1、1可编程控制器课程设计任务书一、设计题目：小车行驶的 PLC 控制系统设计二、设计目的本课程设计是本门课程课堂教学的延伸和发展，是理论知识与工程实践之间的衔接。课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创
2、造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。在专业知识与研究方法方面为日后的毕业设计乃至毕业后的工作奠定良好的基础。三、设计要求(1) 在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。2(2) 在方案确定过程中应主动提出问题，广泛讨论，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。(3) 要求电气原理图设计可行，基本能够实现课题要求的功能。程序流程框图绘制规范。(4)本设计全班同学分小组完成，每小组 68 名学
3、生，要求所有学生都参与设计过程，每位学生承担一部分任务。(5)设计完成后，每组学生要求提交一份设计报告。报告内容包括：1. 设计原理2.设计内容：包括设计系统功能、选用器件及器件相关功能介绍、设计系统原理图（电阻、电容等要标明参数） 、所编写的相关程序以及程序流程图、设计心得体会、参考文献。3.程序流程图4.程序清单5.设计总结（体会）四、设计过程1、设计子课题 小车行驶的 PLC 控制系统设计2、设计内容某生产自动线，用电动机拖动小车，如图 1 所示，电动正转小车前进，电动机反转小车后退。对小车运行的控制要求为：1、当小车处在原位时，压下原位限位开关 SQ0，原位指示灯亮。2、按下启动按钮
4、SB1，小车从原点 A 出发驶向 1 号位，抵达后限位开关 SQ1动作，小车停止前进，并立即返回原位。33、当小车返回原位后，碰到原位限位开关 SQ0，小车停止前进，并驶向 2 号位。4、到达 2 号位后，小车碰到限位开关 SQ2，小车停止前进，并立即返回原位。5、当小车返回原位后，碰到原位限位开关 SQ0，小车停止前进，并驶向 3 号位。6、到达 3 号位后，小车碰到限位开关 SQ3，小车停止前进，并立即返回原位。7、小车运行一周后，返回原位并压下原位限位开关 SQ0，小车停止运行。此外，根据需要，若接通连续运行开关，则小车在运行一周后能够继续重复运行，直至按下停止按钮停车。图 1 小车运行
5、示意图3. 步骤(1) 根据要求拟定设计任务。(2) 系统总体方案的确定(3) PLC 选择及 I/O 及其它 PLC 元器件分配(4) 程序框图和梯形图设计(5) 总体检查、修改、补充及完善。主要内容包括：(6) 撰写设计报告题目五：小车行驶的 PLC 控制系统设计一、课题内容及控制要求4某生产自动线，用电动机拖动小车，如图 1 所示，电动正转小车前进，电动机反转小车后退。对小车运行的控制要求为：1、当小车处在原位时，压下原位限位开关 SQ0，原位指示灯亮。2、按下启动按钮 SB1，小车从原点 A 出发驶向 1 号位，抵达后限位开关 SQ1动作，小车停止前进，并立即返回原位。3、当小车返回原
6、位后，碰到原位限位开关 SQ0，小车停止前进，并驶向 2 号位。4、到达 2 号位后，小车碰到限位开关 SQ2，小车停止前进，并立即返回原位。5、当小车返回原位后，碰到原位限位开关 SQ0，小车停止前进，并驶向 3 号位。6、到达 3 号位后，小车碰到限位开关 SQ3，小车停止前进，并立即返回原位。7、小车运行一周后，返回原位并压下原位限位开关 SQ0，小车停止运行。此外，根据需要，若接通连续运行开关，则小车在运行一周后能够继续重复运行，直至按下停止按钮停车。图 1 小车运行示意图二、设计任务1、根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括 PLC 硬件配置电路。2、根据控制要求，编制小车
7、行驶 PLC 控制程序。3、编写设计说明书，内容包括： 设计过程和有关说明。 基于 PLC 的小车行驶电气控制电路图。 PLC 控制程序（梯形图） 。 PLC 选择及 I/O 及其它 PLC 元器件分配。 电气设备明细表。 参考资料、参考书及参考手册。 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5及解决方法、对课程设计的认识和建议等。工程技术学院课程设计题 目：小车行驶的 PLC 控制系统设计 专 业：热能与动力工程 年 级：2011 级 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期：2013.7 6云南农业大学工程技术学院目录可编程控制器课程设计任务书 3附录 6PLC 在生产
