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1、可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术教学目标教学目标项目项目3双头钻床的双头钻床的PLC控制系统控制系统 知识目标：知识目标：1.掌握选择性分支、并行分支流程程序的用法2掌握设计选择性分支、并行分支流程状态转移图的基本方法和技巧。 能力目标：能力目标：1.会根据实际控制要求设计PLC的外围电路2.会用状态转移图设计选择性分支、并行性分支流程控制程序。可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术任务一：用步进指令设计电动机正反转的控制程序。通过任务一的学习，了解选择性分支流程状态转移图的编程方法和技巧。任务二自动交通灯的PLC控制。通过任务一的学习，了解并行性分支流程状态转移图的编程方法和技巧。
2、任务三双头钻床的PLC控制系统。通过任务三的学习，掌握混合分支程序的编程方法项目任务项目任务可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术存在多种工作顺序的状态流程图为分支、汇合流程图。分支流程可分为选择性分支和并行性分支两种。本节介绍分支、汇合流程的编程。一、选择性分支与汇合及其编程1选择性分支状态转移图的特点由两个及以上的分支流程组成的，但根据控制要求只能从中选择一个分支流程执行的程序，称为选择性流程程序。图2-3-1所示是具有2个支路的选择性流程程序，其特点如下： 相关理论知识可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术从2个流程中选择执行哪一个流程由转移条件X1、X4决定。分支转移条件X1、X4
3、不能同时接通，哪个接通，就执行哪条分支。当S21已动作时，一旦X0接通，程序就向S22转移，则S21复位。因此，即使以后X4接通，S24也不会动作。汇合状态S26可由S23，S25中任意一个驱动。图2-3-1选择性分支状态转移图可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术2选择性分支的编程选择性分支的编程与一般状态的编程一样，先进行驱动处理，然后进行转移处理，所有的转移处理按顺序执行，简称先驱动后转移。因此，首先对S21进行驱动处理(OUTY1)，然后按S22、S24的顺序进行转移处理。选择性分支的梯形图和指令表程序图2-3-2如下：可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术图2-3-2选择性分支的
4、编程可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术3选择性汇合的编程选择性汇合的编程是先进行汇合前状态的驱动处理，然后按顺序向汇合状态进行转移处理。因此，首先对第一分支(S22和S23)、第二分支(S24和S25)进行驱动处理，然后按S23、S25的顺序向S26转移。选择性汇合的梯形图和指令表程序如图2-3-3所示：可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术图2-3-3选择性汇合的编程可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术二、并行性分支与汇合及其编程1并行性分支状态转移图的特点由两个及以上的分支流程组成的，但必须同时执行各分支的程序，称为并行性流程程序。图2-3-4所示是具有2个支路的并行性状态转移
5、图，其特点如下。图2-3-4并行性流程程序的结构形式可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术（1）若S21已动作，则只要分支转移条件X1成立，2个流程(S22、S23；S24、S25)同时并列执行，没有先后之分。（2）当各流程的动作全部结束时(先执行完的流程要等待全部流程动作完成)，一旦X4为ON，则汇合状态S26动作，S23、S25全部复位。若其中一个流程没执行完，则S26就不可能动作。另外，并行性流程程序在同一时间可能有两个及两个以上的状态处于“激活”状态。可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术2并行性分支的编程并行性分支的编程与选择性分支的编程一样，先进行驱动处理，然后进行转移处理，所
6、有的转移处理按顺序执行。根据并行性分支的编程方法，首先对S21进行驱动处理(OUTY1)，然后按第一分支(S22、S23)，第二分支(S24、S25)的顺序进行转移处理。并行性分支的程序如图2-3-5下：可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术图2-3-5并行性分支的编程可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术3并行性汇合的编程并行性汇合的编程与选择性汇合的编程一样，也是先进行汇合前状态的驱动处理，然后按顺序向汇合状态进行转移处理。根据并行性汇合的编程方法，首先对S22、S23；S24、S25进行驱动处理，然后按S23、S25的顺序向S26转移。并行性汇合的程序如图2-3-6下：可编程控制器应
7、用技术可编程控制器应用技术图2-3-6并行性汇合的梯形图和指令表程序可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术4编程注意事项并行性流程的汇合最多能实现8个流程的汇合。换句话说，一个并行序列中的序列数不能超过8个。在并行性分支、汇合流程中，不允许有如图4-18(a)所示的转移条件，而必须将其转化为图4-18(b)后，再进行编程。可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术图2-3-7并行性分支、汇合流程的转化可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术任务一用步进指令设计电动机正反转的控制程序。其控制要求如下：按正转起动按钮SB1，电动机正转，按停止按钮，电动机被停止；按反转起动按钮SB2，电动机反转，按
