机电传动课程设计指导书[1]_机电传动课程设计

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《机电传动控制》课程设计指导书

陈白宁 编写

沈阳理工大学机械工程学院

2012.11

目录

第一章 概述

第二章 设计步骤和方法

第三章 第四章 第五章

设计说明书内容要求及时间安排

《机电传动控制课程设计》题目及控制要求设计说明书参考目录 2

第一章

1、目的概述

本课程设计的教学目标是使学生掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器接触器控制电路的PLC改造方法。

2、1）2）基本要求

掌握机电传动控制系统中PLC控制的基本原理、顺序控制设计方法 具备一定的设计能力和调试能力

第二章

1、任务分析及方案确定

设计步骤和方法

根据控制要求进行如下工作： 1）2）3）任务分析，然后确定主电路，注意考虑设备的保护； 确定控制规则；

选择PLC，包括PLC点数、类型及扩展模块的类型，注意操作方式及控制电路的保护； 4）

2、1）2）3）

3、PLC输入输出点的确定及分配等。电路图的确定 画出主电路原理图； 画出PLC原理或接线图。画出顺序功能图 控制软件的设计及调试

根据控制规则进行如下工作： 1）2）3）画出顺序功能图； 设计PLC控制梯形图； 程序调试说明。第三章

1、设计说明书内容要求及时间安排

设计说明书内容及书写格式要求

1)设计题目； 2)控制要求；

3)任务分析、方案确定。包括PLC输入和输出点的确定。PLC的选择，控制规则，操作方式及设计思想等； 4)画出主电路原理图； 5)画出PLC接线图； 6)画出顺序功能图； 7)设计PLC控制梯形图； 8)电器元件选择。

2、时间安排

1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案2）电路及PLC梯形图设计与绘图

3）PLC梯形图调试

4）电气元件选择与说明书撰写

5）答辩

1天 3.5天 0.5天 1天 1天

第四章 《机电传动控制课程设计》题目及控制要求

第一组 题目：卷烟厂风力送丝设备控制系统设计  工作过程及要求：

 1.启动后，风机工作，给烟丝管道送风

 2.当落料器内料低于下落料器时，启动回风电磁阀打开风门，将烟丝吸进落料器；当落料器内料高于上落料器时，回风电磁阀关闭风门。 3.若两个落料器同时需要进料时，则按时间分配轮流装料。

 4.当料仓烟丝低于料仓下光电开关时，翻板门电磁阀动作进料；当料仓烟丝高于料仓上光电开关时，翻板门电磁阀关闭。

 5.下班关机前，将所有落料器的烟丝全部放入各个料仓。

 6.按照任务书的要求，完成控制设计。

送丝设备工作示意图

第二组 题目：加热炉自动送料控制系统设计

机械系统包括自动台车、机械臂起吊装置、冷却槽和夹紧装置四部分。控制动作主要包括：台车的前进/后退、机械臂的上升/下降、夹钳的夹紧/松开、冷却槽的前进/后退。示意图如图所示。

动作控制要求：

送料系统示意图

按照任务书的要求，完成控制设计。

第三组 题目：污水处理控制系统设计

系统有三套子系统。每个子系统组成如图所示。

1．滤水时，打开进水阀和出水阀，污水流经磁滤器中通电的电磁铁，则污水中的氧化铁杂质会附在磁铁上，从水箱流出净化水，实现滤水；

2．一段时间后，断开电磁铁，关闭进水阀和出水阀，打开排污阀和空气压缩阀，压缩空气将水箱的水打入磁滤器内，冲洗磁铁，污水由排污管流入污水池，进行二次处理，实现反洗。

3．三套子系统同时工作。

4．按照任务书的要求，完成控制设计。

净化示意图和滤水工艺流程如下图所示。

污水净化示意图

滤水工艺流程

第四组 题目：示教机械手控制系统设计

动作要求： 1．单循环为：

1）从原点开始下降；2）吸工件，延时1秒；3）上升；4）右转；5）下降；6）放下工件，延时1秒；7）上升；8）左转，回原点。

2．要求有四种工作方式：手动、单步、单周期、连续。3．连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。第五组 题目：超声波清洗机控制系统设计

该系统可以进行清洗、漂洗还有超声，有进水阀、进液阀、排水阀，排液阀，水泵电动机和液泵电动机，容腔内包含两个液位传感器，上限位和下限位；

清洗液冲洗时，液泵工作，进液阀、排液阀同时打开。清水冲洗时，水泵工作，进水阀、排水阀同时打开。按照任务书的要求，完成控制设计。

超声波清洗机工艺流程图第六组 题目：半精镗专用机床控制系统设计

机械系统包括：左滑台、右滑台、左动力头、右动力头、拔插定位销油缸。

动作要求如图所示：

半精镗专用机床控制流程

按照任务书的要求，完成控制设计。第七组 题目：四工位卧式镗铣组合机床控制系统设计

该机床有四个工位，三个动力头。第一工位是装卸工位，第二到第四工位的三个动力头可以同时对相应工位夹具上的工件进行加工。工作台每次转位90度，转过360度完成一个工件的所有加工。机床的动作包括：工作台的抬起、回转、落下夹紧；夹具的夹紧、松开；三个滑台各自的向前切削、向后退回。流程图如图所示。

