河南城建学院 《电气控制与 PLC》课程设计任务书班 专级 业 自动化 电气控制与 PLC课程名称 指导教师电气与电子工程系 2012 年 6 月《电气控制与 PLC》课程设计任务书
一、设计目的和任务 1、设计目的 综合运用本课程及前期课程的相关知识和技能， 相对独立地设计和调试一个小型 PLC 应用系统， 使 学生获得控制技术工程的基本训练， 提高工程意识和实践技能。 同时提高学生对文献资料的检索和信息 处理的能力，以及编写和整理设计文档的能力。 2、设计任务 熟悉工艺流程及生产设备的工作原理； 根据控制要求，
画出硬件电路图、 接线图及控制梯形图； PLC 利用编程软件编制程序，可先在计算机上进行仿真，然后在实验室完成调试；完成课程设计说明书。 二、设计题目和内容 1、停车场车位控制 假设有一停车场共有 16 个车位。在入口处装设一传感器，用来检测车辆进入的数目，在出口处装 设一传感器，用来检测车辆出去的数目。尚有车位时，入口闸栏才可以将门开启让车辆进入停放，并有
一指示灯表示尚有车位。车位已满时，则有一指示灯显示车位已满，且入口闸栏不能开启让车辆进入。 可从 7 段数码管上显示目前停车场共有几部车。 2、病床呼叫系统 1)共有 3 个病房，每间病房 4 个床位。每一病床床头均有紧急呼叫按钮及重置按钮，以利病人不适 时紧急呼叫。 2)设每一层楼有一护士站，每一护士站均有该层楼病人紧急呼叫与处理完毕的重置按钮。
3)每一病床床头均有一紧急指示灯，一旦病人按下紧急呼叫按钮且未在 5s 内按下重置按钮时，该 病床床头紧急指示灯动作且病房门口紧急指示灯闪烁， 同时同楼层的护士站显示病房紧急呼叫并闪烁指 示灯。 4)在护士站的病房紧急呼叫中心， 每一病房都有编号， 用指示灯显示哪一病房先按下病人紧急呼叫 按钮，并要具有优先级判别的能力。 5)一旦护士看见护士站紧急呼叫闪烁灯后，
须先按下护士处理按钮以取消闪烁情况， 再依病房紧急 呼叫顺序处理病房紧急事故， 若事故处理妥当后， 病房紧急闪烁指示灯和病床上的紧急指示灯方可被重 置。 3、自动双层停车场控制设计 双层自动停车场配置如图所示，上下层共可停 5 辆车。本停车场设计的规则为 1、2、3 车位只能上下移动，不能左右移动，4、5 车位只可左右移动不可 上下移动。 下排车位只需直接将车子开出即可。
如要呼叫上排车子， 只要按下 1 至 3 的按钮， 再按下 “叫 车”按钮，则所按车位将降至下层，而下排车位将左右移动，让出位置让上层车位降下。 4、机械手臂搬运加工流程控制 1）如图所示，有两部机械对工作物进行加工，对象由输送带 A 送到加工位置，然后由机械手臂将 加工物送至工作台 1 的位置进行第一步骤加工。 当第一步骤加工完成后， 机械手臂将工作物夹起再送至 工作台 2
进行第二步骤加工；当第二步骤加工完成后，机械手臂将工作物放到输送带 B 送走，然后由 7 段数码管显示加工完成的数量。 2）假设使用气压机械手臂，一开始手臂先下降，碰到下限开关开始做夹起动作，然后开始上升碰 到上限开关后，手臂开始往右，当碰到第一工作站的极限开关时，机械手臂下降将工作物放置工作台 l
然后上升等待机械对工作物加工； 当工作物第一加工步骤完成时， 机械手臂再依进行下降一夹住一上升 一往右一下降一释放等流程，将工件放置工作台 2 上进行第二加工步骤。 3）当第二加工步骤完成时，机械手臂再依进行下降一夹住一上升一往右一下降一释放等流程，将 工件放置输送带 B 送出，并由 7 段数码管显示出加工完成的数次。5、十人投票机设计
计票开关断开时，不执行投票计算。计票开关闭合后，可按下投票按钮进行投票，投票需在 5s 内 完成。5s 后立即显示投票结果，三个显示灯分别表示不通过(即反对人数较多)、同票(即赞成与反对人 数相等)、通过(即赞成人数较多)。当投票结果显示后，就不再接受任何信息，即使再次投票显示灯仍 不会改变其结果。按下复位按钮后，所有的显示灯熄灭，此时可再次进行投票。 6、电子计算器设计
由按键输入的数值显示在 7 段数码管上，但只限 4 位数。按加、减、乘、除键时，第一次输入的值 被存放在缓冲区中，当做被加、减、乘、除数，且加、减、乘、除相对的运算指示灯会亮。接着输入一 个数，之后若是按下“=”键，则此加、减、乘、除数被存放于另一个缓冲区中，与刚才输入的数做运 算，且相对应的运算指示灯熄灭。将运算结果显示在 7 段数码管上。 7、两部抽水机控制系统设计
系统设有起动按钮、停止按钮和报警复位按钮。指示部分设有电源指示灯、运行指示灯和报警灯。 按住起动按钮，1 号抽水机运转，放开按钮时 1 号抽水机停止。再次按起动按钮时，换 2 号抽水机运转， 放开时 2 号抽水机停止。第三次按住起动按钮时，又换回 1 号抽水机运转。如此两部抽水机循环交替。 运转中如果按下停止按钮，则两部抽水机均停止。 运转中任一热继电器动作， 则相对应报警灯亮，
蜂鸣器断续响 10 秒后停止 (0.5s／ON， 0.5s／OFF)， 热继电器动作同时该抽水机停止。立即换上另一部抽水机运转，直到起动按钮放开后才停止。热继电器 未复位前，以单机运转，每按、放起动按钮一次，则该抽水机运转、停止动作一次。两只热继电器均动 作时，抽水机均停止，两个报警灯均亮，蜂鸣器断续响(0.5s／ON，0.5s／OFF)，直到按复位按钮时蜂
鸣器才停响。热继电器复位后，报警灯熄灭，恢复正常操作状态。 8、三相感应电动机定时正逆转 系统有手动和自动两种模式。 手动模式：按正向起动按钮，电动机正转 Y 型起动，10s 后切换成△型运转。按反向起动按钮，电 动机反转 Y 型起动，10s 后切换成△型运转。正转或反转启动中或运转中，按停止按钮，电动机停止动 作。 自动模式：按正向起动按钮时先以正转 Y 型起动，经 10s
