PLC原理及应用技术（第4版）课件 9.2 课程实训课题16

课题1：机械手PLC控制系统计

课题2：深孔PLC控制系统设计课题3霓虹灯广告屏控制器的设计课题4：自动售货机的PLC控制课题5：数控机床润滑系统和电动刀架换刀系统控制课题6：燃煤锅炉水循环供热系统PLC控制课题7：光机电一体化自动控制装置PLC控制课题8：机械手自动控制课题9：三面铣组合机床自动加工控制9.2课程实训课题浙江机电职业技术学院2课题1：机械手PLC控制系统设计

1．设备概况介绍机械手的结构主要由手指1、手碗2、

小臂3和大臂5等几分部组成。料架6为旋转式，由料盘和棘轮机构组成。每次转动一定角度（由工件数决定）以保证待加工零件4对准机械手。浙江机电职业技术学院4YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7YV8YV9YV10YV11手指的夹紧与放松夹紧+放松+手腕横向移动左移+

右移+小臂的伸缩伸+缩+小臂上下摆动上摆+下摆+大臂上下摆动上摆+下摆+料架转动+2.电磁阀状态表浙江机电职业技术学院52．设计要求(1)加工中上料、下料各动作采用自动循环。(2)各动作之间应有一定的延时（由时间继电器调定）。(3)机械手各部分应能单独动作，以便于调整及维修。(4)油泵电机（采用Y100L2—4.3kW）及各电磁阀运行状态应有指示。3．设计任务(1)I／O通道分配表、PLC的I／O接线图、设计流程图、梯形图、指令语句表、操作板面布置图。(2)编制设计说明书、使用说明与设计小结。(3)列出设计参考资料目录。课题2：深孔PLC控制系统设计1．设备概况介绍深孔钻是加工深孔的专用设备。在钻孔时，为保证零件加工质量，提高工效，加工中钻头冷却和定时排屑是需要解决的主要问题。设备通过液压、电气控制的密切配合，实现定时自动排屑。为提高加工效率，液压系统通过电磁阀控制，使主轴有快进、慢进和工进等几种运动速度。图9-13是它的工作循环图。2．设计要求(1)在工件夹紧及液压泵起动后，按下起动按钮，开始钻孔并能自动完成半自动循环。(2)主轴电动机在第一次快进时自动起动，加工完成，退回原位时自动停止。(3)具有可靠的联锁、保护环节和必要的动作显示。(4)具有点动调整环节，包括主轴电机的起停、快退、慢进、工进等点动控制。3．设计任务(1)I／O通道分配表、PLC的I／O接线图、设计流程图、梯形图、指令语句表、操作板面布置图。(2)编制设计说明书、使用说明与设计小结。（包括调试中情况）。(3)列出设计参考资料目录。浙江机电职业技术学院8课题3：霓虹灯广告控制器的设计1. 霓虹灯广告屏概述霓虹灯广告屏由霓虹灯灯管按照一定的字型和图案加工装配而成，根据字型和图案的不同一个字或一个图案有一根或多根霓虹灯灯管加热成型，安装在霓虹灯广告屏上,每根灯管连接一个启动器，通过启动器产生高电压使灯管点燃发光。2.控制要求（1）．该广告屏中间8个灯管，亮灭的时序为第1根亮→第2根亮→第3根亮→…→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，（2）．全亮显示10s后按8→7→…→1顺序熄灭。全灭后，延时2s，（3）．再从第8根灯管开始亮起，顺序点亮7→6→…→1，时间间隔为1s，全亮后，显示20s，再从1→2→…→8顺序熄灭。全熄灭后，延时2s，（4）．再按照1→3→5→7顺序依次点亮灯管,时间间隔为2s,延时5s后按7→5→3→1顺序熄灭。全灭后，延时2s（5）．再按照2→4→6→8顺序依次点亮灯管,时间间隔为2s,延时5s后按8→6→4→2顺序熄灭。全灭后，延时2s（6）．重复以上要求工作（7）．要求用一个按纽控制启动和停止（8）．要求工作时间从晚19:00—次日6:00自动工作和停止工作4..课程设计任务（1）．分析系统控制要求设计主电路，列出电器选择表。（2）．根据系统控制要求列出PLCI/O分配表，选择PLC，画出PLC的I/O接线图（3）．设计控制系统流程图、编写梯形图程序和指令表。（4）．系统程序调试，列出调试结果。（5）．设计操作面板，画出操作面板图（6）．编写课程设计报告包括（设备概述、主电路图、PLC的I/O接线图、系统流程图、梯形图程序和指令表、PLCI/O分配表、主电路电器选择表、操作面板图、程序调试结果、和使用说明书、参考文献课题4

