第一篇：電氣課程設計心得體會

心得體會

課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現,提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.對我們學工科的同學來說尤為重要！

回顧起此次電氣課程設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在整整兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說變壓器不懂怎么去選，不懂怎么去選互感器，對電氣主接線圖的選擇掌握得不好……通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。

通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。

這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多專業(yè)知識問題，最后在老師的辛勤指導下，終于游逆而解。同時，在老師的身上我們學也到很多實用的知識，在次我們表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位指導老師再次表示忠心的感謝！

第二篇：電氣課程設計心得體會（精選）

電氣課程設計的心得體會我們怎么樣寫呢？看看下面小編整理推薦的電氣課程設計心得體會，歡迎各位閱讀哦！

電氣課程設計心得體會

本學期實時測量技術實驗以電子設計大賽的形式，老師命題，學生可以選擇老師的題目也可以自己命題，并且組隊操作其他的事情（包括設計總體方案、硬件電路、軟件設計、焊接、調試等工作），趣味性強，同時也可以學到很多東西。

我們認為，在這學期的實驗中，在收獲知識的同時，還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中，我們通過查找大量資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨 立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。

更重要的是，在實驗課上，我們學會了很多學習的方法。

而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面 對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。

之所以使用avr單片機作為我們的執(zhí)行核心，不僅是因為老師說avr現在是社會上應用比較多的單片機，也因為想通過使用avr鍛煉自己的c 語言編程能力，養(yǎng)成良好的c語言編程風格。不管怎樣，這些都是一種鍛煉，一種知識的積累，能力的提高。

完全可以把這個當作基礎東西，只有掌握了這些最基礎 的，才可以更進一步，取得更好的成績。

很少有人會一步登天吧。

永不言棄才是最重要的。而且，這對于我們的將來也有很大的幫助。

以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現其中珍貴的事情。

就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實驗結束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。

與隊友的合作更是一件快樂的事情，只有彼此都付出，彼此都努力維護才能將作品做的更加完美。

而團隊合作也是當今社會最提倡的。曾經聽過，mba之所以最近不受歡迎就是因為欠缺團隊合作的精神和技巧。

電壓電流測量裝置雖然結束了，也留下了很多遺憾，因為由于時間的緊缺和許多課業(yè)的繁忙，并沒有做到最好，但是，最起碼我們沒有放棄，它是我們的驕傲！相信 以后我們會以更加積極地態(tài)度對待我們的學習、對待我們的生活。

我們的激情永遠不會結束，相反，我們會更加努力，努力的去彌補自己的缺點，發(fā)展自己的優(yōu)點，去充實自己，只有在了解了自己的長短之后，我們會更加珍惜擁有的，更加努力的去完善它，增進它。

只有不斷的測試自己，挑戰(zhàn)自己，才能擁有更多的成功和快 樂！

to us, happiness equals success!快樂至上，享受過程，而不是結果！

認真對待每一個實驗，珍惜每一分一秒，學到最多的知識和方法，鍛煉自己的能力，這個是我們在實時測量技術試驗上學到的最 重要的東西，也是以后都將受益匪淺的！

第三篇：電氣課程設計選題

電氣工程課程設計選題 基于單片機的電氣課程設計

單片機推動了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，成為現代電子系統(tǒng)中重要的智能化工具。無論是尖端科技，如軍事、通信、能源、機器人、交通、IT，還是現代工業(yè)、農業(yè)、儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、家用電器、玩具及個人信息終端等諸多領域，都離不開單片機，其使用率和普及率遠遠超過了其他類型的計算機。因此“單片機原理及應用”課程也在高校的計算機類、電子類、電氣類、機械類等專業(yè)的教學計劃中有著特殊的地位。這些專業(yè)除了單獨開設課程外，在涉及的許多實踐環(huán)節(jié)，如課程設計、畢業(yè)設計、各種電子設計競賽乃至研究生論文課題中，單片機系統(tǒng)都是應用最廣泛的手段之一。

目前，51系列單片機在我國的各行各業(yè)得到了廣泛應用，各大專院校、職業(yè)培訓學校，均開設了單片機原理與應用方面的課程，這是一門技術性和實踐性很強的學科，必須通過一系列的軟硬件實驗、理論聯(lián)系實際，才能學好、學懂，取得較好的學習效果。本書從單片機最小系統(tǒng)開始，逐步擴展功能，從功能單一到功能多樣，從小到大，從簡單到復雜，系統(tǒng)而完整的學習思路，讓學習者概念清晰、直觀明了、易學易懂，加強了硬件電路的設計，解決了學習者中普遍存在的難于排除硬件故障的問題；其次是加強了軟件調試的指導，提供了一些軟仵調試方法和步驟，幫助初學者快速入門，幫助熟練者更加深化。

一、單片機工程實踐的內容

“單片機原理及應用”是一門技術性、應用性很強的學科，實踐課教學是它的一個極為重要的環(huán)節(jié)。不論是硬件擴展、接口應用還是編程方法、程序調試，都離不開實踐課教學。如果不切實認真地在抓好學生的實踐技能的鍛煉上下功夫，單憑課堂理論課學習，勢必會出現理論與實踐脫節(jié)，學習與應用脫節(jié)的局面。不論書本上把單片機技術介紹得如何重要、如何實用、如何好用，但如果沒有實際操作，同學們仍然會感到那只是空中樓閣，離自己十分遙遠，或者會因此而對它失去興趣，或者會感到它高深莫測無從下手，從而令課堂教學的效果大打折扣。

1．單片機工程實踐的目的

單片機工程實踐的目的是讓學生在理論學習的基礎上，通過完成一個涉及MCS-51單片機多種資源應用并具有綜合功能的小系統(tǒng)目標板的設計與編程應用，使學生不但能將課堂上學到的理論知識與實際應用結合起來，而且能進一步加深對電子電路、電子元器件、印制電路板等知識的認識與理解，同時在軟件編程、排錯調試、焊接技術、相關儀器設備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。為今后能夠獨立進行某些單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)設計工作打下一定的基礎。著重提高學生在單片機應用方面的實踐技能，樹立嚴謹的科學作風，培養(yǎng)學生綜合運用理論知識解決實際問題的能力。通過單片機硬件和軟件設計、安裝、調試、整理資料等環(huán)節(jié)的培訓，使學生初步掌握工程設計方法和組織實踐的基本技能，逐步熟悉開展科學實踐的程序和方法。

2．單片機工程實踐的基本要求

單片機工程實踐是單片機技術課程的實踐教學環(huán)節(jié)，是以工程項目和工程應用為課題的。它著重培養(yǎng)學生的工程實踐能力、獨立工作能力及創(chuàng)新能力，是對學生進行單片機的綜合性訓練，這種訓練是通過學生獨立進行某一課題的設計、制作、調試來完成的。因此，單片機工程實踐的基本要求如下：

(1)根據應用系統(tǒng)的要求，初步掌握總體結構設計的方法和構思，從中選擇一種最佳設計方案；

(2)根據應用系統(tǒng)結構規(guī)模的要求，掌握單片機外部擴充系統(tǒng)硬件設計的基本過程；

(3)根據任務要求和硬件設計要求，首先畫出程序的總體流程圖，然后進行各控制模塊的程序設計；

(4)掌握如何應用單片機仿真器來開發(fā)應用系統(tǒng)及仿真調試的過程。

二、單片機工程實踐的基本步驟

1．單片機系統(tǒng)的設計步驟

單片機系統(tǒng)的設計步驟，一般可以分為需求分析、總體方案設計、硬件設計與調試、軟件設計與調試、系統(tǒng)功能調試與性能測試、產品驗收和維護、文件編制和技術歸檔等。下面重點介紹對需求分析、總體方案設計、硬件設計、軟件設計、系統(tǒng)功能調試與測試等步驟。

(1)需求分析：需求分析就是要明確所設計的單片機應用系統(tǒng)要“做什么”和“做的結果怎樣”。需求分析階段的結果是形成可操作的設計需求任務書。任務書應包含單片機應用系統(tǒng)所應具有的功能特性和性能指標等主要內容。如果是自主開發(fā)產品，還應附有市場調研和可行性論證等內容；如果是委托開發(fā)，則應該與委托方討論擬制的需求任務書是否滿足對方的需求。

(2)總體方案設計：總體方案設計就是要從宏觀上解決“怎么做”的問題。其主要內容應包括：技術路線或設計途徑、采用的關鍵技術、系統(tǒng)的體系結構、主要硬件的選型和加工技術、軟件平臺和開發(fā)語言、測試條件和測試方法、驗收標準和條文等。如果是委托開發(fā)，設計需求任務書和總體方案設計的主要內容往往以技術文件的形式附于合同書之后。

(3)硬件設計：硬件設計的主要內容是基于總體方案設計，選擇系統(tǒng)所需的各類元器件，設計系統(tǒng)的電子線路囹和印刷電路板，安裝元器件的調試硬件線路。硬件設計應確保功能設計和接口設計滿足系統(tǒng)的需求，并且充分考慮和軟件的協(xié)調工作關系，注重選用高集成度的器件和采用硬件軟化、軟件硬化等設計技術。

(4)軟件設計：本階段的主要任務是基于軟件工程的思想，擬制出本系統(tǒng)的軟件設計方案，劃分出主要的軟件模塊、根據需要繪制部分軟件模塊的流程圖、調試程序和測試軟件的基本功能。

(5)系統(tǒng)功能調試與測試：本階段的重點是基于系統(tǒng)的設計需求，進行系統(tǒng)功能調試和性能指標的測試，形成測試報告，核對用戶需求或設計需求和系統(tǒng)現有功能、指標的一致性程度，提出修改意見，循環(huán)上述某些步驟，直至滿足需求。

2．單片機課程工程實踐的具體要求

課程工程實踐應充分體現“教師指導下的以學生為中心”的教學模式，以學生為認知主體，充分調動學生的積極性和能動性，重視學生自學能力的培養(yǎng)。根據課程設計具體課題安排時間，確定課題的設計、編程和調試內容，分小組進行。根據合理的進度安排，一步一步、踏踏實實地開展課程設計活動，按時完成每部分工作。課程設計集中在教室、機房進行，每天由班長負責考勤，指導教師抽查。

