【2017年整理】可编程序控制器课程设计指导书.doc

一、课程设计的目的和要求 1.1 目的 课程设计主要目的，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、巩固以往学习的内容，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺要求，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。 “电气控制与可编程序控制器”课程设计是在完成该门课的理论与实验教学的学习之后进行的，目的在于训练学生面对具体的工程问题时，学会分析其工艺流程与控制要求、拟定控制方案、选型机床电器元件和PLC 以及设计电气控制电路、程序编制与调试运行等方面的实战能力，从而能应用机床电气控制与PLC 技术来解决以顺序、开关逻辑控制为主的一般机床电气工程的应用与设计问题。 课程设计应强调以能力培养为主，在独立完成设计任务的同时要注意多方面能力的培养与提高，主要包括以下几方面： 1）综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。 2）查阅资料及调研的能力。 3）工程绘图能力。 4）撰写技术报告和编制技术资料的能力。 1.2 要求 1、在接受设计任务并选定课题后，应根据设计要求和应完成的设计内容，拟订设计任务书和工作进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。 2、在确定方案的过程中应积极思考并主动提出问题，以取得指导教师的帮助，在此阶段提倡广泛讨论，做到思路开阔，依据充分。 3、按照机床电气控制与PLC 的控制系统设计步骤及设计要点，根据具体课题任务及要求，进行控制系统的设计、编程、调试与运行。 4、掌握在PC 机上，使用编程软件来编制PLC 应用程序，并下载到PLC 中进行调试、运行。 5、按以上设计步骤与设计要求编制出以下资料： (1) 图纸： ①工艺流程图及外部信号分布图(手工绘图)； ② PLC 电气控制系统外部接线图(手工绘图)； (2) 课程设计说明书：要求文字通顺、字迹工整、2-3 千字、图文并茂。其中，课程设计论文大纲要求如下： ① 项目概述； ② 主要功能与技术要求； ③ 设计方案论证； ④ PLC 控制系统的设计(I／0 分析、PLC 选型、存储容量核算、外部电路及接线设计、梯形图与程序设计等)； ⑤ 调试与运行； ⑥ 结论与体会。 二、PLC控制系统设计原则及步骤 2.1 PLC控制系统设计的基本原则 1、最大限度地满足工艺流程和控制要求。工艺流程的特点及要求是开发PLC 控制系统的主要依据。设计前，应深人现场进行调查研究，收集资料，明确控制任务。 2、监控参数、精度要求的指标以满足实际需要为准，不宜过多、过高，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便，并可降低系统的复杂性和开发成本。 3、保证控制系统的运行安全、稳定、可靠。正确进行程序调试、充分考虑环境条件。选用可靠性较高的PLC、定期对PLC 进行维护和检查等都是很重要和必不可少的。 4、考虑到生产的发展和工艺的改进，在选择PLC 容量时，应适当留有余量。 2.2 PLC控制系统设计的基本步骤 1、首先要分析控制任务，了解被控对象的工艺流程，画出工艺流程图。 2、确定PLC 的输入、输出信号的类型、点数，正确选择输入、输出模块的规格、型号；根据主电路如电机、电磁阀的容量及操作要求，合理选择配电、保护和控制电器。 3、进行必要的计算，合理选择低压电器及PLC 的类型和容量等。 4、编制I/O 分配表及所用到的PLC 内部有关如时间继电器、计数器、中间继电器等元件的地址编号表。 5、画出梯形图或顺序控制流程图(SFC 状态流程图)、步进梯形圈和外部接线图等。 6、按照梯形图用助记符语言编程或按顺序控制流程图用步进顺控指令方法编制PLC 应用程序。编程可手动编程也可按制造厂提供的编程软件平台，输入梯形图在PC 机上自动编 程。 7、用手持式编程器或PC 机通过RS-232 串形通信口，将编制好的程序写入到PLC 的存储器中。先接上专用RS-232 通信电缆，一端连接PLC，一端连接PC 机9 芯插头，设置好异步串形通信参数（如传送位数、通信速率等)，即可下载程序至PLC。 8、进行实验室模拟调试，输入可用按钮、开关或模拟信号等代替现场采集到的信号，输出负载用信号灯等代替，其目的是验证用户程序的控制逻辑是否符合工艺要求。 9、进行PLC 主电路及外部配套电路设计，如PLC 和各类负载供电电源、外部主电路及控制继电器连锁电路设计等，以及控制柜、外部接线等设计。 10、现场运行调试。先不带载，只带接触器线圈与信号灯进行分段、分级调试。正常后，再带实际负载运行，最后固化程序存在PLC 的EPROM 中。然后考机运行，时间约72 小时。主要考核系统稳定性、抗干扰性等。 三、课程设计课题 有以下9 个实训课题可供选