自动售货机的PLC控制1．自动售货机概述

如图9-18所示为自动售货机示意图,在自动售货机内部有两套液体控制装置,每套液体控制装置有液体储存罐和电磁阀门组成,液体储存罐中装入汽水和咖啡,由电磁阀门控制液体的流出,当电磁阀门线圈通电时液体流出.自动售货机内部的硬币识别装置由三个硬币检测传感器组成，用来检测1元、5元、10元硬币，传感器输出为开关信号，自动售货机核心控制装置是PLC，其内部还有退币和找零装置。2．控制要求（1）.此售货机可投入1元、5元或10元硬币。（2）.当投入的硬币总值超过12元时，汽水按钮指示灯亮；当投入的硬币总值超过15元时，汽水及咖啡按钮指示灯都亮。（3）.当汽水按钮灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出7s后自动停止，这段时间内，汽水指示灯闪动。（4）.当咖啡按钮灯亮时，按咖啡按钮，则咖啡排出7s后自动停止，这段时间内，咖啡指示灯闪动。（5）.若投入硬币总值超过按钮所需的钱数(汽水12元，咖啡15元)时,找钱指示灯亮,表示找钱动作,并退出多余的钱。3.课程设计任务（1）．分析系统控制要求设计主电路，列出电器选择表。（2）．根据系统控制要求列出PLCI/O分配表，选择PLC，画出PLC的I/O接线图（3）．设计控制系统流程图、编写梯形图程序和指令表。（4）．系统程序调试，列出调试结果。（5）．设计操作面板，画出操作面板图（6）．编写课程设计报告包括（设备概述、主电路图、PLC的I/O接线图、系统流程图、梯形图程序和指令表、PLCI/O分配表、主电路电器选择表、操作面板图、程序调试结果、和使用说明书、参考文献课题5数控机床润滑系统和电动刀架换刀系统控制控制要求（1）油泵电机为单向断续运转控制，功率为120W，额定转速1440r/m，按下启动按纽时，油泵电机工作15s后停止25min，周期性工作。（2）当润滑油路出现泄露或压力开关失灵时，油泵电机停止工作，润滑故障报警指示灯以0.5s周期闪烁。（3）当润滑油路出现堵塞或压力开关失灵时,油泵电机停止25min后,压力开关未断开,则油泵电机不能通电工作,并且润滑故障报警指示灯报警。（4）当润滑油不足或电机过载时断开电机并且报警。（5）手动换刀：当短促或常时间按手动换刀按钮时，刀架正转到相邻的一个工位或刀架正转一直保持到按纽松开，当工位检测霍尔传感器检测到刀架旋转到该工位时，刀架正转停止。(6)自动换刀：对零件加工程序正转控制，当零件加工程序T1正转信号接通后，刀架正转一直保持到刀位与程序编码T1相等时，且当工位检测霍尔传感器检测到刀架旋转到该工位时，刀架正转停止；对零件加工程序反转控制，当零件加工程序T2反转信号接通后，刀架反转一直保持到刀位与程序编码T2相等时，且当工位检测霍尔传感器检测到刀架旋转到该工位时，刀架反转停止；(7)当手动换刀、自动换刀控制时间超过100s时为换刀故障，换刀故障指示灯以1s周期闪烁报警。课程设计任务(1)．分析系统控制要求设计主电路，列出电器选择表。(2)．根据系统控制要求列出PLCI/O分配表，选择PLC，画出PLC的I/O接线图(3)．设计控制系统流程图、编写梯形图程序和指令表。(4)．系统程序调试，列出调试结果。(5)．设计操作面板，画出操作面板图(6)．编写课程设计报告包括（设备概述、主电路图、PLC的I/O接线图、系统流程图、梯形图程序和指令表、PLCI/O分配表、主电路电器选择表、操作面板图、程序调试结果、和使用说明书、参考文献课题6

