可编程控制器技术 课件 任务4.3 花样喷泉控制

任务4.3花样喷泉控制主讲人：XXX时间：20XX.XXCatalogue目录一、任务要求与分析PartOne二、任务准备PartTwo三、项目实施PartThree四、任务评价PartFour五、任务拓展PartFive一、任务要求与分析01花样喷泉分为两种模式，模式一和模式二，两种模式仅在停止后可自由切换。模式一：4号喷水，延时2s后3号喷水，再延时2s后2号喷水，再延时2s后1号喷水，一起喷水8s后停下。模式二：1号喷水，延时2s后2号喷水，再延时2s后3号喷水，再延时2s后4号喷水，一起喷水10s后停下。若在连续状态时，将继续循环下去。喷泉运行模式系统可在停止时切换单次运行/连续运行；按下暂停按钮，系统暂停，记忆当前状态，且再按下起动按钮可继续运行；不论在什么工作方式下，按下停止按钮，喷水池将立即停止运行。控制方式触摸屏设有起动按钮、暂停按钮、停止按钮、模式切换按钮、连续/单步切换按钮，且相应按钮ON/OFF时状态有明显区别。显示花式喷泉当前所处的工作状态，做到只看触摸屏也能知道花式喷泉的实时状态。显示倒计时时间，单位s，精确到0.1s，相关时间可设置；并显示循环的次数。设置一个加密页，当输入密码正确时才可跳转至时间设置界面。人机界面要求任务要求控制系统特点顺序功能图优势系统功能模块划分花样喷泉控制系统具有两种运行模式，每种模式下喷水顺序和时间不同，可通过模式选择开关切换，系统运行状态可通过触摸屏实时显示，便于操作和监控。顺序功能图能够清晰地表示控制系统的各个阶段和转换条件，适合喷泉控制程序设计，通过绘制顺序功能图，可简化编程过程，提高程序的可读性和可维护性。可将系统划分为模式选择模块、喷水控制模块、倒计时显示模块、时间设置模块、暂停与停止控制模块等，各模块协同工作，实现喷泉的自动化控制。任务分析二、任务准备021200PLC的程序块包含OB、FC、FB、DB等4种类型的程序块。使用项目浏览器中“程序块”下的“添加新块”对话框创建OB、FB、FC和全局DB，创建代码块时，需要为块选择编程语言。01程序块概述函数（FC）是没有专用存储区的代码块，调用时必须给所有形参分配实参。函数块（FB）是一种代码块，它将输入、输出和输入/输出参数永久地存储在背景数据块中，从而在执行块之后，这些值依然有效。02函数（FC）与函数块（FB）在用户程序中创建数据块（DB）以存储代码块的数据。有两种类型的DB：全局DB和背景DB。全局DB存储程序中代码块的数据，背景DB存储特定FB的数据。03数据块（DB）添加一个DB块，右键单击该DB块并从上下文菜单中选择“属性”，打开属性对话框，在属性中选择“优化块访问”，则该DB块是优化的访问块。优化的访问块和标准访问块的对比如图4-57所示。04优化的访问块与标准访问块程序块类型添加OB块在项目浏览器中选择“程序块”，右键单击选择“添加新块”，在弹出的对话框中选择“组织块（OB）”，设置块名称和编程语言，点击“确定”完成OB块的添加。添加FB块在项目浏览器中选择“程序块”，右键单击选择“添加新块”，在弹出的对话框中选择“函数块（FB）”，设置块名称和编程语言，点击“确定”完成FB块的添加，并定义块接口，包括输入参数、输出参数、I/O参数等。添加FC块在项目浏览器中选择“程序块”，右键单击选择“添加新块”，在弹出的对话框中选择“函数（FC）”，设置块名称和编程语言，点击“确定”完成FC块的添加，并定义块接口，包括输入参数、输出参数等。添加DB块在项目浏览器中选择“数据块”，右键单击选择“添加新块”，在弹出的对话框中选择“数据块（DB）”，设置块名称，点击“确定”完成DB块的添加，可在DB块中定义变量，用于存储数据。程序块创建方法FB块调用FC在FB块中调用FC时，同样需插入调用指令，并为其分配实参。FB块可将自身的输入参数、输出参数或局部变量作为实参传递给FC，实现复杂的控制逻辑。调用注意事项调用时需确保实参和形参的数据类型一致，或可根据数据类型转换规则进行转换。同时，合理分配背景DB，确保FB块的参数和静态变量在调用过程中能够正确存储和访问。OB块调用FB/FC在OB块中调用FB或FC时，需在程序中插入调用指令，并为其分配实参。调用时，将FB或FC的形参与OB块中的变量或常量关联，实现数据传递。程序块调用方法三、项目实施03输入元件输入元件包括起动按钮、停止按钮、暂停按钮、模式选择开关和单次/连续选择开关，分别对应PLC的输入点I0.0～I0.4，用于接收操作指令和模式选择信号。