机床总控流程图

按照任务书的要求，完成控制设计。第八组 题目：内燃机部件定位清洗机控制系统

清洗机主要由步进式液压输送机构、清洗泵及清洗液过滤循环系统、水位控制装置、油水分离装置、排屑装置、集中润滑系统、异常显示和事故报警系统等组成。自动运行循环流程图如图所示。

清洗机流程图

按照任务书的要求，完成控制设计。第九组 题目：冲压机控制系统设计

控制过程如下：

1）按下启动键后，把工件放在传送带1上，启动传送带1将工件送到工位1；

2）打开进料机械手吸盘控制阀，使吸盘吸住工件；

3）进料机械手伸出将工件送入冲压机加工台的工位2，断开吸盘并退回； 4）冲压模具下降，冲压完工件后上升； 5）出料机械手进入冲压机加工台； 6）出料机械手吸盘吸住工件；

7）将工件放到工位3，松开出料吸盘，出料机械手退回原位。8）启动传送带2将工件从工位3送走。

按照任务书的要求，完成控制设计。第十组 题目：混凝土配料及搅拌系统设计

系统由配料部分和搅拌部分组成。如下图所示。

配料部分由石料

1、石料

2、石粉

1、石粉

2、沥青的储料仓与称料斗组成。5种材料分别由各自的传感器（脉冲信号）计量放料数量。配比为6：2：6：2：2.控制过程如下：

按下启动键后，同时开启石料

1、石粉1和沥青的料仓电磁阀。并同时对三种材料计数；当石料1计满后关闭石料1，开启石料2；当石粉1计满后关闭石粉1，开启石粉2；当5种材料都称量完毕，开启石料料斗放入石料至其限位传感器；接着开启石粉料斗放入石粉至其限位传感器；最后开启沥青料斗放入沥青至限位传感器；三个料斗都关闭后，同时开始搅拌1分钟，然后开启搅拌缸阀门漏料至其限位传感器，关闭阀门，重新开始上述配料过程。

按照任务书的要求，完成控制设计。第十一组 题目：大小球分拣系统设计

分拣系统示意图和流程图如图所示。

分拣系统示意图

分拣系统流程图

按照任务书的要求，完成控制设计。第十二组 题目：配料车控制系统程序设计

控制要求：

1．配料车完成“从配料罐出发，到A处取m车料，再到B处取n车料，送回配料罐进行配料混合”的工作循环。配料车由三相交流异步电机驱动。2．按照任务书的要求，完成控制设计。工艺流程图：

配料车工作示意图第十三组 题目：喷泉控制系统程序设计

（一）控制要求：

1）喷泉控制要求为“A、D同时喷6秒，并左右摆动—A、C同时喷7秒并旋转—B、D同时喷10秒并旋转—A、C、B同时喷5秒并摆动--2秒后再循环”

2）每个喷头工作时，都连带红、绿、黄、蓝四个彩灯间隔0.1s循环发光。

3）喷泉可以实现手动、单周期、连续三种操作方式。

4）当选择连续时，要求循环20次后终止循环，发出声光间断报警，按停止按钮终止报警。

按照任务书的要求，完成控制设计。第十四组 题目：钻床主轴进给控制系统程序设计

控制要求：

钻头从初始位置开始向右进行钻深孔工作，钻孔过程中，钻头向右钻一段距离后返回初始位置，然后再向右钻一段距离后再返回初始位置，如此反复，完成钻深孔工作过程。

钻头初始位置在原点（光电开关SQ1处），按下启动按钮SB1,钻头进给至SQ2光电开关处后返回原点，然后再进给至SQ3光电开关处后返回原点，依此类推，最后返回原点停止，至此完成钻床主轴进给控制系统全过程。工艺流程图：

钻床主轴工作示意图

按照任务书的要求，完成控制设计。第十五组 题目：喷泉控制系统程序设计

（二）控制要求：

1）喷泉控制要求为“A、B、E同时旋转并喷水10秒—A、D、C同时摆动并喷15秒—B、D、E同时旋转并喷20秒—A、C、B同时摆动并喷9秒--2秒后再循环”

