《電器控制與PLC技術(shù)》課程設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐課題集
目 錄
課題1： 十字路口交通信號(hào)燈PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試
課題2： PLC 控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試
課題3： 五層電梯模型 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試
課題4： 五相十拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試
課題5： 機(jī)械手操作控制裝置
課題6： 工業(yè)鏟車(chē)操作控制
課題7： 車(chē)輛出入庫(kù)管理
課題8： 自動(dòng)門(mén)控制裝置
課題9： 三相六拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試
課題10：鋸齒波發(fā)生器
課題11：十字路口交通信號(hào)燈PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試
課題12：全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制
課題13：四分頻電路梯形圖設(shè)計(jì)
課題14：飲料罐裝生產(chǎn)流水線的PLC控制
課題15：汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置PLC控制
課題16：PLC在三面銑組合機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
課題17：PLC在車(chē)鏜專機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
課題1：十字路口交通信號(hào)燈PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試
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一、控制要求：
1． 系統(tǒng)工作受開(kāi)關(guān)控制，起動(dòng)開(kāi)關(guān) ON 則系統(tǒng)工作；起動(dòng)開(kāi)關(guān) OFF 則系統(tǒng)停
止工作。
2．控制對(duì)象有八個(gè)：
東西方向紅燈兩個(gè) , 南北方向紅燈兩個(gè)，
東西方向黃燈兩個(gè) , 南北方向黃燈兩個(gè)，
東西方向綠燈兩個(gè) , 南北方向綠燈兩個(gè)，
東西方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個(gè)，南北方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個(gè)。
3．控制規(guī)律：
1） 高峰時(shí)段按時(shí)序圖二（見(jiàn)附圖）運(yùn)行， 正常時(shí)段按時(shí)序圖三（見(jiàn)附圖）運(yùn)行，晚上時(shí)段按提示警告方式運(yùn)行，規(guī)律為： 東、南、西、北四個(gè)黃燈全部閃亮，其余燈全部熄滅，黃燈閃亮按亮 0.4 秒，暗 0.6 秒的規(guī)律反復(fù)循環(huán)。
2） 高峰時(shí)段、 正常時(shí)段及晚上時(shí)段的時(shí)序分配按時(shí)序圖一運(yùn)行(見(jiàn)附圖)。
二、課題要求：
1．按題意要求,畫(huà)出 PLC 端子接線圖、控制梯形圖。
2．完成 PLC 端子接線工作, 并利用編程器輸入梯形圖控制程序，完成調(diào)試。
3. 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
三、答辯問(wèn)題：
1．正常時(shí)段 6:30 的起始時(shí)間改為 5:30，梯形圖作如何改動(dòng)?
2．高峰時(shí)段 16:30 的起始時(shí)間改為 16:00，梯形圖作如何改動(dòng)？
3．正常時(shí)段東西左轉(zhuǎn)彎綠燈 45 秒的起始時(shí)間改為 40秒，梯形圖作如何改動(dòng)?
4．高峰時(shí)段東西左轉(zhuǎn)彎綠燈 55 秒的起始時(shí)間改為 60秒，梯形圖作如何改動(dòng)?
5．如何在交通控制燈起動(dòng)時(shí)，校正當(dāng)時(shí)的時(shí)鐘?
課題2：PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試
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一、控制要求：
1．變頻調(diào)速器受 0 ～ 10V 輸入電壓控制：
0V 輸出頻率為 0HZ，對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為 0 r/min；
5V 輸出頻率為 50HZ，對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為 1500 r/min；
10V 輸出頻率為 100HZ，對(duì)應(yīng)同步轉(zhuǎn)速為 3000 r/min；
輸入電壓與輸出頻率按線性關(guān)系變化。
2．要求輸出轉(zhuǎn)速按下圖（見(jiàn)附圖）函數(shù)變化，請(qǐng)編寫(xiě)梯形圖控制程序，并完成調(diào)試。
3．改變輸出轉(zhuǎn)速～時(shí)間變化函數(shù)，重復(fù)上述過(guò)程。
二、課題要求：
1．按題意要求，畫(huà)出 PLC 端子接線圖及控制梯形圖。
2．完成 PLC 端子接線工作, 并利用編程器輸入梯形圖控制程序，完成調(diào)試。
3. 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
三、答辯問(wèn)題：
1． 如何利用 D/A1 來(lái)輸出五個(gè)斜率大于零的鋸齒波 (見(jiàn)附圖)？
2． 如何利用 D/A1 來(lái)輸出六個(gè)斜率小于零的鋸齒波 (見(jiàn)附圖)？
如何利用 D/A2 來(lái)輸出三個(gè)三角波 (見(jiàn)附圖)？
4．當(dāng)輸出的函數(shù)波形的時(shí)間座標(biāo)改為小時(shí)，梯形圖作何改動(dòng)?
5．當(dāng)輸出的函數(shù)波形的電壓座標(biāo)有改動(dòng)，梯形圖作何改動(dòng)?