后换成△型运转，再经 15s 后停止运转， 再经 10s 后换为反向 Y 型起动，再经 10s 后转为反转△型运转，再隔 15s 后停止运转，再隔 10s 为正转 Y 型起动， 依此循环不断， 直到按停止按钮时才停止动作。 按反向起动按钮时先以反转 Y 型起动， 10s 经 后换成△型运转，再经 15s 后停止运转，再经 10s 后换为正向 Y 型起动，再经 10s 后转为正转△型运
转，再隔 15s 后停止运转，再隔 10s 为反转 Y 型起动，依此循环不断，直到按停止按钮时才停止动作。 两种模式及每个运行过程均有相应的指示。 （起动时灯闪烁，运行时灯常亮） 9、绕线转子电动机正逆转控制程序设计 按正向起动按钮，电动机正转全电阻启动，10s 后换成部分电阻启动，再经 10 秒后正向运转。按 反向起动按钮，电动机反转全电阻启动，10s 后换成部分电阻启动，再经 10
秒后反向运转。正转或反 转在启动中或运转中，按停止按钮电动机立即停止运转。 运转时断电，如果在 5s 内恢复供电，电动机维持断电前的运转方向，继续运转；运转时断电，如 果在 5s 后恢复供电，须按起动按钮重新启动电机。 热继电器动作时，电动机停止运转，蜂鸣器响。热继电器复位后，蜂鸣器停响，恢复正常操作状
态。 每个运行过程均有相应的指示（闪烁或亮） 。 10、台车呼叫控制 一部电动运输车供 8 个加工点使用。台车的控制要求如下： PLC 上电后，车停在某个工位，若无用车呼叫(下称呼车)时，则各工位的指示灯亮，表示各工位可 以呼车。某工作人员按本工位的呼车按钮呼车时，各工位的指示灯均灭，此时别的工位呼车无效。如停 车位呼车时， 台车不动，
呼车工位号大于停车位时， 台车自动向高位行驶， 当呼车位号小于停车位号时， 台车自动向低位行驶，当台车到呼车工位时自动停车。停车时间为 30s 供呼车工位使用，其他工位不能 呼车。从安全角度出发，停电再来电时，台车不会自行启动。 11、摇臂钻床控制器 针对 Z3040 型摇臂钻床，在熟悉其结构和控制要求的基础上，设计 PLC 控制系统。摇臂上升和下降
过程点动控制，上升下降和摇臂放松夹紧之间自动配合，设有上下限位保护。 12、自动喷泉的 PLC 控制 设计某广场的花式喷泉控制，喷头的数量及布置自行设置。控制要求如下： 按下启动按钮，喷泉控制装置开始工作；按下停止按钮，喷泉控制装置停止工作。喷泉的工作方式 由花样选择开关和单步/连续开关决定。 当单步/连续开关在单步位置时， 喷泉只能按照花样选择开关设
定的方式，运行一个循环。花样选择开关用于选择喷泉的喷水花样，实现四种以上的自动喷水花样。 13、三层电梯的 PLC 控制 电梯根据轿厢内外的召唤按钮，实现上下行的顺序控制、自动平层、自动开关门等功能，在轿厢运 行途中，如果有多个呼叫，则优先响应与当前运行方向相同的就近楼层，对反方向的呼叫进行记忆，待
轿厢返回时就近停车。对电梯的运行状态和所在楼层有相应指示。系统设有必要的安全保护措施，如关 门时防夹人等。 14、装瓶流水线的 PLC 控制 装瓶流水线有选瓶、装瓶、盖盖、贴签、传送、成品入库生产线操作工序，并有启动/停止、移位、 复位按钮进行操作，实现手动，自动等不同的装瓶流水线工序控制。 15、自动旋转检测的 PLC 控制
本系统由“直流电机、电感式传感器、继电器、指示灯、按钮、接线端子”等组成，采用 PLC 可编 程进行控制，实现对电机的旋转检测、站号控制、脉冲检测、转速控制、转向控制、定位控制等功能。16、步进电机的 PLC 控制 步进电机为二相混合式，供电电压 24VDC，功率 30 W，电流 1.7A（或 1.2A） ，转矩 0.35NM ，步矩 角
1.8°/0.9°，并配有细分驱动器，实现细分运行，减少振荡。 设计出 PLC 的控制程序，实现速度、方向、定位、细分等控制功能。 17、电镀生产线的 PLC 控制 电镀生产线采用专用行车，行车架上装有可升降的吊钩。行车和吊钩各由一个电动机拖动。行车 的进退和吊钩的升降均由相应的限位开关定位。假定该生产线有三个槽位。工艺要求：工件放入镀槽
中，电镀 280s 后提起，停放 28s，让镀夜从工件上流回镀槽，然后放入回收液槽中浸 30s，提起后停 15s，接着放入清水槽中清洗 30s。最后提起停 15s 后，行车返回原位，电镀一个工件的全过程结束。 系统有自动和手动两种操作模式。 18、全自动洗衣机的 PLC 控制
全自动洗衣机的洗衣桶（外桶）和脱水桶（内桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用。内 桶可以旋转，作脱水（甩水）用。内桶的四周有很多小孔，使内外桶的水流相通。该洗衣机的进水和排 水分别由进水电磁阀和排水电磁阀来执行。进水时，通过电控系统使进水阀打开，经进水管将水注入外 桶。排水时，通过电控系统使排水阀打开，将水由外桶排出到机外。洗涤正转、反转由洗涤电动机驱动
波盘的正、反转来实现，此时脱水桶并不旋转。脱水时，通过电控系统将离合器合上，由洗涤电动机带 动内桶正转进行甩干。高、低水位开关分别用来检测高、低水位。启动按钮用来启动洗衣机工作。停止 按钮用来实现手动停止进水、排水、脱水及报警。排水按钮用来实现手动排水。 PLC 投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。启动时开始进水，水满（即水位到达高水位）时 停止进水并开始正洗涤。正转洗涤 15s
