《機(jī)電控制與可編程序控制器技術(shù)》課程設(shè)計(jì)實(shí)施細(xì)則

機(jī)電控制與可編程序控制器技術(shù) 課程設(shè)計(jì)實(shí)施細(xì)則一、課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是本專業(yè)集中實(shí)踐環(huán)節(jié)的主要內(nèi)容之一， 是學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)課所需的必要教學(xué)環(huán) 節(jié)。 通過課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐，使學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識得到鞏固，并使學(xué)生得 到運(yùn)用所學(xué)理論知識解決實(shí)際問題的初步訓(xùn)練； 課程設(shè)計(jì)的設(shè)置應(yīng)使學(xué)生接觸和了解實(shí)際局 部設(shè)計(jì)從收集資料、方案比較、計(jì)算、繪圖的全過程，進(jìn)一步提高學(xué)生的分析、綜合能力以 及工程設(shè)計(jì)中計(jì)算和繪圖的基本能力，為今后畢業(yè)設(shè)計(jì)做必要的準(zhǔn)備。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握可編程控制器的工作原理及基本構(gòu)成， 掌握可編程控制器 的應(yīng)用范圍與應(yīng)用環(huán)境等。著重培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)營、管理以可編程控制器為 核心的自動控制系統(tǒng)的能力。 要求學(xué)生能夠運(yùn)用可編程控制器改造繼電控制系統(tǒng)， 提高生產(chǎn) 設(shè)備可靠性和生產(chǎn)效率的能力。 同時培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用以可編程控制器為核心的自動控制系統(tǒng)的 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范、技術(shù)手冊等技術(shù)資料的能力。二、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求（一）本課程設(shè)計(jì)的基本原則在 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，應(yīng)遵循以下基本原則：（1）大限度地滿足被控對象的控制要求。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，（2）搜索資料，并與機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同擬定電氣控 制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題。（3）在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。（ 4）保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。（ 5）考慮到生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC 容量時，應(yīng)適當(dāng)留有余量。（二）本課程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容PLC 控制系統(tǒng)是由 PLC 與用戶輸入、輸出設(shè)備連接而成的。因此， PLC 控制系統(tǒng)的基 本內(nèi)容包括：（ 1）擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)和傳感器等） 、輸出設(shè)備（繼電器、 接觸器和信號燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象（電動機(jī)、電磁閥等） 。這些 設(shè)備屬于一般的電氣元件，其選擇的方法在其它課程及有關(guān)書籍中已有介紹。（2）PLC 的選擇。 PLC 是 PLC 控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇 PLC ，對于保證整個 系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要作用。3）選擇 PLC 應(yīng)包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、 I/O 點(diǎn)數(shù)（模塊）的選擇、電源模塊 以及特殊功能模塊的選擇等。（ 4）分配 I/O 點(diǎn)，繪制電氣連接接口圖，考慮必要的安全保護(hù)措施。（5）設(shè)計(jì)控制程序。包括設(shè)計(jì)梯形圖、語句表（即程序清單）或控制系統(tǒng)流程圖。（6）控制程序是控制整個系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)正常工作、安全可靠的關(guān)鍵。 因此，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。（ 7）必要時還需設(shè)計(jì)控制臺（柜） 。（8）編制系統(tǒng)的技術(shù)文件。包括說明書、電氣圖及電氣元件明細(xì)表等。（ 9）傳統(tǒng)的電氣圖，一般包括電氣原理圖、電氣布置圖及電氣安裝圖。在PC 控制系統(tǒng)中， 這一部分圖可以統(tǒng)稱為 “硬件圖”。它在傳統(tǒng)電氣圖的基礎(chǔ)上增加了 PLC 部分，因此， 在電氣原理圖中應(yīng)增加 PLC 的 I/O 輸入、輸出電氣連線圖（即 I/O 接口圖）。此外，在 PLC 控制系統(tǒng)中，電氣圖還應(yīng)包括程序圖（梯形圖） ，可以稱之為“軟件圖” 向用戶提供“軟件圖” ，可便于用戶在生產(chǎn)發(fā)展或工藝改進(jìn)時修改程序，并有利于用戶在維 修時分析和排除故障。（三）本課程設(shè)計(jì)的一般步驟設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)的一般步驟見下圖所示。