地址分配表根据输入输出元件的功能和数量，制定详细的I/O地址分配表，确保每个元件都有唯一的地址，便于编程和调试。输出元件输出元件为4个喷水电磁阀，分别对应PLC的输出点Q0.0～Q0.3，用于控制喷水的开启和关闭。I/O地址分配接线要点根据I/O地址分配表，将输入输出元件正确连接到PLC的相应端子上，确保接线牢固、无误，避免信号干扰和短路现象。接线图绘制绘制清晰的I/O接线图，标明各元件的连接关系和端子编号，便于后续的安装、调试和维护工作。I/O接线图将喷泉的运行过程划分为多个阶段，每个阶段对应一个步，明确各步的活动状态和执行动作，如模式一和模式二下的喷水顺序和时间。状态划分根据工艺要求，确定各步之间的转换条件，如时间到达、按钮按下等，确保状态转换准确无误。转换条件确定按照顺序功能图的绘制原则，将各步、动作、转换条件等要素组合成完整的顺序功能图，为程序设计提供依据。功能图绘制顺序功能图硬件组态在TIAPortal中进行PLC硬件组态，添加CPU模块、输入输出模块等，配置通信参数，确保硬件设备能够正常工作。变量表创建根据I/O地址分配表和顺序功能图，创建详细的变量表，定义各变量的名称、地址、数据类型等属性，便于编程和调试。硬件组态与变量设置01FB程序编写根据模式一的运行流程绘制顺序功能图，并据此编写FB的梯形图程序。在FB中定义块接口，包括输入参数、输出参数等，实现喷水控制逻辑。02OB1程序编写3.5.2.1控制方式设计在OB1中编写控制方式程序，实现起动、停止、暂停、模式选择、单次/连续运行等功能，确保系统在不同状态下的运行逻辑。3.5.2.2调用FB在OB1中调用FB块，为FB块分配不同的背景DB，实现模式一和模式二的喷水控制。调用时，根据编程需要分配实参，确保数据正确传递。3.5.2.3喷泉输出根据模式一和模式二的喷泉顺序编写输出程序，控制各喷水电磁阀的开启和关闭，实现喷水效果。3.5.2.4倒计时功能利用定时器和数据处理指令实现倒计时功能，通过触摸屏显示各喷水口的剩余时间，提高系统的可视化效果。3.5.2.5计数功能在连续模式下，利用FB块的输出接口“一个周期的完成”实现计数功能，记录循环次数。程序设计创建运行画面，包含起动按钮、暂停按钮、停止按钮、模式切换按钮、连续/单步切换按钮等，显示喷泉当前所处的工作状态和倒计时时间。运行画面设计创建时间设置页面，设置喷水时间、倒计时时间等参数，设置页面需密码保护，确保参数设置的安全性。时间设置页面设计制作喷泉样式的指示灯，通过图片素材库添加喷泉喷水状态图片，设置指示灯的“ON”状态和“OFF”状态外观，实现喷泉动画效果。喷泉动画效果制作人机界面设计与编程对每个功能模块进行单独调试，检查喷水控制、倒计时显示、按钮功能等是否正常工作。将所有模块组合在一起进行整体运行调试，检查系统是否能够按照预设的流程和时间顺序正常运行，确保各功能模块之间的协同工作。测试系统在异常情况下的表现，如强制按钮按下、停止按钮按下等，检查系统是否能够正确响应并做出相应的动作。异常情况处理整体运行调试单步调试系统调试四、任务评价04硬件安装与接线I/O接线图绘制（5分）：接线图清晰准确，符合电气规范。元件安装（5分）：元件安装牢固，布局合理。硬件接线（10分）：接线正确无误，无短路、断路等现象。起动、停止、暂停、模式选择、单次连续选择键功能正常（各2分，共10分）：按键操作灵敏，功能实现准确。正确显示各喷水口倒计时，精确到0.1秒（各3分，共24分）：显示内容准确，无错误或延迟现象。模式、单次、连续及各喷水口指示灯显示正常（各2分，共16分）：指示灯显示状态正确，与系统状态一致。按参数设置按键，正确输入密码后可进入参数页（2分）：功能实现准确，操作便捷。不同模式时各喷水口的喷水时间可设置（各1分，共8分）：设置功能正常，时间调整灵活。编程与调试安全素养存在危险用电等情况（每次扣5分，上不封顶）：严格遵守用电安全规范，杜绝危险操作。存在带电插拔工作站的电缆、电线等情况（每次扣3分）：避免带电插拔，确保设备安全。穿着不符合生产要求（每次扣5分）：按规定穿着工作服，佩戴安全帽等防护用品。5S素养桌面物品和工具摆放整齐、整洁（2.5分）：保持工作台面整洁，工具归位。地面清理干净（2.5分）：保持工作区域地面干净，无杂物。发展素养表达沟通能力（2.5分）：表达清晰，沟通顺畅，能够准确传达信息。团队协作能力（2.5分）：团队成员分工明确，协作默契，共同完成任务。评价指标与评分标准五、任务拓展05花样喷泉增加模式三，先运行模式一的喷水方式，但不进行一起喷水，再运行模式二的喷