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项目六 旋转工作台的自动控制

日期:2020-03-15 08:49 作者:开心麻将

  项目六 旋转工作台的自动控制_中职中专_职业教育_教育专区。教案 西门子plc200

  课题 项目六 旋转工作台的自动控制 知识目标 1)掌握 SFC 的基本概念。 2)掌握单序列 SFC 的绘制方法。 3)掌握将单序列 SFC 转化为梯形图的基本方法。 4)了解行程开关的种类及功能。 1)进行旋转工作台的电气部分安装。 2)编写旋转工作台的控制程序,下载并进行调试、试运行。 通过学习顺序功能图,了解步的作用。引入在做一件事时要列 好明细表,知道在什么时候做什么事。一件事中的短期小目标是 什么,最终的终极目标是什么!做一件事一定要有计划,不能盲 目进行。 教 学 要 求 能力目标 情感目标 教材 分析 重点 1)掌握单序列 SFC 的绘制方法。 2)掌握将单序列 SFC 转化为梯形图的基本方法 1)了解行程开关的种类及功能。 2)进行旋转工作台的电气部分安装。 难点 教具 与设备 教法 教案、教科书、实验台、电脑 项目式教学 复习 项目分析 项目六 旋转工作台的自动控制 必要讲解 知识拓展 习题 板书设 计 教学内容 复习:(提问学生回答) 1.定时器中的三个时基是多少? 1ms、10ms、100ms 2.定时器中的最大值是多少?如何扩大定时范围? 32767*t、(1)两个定时器的串联组合(2)定时器与计数器的串联组合 项目分析 1.项目要求 1)旋转工作台的凸轮在 SQ1 位置,电动机不运行。 2)当按下起动按钮 SB1 时,电动机 M 通电转动,同时驱动工作台沿顺时针旋 转。 3)当凸轮转到 SQ2 限位传感器所在位置时,暂停 5s(T37),定时时间到继续 正转。 4)当凸轮转到 SQ3 限位传感器所在位置时,驱动工作台的电动机停止旋转, 同时立即反转,即驱动工作台逆时针旋转。 5)当凸轮回到 SQ1 限位传感器所在位置时工作台停止转动,回到初始位置。 6)工作过程中,若按下停止按钮 SB2,工作台不会立即停止,而是在完成当 前工作周期回到初始位置停止。 2.任务流程图 3.知识点链接 4.环境设备 5.电路图、I/O 点分配、顺序功能图、电路组成及各元器件功能 (1)电路图 (2)I/O 点分配 (3)顺序功能图 剖析各输入、输出信号之间的逻辑关系,绘制顺序功能图 (SFC)。 (4)电路组成及各元器件功能。 (5)梯形图 必要知识讲解 所谓顺序控制,就是按照生产工艺预先规定的顺序,在各个输入信号 的作用下,根据内 部状态和时间的顺序,在生产过程中各个执行机构自动、 有秩序地进行操作。 顺序功能图(简称 SFC)是描述控制系统的控制过程、功能和特性的一 种图形,也是设 计 PLC 的顺序控制程序的有力工具。它主要由步、有向连 线、转换、转换条件和动作组成。 (1) 步顺序控制系统的一个动作周期分为若干个顺序相连的阶段, 这些阶 段称作步, 用编輕元件(例如位存储器 M 或顺序控制继电器 S)来代表各步。 步根据输出量的状态变化来划 分。各步内输出量的 ON/OFF 状态不变,但是 相邻两步至少有一个输出量发生了变化。步的这 种划分方法使代表各步的 编程元件状态与各输出量状态之间有着极为简单的逻辑关系。 (2) 初始步与系统的初始状态对应的步称为初始步。 初始状态一般是系统 等待起动 命令的相对静止的状态,用双线框表示,每一个顺序功能图至少 应该有一个初始步。初始步 的表示方法如图 6-5 所示。 (3) 活动步当系统处于某一步所在的阶段时,该步处于活动状态,称该步 为“活动 步”。步处于活动状态时,执行相应的非存储型动作;处于不活 动状态时,则停止执行。活 动步的表示方法如图 6-5 所示 o (4) 与步对应的动作或命令控制系统可划分为被控系统和施控系统。 对于 被控系统, 某一步中需要完成某些“动作”;对于施控系统,某一步中则 需要向被控系统发出某些“命 令”,通常将这些动作或命令用矩形框中的 文字或符号表示,如图 6-5 中 QO.O、Q0.1 等。 特别地,如果连续的若干步 都应为 ON,则在顺序功能图中,用置位指令进行处理;应为 OFF,则对应采 用复位指令处理。 1. 有向连线与转换条件 有向连线在顺序功能图中,随着时间的推移和转换条件的实现,步的 (1) 活动状态 会发生进展,这种进展按有向连线规定的路线和方向进行。在画 顺序功能图时,将代表各步 的方框按它们成为活动步的先后次序排列,并 用有向连线将它们连接起来。步的活动状态常 用的进展方向是从上到下或 从左至右,在这两个方向有向连线上的箭头可以省略。如果不是 上述的方 向,应在有向连线上用箭头注明进展方向。 如果在画图时有向连线必须中断(例如在复杂的图中或用几个图来表示 一个顺序功能图 时),则应在有向连线中断之处标明下一步的标号和所在 的页数。 (2) 转换转换用有向连线上与有向连线垂直的短划线来表示, 转换将相邻 两步分隔 开。步活动状态的进展是由转换的实现来完成的,并与控制过程 的进展相对应。 (3) 转换条件使系统由当前步进入下一步的信号称为转换条件, 转换条件 可以是外 部的输人信号,例如按钮、指令开关、限位开关的接通或断开等; 也可以是 PLP 内部产生 的信号,例如定时器、计数器常开触点的接通等; 转换条件还可以是若干个信号的与、或、 非逻辑组合。 