后暂停，暂停 3s 后开始反转洗涤。反转洗涤 15s 后暂停，暂停 3s 后若正、反洗涤未满 3 次，则返回从正转洗涤开始的动作；若正、反洗涤满 3 次时，则开始排水。 排水水位若下降到低位时，开始脱水并继续排水。脱水 10s 即完成一次从进水到脱水的工作循环过程。 若未完成 3 次大循环，则返回从进水开始的全部动作，进行下一次大循环；若完成了 3 次大循环，则进 行洗完报警。报警
10s 结束全部过程，自动停机。 此外，还要求可以按排水按钮以实现手动排水；按停止按钮以实现手动停止进水、排水、脱水及报 警。 19、多种液体自动混合装置的 PLC 控制 设计一个三种液体混合装置控制系统，由液面传感器 SL1、SL2、SL3，液体 A、B、C 阀门与混合液 阀门（电磁阀 YV1、YV2、YV3、YV4） ，搅匀电机 M，加热器 H，温度传感器 T 组成。实现三种液体的混
合，搅匀，加热等功能。 打开“启动”开关，装置投入运行时。首先液体 A、B、C 阀门关闭，混合液阀门打开 10 秒将容器放 空后关闭。然后液体 A 阀门打开，液体 A 流入容器。当液面到达 SL3 时，SL3 接通，关闭液体 A 阀门，打 开液体 B 阀门。液面到达 SL2 时，关闭液体 B 阀门，打开液体 C 阀门。液面到达 SL1 时，关闭液体 C 阀 门。
搅匀电机开始搅匀、加热器开始加热。当混合液体在 6 秒内达到设定温度，加热器停止加热，搅匀 电机工作 6 秒后停止搅动；当混合液体加热 6 秒后还没有达到设定温度，加热器继续加热，当混合液达 到设定的温度时，加热器停止加热，搅匀电机停止工作。 搅匀结束以后， 混合液体阀门打开， 开始放出混合液体。 当液面下降到 SL3 时， 由接通变为断开， SL3 再过 2
秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。 关闭“启动”开关，在当前的混合液处理完毕后，停止操作。 20、十字路口交通灯控制系统设计 信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作。要求有直行灯和左转灯的 控制，有倒计时显示功能。通行时间自行设定。若因故障使东南西北的绿灯同时亮，系统能自动报警并
自动关闭所有红、绿灯，转入提示警告方式。扩展功能：分高峰时段、正常时段和夜间时段实现不同的 控制。 21、自动门控制装置 当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关时，自动开门。自动门在开门位置停留 8 秒后，自动 进入关门过程。在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关 K2 或 K1 时，应立即停 止关门，并自动进入开门程序。在门打开后的 8
秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电 检测开关时，必须重新开始等待 8 秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。 22、五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试 五相步进电动机有五个绕组：A、B、C、D、E 正转顺序：ABC→BC→BCD→CD→CDE→ DE→DEA→EA →EAB→AB 反转顺序：ABC←BC←BCD←CD←CDE← DE←DEA←EA ←EAB←AB
用五个开关控制其工作： 1 号开关控制其运行（启/停） 号开关控制其低速运行（转过一个步距角需 0.5S） 号开关控制 。2 。3 其中速运行（转过一个步距角需 0.1S） 号开关控制其高速运行（转过一个步距角需 0.03S） 号开 。4 。5 关控制其转向（ON 为正转，OFF 为反转）
备注：调试时，一定要使时间大一些。0.03 秒太小了。会使继电器输出类型的 PLC 损坏。 23、工业铲车操作控制 用 PLC 对一工业铲车操作进行控制，设铲车可将货物铲起或放下，并能作前进、后退、左转、右转 的操作， 要求动作过程如下： 铲起→向前 0.5 米→左转 90 度后向前 0.5 米→右转 90 度后向前 0.5 米→ 右转
90 度后后退 0.5 米→放下。 24、三相六拍步进电动机控制程序的设计与调试 用 pLc 控制三相六拍步进电机，其控制要求如下： 三相步进电动机有三个绕组：A， B， C 正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A 反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A 要求能实现正、反转控制，而目正、反转切换无须经过停车步骤。具有两种转速：1 号开关合上， 则转过一个步距角需
0.5 秒。2 号开关合上，则转过一个步距角需 0.05 秒。 25、双料斗皮带传输机控制 如图所示为双料斗皮带运输机传输系统示意图。由 3 个电动机分别控制 3 个皮带传输机。（1）工作方式。根据配料比例的要求，B 卸料底门间断工作。启动后，B 卸料门打开 5s，关闭 5s， 间断工作。A 卸料底门和三个电动机为不间断工作，通过外部开关可以选择设置 B 卸料底门的间断工作 时间分别为