1)系統(tǒng)方案設計與論證

綜合運用單片機技術課程中所學到的理論知識，學生根據所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計，通過方案比較，確定總體方案。然后對方案中以單片機為核心的電路進行設計計算，包括元器件的選擇和電路參數的計算，并畫出總體電路圖。

2)硬件電路制作

設計方案經指導教師審查通過后，學生可向指導教師領取所需元器件等材料，進行電路制作，并對制作的硬件電路進行調試及測試，分析測試結果是否滿足設計要求。

3)軟件的編制與仿真

根據已設計出的軟件系統(tǒng)框圖，用MCS-51匯編語言編制出各功能模塊的子程序及整機軟件系統(tǒng)的主程序，程序設計時，要充分考慮與所設計硬件電路的連接及有關定量的要求。

4)撰寫實踐總結報告

3．實踐總結報告的要求

書寫高質量的工作總結也是反映工程實踐素質高低的一個重要方面，工程技術人員應能用書面形式系統(tǒng)、完整、清晰地表達自己的研究成果，其目的是讓人很容易地看懂所研究課題的內容、方案、原理、實現方法等。因此，書寫實踐總結報告也是單片機工程實踐的主要內容之一。實踐總結報告的要求如下：

1)內容摘要

內容摘要應以濃縮的形式概括課程設計的內容、方法和觀點，以及取得的成果和結論。文字論述的重點應放在所取得的成果和結論上。摘要應是一篇獨立的、200字以內的短文。

2)關鍵詞

關鍵詞列寫在摘要之下，應參照相應的技術術語標準，采用能覆蓋課程設計主要內容的通用技術詞條。關鍵詞一般取3～6個，不宜太多，其目的是便于文獻檢索。

3)目錄 目錄是實踐總結報告的導讀圖，一般為三級標題，在編寫目錄時可在寫作時利用Microsoft Word等文字工具，嚴格按章、節(jié)、條、款標題格式編寫。這種方法能保證目錄中的標題與正文中的標題完全一致。

4)正文

課程設計報告（或實踐總結報告）的正文是設計報告的主體和核心部分，是作者對單片機工程實踐工作的詳細表述，它的篇幅最大。其內容包括：系統(tǒng)設計的詳細過程，硬件、軟件調試與測試，系統(tǒng)測試結果分析，工程實踐的經驗總結等。

(1)任務、目標和原始資料：根據工程實踐的任務書，說明要完成的具體任務、要達到的最終目標以及各項原始資料的采集。

(2)方案總體論證：包括課題分析和多種方案論證，說明可能采取的多種方案，比較它們各自的優(yōu)缺點，說明確定最佳方案的依據，分析其實施的可行性。

(3)方案實體設計：這是實踐總結的主體部分，應包括系統(tǒng)方框圖、電氣原理圖、各單元模塊功能分析及模塊電路設計、主要部件的工作原理、理論公式及計算、各單元模塊的連接與試驗設計、元器件的選取及元件明細等。

(4)軟件設計：軟件設計結構圖及其功能、重點軟件流程圖及程序編制、軟件使用及測試情況等。

(5)系統(tǒng)調試及測試情況分析、實踐經驗總結等。

5)致謝

致謝應以簡短的文字對課程設計與報告撰寫過程中曾經直接給予幫助的老師和同學表示自己的謝意，這不僅是一種禮貌，也是對他人勞動的尊重，是治學者應有的思想作風。在致謝中應盡量指出致謝對象的具體幫助與貢獻，不要泛泛而談。

6)參考文獻與附錄

參考文獻是課程設計報告（論文）不可缺少的組成部分，它反映設計報告的取材來源、材料的可靠性與廣博程度。

對于一些不宜放在正文中但有參考價值的內容，可放在設計報告的附錄中，例如編寫的算法程序、相關公式的推演等。

7)課程設計報告的撰寫格式

課程設計報告的撰寫格式應有統(tǒng)一的規(guī)范化要求，具體要求各學校不一樣，這里不作敘述。

1.1 物理量檢測

1.1.1 數字式工頻有效值多用表

1．設計任務

設計并制作一個能同時對一路工頻交流電（頻率范圍為50±1Hz、有失真的正弦波）的電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數進行測量的數字式多用表。

2．設計要求

測量功能及量程范圍：

(1)交流電壓，0~500V；

(2)有功功率，0~2.5kW；

(3)無功功率，0~2.5kW；

(4)功率因數（有功功率／視在功率），0~1。

準確度：

(1)顯示位(0.000~4.999)，有過量程指示；

(2)交流電壓和交流電流，±讀數誤差應小于±（0.8%×讀數+0.5V）；

(3)有功功率和無功功率，±（1.5%讀數+8個字）；

(4)功率因數，±0.0l。

功能選擇：

用按鍵選擇交流電壓、交流電流、有功功率、無功功率和功率因數的測量與顯示。

1.1.2 智能數字電壓表 1．設計任務

智能數字電壓表采用微處理器進行控制運算，配合不同的互感器可滿足各種測量量程的要求，可對電壓進行高精度顯示、控制及變送輸出。

2．設計要求

(1)(2)(3)(4)基本誤差：0.5% FS或0.2% FS +1個字； 顯示方式：雙排四位LED數碼管顯示； 采樣周期：0.2s；

測量范圍：-1999~ 9999；

(5)通訊輸出、接口方式：隔離串行雙向通訊接口RS485：(6)波特率：300~ 9600bps內部自由設定；

(7)變送輸出：4—20mA、0—l0mA、l—5V、0～5V：(8)精度：±0.3% FS：

(9)具有多重保護、隔離設計、抗干擾能力強、可靠性高；(10)具備二次開發(fā)能力，以滿足特殊的功能要求；(11)具有自校準、人工校準和對傳感器修正的功能。

1.1.3 水溫控制系統(tǒng)

1．設計任務

設計并制作一個水溫自動控制系統(tǒng)，控制對象為1L凈水，容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內由人工設定，并能在環(huán)境溫度降低時實現自動控制，以保持設定的溫度基本不變。

2．設計要求

(1)溫度設定范圍為10—l00℃，最小區(qū)分度為l℃，標定溫度≤1℃：

(2)環(huán)境溫度降低時（例如用電風扇降溫）溫度控制的靜態(tài)誤差≤1℃：

(3)用十進制數碼管顯示水的實際溫度：

(4)采用適當的控制方法，當設定溫度突變（由40℃提高到60℃）時，減小系統(tǒng)的調節(jié)時間和超調量；

(5)溫度控制的靜態(tài)誤差≤0.2℃：

(6)在設定溫度發(fā)生突變（由40℃提高到60℃）時，自動打印水溫隨時間變化的曲線。

1.1.4 多點溫度檢測系統(tǒng)

1．設計任務

設計一個多點溫度檢測系統(tǒng)。

2．設計要求

(1)檢測的溫度范圍：0℃—150℃：(2)檢測分辨率±0.l℃：

(3)各溫度檢測點與主控器之間距離≥l00m，主控器能對各溫度檢測點通過串行傳輸線實現溫度數據傳輸以及顯示。

1.1.5 數字式在線電導率測量儀

1．設計任務

設計一臺數字式電導率測量儀，用來在線監(jiān)測溶液的電導率。

2．設計要求

(1)使用的測量電極的結構和形式不限，如果使用成品電導電極，則必須使用交流激勵；

(2)電導測量范圍0.5~20μs，測量精度優(yōu)于1%；

(3)溫度測量范圍10 ~120℃；

(4)能夠分別顯示電導和溫度值，電導值是折算到200C時的標準值；

(5)具有校準功能。

1.1.6 溫、濕度遠程測量監(jiān)控儀

1．設計任務

設計并制作一個多路溫、濕度的測量儀器。

2．設計要求

(1)濕度測量范圍：0~100% RH，測濕精度<+10% RH；

(2)溫度檢測范圍：0~ +l00℃，測溫精度±1℃；

(3)溫、濕度傳感器各不少于2路；

(4)并通過無線通信技術進行遠程監(jiān)控，無線傳輸距離不小于l00m；

(5)系統(tǒng)供電電源≤12V DC；

(6)輸入設備用于選擇任意一路傳感器的測試。

1.1.7 基于DS1624的數字溫度計

1．設計任務

設計基于DS1624的數字溫度計。DS1624是DALIAS公司生產的集成了測量系統(tǒng)和存儲器于一體的芯片。數字接口電路簡單，與I2C總線兼容，且可以使用一片控制器控制多達8片的DS1624。其數字溫度輸出達13位，精度為0.03125℃。DS1624可工作在最低2.7V電壓下，適用于低功耗應用系統(tǒng)。

2．設計要求

(1)測量范圍為-55℃~+125℃，精度為0.03125℃；

(2)測量溫度的結果以13位數字量（兩字節(jié)傳輸）給出；

(3)測量溫度的典型轉換時間為1s；

(4)用LCD顯示溫度；

(5)數據的讀出和寫入通過一個2-線(1C)串行接口完成。1.1.8 基于單片機的光電計數器

1．設計任務

設計一個基于單片機的光電計數器。2．設計要求

(1)實現0~99999范圍內計數，能在超出最大值后溢出報警；(2)通過LED顯示數據；

(3)要求使用光電傳感器檢測；

(4)能在設定值報警，在報警后延時3s自動關閉報警并自動重新計數；可以手動清除報警；(5)有抗干擾技術，防止背景光或物件抖動時產生誤計數；

1.1.9 簡易數字頻率計

1．設計任務

設計并制作一臺數字顯示的簡易頻率計。對幅度為0.5~5V的正弦信號、脈沖信號測頻率、測周期、測脈寬。

2．設計要求

(1)頻率測量范圍：1Hz~1MHz；

(2)測量誤差≤0.1%；

(3)周期測量范圍：lμs~1s；

(4)測量誤差≤0.1%；

(5)脈沖寬度測量范圍：脈沖寬度≥l00μs；

(6)測量誤差≤1%；

(7)十進制數字顯示，顯示刷新時間1~10s連續(xù)可調；

(8)具有自校功能，時標信號頻率為1MHz。

1.1.10 簡易電阻、電容和電感測試儀

1．設計任務

設計并制作一臺數字顯示的電阻、電容和電感參數測試儀。

2．設計要求

(1)測量范圍：電阻100Ω~ 1MΩ；電容l00pF~1pF；電感l(wèi)00μH~l0mH；

(2)測量精度：±5%；

(3)制作6位數碼管顯示器，顯示測量數值，并用發(fā)光二極管分別指示所測元件的類型和單位；

(4)測量量程自動轉換。

1.1.11 具有實時語音播報的超聲波測距儀

1．設計任務

設計并制作一臺具有實時語音播報的超聲波測距儀。2．設計要求

(1)具有反射式超聲波測距功能，測量距離0.2~3.0m；(2)測量距離精度：誤差±lcm；

(3)自動語音實時播報測量距離數值；

(4)漢字提醒顯示：距離在0.2~2.0m，顯示“危險距離”并用紅色LED燈指示；距離在2.0~3.0m，顯示“保持距離”并用黃色LED燈指示；距離在3.0m以上，顯示“安全距離”并用綠色LED燈指示；

