（0.5秒脉冲宽度）闪烁3次（另一方向亮红灯），然后变为红灯（另一方向绿灯亮、黄灯闪烁），如此循环工作。