5s、10s、15s。 （2）启动操作方式。该设备遵循下面的顺序启动：M3 首先工作，延时 5 s 后，M1 和 M2 投入工作； 再延时 5s，A 和 B 开始工作。 （3）停止操作方式。该设备遵循下面的顺序停止：首先 A 和 B 停止工作，延时 5s 后，M1 和 M2 停 止工作，再延时 5s，M3 停止工作。 （4）故障停车方式 ①若 A 或 B 出现故障，A、B 立即关闭，延时
5s，M1、M2 停止运行，再延时 5s，M3 停止运行。 ②若 M1 或 M2 出现故障，A、B 和 M1、M2 立即停止工作，M3 延时 5s 后停止工作。 ③若 M3 出现故障，A、B、M1、M2、M3 立即停止工作。 26、隧道内汽车双向行驶控制 某地下隧道仅能通过一辆汽车，隧道的南道口简称 A 口，北道口简称 B 口。车辆的行驶速度严格规 定为每小时 25～39km，全程时间为
（2）系统上电后，自动进入初始状态，A 口红灯（Y1）和 B 口红灯（Y3）同时点亮，5s 后熄灭。
（3）启动后，当两道口均无进车时，按图（a）所示的时序图执行红绿灯控制；当 A 口有进车时， 按图（b）所示的时序图执行红绿灯控制；当 B 口有进车时，按图（c）所示的时序图执行红绿灯控制。 （4）如此周而复始，一直循环运行下去。 27、自动售货机的控制 某台自动售货机可以销售汽水、咖啡、纯净水、口香糖。具有硬币识别、币值累加、自动售货、自
动找钱等功能。此售货机可以接受的硬币为 0.1 元、0.5 元和 1 元。汽水的价格为 1.2 元，咖啡的价格 为 1.5 元，纯净水的价格为 1 元，口香糖的价格为 0.5 元。设计满足要求的控制程序。 基本功能： （1）当硬币的总价值超过 1.2 元时，汽水指示灯点亮，当硬币的总价值超过 1.5 元时， 汽水喝咖啡的指示灯亮。
（2）当汽水指示灯点亮时，购物者按“汽水”按钮，汽水从售货口自动售出， 汽水指示灯闪烁（周期为 1s）（3）当咖啡指示灯点亮时，购物者按下“咖啡”按钮，自动售出咖啡， 。 咖啡指示灯闪烁（周期为 1s）（4）输出纯净水和口香糖的过程与（2）和（3）的描述相同。 。 控制要求： （1）如果售货机出现故障，或顾客投入硬币后又不想买了，可以按下复位按钮，则售货
机自动退回顾客投入的硬币，但只能在顾客未按下去商品按钮之前，此操作才有效。 （2）销售数量和销 售金额的累计。 （3）售货机具有报警提示功能，如售货机内需加货时报警，售货机内无此货时报警的同 时，还可以自动锁住选货的按钮并退出硬币。 28、三种故障标准报警电路控制 报警是电气自动控制中不可缺少的重要环节，标准的报警功能应该是声光报警。当故障发生时，报
警指示灯闪烁，报警电铃或蜂鸣器响。操作人员知道故障发生后，按消铃按钮，把电铃关掉，报警指示 灯从闪烁变为常亮。故障消失后，报警灯熄灭。另外还应设置试灯、试铃按钮，用于平时检测报警指示 灯和电铃的好坏。 在实际的应用系统中可能出现的故障一般有多种。 对报警指示灯来说， 一种故障对应于一个指示灯， 但一个系统只能有一个电铃。设计一个三种故障标准报警电路，报警具有优先级。 29、化工反应炉控制
某化学反应过程的装置由四个容器组成，容器之间用泵连接，以此来进行化学反应。每个容器都装 有检测容器空满的传感器，2#容器还带有加热器和温度传感器，3#容器带有搅拌器。当 1#、2#容器中 的液体抽入 3#容器时，启动搅拌器，3#、4#容器是 1#、2#容器体积的两倍，可以由 1#、2#容器的液体 装满。化学反应过程如下图所示。P1 碱 1# 聚合物 2# P4 加热器 P2P3搅拌器3#
反应池P54# 产品池P630、简单霓虹灯（礼花之光）控制设计 由 21 个小灯组成的“礼花之光”板，如下图所示。由 21 个小灯 式发光二极管组成 4 层。最中间一层为 L0，第二层由 L1~L4 组成，第 三层由 L5~L12（8 个组成） ，最外一层由 L13~L20（8 个组成） 。要求 启动 X0 后按一定规律发光。设置四种以上的点亮模式，可实现单模式
显示和多模式自动循环显示。31、自动药片装瓶机控制 这是一个将一定数量药片自动连续地装入到药瓶中的控制任务。
按下不同的按钮，可选择每瓶装入 3 片、5 片或 7 片，通过指示灯 HI、H2 或 H3 表示当前每瓶的装 药数量。 当选定要装入瓶中的药片的数量后， 接通系统开关， 电动机 M 驱动皮带机运转， 延时 5 秒后 （或 者采用位置检测开关） ，皮带上的药瓶到达装瓶的位置，皮带机停止运转。 当电磁阀 Y
打开装有药片的装置后，通过光电传感器，对进入药瓶的药片进行计数，当药瓶中的药 片达到预先选定的数量后，电磁阀 Y 关闭，皮带机重新自动启动，使药片装瓶过程自动连续运行。 如果当前的装药过程正在进行时，需要改变药片装入数量（例如 7 片改为 5 片） ，则只有在当前药 瓶装满后，从下一个药瓶开始装入改变后的数量。 如果在装药过程中断开系统开关，则在当前药瓶装满后，系统停止运行。
32、水箱水位控制 有 3 个贮水水箱，每个水箱有 2 个液位传感器，用于指示每个水箱的“满”和“空” 3 个贮水水 。 箱放水开关，通过人为的方式，按随机的顺序将水箱放空。只要检测到水箱“空”的信号，系统就自动 地向水箱注水，直到检测到水箱“满”的信号为止。 水箱注水的顺序要与水箱放空的顺序相同，例如水箱放空的顺序是 2－1－3，水箱注水的顺序也应 当是
2－1－3。每次只能对一个水箱进行注水操作。 33、双门通道控制 ① 某房间要求尽可能地保持无尘，在通道上设置了两道电动门，门 1 和门 2，可通过光电传感器 自动完成门的打开和关闭。门 1 和门 2 不能同时打开。 ② 第 1 道门（根据出入方向不同，可能是门 1 或门 2），是由在通道外的开门者通过按开门按 钮打开的，而第 2 道门（根据出入方向不同，可能是门 1 或门 2