(5)實時播報時間間隔≤3s；

(6)實時播報聲音功率≥0.1W；

(7)播報聲音無明顯失真；

(8)實時顯示測量的距離（實時顯示要與語音播報同步）。

1.1.12 實用電子秤

1．設計任務

設計并制作一個實用電子秤。

2．設計要求

(1)能用簡易鍵盤設置單價，加重后能同時顯示重量、金額和單價；

(2)重量顯示：單位為kg，最大稱重為9.999kg，重量誤差不大于±0.05kg；

(3)單價金額及總價金額顯示：單價金額和總價金額的單位為元，最大金額數值為9999.99元，總價金額誤差不大于0.01元；

(4)具有去皮功能和總額累加計算功能；

(5)能顯示購物清單，自擬10種商品名稱或代號；

(6)清單內容包括：商品名稱、數量、單價、金額、本次購物總金額；

(6)清單內容的商品名稱等可使用代號顯示；

(7)清單內容有購貨日期和收銀員編號。

1.2 信號發(fā)生與語音合成

1.2.1 正弦波形發(fā)生器

1．設計任務

設計制作一個波形發(fā)生器。

2．設計要求

(1)正弦波輸出頻率范圍：1kHz ~ 10MHz；

(2)具有頻率設置、頻率步進功能：步進步長<100Hz；

(3)輸出信號頻率穩(wěn)定度：優(yōu)于10-4；

(4)輸出電壓幅度：在負載電阻上的電壓峰-峰值Vopp≥1V;

(5)失真度：用示波器觀察時無明顯失真；

(6)產生模擬幅度調制(AM)信號：在1MHz~10MHz范圍內調制度ma可在10%~100%之間程控調節(jié)，步進量10%，正弦調制信號頻率為1kHz，調制信號自行產生；

(7)產生模擬頻率調制(FM)信號：在l00kHz~10MHz頻率范圍內產生l0kHz最大頻偏，且最大頻偏可分為5 kHz/l0kHz二級程控調節(jié)，正弦調制信號頻率為1kHz，調制信號自行產生；

(8)產生二進制PSK、ASK信號：在l00kHz固定頻率載波進行二進制鍵控，二進制基帶序列碼速率固定為l0kbps，二進制基帶序列信號自行產生。

1.2.2 程控多波形信號發(fā)生器

1．設計任務

設計并制作一個程控的多波形信號發(fā)生器。

2．設計要求

(1)產生三角波、正弦、矩形三種周期性波形；

(2)用鍵盤輸入編輯生成上述三種波形（同周期）的線性組合波形，以及由基波及其諧波（5次以下）線性組合的波形；

(3)具有波形存儲功能；

(4)輸出波形的頻率范圍為1Hz~ 500kHz，最小頻率步進間隔為1Hz；

(5)具有頻率顯示和波形指示功能，頻率和波形由鍵盤設定；

(6)負載電阻為100Ω時，輸出電壓峰-峰值≥2V；

(7)正弦波和脈沖波幅度可步進調整，調整范圍為l00mV~ 3V，步長為l00mV：

5(8)輸出信號頻率穩(wěn)定度優(yōu)于10；

(9)產生梯形波和占空比可調的脈沖波，有波形類別指示；

(10)波形的個數可以程控：連續(xù)或在1~ 65535范圍內任意設置，有個數指示：

(11)輸出信號可以門控，門控時間為輸出信號周期的整數倍，并保證每個波形完整。

1.2.3 基于DDS技術的數控信號發(fā)生器

1．設計任務

用單片機與DDS技術設計數控信號發(fā)生器。

2．設計要求

(1)波形種類：產生正弦波、方波、三角波、鋸齒波等多種波形；

(2)頻率范圍：正弦波，1Hz~20MHz；其他波形，1Hz~1MHz；

(3)頻率分辨率：1Hz；

(4)具有頻率設置功能，頻率步進1Hz；

(5)具有波形存儲功能；

(6)最大功率輸出：7 W(8Q)，1 W(50 Q)；

(7)具有相位的調節(jié)功能；

(8)實現多種頻率設定功能，且有跳頻、點頻、掃頻工作模式，并通過液晶顯示器將頻率值顯示出來。

1.3 控制類

1.3.1 彩燈控制器

1．設計任務

設計基于51系列單片機的彩燈控制器，可控制64個LED彩燈。

2．設計要求

(1)64路輸出端口，每一個端口輸出外接LED顯示；

(2)64個LED依次循環(huán)顯示；

(3)依次顯示1-3-5-7-9-11-13-15--62-2；

(5)按控制鍵按多種不同的方式顯示。

1.3.2 交通燈控制系統(tǒng)

1．設計任務

利用51系列單片機設計一交通燈控制系統(tǒng)。

2．設計要求

(1)系統(tǒng)由單片機系統(tǒng)、鍵盤、LED顯示、交通燈演示系統(tǒng)組成；

(2)具有人行道、左轉、右轉，以及基本的交通燈的功能；

(3)具有倒計時、時間設置、緊急情況處理的功能；

(4)具有分時段調整信號燈的點亮時間以及根據具體情況手動控制的功能；

(5)采用數碼管與點陣LED相結合的方法，設計既要求倒計時數字輸出，又要求有狀態(tài)燈輸出。

1.3.3 遙控防盜報警器

1．設計任務

設計一個遙控防盜報警器，由發(fā)射機發(fā)射數據碼，接收機接收此數據，由單片機進行數據識別。若接收機接收不到此數據，由單片機控制防盜報警器啟動報警。

2．設計要求

(1)采用51單片機作為主控芯片，主要用于數據識別和數據報警；

(2)調制方式可為調幅式和調頻式；

(3)采用超外差方式接收；

(4)作用距離為l00m；

(5)發(fā)射功率不大于100MW。

1.3.4 步進電機控制系統(tǒng)

1．設計任務

設計并制作一個以51單片機為核心的步進電機控制系統(tǒng)。

2．設計要求

(1)可以對步進電機的正、反轉進行設定、控制；

(2)可以對步進電機的運轉速度進行設定、控制；

(3)可以對步進電機轉動的位置進行設定；

(4)以上參數可以由按鍵進行操作。

1.3.5 簡易漢字繪圖儀

1．設計任務

設計并制作電機控制系統(tǒng)，控制物體在板上運動，成為簡易漢字繪圖儀。

2．設計要求

(1)物體從原點出發(fā)，以任意坐標點開始寫出漢字，每個漢字大小不超過20cm×20cm，無重疊與連筆；

(2)能夠顯示物體中畫筆所在位置的坐標(X，Y)；

(3)控制系統(tǒng)能夠通過鍵盤或其他方式任意設定坐標點參數；

(4)能夠實現畫筆所在位置坐標(X，Y)數據的無線傳輸。

1.3.6 可編程微波爐控制器系統(tǒng)

1．設計任務

設計制作一個微波爐控制器電路，具有三擋微波加熱功能，分別表示微波加熱為烹調、烘烤、解凍。

2．設計要求

(1)制定一個在不同功能時火力的控制時序表。具有三擋微波加熱功能，分別表示微波爐工作狀態(tài)為烹調、烘烤、解凍，試驗使用LED模擬；

(2)實現工作步驟：復位待機→檢測顯示電路→設置輸出功能和定時器初值→啟動定時和工作開始→結束烹調、音響提示；

(3)在上電或手動按復位鍵時，控制器輸出的微波功率控制信號為0，微波加熱處于待機狀態(tài)，時間顯示電路顯示00.00；

(4)具有4位時間預置電路，按鍵啟動時間設置，最大預設數為99分99秒。

(5)設定初值后，按開啟鍵，一方面按選擇的擋位啟動相應的微波加熱，另一方面使計時電路以秒為單位作倒計時。當計時到時間為0則斷開微波加熱器，并給出聲音提示，即揚聲器輸出2~3s的雙音頻提示音。

(6)若在待機狀態(tài)時按測試鍵，則4位數碼管交替顯示全亮和全滅兩種狀態(tài)，以檢測數碼管各發(fā)光段的好壞。

(7)微波爐火力擋位的增加。

(8)實現智能控制、信息控制。

1.3.7 定時鬧鐘

1．設計任務

設計并制作一個定時鬧鐘。

2．設計要求

(1)具有時間設置（小時和分鐘）、鬧鐘時間設置、鬧鐘開、鬧鐘關功能；

(2)能顯時、分、秒；

(3)有AM、PM指示器，鬧鐘就緒指示，蜂鳴器；

(4)定時時間到能發(fā)出報警提示或者啟動繼電器，從而控制電器的啟停；

(5)能實現12/24時之間的轉換。

1.3.8 智力競賽搶答器

1．設計任務

設計并制作一個由單片機控制的智力競賽搶答器。

2．設計要求

(1)能容許2~8組搶答；

(2)能顯示搶答組號；

(3)能顯示犯規(guī)組號；

(4)能限時搶答；

(5)能各組計分，并能計分顯示；

(6)能聲音提示與報警；

(7)能時鐘計時顯示。

1.3.9 點陣電子顯示屏制作

1．設計任務

設計并制作一臺64行×64列的簡易LED電子顯示屏。

2．設計要求

(1)自制一臺簡易64行x64列點陣顯示的LED電子顯示屏；

(2)自制顯示屏控制器、擴展鍵盤和相應的接口實現多功能顯示控制，顯示屏顯示數字和字母亮度適中且亮度連續(xù)可調，無閃爍；

(3)顯示屏通過按鍵切換顯示數字和字母；

(4)顯示屏能顯示4組特定數字或者英文字母組成的句子，通過按鍵切換顯示內容；

(5)能顯示4組特定漢字組成的句子，通過按鍵切換顯示內容；

(6)(7)(8)(9)實現信息的左右滾屏顯示，預存信息的定時循環(huán)顯示；

實現實時時間的顯示，顯示屏數字顯示：時：分：秒（例如18：38：59）；

增大到10組（每組漢字8個或16個數字和字符）預存信息，信息具有掉電保護； 實現和PC機通訊，通過PC機串口直接對顯示信息進行更新。

1.3.10 電子密碼鎖

1．設計任務

設計一個基于單片機的通用電子密碼鎖，在輸入正確的代碼時開鎖。

2．設計要求

(1)在鎖的控制電路中設一個可以修改的4位代碼，當輸入的代碼和控制電路的代碼一致時鎖打開；

(2)用紅燈亮、綠燈滅表示關鎖，綠燈亮、紅燈滅表示開鎖；

(3)如l0s內未將鎖打開，則電路自動復位進入自鎖狀態(tài)