转换条件可以用文字语言、布尔代数表达式或图形符号标注在表示转换 的短线旁边,使 用得最多的是布尔代数表达式。 2. 顺序功能图的基本结构——单序列 如图 6-6 所示, 单序列由一系列相继激活的步组成, 每一步的后面仅有一 个转换,每一 个转换的后面只有一个步。 3. 将单序列的顺序功能图转化为梯形图 这里以起保停控制电路为例来说明将单序列的顺序功能图转化为梯形图 的方法。根据顺 序功能图设计梯形图时,可以用存储器位 M 来代表步。某 一步为活动步时,对应的存储器位为 0N,某一转换实现时,该转换的后续 步变为活动步,前级步变 为不活动步。所以设计起保停电路的关键是找出 它的起动条件和停止条件。通常,当前步作为输出时,前级步和转换条件串 联构成起动条件;后续步的常闭 触点作为停止条件;当前步自保持。 如图 6-5 所示,初始步 MO.O 作为当前步输出时,由有向连线 的常开触点和 10. 2 的常开触 点串联作为起动条件之一,又因 M0. 0 为初始步,SM0. 1 在 PLC 上电后要 对 M0. 0 进行初始化,所以 SM0.1 的常开触点是另一个起动条件,即控制步 M0.0 的起动条件应序列顺序 SM0.4〃I0.2+SM0.1,对应的起动电路由两条并 联支路组成; M0.0 的后续步是 MO. 1,所以 MO. 1 的常闭触点作为 M0. 0 输 出 的停止条件;M0.0 具有自锁功能。设计出 的梯形图如图 6-7 所示。 4. 顺序控制程序中的输出电路 由于步是根据输出变量的状态来划分 的, 它们之间的关系极为简单,可以按照以下方式 来进行处理: 1)某一输出量仅在某一步中为 ON 状态, 可以将它的线圈与动作所在的 辅助继电器并联, 序设计时可以写成图 6-8 所示。 2)某一输出量在几步中都应为 1 状态,应将代表各相关步的辅 助继电 器常开触点并联后,驱动该输出量的线. 0,则按照图 6-9 所示进行程序设计。 5.行程开关 行程开关又称限位开关,用于控制机械设备的行程及限位保护。 在实际生产中,将行程开关安装在预先设定的位置。当装于生产 机械 运动部件上的模块撞击行程开关时, 行程开关的触点动作, 实现电路的切换。 因此,行程 开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器,它的 工作原理与按钮类似。行程开关 广泛用于各类机床和起重机械,用以控制 其行程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中, 还利用行程开关来控 制开关轿门的速度、自动开关门的限位,轿厢的上、下限位保护。 行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。图 6-lOa 所示为行程开关 外形,图 6-10b 所示为行程开关结构与符号。 知识拓展 1 顺序功能图中转换实现的基本规则 (1)转换实现的条件在顺序功能图中,步的活动状态的进展是由转换的实 现来完成 的。转换实现必须同时满足两个条件: ①该转换所有的前级步都是活动步。 ②相应的转换条件得到满足。 这两个条件是缺一不可的。 (2)转换实现应完成的操作转换实现时应完成以下两个操作: ①使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步。 ②使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。 以上规则可以用于任意结构的转换在单序列中,一个转换仅有一个前 级步和一个后续步,在转换实现时应同时将它们对应的编程元件置位。转换 实现的基本规则是根据顺序功能图设计梯形图的基础, 它适用于顺序功能图 中的各种基本结构和各种顺序控制梯形图的编程。 在梯形图中,用编程元件(例如 M)代表步,当某步为活动步时,该步对 应的编程元件为 1 状态。当该步之后的转换条件满足时,转换条件对应的触 点或电路接通,因此可以将该 触点或电路与代表所有前级步的编程元件常 开触点串联,作为与转换实现的两个条件同时满 足时对应的电路。 2、双线圈输出问题 在用户程序中,同一编程元件的线圈使用了两次或多次,称为双线圈输 出。 之所以会出现双线圈输出,原因是在同一扫描周期,同一编程元件的两 个(或多个)线 圈的逻辑运算结果可能刚好相反,一个“断电”,一个“通 电”,PLC 只在程序执行完后才 将线圈的 ON/OFF 状态送到输出过程映像寄 存器,对于该编程元件对应的外部负载来说,真 正起作用的是该编程元件 对应的最后一个线圈的状态。 只要能够保证在同一扫描周期内只执行其中一个线圈对应的逻辑运算, 那么即使同一元件的线圈在程序中出现两次或多次, 这种“双线圈”也是允 许的。 由 PLC 的循环扫描工作原理可以知道,PLC 程序的执行结果马上就可以 被后面的逻辑运算使用,所以双线圈输出问题,不仅对本身的编程元件的线 圈有影响,有时通过该编程元件的触点也会影响其他元件的状态。所以,在 程序设计过程中应尽量避免双线圈输出问题。 习题 设计图所示流水线送料小车控制系统的梯形图程序。控制要求如下:按 下起动 按钮 SB1 后,小车由 SQ1 处前进到 SQ2 处,暂停 5s,再后退到 SQ1 处停止。 教学 反思

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