）则是在打开的第 1 道门关闭后自 动地打开的（也可以由通道内的人按开门按钮来打开第2 道门）。这两道门都是在门开后，经过 3s 的 延时而自动关闭的。 ③ 在门关闭期间，如果对应的光电传感器的信号被遮断，则门立即自动打开。如果在门外或者在 门内的开门者按对应的开门按钮时，立即打开。 ④ 出于安全方面的考虑，如果在通道内的某个人经过光电传感器时，对应的门已经打开，则通道
外的开门者可以不按开门按钮。 ⑤ 每道门都安装了两个行程开关，用于确定门的打开和关闭是否到位。在通道外的开门按钮旁， 安装了相应的 LED 指示灯，当按下开门按钮后，LED 指示灯亮，门开后 LED 指示灯灭。 34、自动打铃控制器 某学校的作息时间表如下表所示： 时间 内容 时间 内容 6：00 起床 13：30 第五节上课铃 6：20 早操 14：20 第五节下课铃 7：50
第一节预备铃 14：30 第六节上课铃 8：00 第一节上课铃 15：20 第六节下课铃 8：50 第一节下课铃 15：30 第七节上课铃 9：00 第二节上课铃 16：20 第七节下课铃 9：50 第二节下课铃 16：30 第八节上课铃 10：10 第三节上课铃 17：20 第八节下课铃 11：00 第三节下课铃 19：00 晚自习开始 11：10 第四节上课铃 21：00 晚自习结束
12：00 第四节下课铃 22：00 熄灯 13：20 第五节预备铃 对自动打铃控制器的要求如下： ①上课铃与下课铃的铃音不同（铃音响的频率不同，上课铃为短音：响 0.5 秒，停 0.5 秒；下课铃 为长音：响 2 秒，停 1 秒） ，其他的铃音为连续音。 ②每次打铃的时间为 15 秒。 ③星期六，星期日不打铃。 ④具有时间显示功能，显示器件为 LED
数码管。显示内容为：分，小时及星期。 ⑤具有时间（分，小时，星期）调整的功能。 35、彩灯广告屏的 PLC 控制
彩灯广告屏，其示意图如图所示：对彩灯控制器的要求如下： ①广告屏中间部分有 8 根彩灯管，从左到右排列，编号 1-8。系统启动以后，灯管点亮的顺序依次 为： 1-2-3-4-5-6-7-8 号， 时间间隔为 1 秒， 根彩灯管全亮后， 8 持续 10 秒， 然后按照 8-7-6-5-4-3-2-1 号的顺序依次熄灭， 时间间隔为 1 秒。
灯管全熄灭后等待 2 秒， 在从 8 号灯管开始， 按照 8-7-6-5-4-3-2-1 号的顺序依次点亮，时间间隔为 1 秒，灯管全亮后，持续 20 秒，再按照 1-2-3-4-5-6-7-8 号的顺序熄 灭，时间间隔仍为 1 秒，灯管全熄灭后等待 2 秒，再重新开始上述的过程的循环。 ②广告屏四周安装有 24 只流水灯，4 只一组，共分成 6 组即（Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ-Ⅳ-Ⅴ-Ⅵ）
。系统启动以 后，按照从Ⅰ-Ⅵ顺序，间隔为 1 秒点亮并循环。18 秒后，按照Ⅵ-Ⅰ的顺序，依次点亮并进行循环。 再按照Ⅰ-Ⅵ的顺序循环往复，直到系统停止工作。 ③系统用启动按钮和停止按钮操作，并有单步/连续控制。 ④各个彩灯的工作电压均为 220VAC。 36、游乐机的 PLC 控制 游乐机的液压系统有三个液压缸，分别控制三组动物的隐身和现身。每组有三只动物。现身后，游
戏者击打动物，击中记一分；动物隐身后，击打无效。每轮游戏的时间为 300 秒，时间一到，游戏经束。 在规定时间 300 秒内得分达到规定值 20 分，两组彩灯闪烁 30 秒，之后，开始新一轮游戏；得分未达到 规定值，而蜂鸣 20 秒。之后，开始新一轮游戏。 37、包装生产线的 PLC 控制 某包装生产线上，包装物品由传送带 1 随时运来，运送时间不固定，因此包装物品的间隔是不确定
的，有的包装距离较远，有的包装则靠在了一起。在传送带 1 的电动机轴上安装一个旋转编码器 E6A， 电动机转动 1 圈，旋转编码器发出 1 个脉冲。每个包装物品的宽度是 4 个脉冲，当光电检测器 SP1 检测 到包装物品，且旋转编码器发出 4 个脉冲时，表示有 1 个包装物品通过传送带 1 到传送带 2。这样就可 以通过对旋转编码器发出的脉冲数的计数，实现对包装物品的准确计数。
控制要求： ①按下启动按钮 SB1 后，传送带 1 和传送带 2 运转，传送包装物品到传送带 2。 ②当传送带 2 上有 3 个物品后，挡板电动机 M1 正转，驱动挡板上升，阻止后面的包装物品继续运 送到传送带 2 上。 ③当挡板上升到位，上限位开关 SQ3 动作，挡板停止上升，推动器电动机 M2 正转，将 3 个包装物 品向前推出。 ④当推动器到达前限位开关 SQ2
动作，推动器停止向前，推动器电动机 M2 反转，驱动推动器后退。 ⑤当推动器后退到位时，后限位开关 SQ1 动作，推动器停止后退，推动器电动机 M2 停转。此时挡 板电动机 M1 反转，驱动挡板下降。 ⑥当挡板下降到位，下限位开关 SQ4 动作，挡板回到初始位置。 38、加热反应炉的 PLC 控制 加热反应炉结构如图所示，反应炉的工艺过程如下： 1）送料控制 ⑴检测下液面
SQ2、炉内温度 ST、炉内压力 SP 是否都小于给定植（整定植均为逻辑量） 。
⑵若是小于给定值，则开启排气阀 YV1 和进料阀 YV2。 ⑶当液位上升到上液面 SQ1 时，应关闭排气 阀 YV1 和进料阀 YV2。 ⑷延时 20s，开启氮气阀 YV3，氮气进入反应 炉，炉内压力上升。 ⑸当压力上升到给定值时，即 SP=“1”时， 关闭氮气阀。 2）加热反应控制 ⑴交流接触器 KM 得电，接通加热炉发热器 EH