2）每个喷头工作时，都连带红、绿、黄、蓝四个彩灯间隔0.1s循环发光。

3）喷泉可以实现手动、单周期、连续三种操作方式。

4）当选择连续时，要求循环20次后终止循环，发出声光间断报警，按停止按钮终止报警。

按照任务书的要求，完成控制设计。第十六组 题目：布料车程序设计

控制要求：

布料车的工作行程按照“进二退一”的方式往返行驶于八个光电开关之间。布料车由三相交流异步电机驱动。

按照任务书的要求，完成控制设计。

工艺流程图：

布料车工作示意图第十七组 题目：喷泉控制系统程序设计

（三）控制要求：

1）喷泉控制要求为“A、B、D同时旋转并喷水12秒—B、D、C同时摆动并喷14秒—A、D、E同时旋转并喷10秒—A、C、D同时摆动并喷7秒--2秒后再循环”

2）每个喷头工作时，都连带红、绿、黄、蓝四个彩灯间隔0.1s循环发光。

3）喷泉可以实现手动、单周期、连续三种操作方式。

4）当选择连续时，要求循环20次后终止循环，发出声光间断报警，按停止按钮终止报警。

按照任务书的要求，完成控制设计。第十八组 题目：显像管搬运机械手控制设计

搬运机械手包括：摆动缸、燕尾缸、下臂缸、吸盘升降缸、钳口合龙缸、吸盘、回转电机。每个汽缸的双向动作都有限位检测开关。控制流程如下图所示。其中“摆动到清洗机”动作执行，除了图中的前提条件外，还有“清洗机到位”的附加条件。

按照任务书的要求，完成控制设计。

显像管搬运机械手工作循环流程图第十九组 题目：液体灌装机控制

灌装机的动作有以下4种：

1）液体容器的传送动作。它是由传送器在纵向和横向两个汽缸的带动下，实现左行、右行、前行、后行。

2）液体容器的升降动作。它由升降汽缸带动，上升到位，顶开阀头，实现灌装，灌满后，容器下降，离开阀头，回原位。

3）电磁阀输出。电磁阀为二位三通电磁阀。接通输出，则接通油泵和容器；断开则使油泵和容器断开，油泵和油箱接通，完成油箱吸油的动作。

4）供油与吸油动作。当上面的电磁阀接通时，油泵和容器接通，供油汽缸前进实现供油；电磁阀断开后，油泵和油箱接通，供油汽 缸后退，实现吸油；

所有汽缸的双向动作都有到位检测开关。按照任务书的要求，完成控制设计。

液体灌装机控制流程图第二十组 题目：全自动洗衣机的控制设计

水位选择：高、中、低三档，另有三个水位检测传感器。注水状态：进水阀打开，水位至所选择水位。

洗涤状态：洗涤电磁离合器接通，电动机正转30秒，停3秒，反转30秒，停3秒，循环5次。

漂洗状态：进水阀打开，同时完成洗涤过程，循环3次。排水状态：排水阀打开，水位至排空水位检测传感器。脱水状态：脱水电磁离合器接通，电动机正转。程序选择：正常洗涤、脱水

正常洗涤过程：选择水位，启动，注水---洗涤---排水---脱水150秒---（注水---漂洗---排水---脱水120秒）3次---脱水90秒，蜂鸣器间断报警10秒。

脱水过程：启动，脱水210秒 可以自行增加其他的功能程序。

按照任务书的要求，完成控制设计。第二十一组 题目：升降电梯的控制设计

1．电梯为三层，运动包括：电梯的上升和下降、开门和关门；

2．每层设有呼叫按钮，呼叫指示灯（直接和呼叫开关相连），到位行程开关。一层只有上升呼叫按钮，三层只有下降呼叫按钮，二层有上升和下降两个呼叫按钮；

3．电梯内有1、2、3三个楼层选择按钮和开门、关门按钮； 4．开关门均有到位检测行程开关； 5．门关到位，电梯才能运行；

6．电梯开门到位后，延时5秒后关门，或按下关门按钮优先关门。7．运行过程中可以记忆其他呼叫信号；

8．到达呼叫楼层，平层后，开门，消除该层呼叫记忆。9．若无楼层呼叫信号，则电梯轿厢停在当前楼层。

按照任务书的要求，完成控制设计。

第五章 设计说明书参考目录

0．前言

1．课程设计的任务和要求 1.1、课程设计的任务 1.2、课程设计的基本要求 2．总体设计

2.1 PLC选型 2.2 PLC端子接线 3．PLC程序设计 3.1 设计思想 3.2 顺序功能图 3.3 PLC梯形图 4．程序调试说明 5．结束语

简述课程设计的收获、体会以及对本教学环节的意见和建议 5．参考文献

注：填写完下列信息再将“成绩评定及任务书打印出来

1.将“成绩评定表”和“课程设计任务书”的个人信息填写完整

2.将“课程设计任务书”的指导教师填上。