課程設(shè)計任務(wù)書（教師版） 2012 2013 學(xué)年 第 1 學(xué)期教 學(xué) 單 位 信息工程與技術(shù)系 課 程 名 稱 控制系統(tǒng)設(shè)計 課程設(shè)計題目 四層電梯自動控制等 指 導(dǎo) 教 師 肖應(yīng)旺 職 稱 副教授 職 務(wù) 教研室主任 一、 課程設(shè)計題目1、四層電梯自動控制2、十字路口帶倒計時顯示的交通信號燈控制3、搶答器控制系統(tǒng)設(shè)計4、水位控制器5、病床呼叫器控制6、節(jié)日彩燈控制二、 課程設(shè)計目的通過課程設(shè)計，讓學(xué)生掌握如何運用所學(xué)相關(guān)理論知識，解決實際問題，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識，分析問題解決問題的能力。三、 課程設(shè)計內(nèi)容 題目一：四層電梯自動控制采用PLC構(gòu)成四層簡易電梯電氣控制系統(tǒng)。電梯的上、下行由一臺電動機拖動，電動機正轉(zhuǎn)為電梯上升，反轉(zhuǎn)為下降。一層有上升呼叫按鈕SB11和指示燈H11，二層有上升呼叫按鈕SB21和指示燈H21以及下降呼叫按鈕SB22和指示燈H22，三層有上升呼叫按鈕SB31和指示燈H31以及下降呼叫按鈕SB32和指示燈H32，四層有下降呼叫按鈕SB41和指示燈H41。一至四層有到位行程開關(guān)ST1ST4。電梯內(nèi)有一至四層呼叫按鈕SB1SB4和指示燈H1H4；電梯開門和關(guān)門按鈕SB5和SB6，電梯開門和關(guān)門分別通過電磁鐵YA1和YA2控制，關(guān)門到位由行程開關(guān)ST5檢測。此外還有電梯載重超限檢測壓力繼電器KP以及故障報警電鈴HA?？刂菩盘栒f明如下表所示。輸 入輸 出文字符號說 明文字符號說 明SB1電梯內(nèi)一層按鈕H1電梯內(nèi)一層按鈕指示燈SB2電梯內(nèi)二層按鈕H2電梯內(nèi)二層按鈕指示燈SB3電梯內(nèi)三層按鈕H3電梯內(nèi)三層按鈕指示燈SB4電梯內(nèi)四層按鈕H4電梯內(nèi)四層按鈕指示燈SB11一層上升呼叫按鈕H11一層上升呼叫按鈕指示燈SB21二層上升呼叫按鈕H21二層上升呼叫按鈕指示燈SB22二層下降呼叫按鈕H22二層下降呼叫按鈕指示燈SB31三層上升呼叫按鈕H31三層上升呼叫按鈕指示燈SB32三層下降呼叫按鈕H32三層下降呼叫按鈕指示燈SB41四層下降呼叫按鈕H41四層下降呼叫按鈕指示燈SB5電梯開門按鈕KM1電動機正轉(zhuǎn)接觸器SB6電梯關(guān)門按鈕KM2電動機反轉(zhuǎn)接觸器SB7檢修開關(guān)YA1電梯開門電磁鐵ST1電梯一層到位限位開關(guān)YA2電梯關(guān)門電磁鐵ST2電梯二層到位限位開關(guān)HA電梯故障報警電鈴ST3電梯三層到位限位開關(guān)ST4電梯四層到位限位開關(guān)ST5電梯關(guān)門到位限位開關(guān)SP電梯載重超限檢測FR電動機過載保護熱繼電器具體要求如下：1、 樓層呼叫按鈕及電梯內(nèi)按鈕按下，電梯未達到相應(yīng)樓層或未得到相應(yīng)的響應(yīng)時，相應(yīng)指示燈一直接通指示。2、 電梯運行時，電梯開門與關(guān)門按鈕不起作用，電梯到達停在各樓層時，電梯開門與關(guān)門動作可由電梯開門與關(guān)門按鈕控制，也可延時控制，但檢測到電梯超重時，電梯門不能關(guān)閉，并由報警電鈴發(fā)出報警信號。3、 電梯最大運行區(qū)間為三層距離，若一次運行時間超過30s，則電動機停轉(zhuǎn)，并由HA報警。4、 檢修開關(guān)SB7接通時，電梯下行停在一層位置，進行檢修，其他所有動作均不相應(yīng)。5、 電梯拖動電動機控制電路有各種常規(guī)電氣保護，如短路保護、過載保護、正反轉(zhuǎn)互鎖等。