8、停止按钮，电动机被停止；且热继电器具有保护功能。项目操作的内容与步骤项目操作的内容与步骤可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术1根据控制要求，其IO分配表为可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术2状态转移图根据控制要求，电动机的正反转控制是一个具有两个分支的选择性流程，分支转移的条件是正转起动按钮Xl和反转起动按钮X2，汇合的条件是热继电器X3或停止按钮X0，而初始状态S0可由初始脉冲M8002来驱动。其状态转移图如图2-3-8(a)所示。可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术根据图2-3-8(a)所示的状态转移图，其指令表如图2-3-8(b)所示。（a）状态转移图（b）指令表图2-3-
9、8电动机正反转控制的状态转移图和指令表可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术3系统调试其系统调试与工作任务一项目6相同。任务二自动交通灯的PLC控制。设计一个用PLC控制的十字路口交通灯的控制系统。其控制要求如下：自动运行时，按一下起动按钮，信号灯系统按图2-3-9所示要求开始工作(绿灯闪烁的周期为；按一下停止按钮，所有信号灯都熄灭；图2-3-9交通灯自动运行的动作要求可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术1I0分配根据控制要求，分配I/O点并画出I/O接线图。其IO分配表如表2-3-2所示。I/O端口接线图如图2-3-10表2-3-2交通灯控制系统I/O分配表可编程控制器应用技术可编程控
10、制器应用技术 图2-3-10I/O接线图可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术2程序方案设计根据交通灯的控制要求，可画出其控制时序图，如图2-3-11所示。再根据控制时序图可知，东西方向和南北方向信号灯的动作过程可以看成是两个独立的顺序控制过程，可以采用并行性分支与汇合的编程方法，是一个典型的并行性流程控制程序，其状态转移图如图2-3-12所示。可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术 图2-3-11交通灯控制时序图可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术图2-3-12交通灯控制的状态转移图可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术4系统调试(1)输入程序。按图2-3-12所示状态转移图正确输
11、入程序。（2）静态调试。按图所示的系统接线图正确连接好输入设备，进行PLC的拟静态调试，观察PLC的输出指示灯是否按要求指示，否则，检查并修改程序，直至指示正确。(3)动态调试。按图2-3-11所示的系统接线图正确连接好输出设备，进行系统的动态调试，观察交通灯能否按控制要求动作，否则，检查线路或修改程序，直至交通灯按控制要求动作。可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术任务三：双头钻床的PLC控制系统某专用钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔（见图2-3-13（a）,操作人员放好工件后，按下启动按钮X0，Y0变为ON，工件被夹紧，夹紧后压力继电器X1为ON，Y1和Y3使两只钻头同时开始向下
12、给进。大钻到由限位开关X2设定的深度时，Y2使它上升，升到由限位开关X3设定的起始位置时停止上行。小钻头钻到由限位开关X4设定的深度时，Y4使它上升，升到由限位开关X5设定的起始位置时停止上行，同时设定值为3的计数器C0的当前值加1.两个都到位后，Y5使工件旋转120，旋转到位时X6为ON，旋转结束后又开始钻第二对孔，3对孔都钻完后，计数器的当前值等于设定值3，转换条件C0满足。Y6使工件松开，松开到位时，限位开关X7为ON，系统返回初始状态。可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术1根据控制要求，分配输入输出端口，并画出I/O接线图。I/O接线图见图2-3-14所示。表2-9输入输出端口分配
13、可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术2.程序方案设计根据控制要求，首先进行功能分析：（1）按下启动按钮夹具将工件夹紧，大小钻头下行开始钻孔，两个分支同时进行。（2）由于钻孔完成时间不等，要等到两个钻头都提升后才能进行下一个钻孔。（3）每钻完一对孔，系统要计数，统计是否已钻完6个孔，如完成则松开工件回到初始状态S0，否则工件要旋转120后继续下一对钻孔。（4）重复第二步（2）。可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术根据以上分析，设计状态转移图，如图2-3-13（b）图所示。（a）动作示意图（b）状态转移图图2-3-13组合钻床的状态转移图可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术3、程序调试
14、首先将图2-3-13状态转移图转换成梯形图，如图2-3-14所示。图2-3-14组合钻床的梯形图可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术写出针对图2-3-14所示梯形图所对应的STL指令。先在模拟软件上输入代码，看与自己设计的梯形图是否一致，如果不一致进行编辑调试，调试完成后，连接好输入、输出连线，最后将指令传输到PLC中。可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术1比较一下选择性流程和并行性流程的异同。2请用单流程设计该自动交通灯控制系统程序。3描述该交通灯的动作情况，并与实际的交通灯进行比较，在此基础上设计一个功能更完善的控制程序。项目总结与思考项目总结与思考可编程控制器应用技术可编程控制器
15、应用技术1、有一并行分支状态转移图如图2-3-15所示。请画出其梯形图并对其进行编程。 图2-3-15 并行分支状态转移图项目练习项目练习可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术2、某组合机床有两个动力头，它们的动作由液压电磁阀控制，工作时需要同时完成两套运动，其动作过程及其对应执行元件的状态如图2-3-16所示，图中SQ0SQ5为行程开关，YV1YV7为液压电磁阀。控制要求：当动力头在原位时（SQ0处），按下起动按钮，两动力头同时起动，分别执行各自的动作。当号动力头到达SQ5且号动力头到达SQ处时，两动力头同时转入快退。两动力头退回原位后，继续重复上一次的动作。请画出其顺序功能图、梯形图并对其进行编程。可编程控制器应用技术可编程控制器应用技术图2-3-16组合机床工作示意图
