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1、项目二 步进顺控系统设计、编程与调试,情境. 装配流水线控制系统设计、编程与调试（步进顺控编程法） 情境. 十字路口交通灯控制系统设计、编程与调试 情境. 邮件分拣控制系统设计、编程与调试,返回,情境. 装配流水线控制系统设计、编程与调试（步进顺控编程法）,一、用户需求 某化工厂有一条装配生产流水线，各个环节的操作需要根据生产工艺流程按顺序进行。现需要设计一个电气控制系统来实现，具体要求如下： 装配流水线控制系统面板示意如图所示，装配流水线中有操作工位、，运料工位、及仓库操作工位。要求工件开始时从工位送至操作工位，在此工位完成相应加工后再传送至运料工位，由将工件送至操作工位，依次传送及加工，直
2、至工件被送至仓库操作工位，由该工位完成对工件的入库操作，循环处理。,下一页,返回,情境. 装配流水线控制系统设计、编程与调试（步进顺控编程法）,断开“启动”开关，在最后一个工件被加工完成并入库后，系统自动停止工作。 二、需求分析 闭合“启动”开关，工件将顺序经过这些步骤，最后入库（），每个运送、加工步骤均需要一定的时间来完成（假设每个步骤需要）。断开“启动”开关，在最后一个工件被加工完成并入库后，系统自动停止工作。 三、相关资讯 （一）步进顺控概述,上一页,下一页,返回,情境. 装配流水线控制系统设计、编程与调试（步进顺控编程法）,一个控制过程可以分为若干阶段，这些阶段被称为状态或者步。状态与
3、状态之间由转换条件分隔。当相邻两个状态之间的转换条件得到满足时，就实现状态转换。状态转移只有一种流向的称为单分支流程顺控结构。 （二）系列状态元件 在系列中，每个状态或者步都用一个状态元件表示。为初始步，也称为准备步，表示初始准备是否到位。其他为工作步。 状态元件是构成状态转移图的基本元素，是可编程序控制器的软元件之一。共有个状态元件，其分类、编号、数量及用途如表所示。,上一页,下一页,返回,情境. 装配流水线控制系统设计、编程与调试（步进顺控编程法）,（三）状态转移图（）的画法 状态转移图（）也称功能表图，用于描述控制系统的控制过程，具有简单、直观的特点，是设计顺控程序的一种有力工具。状态转
4、移图中的状态有驱动动作、转移目标和转移条件三个要素。其中，转移目标和转移条件是必不可少的，而驱动动作则视具体情况而定，也可能没有实际的动作。如图所示，在初始步，没有驱动动作，为其转移目标，、为串联的转移条件；在步，为其驱动动作，为其转移目标，为其转移条件。,上一页,下一页,返回,情境. 装配流水线控制系统设计、编程与调试（步进顺控编程法）,步与步之间的有向连线表明流程的方向，向下和向右的箭头可以省略。图中的流程方向始终向下，因而省略了箭头。 （四）状态转换的实现 步与步之间的状态转换需满足两个条件：一是前级步必须是活动步；二是对应的转换条件要成立。满足上述两个条件就可以实现步与步之间的转换。值
5、得注意的是，一旦后续步转换成功成为活动步，前级步就要复位成为非活动步。 这样，状态转移图的分析就变得条理十分清楚，无须考虑状态之间的繁杂连锁关系，可以理解为“只干自己需要干的事，无须考虑其他”。,上一页,下一页,返回,情境. 装配流水线控制系统设计、编程与调试（步进顺控编程法）,另外，这也方便了程序的阅读理解，使程序的试运行、调试、故障检查与排除变得非常容易，这就是步进顺控设计法的优点。 （五）系列的步进顺控指令 步进顺控编程的思想就是依据状态转移图，从初始步开始，首先编制各步的动作，再编制转换条件和转换目标。这样一步一步地将整个控制程序编制完毕。系列有两条专用于编制步进顺控程序的指令和。 ：
