生活中的一些科学原理的应用

第一篇：生活中的一些科学原理的应用

生活中的一些科学原理的应用

在生活中，人们做事情时常常用到一些科学原理，以下试举的几个例子是生活中常常见到的，当然还不够全面，有待日后补充。

一、有时为了在不同的地方找到高度一样的两个点，这时就用一根灌水的管子，将水的两端的管子摆放到两处，这时水的两个顶点所在的位置就是高度一样的，木匠称之为超平（或抄平），那是利用了大气压力的相关原理；

二、有时窗户安装好后，为了检测窗户正不正，防止变形，这时常常会看到木匠用尺子量窗户的对角线，看两端对角线是不是相等，这样就可以判断窗户是不是方形了，因为长方形的对角线是相等的，如果所量的对角形不相等，那么窗户自然也不会是长方形，从而可以判断窗户变形了；

三、有时，瓦工看自己砌的墙是不是垂直，往往用一根线吊一个尖锤来比较线与墙的距离，这是利用了重力原理。

四、木匠做窗户时，常常会在窗户上钉一根木条，这样可以构成一个三角形，以保证窗户不会变形。

第二篇：生活中的管理学原理

海底捞的愉快管理学

海底捞火锅，一家名不见经传的四川火锅店在2004年2月入住北京。起初，它像所有新店一样根本没有引进业界的注意，人们对不知死活的新进入者已经司空见惯。火锅，已经有了大家公认的东来顺、呷普呷普等等。更不用说与国际大品牌肯德基麦当劳相提媲美了。可没过多久，我们便发现这家火锅店的门外，竟然永远在排着长长的队伍。凡是去过海底捞火锅店的顾客都会被它深深的吸引，不仅是它独具一格的四川火锅味道，更是它无微不至的服务。例如，吃完饭客人想把剩下的切片西瓜带走，服务员说，对不起，打开的西瓜不能打包，于是作罢，临走时，服务员提来一整个西瓜：“对不起，打开的西瓜不能打包，给您一个没打开的。”单位楼下的海底捞跑到他们公司去，一人发了一杯酸梅汤，说天热辛苦了！诸如此类事件，人们纷纷发微博表示“人类已经不能阻止海底捞了”。

但我们要知道，海底捞，最开始只是张勇1994年的4张桌子的麻辣烫小摊，如今已经扩大经营到横跨南北多省市几十个连锁店。其中的管理学，可谓绝妙。如果让我们跟海尔学管理，或许还会觉得靠谱。但若跟一个火锅店学管理，很多人就会觉得不可思议了。就连全球餐饮连锁巨头百胜集团（旗下品牌包括肯德基、必胜客、百事可乐等）都愿意到海底捞火锅进行参观学习。而海底捞就是这样一个不仅让同行竞争的咬牙切齿，同时也让各行各业的人争相学习的火锅店。如今的海底捞案例已经成为MBA讲堂上最火热的研究对象，而且黄铁鹰教授花费两年时间研究其精髓，这些不能不让我们心生疑问。为何海底捞这样一个看似普通的火锅店成为大家争相学习的典范? 就我看来，海底捞的管理学，可以用“愉快”二字进行概括。何为愉快？就是使人产生意外的满足感，这也是我们在海底捞火锅中用餐的感受。但我说的愉快管理学，并不局限于此。让一个人愉快很简单，让一部分人，也不困难。但若是让这个圈子里的所有人都是愉快的，这便是一个很大的挑战。从管理者，到部门经理，到服务人员、保洁人员，最终传递到顾客的愉悦的心情，海底捞便做到了这点。

那么，如何愉快的管理呢？

首先是平等、团结。这也是管理学原理课上所讲的很重要的一点。如何做到它？海底捞给出的答案是把员工当成家人。如何让服务员都是愉悦的？如何让服务员也像自己一样用心呢？毕竟公司是老板的，而员工，只是做一份工作而已。但张勇的答案是：让员工把公司当成家，他们就会把心放在工作上。为什么？一个家庭不可能每个人都是家长，但不妨碍大家都对这个家尽可能做出最大的贡献，因为每个家庭成员的心都在家里。

海底捞的员工大多来自农村，低学历，贫穷等。海底捞为员工提供城市人居住的有暖气的楼房，并有专门的宿舍长阿姨负责住宿管理；建立寄宿学校，让员工的孩子能够安心的学习；定期的家访，让员工的家庭和企业互相深刻的了解;对有接触贡献的员工奖励全家旅游；为员工的父母发养老金以代员工表示孝心和谢意等等。如果员工是你的家人，你会让他们住城里人不住的地下室吗？不会。可是很多北京餐馆的服务员就是住地下室，老板住楼上。海底捞的员工住的都是正规住宅，有空调和暖气，电视电话一应俱全，还可以免费上网。公司还雇人给宿舍打扫卫生，换洗被单。公司给员工租房的标准是步行20分钟到工作地点，因为北京交通太复杂，服务员工作时间太长。“攘外必先安内”，滴滴温情渗透在员工的生活中，解决其后顾之忧，把员工当做自己的家人。这是这些细小的事情，让员工在外感到温馨，心情愉悦，动力十足。

没有学过管理的张勇却做到了人力资源管理的高境界:抓住心理学做人力资源管理---把员工当作家人。孟子有言:“食而弗爱，豕交之也。爱而不敬，兽畜之也”。养而不爱，是养猪;爱而不敬，是养狗。人最难养，只给吃和爱还不够，人还需要尊敬。孟子说:“君之视臣如手足，则臣视君如腹心;君之视臣如犬马，则臣视君如国人;君之视臣如土芥，则臣视君如寇仇”。海底捞火锅，让员工在这个“大家庭”中，感到实实在在的平等，将员工们紧紧地团结在了一起，一起走向成功。

