电气控制技术课程设计任务书
一、设计课目：花式喷水池plc控制系统设计。
二、系统组成。
花式喷水池的喷头组成四圈同心圆环，见图1a。每个圆环上的喷头分别由一个电磁阀控制其出水。喷水泵（3kw）起动后，控制不同的电磁阀即可改变对应圆环上喷头的出水状态，以达到不同的观赏效果。
为便于操作，设置了如图1b所示的控制面板。具体说明如下：
图1a.花式喷水池喷嘴布局示意图图1b.花式喷水池控制开关面板图
图1a中，4为中间喷水管，3为内环喷水管，2为中环喷水管，1为外环喷水管。
图1b中，选择开关用以来选择4种喷水花样（可选用组合开关，也可分别选用4个单独开关或按钮）；单步/连续开关为用来选择单步和连续两种工作方式，其他为单一功能开关或按钮。
三、控制要求。
1）电源开关接通后，按下启动按钮，喷水泵即开始工作。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：
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2s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，接着一起喷水15s，为一个循环。
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，接着一起喷水30s，为一个循环。
选择开关在位置“3”——按下启动按钮后号同时喷水，延时3s后号同时喷水号停止喷；交替运行5次后，再1～4号全部喷水30s，为一个循环。
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30s后和4号水管分别延时2s停水，再等待1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水30s，为一个循环。
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，所有存储器复位。
四、设计任务。
1、画出喷水管的管路图，选定所需泵和阀规格和型号；，
2、确定控制面板上主令电气的工作方式，及其规格、型号和生产商；
3、列出所需器材的明细表（应包括：序号、文字符号、器材名称、规格、型号、生产商、安装位置）；
4、完成电气控制原理图（主电路和plc的控制电路）；
5、完成控制箱内和面板的元器件布置与安装接线图；
6、整理plc的i/o地址表；
7、编制plc的控制流程及程序清单（应给出注视说明）；
8、编制设计说明书（说明书格式见范例）。
五、思考题。
如要求由外向内喷水高度逐级升高，你能设想出哪几种可供选择的方案？并作出自己的比较选择。
电气控制技术课程设计任务书。
一、设计题目：自动饮料灌装机。
二、灌装生产流水线与灌装机。
灌装机用于液体或膏体装入预定的包装容器内，是自动化包装生产线上必要的设备。下图是饮用水自动化生产线的示意图。
图1. 灌装生产线示意图。
1、精滤机：tlj-1.5 过滤量3t/h，配套电机1.5kw 2、超滤机：过滤量 1t/h
3、搅拌罐：φ1000×1500mm 4、硅藻土过滤机：gll250-20，过滤量3t/h，电机1.5kw
5、高位罐：1m3 6、冲瓶机：2800瓶/h，电机1100w 7、紫外线消毒器：灯管 30w~220v
8、灌装机：1800瓶/h，电机370w 9、检验灯箱：30w×2×220v
10、封口机：1000瓶/h，电机370w 11、输瓶机：输送线6m（工作台），动力头1个，电机1100w
其中灌装机的实物**如下：
图2. 直线8头灌装机。
图3 灌装机工艺图。
待灌装的液体存储在上部的贮存箱内，灌装时打开贮存箱下部的阀门，液体靠自重经过管道流入包装瓶中，灌装时间采有定时方式。传送带（驱动电机功率0.3kw）依次输送包装瓶进行流水灌装，依靠光电传感器控制灌装定位。
三、控制要求。
1、设置手动和自动两种工作方式；
2、手动方式下，可分别单独控制传送带和放液阀，便于维护检修；
3、自动方式：一旦启动，传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或光电传感器检测到瓶子时停止；
瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到检测到下一个瓶子或停止开关动作。
4、当瓶子输送到定位位置时，停顿1s，开始灌装，灌装过程为5s钟，灌装过程应有提示显示，5s后停止提示显示。提示方式为红灯以0.5s间隔闪烁；
5、以每24瓶为一箱，记录产品箱数；
6、每隔8小时将记录产品箱数的计数器当前值转存至另一寄存器，作为一个工班的总箱数。然后对计数器自动清零，重新开始下个工班的计数。
7、 可以手动对计数器清零（复位）
四、设计任务。
1、控制箱的面板上除必要的控制按钮和指示灯外，还需设置产品箱数显示器；
2、选定放液阀、光电传感器、控制电器和显示器的规格和型号和生产商；
3、列出所需器材的明细表（应包括：序号、文字符号、器材名称、规格、型号、生产商、安装位置）；
4、绘制工艺图，完成电气控制原理图（主电路和plc的控制电路）；