的电源。 ⑵当温度升高到给定值时，即 ST=“1”时， 切断加热器电源，交流接触器 KM 失电。 ⑶延时 10min 加热过程结束。 3）泄放控制 ⑴打开排气阀，使炉内压力降到预定的最低 值，即 SP=“0” 。 ⑵打开泄放阀，当炉内溶液降到下液面时， 即 SQ2=“0”时，关闭泄放阀和排气阀。系统恢 复到原始状态，准备进入下一循环。 39、抽水泵的 PLC 控制
如图所示用电动机抽水至储水塔。其动作 如下： 1） 若液位传感器 SQ4 检测到地上蓄水池有 水，并且 SQ2 检测到水塔未到满水位时，抽水 泵电动机运行抽水至水塔。 2）若 SQ4 检测到蓄水池无水，电动机停止 运行，同时水池无水指示灯亮。 3）若 SQ3 检测到水塔水位低于下限，水塔 无水指示灯亮。 4）若 SQ2 检测到水塔满水位（高于上限） ， 电动机停止运转。
5）发生停电，恢复供电时，抽水泵自动控 制系统能继续工作。 40、饮料罐装生产流水线的 PLC 控制 （1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止 开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止； 瓶子装满饮料后， 传送带驱动电机必须自动启 动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作。 （2）当瓶子定位在灌装设备下时，停顿
1s，灌装设备开始工作，灌装过程为 5s 钟，灌装过程应有 报警显示，5s 后停止并不再显示报警；报警方式为红灯以 0.5s 间隔闪烁。 （3）以每 24 瓶为一箱，记录产品箱数。 （4）每隔 8 小时将记录产品箱数的计数器当前值转存至其他寄存器，然后对计数器自动清零，重 新开始计数。 （5）可以手动对计数器清零（复位） 。 41、汽车自动清洗装置 PLC 控制
洗车过程分为泡沫清洗、清水冲洗、风干等步骤。设自动和手动洗车两种模式，手动模式下按下相 应按钮，执行相应动作；自动模式下，按下起动按钮，自动完成所有洗车过程。任何时候，按下停止按 钮，则停止洗车。 42、PLC 在温度监测与控制系统中的应用 将被控系统的温度控制在 50～60°C 之间， 当温度低于 50°C 或高于 60°C 时， 应能自动进行调整， 当调整 3
分钟后仍不能脱离不正常状态，则应当采用声光报警，以提醒操作人员注意排除故障。 系统设置一个启动按钮来启动控制程序，设置绿、红、黄 3 个指示灯来指示温度状态。被控温度在
要求范围内，绿灯亮，表示系统运行正常。当被控温度超过上限或低于下限时，经调整 3 分钟后尚不能 回到正常范围，则红灯或黄灯亮，并有声音报警。 43、PLC 控制机械滑台 机械滑台上带有主轴动力头，在操作面板上装有起动按钮 SB1、停止按钮 SB2（其工作方式见设计 要求 2 选定） 。工艺流程如下：１）当工作台在原始位置时，按下循环启动按钮
S01，电磁阀 YV1 得电，工作台快进，同时由接 触器 KM1 驱动的动力头电机 M 起动。 ２）当工作台快进到达 A 点时，行程开关 SI4 压合，YV1、YV2 得电，工作台由快进切换成工进， 进行切削加工。 ３）当工作台工进到达 B 点时，SI6 动作，工进结束，YV1、YV2 失电，同时工作台停留 3 秒钟， 当时间到，YV3 得电，工作台作横向退刀，同时主轴电机 M 停转。
４）当工作台到达 C 点时，行程开关 SI5 压合，此时 YV3 失电，横退结束，YV4 得电，工作台 作纵向退刀。 ５）工作台退到 D 点碰到开关 SI2，YV4 失电，纵向退刀结束，YV5 得电，工作台横向进给直到 原点，压合开关 SI1 为止，此时 YV5 失电完成一次循环。 44、PLC 控制运料小车 启动按钮 SB1 用来开启运料小车，停止按钮 SB2 用来手动停止运料小车。按
SB1 小车从原点起 动， KM1 接触器吸合使小车向前运行直到碰 SQ2 开关停， KM2 接触器吸合使甲料斗装料 5 秒，然后 小车继续向前运行直到碰 SQ3 开关停，此时 KM3 接触器吸合使乙料斗装料 3 秒，随后 KM4 接触器吸 合小车返回原点直到碰 SQ1 开关停止，KM5 接触器吸合使小车卸料 5 秒后完成一次循环。工作方式：
A．小车设有连续循环与单次循环两种方式； B．小车连续循环，按停止按钮 S02 小车完成当前运行环节后，立即返回原点，直到碰 SQ1 开关 立即停止；当再按启动按钮 S01 小车重新运行； C．连续作 3 次循环后自动停止，中途按停止按钮 S02 则小车完成一次循环后才能停止。 45、测量仪器工况监视
某设备安装有三个温度测量点，测量点温度在 350C 以下为正常。如果 3 个测量点中的 2 个在 350C 以下，黄色信号灯亮，并 2Hz 的频率闪烁；如果只有一个测量点在 350C 以下，红色信号灯就以 5Hz 的 频率闪烁；如果所有测量点都在 350C 以下，则绿色信号灯亮；如果选择手动检修状态，则上述信号灯 就熄灭，改以新的红色警告灯闪烁，周期为亮 1S，熄灭 0.5S。
组成。SA1 为手动/自动转 换开关，SB1 和 SB2 为自动开车/停车按钮，SB3 为事故紧急停车按钮，SB4～SB9 为 6 个控制按钮，手 动时单机操作使用。HA 为开车/停车时讯响器，提示在输煤机组附近的工作人员物煤机准备起动请注意 安全。HL1～HL6 为 Ml～M6 电动机运行指示，HL7 为手动运行指示，HL8 为紧急停车指示，HL9 为系统运 行正常指示，HL10
