可编程控制器应用（第三版）教学课件模块4-3：典型的工业控制应用.ppt

模块4-3：PLC在工业控制中的典型应用教学内容：分析在工业控制过程中的基本思路、基本方法、逻辑思维和解决问题的应用技巧。重点：分析和讲解按钮人行横道交通灯控制和机械手控制两个系统的设计方法、设计步骤、设计理念在工业控制过程中的具体应用。难点：工作过程、控制条件与选用指令三者之间的逻辑关系的对接。课时：2学时1、按钮人行横道交通灯控制PLC在工业控制中应用极为广泛，教材仅介绍按钮人行横道交通灯控制和机械手控制两个系统在工业控制中的具体应用，让大家了解和初步掌握基本的设计方法、设计步聚、控制条件及其指令选取。1、按钮人行横道交通灯控制1）项目分析在公路正常运行过程中只需要纵向行使的交通系统，但现实生活也需要考虑人行横道的控制。在这种情况下，根据过街行人需用，人行横道通常用按钮进行启动，提示过往车辆停车让行。为了便于分析交通情况，设计控制程序，假定东西方向是车道，南北方向是人行横道。1、按钮人行横道交通灯控制在上述假定条件下，正常运行是保证车道上车辆行驶，若行人需要过交通路口时，先按下过道按钮，等到绿灯亮时，此时东西方向车道上红灯亮，行人既可通过，如图1所示。延时一段时间后恢复原状态(人行横道的红灯亮，车道上的绿灯亮)。车道和人行横道两个流程同时进行控制，这是一个并行分支结构的控制，故选用并行分支与汇合的状态转移图和梯形图进行程序编写。扩展知识：也可选复杂流程及跳转流程的编制程序。1、按钮人行横道交通灯控制2）绘制按钮人行横道工作时序图，如图2所示。3）选并行分支结构的步进顺控设计（即指同时处理多个程序流程）状态转移图，如图3所示：S20：分支状态寄存器，S21、S31、S41：同时执行并行分支状态。S50为汇合状态。由S22、S32、S42三个并行状态共同驱动1、按钮人行横道交通灯控制4）用并行性分支、汇合结构进行编程编程原则：先集中处理分支转移情况，再依顺序进行各分支程序处理，最后集中处理汇合状态。S20、S50为根据前后控制要求不同，联待激活点。1、按钮人行横道交通灯控制应用并行性分支结构编程时，注意事项：并行分支结构的汇合分支最多是8个分支的汇合。在并行分支与汇合处不允许各分支有转换控制条件，如图4（a）的转移条件，必须将其转化到汇合后的控制方向线上，如图4（b）后，再进行编程。1、按钮人行横道交通灯控制5）项目设计过程：选择输入输出设备，分配I/O地址，绘制I/O接线图，如图5所示。1、按钮人行横道交通灯控制6）编制按钮人行道信号灯的SFC图1、按钮人行横道交通灯控制7）编制示范项目的梯形图程序。1、按钮人行横道交通灯控制8）写出示范项目的指令程序表1、按钮人行横道交通灯控制9）程序调试：按照输入输出接线图接好各信号线，输入程序并运行，观察结果，直至满足要求。1、按钮人行横道交通灯控制能力拓展：若人行道上的绿灯不是闪烁5s而是准确闪烁5次，怎样设计？（提示：改变C0和T4的值）1、按钮人行横道交通灯控制若要求设计为既能单周期工作又能连续工作，如何改进？1、按钮人行横道交通灯控制1、按钮人行横道交通灯控制交通灯白天工作控制设计十字路口交通信号灯白天正常工作的自动控制程序。信号灯分东西和南北两组，分别有“红”“黄”“绿”三种颜色，按下启动按扭开始工作，按下停止按扭停止工作。白天正常工作的时序图如下：例2：机械手控制系统分析一、机械结构和运动过程：如图4-29所示为某传送工件的机械手动作示意图，主要完成工件从左工作台搬运到右工作台。机械手所有动作均由液压驱动，即上升和下降、右移和左移由双线圈二位电磁阀控制，如当下降电磁阀通电时，机械手下降；下降电磁阀断电时，机械手停止下降，且保持现有动作状态；当上升电磁阀通电时，机械手才上升。同理，当右移电磁阀通电时，机械手右移，右移电磁阀断电时，机械手停止右移。机械手夹紧和放松用一个单线圈二位电磁阀来控制，线圈通电时夹紧，线圈断电后放松。例2：机械手控制系统分析规定：当右工作台上无工件时，允许机械手在右边下降，机械手初始位置停止在左边原位，如图4-30所示。当按下启动按钮后，机械手依次完成“下降→夹紧→上升→右移→再下降→放松→再上升→左移”回原位等八个动作，形成一个动作周期。该系统设有上、下、左、右四个限位控制开关，用于检测机械手在上、下、左、右是否运动到位。一个检测右工作台上有无工件的光电开关。夹紧、放松动作转换由时间来控制。例2：机械手控制系统分析二、控制要求：机械手控制设计：手动操作和自动操作，自动操作又设计有单步、单周期和连续运行三种。1、手动操作：用于维修操作。即用按钮对机械手的每一种动作进行单独控制。例如：按“上升”按钮，机械手上升；按“左移”按钮