其次，是承认差异。每个人都是不同的，有的员工性格外向，有的员工内敛，他们可以用各自的方式来服务好客人，而又何必制定出一套死板的“标准”？但很多的公司却不懂得这一点，认为制定一系列的“标准”，可以更有效地管理员工，甚至可以用一套算法来给定员工的新水。这是一个很大的失误。

同时，顾客也是有差异的。服务的目的是让客人满意，可是客人的要求不尽相同，有人要标准的调料，有人喜欢自己配，有人需要两份调料，有人连半份都用不了。有人喜欢自己涮，有人喜欢服务员给他涮。有人不喜欢免费的酸梅汤，能不能让他免费喝一碗本该收费的豆浆？碰到牙口不好的老人，能不能送碗鸡蛋羹？差异化的服务在海底捞是一道独特的风景，差异化的服务源于海底捞的授权。在现实中，每个管理者都会根据自己对人性的判断，从而选择胡萝卜多一些还是大棒多一些。好的管理一定是激励为主，监控为辅，这样才恩那个让大部分员工感到被信任。人被信任了，就会“士为知己者死”，管理就事半功倍。

最后，管理还需要创新。创新这个词，在现在社会越来越被强调，而海底捞，正式把创新的能力赋予了每一个人。在下雨及冬天雾气较大时，客人进店，送上一个眼睛布，避免热气雾了客人的眼睛，让客人眼睛模糊；有客人披着头发，送上橡皮筋免得客人吃饭不方便；客人的手机放在桌子上，服务员拿上手机，避免客人的手机进水进油；有小孩老人时会送蒸蛋等等等等。这些是培训员工时可以“规定”的吗？显然不是。这些举动都是员工们在工作中慢慢摸索出的可以让顾客愉悦的方式。大脑在什么情况下才能创造？心理学证明，当人用心的时候，大脑的创造力最强。于是，让海底捞的服务员都能像自己一样用心服务就变成张勇的基本经营理念。海底捞让每一位员工都发挥自己的创造力，而这一切，也是海底捞愉快经营的资本。

海底捞把培养合格员工的工作称为“造人”。张勇将造人视为海底捞发展战略的基石。如何储备更多拥有海底捞思维的管理者和一线员工，占据了他现在绝大部分精力。海底捞对店长的考核只有两个指标，一是客人的满意度，二是员工的工作积极性，同时要求每个店按照实际需要的110％配备员工，为扩张提供人员保障。企业考核什么，员工就关注什么，于是大家每天都在努力“造人”。完全不知平衡计分法为何物的海底捞，竟把平衡计分法的精髓发挥得淋漓尽致。“经常有人问我，海底捞为什么能做到这么成功?我说海底捞的业绩源于中国市场的高速发展。说实话我本人在读EMBA之前并没有学过系统的管理学理论，但我一直是在用心做事情，用心去感受，我相信功夫不负有心人。”张勇说。激情+满足感=快乐，这两条都满足了，员工自然就会快乐，并把这种情绪带到工作之中。

海底捞的愉快管理学，充分地见证了一个火锅小店如何通过新的管理理念，成为了一个全国连锁，众人追捧的品牌的。愉快管理学关键在于平等、差异、创新，让每一个人，每一个团体都成为受益者，让每个个体都想为这个集体出一份力。

愉快管理学，不光是在海底捞这样的企业中，在我们的生活中，也同样适用。做一件事，心情愉快与否，可能对做事的效率产生很大的影响，甚至影响最后的结果。而愉快，便要我们调动起身边尽可能多的资源，不一定是管理员工，更是管理我们每个个人。总之，管理学是一门值得深入研究的并且对社会作出巨大贡献的学科，对于这门学科，看书都是远远不足的，只有深入的学习，在工作实践中不断的改进、创新、累积和学习中国和外国的好的管理经验，这样才能走上成功之路。

第三篇：生活中仿生学应用

蝴蝶

五彩的蝴蝶颜色粲然，如重月纹凤蝶、褐脉金斑蝶等，尤其是萤光翼凤蝶，其后翊在阳光下时而金黄，时而翠绿，有时还由紫变蓝。科学家通过对蝴蝶色彩的研究，为军事防御带来了极大的稗益。在二战期间，德军包围了列宁格勒，企图用轰炸机摧毁其军事目标和其他防御设施。苏联昆虫学家施万维奇根据当时人们对伪装缺乏认识的情况，提出利用蝴蝶的色彩在花丛中不易被发现的道理，在军事设施上覆盖蝴蝶花纹般的伪装。因此，尽管德军费尽心机，但列宁格勒的军事基地仍然无恙，为赢得最后的胜利奠定了坚实的基础。根据同样的原理，后来人们还生产出了迷彩服，大大减少了战斗中的伤亡。

蜻蜓

蜻蜓通过翅膀振动可产生不同于周围大气的局部不稳定气流，并利用气流产生的涡流来使自己上升。蜻蜓能在很小的推力下翱翔，不但可向前飞行，还能向后和左右两侧飞行，其向前飞行速度可达72公里/小时。此外，蜻蜓的飞行行为简单，仅靠两对翅膀不停地拍打。科学家据此结构基础研制成功了直升飞机。飞机在高速飞行时，常会引起剧烈振动，甚至有时会折断机翼而引起飞机失事。蜻蜓依靠加重的翅膀在高速飞行时安然无恙，于是人们效仿蜻蜓在飞机的两翼加上了平衡重锤，解决了因高速飞行而引起振动这个令人棘手的问题。