6、步进触点驱动指令。 指令表示取某步状态元件的常开触点与母线连接，如图所示。,上一页,下一页,返回,情境. 装配流水线控制系统设计、编程与调试（步进顺控编程法）,使用指令的触点称为步进触点。指令有主控含义，即指令后面的触点要用指令或指令。指令有自动将前级步复位的功能，即在状态转换成功的第个扫描周期自动将前级步复位。因此，使用指令编程时不考虑前级步的复位问题。 ：步进返回指令。 一系列指令的后面，在步进程序的结尾处必须使用指令，表示步进顺控功能（主控功能）结束，如图所示。 （六）步进梯形图和指令语句表编程 依据状态转移图，用步进顺控指令、编制的梯形图程序和指令表程序如图所示，需要注意以下几点：,上
7、一页,下一页,返回,情境. 装配流水线控制系统设计、编程与调试（步进顺控编程法）,（）先进行驱动动作处理，然后进行状态转移处理，不能颠倒。 （）驱动步进触点用指令，驱动动作用指令。若某一动作在连续的几步中都需要被驱动，则用指令。 （）接在指令后面的触点用指令，连续向下的状态转换用指令，否则用指令。 （）只执行活动步对应的电路块，因此，步进梯形图允许双线圈输出。 （）相邻两步的动作若不能同时被驱动，则需要安排相互制约的连锁环节。 （）步进顺控的结尾必须使用指令。,上一页,下一页,返回,情境. 装配流水线控制系统设计、编程与调试（步进顺控编程法）,（七）步进顺控程序的其他编制方式 步进顺控程序也可
8、以不用步进指令而用其他方式进行编制，如启保停电路方式、置位复位电路方式等，如图所示。这两种方式既可以用状态器直接表示步状态进行编程，也可以用辅助继电器代替状态器进行编程。需要注意的是，采用这两种方式编制程序时，一定要处理好前级步的复位问题，因为只有步进指令才能自动将前级步复位，其他指令没有这个功能。另外还要注意不要出现双线圈。 .启保停方式 采用启保停方式编制步进顺控程序时，要注意处理好每一步的自锁和前级步的复位问题，还要注意处理好双线圈的问题，如图（）所示。,上一页,下一页,返回,情境. 装配流水线控制系统设计、编程与调试（步进顺控编程法）,图中的每一步都用自身的常开触点自锁，用后续步的常闭
9、触点切断前级步的线圈让其复位，呈现“启保停” 方式。各步的驱动动作可以和状态器线圈并联。步的动作和步的动作都是驱动，为了不出现双线圈，将两步的常开触点并联后驱动。 .置位复位方式 采用置位复位方式编制步进顺控程序时，也要注意处理好前级步的复位问题和双线圈的输出问题，如图（）所示。图中的每一步都是先处理动作，再将前级步复位，最后用转移条件将后续步置位，所以称为“置位复位”方式。,上一页,下一页,返回,情境. 装配流水线控制系统设计、编程与调试（步进顺控编程法）,四、计划与实施 .分配地址 装配流水线控制系统的地址分配及功能如表所示。 .绘制接线图 根据分配的地址，绘制装配流水线控制系统的接线图，
10、如图所示。 .装配流水线控制系统的状态转移图（） 装配流水线控制系统的状态转移图如图所示。 .装配流水线控制系统的程序 装配流水线控制系统的程序如图所示。,上一页,下一页,返回,情境. 装配流水线控制系统设计、编程与调试（步进顺控编程法）,.接线并调试 （）检查实训设备中的器材及调试程序。 （）按照地址分配表或接线图完成与模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。 （）打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用通信编程电缆连接计算机串口与通信口，打开主机电源开关，下载程序至中，下载完毕后将的“”开关拨至“”状态。 （）闭合“启动”开关后，系统进入自动运