課題3：五層電梯模型 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試
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一、控制要求：
1．系統(tǒng)應(yīng)具備：有司機(jī)、無(wú)司機(jī)、消防三種工作模式。
2．系統(tǒng)應(yīng)具備下列幾項(xiàng)控制功能:
1）自動(dòng)響應(yīng)層樓召喚信號(hào)(含上召喚和下召喚)。
2）自動(dòng)響應(yīng)轎廂服務(wù)指令信號(hào)。
3）自動(dòng)完成轎廂層樓位置顯示(二進(jìn)制方式)。
4）自動(dòng)顯示電梯運(yùn)行方向。
5）具有電梯直達(dá)功能和反向最遠(yuǎn)停站功能。
3．系統(tǒng)提供的輸入控制信號(hào):
AYS 向上行駛按鈕
AYX 向下行駛按鈕
YSJ 有/無(wú)司機(jī)選擇開(kāi)關(guān)
1YC 一樓行程開(kāi)關(guān)
2YC 二樓行程開(kāi)關(guān)
3YC 三樓行程開(kāi)關(guān)
4YC 四樓行程開(kāi)關(guān)
5YC 五樓行程開(kāi)關(guān)
A1J 一樓指令按鈕
A2J 二樓指令按鈕
A3J 三樓指令按鈕
A4J 四樓指令按鈕
A5J 五樓指令按鈕
AJ 指令專用開(kāi)關(guān)(直駛)
ZXF 置消防開(kāi)關(guān)
A1S 一樓上召喚按鈕
A2S 二樓上召喚按鈕
A2X 二樓下召喚按鈕
A3S 三樓上召喚按鈕
A3X 三樓下召喚按鈕
A4S 四樓上召喚按鈕
A4X 四樓下召喚按鈕
A5X 五樓下召喚按鈕
4．系統(tǒng)需要輸出的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)：
KM 開(kāi)門(mén)顯示
GM 關(guān)門(mén)顯示
MGB 門(mén)關(guān)閉顯示
DCS 上行顯示
DCX 下行顯示
S 上行繼電器(控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn))
X 下行繼電器(控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn))
YX 運(yùn)行顯示
A LED 七段顯示器 a 段發(fā)光二極管
B LED 七段顯示器 b 段發(fā)光二極管
C LED 七段顯示器 c 段發(fā)光二極管
D LED 七段顯示器 d 段發(fā)光二極管
E LED 七段顯示器 e 段發(fā)光二極管
F LED 七段顯示器 f 段發(fā)光二極管
G LED 七段顯示器 g 段發(fā)光二極管
1DJA 一樓指令信號(hào)登記顯示
2DJA 二樓指令信號(hào)登記顯示
3DJA 三樓指令信號(hào)登記顯示
4DJA 四樓指令信號(hào)登記顯示
5DJA 五樓指令信號(hào)登記顯示
1DAS 一樓上召喚信號(hào)登記顯示
2DAS 二樓上召喚信號(hào)登記顯示
2DAX 二樓下召喚信號(hào)登記顯示
3DAS 三樓上召喚信號(hào)登記顯示
3DAX 三樓下召喚信號(hào)登記顯示
4DAS 四樓上召喚信號(hào)登記顯示
4DAX 四樓下召喚信號(hào)登記顯示
5DAX 五樓下召喚信號(hào)登記顯示
二、課題要求：
1．按題意要求，畫(huà)出 PLC 端子接線圖及控制梯形圖。
2．完成 PLC 端子接線工作, 并利用編程器輸入梯形圖控制程序，完成調(diào)試。
3. 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
三、答辯問(wèn)題：
1．闡明程序設(shè)計(jì)思想及工作流程。
2．當(dāng)層樓數(shù)增加，開(kāi)關(guān)量輸入和輸出的點(diǎn)數(shù)將作如何變化 ?
3．若需要電梯只服務(wù)于奇數(shù)樓層，梯形圖將作如何變換 ?
4．若需要電梯只服務(wù)于偶數(shù)層樓，梯形圖將作如何變換 ?
5．若需要電梯只服務(wù)于四層及以上樓層，梯形圖將作如何變換 ?
6．若正常運(yùn)行方式作為方式 A ，上述 3、4、5 題運(yùn)行方式作為 方式 B 、方
式 C 、方式 D , 如何采用兩個(gè)輸入開(kāi)關(guān)來(lái)任選其中一個(gè)作為當(dāng)前運(yùn)行方式?
7．電梯控制中清除召喚登記的條件是什么 ?
8．電梯控制中清除指令登記的條件是什么 ?