为了研究滑翔飞行和碰撞的空气动力学以及其飞行的效率，一个四叶驱动，用远程水平仪控制的机动机翼（翅膀）模型被研制，并第一次在风洞内测试了各项飞行参数。

长颈鹿和“抗荷服” 长颈鹿是目前世界上最高的动物，其大脑和心脏的距离约3米，完全是靠高达160~260毫米汞柱的血压把血液送到大脑的。按一般分析，当长颈鹿低头饮水时，大脑的位置低于心脏，大量的血液会涌入大脑，使血压更加增高，那么长颈鹿会在饮水时得脑充血或血管破烈等疾病而死。但是裹在长颈鹿身上的一层、厚皮紧紧箍住了血管，限制了血压，飞机设计师和航空生物学家依照长颈鹿皮肤原理，设计出一种新颖的“抗荷服”，从而解决了超高速歼击机驾驶员在突然加速爬升时因脑部缺血而引起的痛苦。这种“抗荷服”内有一装置，当飞机加速时可压缩空气，也能对血管产生相应的压力，这比长颈鹿的厚皮更高明了

每天放松一刻钟。紧张的工作、生活会让人处于应激状态。“在应激状态下，人的身体进入战斗模式，血糖水平升高，随时准备行动。”杜克大学医学心理学主任理查德·瑟维特说，这会促使体内细胞出现胰岛素抵抗，血液中的葡萄糖无处可去，便会出现长时间的高血糖。因此，你一定要学会放松自己，比如起床后做

一会儿瑜伽或冥想、散步、听听轻音乐，还要记得做任何事前深呼吸3次。

每周少开一天车。有车族要在生活中抢出时间来运动。芬兰的一项研究发现，每周锻炼超过4小时，或每天达到35分钟左右的人，即使体重没有减轻，患糖尿病的风险也能降低80%。

保证好睡眠。经常睡眠不足6小时者，糖尿病的患病风险翻番。耶鲁大学副教授克莱尔·亚基说：“如果你睡眠太少，神经系统会处于紧张状态，影响调节血糖的激素。”因此，除了尽量不熬夜，还应注意睡前

别喝咖啡或茶，避免长时间看电视等。

赶紧减点肥。明显超重的人减肥5%后，即使不锻炼，患糖尿病的几率也会减少70%。也就是说，如

果你体重80公斤，至少需要减4公斤。

饭前喝勺醋。亚利桑那州立大学的研究表明：2型糖尿病或有胰岛素抵抗的人饭前喝约2汤匙醋再吃饭，血糖水平明显下降。研究负责人卡罗尔·约翰斯顿博士说：“醋酸能灭活某些淀粉消化酶，延缓碳水化

合物的消化。”事实上，醋的这种作用类似于口服降糖药阿卡波糖。

第四篇：PLC原理及应用

《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC D组

一、全自动洗衣机梯形图控制程序的设计与调试 1.控制要求：

按下启动按扭及水位选择开关，注水直到高（中、低）水位，关水

（3）2s后开始洗涤

（4）洗涤时，正转30s，停2s，然后反转30s，停2s（5）如此循环5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30s（6）开始清洗，重复（2）～（5），清洗两遍

（7）清洗完成，报警3秒并自动停机

（8）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）

输入点： 输出点：

启动 10001 低水位检测 10009 启动洗衣机 00001 停止 10002 手动排水 10010 进水阀 00002 高水位 10003 手动脱水 10011 正转 00003 中水位 10004 反转 00004 低水位 10005 排水 00005 排空检测 10006 脱水 00006 高水位检测 10007 报警 00007 中水位检测 10008 2.若要求启动开关分为标准洗和轻柔洗，试改变有关输入点，并在程序中加入轻柔洗功能（轻柔洗过程自定）3.I/O编址 4.编程并调试

二、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发

要求：

1.开发实验

十一、实验十五的梯形图程序 2.写出I/O编址

3.写出梯形图程序及语句表程序并调试

三、自行设计课题

要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.了解汽车自动清洗过程（可网上查找资料）

设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 编程并调试 c）I/O端子接线图

四、完成课程设计说明书

1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等

3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC E组

一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发 要求：

1.开发实验

九、实验

十二、实验十三的梯形图程序 2.写出I/O编址

3.写出梯形图程序及语句表程序并调试

二、自行设计课题

要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序

1.观察宜山路中山西路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试 4.I/O端子接线图 三、八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：

（1）根据各楼层行程开关的状态，确定轿厢所在楼层

（2）用九段LED数码管作十进制层楼位置显示，如下图所示：

2.九段码编码示意图、真值表、I/O编址

3.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试（注意各层之间的显示保持）4.I/O端子接线图

四、完成课程设计说明书

1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等

3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC F组

一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发

要求：

1.开发实验

八、实验

九、实验十五的梯形图程序 2.写出I/O编址

3.写出梯形图程序及语句表程序并调试

二、自行设计课题

要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序

1.观察桂林路漕宝路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试 4.I/O端子接线图

三、花式喷水池装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.花式喷水池示意图

图a中4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。图b中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”= 单步，“0”= 连续，其他为单一功能开关。2.控制要求：

（1）水池控制电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。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：

a）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1.5s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，然后全部停止1s，接着一起喷水15s为一个循环。

b）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，然后全部停止0.5s，接着一起喷水30s为一个循环。

c）选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1～4号同时喷水20s为一个循环。

d）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10s后，按1→1+2→2→2+3→3→3+4→4→4+1号水管以1s间隔顺序喷水，小循环3次后，一起喷水2s，再停止1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水10s为一个大循环。

（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。

3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图

四、完成课程设计说明书

1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等

3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC G组

一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发

要求：1.开发实验

十、实验十一的梯形图程序 2.写出I/O编址

3.写出梯形图程序及语句表程序并调试

二、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：

自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为检测到人或物体时为ON，否则OFF。2．控制要求：

（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。

（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。

（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。

（4）在门打开后的8s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。

（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址

4.编程并借助于实验箱的发光二极管LED进行调试 5.I/O端子接线图

三、坐标式机械手的PLC梯形图控制程序设计与调试

1.坐标式机械手动作原理图

2.控制要求：将物体从位置A搬至位置B（1）动作顺序：机械手从原点位置起始下移到A处下限位→从A处夹紧物体后上升至上限位→右移至右限位→机械手下降至B处下限位→将物体放置在B处后→上升

