自动化系统课程设计课程设计.doc

自动化系统课程设计
1、 高位水箱给水控制系统设计
系统主要由高位水箱、生活/消防水池和两台水泵组成，现场元件为液位传感器。
控制要求：
（1）、高位水箱内设四个液位，分别是溢流液位、停泵液位、启泵液位、报警液位。当液位低于启泵液位时，水泵启动；当液位高于停泵液位时，水泵停止；当液位高于溢流液位或低于报警液位时，系统报警。
（2）、生活/消防水池内设四个液位，分别是溢流液位、启泵液位、停泵液位、报警液位。当液位高于启泵液位时，水泵启动，以防止倒空；当液位低于停泵液位时，水泵停止；当液位高于溢流液位或低于报警液位时，系统报警。
（3）、水泵具有自动和手动两种工作方式。
设计要求：
（1）、根据控制要求，确定输入信号、输出信号的点数，选择适当型号的PLC；
（2）、画出I/O地址分配表；
（3）、设计PLC外部接线图；
（4）、设计满足控制要求的梯形图程序；
（5）、完成程序调试，达到预定要求。
2、 变频泵给水控制系统设计
系统主要由变频器、生活水池和三台水泵（其中一台为变频调速泵）组成，现场元件为液位传感器和压力传感器。
控制要求：
（1）、生活水池内设三个液位，分别是溢流液位、启泵液位、报警液位。当液位高于启泵液位时，水泵启动，以防止倒空；当液位高于溢流液位或低于报警液位时，系统报警。
（2）、以供水压力作为控制变频器的依据，压力波动时调节水泵转速使供水压力恒定。
（3）、水泵具有自动和手动两种工作方式。系统运行时，首先调速泵工作，当调速泵不能满足用水量要求时，自动启动恒速泵，反之亦然。
设计要求：
（1）、根据控制要求，确定输入信号、输出信号的点数，选择适当型号的PLC；
（2）、画出I/O地址分配表；
（3）、设计PLC外部接线图；
（4）、设计满足控制要求的梯形图程序；
（5）、完成程序调试，达到预定要求。
3、 一盏灯的多规律闪烁控制系统设计
控制要求：
用SB1启动指示灯HL1点亮0.5s灭0.5s的规律闪烁；用SB2启动指示灯HL1点亮1s灭2s的规律闪烁；用SB3启动指示灯HL1按每秒闪10次的规律闪烁；用SB4启动指示灯HL1按周期是2s的规律闪烁；用SB5启动指示灯HL1按频率是2Hz的规律闪烁；当指示灯HL1闪烁后，按SB6指示灯立刻熄灭。各启动按钮在指示灯熄灭状态才起作用。

设计要求：
（1）、根据控制要求，确定输入信号、输出信号的点数，选择适当型号的PLC；
（2）、画出I/O地址分配表；
（3）、设计PLC外部接线图；
（4）、设计满足控制要求的梯形图程序；
（5）、完成程序调试，达到预定要求。
4、 流水彩灯控制系统设计
控制要求：
按启动按钮SB1，指示灯HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6、HL7、HL8间隔1s按顺序循环点亮，指示灯HL8亮1s后，指示灯HL7、HL6、HL5、HL4、HL3、HL2、HL1间隔1s按顺序循环点亮，指示灯HL1亮1s后熄灭，再过1s后，指示灯HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6、HL7、HL8又间隔1s按顺序循环点亮，如此不断重复。按停止按钮SB2指示灯全部熄灭。
设计要求：
（1）、根据控制要求，确定输入信号、输出信号的点数，选择适当型号的PLC；
（2）、画出I/O地址分配表；
（3）、设计PLC外部接线图；
（4）、设计满足控制要求的梯形图程序；
（5）、完成程序调试，达到预定要求。
5、带式输送机控制系统设计

图1－1某原料带式运输机示意图

图1－1是某原料带式运输机的示意图。原料从料斗经过PD－2、PD－l两台带式运输机送出。从料斗向PD一2供料并由电磁阀YV控制。PD－1和PD－2分别由电动机M1，和M2驱动。
控制要求
1、起动：起动时为了避免在前段运输带式上造成物料堆积，要求逆物料流动方向按一定时间间隔顺序起动。其起动顺序为：
间隔5s 间隔5s

2、停止：停止时为了使运输带式上不残留物料，要求顺物料流动方向按一定时间间隔顺序停止。其停止顺序为：
间隔l0s 间隔l0s

3、紧急停止：紧急情况下无条件地把PD－1、PD－2、YV全部同时停止。
4、故障停止：运转中，当M1过载时，应使PD－1、PD－2、YV同时停止。当M2过载时，应使PD－2、YV同时停止；PD－l在PD－2停止后延迟10S后停止。
设计要求：
（1）、根据控制要求，所需输入信号、输出信号的点数，选择适当型号的PLC；
（2）、I/O地址分配，设计PLC外部接线图；
（3）、根据系统的工作过程，画出工作流程图或时序图；
（4）、根据工作流程图或时序图，设计满足控制要求的梯形图；
（5）、根据梯形图编写程序，并在实验室模拟调试。