課題4：五相十拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試
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一、控制要求：
1．五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有五個(gè)繞組: A、B、C、D、E ,
正轉(zhuǎn)順序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB
反轉(zhuǎn)順序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB
2．用五個(gè)開(kāi)關(guān)控制其工作：
1 號(hào)開(kāi)關(guān)控制其運(yùn)行 ( 啟 / 停 )。
2 號(hào)開(kāi)關(guān)控制其低速運(yùn)行 (轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角需 0.5 秒)。
3 號(hào)開(kāi)關(guān)控制其中速運(yùn)行 (轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角需 0.1 秒)。
4 號(hào)開(kāi)關(guān)控制其低速運(yùn)行 (轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角需 0.03 秒)。
5 號(hào)開(kāi)關(guān)控制其轉(zhuǎn)向 ( ON 為正轉(zhuǎn)，OFF 為反轉(zhuǎn) )。
二、課題要求：
1．按題意要求,畫(huà)出 PLC 端子接線圖、控制梯形圖。
2．完成 PLC 端子接線工作, 并利用編程器輸入梯形圖控制程序，完成調(diào)試。
3. 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
三、答辯問(wèn)題：
1．如何利用兩個(gè)按鈕進(jìn)行連續(xù)調(diào)速(上升/下降)。
2．試用三相六拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)上述控制要求2。
正轉(zhuǎn)通電順序?yàn)椋篈→AB→B→BC→C→CA
反轉(zhuǎn)通電順序?yàn)椋?A→CA→C→BC→B→AB
3．設(shè)有五臺(tái)電動(dòng)機(jī)作順序循環(huán)控制,控制時(shí)序如下圖所示：
10001 為運(yùn)行控制開(kāi)關(guān)，試設(shè)計(jì)其梯形圖控制程序。
4. 設(shè)有四臺(tái)電動(dòng)機(jī)作順序循環(huán)控制,控制時(shí)序如下圖所示:
10001 為運(yùn)行啟動(dòng)控制按鈕, 10002為停車(chē)控制按鈕。
采用單相電動(dòng)機(jī)工作，忽略過(guò)載保護(hù)，要求：當(dāng) 10001 啟動(dòng)后，系統(tǒng)開(kāi)始工作，10002 按下后系統(tǒng)起動(dòng)，運(yùn)行三個(gè)循環(huán)后即自動(dòng)停止工作，試設(shè)計(jì)其梯形圖控制程序。
課題5：機(jī)械手操作控制裝置
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一、課題內(nèi)容：
用PLC對(duì)機(jī)械手（實(shí)物模型）操作進(jìn)行控制，設(shè)機(jī)械手起始點(diǎn)位于乙地，工作時(shí)可將工件從甲地取起，將工件翻轉(zhuǎn)后放至丙地，周而復(fù)始完成每個(gè)工件的翻轉(zhuǎn)，機(jī)械手的動(dòng)作步驟如下：
乙地→甲地（左轉(zhuǎn)）→抓取工件→丙地（右轉(zhuǎn)）→放置工件→返回乙地（左轉(zhuǎn)）
輸入輸出點(diǎn)的分配：
10001——左轉(zhuǎn)限位E1 00001——左轉(zhuǎn)M1
10002——右轉(zhuǎn)限位E2 00002——右轉(zhuǎn)M1，
10003——抓手開(kāi)放度限位E3 00003——抓取M2
10004——抓手抓取計(jì)數(shù)E4 00004——放開(kāi)M2，
二、課題要求：
1． 根據(jù)題意，畫(huà)出實(shí)物模型與PLC的硬件連接圖，按圖接線，編制控制程序，并畫(huà)出梯形邏輯圖。
2. 完成系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)控制要求。
3. 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
三、答辯問(wèn)題：
1． 利用LMODSOFT軟件編程后，向MODICON PLC 傳送，但PLC沒(méi)有響應(yīng)，一般是何原因？試舉出2~3例可能的原因。
2． 可編程序控制器的控制程序?yàn)榇泄ぷ鞣绞�，繼電接觸器控制線路為并行工作方式，相比之下，可編程序控制器的控制結(jié)果有什么特殊性？
3． MODICON MICRO PLC的I/O擴(kuò)展鏈路如何連接？I/O擴(kuò)展鏈路上最多可以有幾臺(tái)PLC？分別為幾臺(tái)母機(jī)？幾臺(tái)子機(jī)？
4． MODICON MICRO PLC 可配置為哪幾種工作方式？各種工作方式的I/O資源如何訪問(wèn)和控制？
5． MODICON MICRO PLC 在控制過(guò)程中的輸入輸出信號(hào)，對(duì)應(yīng)于一些參考號(hào)，每個(gè)參考號(hào)有五位數(shù)字組成，試簡(jiǎn)述五位數(shù)字的含義。
6. 動(dòng)作之間的順序轉(zhuǎn)換，若硬件上沒(méi)有限位功能，可采用哪些編程指令實(shí)現(xiàn)
控制功能？
課題6：工業(yè)鏟車(chē)操作控制
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一、課題內(nèi)容：
用PLC對(duì)工業(yè)鏟車(chē)（實(shí)物模型）操作進(jìn)行控制，設(shè)鏟車(chē)可將貨物鏟起或放下，并能作前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的操作，要求動(dòng)作過(guò)程如下：