(4)數碼輸入：每按下一個數字鍵，就輸入一個數值，并在顯示器上的最右方顯示出該數值，同時將先前輸入的數據依序左移一個數字位置；

(5)數碼清除：按下此鍵可清除前面的所有的輸入值，清除密碼為“0000”；

(6)密碼更改：按下此鍵時會將目前的數字設定成新的密碼；

(7)激活密碼鎖：按下此鍵可將密碼鎖上鎖；

(8)解除密碼：按下此鍵會檢查輸入的密碼是否正確，密碼正確即開鎖；

(9)密碼預置：為管理員創(chuàng)建萬用密碼以備管理。

1.3.11 智能出租車計價器

1．設計任務

設計一個基于單片機的智能出租車計價器。

2．設計要求

(1)計價器具有計時時鐘；(2)計價器具有里程計價；

(3)能顯示時鐘、每公里價、行車時累計價和中間停車等待價；

(4)能校定計時時鐘；

(5)計程誤差小于0.1km;

(6)計時誤差小于1s/d；

1.3.12 數字穩(wěn)壓電源

1．設計任務

設計并制作用單片機控制的直流穩(wěn)壓電源。

2．設計要求

穩(wěn)壓電源在輸入電壓220V、頻率50Hz、電壓變化范圍+15%~-20%條件下：

(1)輸出電壓可調范圍為+0V~+12V，并可在可調范圍內任意預置；

(2)最小步進單位為0.1V，由“+”、“-”兩鍵分別控制輸出電壓步進增減；

(3)電壓調整率≤0.2%（輸入電壓220V變化范圍+15%~-20%下，空載到滿載）；

(4)最大輸出電流為1A；

(5)具有過流及短路保護功能；

(6)輸出電流：4~500mA；

(7)用數字顯示輸出電壓和輸出電流。

1.3.13 數控直流電流源

1．設計任務

設計并制作數控直流電流源。輸入50Hz交流(200~ 240V)，輸出直流電壓≤30V。2．設計要求

(1)輸出電流范圍：20mA~ 2000mA；

(2)可設置并顯示輸出電流給定值，要求輸出電流與給定值偏差的絕對值≤給定值的1% +10 mA;

(3)具有“+”、“-”步進調整功能，步進≤l0mA；

(4)改變負載電阻，輸出電壓在30V以內變化時，要求輸出電流變化的絕對值≤輸出電流值的1% +l0mA；

(5)紋波電流≤2mA；

(6)輸出電流范圍為20~ 2000mA；

(7)用數字顯示輸出電壓和輸出電流。

1.3.14 醫(yī)院住院病人呼叫器的設計

1．設計任務

設計一個8床位的無線呼叫器，供醫(yī)院住院病人（或靜脈點滴病人）呼叫醫(yī)護人員時使用。

2．設計要求

（1）病人可通過按動自己床邊的按鈕，向醫(yī)護人員發(fā)出呼叫信號；

（2）當病人呼叫信號時，醫(yī)護人員值班室設置的顯示器可顯示出該病人的床位編號，同時揚聲器發(fā)出聲音信號，提醒值班的醫(yī)護人員。

1.3.15 智能化公共汽車報站器的設計

1．設計任務

設計一個公共汽車自動報站器，2．設計要求

(1)具有20個?？空镜膱笳灸芰Γ?/p>

(2)每到一站，由駕駛員按下相應的按鍵，揚聲器便發(fā)出相應的報站語音（如“某站到了，請下車”），系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，一旦檢測到汽車啟動信號，揚聲器發(fā)出相應的提示音（如“車開了，請坐好，下站是××站”）；

(3)在語音報站的同時，用漢字顯示出到站的站名。

1.3.16 自動往返電動車的設計

1．設計任務

設計一臺自動往返電動車，2．設計要求

(1)電動車自主前進、遇到障礙后返回；

(2)電動車行駛過程中不能出現擦墻行駛，或撞墻故障；

(3)自動測量顯示里程數、行車時間；

(4)誤差要求：

①總里程數：<3%;

②行車時間：<3%;

③識別距離：5～15 cm。

1.3.17 簡易IC卡收費器的設計

1．設計任務

設計制作一臺簡易IC卡收費器，2．設計要求

(1)實現IC卡數據的讀／寫；

(2)顯示當前IC卡內金額、消費金額和余額；

(3)具有誤操作報警功能。

1.3.18 消毒柜控制電路的設計

1．設計任務

設計一臺消毒柜控制系統(tǒng)，2．設計要求

(1)顯示消毒柜溫度、保持時間；

(2)可以鍵盤設定消毒柜溫度、定時時間；

(3)可以實現實時中斷功能；

(4)消毒后自動關機；

(5)測溫誤差：<0.5℃：

(6)定時誤差：f <20 s／月。

1.3.19火災報警器的設計

1．設計任務

設計制作火災報警器，2．設計要求

(1)裝置對火災能自動探測報警和控制；

(2)裝設感煙傳感器及感溫的溫度傳感器，能對室內的煙霧及溫度的突變進行報警：

(3)對傳感器的布線故障、內部元件的損壞能進行聲、光報警；

(4)如果兩個傳感器中有一個動作表示室內有異?，F象（如煙霧濃度過大或室內溫差大于設定值），裝置能發(fā)出異常報警信號，令值班人員到現場處理：

(5)如煙感、溫感同時動作，說明有火災，裝置能發(fā)出火災報警；

(6)火災報警l0s后不解除，則控制啟動滅火器。滅火器噴氣前，還能發(fā)出停機、關門等順序動作信號；

(7)故障、異常、火災報警聲音各不相同，有明顯的區(qū)別。

1.3.20 多輸入端報警電路的設計

1．設計任務

設計制作一個多輸入端報警電路，2．設計要求

(1)有報警輸入控制端16個，報警音響信號輸出端1個；

(2)報警輸入端中的任意一端出現報警信號時，電路自動發(fā)出類似警報的音響信號；

(3)報警音響信號持續(xù)11s自動停止，如果輸入信號繼續(xù)存在，報警音響信號又重新啟動；

(4)音調、頻率、響度、持續(xù)時間等參數，均可通過“↑”“↓”鍵調整。

1.3.21 基于單片機的頻率計的設計

1．設計任務

用89C51單片機的定時器／計數器的定時和計數功能，外部擴展6位LED數碼管，要求累計每秒進入單片機的外部脈沖個數，用LED數碼管顯示出來。

2．設計要求

(1)被測頻率fx小于110 Hz采用測周法，顯示頻率××××××；fx大于110 H采用測頻法，顯示頻率××××××：

(2)可利用鍵盤分段測量和自動分段測量；

(3)可完成單脈沖測量，輸入脈沖寬度范圍是100 μs～0.1 s；

(4)顯示脈寬要求如下：

① Tx小于1000μs，顯示脈寬×××；

② Tx大于1 000μs，顯示脈寬××××：

(5)要求有單片機硬件系統(tǒng)框圖，電路原理圖，軟件流程圖。

1.3.22 單詞記憶測試器程序設計

編寫一個幫助單詞記憶的程序，要求：

(1)實現單詞的錄入（為使程序具有可演示性，單詞不少于10個）；

(2)單詞根據按鍵控制依次在屏幕上顯示，按鍵選擇認識還是不認識，也可以直接進入下一個或者上一個；

(3)單詞背完后給出正確率；

(4)擴展功能：

①舊單詞可從文件中讀出；

②錄入的新單詞保存到文件中；

③第一次背完后，把不認識以及跳過的單詞再次顯示出來，提醒用戶再記憶，直到用戶全部記?。?/p>

④結束后，給出各個單詞的記億結果信息，如記憶次數。

1.4 數據采集

1.4.1 單相電子式預付費電度表

1．設計任務

設計并制作一個采用IC卡的單相電子式預付費電度表。

2．設計要求

(1)電能計量準確、精度高，要求至少達到二級表（誤差為2%）的精度；

(2)要求IC卡的保密性高；

(3)電度表正常工作時，能顯示剩余電能值、已用電能值，使用戶直觀地了解電度表的工作是否正常及用電負荷的大??；

(4)當表內剩余電能不足20kW-h時，能提醒用戶余電不多，及時購電；

(5)具有掉電保護功能。

1.4.2 智能IC卡讀卡器

1．設計任務

設計并制作一個IC卡讀寫器。

2．設計要求

(1)此讀寫器能自動識別多種IC卡；

(2)IC卡的讀寫數據由RS-232串行口輸入輸出，通信格式：波特率9600bps/s；數據位8位，停止位1位，無校驗；

(3)編寫一套完整的通信協(xié)議。

1.4.3 基于單片機控制的數據采集系統(tǒng)

1．設計任務

設計并制作一個基于單片機的數據采集器。

2．設計要求

(1)以單片機為主控器，擴展A/D和D/A接口，構成一個多路模擬量輸入的數據采集系統(tǒng)；

(2)若輸入為一路0~5V連續(xù)可調的直流電壓信號，將其連續(xù)采樣多次，經濾波后存人數據存儲器中，然后將采樣數據經D/A轉換輸出。用兩塊電壓表比較輸入模擬電壓和輸出模擬電壓的對應情況，分析誤差；

