项目一液体搅拌器装置的自动控制设计

1、项目一：液体搅拌器装置的自动控制设计子项目1: 电磁阀的起停控制教学目的：在实际控制情景中，应用新学习的PLC编程元件和基本指令编制电磁阀的起停控制程序，感受和学习实际工作中PLC控制设计的一般工作流程。掌握PLC程序现场调试的方法，强调安全操作规程，养成规范操作习惯。过程与方法：通过教师与学生的互动合作完成示范项目(三相电机的启停控制)的设计和调试；通过教师的点拨、指导答疑和学生的思考设计、现场调试，完成实训项目(电磁阀的起停控制)的设计和调试。从而感受实际工作中PLC控制设计的一般工作流程，学习并掌握PLC程序现场调试的方法。涉及到的新知识通过课程网络平台提供，学生提前下载，自己预习，由于

2、是课程入门学习，因而需要教师进行引导讲解。教学重点：1. PLC控制设计的一般工作流程。2. FX系列PLC输入输出编程元件的功能特点、地址编号和部分基本指令。3. 编程软件的使用和现场程序调试方法、规范操作习惯。教学难点：PLS/PLF指令及SET/RST指令的功能用法，常闭信号的输入处理。教学方法：示范引导、项目实训项目时间：4课时【项目解说】电磁阀X1、X2、X3的控制与电机的起停有着相同的控制原理，按下起动按钮，接触器使电磁阀接通，阀门打开，注入液体或排出液体。【涉及到的新知识】 PLC的编程元件（输入输出继电器）、PLC常用编程语言、基本编程指令LD/LDI、OUT、AND/ANI、

3、OR/ORI、SET/RST、PLS/PLF等，提前通知学生预习。一、 示范项目：三相电机的启停控制设计1. 项目要求：按下起动按钮，电机全压启动，按下停止按钮，电机停止。2. 项目分析：继电器控制的原理图如下：按下起动按钮，接触器KM线圈得电并自锁，其主触点闭合使三相电机起动运行。按下停止按钮，KM断电，主触点断开，电机停止。3. 示范项目设计过程（一） 正确选择输入输出设备一个控制信号就是一个输入设备，一个执行元件就是一个输出设备。【试试看】：由学生选择示范项目的输入输出设备输入设备：起动按钮SB1和停止按钮SB2, 发出用户的起动和停止命令；FR触点用作电机的过热保护。输出设备：接触器K

4、M线圈如何将输入设备（起动按钮SB1和停止按钮SB2）的动作信号传进PLC？PLC又如何将控制信号传给外部负载呢？ 知识准备一：PLC输入输出编程元件（X、Y）1）. PLC编程元件概述l 软元件(继电器)概念PLC内部各种不同功能的编程元件。不是真实的物理器件，是由电子电路和存储器组成的虚拟器件。l 不同厂家不同型号的PLC，编程元件的数量和种类有所不同。l 每个软元件都有无数对常开常闭触点，供编程使用。l 图形符号和文字符号与传统符号不同2）. 输入继电器Xl 作用：用于plc接收外界的输入信号。l 特点：输入继电器不能用程序驱动，只能由输入信号驱动。l 地址编号：字母X + （八进制）数

5、字序号(FX系列PLC的编号范围X0X267) 3）. 输出继电器Yl 功能：供PLC将程序执行结果传送给外部负载。l 特点：输出继电器只能用程序驱动。l 地址编号：字母Y + （八进制）数字序号(FX系列PLC的编号范围Y0Y267)知道了输入输出继电器，怎样将输入按钮和PLC的硬件正确连接？（二）、分配I/O 地址一个输入设备原则上占用一个输入点，一个输出设备原则上占用一个输出点。【试试看】：分配示范项目的I/O 地址停止按钮SB1- X0； 启动按钮SB2-X1；FR触点-X2； 接触器KM-Y0；（三）、画出输入输出接线图将选择的输入输出设备和分配好的I/O 地址一一对应连接。如何编制

6、PLC控制程序呢？知识准备二 PLC常用的编程语言1. 梯形图属图形语言，沿袭了继电器接触器控制电路的形式，形象直观，易于理解，是目前用得最多的PLC编程语言。由若干梯级组成，自上下，从左右排列每个梯级起于左母线触点线圈止于右母线。指令表程序0 LD X11 OR Y02 ANI X23 OUT Y04 END2. 指令表用指令助记符编程，类似计算机汇编语言。书写形式：步序号 指令助记符 操作元件号另外还有状态转移图、逻辑功能图和高级语言等，重点掌握梯形图程序和指令表程序。（四）、编制梯形图程序【试试看】：根据继电器控制原理，画出电机全压起停控制的梯形图程序。如何编制电机起停控制的指令表程序？