鏟起 → 向前0.5米 → 左轉(zhuǎn)90度后向前0.5米 → 右轉(zhuǎn)90度后向前0.5米 →右轉(zhuǎn)90度后后退0.5米 → 放下。
二、課題要求：
1． 根據(jù)題意，畫(huà)出實(shí)物模型與PLC的硬件連接圖，按圖接線，編制控制程序，并畫(huà)出梯形邏輯圖。
2． 完成系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)控制要求。
3． 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
三、答辯問(wèn)題：
1． 為什么PLC具有很強(qiáng)的抗干擾能力？試?yán)e軟件和硬件方面的措施予以說(shuō)明。
2． PLC開(kāi)關(guān)量輸出模塊若按負(fù)載使用的電源分類(lèi)，可有哪幾種輸出模塊？若按輸出的開(kāi)關(guān)器件分類(lèi)，可有哪幾種輸出方式？
3． 現(xiàn)有一MODICON MICRO 61200 PLC，經(jīng)其A/D通道30007采樣輸入信號(hào)，乘以寄存器40050中的數(shù)據(jù)后，經(jīng)D/A通道輸出。若已知30007中的內(nèi)容為“1234”，40050中的數(shù)據(jù)為：（1）5，（2）50，請(qǐng)問(wèn)：乘法指令的底部節(jié)點(diǎn)4X應(yīng)如何編址？乘積應(yīng)如何存放？寫(xiě)出存放乘積的寄存器中的內(nèi)容。
4． MODICON MICRO PLC 的系統(tǒng)內(nèi)存可分為哪幾類(lèi)區(qū)域？
5． 利用LMODSOFT軟件編程，程序的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為七行十一列，如果說(shuō)線圈指令只允許放在第十一列，是否正確？為什么？
課題7：車(chē)輛出入庫(kù)管理
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一、課題內(nèi)容：
編制一個(gè)用PLC控制的車(chē)輛出入庫(kù)管理梯形圖控制程序，控制要求如下：
1．入庫(kù)車(chē)輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過(guò)1# → 2#傳感器后計(jì)數(shù)器加1，后退時(shí)經(jīng)過(guò)2# → 1#傳感器后計(jì)數(shù)器減1，單經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。
2．出庫(kù)車(chē)輛前進(jìn)時(shí)經(jīng)過(guò)2# → 1#傳感器后計(jì)數(shù)器減1，后退時(shí)經(jīng)過(guò)1# → 2#傳感器后計(jì)數(shù)器加1，單經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。
3．設(shè)計(jì)一個(gè)由兩位數(shù)碼管及相應(yīng)的輔助元件組成的顯示電路，顯示車(chē)庫(kù)內(nèi)車(chē)輛的實(shí)際數(shù)量。
變量約定：
10001---啟動(dòng) 10006---1#傳感器
10002---停止 10007---2#傳感器
10003---清零 00001---倉(cāng)庫(kù)空顯示
10004--- =“1”入庫(kù)操作
10004--- =“0”出庫(kù)操作
10005--- =“1”前進(jìn)操作
10005--- =“0”后退操作
二、課題要求：
1．根據(jù)題意設(shè)計(jì)顯示電路圖，并按圖連接。
2．畫(huà)出PLC I/O端口接線圖，并按圖接線。
3．編制控制程序，并畫(huà)出梯形邏輯圖。
4．完成系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)控制要求。
5. 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
三、答辯問(wèn)題：
1． LMODSOFT編程軟件中的定時(shí)器指令有兩個(gè)輸出端，請(qǐng)說(shuō)明這兩個(gè)輸出端分別實(shí)現(xiàn)什么時(shí)間控制？
2． 現(xiàn)有LMODSOFT編程軟件中的“DIV”指令，已知：頂部輸入等于“1”，中部輸入等于“0”，頂部節(jié)點(diǎn)4x = 40030，中部節(jié)點(diǎn) = 5，底部節(jié)點(diǎn)4x = 40040。若要執(zhí)行除法“17501除以5”，請(qǐng)問(wèn)被除數(shù)應(yīng)如何存放？結(jié)果應(yīng)如何存放？
3． MODICON MICRO PLC 的I/O編址系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于四種參考號(hào)，請(qǐng)簡(jiǎn)述這四種參考號(hào)的意義。
4． PLC中的“軟繼電器”與實(shí)際繼電器相比，有哪些特點(diǎn)？
5． PLC的掃描周期包括哪些時(shí)間？其長(zhǎng)短主要受哪些因素影響？
課題8：自動(dòng)門(mén)控制裝置
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一、課題內(nèi)容：
1．自動(dòng)門(mén)控制裝置的硬件組成：
自動(dòng)門(mén)控制裝置由門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K1、門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K2、開(kāi)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)K3、關(guān)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。
2．控制要求：
