电气控制与可编程控制器技术课程设计

题目6、花式喷水池装置PLC控制梯形图的设计与调试

                    学院      机电工程学院

                    专业      电气工程及其自动化

                    班级      1006071

                    学号      100607136

                    姓名      谢海天

郑州航空工业管理学院机电工程学院

20##年12月

控制要求    

一、花式喷水池示意图

 

                                          

图a中4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。图b中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”= 单步，“0”= 连续，其他为单一功能开关。

二、控制要求：

（1）水池控制电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。按下停止按钮，则停止喷水。工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。

    （2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，喷水池反复循环运行。

    （3） 方式选择开关用以选择喷水池的喷水花样，1～4号喷水管的工作方式选择如下：

a） 选择开关在位置“1”——按下启动按钮后，4号喷水，延时2s，3号喷水，再延时1.5s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，持续2s后全部停止，延时1s，接着一起喷水15s为一个循环。

b） 选择开关在位置“2”——按下启动按钮后，1号喷水，延时2s，2号喷水，再延时2s，3号喷水，再延时2s，4号喷水，持续2s，然后全部停止0.5s，接着一起喷水30s为一个循环。

c） 选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1～4号同时喷水20s为一个循环。

d） 选择开关在位置“4”——按下启动按钮后，喷水池1～4号水管的工作顺序为：

1→2→3→4按顺序延时2s喷水，然后一起喷水10s后，按1→1+2→2→2+3→3→3+4→4→4+1号水管以1s间隔顺序喷水，小循环3次后，一起喷水2s，再停止1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水10s为一个大循环。

（4） 不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作。

三、电气控制设计要求：

    被控制对象：1台电动机，外加若干电磁阀。

    时间继电器时序逻辑，以及各种选择开关、按钮的逻辑组合。

四、PLC设计要求：

  1．根据题意，I/O编址，编制控制程序。并对梯形图程序加以说明。

2．完成课程设计说明书。

设计过程及相关说明

（一）电气部分相关原理说明

主电路部分：由一台电机实现，KM控制电机的启动与停止，当按下停止按钮时，主电路与控制电路均断电。FR和FU作为保护器件。

控制电路及电磁阀电路部分：1）方式a  当选择开关在位置1时，按下启动按钮SB2时，KM接通且自锁，电机运转供水。此时方式一电路接通，KT1接通，无延时触头KT1闭合使电磁阀YV4接通，4号喷水，2秒后，KT1延时闭合常开触头闭合YV3接通，3号喷水。再过1.5秒后，KT2延时闭合常开触头闭合YV2接通，2号喷水。再过5.5秒KT3延时闭合常开触头闭合YV1接通，1号喷水。持续2秒后，KT4延时断开常闭触头断开，使整个电磁阀电路断开，全部停止喷水。再过1秒后KT5延时闭合常开触头闭合又使整个电磁阀电路接通全部喷水。15秒后，KT6触头动作。若此时为单步运行，KT6延时闭合常开触头闭合，KA1接通且自锁，使电路单步分支的KA1常闭触头断开且不再接通，实现单步功能。若此时为连续运行，KT6延时断开常闭触头断开，使电路失电，KT6失电，延时断开常闭触头又闭合，电路又接通，反复断开接通实现循环功能。2）方式b  工作原理同方式a，不再赘述。3)方式c  当选择开关在位置3时，按下启动按钮SB2时，KM接通且自锁，电机运转供水。此时方式三电路接通，KT13接通，无延时触头KT13闭合使电磁阀YV1、YV3接通，1、3号同时喷水。3秒后KT13延时闭合常开触头闭合，使电磁阀YV3、YV4接通2、4号同时喷水，且KT3延时断开常闭触头断开实现循环，交替运行5次即15秒后，KT14延时闭合常开触头闭合使四个电磁阀均接通全部喷水20秒，然后KT15触头动作实现单步连续功能原理同方式一。4）方式d  工作原理与方式c雷同，不再赘述。

相关器件说明：YV1、YV2、YV3、YV4为电磁阀，他们起到控制水喷出和不喷出的开关作用，他们分别对应外环形状喷水管、中环形状喷水管、内环形状喷水管、中间喷水管。

电气部分总结：主要利用时间继电器的时序逻辑对电路加以控制，通过时间的累积时间继电器依次动作，实现了喷水装置的花样变换。另外通过时间继电器与中间继电器的结合实现了单步连续和循环的功能，使在运用继电器实现逻辑控制上又有了新的认识和见解。