至上限位→左移至左限位（原点）为一个循环。

（2）上限、A、B下限、左限、右限分别由限位开关控制；机械手设立起动和停止开关。

（3）机械手夹紧或松开的工作状态以及到达每一个工位时，均应有状态显示。

（4）机械手的夹紧和放松动作均应有1s延时，然后上升；机械手每到达一个位置均有0.5s的停顿延时，然后进行下一个动作。

（5）若机械手停止时不在原点位置，可通过手动开关分别控制机械手的上升和左移，使之回到原点。

（6）要求循环工作1小时时，判断机械手是否夹有物体，若没有，则立即自动停止工作并警铃报警；若夹有物体，则继续工作至物体放置到B位后自动停止工作并警铃报警。

3.I/O编址并画出工作框图 4.编程并调试 5.I/O端子接线图

四、完成课程设计说明书

1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等

3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC H组

一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发

要求：

1.开发实验十四的梯形图程序 2.写出I/O编址

3.写出梯形图程序及语句表程序并调试 二、三相六拍步进电机PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：

（1）三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A

反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A（2）要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。

（3）具有两种转速：

#1开关合上，则转过一个步距角需0.5s。#2开关合上，则转过一个步距角需0.05s。

（4）要求步进电动机转动100个步距角后自动停止运行

（5）（选）在完成上述功能的基础上，增加功能：

设置按钮K1，每按一次K1，转速增加一档（即转动一个步距角所需时间减少0.01s）设置按钮K2，每按一次K2，转速减少一档（即转动一个步距角所需时间增加0.01s）I/O编址

3.编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试

三、完成课程设计说明书

1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图等

3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC I组

一、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.霓虹灯广告屏示意图

该广告屏共有8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组，如下图所示：

2.控制要求：：

（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→„„→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→„„→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→„„→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→„„→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。

（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→„„→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“、”亮，同时Ⅱ“⑤、⑦”灭„„，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，„„如此循环往复。（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。

（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。

（5）在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。

（6）*要求有移位指令的应用 3.编程并模拟调试 4.画出I/O端子接线图

二、自行设计课题

要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）

2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图

三、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图

3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC J组

一、MODICON PLC梯形图控制程序的移植

要求：

1.将教材中五层电梯模型的梯形图控制程序三菱FX2N PLC的梯形图控制程序 I/O编址

试画出I/O端子接线图 二、五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试 1.控制要求：

（1）五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E , 正转通电顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB

反转通电顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB

（2）用五个开关控制其工作：

#1开关控制其运行(启 / 停)。

#2 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.5 s)。#3 开关控制其中速运行(转过一个步距角需 0.1 s)。#4 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.03 s)。#5 开关控制其转向(ON 为正转，OFF 为反转)。2.I/O编址及工作框图（或时序图）

3．编程并借助于PLC实验箱的发光二极管（LED）进行调试 4.I/O端子接线图

三、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发

要求：

1.开发实验

十、实验十一的梯形图程序 2.写出I/O编址

3.写出梯形图程序及语句表程序并调试

四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC K组

一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发

要求：

1.开发实验

八、实验

九、实验十一的梯形图程序 2.写出I/O编址

3.写出梯形图程序及语句表程序并调试

二、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.霓虹灯广告屏示意图

该广告屏共有8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组，如下图所示：

2.控制要求：：

（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→„„→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→„„→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→„„→1，时间间隔1s，显示3s，再从1→2→„„→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。

（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→„„→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“、”亮，同时Ⅱ“⑤、⑦”灭„„，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，„„如此循环往复。

（3）系统有单步/连续控制，单步运行时广告屏只亮一个循环，连续运行时则循环往复运行；有起动和停止按钮。

（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。

（5）在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。

（6）*要求有移位指令的应用 3.I/O编址并工作框图（或时序图）

4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试 5.画出I/O端子接线图

三、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：

自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为无光导通，有光断开。2．控制要求：

（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。

（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。

（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。

（4）在门打开后的10s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待10s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。

（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址

4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试

四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC L组

一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发

要求：1.开发实验九、十、十二的梯形图程序

2.写出I/O编址、写出梯形图程序及语句表程序并调试

二、大、小球分拣传送机械PLC控制梯形图的设计与调试 1.大、小球分拣传送机械示意图

2.控制要求：

（1）机械臂起始位置在机械原点（见图），为左限、上限并有显示。

（2）有起动按钮和停止按钮控制运行，设停止时机械臂必须已回到原点。

（3）起动后，机械臂动作顺序为：下降→吸球→上升（至上限）→右行（至右限）→下降→释放→上升（至上限）→左行返回（至原点）。

（4）机械臂右行时有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降时，当电磁铁压着大球时，下限开关LS2断开（=“0”）；压着小球时，下限开关LS2接通（=“1”）。

3.I/O编址及工作框图

4.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试 5.I/O端子接线图

三、自行设计课题

要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序（1）了解汽车自动清洗过程

（2）设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址（3）编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试

四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得 《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC M组

一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发

要求：

1.开发实验十、十二、十五的梯形图程序 写出I/O编址

写出梯形图程序及语句表程序并调试

二、自行设计“全自动洗衣机PLC控制”课题

要求：

1.课题名称 2.控制要求 3.工作框图.4.I/O设置

5.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试

三、饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：

（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作（2）当瓶子定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，灌装过程为5s钟，灌装过程应有报警显示，5s后停止并不再显示报警；报警方式为红灯以0.5s间隔闪烁

（3）以每24瓶为一箱，记录产品箱数

（4）每隔8小时将记录产品箱数的计数器当前值转存至其他寄存器，然后对计数器自动清零，重新开始计数。（*）

（5）可以手动对计数器清零（复位）2.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试 3.画出I/O端子接线图