1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí)，開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。
2）自動(dòng)門(mén)在開(kāi)門(mén)位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。
3）在關(guān)門(mén)過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門(mén)，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。
4）在門(mén)打開(kāi)后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。
三、答辯問(wèn)題：
1．若開(kāi)門(mén)等待時(shí)間改為10秒，梯形圖作何改動(dòng)？
2．如光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)改為有光斷開(kāi)、無(wú)光導(dǎo)通，則梯形圖作何修改？
3．試分析開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)為何不能同時(shí)動(dòng)作？假如開(kāi)、關(guān)門(mén)時(shí)同時(shí)動(dòng)作會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？
4．為防止開(kāi)、關(guān)門(mén)同時(shí)動(dòng)作，試在電路中設(shè)計(jì)一個(gè)保護(hù)環(huán)節(jié)。
5．可編程序控制器的控制程序?yàn)榇泄ぷ鞣绞剑^電接觸器控制線路為并行工作方式，相比之下，可編程序控制器的控制結(jié)果有什么特殊性？
課題9：三相六拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試
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一、 課題內(nèi)容：
用PLC控制三相六拍步進(jìn)電機(jī)，其控制要求如下：
1． 三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有三個(gè)繞組：A、B、C，
正轉(zhuǎn)通電順序?yàn)椋篈→AB→B→BC→C→CA→A
反轉(zhuǎn)通電順序?yàn)椋篈→CA→C→BC→B→AB→A
2． 要求能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制，而且正、反轉(zhuǎn)切換無(wú)須經(jīng)過(guò)停車(chē)步驟。
3． 具有兩種轉(zhuǎn)速：
1號(hào)開(kāi)關(guān)合上，則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角需0.5秒。
2號(hào)開(kāi)關(guān)合上，則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角需0.05秒。
二、 課題要求：
1． 按題意要求，畫(huà)出PLC端子接線圖、控制梯形圖。
2． 完成PLC端子接線工作，并利用編程器輸入梯形圖控制程序，完成調(diào)試。
3. 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
三、答辯問(wèn)題：
1．若步進(jìn)電機(jī)作單三拍運(yùn)行（A→B→C→A→ · · · · · ），梯形圖將作如何改動(dòng)？
2．若步進(jìn)電機(jī)作雙三拍運(yùn)行（AB→BC→CA→AB · · · · ），梯形圖將作如何改動(dòng)？
3．若要求步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)100個(gè)步距角后自動(dòng)停止運(yùn)行，梯形圖作如何改動(dòng)？
4．設(shè)置按鈕K1，每按一次K1，轉(zhuǎn)速增加一檔（即轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角所需時(shí)間減少0.01秒），梯形圖作如何改動(dòng)？
5．設(shè)置按鈕K2，每按一次K2，轉(zhuǎn)速減少一檔（即轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角所需時(shí)間增加0.01秒），梯形圖作如何改動(dòng)？
課題10：鋸齒波發(fā)生器
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一、 課題內(nèi)容：
要求利用PLC模擬量通道2輸出十個(gè)鋸齒波電壓，波形如下圖所示：
二、 課題要求：
按題意要求完成軟硬件設(shè)計(jì)，并完成調(diào)試，用示波器或電壓表演示鋸齒波輸出過(guò)程。
三、答辯問(wèn)題：
1．試設(shè)計(jì)八分頻控制梯形圖，輸入變量為按鈕（10001），輸出變量為指示燈（00001），要求：FSC=FSR/8。
2．如何利用D/A1來(lái)輸出五個(gè)斜率小于零的鋸齒波（如附圖）？
3．當(dāng)輸出的鋸齒波周期發(fā)生改變，梯形圖作如何改動(dòng)？
4．當(dāng)輸出的鋸齒波幅值發(fā)生改變，梯形圖作如何改動(dòng)？
5 ． 如何利用D/A2來(lái)輸出三個(gè)三角波（如附圖）？
課題11：十字路口交通信號(hào)燈PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試
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一、課題內(nèi)容：
用PLC控制十字路口交通信號(hào)燈，其要求如下：
1 控制要求：