工藝?yán)塘鞒虉D功能說明：（1）根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求。如需要完成的動作（動作順序、動作條件及必須的保護(hù)和聯(lián)鎖等）、操作方式（手動、自動；連續(xù)、單周期及單步等）。（2） 根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。拒此確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。（3）選擇 PLC。（4） 分配PLC的I/O點(diǎn)，設(shè)計(jì)I/O電氣接口連接圖（這一步也可結(jié)合第2步進(jìn)行）。（5）進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，同時可進(jìn)行控制臺（柜）的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工。在設(shè)計(jì)傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)時，必須在控制線路（接線程序）設(shè)計(jì)完成后，才能進(jìn)行控 制臺（柜）設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工?？梢?，采用 PLC 控制，可以使整個工程的周期縮短。PLC 程序設(shè)計(jì)的步驟（ 1）對于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)， 需繪制系統(tǒng)流程圖， 用以清楚的表明動作的順序和條件。 對于簡單的控制系統(tǒng)，也可省去這一步。（ 2）設(shè)計(jì)梯形圖。這是程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步， 也是比較困難的一步。要設(shè)計(jì)好梯形圖， 首先要十分熟悉控制要求，同時還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。（3）根據(jù)梯形圖編制程序清單。（ 4）用編程器將程序鍵入到 PLC 的用戶存儲器中，并檢查鍵入的程序是否正確。 （5）對程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。（6）待控制臺（柜）及現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。如不滿足要求，再回 去修改程序或檢查接線，直到滿足為止。（7）編制技術(shù)文件。（ 8）交付使用。（四）本課程設(shè)計(jì)的要求 課程設(shè)計(jì)的計(jì)算說明書不低于 3000 字。 要求計(jì)算說明書計(jì)算準(zhǔn)確、文字通順、書寫工整。要求程序正確清晰，符合 PLC 有關(guān)規(guī)定。四、時間、地點(diǎn)安排按教學(xué)計(jì)劃規(guī)定， 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)總時數(shù)一般為 4 周，地點(diǎn)安排在校內(nèi)集中或 分散進(jìn)行。五、組織形式 課程設(shè)計(jì)由分校教學(xué)部門按照學(xué)校理工部制定的大綱負(fù)責(zé)實(shí)施，分校在上學(xué)期結(jié)束前， 按教學(xué)計(jì)劃要求， 提出課程設(shè)計(jì)計(jì)劃， 聘請課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師， 課程設(shè)計(jì)題目由指導(dǎo)教師根 據(jù)課程設(shè)計(jì)大綱選定， 經(jīng)所在分校教學(xué)部門審核簽字后以任務(wù)書的形式分發(fā)給學(xué)生， 按時實(shí) 施。一般 每人 1 題。六、指導(dǎo)教師資格及職責(zé)教師資格： 教師課程設(shè)計(jì)應(yīng)有指導(dǎo)教師， 指導(dǎo)教師原則上應(yīng)由具有中級以上職稱的教師 或技術(shù)人員擔(dān)任，一般由專業(yè)課教師擔(dān)任。指導(dǎo)教師職責(zé)： 指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)學(xué)生的分組與課題選題， 如學(xué)生數(shù)量較少， 也可以根據(jù)實(shí) 際情況由該課程任課教師下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書， 指導(dǎo)、督促、檢查學(xué)生課程設(shè)計(jì)的進(jìn)行情況， 課程設(shè)計(jì)完成后負(fù)責(zé)學(xué)生的成績考核。七、成績評定 指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的設(shè)計(jì)資料、計(jì)算書、圖紙及質(zhì)疑進(jìn)行評定。 課程設(shè)計(jì)成績按五級分制評定，即：優(yōu)、良、中、及格、不及格。 評定標(biāo)準(zhǔn)如下：（ 1）優(yōu)秀（ 90 分以上）：能全面認(rèn)真的完成課程設(shè)計(jì)， 能正確綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論分析和解決課程設(shè)計(jì)中的 問題，方案設(shè)計(jì)正確，能熟練、正確掌握課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算方法，步驟清楚，簡練 正確，圖面清楚整潔，能很好地表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)。（2）良好（ 80分 89 分）： 能全面的完成課程設(shè)計(jì)， 能運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論分析和解決課程設(shè)計(jì)中的問題。 方案設(shè) 計(jì)較正確， 能正確掌握課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算方法， 步驟較清楚。 圖面較清楚整潔，能 表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)。