5、完成控制箱内和面板的元器件布置与安装接线图；
6、整理plc的i/o地址表；
7、编制plc的控制流程及程序清单（应给出内部寄存器的分配说明和程序注释）；
8、编制设计说明书（说明书格式见范例）。
五、思考题。
1、由于靠液体自重定时灌装，可能不能保证灌装的定量要求。为此增加称重检测的后续工段，请构思该工段需增添那些控制设备和器材，并描述该工段的控制流程。
2、如能保持灌装机上部贮存箱的液位在一定的范围内变动（即不大起大落），将保证灌装的定量精度。请构思控制方案并描述控制过程。
简单背景知识。
液体灌装机按灌装原理可分为常压灌装机、压力灌装机和真空灌装机。
常压灌装机是在大气压力下靠液体自重进行灌装。这类灌装机又分为定时灌装和定容灌装两种，只适用于灌装低粘度不含气体的液体如牛奶、葡萄酒等。
压力灌装机是在高于大气压力下进行灌装，也可分为两种：一种是贮液缸内的压力与瓶中的压力相等，靠液体自重流入瓶中而灌装，称为等压灌装；另一种是贮液缸内的压力高于瓶中的压力，液体靠压差流入瓶内，高速生产线多采用这种方法。压力灌装机适用于含气体的液体灌装，如啤酒、汽水、香槟酒等。
此机可配旋盖机、贴标机、喷码机、封箱装置，组成现代化企业的全自动生产线。
电气控制技术课程设计任务书。
一、设计题目： 热处理炉的plc控制。
二、热处理及热处理炉。
热处理通常是将金属材料放在窑炉内经过加热、保温、冷却等处理过程，改变金属材料表面或内部的金相组织结构，达到改善其性能的一种热加工工艺，热处理炉是其中重要的设备。
图1.热处理炉实物**。
下图是某热处理炉的工艺图。
图2.热处理炉工艺图。
该热处理炉分高温和低温两个烘区，由电阻加热器进行加热。工件从a位经1号电动门进入炉内低温区b位预热，再送入高温区c位继续加热。然后经2号电动门送至d位由轴流风机吹冷。
a、b、c、d之间是等距离的，物料传送系统采用气缸推进，每从a位推进一块工件，则炉内工件依次被推至下个工位。气缸由电磁阀yv控制，工件推进到位，行程开关sq5、sq6被压下。
两个电动门各由一台电动机驱动，电动机正转，门打开；电动机反转，门关闭。两个电动门开闭到位分别由行程开关sq1—sq4发出信号。
三、热处理工艺流程。
热处理的工艺流程见图3所示。
图3.热处理的工艺流程图。
工件从1号电动门推入炉内的低温区预热15min，再进入高温区继续加热15min， 然后推出2号电动门，在d位风冷15min后，由电笛通知工人。上述预热、加热、风冷各工序均需15min。工件进出烘房及在烘房内的推进均由物料传送系统自动控制，每完成一个工序均由物料传送系统移动工件，以便操作下一步工序。
工件连续不断地送入烘房，当第一个工件由低温区送入高温区的同时，第二个工件被送入低温区……。
炉内温度由电阻加热器加热，电阻加热器总功率为300kw，分为四组，分布在烘房壁上，以便进行温度调节。这四组电阻加热器的功率分别为100 kw、100 kw、50 kw、50 kw。
开启烘房时，为缩短空烘房升温时间，提高烘房升温速率，让四组电阻加热器全部投入加热。当烘房高温区的温度超过200℃时，切除两组50 kw电阻加热器；当烘房温度超过250℃时，切除两组100 kw电阻加热器，同时接通两组50 kw电阻加热器；当烘房温度达到300℃时，使两组50 kw电阻丝投入pid自动运行方式，控制电阻丝的输出功率，以确保烘房高温区保持300℃恒温。要求用温度传感器测量烘房的温度。
工件的热处理过程应在恒温条件下进行。
风机将冷空气从风道送入烘房低温区预热后，再送入高温区继续加热。开启烘房时，应先接通风机，后接通电阻加热器；反之，关断烘房时，应先切断电阻加热器，然后停止风机运转。
要求两个电动门有手动和自动两种控制方式。两个电动门既可以同时开闭，也可以单独开闭。电动门的上、下均装有行程开关，以检测电动门的开闭是否到位。
1号电动门开到位时，安装在该门上方的行程开关sq1被压，1号电动门关闭到位时，安装在该门下方的行程开关sq2被压；2号电动门开到位时，安装在该门上方的行程开关sq3被压，2号电动门关闭到位时，安装在该门下方的行程开关sq4被压。
物料传送系统采用气压传动控制，其推进气缸由电磁阀yv控制。自动工作时，只有当电动门开到位才允许推进工件；且只有当工件推进到位才能关闭电动门。
为节约电能，提高热效率，应保证工件加热时电动门关到位。电动门关闭到位应有信号指示。
处理炉的控制有手动和自动两种工作方式，可用钮子开关选择工作方式，其余用按钮控制，并应备有必要的短路、过载、失电压保护。
该路共用四台电动机，有关技术参数如表1所示。
表1.热处理炉所用电机参数。
四、设计任务。
1、根据控制要求，选定所需的控制电器。列出明细表（应包括：序号、文字符号、器材名称、规格、型号、安装位置、生产商）；
2、选定plc的cpu模块和扩展，列出明细表；
3、绘制工艺图，完成电气控制原理图（主电路和plc的控制电路）；
5、完成控制柜内和面板上的元器件布置与安装接线图；
6、编制plc的控制流程图。
7、提供控制程序清单（应给出内部寄存器的分配说明和程序注释）；
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