四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图

3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC N组

一、PLCⅡ型教学实验箱程序的开发

要求： 1.开发实验八、九、十五的梯形图程序 写出I/O编址

写出梯形图程序及语句表程序并调试

二、物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试

某物业供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表示水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通，表示水压偏高。1.控制要求：

（1）自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵

工作，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示供水正常，可维持水泵运行数量。工作时，要求水泵数量最少为1台，最多不得超出4台。

（2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。

（3）手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具有

过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制（若输入点不够，可用I/O扩展模块）

（4）设置“自动/手动”切换开关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运行控制开关（ON——自动运行，OFF——自动运行停止）。2.画出运行框图，I/O编址

3.编程并借助实验箱上的发光二极管进行调试 4.画出I/O端子接线图。

三、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：

自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为无光导通，有光断开。2．控制要求：

（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。

（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。

（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。

（4）在门打开后的10s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待10s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。

（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址

4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试

四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图 3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书 MITSUBISHI（三菱）PLC O组 一、八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：

（1）根据各楼层行程开关的状态，确定轿厢所在楼层

（2）用九段LED数码管作十进制层楼位置显示，如下图所示：

2.九段码编码示意图、真值表、I/O编址 3.用0作故障显示

4.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试 5.I/O端子接线图 二、三相六拍步进电机PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：

（1）三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A 反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A

（2）要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。

（3）具有两种转速：

#1开关合上，则转过一个步距角需0.5s。#2开关合上，则转过一个步距角需0.05s。

（4）要求步进电动机转动100个步距角后自动停止运行 I/O编址 编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试

三、自行设计课题

要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序

1.观察桂林路漕宝路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并借助实验箱上的发光二极管模拟调试

四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、框图（或时序图）、I/O接线图

3.三菱PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书

西门子S7-200 PLC A组 一、十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试 1.控制要求：

（1）系统工作受开关控制，起动开关 ON 则系统工作；起动开关 OFF 则系统停

止工作。

（2）控制对象有八个：

东西方向红灯两个 , 南北方向红灯两个，东西方向黄灯两个 , 南北方向黄灯两个，东西方向绿灯两个 , 南北方向绿灯两个，东西方向左转弯绿灯两个，南北方向左转弯绿灯两个。

（3）控制规律：

1）高峰时段按时序图二（见附图）运行，正常时段按时序图三（见附图）运行，晚上时段按提示警告方式运行，规律为： 东、南、西、北四个黄灯全部闪亮，其余灯全部熄灭，黄灯闪亮按亮 0.4 s，暗 0.6 s的规律反复循环。高峰时段、正常时段及晚上时段的时序分配按时序图一运行(见附图)。2.编程并调试 3.I/O端子接线图

时序图一

高峰时段 7：00↘ ↙8：15 16：30↘ 正常时段

晚间时段 6：30↗

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 小时

时序图二

00004 R-EW 00001 L——SN 00002 G 00003 Y

00008 R 00005 L 00006 G 00007 Y 10 20 30 40 50 60 70 80 90 SEC 时序图三

00004 R-EW 00001 L 00002 G 00003 Y

00008 R—SN —SN —EW —EW —EW

——SN

—SN —SN

—SN —SN 00005 L—EW 00006 G—EW 00007 Y—EW 10 20 30 40 50 60 70 80 90 SEC

二、车库车辆出入库管理PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：

（1）入库车辆前进时，经过1#传感器→2#传感器后，计数器A加1，后退时经过2#传感器→1#传感器后，计数器B减1；（计数器B的初始值由计数器A送来）只经过一个传感器则计数器不动作。

（2）出库车辆前进时，经过2#传感器→1#传感器后，计数器B减1，后退时经过1#传感器→2#传感器后，计数器A加1；只经过一个传感器则计数器不动作

（3）车辆入库或出库时，均应有警铃报警，定时3s钟（4）仓库启用时，先对所有用到的存储单元清零，并应有仓库空显示

（5）若设仓库容量为50辆车，则仓库满时应报警并显示。

（6）若同时有车辆相对入库和出库（即入库车辆经过1#传感器，出库车辆经过2#传感器），应避免误计数。2.I/O编址 编程并调试

I/O端子接线图

三、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：

自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为有光导通，无光断开。2．控制要求：

（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。

（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。

（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。

（4）在门打开后的8s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。

（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图

四、自行设计课题

要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）

2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图

五、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求

程序（包括注释）、框图或时序图、I/O接线图

西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书

西门子S7-200 PLC B组 一、五相十拍步进电动机控制程序的设计与调试 1.控制要求：

（1）五相步进电动机有五个绕组: A、B、C、D、E , 正转通电顺序: ABC→BC→BCD→CD→CDE→DE→DEA→EA→EAB→AB

反转通电顺序: ABC←BC←BCD←CD←CDE←DE←DEA←EA←EAB←AB

（2）用五个开关控制其工作：

#1开关控制其运行(启 / 停)。

#2 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.5 s)。#3 开关控制其中速运行(转过一个步距角需 0.1 s)。#4 开关控制其低速运行(转过一个步距角需 0.03 s)。#5 开关控制其转向(ON 为正转，OFF 为反转)。2.I/O编址 3．编程并调试 4.I/O端子接线图

二、饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：

（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作

（2）当瓶子定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，灌装过程为5s钟，灌装过程应有报警显示，5s后停止并不再显示报警；报警方式为红灯以0.5s间隔闪烁

（3）用两个传感器分别检测空瓶数和满瓶数，用计数器记录空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，即开始记录空瓶数和满瓶数

（4）若每24瓶为一箱，记录产品箱数

（5）每隔8小时将空瓶及满瓶计数器的当前值转存至其他寄存器，然后对计数器自动清零，重新开始计数。

（6）可以手动对计数器清零（复位）2.编程并调试 3.画出I/O端子接线图

三、自行设计“全自动洗衣机PLC控制”课题

要求： 1.课题名称 2.控制要求 3.工作框图.4.I/O设置 5.编程并调试

四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求 程序（包括注释）、框图、I/O接线图

西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书

西门子S7-200 PLC C组 一、八层电梯楼层定位及显示的梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：（1）根据各楼层行程开关的状态，确定轿厢所在楼层