系統(tǒng)工作受開(kāi)關(guān)控制，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)“ON”則系統(tǒng)開(kāi)始工作，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)“OFF”則系統(tǒng)停止工作，所有燈關(guān)閉。若因故障使東南西北的綠燈同時(shí)亮，系統(tǒng)能自動(dòng)報(bào)警并自動(dòng)關(guān)閉所有紅、綠燈，轉(zhuǎn)入提示警告方式（參見(jiàn)“控制規(guī)律” ）。
2 控制對(duì)象：
東西方向紅燈兩個(gè)， 南北方向紅燈兩個(gè)， 東西方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個(gè)，
東西方向黃燈兩個(gè)， 南北方向黃燈兩個(gè)， 南北方向左轉(zhuǎn)彎綠燈兩個(gè)，
東西方向綠燈兩個(gè)， 南北方向綠燈兩個(gè)， 報(bào)警燈一個(gè)。
3 控制規(guī)律：
1） 系統(tǒng)24小時(shí)循環(huán)運(yùn)行，工作規(guī)律按時(shí)序圖運(yùn)行（見(jiàn)附圖）。綠燈閃爍時(shí)按0.5
秒間隔運(yùn)行。
2） 提示警告方式運(yùn)行時(shí)，控制規(guī)律為：東、南、西、北四個(gè)方向黃燈全部閃
亮，其余燈全部熄滅。黃燈閃亮按亮0.4秒，暗0.6秒的規(guī)律反復(fù)循環(huán)。
時(shí)序圖
二、課題要求：
1 按題意要求，畫(huà)出PLC端子接線圖、梯形圖控制程序。
2 完成PLC端子接線工作，并利用編程器輸入梯形圖控制程序，完成調(diào)試。
三、答辯問(wèn)題：
1 講述程序設(shè)計(jì)思路、程序框圖及工作流程。
2 若需將黃燈閃亮規(guī)律由亮0.4秒、暗0.6秒改為亮0.5秒、暗0.5秒，程序?qū)⑷绾胃膭?dòng)？
3 如果要求：當(dāng)系統(tǒng)故障使東南西北綠燈同時(shí)亮?xí)r，系統(tǒng)除自動(dòng)報(bào)警外，自動(dòng)關(guān)閉全部信號(hào)燈，梯形圖應(yīng)如何修改？
4 若增加一個(gè)開(kāi)關(guān)K2，當(dāng)K2合上時(shí)，轉(zhuǎn)入晚間工作方式，即提示警告方式，梯形圖將作何改動(dòng)？
課題12：全自動(dòng)洗衣機(jī)PLC控制
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一、 課題內(nèi)容：
全自動(dòng)洗衣機(jī)運(yùn)行框圖及梯形圖控制程序的編制，并畫(huà)出硬件接線圖。
二、控制要求：
（1） 按下啟動(dòng)按扭及水位選擇開(kāi)關(guān)，開(kāi)始進(jìn)水直到高（中、 低）水
位，關(guān)水
（2）2秒后開(kāi)始洗滌
（3）洗滌時(shí)，正轉(zhuǎn)30秒，停2秒，然后反轉(zhuǎn)30秒，停2秒
（4） 如此循環(huán)5次，總共320秒后開(kāi)始排水，排空后脫水30秒
（5） 開(kāi)始清洗，重復(fù)（1）～（4），清洗兩遍
（6） 清洗完成，報(bào)警3秒并自動(dòng)停機(jī)
（7） 若按下停車(chē)按扭，可手動(dòng)排水（不脫水）和手動(dòng)脫水（不計(jì)數(shù)）
輸入點(diǎn)： 輸出點(diǎn)：
啟動(dòng) 10001 低水位檢測(cè) 10009 啟動(dòng)洗衣機(jī) 00001
停止 10002 手動(dòng)排水 10010 進(jìn)水閥 00002
高水位 10003 手動(dòng)脫水 10011 正轉(zhuǎn)及脫水 00003
中水位 10004 反轉(zhuǎn) 00004
低水位 10005 排水 00005
排空檢測(cè) 10006 報(bào)警 00006
高水位檢測(cè) 10007
中水位檢測(cè) 10008
課題13：四分頻電路梯形圖設(shè)計(jì)
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一、 課題內(nèi)容：
解讀二分頻電路梯形圖程序，設(shè)計(jì)四分頻電路梯形圖程序并寫(xiě)出程序說(shuō)明，畫(huà)出時(shí)序圖。
二、控制要求：
輸入點(diǎn)引入信號(hào)脈沖，輸出點(diǎn)輸出的脈沖是輸入脈沖的四分頻信號(hào)。
二分頻時(shí)序圖：
三、 課題要求：
1. 根據(jù)控制要求完成設(shè)計(jì)并調(diào)試成功
2. 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
課題14：飲料罐裝生產(chǎn)流水線的PLC控制
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一、課題內(nèi)容：
飲料罐裝生產(chǎn)流水線梯形圖控制程序設(shè)計(jì)并畫(huà)出硬件接線圖
二、控制要求：
（1） 系統(tǒng)通過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)定為自動(dòng)操作模式，一旦啟動(dòng)，則傳送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)并一直保持到停止開(kāi)關(guān)動(dòng)作或罐裝設(shè)備下的傳感器檢測(cè)到一個(gè)瓶子時(shí)停止；瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須自動(dòng)啟動(dòng)，并保持到又檢測(cè)到一個(gè)瓶子或停止開(kāi)關(guān)動(dòng)作
（2） 當(dāng)瓶子定位在罐裝設(shè)備下時(shí)，停頓1秒，罐裝設(shè)備開(kāi)始工作，罐裝過(guò)程為5秒鐘，罐裝過(guò)程應(yīng)有報(bào)警顯示，5秒后停止并不再顯示報(bào)警
（3） 用兩個(gè)傳感器和若干個(gè)加法器檢測(cè)并記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，一旦系統(tǒng)啟動(dòng)，必須記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，設(shè)最多不超過(guò)99999999瓶
