1、电气控制系统与可编程控制器课程设计指导书2013 年 11 月 7 日2课程名称：电气控制系统与可编程控制器英文名称：System of Electric Control and Programmable Logic Controller1 课程设计的目的及任务1.1 课程设计的目的本课程是一门实践性较强的专业课，通过了讲授常用低压控制电器，继电接触控制线路的基本环节，典型生产机械的电气控制线路及可编程控制器的原理及应用，在学生掌握了常用电器的结构、使用方法、常规控制线路的控制线路能分析和设计、典型微机化可编程控制器的工作原理、编程方法和硬件设计方法的基础上能进行工程应用。根据专业教学计划与教
2、学大纲的规定，本课程应有一周的课程设计。通过一定的课题，使学生巩固本课程的基础知识。提高运算、查阅资料、制图和设计的独立工作能力。1.2 课程设计的任务本实践环节主要以一台组合机床主要应用对象，设计符合控制要求的电气控制原理图及接线图，选择所用电器元件并写出课程设计的报告书。2 课程设计的内容与要求每位同学根据下面给出的设计题目与要求，独立完成设计任务。题目 1：某组合机床的 PLC 控制系统设计1# 2#SQ1 SQ2SQ3 SQ4SQ6SQ5 M4M3 M2M如图所示为某一组合机床的示意图，左面为 1#箱体移动式动力头。主轴电机 M1 为 4KW、1440转/分钟，1 #箱体的工作进给电机
3、为 M3；右面为 2#箱体移动式动力头。主轴电机 M2 为5.5KW、1440 转/ 分钟，2 #箱体的工作进给电机为 M4，快速电机 M5 为 1.5KW、1450 转/分钟。具体要求如下：（1）左、右两动力头均要求快进工进快退的工作循环。（2）可使左、右两动力头同时工作，也可进行单独调整。（3）加工过程中需要进行冷却。（4）应有电源有信号指示，动力头正在工作信号指示。（5）应有局部照明必要的保护环节。（6）电器元件应有专门的配电柜，采用板前配线。题目 2：某组合机床的 PLC 控制系统设计3具体要求如下：（1）共有五台电动机：平铣头主轴传动电动机 JO2-41-4 型 M1立铣头主轴传动电
4、动机 JO2-31-4 型 M2 工作台纵向工作进给电动机 JO2-21-4 型 M3工作台纵向快速进给电动机 JO2-21-4 型 M4冷却泵电动机 JCE-22 型 M5（2）M1 和 M2 用按钮 SB1 和 SB2 进行起停操纵，单方向运转，并要求电气制动。（3）只有 M1 和 M2 开动时，才能用另一转换开关 QS5 开启冷却泵电动机 M5。（4）进给电动机 M3 只做单一方向旋转（相当于工作台向右工作进给） 。由进给起停按钮 SB3 和SB4 进行操纵。（5）工作台向右工作进给至终点后，应由行程开关 SQ3 发令使主轴和进给电动机 M1-M3 自动停止。（6）快速进给电动机 M4
5、可由“向右” ， “向左”快进按钮 SQ5 或 SQ6 进行点动操纵，但在工作进给时无效。左右都应有限位保护环节。（7）应有局部照明，信号指示及必要的保护环节。题目 3：某车床的 PLC 控制系统设计具体要求如下：（1）主轴电机：JO2-71-4 22KW 一台油泵电机：JCB-22 0.125KW 一台冷却泵电机：JCB-22 0.125KW 一台快速移动电机 JO2-12-4 0.8KW 一台（2）主电动机应有正转，反转，停止的两处控制。正转点动只要求一处控制。（3）快速电机只要求正转点动，机械手柄变换进刀方向。（4）冷却泵电机：应有单独的开关控制。（5）油泵电机只负责主轴变速齿轮的润滑随
6、主电机一起转动，只允许正转。（6）主轴电机要求有电气制动环节。（7）应有局部照明及有电信号指示。（8）应有完备的保护环节。题目 4：某四 节 传 送 带 PLC 控 制 系 统 设计1、 控 制 工 艺 要 求 ：有 一 个 用 四 条 皮 带 运 输 机 的 传 送 系 统 ， 分 别 用 四 台 异 电 动 机 M1、 M2、 M3、 M4（ 型 号 ： JO2-41-4）带 动 ， 控 制 要 求 如 下 ：启 动 时 先 起 动 最 末 一 条 皮 带 机 ， 经 过 5 秒 延 时 ， 再 依 次 起 动 其 它 皮 带 机 。停 止 时 应 先 停 止 最 前 一 条 皮 带 机
7、， 待 料 运 送 完 毕 后 再 依 次 停 止 其 它 皮 带 机 。当 某 条 皮 带 机 发 生 故 障 时 ， 该 皮 带 机 及 其 前 面 的 皮 带 机 立 即 停 止 ， 而 该 皮 带 机 以 后 的 皮 带 机 待运 完 后 才 停 止 。 例 如 M2 故 障 ， M1、 M2 立 即 停 ， 经 过 5 秒 延 时 后 ， M3 停 ， 再 过 5 秒 ， M4 停 。当 某 条 皮 带 机 上 有 重 物 时 ， 该 皮 带 机 前 面 的 皮 带 机 停 止 ， 该 皮 带 机 运 行 5 秒 后 停 ， 而 该 皮 带 机以 后 的 皮 带 机 待 料 运 完
8、后 才 停 止 。 例 如 ， M3 上 有 重 物 ， M1、 M2 立 即 停 ， 过 5 秒 ， M3 停 ， 再 过 5 秒 ，M4 停 。42、 四 节 传 送 带 示 意 图 ：3、 启 动 、 停 止 用 动 合 按 钮 来 实 现 。3 具体的方法和步骤1.、学生接到设计题目之后，必须详细了解所设计的系统、应完成的主要任务、工作环境和条件，应达到的自动化水平、生产效率、经济指标、大致的使用年限，另外还要了解设计的具体要求，包括一般的控制要求及特殊要求等内容。2.、查阅有关的参考书、工具书、期刊、杂志等提出可能实现的方案，对自己设计的方案进行性能和经济指标、使用的难易程度等做全面
9、的衡量。3、确定控制方案，绘制电气原理图，写出电气原理的说明。4、编制梯形图。5、选择电气元件，并编制成表格的形式。6、写出课程设计的报告书。4 课程设计报告书的主要内容1、 设计的具体要求。2、 设计方案确定的主要理由。3、 设备选型。4、 电器元件的计算和选用。5、 主要电气原理的说明。6、 电气原理图、I/O 分配接线图。7、 梯形图。8、 电器元件明细表。9、 完成的日期。课程设计分“电路原理设计、软件编程、系统联调、撰写报告”4 项子任务。教师分阶段提出问题、解答学生的疑问，检查学生的进度和完成情况。5 课程设计分配时间： 一周实验室地点： PLC 实验室6 实训成绩评定1电路原理设计及系统运行效果：70 分2.实训报告：30 分。57 参考资料1、常晓玲.工厂电气控制技术与 PLC.北京:机械工业出版社，20002、机械设计手册3、电工手册4、组合机床设计（电气部分） 上下册5、工厂常用电气设备手册 上下册2013 年 11 月 7 日