8、线转运小车控制系统中的应用说明书 .8引言 8控制要求 .8系统总体设计方案 9PLC 选型及 I/O 接线图 10程序控制设计 11结束语 15参考文献 15课程设计指导老师评审标准及成绩评定 15附件 .177可编程控制器课程设计任务书一、设计题目：小车行驶的 PLC 控制系统设计二、设计目的本课程设计是本门课程课堂教学的延伸和发展，是理论知识与工程实践之间的衔接。课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。设计必须满足生产设备和生产工艺的
9、要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。在专业知识与研究方法方面为日后的毕业设计乃至毕业后的工作奠定良好的基础。三、设计要求(1) 在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。8(2) 在方案确定过程中应主动提出问题
10、，广泛讨论，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。(3) 要求电气原理图设计可行，基本能够实现课题要求的功能。程序流程框图绘制规范。(4)本设计全班同学分小组完成，每小组 68 名学生，要求所有学生都参与设计过程，每位学生承担一部分任务。(5)设计完成后，每组学生要求提交一份设计报告。报告内容包括：1. 设计原理2.设计内容：包括设计系统功能、选用器件及器件相关功能介绍、设计系统原理图（电阻、电容等要标明参数） 、所编写的相关程序以及程序流程图、设计心得体会、参考文献。3.程序流程图4.程序清单5.设计总结（体会）四、设计过程1、设计子课题 小车行驶的 PLC 控
11、制系统设计2、设计内容 见附录3. 步骤(1) 根据要求拟定设计任务。(2) 系统总体方案的确定(3) PLC 选择及 I/O 及其它 PLC 元器件分配9(4) 程序框图和梯形图设计(5) 总体检查、修改、补充及完善。主要内容包括：(6) 撰写设计报告五、成绩评定成绩考核分为优、良、中、及格、不及格五个等级，各等级具体要求如下：优：设计思路清晰，设计系统功能完整，电路设计合理，选用外围器件功能适用并且参数正确，各功能模块划分完善，程序及流程图正确，设计报告能完整阐述设计过程。良：设计思路清晰，设计系统功能完整，电路设计基本合理，选用外围器件功能适用，各功能模块有适当划分，程序及流程图有少许错
12、误，设计报告能清楚阐述设计过程，无明显设计错误。中：设计思路基本清晰，设计系统功能基本达到设计要求，电路设计合理无严重错误，选用外围器件功能适用，能编写核心部分程序及流程图，设计报告能阐述设计过程，无较多设计错误。及格：设计思路基本清晰，设计系统功能不太完整，电路设计有一定缺陷，能够选用部分外围器件配合单片机工作，能编写核心部分程序，设计报告能阐述设计过程，无较多设计错误。不及格：设计系统功能不能达到设计要求，电路设计有较明显缺陷，选用外围器件不适用，程序设计有较严重错误，设计报告未能阐述设计过程。或抄袭行为严重。设计指导教师(签字)： 10附录 题目五：小车行驶的 PLC 控制系统设计一、课
13、题内容及控制要求某生产自动线，用电动机拖动小车，如图 1 所示，电动正转小车前进，电动机反转小车后退。对小车运行的控制要求为：1、当小车处在原位时，压下原位限位开关 SQ0，原位指示灯亮。2、按下启动按钮 SB1，小车从原点 A 出发驶向 1 号位，抵达后限位开关 SQ1动作，小车停止前进，并立即返回原位。3、当小车返回原位后，碰到原位限位开关 SQ0，小车停止前进，并驶向 2 号位。4、到达 2 号位后，小车碰到限位开关 SQ2，小车停止前进，并立即返回原位。5、当小车返回原位后，碰到原位限位开关 SQ0，小车停止前进，并驶向 3 号位。6、到达 3 号位后，小车碰到限位开关 SQ3，小车停
14、止前进，并立即返回原位。7、小车运行一周后，返回原位并压下原位限位开关 SQ0，小车停止运行。此外，根据需要，若接通连续运行开关，则小车在运行一周后能够继续重复运行，直至按下停止按钮停车。图 1 小车运行示意图二、设计任务1、根据控制要求，进行电气控制系统硬件电路设计，包括 PLC 硬件配置电路。2、根据控制要求，编制小车行驶 PLC 控制程序。3、编写设计说明书，内容包括： 设计过程和有关说明。11 基于 PLC 的小车行驶电气控制电路图。 PLC 控制程序（梯形图） 。 PLC 选择及 I/O 及其它 PLC 元器件分配。 电气设备明细表。 参考资料、参考书及参考手册。 其他需要说明的问题
