电信《控制系统设计》课程设计任务书及要求（刻录上交）.doc

课程设计任务书（教师版） 2012 2013 学年 第 1 学期教 学 单 位 信息工程与技术系 课 程 名 称 控制系统设计 课程设计题目 四层电梯自动控制等 指 导 教 师 肖应旺 职 称 副教授 职 务 教研室主任 一、 课程设计题目1、四层电梯自动控制2、十字路口带倒计时显示的交通信号灯控制3、抢答器控制系统设计4、水位控制器5、病床呼叫器控制6、节日彩灯控制二、 课程设计目的通过课程设计，让学生掌握如何运用所学相关理论知识，解决实际问题，培养学生综合运用知识，分析问题解决问题的能力。三、 课程设计内容 题目一：四层电梯自动控制采用PLC构成四层简易电梯电气控制系统。电梯的上、下行由一台电动机拖动，电动机正转为电梯上升，反转为下降。一层有上升呼叫按钮SB11和指示灯H11，二层有上升呼叫按钮SB21和指示灯H21以及下降呼叫按钮SB22和指示灯H22，三层有上升呼叫按钮SB31和指示灯H31以及下降呼叫按钮SB32和指示灯H32，四层有下降呼叫按钮SB41和指示灯H41。一至四层有到位行程开关ST1ST4。电梯内有一至四层呼叫按钮SB1SB4和指示灯H1H4；电梯开门和关门按钮SB5和SB6，电梯开门和关门分别通过电磁铁YA1和YA2控制，关门到位由行程开关ST5检测。此外还有电梯载重超限检测压力继电器KP以及故障报警电铃HA。控制信号说明如下表所示。输 入输 出文字符号说 明文字符号说 明SB1电梯内一层按钮H1电梯内一层按钮指示灯SB2电梯内二层按钮H2电梯内二层按钮指示灯SB3电梯内三层按钮H3电梯内三层按钮指示灯SB4电梯内四层按钮H4电梯内四层按钮指示灯SB11一层上升呼叫按钮H11一层上升呼叫按钮指示灯SB21二层上升呼叫按钮H21二层上升呼叫按钮指示灯SB22二层下降呼叫按钮H22二层下降呼叫按钮指示灯SB31三层上升呼叫按钮H31三层上升呼叫按钮指示灯SB32三层下降呼叫按钮H32三层下降呼叫按钮指示灯SB41四层下降呼叫按钮H41四层下降呼叫按钮指示灯SB5电梯开门按钮KM1电动机正转接触器SB6电梯关门按钮KM2电动机反转接触器SB7检修开关YA1电梯开门电磁铁ST1电梯一层到位限位开关YA2电梯关门电磁铁ST2电梯二层到位限位开关HA电梯故障报警电铃ST3电梯三层到位限位开关ST4电梯四层到位限位开关ST5电梯关门到位限位开关SP电梯载重超限检测FR电动机过载保护热继电器具体要求如下：1、 楼层呼叫按钮及电梯内按钮按下，电梯未达到相应楼层或未得到相应的响应时，相应指示灯一直接通指示。2、 电梯运行时，电梯开门与关门按钮不起作用，电梯到达停在各楼层时，电梯开门与关门动作可由电梯开门与关门按钮控制，也可延时控制，但检测到电梯超重时，电梯门不能关闭，并由报警电铃发出报警信号。3、 电梯最大运行区间为三层距离，若一次运行时间超过30s，则电动机停转，并由HA报警。4、 检修开关SB7接通时，电梯下行停在一层位置，进行检修，其他所有动作均不相应。5、 电梯拖动电动机控制电路有各种常规电气保护，如短路保护、过载保护、正反转互锁等。题目二：十字路口带倒计时显示的交通信号灯控制采用PLC或单片机构成十字路口带倒计时显示的南北向和东西向交通信号灯的电气控制。系统上电后，交通指挥信号控制系统由由一个3位转换开关SA1控制。SA1手柄指向左45º时，接点SA1-1接通，交通指挥系统开始按常规正常控制功能工作，按照如图11-9所示工作时序周而复始，循环往复工作。正常运行时，南北向及东西向均有两位数码管倒计时显示牌同时显示相应的指示灯剩余时间值。SA1手柄指向中间0º时，接点SA1-2接通，交通指挥系统南北向绿灯常亮，东西向红灯常亮，数码管显示99不变。SA1手柄指向右45º时，接点SA1-3接通，交通指挥系统东西向绿灯常亮，南北向红灯常亮，数码管显示99不变。控制信号说明见下表。图1 十字路口交通灯正常工作时序表2 十字路口交通灯控制信号说明输 入输 出文字符号说 明文字符号说 明SA1-1交通灯正常工作控制开关H1南北向绿灯指示SA1-2南北向交通灯常绿控制开关H2南北向黄灯指示SA1-3东西向交通灯常绿控制开关H3南北向红灯指示H4东西向绿灯指示H5东西向黄灯指示H6东西向红灯指示H11南北向2位七段数码显示管H12东西向2位七段数码显示管题目三：抢答器控制系统设计 采用单片机或PLC等设计具有较完备功能的性价比较高的抢答器，具体要求如下：1、 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 S7表示。