題目二：十字路口帶倒計時顯示的交通信號燈控制采用PLC或單片機構(gòu)成十字路口帶倒計時顯示的南北向和東西向交通信號燈的電氣控制。系統(tǒng)上電后，交通指揮信號控制系統(tǒng)由由一個3位轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1控制。SA1手柄指向左45時，接點SA1-1接通，交通指揮系統(tǒng)開始按常規(guī)正?？刂乒δ芄ぷ?，按照如圖11-9所示工作時序周而復(fù)始，循環(huán)往復(fù)工作。正常運行時，南北向及東西向均有兩位數(shù)碼管倒計時顯示牌同時顯示相應(yīng)的指示燈剩余時間值。SA1手柄指向中間0時，接點SA1-2接通，交通指揮系統(tǒng)南北向綠燈常亮，東西向紅燈常亮，數(shù)碼管顯示99不變。SA1手柄指向右45時，接點SA1-3接通，交通指揮系統(tǒng)東西向綠燈常亮，南北向紅燈常亮，數(shù)碼管顯示99不變?？刂菩盘栒f明見下表。圖1 十字路口交通燈正常工作時序表2 十字路口交通燈控制信號說明輸 入輸 出文字符號說 明文字符號說 明SA1-1交通燈正常工作控制開關(guān)H1南北向綠燈指示SA1-2南北向交通燈常綠控制開關(guān)H2南北向黃燈指示SA1-3東西向交通燈常綠控制開關(guān)H3南北向紅燈指示H4東西向綠燈指示H5東西向黃燈指示H6東西向紅燈指示H11南北向2位七段數(shù)碼顯示管H12東西向2位七段數(shù)碼顯示管題目三：搶答器控制系統(tǒng)設(shè)計 采用單片機或PLC等設(shè)計具有較完備功能的性價比較高的搶答器，具體要求如下：1、 搶答器同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕S0 S7表示。2、 設(shè)置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。3、 搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時揚聲器發(fā)出報警聲響提示。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。4、 搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設(shè)定（如30秒）。當主持人啟動"開始"鍵后，定時器進行減計時，同時揚聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時間0.5秒左右。5、 參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。6、 如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00。題目四：水位控制器采用單片機或PLC設(shè)計自動水位控制裝置，具體要求如下：1、 當水位低于設(shè)定水位時，啟動抽水機進水；2、 當水位高于設(shè)定水位時，啟動抽水機排水；3、 水位在設(shè)定范圍之外，可自動報警注：抽水機等執(zhí)行機構(gòu)可根據(jù)現(xiàn)有條件用其他元器件代替，模擬執(zhí)行。題目五：病床呼叫器控制某住院病房有四個房間，每個房間有兩張病床，病床編號由房間號和床號組成，分別是：011、012、021、022、031、032、041、042。每張病床配有一個呼叫按鈕，與病床編號相同。在護士站安裝有蜂鳴器和呼叫指示燈，每個呼叫按鈕對應(yīng)一個呼叫指示燈。具體要求如下：當某個病床按下呼叫信號后，護士站的蜂鳴器發(fā)出短促呼叫聲，與呼叫信號對應(yīng)的指示燈閃爍。當醫(yī)護人員聽到后，按下響應(yīng)按鈕，蜂鳴器停止工作，呼叫指示燈在10秒后停止工作。