（4） 可以手動(dòng)對(duì)計(jì)數(shù)值清零（復(fù)位）
三、 課題要求：
3. 根據(jù)課題的控制要求完成設(shè)計(jì)并調(diào)試成功
4. 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
課題15：汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置PLC控制
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一、 課題內(nèi)容：
編寫(xiě)汽車(chē)自動(dòng)清洗裝置梯形圖控制程序
二、控制要求：
根據(jù)下面的工作流程圖工作：
三、 課題要求：
1. 完成梯形圖程序的編寫(xiě)并調(diào)試成功
2. 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
課題16：PLC在三面銑組合機(jī)床控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
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一、實(shí)踐目的
1．進(jìn)一步鞏固本課程所學(xué)知識(shí)；
2．掌握一般生產(chǎn)機(jī)械PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試方法；
3．掌握一般生產(chǎn)機(jī)械電氣線路的施工設(shè)計(jì)；
4．培養(yǎng)查閱圖書(shū)資料、工具書(shū)的能力；
5．培養(yǎng)工程繪圖、書(shū)寫(xiě)技術(shù)報(bào)告的.能力。
二、三面銑組合機(jī)床概述
三面銑組合機(jī)床是用來(lái)對(duì)Z512W型臺(tái)式鉆床主軸箱的Ф80、Ф90孔端面及定位面進(jìn)行銑銷(xiāo)加工的一種自動(dòng)加工設(shè)備。如圖8-35所示為加工工件的示意圖。
加工工件的示意圖
（1）基本結(jié)構(gòu) 機(jī)床主要由底座、床身、銑削動(dòng)力頭、液壓動(dòng)力滑臺(tái)、液壓站、工作臺(tái)、工件松緊油缸等組成。機(jī)床底座上安放有床身，床身上一頭安裝有液壓動(dòng)力滑臺(tái)，工件及夾緊裝置放于滑臺(tái)上。床身的兩邊各安裝有一臺(tái)銑銷(xiāo)頭，上方有立銑頭，液壓站在機(jī)床附近。
（2）加工過(guò)程 三面銑組合機(jī)床的加工過(guò)程如圖8-36所示。操作者將要加工的零件放在工作臺(tái)的夾具中，在其他準(zhǔn)備工作就緒后，發(fā)出加工指令。工件夾緊后壓力繼電器動(dòng)作，液壓動(dòng)力滑臺(tái)（工作臺(tái)）開(kāi)始快進(jìn)，到位轉(zhuǎn)工進(jìn)，同時(shí)起動(dòng)左和右1銑頭開(kāi)始加工，加工到某一位置，立銑頭開(kāi)始加工，加工又過(guò)一定位置右1銑頭停止，右2銑頭開(kāi)始加工，加工到終點(diǎn)三臺(tái)電機(jī)同時(shí)停止。待電機(jī)完全停止后，滑臺(tái)快退回原位，工件松開(kāi)，一個(gè)自動(dòng)工作循環(huán)結(jié)束。操作者取下加工好的工件，再放上未加工的零件，重新發(fā)出加工指令重復(fù)上述工作過(guò)程。
三面銑組合機(jī)床的加工過(guò)程
（3）液壓系統(tǒng) 三面銑組合機(jī)床中液壓動(dòng)力滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)和工件松緊是由液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。如圖8-37為液壓系統(tǒng)的原理圖，其液壓元件動(dòng)作情況如表8-4所示。
液壓系統(tǒng)原理圖
液壓元件動(dòng)作表
元 件
工 序 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 BP1 BP2
原 位 — （+） — — — — —
夾 緊 + — — — — — +
快 進(jìn) （+） — + — — — +
工 進(jìn) （+） — + — + — +
死擋鐵停留 （+） — + — + + +
快 退 （+） — — + — — +
松 開(kāi) — + — — — — —
（4）主要電器參數(shù) 電機(jī)、滑臺(tái)、電磁閥參數(shù)如下：
1）左、右2銑削頭電動(dòng)機(jī)：JO2-41-4，4.0kw，1440轉(zhuǎn)/分，380V，8.4A；
2）立、右1銑削頭電動(dòng)機(jī)：JO2-32-4，3.0kw，1430轉(zhuǎn)/分，380V，6.5A；
3）液壓泵電動(dòng)機(jī)：JO2-22-4，1.5kw，1410轉(zhuǎn)/分，380V，3.49A；
4）電磁閥：二位二通閥 Z22 DO-25，直流24V，0.6A，14.4W；二位四通閥 Z 24 DW-25，直流24V，0.6A，14.4W；二位二通閥 Z 22 DO-25，直流24V，0.6A，14.4W。
三、三面銑組合機(jī)床的控制要求
1．有單循環(huán)自動(dòng)工作、單銑頭自動(dòng)循環(huán)工作、點(diǎn)動(dòng)三種工作方式；
2．單循環(huán)自動(dòng)工作過(guò)程如圖8-36所示，油泵電機(jī)在自動(dòng)加工一個(gè)循環(huán)后不停機(jī)。
3．單銑頭自動(dòng)循環(huán)工作包括：左銑頭單循環(huán)工作、右1銑頭單循環(huán)工作、右2銑頭單循環(huán)工作、立頭單循環(huán)工作。單銑頭自動(dòng)循環(huán)工作時(shí)，要考慮各銑頭的加工區(qū)間。
4．點(diǎn)動(dòng)工作包括：四臺(tái)主軸電機(jī)均能點(diǎn)動(dòng)對(duì)刀、滑臺(tái)快速（快進(jìn)、快退）點(diǎn)動(dòng)調(diào)整、松緊油缸的調(diào)整（手動(dòng)松開(kāi)與手動(dòng)夾緊）。