（2）用九段LED数码管作十进制层楼位置显示，如下图所示：

2.九段码编码示意图、真值表、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图 二、三相六拍步进电机PLC梯形图控制程序设计与调试 1.控制要求：

（1）三相步进电动机有三个绕组：A、B、C，正转通电顺序为：A→AB→B→BC→C→CA→A

反转通电顺序为：A→CA→C→BC→B→AB→A

（2）要求能实现正、反转控制，而且正、反转切换无须经过停车步骤。

（3）具有两种转速：

#1开关合上，则转过一个步距角需0.5s。#2开关合上，则转过一个步距角需0.05s。

（4）要求步进电动机转动100个步距角后自动停止运行

（5）在完成上述功能的基础上，增加功能：

设置按钮K1，每按一次K1，转速增加一档（即转动一个步距角所需时间减少0.01s）设置按钮K2，每按一次K2，转速减少一档（即转动一个步距角所需时间增加0.01s）I/O编址 编程与调试

三、自行设计课题

要求：设计十字路口交通灯控制课题及程序

1.观察桂林路漕宝路口交通灯（包括左转弯灯和行人灯）的工作时序 2.设计课题：课题名称、控制要求、时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图

四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图

3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书

西门子S7-200 PLC D组

一、自动门控制装置PLC梯形图控制程序的设计与调试 1.自动门控制装置的硬件组成：

自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。光电探测开关为无光导通，有光断开。2．控制要求：

（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。

（3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。

（4）在门打开后的10s等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待10s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。

（5）开门与关门不可同时进行 3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图

二、物业供水系统水泵梯形图控制程序设计与调试

某物业供水系统有水泵4台，供水管道安装压力检测开关K1，K2和K3。K1接通，表

示水压偏低；K2接通，表示水压正常；K3接通，表示水压偏高。1.控制要求：

（1）自动工作时，当用水量少，压力增高，K3接通，此时可延时30s后撤除1台水泵

工作，要求先工作的水泵先切断；当用水量多时，压力降低，K1接通，此时可延时30s后增设1台水泵工作，要求未曾工作过的水泵增加投入运行；当K2接通，表示供水正常，可维持水泵运行数量。工作时，要求水泵数量最少为1台，最多不得超出4台。（2）各水泵工作时，均应有工作状态显示。

（3）手动工作时，要求4台水泵可分别独立操作（分设起动和停止开关），并分别具有

过载保护，可随时对单台水泵进行断电控制（若输入点不够，可用I/O扩展模块）

（4）设置“自动/手动”切换开关（ON——手动，OFF——自动），另设自动运行控制开关（ON——自动运行，OFF——自动运行停止）。2.画出运行框图，I/O编址，编程并调试 3.画出I/O端子接线图。

三、全自动洗衣机梯形图控制程序的设计与调试 1.控制要求：

（1）按下启动按扭及水位选择开关

（2）注水直到高（中、低）水位，关水

（3）2s后开始洗涤

（4）洗涤时，正转30s，停2s，然后反转30s，停2s（5）如此循环5次，总共320s后开始排水，排空后脱水30s（6）开始清洗，重复（2）～（5），清洗两遍

（7）清洗完成，报警3s并自动停机

（8）若按下停车按扭，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）

输入点： 输出点：

启动 10001 低水位检测 10009 启动洗衣机 00001 停止 10002 手动排水 10010 进水阀 00002 高水位 10003 手动脱水 10011 正转 00003 中水位 10004 反转 00004 低水位 10005 排水 00005 排空检测 10006 脱水 00006 高水位检测 10007 报警 00007 中水位检测 10008 2.若要求启动开关分为标准洗和轻柔洗，试改变有关输入点，并在程序中加入轻柔洗功能（轻柔洗过程自定）3.I/O编址 4.编程并调试

四、MODICON PLC梯形图控制程序的移植

要求：

1.将教材中五层电梯模型的梯形图控制程序改成S7-200 PLC的梯形图控制程序

2.I/O编址：设有开关量I/O扩展模块2个，均为8×24VDC输入/8×继电器输出 3.试画出I/O端子接线图

五、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图

3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书

西门子S7-200 PLC E组 一、四分频电路梯形图控制程序设计与调试

要求：

1.解读MODICON PLC的二分频电路梯形图程序，用STEP7设计四分频电路梯形图程序并调试，画出四分频时序图。2.控制要求：

输入点引入信号脉冲，输出点输出的脉冲是输入脉冲的四分频信号。

二分频时序图如下： 输入10001 输出00002 MODICON PLC二分频梯形图：

（）10001 00101 00100（）10001 00101（）00100 00002 00102（）00100 00102 00002 00002

二、自行设计课题

要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）

2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图

三、MODICON PLC梯形图控制程序的移植

1.将教材中五层电梯模型的梯形图控制程序改成S7-200 PLC的梯形图控制程序

2.I/O编址：设有开关量I/O扩展模块2个，均为8×24VDC输入/8×继电器输出

3.画出I/O端子接线图

4．完成PLC与电梯模型的接线并运行调试

四、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求 2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图

3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书

西门子S7-200 PLC F组

一、花式喷水池装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.花式喷水池示意图

图a）中4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。图b）中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”= 单步，“0”= 连续，其他为单一功能开关。2.控制要求：

（1）水池控制电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。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：

a）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1.5s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，然后全部停止1s，接着一起喷水15s为一个循环。

b）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，然后全部停止0.5s，接着一起喷水30s为一个循环。

c）选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷水；交替运行5次后，1～4号同时喷水20s为一个循环。

d）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10s后，按1→1+2→2→2+3→3→3+4→4→4+1号水管以1s间隔顺序喷水，小循环3次后，一起喷水2s，再停止1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水10s为一个大循环。