在同時有多個呼叫信號時，蜂鳴器還是發(fā)出呼叫聲，與呼叫信號對應(yīng)的指示燈均閃爍，當醫(yī)護人員聽到后，按下響應(yīng)按鈕，蜂鳴器停止工作，呼叫指示燈在10秒后停止工作。題目六：節(jié)日彩燈控制有4組節(jié)日彩燈，每組由紅、黃、藍三盞順序排放實現(xiàn)下列控制要求：1、 每一秒移動一個燈位，每次亮一秒2、 可用一個開關(guān)選擇點亮方式：每次點亮一盞彩燈；每次點亮一組彩燈。(提示：可用移位寄存器指令去實現(xiàn))四、 課程設(shè)計進度安排第13周 選題（自行擬題需與老師溝通，確認同意后開始設(shè)計）第14周 分析需求，完成設(shè)計計劃，準備相應(yīng)的電子元器件和實驗設(shè)計平臺第15-16周 完成設(shè)計第17周 對設(shè)計進行調(diào)試與修改，撰寫設(shè)計報告書。提交設(shè)計實物與設(shè)計作品。五、課程設(shè)計要求及成果1、 在以上題目中每5人一組任選一題，亦可自擬題目。2、 將選好的題目或自擬的題目一、二班分別按每組的姓名與題目由易偉強、鄭艷屏匯總，在下周一前發(fā)電子版到我郵箱(ymy19701030)，我審核了自擬的題目，確定題目后就可開始設(shè)計。3、 課程設(shè)計結(jié)束時需及時提供課程設(shè)計報告，課程設(shè)計報告模板我已給易偉強、鄭艷屏，請二位轉(zhuǎn)給同學(xué)們。課程設(shè)計報告的格式和內(nèi)容請按提供的模板格式和下面第6點設(shè)計報告書應(yīng)包含內(nèi)容撰寫。4、 若課程設(shè)計結(jié)果有實物和程序代碼等，請將實物拍成照片，將照片和程序代碼作為附件附在課程設(shè)計報告最后(最好采用此種)，也可單獨把它們放在一個文件夾中作為附件上交電子版(可加分)。5、 設(shè)計成果需滿足題目要求，在此基礎(chǔ)上可根據(jù)個人理解進一步發(fā)揮(可加分)。6、 設(shè)計報告書應(yīng)包含以下內(nèi)容：1) 封面2) 設(shè)計任務(wù)，主要技術(shù)指標及要求3) 工作原理、元器件選擇，程序?qū)崿F(xiàn)、參數(shù)計算等4) 詳細設(shè)計步驟5) 涉及到的結(jié)構(gòu)原理圖、電路圖、程序邏輯圖等6) 對設(shè)計成果進行分析，做出評價，說明該設(shè)計的特點及存在的問題，提出修改意見7) 心得體會8) 附件：設(shè)計結(jié)果實物照片和完整程序代碼7、每一組的課程設(shè)計報告書完成后，電子版一、二班分別匯總到易偉強、鄭艷屏處，請二位在第18周周一之前發(fā)給我。同時每一組打印課程設(shè)計報告書一份，交到易偉強、鄭艷屏處，也請二位在第18周周一之前交給我。六、課程設(shè)計參考書目1李建興可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)北京：機械工業(yè)出版社，20042方承遠電氣控制原理與設(shè)計北京：機械工業(yè)出版社，20003劉光源電工實用手冊、簡明電氣安裝手冊4呂硯山 常用電工電子技術(shù)手冊5馬忠梅，籍順心單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計.北京航空航天大學(xué)出版社，20056張志，高大志，楊為民等微控制器原理及接口技術(shù)實驗教程.東北大學(xué)出版社，20047. 李朝青編著.單片機原理及接口技術(shù)（簡明修訂版）.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1998 8. 柯南編著.非常電路圖設(shè)計Protel99之Schematic. 北京： 中國鐵道出版社 ，2000七、指導(dǎo)教師聯(lián)系方式辦公室：86687743電話: 15986446773E-mail: ymy19701030指導(dǎo)教師： 肖應(yīng)旺 系主任： 曾碧卿 - 7 -