(3)若輸入為多路模擬電壓信號，例如8路，重復上述A/D和D/A過程； 基于PLC的電氣課程設計

一、課程設計指導書

課程設計以學生為主體，充分發(fā)揮學生學習的主動性和創(chuàng)造性。課程設計期間，指導老師要把握和引導學生正確的工作方法和思維方式。

1．課程設計的目的

(1)了解常用電氣控制裝置的設計方法、步驟和設計原則；

(2)學以致用，鞏固書本知識。通過訓練，使學生初步具有設計電氣控制裝置的能力，從而培養(yǎng)學生獨立工作和創(chuàng)造的能力；

(3)進行一次工程技術設計的基本訓練。培養(yǎng)學生查閱書籍、參考資料、產品手冊、工具書的能力，上網查詢信息的能力，運用計算機進行工程繪圖的能力，編制技術文件的能力等，從而提高學生解決實際工程技術問題的能力。

2．課程設計的要求

(1)閱讀本課程設計參考資料及有關圖樣，了解一般電氣控制裝置的設計原則、方法和步驟。

(2)上網調研當今電氣控制領域的新技術、新產品、新動向，用于指導設計過程，使設計成果具有先進性和創(chuàng)造性。

(3)認真閱讀本課程設計任務書，分析所選課題的控制要求，并進行工藝流程分析，畫出工藝流程圖。

(4)確定控制方案，設計電氣控制裝置的主電路。

(5)應用PLC設計電氣控制裝置的控制程序?？煞譃?個步驟：①選擇PLC的機型及I/O模塊的型號，進行系統(tǒng)配置并校驗主機的電源負裁能力；②根據工藝流程圖繪制順序功能圖；③列出PLC的I/O分配表，畫出PLC的I/O接線圖；④設計梯形圖并進行必要的注釋；⑤輸入程序并進行室內調試及模擬運行。

(6)設計電氣控制裝置的照明、指示及報警等輔助電路。系統(tǒng)應具有必要的安全保護措施，例如，短路保護、過載保護、失電壓保護、超程保護等。

(7)選擇電氣元件的型號和規(guī)格，列出電氣元件明細表。選擇電氣元件時，應優(yōu)先選用優(yōu)質新產品。

(8)繪制正式圖樣，要求用計算機繪圖軟件繪制電氣控制電路圖，用STEP 7-Micro Win32編程軟件編寫梯形圖。要求圖幅選擇合理，圖、字體排列整齊，圖樣應按電氣控制圖國家標準有關規(guī)定繪制。

(9)編寫設計說明書及使用說明書。內容包括闡明設計任務及設計過程，附上設計過程中有關計算及說明，說明操作過程、使用方法及注意事項，附上所有的圖表、所用參考資料的出處及對自己設計成果的評價或改進意見等。要求文字通順、簡練，字跡端正、整潔。

二、課程設計任務書

“電氣控制與PLC應用”是一門實踐性和實用性都很強的課程，學習的目的在于應用。本課程設計是配合課堂教學的一個重要的實踐教學環(huán)節(jié)，它能起到鞏固課堂和書本上所學知識，加強綜合能力，提高系統(tǒng)設計水平，啟發(fā)創(chuàng)新思想的效果。希望每個學生都能自己動手獨立設計完成一個典型的可編程控制器應用系統(tǒng)。

第1部分

可編程控制器應用系統(tǒng)的研制過程

研制一個可編程控制器應用系統(tǒng)，可以分為硬件研制和軟件研制兩個部分，從設計草圖開始到樣機調試成功，常常要將硬件、軟件結合起來考慮，才能取得較好的效果。隨著系統(tǒng)的用途不同，它們的硬、軟件結構各有不同，但系統(tǒng)研制的方法和步驟是基本相同的，其研制過程可以歸納為以下所述的4個步驟。

1．確定任務

確定任務如同任何一個新產品設計一樣，可編程控制器應用系統(tǒng)的研制過程也是以確定應用系統(tǒng)的任務開始的。確定應用系統(tǒng)的功能指標和技術參數，這是系統(tǒng)設計的起點和依據，它將貫穿于系統(tǒng)設計的全過程，必須認真做好這個工作。在確定任務階段要做的工作是深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求。

(1)被控對象就是受控的機械、電氣設備、生產線或生產過程；

(2)控制要求主要指控制的基本方武、應完成的動作、自動工作循環(huán)的組成、必要的保護和聯(lián)鎖等。對較復雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務分成幾個獨立部分，這樣可化繁為簡，有利于編程和調試。

2．總體設計

本階段的任務是通過調查研究，查閱資料來初定系統(tǒng)結構的總體方案，確定哪些信號需要輸入給可編程控制器，哪些負載由可編程控制器驅動，統(tǒng)計出各輸入量和輸出量的性質，是開關量還是模擬量，是直流量還是交流量，以及電壓的大小等級。明確對控制對象的要求，然后根據實際需要確定控制系統(tǒng)類型和系統(tǒng)工作時的運行方式。

可編程控制器構成的控制系統(tǒng)可分為4種類型。

(1)單機控制系統(tǒng)。其控制是利用一臺PLC來實現對被控設備的控制。

(2)集中控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是利用一臺PLC控制多臺被控設備。

(3)分布式控制系統(tǒng)。多臺PLC及上位機可以互相通信，用于被控對象比較多的情況。

(4)遠程I／O控制系統(tǒng)。遠程I／O控制系統(tǒng)就是I／O模塊不與PLC放在一起，而是遠距離地放在被控設備附近。它是集中式控制系統(tǒng)的特殊情況。

3．硬件研制過程

(1)確定I／O設備：根據被控對象對PLC控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入/輸出設備。常用的輸入設備有按鈕、選擇開關、行程開關、傳感器等，常用的輸出設備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。

(2)選擇合適的PLC類型：根據已確定的用戶I/O設備，統(tǒng)計所需的輸入信號和輸出信號的點數，選擇合適的PLC類型，包括機型的選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。

(3)分配I/O點：分配PLC的輸入／輸出點，編制輸入／輸出分配表，畫出輸入／輸出端接線圖。

4．軟件研制過程

(1)采用模塊化程序結構設計軟件，首先將整個軟件分成若干功能模塊；

(2)編寫控制系統(tǒng)的邏輯關系圖；

(3)繪制各種電路圖；

(4)編制PLC程序并進行模擬調試；

(5)現場調試；

(6)編寫技術文件并現場試運行。

2.1 控制電機類

2.1.1 基于PLC的步進電機的控制系統(tǒng)設計

1．設計任務

設計一個步進電機的運行軌跡的控制系統(tǒng)，能夠控制步進電機正反轉和定點起停。硬件上要有PLC的應用、隔離電路、位置開關的應用，軟件上要應用PLC的開發(fā)環(huán)境-Step 7進行編程完成控制過程。

2．設計要求

① 學習PLC的原理與應用，掌握PLC的硬件接口電路設計和軟件編程，學習步進電機的工作原理，設計位置開關處理電路，PLC和步進電機之間要有電隔離。

② 編寫控制程序，要求能實現步進電機兩個工作流程。第1個流程是正轉40000轉，停機2分鐘，然后反轉20000轉，停機2分鐘，然后繼續(xù)反轉20000轉，回到原點，開始下一個工作流程。第2個流程是正轉，直到收到第一個位置開關信號，停機2分鐘；然后反轉直到收到第二個位置開關信號，停機2分鐘；繼續(xù)反轉回到原點（原點也有位置開關信號），收到原點位置信號，停機。電機的起停命令、工作方式轉換命令均由PLC發(fā)出。

③ 完成整個系統(tǒng)的軟件和硬件調試，最后聯(lián)機實現要求功能，并撰寫設計報告。

2.1.2 基于PLC的伺服電機的控制系統(tǒng)設計

1．設計任務

設計一個伺服電機控制系統(tǒng)，采用數字輸出控制和模擬輸出控制兩種方式，實現伺服電機位置控制和速度控制。

2．設計要求

① 學習PLC的原理與應用，掌握PLC的數字輸出和PWM輸出及硬件接口電路設計，學習伺服電機的工作原理，掌握位置控制和速度控制的基本方法，設計伺服電機位置控制和速度控制的硬件電路，PLC和伺服電機控制器之間要有電隔離。

② 編寫控制程序，要求位置控制能實現如圖5-1所示的系統(tǒng)工作方式，速度控制能實現如圖5-2所示的系統(tǒng)工作方式，而且要求控制系統(tǒng)動態(tài)性能穩(wěn)定，伺服電機的起停命令、工作方式轉換命令均由PLC發(fā)出。

圖5-1 位置控制方式

圖5-2 閉環(huán)控制方式

2.1.3基于PLC的直線電機控制系統(tǒng)設計

1．設計任務

設計一個直線電機控制系統(tǒng)完成三地送料小車的行程，三個地點裝三個行程開關，還要加進去三個運行開關，這樣系統(tǒng)可以自動運行，也可以手動運行。

2．設計要求

SQ1、SQ2、SQ3分別是安裝在甲、乙、丙三點的行程開關，SB1、SB2、SB3分別是正向啟動開關、反向啟動開關、停止開關。小車的運行方式分為手動、自動（單步、單周、連續(xù)）兩種。每個運動周期為：

① 小車從甲點出發(fā)，先在甲點停30 s。

② 小車向右行駛，到達乙點碰行程開關SQ2后停止。

③ 在乙點停60 s。

④ 小車向左運動，到達甲點(SQl)停止。

⑤ 在甲點停30 s。

⑥ 小車向右運動，過乙點到達丙點(SQ3)處停止。

⑦ 在丙點停90 s。

⑧ 小車向左運行，到達甲點停止。2.2 調速系統(tǒng)類

2.2.1 基于PLC的電機正反轉和多段速控制設計

1．設計任務

設計一個完整的控制系統(tǒng)，能夠控制電機正反轉和多段速。硬件上要有PLC的應用及隔離電路、變頻器的應用，軟件上要應用PLC的開發(fā)環(huán)境-Step 7進行編程，完成控制過程。