6、自动售货机控制系统设计

自动售货机广泛用于娱乐休闲场所。本设计要求用PLC控制自动售货机的运行。使其能在运算指令的控制下，巧妙地实现投币币值累加，从而自动完成汽水、可乐和咖啡的销售工作。
控制要求：
1) 此自动售货机可投入1元、2元和5元硬币。
2) 当投入的硬币总值等于或超过2元时，汽水按纽指示灯亮；当投入的硬币总值等于或超过3元时，汽水、可乐按纽指示灯都亮；当投入的硬币总值等于或超过5元时，汽水、可乐、咖啡按纽指示灯都亮。
3) 当汽水按纽指示灯亮时，按下汽水按纽，则汽水排出10秒后自动停止。
4) 当可乐按纽指示灯亮时，动作同上。
5) 当咖啡按纽指示灯亮时，动作同上。
6) 若投入的硬币总值超过所需的钱数时，找钱指示灯亮。
设计要求：
（1）、根据控制要求，所需输入信号、输出信号的点数，选择适当型号的PLC；
（2）、I/O地址分配，设计PLC外部接线图；
（3）、根据系统的工作过程，画出工作流程图或时序图；
（4）、根据工作流程图或时序图，设计满足控制要求的梯形图；
（5）、根据梯形图编写程序，并在实验室模拟调试。
7、 舞台灯光控制系统设计

单片机舞台灯光控制系统根据外设的控制过程和定时要求，利用软件延时方式来实现。这种方式的优点是CPU不需要查询外设的工作状态，节省硬件成本。灯光控制方案如图所示：

设计要求：
（1）利用单片机作为主控器设计一个舞台灯光控制系统。
（2）采用按键开关来选择各部分灯亮的时间和次序。例如：：开始有阴影部分的灯亮2秒，接着全亮0.5秒，再接着无阴影部分的灯亮2秒，再接着全亮0.5秒，再接着有阴影部分的灯亮2秒，如此循环。
（3）执行结果由继电器来控制。

8、多路数据采集控制器的设计
1、设计一个单片机控制的8路数据采集器，其中包括4路温度信号与4路压力信号；
2、本控制系统能对温度与压力的数值是否超出上、下限进行判断；
3、如超上限则进用红色发光二极管报警，超下限用绿色发光二极管报警；
4、通过串行口向上位机传送相关测量信息。

9、步进电机控制系统设计
1、设计一个单片机控制步进电机正反转的控制系统；
2、开始通电时，步进电机停止转动；
3、采用按键开关K1，K2，K3控制步进电机转向，要求：按下K1时，步进电机正转，按下K2时，步进电机反转，按下K3时，步进电机停止转动；
4、正转采用1相激磁方式，反转采用1~2相激磁方式。

课程设计基本要求
1、单片机课程设计要求
（1）认真分析系统的工作原理和设计要求，确定设计方案，画出系统框图；
（2）系统硬件设计：包括单片机与外围芯片接口电路设计、系统硬件原理总图设计及主电路、控制电路设计；
（3）系统软件设计：绘出程序流程图，并编写程序清单；。
（4）系统调试与仿真：利用“计算机控制实验室”的单片机实验台条件，进行系统的调试或仿真。
（5）课程设计报告符合电信学院课程设计报告规范化要求。
2、PLC课程设计要求
在设计过程中，认真分析系统的工作原理和工艺过程。在清楚了系统的工作原理和工艺过程后，完成如下工作：
（1） 对PLC选型：根据系统控制要求所需的输入输出设备数，合理选择PLC型号及相关配置；
（2）设计系统主电路图：包括电源、各种保护开关、电机及其外部电路；
（3）完成PLC的I/O地址分配：要求列出I/O分配表；
（4）设计PLC的外部接线图；
（5）完成软件系统设计：绘出梯形图、时序图（或流程图），列出指令表；
（6） 系统调试与仿真：将设计的控制程序输入PLC并利用“计算机控制实验室”的条件进行系统调试或仿真；
(7) 写出课程设计报告：按照课程设计报告的要求，写出不少于5000字的课程设计报告（含程序运行过程及分析）。
3、课程设计报告要求
1、学生应独立完成不少于5000字的设计报告，报告雷同者报告成绩记不及格。
2、课程设计报告要求用A4纸打印。题目：2号黑体；一级标题：3号宋体；二级标题：小3号宋体；三级标题：4号宋体；正文：小4号宋体。页边距：上下左2.5cm、右２.０cm。
3、封面格式见附一。
4、报告要求包含下列内容：
设计题目、设计要求、设计的作用目的、所用仪器设备、具体设计（原理、硬件电路图及分析、对于程序设计要有一定注释的完整程序）、调试过程及现象、调试过程中出现的问题及解决方法、心得体会及建议、参考文献。
5、课程设计报告应在设计结束后一周内交指导教师批阅。指导教师应及时、按标准（含批语、成绩、评阅教师签名、日期、批阅痕迹）批阅报告。