7、知识准备三： FX系列PLC基本指令1. LD / LDI 取/取反指令功能：取单个常开/常闭触点与母线（左母线、分支母线等）相连接操作元件：X、Y、M、T、C、S1. OUT 驱动线圈（输出）指令功能：驱动线圈。操作元件： Y、M、T、C、S2. AND / ANI 与/与反指令功能：串联单个常开/常闭触点3. OR / ORI 或/或反指令功能：并联单个常开/常闭触点4. END 结束指令放在全部程序结束处，程序运行时执行第一步至END之间的程序。（五）、写出指令表程序【试试看】：写出电机起停控制的指令表程序。（六）、程序调试【知识准备】（演示操作） 1实践认识PLC试验箱和外围实验板 结

8、构组成：l PLC主机（I/O输入输出端子及显示、引线）、信号指示等l 电源模块：（交流220V、直流24V输出负载及演示装置供电、直流5V输出外围执行机构的外围电路供电）l 开关量输入区：K0K11,P0P3,公共端COM已接地l 输出负载区：LED指示灯L1L16；直流电机M，七段数码管D1、D2； 蜂鸣器BEEP；继电器J0J3;2. 正确接线l 按接线图分别接好输入输出信号线和220V电源线以及PLC与微机的通讯线。l K0K11、P0P3 对应与X0-Xn连接，其输入公共端COM已接地。l 电机的工作状态由LED灯闪烁来表示。即Yn与Ln指示灯对应连接， Ln公共端接外电源24V负极

9、(出厂时已接好)，正极接输出Y区的COM端3. 用编程软件输入程序并传入PLC中：打开编程软件，用梯形图/指令表输入编制好的程序convert传送至PLC（打开220v电源，PLC停止模式）4. 运行程序观察结果将PLC转换成运行模式，打开24V用户电源，操作相应的起停按钮，观察对应的输出指示灯的变化是否与控制要求相符。若不相符查找原因，修改程序或调整接线。【强调安全操作】l 严格按操作规程进行接线和开、关电源l 开机顺序：合电源-开220v,静态调试合格后再打开24v直流电源l 关机顺序：与开机顺序相反。l 严禁在24v输出电源打开的情况下插接或者拔下输入输出信号线，以免造成短路。【尝试与思

10、考】将接线图中的停止按钮在接线时改接成常闭触点，运行原来的程序，结果怎样？得出什么结论？【知识扩展】1. SET / RST 置位/复位指令l 功能：SET使操作元件置位（接通并自保），RST使操作元件复位。l 注意：当SET和RST信号同时接通时，写在后面的指令有效。指令表：LD X020 SET Y000LD X021 RST Y000 ENDl SET / RST 与 OUT 指令比较【试试看】：用置位复位指令设计电机起停控制的梯形图程序和指令表程序。2. 脉冲输出指令PLS/PLF（上升沿/下降沿微分指令）l 功能：当驱动信号的上升沿/下降沿到来时，操作元件接通一个扫描周期。【试试看】

11、 设计用单按钮控制电机起停的梯形图程序和指令表程序。二、 实训子项目1：电磁阀的起停控制【实训要求】l 明确实训任务，读懂控制要求；l 学生不分组，独立完成实训任务；l 拟定控制方案，选择输入输出设备，画出I/O接线图，编制控制程序；l 操作PLC试验台和编程软件，现场调试程序直至符合要求。【项目分析】 l 本项目的程序设计较简单，就是基本的起保停控制。首次学习PLC控制设计，关键是正确选择输入输出设备，绘制I/O接线图，正确操作试验台和编程软件现场调试程序。【实训建议】l 先拟定方案，选择输入输出设备，绘制I/O接线图，l 再设计梯形图程序和指令表程序。可以用多种方法和指令进行设计。l 现场

12、调试时先进行静态调试，成功后再进行动态调试。l 每完成一步后经指导老师认可再进行下一步。【指导答疑】本次实训过程中可能出现以下问题：l 输入设备中按钮与开关的选择l 常闭信号的输入处理l FR触点的接法处理l SET/RST指令的编程顺序与执行效果的问题应指导学生注意突破下面的难点：l 置位复位电路中的复位信号与起保停电路中的停止信号的不同处理l 现场程序调试过程中可能遇到的各种问题【项目验收与点评】结合学生完成的情况进行点评并给出考核成绩。 【优秀作品展示】展示优秀的设计方案和调试结果，激发学生热情。附：实训考核标准项目内 容满分评分要求备注电磁阀的起停控制1正确选择输入输出设备及地址并画出I/O接线图20设备及端口地址选择正确接线图正确、标注完整输入输出每错一个扣5分，接线图每少一处标注扣1分2正确编制梯形图程序15梯形图格式正确、逻