5．五臺(tái)電機(jī)均為單向旋轉(zhuǎn)。
6．要求有電源、油泵工作、工件夾緊、加工等信號(hào)指示。
7．要求有照明電路和必要的聯(lián)鎖環(huán)節(jié)與保護(hù)環(huán)節(jié)。
四、實(shí)踐任務(wù)及要求
1．確定輸入/輸出設(shè)備，選擇PLC；分析確定系統(tǒng)方案畫(huà)出設(shè)計(jì)合理PLC控制系統(tǒng)；
2．繪制PLC外部接線圖(含主電路、外部控制電路、I/O接線圖等)；
3.根據(jù)三面銑組合機(jī)床的控制要求，畫(huà)出系統(tǒng)的功能表圖
4.編制PLC梯形圖程序并調(diào)試
5.正確計(jì)算選擇電器元件，列出電器元件一覽表；
6.繪制電氣接線圖，接線并調(diào)試；
7.整理技術(shù)資料，編寫(xiě)使用說(shuō)明書(shū)。
課題17：PLC在車(chē)鏜專機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
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一、車(chē)鏜專機(jī)概述
車(chē)鏜專機(jī)是用來(lái)對(duì)臺(tái)式鉆床的立拄進(jìn)行鏜孔加工，同時(shí)對(duì)孔的右端面進(jìn)行車(chē)削加工的一種自動(dòng)加工設(shè)備。加工工件如圖8-38所示。
工件示意圖
（1）車(chē)鏜專機(jī)的基本組成 車(chē)鏜專機(jī)的基本組成如圖8-39所示。左、右機(jī)械動(dòng)力頭各有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)（快速電動(dòng)機(jī)、工速電動(dòng)機(jī)、主軸電動(dòng)機(jī)），液壓站由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。
車(chē)鏜專機(jī)的基本組成示意圖
（2）加工過(guò)程 加工過(guò)程如圖8-40所示。操作者將要加工的工件放在工作臺(tái)上的夾具中，在其他準(zhǔn)備工作就緒后，發(fā)出加工指令（按下按鈕）。工件自動(dòng)夾緊，壓力繼電器動(dòng)作，左、右動(dòng)力頭同時(shí)開(kāi)始鏜削加工。左動(dòng)力頭快進(jìn)，工進(jìn)至終點(diǎn)后，快退回原位；而右動(dòng)力頭快進(jìn)、工進(jìn)至終點(diǎn)后還應(yīng)進(jìn)行右端面的車(chē)削加工（車(chē)刀橫進(jìn)、橫退）后才快退。當(dāng)兩動(dòng)力頭都退回原位，此時(shí)Ⅰ工位的粗加工結(jié)束，工作臺(tái)移到Ⅱ工位，開(kāi)始進(jìn)行精鏜加工。左、右動(dòng)力頭重新起動(dòng)，快進(jìn)，工進(jìn)到終點(diǎn)延時(shí)后快退回原位，Ⅱ工位加工結(jié)束，工作臺(tái)退到Ⅰ工位，松開(kāi)工件，一個(gè)自動(dòng)工作循環(huán)結(jié)束。
車(chē)鏜專機(jī)的加工過(guò)程
（3）液壓系統(tǒng) 車(chē)鏜專機(jī)液壓系統(tǒng)元件如表8-5所示。
表8-5 車(chē)鏜專機(jī)液壓系統(tǒng)元件表
YV1 + 卸荷 SP1 + 油壓到信號(hào)
YV2 +（-） 工件松開(kāi)（夾緊） SP2 + 工件緊信號(hào)
YV3 + 向Ⅰ工位 YV5 + 橫 進(jìn)
YV4 + 向Ⅱ工位 YV6 + 橫 退
注：表中“+”表示得電，“-”表示斷電。
二、車(chē)鏜專機(jī)的控制要求
1）本系統(tǒng)有七臺(tái)電機(jī)：油泵電機(jī)、右主軸電機(jī)、右快速電機(jī)、右工速電機(jī)、左主軸電機(jī)、左快速電機(jī)、左工速電機(jī)。
2）工作臺(tái)有兩個(gè)工位，由液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩工位的轉(zhuǎn)換和加工工件的夾緊與松開(kāi)。
3）有自動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)兩種工作方式，其中自動(dòng)工作方式又有三種形式：全自動(dòng)循環(huán)、Ⅰ工位循環(huán)、Ⅱ工位循環(huán)工作。全自動(dòng)循環(huán)過(guò)程是從Ⅰ工位→Ⅱ工位→Ⅰ工位，Ⅰ工位循環(huán)、Ⅱ工位循環(huán)工作是指工件只在Ⅰ工位或Ⅱ工位時(shí)的加工循環(huán)。
4）手動(dòng)工作方式包括左、右主軸的點(diǎn)動(dòng)對(duì)刀，左、右動(dòng)力頭的快進(jìn)與快退點(diǎn)動(dòng)，手動(dòng)松開(kāi)工件、手動(dòng)移位等。
5）左、右床身導(dǎo)軌應(yīng)具有自動(dòng)潤(rùn)滑功能（YV7、YV8）。
6）左、右快速電動(dòng)機(jī)均采用電磁鐵抱閘制動(dòng)（YB1、YB2）。
7）油泵起動(dòng)后，液壓系統(tǒng)要有一定的壓力緩沖，才允許開(kāi)始工作，工作結(jié)束要卸荷。
8）具有電源、油泵工作、原位、工作指令等信號(hào)的指示。
9）具有照明和必要的聯(lián)鎖環(huán)節(jié)和保護(hù)環(huán)節(jié)。
說(shuō)明：以上僅列一些基本要求，同學(xué)在設(shè)計(jì)中可根據(jù)實(shí)際情況加以完善或改進(jìn)，以達(dá)到最佳效果。
三、實(shí)踐任務(wù)與要求：
1）根據(jù)設(shè)備工藝要求，制定合理的改造方案；
2）確定輸入/輸出設(shè)備，正確選用PLC；
3）PLC I/O點(diǎn)分配，并繪制I/O接線圖以及其它外部硬件圖；
4）繪制系統(tǒng)功能表圖；
5）設(shè)計(jì)梯形圖并模擬調(diào)試；
正確計(jì)算選擇電器元件，列出電器元件一覽表；
7）繪制電氣接線圖，接線并調(diào)試；
8）整理技術(shù)資料，編寫(xiě)使用說(shuō)明書(shū)。
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