（二）PLC部分相关说明

梯形图程序说明：1）方式a  X003起到了选择开关1的作用，且由中间继电器M3实现其功能。X000起到启动按钮的作用，由M0实现其功能。当X1为ON,按下启动按钮X0，Y004接通输出即4号喷水。2秒后，T0动作，Y003接通输出即3号喷水。1.5秒后，T1动作，Y002接通输出2号喷水。再延时2秒后，T2动作，Y001接通输出1号喷水。持续2秒即T3延时7.5秒后，T3全部断开，使全部都没输出即全部停止喷水。延时1秒后，T4接通与T5配合使又全部喷水。15秒后，T5常闭动作，全部无输出停止喷水，随即又进入下一个新的循环，若X5为ON时则只运行一个循环及实现单步。2）方式b  原理同方式a。3）方式c  当X005接通即X3为ON时，按下启动按钮X0，Y001与Y003均接通输出即1、3号同时喷水。延时3秒后，T12动作，Y002与Y004均接通输出即2、4号同时喷水。且此时T13动作即T13出现上升沿，使计数器C0接通工作，实现交替5次运行。计数5此完毕后，C0将不再工作即全部为通路状态，Y001，Y002，Y003,Y004将全部接通同时喷水。20秒后，T14动作断开，使全部断开无输出不喷水，且将C0复位，同时进入下一循环。若X5为ON时则只运行一个循环及实现单步。4）方式d  原理基本同方式c，不再赘述。

相关总结：梯形图中用大量时间继电器，实现了时序逻辑。用了几个辅助继电器作为中间继电器使功能更容易实现。考虑到要实现内部的小循环所以使用了计数器，使程序更为简单明了。并且考虑到方式d的复杂性，且其中有3中状态的存在，所以利用状态梯形图的特点也能使其更为容易实现。

设计总结

    在整个课程设计的过程中，有对课题无法把握的地方，但总的来说，还算有清楚的理解和思路。通过课程设计，对整个电气控制与可编程控制器技术这门课有了成体系的认识和理解，这一点让我受益匪浅。另外这个课程设计是非常接近工程实践的，我想这是最为重要的，它为我们日后做项目做工程提供了一定的思路与理念。总之实践出真知，只有在实践中才能发现问题总结经验，对这样一门实践性很强的课就更为如此。

第二篇：电气与PLC控制技术课程设计报告

电气与PLC控制技术课程设计报告

题 目

姓 名

学 号

系 部

指导教师

二О一 2 年 一 月 一 日

二、元器件清单

三、设计思路

首先，此驱动控制系统要求顺序轮流的实现电动机三相的通断，故考虑使用

时间继电器。从要求的通电顺序A→AB→B→BC→C→CA→A来看，此控制系统大致可拆分为五个模块，分别为：启动和停止模块、A相控制模块、B相控制模块、

C相控制模块和实现电机正反转模块，并且，A、B、C、各相控制模块大体相同。

其次，由于频繁的通断，因此各绕组的驱动应采用固态继电器。另外，还要

添加必不可少的电气保护装置。

四、工作原理

闭合刀开关QS。

正转：按下启动按钮SB1，KM1线圈得点，KM1常开辅助触点闭合实现自锁，KM1常开主触点闭合实现电机的正相接通，KM1常闭辅助触点断开实现电机正反转的互锁。按下启动按钮SB3，KA1线圈得电，KA1常开触点闭合实现自锁，固态继电器SSR1接通，其触点闭合，电机A相接通，时间继电器KT1接通，通电3S后，KT1通电延时常开触点闭合，KT2接通，KA2接通，SSR2接通，其触点闭合，电机B相接通。KT2接通3S后，其通电常闭触点断开，SSR1失电断开，电机A相断开，依次类推，实现B→BC→C→CA→A的通电状态。

反转：按下复合按钮SB2，KM1线圈失电，其主触点断开，KM2线圈得电，

其常开主触点闭合，电机A、B、C三相反接。SSR1、SSR2、SSR3得电顺序不变，但由于相序的反接从而实现电机的反转，其过程同正转。

转速：改变时间继电器的延迟时间来实现电机的两档转速。

断开：按下停止按钮SB4，断开主回路，实现电机的断开。

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Ⅱ 采用PLC控制系统实现控制任务

一、基于PLC的电气原理图

二、I/O表

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