燃煤锅炉水循环供热系统PLC控制系统简介燃煤锅炉水循环供热控制系统如图9-20所示，主要由锅炉、循环水泵、补水泵、上煤机推炉排机、除渣机等组成。系统的温度和压力由温度、压力传感器检测。(分列安装在出水管道和和回水管道上，另有补水压力传感器)。在系统运行过程中循环水泵、推排机，引风机、鼓风机，除渣机为连续工作，上煤机和补水泵为断续工作，上煤机为人工控制上料斗和下料斗，补水泵根据系统压力的大小工作和停止，推排机根据需要设置不同的运行时间和停止时间。控制要求(1．循环水泵电机两台（一备一用）30KW1440r/min380v,采用Y—△降压起动控制，单向连续运转。（2）．引风机电机30KW1440r/min380V,采用Y—△降压起动。（3）．鼓风机电机7KW1440r/min380V直接起动。（4）．引风机启动10s后鼓风机启动，停机时鼓风机停机6s后引风机才能停止运行。（5）．补水泵电机（一用一备）4KW2940r/min380V当系统压力小于4.15大气压时工作，当系统压力达到4.2大气压时停止工作（用压力开关控制有压力表指示，安装在出水管出口处）。（6）．上煤机电机（1.7KW1440r/min380V）为手动控制正反转断续运行，当按下正转启动按钮时，煤斗上行到卸料位置卸料;当按下反转启动按钮时，煤斗下行到开始位置.（7）．推排机电机工作时间可设定为10s、20s、1min，运行停止时间均为20s，分别由两个开关控制。按下启动按钮时开始工作，按下停止按钮时停止工作。（推排机电机1.7KW380V1440r/min通过连杆曲轴减速机构使炉排平动）（8）．除渣机电机（1.7KW1440r/min380V）为单向连续工作。（9）．当系统出水压力达到5.2个大气压时，排气阀打开，排气降温并报警。（10）．用一个温度传感器和压力传感器检测出水口温度和压力，并运用八位A/D和D/A模块控制。当出水度温度小于60℃时黄灯亮，60℃～70℃时绿灯亮，70℃以上时红灯亮。当压力小于等于3.5个大气压时输出3V电压信号，当压力大于3.5V大气压小于4.2V大气压时输出5V电压信号，当压力大于4.2V大气压时输出10V电压信号。.课程设计任务（1）．分析系统控制要求设计主电路，列出电器选择表。（2）．根据系统控制要求列出PLCI/O分配表，选择PLC，画出PLC的I/O接线图（3）．设计控制系统流程图、编写梯形图程序和指令表。（4）．系统程序调试，列出调试结果。（5）．设计操作面板，画出操作面板图（6）．编写课程设计报告包括（设备概述、主电路图、PLC的I/O接线图、系统流程图、梯形图程序和指令表、PLCI/O分配表、主电路电器选择表、操作面板图、程序调试结果、和使用说明书、参考文献课题7光机电一体化自动控制装置PLC控制1．光机电一体化自动控制系统组成与工作流程光机电一体化装置主要由物料传送机、搬运机械手、皮带输送机、物件分拣机构和各种传感器、警示灯和气动电磁阀等组成。工作流程如下图所示1.机构组成及控制要求图9-6

物料传送机构图9=27搬运机械手机构组成图2.机构组成及控制要求1）.

光机电一体化自动控机构主要组成如图9-26所示，由送料盘、光电传感器、工件存放料台、安装支架等组成。2）光机电一体化自动控.机构功能：主要完成将工件依次送至存放料台上，没有工件时，报警装置发出告警声音，放入工件后告警声音自动停止。①光电传感器：物料检测为光电漫反射型传感器，料盘电机旋转将物料送出，有物料时为PLC提供一个输入信号。②直流减速电机：控制物料盘内部页扇的转动，存放料台有物料时，电机停止。（直流24伏50瓦6转/分电机）③安装支架：用于安装物料盘和直流减速电机。④警示灯：在设备停止时指示红色，在设备运行是指示绿色。3）．光机电一体化自动控机构控制要求

按动“启动”按钮，送料盘电机开始旋转，当送料检测光电传感器检测到有工件时，电机停止；若送料盘电机旋转4秒钟后，物料检测光电传感器仍未检测到物料，则说明送料盘已经无物料，这时停机并报警，放入物料后告警声音自动停止。.搬运机械手机构组成如图9-27所示：①机构组成：搬运机械手机构机构由气动手爪、单杆气缸、双导杆气缸、旋转气缸电感传感器磁性传感器、缓冲器、多种类型电磁阀组成。②机构功能：机构主要完成通过气动机械手手臂前伸，前臂下降，气动手指夹紧物料，前臂上升，手臂缩回，手臂摆台右摆，手臂前伸，前臂下降，手爪松开将物料放入料口，机械手返回原位，等待下一个物料到位，重复上面的动作。（a）气动手爪：完成工件的抓取动作，由双向电控阀控制，手爪夹紧时磁性传感器有信号输出，磁性开关指示灯亮。（b）双导杆气缸：控制机械手臂伸出、缩回，由双向电控气阀控制。