为系统故障指示。 输煤机组控制要求： (1) 手动开车/停车功能： 可对输煤机组单台设备独立调试与维护使用， 任何一台单机开车/停车时 都有音响提示，保证检修和调试时人身和设备安全。 (2) 自动开车/停车功能： 1) 正常开车 按下自动开车按钮 SB1，音响提示 5s 后，回收电动机 M6 起动运行并点亮 HL6 指示 灯；10s 后，2#送煤电动机 M5 电动机起动运行并点亮 HL5
指示灯；10s 后，提升电动机 M4 起动运行并 点亮 HL4 指示灯；10s 后，破碎电动机 M3 起动运行并点亮 HL3 指示灯；10s 后，1#送煤电动机 M2 起动 运行并点亮 HL2 指示灯；10s 后，给料器电动机 M1 和磁选料器 YA 起动运行并点亮 HL1 指示灯；10s 后， 点亮 HL9 系统正常运行指示灯，输煤机组正常运行。 2) 正常停车 按下自动开车按钮
SB2，音响提示 5s 后，给料器电动机 M1 和磁选料器 YA 停车并熄 灭 HL1 指示灯，同时，熄灭 HL9 系统正常运行指示灯；10s 后，1#送煤电动机 M2 停车并熄灭 HL2 指示 灯；10s 后，破碎电动机 M3 停车并熄灭 HL3 指示灯；10s 后，提升电动机 M4 停车并熄灭 HL4 指示灯； 10s 后，2#送煤电动机 M5 电动机停车并熄灭 HL5
指示灯；10s 后，回收电动机 M6 停车并熄灭 HL6 指示 灯；输煤机组全部正常停车。 3) 过载保护 输煤机组有三相异步电动机 M1～M6 和磁选料器 YA 的过载保护装置热继电器，如果 电动机、 磁选料器在输煤生产中， 发生过载故障需立即全线停车并发出报警指示。 系统故障指示灯 HL10 点亮，HA 电铃断续报警 20s，HL10
一直点亮直到事故处理完毕，继续正常开车，恢复生产。 4) 紧急停车 输煤机组正常生产过程中，可能会突发各种事件，因此需要设置紧急停车按钮，实 现紧急停车防止事故扩大。紧急停车与正常停车不同，当按下红色蘑菇形紧急停车按钮 SB3 时，输煤机 组立即全线停车，HA 警报声持续 10s 停止，紧急停车指示灯 HL8 连续闪亮直到事故处理完毕，回复正 常生产。 5) 系统正常运行指示
输煤机组中，拖动电动机 M1～M6 和磁选料器 YA 按照程序全部正常起动运 行后，HL9 指示灯点亮。如果有一台电动机或选料器未能正常起动运行，则视为故障，系统故障指示灯 HL10 点亮，输煤机组停车。 47、机械手控制系统设计 系统设置手动和自动两种工作方式，后者又包括自动回原点、单步、单周和连续四种工作方式。
① 手动工作方式供维修用，它是用按钮对机械手的每一个动作进行点动控制。 ② 自动回原点工作方式用于为单步、 单周和连续三种工作方式作准备， 因为在选择后三种工作方 式之前系统必须处于原点状态， 如果不满足这一条件， 就应该选择回原点工作方式使系统回到原点状态。 ③ 单步工作方式用于系统的调试， 它是在原点对应的初始步条件下按一下启动按钮，
系统转换到 下一步，完成该步任务后自动停止工作并停在该步，再按一下启动按钮，系统再向前走一步。 ④ 单周工作方式用于首次检验， 它是机械手在原位时按一下启动按钮， 机械手自动执行一个周期 的动作后，停止在原位。 ⑤ 连续工作方式用于正常工作， 它是机械手在初始状态下按下启动按钮， 机械手从初始步开始一
个周期一个周期地周而复始工作。按下停止按钮，并不马上停止工作，而是完成当前周期的剩余工作后 停留在初始步。 48、抢答器 PLC 控制系统设计 1）抢答器同时供 8 名选手或 8 个代表队比赛，分别用 8 个按钮表示。 2）设置一个系统清除和抢答控制开关 S，该开关由主持人控制。 3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在 LED 数码管上显示，同
时扬声器发出报警声响提示。 选手抢答实行优先锁存， 优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清 除为止。 4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如 30 秒） 。当主持人启动"开始" 键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间 0.5 秒左右。 5）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和
抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示 00。 49、PLC 在大小球分拣设备中的应用 电动机驱动操作杆带动吸盘上下移动，完成取球和放球动作。自动判别大小球，由电动机驱动操作 杆左右移动，将大小球送往不同指定位置，从而完成大小球分拣的工作过程。 50、物业供水系统水泵控制 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， 和 K3。 接通， K2 K1 表示水压偏低； K2 接通，表示水压正常；K3 接通，表示水压偏高。 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（若输入点不够，可用 I/O 扩展模块） 。
（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） 。 51、气压式冲孔加工机控制系统 如图为气压式冲孔加工机工作示意图。①工件的补充、冲孔、测试及搬运可同时进行。