2．設計要求

① 學習PLC的原理與應用，掌握PLC的硬件接口電路設計和軟件編程，設計系統(tǒng)硬件電路，PLC和變頻器之間要有電隔離。

② 編寫控制程序，要求能實現如圖2-1和圖2-2所示的系統(tǒng)工作方式。而且工作方式1和工作方式2在停機不停電狀態(tài)下可以轉換，在開機情況下不能轉換。起停命令、工作方式轉換命令均由PLC發(fā)出。

圖2-1 電機正反轉工作方式

圖2-2 電機多段速工作方式

③ 完成整個系統(tǒng)的軟件和硬件調試，最后聯(lián)機實現要求功能，并撰寫設計報告。

2.2.2 基于PLC的通風系統(tǒng)風量有級控制設計

1．設計任務

設計一個通風系統(tǒng)風量的控制系統(tǒng)，能夠根據負荷控制兩臺風機的速度和起停，只有1臺變頻器，而風機是2臺，所以要用到交流接觸器進行切換。在硬件上要有PLC的應用、隔離電路、交流接觸器的應用、變頻器的應用，軟件上要應用PLC的開發(fā)環(huán)境-Step 7進行編程，完成控制過程。

2．設計要求

① 學習PLC的原理與應用，掌握PLC的硬件接口電路設計和軟件編程，設計控制系統(tǒng)的硬件電路，PLC和變頻器之間要有電隔離，兩臺風機的切換要安全穩(wěn)定。

② 編寫控制程序，要求能實現如圖2-3所示的系統(tǒng)工作方式，而且要求成本最低，風機切換要穩(wěn)定，更要安全。風機的起停命令、工作方式轉換命令均由PLC發(fā)出。

③ 完成整個系統(tǒng)的軟件和硬件調試，最后聯(lián)機實現要求功能，并撰寫設計報告。

圖2-3 通風系統(tǒng)正反轉工作方式

2.3 過程控制類

2.3.1 基于PLC的高樓供水液位控制系統(tǒng)設計

1．設計任務

設計一個高樓供水控制系統(tǒng)，能夠維持液位恒定，需要對液位進行監(jiān)測，控制水泵進行給水。

采用兩個水箱，一個高位水箱，一個低位水箱，高位水箱向低位水箱放水，低位水箱由水泵向高位水箱送水，保持高位水箱水位恒定。

2．設計要求

① 學習PLC的原理與應用，掌握PLC的硬件接口電路設計和軟件編程，學習過程控制的工作原理，設計液位監(jiān)測處理電路。

② 編寫控制程序，要求能實現高樓供水液位恒定。硬件上能檢測水箱的水位，根據水位的變化控制水泵進行給水，保證水箱水位浮動小。

③ 完成整個系統(tǒng)的軟件和硬件調試，最后聯(lián)機實現要求功能，并撰寫設計報告。

2.3.2 基于PLC的高樓供水流量控制系統(tǒng)設計

1．設計任務

設計一個高樓供水控制系統(tǒng)，能夠維持出水口流量穩(wěn)定，需要對出水口水壓進行監(jiān)測，控制水泵對水箱的給水。

采用兩個水箱，一個高位水箱，一個低位水箱，高位水箱向低位水箱放水，低位水箱由水泵向高位水箱送水，高位水箱放水的流量要保持穩(wěn)定。

2．設計要求

① 學習PLC的原理與應用，掌握PLC的硬件接口電路設計和軟件編程，學習過程控制的工作原理，設計出水口水壓監(jiān)測處理電路。

② 編寫控制程序，要求能實現高樓供水流量穩(wěn)定。硬件上能檢測水箱的出水口水壓，根據水壓的變化控制水泵進行給水，保證水箱水壓浮動小。

③ 完成整個系統(tǒng)的軟件和硬件調試，最后聯(lián)機實現要求功能，并撰寫設計報告。

2.3.3物流倉庫控制系統(tǒng)設計

1．設計任務

設計一個倉庫物流的控制系統(tǒng)，能夠對貨物根據重量進行分類分揀，不同的貨物需分類存放。

一共有；3類貨物：50 g，100 g，200 g。需要2個壓力傳感器，3個執(zhí)行機構。傳送帶把貨物送到第1站臺，檢測重量，如果小于等于50 g則執(zhí)行機構推貨物進1號倉，否則繼續(xù)傳送到第2號站臺，再檢測重量；如果小于等于100 g則執(zhí)行機構推貨物進2號倉，否則繼續(xù)傳送到第3號站臺，執(zhí)行機構推貨物進3號倉。

2．設計要求

① 學習PLC的原理與應用，掌握PLC的硬件接口電路設計和軟件編程，學習物流倉庫控制的工作原理，設計倉庫貨物分類處理電路。

② 編寫控制程序，要求能實現根據貨物重量（壓力）分類貨物，而且能夠根據要求取貨物。硬件上能檢測貨物重量，識別3類貨物，根據重量存放或者取貨物。

③ 完成整個系統(tǒng)的軟件和硬件調試，最后聯(lián)機實現要求功能，并撰寫設計報告。

2.3.4 基于PLC的電動大門控制系統(tǒng)設計

1．設計任務

設計一個電動大門控制系統(tǒng)，完成電動大門的開關功能，兩邊裝有兩個行程開關和兩個紅外檢測傳感器，還有3個運行開關，這樣系統(tǒng)可以自動運行，也可以手動運行。

2．設計要求

PLC是控制系統(tǒng)的核心，能檢測兩邊安裝的兩個行程開關。還要實現手動正向啟動開關、反向啟動開關、停止開關。電動大門的運行方式分為手動、自動兩種。每個運動周期為電動大門從甲邊出發(fā)，到達乙邊后停留40 s，從乙邊往甲邊發(fā)送紅外信號，如果沒有返回信號則電動大門從乙地回到甲地，如果有返回信號則繼續(xù)等待下一個40 s。

手動方式則需要PLC控制電動大門的運行和停止：

2.3.5 全自動售貨機的控制

1.概述

自動售貨機由于新奇、高檔，且靈活、方便，因此深受廣大市民歡迎。自動售貨機最基本的功能是對投入的貨幣進行運算，并根據所投入的貨幣數值判斷是否能夠購買某種商品，并作出相應的反應。因此，售貨機應能夠辨識機內包含的商品，能夠對所投入的幣值進行累計，并提供所要購買的商品。當按下選擇商品的按鈕時，售貨機根據投入的幣值，啟動電動機，提取商品到出貨口，顧客取出商品，完成此次交易。它還有識幣系統(tǒng)、貨物和貨幣的傳送系統(tǒng)來實現完整的售貨功能。

在實際生活中所見到的售貨機，其基本功能就是對投入的貨幣進行運算，并根據貨幣數值判斷是否能夠購買某種商品，并作出相應的反應。自動售貨機的工作流程如圖2-4-1所示。

圖2-4-1 自動售貨機的工作流程

2.控制要求

售貨機中有8中商品，其中01號商品（代表第一種商品）價格為3.20元，02號商品為4.50元，其余類推?，F投入1個1元硬幣，當投入的貨幣超過01商品的價格時，01商品的選擇按鈕處應有變化，提示可以購買，其他商品同比。當按下選擇01商品的價格時，售貨機進行減法運算，從投入的貨幣總值中減去01商品的價格，同時啟動相應的電動機，提取01號商品到出貨口。此時售貨機繼續(xù)等待外部命令，如繼續(xù)交易，則同上；如果此時不再購買而按下退幣按鈕，售貨機則要進行退幣操作，退回相應的貨幣，并在程序中清零，完成此次交易。由此看來，售貨機一次交易要涉及加法運算、減法運算以及在退幣時的除法運算，這是它的內部功能。另外，還具有貨物選擇、出貨、投幣及數額顯示功能，并且有貨幣識別系統(tǒng)和貨幣的傳動來實現完整的售貨、退幣功能；可24h連續(xù)運轉，自動找零，實現真正的自動售賣；具有制冷、加熱轉換功能，可根據季節(jié)變換進行設定，使飲料處于最佳飲用溫度，提高飲料銷量；具有多重防盜設計和節(jié)能環(huán)保設計。

3.設計任務

(1)完成設計方案；(2)(3)(4)(5)設計控制程序；

輸入/輸出地址分配；

繪制主電路和PLC的控制電路； 實驗調試；

(6)編寫設計說明書；(7)元器件型號的選擇；

2.3.6 水塔液位的PLC控制

1.概述

在自來水供水系統(tǒng)中，為解決高層建筑的供水問題，修建了水塔。當水塔水位達到高水位時，高液位傳感器發(fā)出停機信號，各個電動機組停止運行。當水塔水位低于低水位時，低液位傳感器自動發(fā)出開機信號，系統(tǒng)自動按順序降壓啟動。水塔有固定的高度，正常水位變化有一定的范圍，為保證水塔的正常水位，需要用水泵為其供水。水泵房有3臺泵用異步電動機，交流380V，220kW。正常運行時，2臺電動機運轉，l臺電動機備用。

2.控制要求

(1)因電動機功率較大，為減少啟動電流，電動機采用Y_△降壓啟動，并要錯開啟動時間(間隔時間為l0s)。

(2)為防止某一臺電動機因長期閑置而發(fā)生銹蝕，備用電動機可通過預置開關預先隨意設置。如果未設置備用電動機組號，則系統(tǒng)默認為3號電動機組為備用。

(3)每臺電動機都有手動和自動兩種控制狀態(tài)。在自動控制狀態(tài)時，不論設置哪一臺電動機作為備用，其余的兩臺電動機都要按順序逐臺啟動。

(4)在自動控制狀態(tài)下，如果由于故障使某臺電動機組停車，而水塔水位又未達到高水位時，備用電動機組自動降壓啟動；同時對發(fā)生故障的電動機組根據故障性質發(fā)出停機報警信號，提請維護人員及時排除故障。當水塔水位達到高水位時．高液位傳感器發(fā)出停機信號，各個電動機組停止運行。當水塔水位低于低水位時，低液位傳感器自動發(fā)出開機信號，系統(tǒng)自動按順序降壓啟動。