（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。

3.I/O编址 4.编程并调试 5.I/O端子接线图

二、带有显示的十字路口交通信号灯控制程序的设计与调试 1.系统框图：

2.控制要求：

（1）南北方向为主干道，绿灯亮的时间比东西方向次干道绿灯亮的时间多一倍，黄灯间隔0.5s闪烁3 s后切换到红灯，信号灯工作时序图如下，一次循环共需96s。（2）时序图：

（3）主干道的数码显示应该与红、黄及绿灯同步，且两条主、次干道应该一样显示。比如：南北方向绿灯亮时，东西方向和南北方向均应显示数字63（绿灯亮60s，黄灯亮3s），然后隔秒减1，当减到0时，换成东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮，此时，数码管应显示33，然后隔秒减1，当减到0时，再进行切换，完成一次工作循环。

（4）*有白天/夜间操作转换开关、运行/停止开关、紧急操作开关1#、2#，其功能如下：

白天/夜间操作转换开关在“白天”位置时，按上述时序正常工作，在“夜间”位置时，两边均只有黄灯闪烁

运行开关在接通电源时，方可切换白天/夜间开关

开关在“运行”位置时，系统启动，在“停止”位置时，系统关闭

当有特殊情况（如事故）需某一方向的绿灯一直亮，则应用紧急操作开关实现次功能。比如：1#开关=“1”，则南北方向绿灯一直亮，东西方向红灯一直亮，2#开关=“1”，则东西方向绿灯一直亮，南北方向红灯一直亮，关闭紧急开关，则系统恢复正常。

3.编程并模拟调试

4.画出I/O端子接线图（用一个I/O扩展模块）

.三、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求 2.程序（包括注释）、框图、I/O接线图

3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

《PLC原理及应用》课程设计任务书

西门子S7-200 PLC G组

一、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试 1.霓虹灯广告屏示意图

该广告屏共有8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组，如下图所示：

2.控制要求：：

（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→„„→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→„„→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→„„→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→„„→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。

（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→„„→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“、”亮，同时Ⅱ“⑤、⑦”灭„„，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮 →Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，„„如此循环往复。

（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。

（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。

（5）要求有移位指令的应用

（6）*在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。3.编程并模拟调试

4.画出I/O端子接线图（用2个I/O扩展模块）

二、自行设计课题

要求：设计汽车自动清洗装置的PLC梯形图控制课题及程序 1.观察汽车自动清洗过程（可网上查找资料）

2.设计课题：课题名称、控制要求、工作框图或时序图、I/O编址 3.编程并调试 4.I/O端子接线图

三、完成课程设计说明书 1.课题名称及要求

2.程序（包括注释）、时序图或框图、I/O接线图

3.西门子PLC与MODICON PLC相关指令的应用比较、运行情况及调试小结等 4.课程设计的心得

第五篇：DWI原理和应用

一、DWI的概念

1.定义：

弥散又称扩散，是指分子从周围环境的热能中获取运动能量而使分子发生的一连串的、小的、随机的位移现象并相互碰撞，也称分子的热运动或布朗运动。

2.DWI技术就是检测扩散运动的方法之一，由于一般人体MR成像的对象是质子，主要是水分子中的质子，因此DWI技术实际上是通过检测人体组织中水分子扩散运动受限制的方向和程度等信息间接反映组织微观结构的变化。

3.生物组织内的水分子的扩散分为三大类：细胞外扩散，细胞内扩散，跨膜扩散，且扩散运动受到组织结构、细胞内细胞器和组织大分子的影响。

4.影响水分子弥散的因素：膜结构的阻挡，大分子蛋白物质的吸附，微血管内流动血液的影响（？）。

5.DWI中的水分子：

1）

无创探测活体组织中水分子扩散的唯一方法

2）

信号来源于组织中的自由水

3）

结合水尽管运动受限，但仍不能产生信号

4）

不同组织对自由水扩散限制程度不同

5）

产生DWI对比

6）

检测组织中自由水限制性扩散的程度

6.常规DWI，主要对细胞外自由水运动敏感

T2WI基础上，施加扩散梯度，组织信号衰减

1）

自由水扩散越自由=信号丢失多，DWI信号越低

2）

自由水扩散越受限=信号丢失少，DWI信号越高

7.在均匀介质中，任何方向的弥散系数都相等，这种弥散称为各向同性扩散（eg.脑脊液）；在非均匀介质中，各方向的弥散系数不等，这种弥散称为各向异性扩散（eg.脑白质纤维素）。

各向异性扩散在人体组织中是普遍存在的，其中最典型的是脑白质神经纤维束。水分子在神经纤维长轴方向上扩散运动相对自由，而在垂直于神经纤维长轴的方向上，水分子的扩散运动将明显受到细胞膜和髓鞘的限制。

二、DWI的原理

1.以SE-EPI序列来介绍DWI的基本原理。

射频脉冲使体素内质子的相位一致，射频脉冲关闭后，由于组织的T2弛豫和主磁场不均匀将造成质子逐渐失相位，从而造成宏观横向磁化矢量的衰减。

除了上述两种因素以外，我们在某个方向上施加一个扩散梯度场，人为在该方向上制造磁场不均匀，造成体素内质子群失相位，然后在施加一个强度与持续时间完全相同的反向扩散梯度场，则会出现两种情况:在该方向上没有位移的质子不会受两次梯度场强的影响而失相位，而移动的质子因两次梯度场引起的相位变化不能相互抵消，而失相位信号衰减。

2.DWI通过测量施加扩散敏感梯度场前后组织发生的信号强度变化，来检测组织中水分子扩散状态（自由度及方向），后者可间接反映组织微观结构特点及其变化。

体素中水分子都存在一定程度的扩散运动，其方向是随机的，而在扩散梯度场方向上的扩散运动将造成体素信号的衰减，如果水分子在敏感梯度场方向上扩散越自由，则在扩散梯度场施加期间扩散距离越大，经历的磁场变化也越大，组织信号衰减越明显。