2、 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。3、 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。4、 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。5、 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。6、 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。题目四：水位控制器采用单片机或PLC设计自动水位控制装置，具体要求如下：1、 当水位低于设定水位时，启动抽水机进水；2、 当水位高于设定水位时，启动抽水机排水；3、 水位在设定范围之外，可自动报警注：抽水机等执行机构可根据现有条件用其他元器件代替，模拟执行。题目五：病床呼叫器控制某住院病房有四个房间，每个房间有两张病床，病床编号由房间号和床号组成，分别是：011、012、021、022、031、032、041、042。每张病床配有一个呼叫按钮，与病床编号相同。在护士站安装有蜂鸣器和呼叫指示灯，每个呼叫按钮对应一个呼叫指示灯。具体要求如下：当某个病床按下呼叫信号后，护士站的蜂鸣器发出短促呼叫声，与呼叫信号对应的指示灯闪烁。当医护人员听到后，按下响应按钮，蜂鸣器停止工作，呼叫指示灯在10秒后停止工作。在同时有多个呼叫信号时，蜂鸣器还是发出呼叫声，与呼叫信号对应的指示灯均闪烁，当医护人员听到后，按下响应按钮，蜂鸣器停止工作，呼叫指示灯在10秒后停止工作。题目六：节日彩灯控制有4组节日彩灯，每组由红、黄、蓝三盏顺序排放实现下列控制要求：1、 每一秒移动一个灯位，每次亮一秒2、 可用一个开关选择点亮方式：每次点亮一盏彩灯；每次点亮一组彩灯。(提示：可用移位寄存器指令去实现)四、 课程设计进度安排第13周 选题（自行拟题需与老师沟通，确认同意后开始设计）第14周 分析需求，完成设计计划，准备相应的电子元器件和实验设计平台第15-16周 完成设计第17周 对设计进行调试与修改，撰写设计报告书。提交设计实物与设计作品。五、课程设计要求及成果1、 在以上题目中每5人一组任选一题，亦可自拟题目。2、 将选好的题目或自拟的题目一、二班分别按每组的姓名与题目由易伟强、郑艳屏汇总，在下周一前发电子版到我邮箱(ymy)，我审核了自拟的题目，确定题目后就可开始设计。3、 课程设计结束时需及时提供课程设计报告，课程设计报告模板我已给易伟强、郑艳屏，请二位转给同学们。课程设计报告的格式和内容请按提供的模板格式和下面第6点设计报告书应包含内容撰写。4、 若课程设计结果有实物和程序代码等，请将实物拍成照片，将照片和程序代码作为附件附在课程设计报告最后(最好采用此种)，也可单独把它们放在一个文件夹中作为附件上交电子版(可加分)。5、 设计成果需满足题目要求，在此基础上可根据个人理解进一步发挥(可加分)。6、 设计报告书应包含以下内容：1) 封面2) 设计任务，主要技术指标及要求3) 工作原理、元器件选择，程序实现、参数计算等4) 详细设计步骤5) 涉及到的结构原理图、电路图、程序逻辑图等6) 对设计成果进行分析，做出评价，说明该设计的特点及存在的问题，提出修改意见7) 心得体会8) 附件：设计结果实物照片和完整程序代码7、每一组的课程设计报告书完成后，电子版一、二班分别汇总到易伟强、郑艳屏处，请二位在第18周周一之前发给我。同时每一组打印课程设计报告书一份，交到易伟强、郑艳屏处，也请二位在第18周周一之前交给我。六、课程设计参考书目1李建兴可编程序控制器应用技术北京：机械工业出版社，20042方承远电气控制原理与设计北京：机械工业出版社，20003刘光源电工实用手册、简明电气安装手册4吕砚山 常用电工电子技术手册5马忠梅，籍顺心单片机的C语言应用程序设计.北京航空航天大学出版社，20056张志，高大志，杨为民等微控制器原理及接口技术实验教程.东北大学出版社，20047. 李朝青编著.单片机原理及接口技术（简明修订版）.北京：北京航空航天大学出版社，1998 8. 柯南编著.非常电路图设计Protel99之Schematic. 北京： 中国铁道出版社 ，2000七、指导教师联系方式办公室：电话: E-mail: ymy指导教师： 肖应旺 系主任： 曾碧卿