(5)因水泵房距離水塔較遠，所以每臺電動機都有就地操作按鈕和遠程操作按鈕。

(6)每臺電動機都有運行狀態(tài)指示燈（運行、備用和故障）。

(7)液位傳感器要有位置狀態(tài)指示燈。3.設計任務

(1)完成設計方案；

(2)設計控制程序；

(3)輸入／輸出地址分配；

(4)繪制主電路和PLC的控制電路；

(5)實驗調試；

(6)編寫設計說明書；

(7)元器件型號的選擇。

2.3.7 十字路口帶倒計時顯示的交通信號燈控制

1.概述

系統(tǒng)框圖見圖2-6-1。

圖2-6-1 系統(tǒng)框圖

2.控制要求

(1)南北方向為主干道，綠燈亮的時間比東西方向次干道綠燈亮的時間多一倍，黃燈間隔0.5s閃爍3s后切換到紅燈。信號燈工作時序圖見圖2-6-2，一次循環(huán)共需96s。

(2)時序圖。

圖2-6-2 信號燈工作時序圖

(3)主干道的數碼顯示應該與紅、黃、綠燈同步，且兩條主、次干道應該一樣顯示。例如：南北方向綠燈亮時，東西方向和南北方向均應顯示數字63(綠燈亮60s，黃燈亮3s)，然后隔秒減1；當減到0時，換成東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，此時數碼管應顯示33，然后隔秒減1；當減到0時，再進行切換，完成一次工作循環(huán)。

(4)有白天／夜間操作轉換開關、運行／停止開關、緊急操作開關1號和2號，其功能如下：

1)白天／夜間操作轉換開關在“白天”位置時，按上述時序正常工作；在“夜間”位置時，兩邊均只有黃燈閃爍。運行開關在接通電源時，方可切換白天／夜間開關。

2)開關在“運行”位置時，系統(tǒng)啟動；在“停止”位置時，系統(tǒng)關閉。

3)當有特殊情況（如事故）需某一方向的綠燈一直亮時，則應用緊急操作開關實現此功能。例如：1號開關=“1”時，南北方向綠燈一直亮，東西方向紅燈一直亮；2號開關=“1”時，東西方向綠燈一直亮，南北方向紅燈一直亮。若關閉緊急開關，則系統(tǒng)恢復正常。

3.設計任務

(1)完成設計方案；

(2)設計控制程序；

(3)輸入/輸出地址分配；

(4)繪制主電路和PLC的控制電路；

(5)實驗調試和元器件型號的選擇；

(6)編寫設計說明書。

2.3.8 全自動洗衣機的控制

1.概述

全自動洗衣機已經是普及的家用電器，并且現在工業(yè)用的全自動洗衣機由于其特殊性，也越來越多地采用PLC、變頻器和觸摸屏控制。該控制對象具有如下功能：波輪式全自動洗衣機的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內桶）是以同一中心安裝的。外桶固定，作盛水用；內桶可以旋轉，作脫水（甩干）用。內桶的四周有許多小孔，使內外桶水流相通。洗衣機的進水和排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥控制。進水時，控制系統(tǒng)使進水電磁閥打開，將水注入外桶；排水時，使排水電磁閥打開，將水由外桶排到機外。洗滌和脫水由同一臺電動機拖動，通過電磁閥離合器來控制，將動力傳遞給洗滌波輪或甩干桶（內桶）。電磁離合器失電時，電動機帶動洗滌波輪實現正、反轉，進行洗滌；電磁離合器得電時，電動機帶動內桶單向旋 轉，進行甩干（此時波輪不轉）。水位高低分別由高低水位開關進行檢測，啟動按鈕用來啟動洗衣機工作。

2.控制要求

啟動時，首先進水，到高位時停止進水，開始洗滌。正轉洗滌15s，暫停3s后反轉洗滌15s，暫停3s后再正轉洗滌，如此反復30次。洗滌結束后開始排水，當水位下降到低水位時，進行脫水（同時排水），脫水時間為l0s。這樣完成一次從進水到脫水的大循環(huán)過程。

經過3次上述大循環(huán)后（第2、3次為漂洗），進行洗衣完成報警，報警l0s后結束全部過程，自動停機。

此外，還要求可以按下排水按鈕以實現手動排水；按下停止按鈕以實現手動停止進水、排水、脫水及報警。

3.設計任務

(1)完成設計方案；

(2)設計控制程序；

(3)輸入／輸出地址分配；

(4)繪制主電路和PLC的控制電路；

(5)實驗調試和元器件型號的選擇；

(6)編寫設計說明書。

2.3.9 花式噴水池的控制

1.概述

在游人和居民經常光顧的場所，如公園、廣場、旅游景點及一些知名建筑前，經常會修建一些噴泉供人們休閑、觀賞，這些噴泉。按一定的規(guī)律改變噴水花樣。當系統(tǒng)控制要求發(fā)生變化時，只需要改變程序，硬件接線不變或作較小變動即可，方便、簡單。

圖2-9-1(a)中4為中間噴水管，3為內環(huán)狀噴水管，2為中環(huán)形狀噴水管，1為外環(huán)形狀噴水管。圖2-9-1(b)中的選擇開關有4種選擇，可分別用4個開關模擬實現；單步，連續(xù)開關為“1”=單步，“0”=連續(xù)，其他為單一功能開關。

圖2-9-1 花式噴水池嘴布局示意圖和控制開關面板圖

(a)噴嘴布局；(b)控制開關面板

2.控制要求

(1)水池控制電源開關接通后，按下啟動按鈕，噴水裝置即開始工作；按下停止按鈕，則停止噴水。工作方式由“選擇開關”和“單步／連續(xù)”開關來決定。

(2)“單步／連續(xù)”開關在單步位置時，噴水池只運行一個循環(huán)；在連續(xù)位置時，噴水池反復循環(huán)運行。

(3)方式選擇開關用以選擇噴水池的噴水花樣。1～4號噴水管的工作方式選擇如下：

1)選擇開關在位置“1”。按下啟動按鈕后，4號噴水，延時2s，3號噴水，再延時2s，2號噴水，再延時2s，1號噴水，接著一起噴水15s為一個循環(huán)。

2)選擇開關在位置“2”。按下啟動按鈕后，1號噴水，延時2s，2號噴水，再延時2s，3號噴水，再延時2s，4號噴水，接著一起噴水30s為一個循環(huán)。

3)選擇開關在位置“3”。按下啟動按鈕后，l、3號同時噴水，延時3s后，2、4號同時噴水，1、3號停止噴水；交替運行5次后，再1～4號全部噴水30s為一個循環(huán)。

4)選擇開關在位置“4”。按下啟動按鈕后，噴水池1～4號水管的工作順序為：1→2→3→4按順序延時2s噴水，然后一起噴水30s后，1～4號水管分別延時2s停水，再等待Is，由4→3→2→1反序分別延時2s噴水，然后再一起噴水30s為一個循環(huán)。

(4)無論在什么工作方式下，按下停止按鈕，噴水池都立即停止工作，所有存儲器復位。

3.設計任務

(1)完成設計方案；

(2)設計控制程序；

(3)輸入／輸出地址分配；

(4)繪制主電路和PLC的控制電路；

(5)實驗調試產

(6)元器件型號的選擇；

(7)編寫設計說明書。

2.3.10 皮帶運輸機傳輸系統(tǒng)的控制

1.概述

皮帶運輸機傳輸系統(tǒng)越來越多地采用PLC控制，圖2-10-1是皮帶運輸機傳輸系統(tǒng)裝置的示意圖。皮帶運輸機傳輸系統(tǒng)由電動機拖動四條傳送帶，每條傳送帶都有一個故障或超載開關。

圖2-10-1皮帶運輸機傳輸系統(tǒng)裝置示意圖

2.控制要求

(1)皮帶運輸機傳輸系統(tǒng)由Ml、M2、M3、M4四臺電動機帶動。操作操作順序如下：

啟動時：M4→M3→M2→Ml(分別間隔5s)。

停止時：Ml→M2→M3→M4(分別間隔5s)。

(2)當某條皮帶機發(fā)生故障時，該皮帶機及其前面的皮帶機立即停止，而其后的皮帶機則待料運完后才停止。例如M2出故障，M2和M1立即停止，經5s延時后，M3停，再經過5s，M4停。

(3)設置故障調試開關。

3.設計任務

(1)完成設計方案；(2)設計控制程序；

(3)輸入／輸出地址分配；

(4)繪制主電路和PLC的控制電路；(5)實驗調試；(6)元器件型號的選擇；(7)編寫設計說明書。

2.3.11 流水作業(yè)的計數與定時控制系統(tǒng)

1．控制要求

某罐頭包裝流水線，一個包裝箱能裝24罐，要求每通過24罐，流水線要暫停6秒，等待封箱打包完畢，然后重啟流水線，繼續(xù)裝箱。按停止鍵則停止生產。

2．系統(tǒng)分析

為了實現上述要求，有兩個工作要做：一是對24罐計數；一是對6秒鐘停頓定時，并且兩者之間又是相互關聯(lián)的。畫出工作流程及相應的時序圖。

3．硬件設計

(1)列出PLC的I/O分配表，并畫出PLC的I//O接線圖；

(2)選擇PLC的機型及I/O模塊的型號，進行系統(tǒng)配置并校驗主機的電源負載能力；

(3)設計必要的安全保護措施，例如，短路保護、過載保護、失電壓保護、超程保護等。

4．軟件設計

(1)采用模塊化程序結構設計軟件，首先將整個軟件分成若干功能模塊；

(2)編寫控制系統(tǒng)的邏輯關系圖；

(3)繪制各種電路圖；

(4)編制PLC程序并進行模擬調試；

(5)現場調試；

(6)編寫技術文件并現場試運行。電力電子裝置類專業(yè)課程設計

3.1 開關電源設計

1．設計任務

設計一個開關電源，交流市電輸入，穩(wěn)定多路直流輸出。開關電源一般分為4個部分： ① 交流電源輸入經整流橋和濾波器變成直流。

② 通過高頻PWM≤脈沖寬度調制）信號控制開關管，將整流得到的直流加到開關變壓器初級上。③ 開關變壓器次級感應出高頻電壓，經整流濾波供給負載。

④ 輸出部分通過隔離電路反饋給控制電路，控制網Ⅲ占空比，以達到穩(wěn)定輸出的目的。

2．設計要求

① 開關電源控制方式不限，輸入電壓AC180 V～250 V，輸出電壓DC±5V、±12 V，輸出功率35 W，輸出電壓紋波系數<2%，要有輸出短路保護。

② 完成整個系統(tǒng)的原理圖和硬件印刷電路設計，并進行硬件調試，撰寫設計報告。

3.2 充電器設計

1．設計任務

設計一個充電器，能夠利用太陽能電池對電池進行充電，同時能夠實現太陽能蓄電池和市電切換，使之成為一款綠色的環(huán)保節(jié)能的充電器。

2．設計要求

① 學習電力電子技術，掌握DC/DC變換技術和AC/DC技術，設計一個能充輸出電流5A、電壓6.5 V的5出頭的充電器。要求紋波系數小于1%。

② 完成整個充電器的原理圖和硬件印刷電路板圖的繪制，并進行硬件調試，撰寫設計報告。

3.3 無功補償控制電路設計

1．設計綜述

設計一個無功補償控制電路，在采樣的基礎上，完成移相、幅值調整等功能。

無功是電能轉換為其他形式能的前提，它為電能的輸送、轉換創(chuàng)造了條件。沒有它，變壓器就不能變壓與輸送電能；沒有它，電動機的旋轉磁場就建立不起來，電動機就無法轉動。但是，無功又會造成有功功率的損耗和電壓質量的降低，這不僅影響電力網的安全經濟運行，而且也影響產品的質量。為此，根據用電設備消耗無功的多少，在負荷較集中、無功消耗較多的地點增設無功控制點，平衡無功。