②工件的补充由传送带（电机 M0 驱动）送入。 ③工件的搬运分合格品及不合格品两种， 由测孔部分判断。 若测孔机在设定时间内能测孔到底 （MS2 ON） ，则为合格品，否则即为不合格品。 ④不合格品在测孔完毕后，由 A 缸抽离隔离板，让不合格的工件自动掉入废料箱；若为合格品，则 在工件到达 搬运点后，由 B
缸抽离隔离板，让合格的工件自动调入包装箱。 52、卧式车床电气控制系统设计 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
A、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。 B、主电动机和冷却泵电机采用热继电器进行过载保护 C、主电动机要采用降压起动方式起动 D、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 E、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。 F、机床要有照明设施 三、设计安排 1、设计分组：原则上 2
人一组，自由组合。 2、设计时间：～ 3、设计地点：0924091 班 2#教学楼 B403，0924092 班 2#教学楼 B411 4、设计进度 时间 设计内容 星期一 星期二 星期三 星期四 星期五 熟悉题目，了解工艺流程和控制要求，进行 PLC 选型和 I/O 点分配 绘制硬件电路图（主电路图、I/O 接线图等） 设计梯形图程序 程序仿真和调试，整理设计文档
答辩，完善设计文档四、考核办法及成绩评定 1、考核办法： 由指导教师根据学生在设计过程中的表现、答辩情况、课程设计报告情况等，结合评分标准确定成 绩。成绩由以下几部分组成：考勤 10% ，调试结果演示 30% ，答辩 20% ，设计报告 40% 。总评成 绩为五级制。 2、成绩评定： 考核成绩：分为优、良、中、及格和不及格。 （1）优秀 ①
遵守纪律，勤于钻研，能按时按量出色地完成任务书中规定的任务，能熟练运用所学理论和专 业知识，具有较强的综合分析问题和解决问题的能力，在课题的设计中有独到的见解；完成了制作及调 试，功能能达到预期要求； ② 设计说明书内容完整，分析正确，概念清楚，条理分明，文字通顺，书写工整，图纸齐全、整 洁、无错误、符合国家有关标准。
（2）良好 ① 工作努力，遵守纪律，能按时按量独立完成任务书中规定的任务，能较好地运用所学理论和专 业知识，具有较强的综合分析问题和解决问题的能力，完成了制作及调试； ② 设计说明书内容完整，分析正确，概念清楚，条理分明，文字通顺，书写工整，图纸齐全、整 洁、无错误、符合国家有关标准。 （3）中等 ①
工作较努力，遵守纪律，基本上能按时按量独立完成任务书中规定的任务，能基本正确运用所 学理论和专业知识，理论设计方案基本合理；基本完成了制作及调试。 ② 设计说明书内容完备，分析基本正确，概念较清楚，书写较工整，图纸齐全、符合国家有关标 准。 （4）及格 ① 工作态度及表现一般，在规定时间内勉强完成任务书中规定的任务，基本达到了教学要求，理
论设计方案基本合理，硬件设计和软件编制未进行调试，存在一定的错误。 ② 设计说明书内容基本正确，书写较工整，图纸齐全、基本符合国家有关标准或仅有局部非原则 性错误。 （5）有下列情况之一者成绩视为不及格 ① 工作不努力，有违纪行为，表现差； ② 未能达到设计所规定的基本要求，或设计中有原则性错误； ③ 弄虚作假，有抄袭行为，或部分内容由其他学生代做； ④
设计说明书概念不清，图纸不齐全或不符合国家标准。 五、课程设计报告要求 1、内容要求 课程设计报告应包括以下内容： 1）课题分析（课题设计的目的、设计内容及要实现的目标等） 2）硬件电路设计（包括 PLC 选型和配置、主电路图、I/O 接线图等） 3）程序设计 4）系统仿真和调试 5）结束语（取得的效果、创新点及设计意义等） 2、格式要求 课程设计报告要求用 A4
纸排版，单面打印，并装订成册，装订顺序：①封面 ②设计评语 ③目录 ④正文 ⑤参考文献。 字体：一级标题，三号黑体、居中；二级标题，小三号黑体，居左；三级标题，四号黑体，居左； 正文，小四号宋体。 设计报告中的图、表、 公式、算式等，一律用阿拉伯数字分别依序连编排序号。 序号分章依序编码， 其标注形式应便于互相区别，可分别为：图 2.1、表 3.2、式（3.5）等。 参考文献格式如下：
①连续出版物 〔序号〕 主要责任者．文献题名〔J〕 ．刊名，出版年份，卷号(期号)：起止页码． ②专著 〔序号〕 主要责任者．文献题名〔Ｍ〕 ．出版地：出版者，出版年：起止页码． 六、说明 1、课程设计的主要目的是通过某一 PLC 控制系统的设计实践，使学生能够熟练地进行 PLC 系统 外围电路设计、接线、编程、调试等工作，培养学生的工程技术应用能力。课程设计属于练习性质，不
强调设计结果直接用于生产。 有一些课题在实际控制中并不采用， 但做为课程设计题目还是有一定意义 的。 2、设计课题的控制要求可根据具体情况进行完善和修改，但要经过指导教师认可方可进行。 3、也可自选设计课题，但应写明具体设计内容和控制要求，并经指导教师批准，以保证课程设计 的难度和任务量。 4、每班各设计小组的课题不得重复。两个班设计课题相同的小组，设计方案不能相同，否则视为 不及格。
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