（3）中等（ 70分 79 分）：基本完成課程設(shè)計(jì)， 能運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論分析和解決課程設(shè)計(jì)中的問題。 方案設(shè)計(jì)較 正確， 能基本正確掌握課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算方法， 步驟較清楚。 圖面較清楚整潔，能 表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，基本符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)。（4）及格（ 60分 69 分）：基本完成課程設(shè)計(jì)， 在運(yùn)用基本理論知識解決課程設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題時， 沒有原則性的 錯誤， 方案設(shè)計(jì)基本正確。基本上能掌握課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算方法， 步驟較清楚。圖 面較清楚整潔，有些地方表達(dá)不夠明確，基本上符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)。（5）不及格（ 59 分及以下）：沒有完成課程設(shè)計(jì)， 在方案的設(shè)計(jì)中和基本計(jì)算上有嚴(yán)重錯誤， 圖紙不整潔， 表達(dá)不清 楚，不符合國家制圖標(biāo)準(zhǔn)。成績不及格者，不能取得該課程設(shè)計(jì)的學(xué)分。西安電大理工教學(xué)部理工教研室機(jī)電控制與可編程序控制器技術(shù)課程組2012年2月 20日附件 1：課程設(shè)計(jì)任務(wù)書附件 2：課程設(shè)計(jì)封面附件 3：課程設(shè)計(jì)推薦題目附件 4：機(jī)電控制與可編程序控制器技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容附件1機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書編號： 課程名稱：機(jī)電控制與可編程序控制器技術(shù)辦學(xué)單位: 設(shè)計(jì)題目學(xué)生姓名一、課程設(shè)計(jì)目的與要求：目的：要求：。二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：三、課程設(shè)計(jì)進(jìn)度安排指導(dǎo)教師簽字辦學(xué)單位意見教學(xué)班負(fù)責(zé)人簽字、分校蓋章年 月日附件2西安廣播電視大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)（本科）機(jī)電控制與可編程序控制器技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目姓名學(xué)號指導(dǎo)教師辦學(xué)單位日期年月附件 3課程設(shè)計(jì)推薦題目1、氣動機(jī)械手操作控制裝置2、十字路口交通信號燈PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試3、PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試4、 五層電梯模型PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試5、五相十拍步進(jìn)電動機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試6、工業(yè)鏟車操作控制7、車輛出入庫管理8、自動門控制裝置9、三相六拍步進(jìn)電動機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試10、鋸齒波發(fā)生器11、 十字路口交通信號燈PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試12、 全自動洗衣機(jī)PLC 控制13、四分頻電路梯形圖設(shè)計(jì)14、飲料罐裝生產(chǎn)流水線的 PLC 控制15、汽車自動清洗裝置 PLC控制16、停車場車位控制17、病床呼叫系統(tǒng)18、自動雙層停車場控制設(shè)計(jì)19、自助洗車機(jī)控制設(shè)計(jì)20、機(jī)械手臂搬運(yùn)加工流程控制21 、自動售貨機(jī)的控制設(shè)計(jì)22、十人投票機(jī)設(shè)計(jì)23、電子計(jì)算器設(shè)計(jì)24、電動機(jī)順序啟動 / 停止控制25、三相電熱器控制26、三部電動機(jī)啟動停止控制程序設(shè)計(jì)27、兩部抽水機(jī)控制程序設(shè)計(jì)28、繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)正逆轉(zhuǎn)控制程序設(shè)計(jì)29、三相感應(yīng)電動機(jī)定時正逆轉(zhuǎn)30、直流剃車三相感應(yīng)電動機(jī)Y- 啟動控制程序設(shè)計(jì)31、臺車呼叫控制32、搖臂鉆床控制器33、液壓傳動組合機(jī)床控制34、PLC 在注塑機(jī)控制中的應(yīng)用35、PLC在MB322型聯(lián)合燙剪機(jī)上的應(yīng)用36、 自動噴泉的PLC控制37、 四層電梯模型的PLC控制38、 小車多方式運(yùn)行的PLC控制39、 裝瓶流水線的PLC 控制40、 自動旋轉(zhuǎn)檢測的PLC控制41、 步進(jìn)電機(jī)的PLC控制42、 交流電機(jī)的PLC控制43、基于軟 PLC的步進(jìn)電機(jī)控制44、基于軟 PLC的交通信號燈控制45、基于軟 PLC的多種液體混合控制附件 4機(jī)電控制與可編程序控制器技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容1）課題名稱及要求2）設(shè)計(jì)方案論證 （包括設(shè)計(jì)框圖或時序圖 ）3）PLC 的選擇4）I/O 地址分配5）程序設(shè)計(jì)（梯形圖、語句表。包括注釋）6）PLC 的 I/O 接線圖7）系統(tǒng)調(diào)試及分析8）課程設(shè)計(jì)的心得9）參考資料10）附錄：帶功能注釋的源程序。