2．設計要求

① 學習并掌握無功補償的原理，設計單相無功補償控制電路，移相范圍為00～1500，幅值調整范圍20%～80%（以同步信號為準）。

② 畫出系統(tǒng)原理圖、印制板圖，完成電路的設計和調試。

3.4 逆變器控制電路設計

1．設計任務

設計三相逆變器控制電路，輸出l Hz～60 Hz，控制對象是IGBT或功率場效應管。

2．設計要求

① 掌握逆變器系統(tǒng)的工作原理和控制方式，對控制電路、驅動電路、被控對象有較清楚的了解。設計三相變頻器的控制電路，控制對象是用IGBT或功率場效應管組成的主電路，控制電路的核心采用單片機，輸出頻率1 Hz～60 Hz，輸出電壓幅值50%～90%，采用數碼管顯示輸出頻率。

② 畫出系統(tǒng)原理圖、印制電路板圖，完成電路的設計和調試。

3.5 UPS控制電路設計

1．設計任務

設計一個簡單的UPS控制電路，能完成UPS的基本啟動和充電供電功能。UPS基本原理是AC/DC及DC /AC變換，也就是利用電力電子器件將市電（或自備發(fā)電機電力）重新造出高質量的交流電源（穩(wěn)頻、穩(wěn)壓、凈化、不間斷電源）送給負載使用。

UPS是當市電輸入正常時，負載由市電供電；而當市電輸入異常時，由后備電池通過逆變把直流電轉變?yōu)榻涣麟?DC/AC)給負載供電的一種UPS電源。它由充電電路、逆變器、蓄電池組、切換開苯、輸出變壓器和控制電路組成。其中，逆變器僅由蓄電池供電，即市電正常時，逆變器不工作，當在逆變狀態(tài)時，輸出方波電壓。輸出變壓器在市電正常情況下起交流穩(wěn)壓器的作用，在逆變時起變壓器的作用。

2．設計要求

① 學習電力電子技術，掌握DC/AC變換技術和AC/DC技術，設計能控制輸出電流15 A、電壓220 V的UPS。

② 完成整個UPS控制電路的原理圖和硬件印刷電路板圖的繪制，并進行硬件調試，撰寫設計報告。

3.6 單相雙半波晶閘管整流電路設計

1．設計任務

設計一個簡單雙半波晶閘管整流電路，包括控制電路和主電路。二極管整流電路只能將交流電變成電壓固定的直流電，而許多直流負載要求它的電壓大小能無級調節(jié)，用晶閘管組成的可控整流電路就能將交流電變成電壓大小可調的直流電。晶閘管是一種可控的硅二極管，能適應高電壓大電流的要求，屬于功率半導體器件。它具有體積小、重量輕、效率高、壽命長和使用方便等優(yōu)點，被廣泛應用于直流調壓、交流調壓和逆變等場所。

2．設計要求

學習電力電子技術，掌握AC/DC技術，設計能輸出電流10A電壓可調的直流電源，要求控制電路有誤觸發(fā)保護。

完成整個晶閘管整流器控制電路的原理圖和硬件印刷電路板圖得繪制，并連主電路進行硬件調試，并撰寫設計報告

第四篇：發(fā)電廠電氣部分課程設計

題目：某新建熱電廠電氣一次部分設計

摘要：

本次設計的主要內容為電氣一次部分設計。內容包括：電氣主接線方案的擬定、比較和選擇；主要電氣設備和導體的選擇；設備匯總和繪制主接線圖。根據對發(fā)電廠的裝機容量，進、出線數目等進行分析，選擇主接線的接線型式。根據已知參數和計算結果分析，進行主要電氣設備和導體的選擇，包括母線、主變壓器、高壓斷路器、隔離開關等，最后進行了主接線圖的繪制。

關鍵詞： 電氣設計、一次部分、電氣設備、保護

目

錄

前言———————————————————— 原始資料—————————————————— 第一章 電氣主接線設計———————————

第一節(jié) 電廠總體分析與電荷分析———————— 第二節(jié)

主變壓器配置方案的確定———————— 第三節(jié)

各電壓等級接線方式的確定——————— 第四節(jié)

高壓廠用電接線設計——————————

第二章 電氣設備的選擇———————————

第一節(jié) 最大長期工作電流的確定———————— 第二節(jié) 電氣設備的選擇————————————

第三章 配電裝置設計————————————

第一節(jié) 室內配電裝置設計———————————

第二節(jié) 室外配電裝置設計———————————

第四章 避雷保護裝置———————————— 附錄

前

言

本次設計為一個總裝機容量為2*50 + 2*100MW熱電廠的電氣一次部分的初步設計，并以此次設計為契機，復習、回顧“電力系統(tǒng)自動化”專業(yè)所學的各專業(yè)課知識，結合電力系統(tǒng)的現場實際，理論聯(lián)系實踐，提高獨立分析和解決電力實踐問題的能力，從面更深刻的理解本專業(yè)所學知識，更好的服務于電力生產，為電力系統(tǒng)的發(fā)展做出自已的貢獻！

原始資料

1、發(fā)電廠規(guī)模：

①裝機容量：2臺QFQ-50-2機組，額定電壓10.5kV，功率因數為0.8；2臺QFN-100-2機組，額定電壓10.5kV，功率因數為0.85。

②廠用電率：按10%考慮。

2、電力負荷及與電力系統(tǒng)連接情況：

①10.5kV電壓級:電纜饋線14回,每回平均輸送容量3MW。10.5kV最大綜合負荷為35MW，最小負荷為25MW，功率因數為0.8。

②60kV電壓級: 架空線路2回,60kV最大負荷為30MW,最小負荷為20MW，功率因數為0.8。

③220kV電壓級: 架空線路6回，220kV與電力系統(tǒng)連接，接受該廠的剩余功率。

第一章

電氣主接線設計

電氣主接線主要是指發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預定的功率傳送和運行等要求而設計的、表明高壓電氣設備之間相互連接關系的傳送電能的電路。電路中的高壓電氣設備包括發(fā)電機、變壓器、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。它們的連接方式對供電可靠性、運行靈活性及經濟合理性等起著決定性作用。

對一個電廠而言，電主接線在電廠設計時就根據機組容量、電廠規(guī)模及電廠在電力系統(tǒng)中的地位等，從供電的可靠性、運行的靈活性和方便性、經濟性、發(fā)展和擴建的可能性等方面，經綜合比較后確定。它的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電情況。電氣主接線又稱電氣一次接線。

電氣主接線應滿足以下幾點要求：

1）供電可靠性：主接線系統(tǒng)應保證對用戶供電的可靠性，特別是保證對重要負荷的供電。

2）運行的靈活性：主接線系統(tǒng)應能靈活地適應各種工作情況，特別當一部分設備檢修或工作情況發(fā)生變化時，能夠通過倒換開關的運行方式，做到調度靈活，不中斷向用戶的供電。在擴建時應能很方便的從初期建設至最終接線。

3）主接線系統(tǒng)還應保證運行操作的方便以及在保證滿足技術條件的要求下，做到經濟合理，盡量減少占地面積，節(jié)省投資。

第一節(jié)

電廠總體分析與負荷分析

根據電氣主接線設計原則，結合給定熱發(fā)電廠容量

2x50MW+2x100MW=300MW,機組臺數為4臺，根據原始資料作以下綜合分析：

第五篇：課程設計任務書標準電氣11級

齊魯工業(yè)大學

課 程 設 計 任 務 書

學院電氣工程與自動化學院專業(yè)電氣工程及其自動化 姓名班級電氣11—學號

題目某絲綢染練廠變電所電氣部分設計 主要內容

1． 進行負荷計算、無功補償容量的計算和短路計算。

2． 繪制配電所高壓配置圖并選擇配電所高壓及低壓主要電氣設備（3#圖紙）；

3． 設計進線、出線繼電保護方案；

基本要求

系統(tǒng)地復習、鞏固工業(yè)企業(yè)供電的基本知識，提高設計計算、設備選擇能力和綜合分析能力。進行負荷計算，選擇電容器和變壓器容量，確定供電系統(tǒng)方案，畫出配電所高壓配置圖、設計進線保護及一臺變壓器保護的方案。

完成設計所要求的說明書、計算書及設計圖紙的全部任務。

主要參考資料

[1] 工廠常用電氣設備手冊編寫組.工廠常用電氣設備手冊(上冊).北京：水利電力出版社，1986

[2] 工廠常用電氣設備手冊編寫組.工廠常用電氣設備手冊(補充本).北京：水利電力出版社，1993

[3] 劉介才.工廠供電（第4版）.北京： 機械工業(yè)出版社，2005.完成期限：自2014年 3月3 日至2014 年 3月7日 指導教師：張莉系主任：張瑋