15、，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。12PLC 在生产线转运小车控制系统中的应用说明书1、 引言在自动生产线上，各工序之间的物品常用有轨小车来转运，例如，倒料，运货等等。小车通常采用电动机驱动，电动机正转小车前进，电动机反转小车后退。2 、控制要求对小车运行的控制要求为:小车从原位 A 出发驶向 1 号位，抵达后立即返回原位;接着又从原位 A 出发直接驶向 2 号位，抵达后又立即返回原位;第三次还从原位 A 出发，直接驶向 3 号位，抵达后仍立即返回原位，如图 1 所示:图 1 小车行驶示意图根据工作需要，可以将上述三次运行作为一个周期，每个周期间
16、小车可以停顿若干时间。也可以无须停顿而重复上述过程，直至按下停止按钮为止。133、系统总体设计方案（1）总体思想在自动行驶小车控制系统中以 PLC 为核心，通过各种输入端接收各种输入信号，处理后经输出端输出控制信号，以及控制器里的继电器和移位寄存器等电器开关的开通与闭合来控制小车的左行、右行与停止。根据控制任务和设计要求所设计的方案流程如图 2 所示图 2 自动行驶小车控制系统方案流程图 在图 2 中 可以看到，本次设计的核心思想，通过 PLC 控制电机的正转和反转达到小车的前进和后退，并在一定条件下停止运行，实现了对小车的自动控制 满足了工业生产的要求。 （2）主电路设计本设计重点内容之一是
17、设计电动机的正反转控制逻辑 电动机的正反转决定了小车的前进后退 因此合理的设计电动机的正反转逻辑是一项必要并且非常重要的任务。本文设计的电动机正反转的思想是把三相异步电动机的三相中的任意两相互换 电机可由正转变PLC电动机正转电动机反转小车前进小车后退小车停转14成反转。为了保证两个接触器不能同时得电 提高可靠性 还需加入互锁电路 集合以上要求 该控制系统的主电路如图 3 所示图 3 控制系统的主电路4、 PLC 选型及 I/O 接线图根据控制要求，系统的输入量有:启、停按钮信号;1 号位、2 号位、3 号位限位开关信号;连续运行开关信号和原位点限位开关信号。系统的输出信号有:运行指示 和原位
18、点指示输出信号;前进、后退控制电机接触器驱动信号。共需实际输入点数 7 个，输出点数 4 个。选用日本三菱公司 F-20M 产品，其输入点数 12，输出 点数 8。小车行驶控制系统 PLC I/O 接线图如图 3 所示:15图 4 PLC I/O 接线图可将控制系统所有输入和输出元件分别分配到 PLC 各个输入输出点上 如下表 5 所示表 55、控制程序设计小车运行控制过程如下:(1) 小车处于原位 压下原位限位开关 SQO，X401 接通 Y430，16原位指示灯亮。(2) 小车行驶至 1 号位返回原位 按下启动按钮 SB1，Y431 被X400 触点接通并自锁，运行指示灯亮并保持整个运行过
19、程。此时Y431 的常开触点接通移位寄 存器的数据输入端 IN，M100 置1(其常闭触点断开，常开触点闭合) ，M100 和 X402 的触点接通Y432 线圈，前进接触器 KM2 得电吸合，电动机正转，小车驶向 1号位。当小车到达 1 号位时，限位开关 SQ1 动作，X402 常闭触点断开 Y432 线圈，KM3 失电释放，电动机停转，小车停止前进。与此同时 X402 接通移位寄存器移位输入 CP 端，将 M100 中的“1”移到 M101，M101 常闭触点断开，M100 补“0”，而 M101 常开触点闭合，Y433 接通，接触器 KM4 得电吸合，电动机反转，小车后退，返回原位。(3
20、) 小车行驶至 2 号位又返回原位 当小车碰到原位限位开关SQO，X401 断开 Y433 线圈通路，KM4 失电释放，电动机停转，小车停止。X401 与 M101 接通移位输入通路，M102 接 通 Y432线圈，小车驶向 2 号位。当小车再次到达 1 号位时，虽然 SQ1 动作，X402 动作，但因为 M102 和 X402 仍接通 Y432，M100 为“0”， 所以不影响小车继续驶向 2 号位。直至小车碰到 2 号位限位开关 SQ2， X403 断开 Y432，小车才停止前进。与此同时，X403与 M102 接通移位输入通 路，将 M102 中的“1”移到M103，M103 为“1”，