11、行状态，调试装配流水线控制程序并观察自动运行模式下的工作状态。,上一页,下一页,返回,情境. 装配流水线控制系统设计、编程与调试（步进顺控编程法）,（）断开“启动”开关后，观察系统响应情况。 五、检查与评估 装配流水线控制系统可以在型可编程序控制器综合实训装置实施，两人一组完成，具体评分见表。,上一页,返回,情境. 十字路口交通灯控制系统设计、编程与调试,一、用户需求 某企业接到一个十字路口交通灯控制系统设计任务，面板示意如图所示。十字路口分东、西、南、北个行车方向。正常情况下，通行方向（如南北方向） 车道上的车辆在交通路口的绿灯亮时通行（此时东西方向车道上红灯亮），延时一段时间后绿灯开始闪烁
12、，闪烁一段时间后绿灯灭、黄灯亮，此时未过线的车辆停止行驶，已过线的车辆继续行驶，延时一段时间后，黄灯灭、红灯亮（此时东西方向绿灯亮，此方向的车辆开始行驶）。 二、需求分析,下一页,返回,情境. 十字路口交通灯控制系统设计、编程与调试,该十字路口交通灯控制系统需要同时控制东西和南北两个通行方向的红、黄、绿三种灯的亮灭状态，这种结构被称为并行分支结构，可以采用并行分支结构的步进顺控编程方法来进行设计。 三、相关资讯 （一）并行分支结构 并行分支结构是指同时处理多个程序流程。如图所示，当步被激活成为活动步后，若转换条件成立就同时执行、三支程序。 为汇合状态，由、三个状态共同驱动，当这三个状态都成为活
13、动步且转换条件成立时，汇合转换成步。,上一页,下一页,返回,情境. 十字路口交通灯控制系统设计、编程与调试,（二）并行分支、汇合的编程 并行分支、汇合的编程原则是先集中处理分支转移情况，然后按从左到右的顺序处理各分支程序，最后集中处理汇合状态，步进梯形图如图所示。根据步进梯形图可以写出指令表程序。 （三）并行分支结构编程的注意事项 （）并行分支结构最多能实现个分支的汇合。 （）在并行分支、汇合处不允许有如图（） 所示的转移条件，而必须将其转化为如图（）所示的结构后再进行编程。,上一页,下一页,返回,情境. 十字路口交通灯控制系统设计、编程与调试,（四）流程跳转的程序编制 流程跳转分为单流程内的
14、跳转执行与单流程之间的跳转执行，如图所示。在编制指令表程序时，所有跳转均使用指令。图（）、（） 均为单流程内的跳转；图（）为一个单流程向另一个单流程的跳转；图（） 为复位跳转，是指当执行到终结时状态自动清零。编制指令表程序时，复位跳转用指令。 （五）正确的分支与汇合的组合及其编程 对于复杂的分支与汇合的组合，不允许上一个汇合还没完成就直接开始下一个分支。,上一页,下一页,返回,情境. 十字路口交通灯控制系统设计、编程与调试,若确实必要，需在上一个汇合完成到下一个分支开始之间加入虚拟状态，使其上一个汇合真正完成好以后再进入下一个分支。虚拟状态在这里没有实质性意义，只是从状态转移图的结构上具备合理性。 四、计划与实施 .分配地址 十字路口交通灯控制系统的地址分配及功能说明如表所示。 .绘制接线图 根据分配的地址，绘制十字路口交通灯控制系统的接线图，如图所示。,上一页,下一页,返回,情境. 十字路口交通灯控制系统设计、编程与调试,.设计十字路口交通灯控制系统的状态转移图 根据控制要求，绘制的状态转移图如图所示。按下启动按钮后，系统进入并行运行状态，南北方向车道绿灯亮、东西方向车道红灯亮，并且开始延时。后，南北方向绿灯开始闪烁（频率），共计，然后黄灯亮，再经后变为红灯（此时东西方向应变为绿灯）。东西方向通行后，灯的状态变化与南北方向相同，不再赘述。上述红、黄、绿三种灯的亮灭时间仅供参考，