（d）旋转气缸：控制机械手的左、右摆动，由双向电控气阀控制。（e）单杆气缸：控制气动手爪的提升、下降，由双向电控气阀控制。（f）电感传感器：机械手臂左摆或右摆到位后，电感传感器信号输出。（接线注意：棕色接“+”、蓝色接“-”、黑色接输出）。（g）磁性传感器：用于气缸的位置检测。当检测到气缸准确到位后将给PLC发出一个到位信号。（磁性传感器接线时注意蓝色接“-”，棕色接“PLC输入端”）。（2）.机构控制要求当检测光电传感器检测物料到位后，手臂前伸，手臂伸出限位传感器检测到位后，手爪气缸下降，手爪下降限位传感器检测到位后，延时0.5秒气动手爪抓取物料,手爪夹紧限位传感器检测到夹紧信号后；手爪气缸上升，手爪提升限位传感器检测到位后，手臂气缸缩回，手臂缩回限位传感器检测到位后；手臂向右摆动，手臂旋转右限位传感器检测到位后，手臂前伸，手臂伸出限位传感器检测到位后，手爪气缸下降，手爪下降限位传感器检测到位后，延时0.5秒气动手爪放开物料,手爪气缸上升，手爪提升限位传感器检测到位后，手臂气缸缩回，手臂缩回限位传感器检测到位后；手臂向左摆动，等待下一个物料到位，重复上面的动作，在分拣气缸完成分拣后，再将物料放入输送线上。3.皮带输送与分拣机构组成、功能与控制要求

4.启动、停止、警示控制要求（1）.点动“启动”按钮后系统自动复位，警示绿灯亮、放入工件后设备开始运行，不得人为干预执行机构，以免影响设备正常运行。（2）.按“停止”按钮，所有部件停止工作复位到初始状态，同时停止红灯亮。5.突然断电处理控制要求突然断电，设备停止工作。电源恢复后，将自动线上的工件取出后，再重新启动1.磁性开关简介6.课程设计任务（1）．分析系统控制要求设计主电路，列出电器选择表。（2）．根据系统控制要求列出PLCI/O分配表，选择PLC，画出PLC的I/O接线图（3）．设计控制系统流程图、编写梯形图程序和指令表。（4）．系统程序调试，列出调试结果。（5）．设计操作面板，画出操作面板图（6）．编写课程设计报告包括（设备概述、主电路图、PLC的I/O接线图、系统流程图、梯形图程序和指令表、PLCI/O分配表、主电路电器选择表、操作面板图、程序调试结果、和使用说明书、参考文献等）课题8机械手自动控制1.机械手自动控制系统组成如图9-35为机械手的工作示意图，机械手是将工作从工作台A搬往传送带B。设计该机械手的PLC的控制系统。控制机械手的所有动作均采用电液控制、液压驱动。它的上升/下降和左移/右移均采用液压缸完成。物件有机械手搬上传送带B后，由光电开关给出信号传送带把物件送走。传送带选用Y系列三相交流异步电动机（Y100L-4,380V1400r/min）作为动力。2.控制要求工作台A、传送带B上工件的传送采用PLC控制；机械手要求按一定的顺序动作，其流程图如图9-36所示。

.课程设计任务（1）．分析系统控制要求设计主电路，列出电器选择表。（2．）根据系统控制要求列出PLCI/O分配表，选择PLC，画出PLC的I/O接线图（3）．设计控制系统流程图、编写梯形图程序和指令表。（4）．系统程序调试，列出调试结果。（5）．设计操作面板，画出操作面板图（6）．编写课程设计报告包括（设备概述、主电路图、PLC的I/O接线图、系统流程图、梯形图程序和指令表、PLCI/O分配表、主电路电器选择表、操作面板图、程序调试结果、和使用说明书、参考文献等浙江机电职业技术学院37课题9：三面铣刀组合机床自动加工系统

1.三面铣组合机床概述（1）基本结构三面铣组合机床是用来对孔端面及定位面进行铣销加工的一种自动加工设备。基本结构主要由底座、床身、铣削动力头、液压动力滑台、液压站、工作台、工件松紧液压缸等组成。机床底座上安放有床身，床身上一头安装有液压动力滑台，工件及夹紧装置放于滑台上。床身的两边各安装有一台铣销头，上方有立铣头，液压站在机床附近。浙江机电职业技术学院38（2）加工过程三面铣组合机床的加工过程如图所示。操作者将要加工的零件放在工作台的夹具中，在其他准备工作就绪后，发出加工指令。工件夹紧后压力继电器动作，液压动力滑台（工作台）开始快进，到位转工进，同时起动左和右1铣头开始加