21、其余的位上全为“0”。M103 接通 Y433 线圈，小车返回原位。17(4) 小车行驶至 3 号位再返回原位 当小车碰到原位限位开关 SQO后，小车停止后退。同时 M103 和 X401 接通移位输入通路，M104 和 X404 接通 Y432，小车向 3 号位驶去。小车再次 经过 1号位和 2 号位，但因为 M100M103 均为“0”，不会移位，M104和 X404 仍接通 Y432，直到小车碰到 3 号位限位开关 SQ3 动作， X404 才断开 Y432 线圈，小车才停止前进。这时 M104 和 X404接通移位输入通路，M104 移位到 M105，M405 为“1”，其它位为“0”
22、， M105 和 X401 接通 Y433，电机反转，小车后退返回原位。(5) 小车运行一个周期 小车运行一个周期返回原位后压下原位限位开关 SQO，X401 又断开 Y433，小车停止运行。同时 M105 和X401 接通移位输入通路， M105 移位到 M106，M106 为“1”，其余位为“0”，即 M100M105 的常开触点均为断态，这时如果连续运行开关 S 仍未合上，X405 仍断开，那么移位寄存 器不会复位，M100 仍为“0”，则小车正向出发往返运行三次(一个周期)后，就在原位停下来了。(6) 小车连续运行与停止 如果需要小车在运行一个周期后，继续运行下去，则合上连续运行开关
23、S, X405、X401 和 M106 接通复位输入端 R，移位寄存器复位， M100 重新置“1” ，M100 与 X402 又接通 Y432，小车又开始第二个周期的运 行，并且一个周期又一个周期地连续运行下去，直到按下停机按钮 SB2, X407 触点断开，Y432 和 Y433 线圈断开，小车才会立即停止运行。同理，如果发18生意外情况，不论小车运行在什么位置，只要按下停车按钮 SB2，电动机立即停转，小车停止运行。小车 PLC 控制系统梯形图如图 6 所示:图 6 PLC 控制梯形图195 、结束语自动生产线上使用的转运小车，是常用的生产设备，它运行正常与否，对生产影响很大。该控制系统
24、具有简单可靠地优点，有借鉴的价值6、参考文献1 漆汉宏. PLC 电气控制技术.机械工业出版社,2007.2 李建兴.可编程控制器应用技术 M.机械工业出版社,2004.7、课程设计指导教师评审标准及成绩评定序号 评审项目 评审指标 评价比例 实际得分1 工作量、工作态度 工作量完成情况，论文（设计） 难易程度，有体 现本专业基本训练的内容；工作纪律、作风是否 严谨。 20%2 调查论证 独立查阅文献、调研情况；开题报 告完成情况；综合归纳、收集和正确利用各种信息的能力。 15%3 实验、设计方案与实验技能实验、设计方案合理、可行；独立操作实验，数据采集、 计算、处理的能力；结构设计、工艺、推
25、导正确或程序运行是否可靠。 20%4 分析与解决问 题的能力 运用所学知识和技能及获取新知识去发现与解决实际问题的能力；对课题进行理论分析的能力，得出 结论情况。 20%5 设计（计算）说明书质量立论正确，论据充分，结论严谨合理；实验正确，分析、 处理问题科学；结构格式符合论文（设计）要求；文理、技 术用语 正确规范；图表完成情况。20%6 创 新 工作有创新意识；对前人工作有改进、突破，或有独特见解及应用价值情况。 5%评定成绩： 100%20附件图 3 控制系统的主电路图 4 PLC I/O 接线图21表 522图 6 PLC 控制梯形图23转换成指令如下：0 LD X401 18 ANB
26、 X4011 OUT Y000 19 ORB 2 LD X401 20 LD M1023 AND X400 21 ANB X4014 OR Y431 22 ORB5 ANI M101 23 LD M1036 OUT Y431 24 ANB X4017 LD Y431 25 ORB8 ANI M101 26 LD M1049 ANI M102 27 ANB X40410 ANI M103 28 ORB 11 ANI M104 29 LD M10512 ANI M105 30 ANB X40113 ANI M106 31 ORB14 IN OUT 32 CP15 LD M100 33 SFT16 ANB X402 34 LD M10617 LD M101 35 ANB X4012436 ANB X40537 ORI X40738 R RST40 ANI X40241 LD M10242 ANI X40343 ORB44 LD M10445 ANI X40446 ORB47 ANI X40748 OUT Y43249 LD M10150 OR M10351 OR M10552 ANI X40153 ANI X40754 OUT Y433