三、技术要点

1.DWI上组织信号强度的衰减主要因素：

1）扩散敏感梯度场的强度，强度越大组织信号衰减越明显；

2）扩散敏感梯度场持续的时间，时间越长组织信号衰减越明显；

3）两个扩散敏感梯度场的间隔时间，间隔时间越长，组织信号衰减越明显；

4）组织中水分子的扩散自由度，在扩散敏感梯度场施加方向上水分子扩散越自由，组织信号衰减越明显。

2.b值对DWI的影响：DWI技术中把施加的扩散敏感梯度场参数称为b值或称扩散敏感系数。

1）

b值代表扩散敏感系数；r代表磁旋比；Gi和Gj分别为i轴和j轴上的磁场梯度强度；δ代表梯度场持续时间；Δ代表两个梯度场间隔时间。

2）

b值的选择（表示应用的梯度磁场的时间、幅度、形状）

b值越高，扩散的权重越重

b值越高，信号越弱

b值越高，信噪比越差

b值越高，相同TR内可采集的层数越少

因会出现周围神经的刺激症状也限制了太高的b值。

较小的b值可得到的较高信噪比的图像，但对水分子扩散运动的检测不敏感。

3）因此，b值的选择非常重要，用小b值进行DWI，在一定程度上反映了局部组织的微循环灌注，但所测得的ADC值稳定性较差，且易受其他生理活动的影响，不能有效反映水分子的弥散运动；用大b值进行DWI，所测得的ADC值受局部组织的微循环灌注影响较小，能较好反映水分子的弥散运动，因此，大b值进行DWI称高弥散加权成像，用小b值进行DWI称低弥散加权成像。b=0时产生无弥散加权的t2wi。

4）扩散图像的b值的选择主要应满足以下三个条件：

（1）能够清晰显示和分辨被检组织。

（2）有效抑制t2透射效应对扩散图像的影响。

（3）应用尽可能高的b值，使被检组织的ADC值更接近组织的真实D值。

三、DWI的方向性：

DWI是反映扩散敏感梯度场方向上的扩散运动，为了全面反映组织在各方向上的水分子扩散情况，需要在多个方向上施加扩散敏感梯度场。如果在多个方向（6个以上方向）分别施加扩散敏感梯度场，则可对每个体素水分子扩散的各向异性作出较为准确的检测，这种MRI技术称为扩散张量成像（diffusion

tensor

imaging，DTI）。利用DTI技术可以很好地反映白质纤维束走向，对于脑科学的研究将发挥很大的作用。

四、扩散系数和表观扩散系数

1.分子布朗运动的方向是随机的，其在一定方向上的弥散距离与相应弥散时间的平方根之比为一个常数，这个常数称为扩散系数D。表示一个水分子单位时间内随机弥散运动的平均范围，其单位为mm2/s。通过对施加扩散敏感梯度场前后的信号强度检测，在得知b值的情况下，我们可以计算组织的扩散系数，需要指出的是造成组织信号衰减不仅仅是水分子的扩散运动，水分子在扩散敏感梯度场方向上各种形式的运动（或位置移动）还将造成组织信号的衰减。

2.影响因素：

1）微观因素：体液流动、细胞的渗透性和温度、毛细血管灌注、细胞内外水的黏滞度、膜通透性的方向。

2）宏观因素：呼吸、搏动、蠕动等。

3.因此利用DWI上组织信号强度变化检测到的不是真正的扩散系数，它还会受到其他形式水分子运动的影响。我们把检测到的扩散系数称为表观扩散系数（apparent

diffusion

coeffecient，ADC）。

实际工作中用表观扩散系数(ADC)

来代替真正的扩散系数，前者常明显大于后者。

ADC

值的大小取决于成像物质及其内部分子的空间分布，b值的选择，场强……

4.计算组织的ADC值至少需要利用2个以上不同的b值，其计算公式如下：

ADC=

ln（SI低/SI高）/（b高－b低）

式中SI低表示低b值DWI上组织的信号强度（b值可以是零）；SI高表示高b值DWI上组织的信号强度；b高表示高b值；b低表示低b值；ln表示自然对数。

五、（一）T2透射效应（T2

shine

through）

1.DWI序列是在SE序列基础上施加了弥散梯度的长TR长TE序列，无法消除T2WI效应影响，这样也使DWI信号强度的变化与ADC的变化并不一致。

2.由于t2延长作用使DWI上出现高信号，但ADC值升高，称为T2透射效应。

（二）T2廓清效应（Washout）

ADC值升高和t2WI高信号的综合结果造成DWI成等信号。

常见于血管源性水肿。

（三）T2暗化效应

由于t2低信号而造成的DWI低信号。

多见于出血性病变。

通常发生顺磁性磁敏感伪影。

六、伪影：

涡漩电流伪影，磁敏感伪影，N/2鬼影，化学位移伪影，运动伪影

七、临床应用：

（一）急性期脑梗死

病理生理：

1、急性期：

血供中断，细胞缺血、缺氧，Na-K

ATP酶，大量Na离子进入细胞内

细胞水肿（细胞毒性水肿）。细胞内结构肿胀，扩散受限，细胞内能量代谢障碍导致细胞器裂解，产生大量碎片，造成细胞内粘度增加，胞浆流动减慢，导致扩散进一步受限细胞外间隙缩小，扩散受限。

正常组织，水分子随机运动，呈低信号。

细胞毒性组织，水分子运动受限，呈高信号。

2.MRDWI检查，则在发病后20～30min，即可见到局部的扩散作用增加，呈现相应的病理MR信号（高信号）。因此DWI序列又称为中风序列。

3.DWI反映的是细胞毒性水肿。

T2WI反映的是血管源性水肿。CT反映的是脑组织的坏死和水肿。