资源简介

(共27张PPT)
项目四
工序流程设计的PLC控制
任务三
PART THREE
并进分支流程模拟人行横道交通灯系统的PLC控制
（1）了解并进分支流程模拟人行横道交通灯系统的PLC控制工序。
（2）能正确处理并进分支流程模拟人行横道交通灯系统的分支状态和汇合状态，并学会将其状态转移图和步进梯形图进行互换。
（3）具备应用步进指令设计分析并进分支流程模拟人行横道交通灯系统功能状态图、步进梯形图的能力，对其线路能正确接线安装、程序录入、监控、调试及运行。
（4）通过积极动手—尝试体验—拓展延伸的过程，培养学生协作、沟通、自学、善思的良好工作习惯和品质，增强就业意识。
任务目标
（1）学习并进分支流程中分支状态和汇合状态的处理。
（2）学会步进指令在并进分支流程模拟人行横道交通灯系统的PLC控制中的应用，根据其控制要求绘制I/O分配表。
（3）绘制PLC接线图并进行硬件连接。
（4）按要求编制PLC程序。
（5）经指导教师初检后，通电检验并调试。
任务清单分析
在顺序控制中，经常需要按不同条件转向不同的方向，也就是说在控制过程中，可能具有两个以上的顺序动作过程，其状态流程图也具有两个以上的状态转移分支，这样的控制过程称为多流程顺序控制。而在多流程顺序控制中若有多条路径，且必须同时执行，则这种分支的流程称为并进分支流程。在各条路径都执行后，才会继续往下执行指令，这种有等待功能的控制系统称为并进汇合分支流程控制系统。可以借助多媒体演示模拟人行横道交通灯系统控制动作。并进分支流程模拟人行横道交通灯的PLC控制系统如图4-23所示。
任务提出
图4-23并进分支流程模拟人行横道交通灯的PLC控制系统
并进分支与汇合流程是指在多流程顺序控制中若有多条路径，且必须同时执行，并进分支与汇合允许同时执行多条单独分支流程，并且要等到所有单独分支流程执行完毕后才能转移到下一个状态。
一、并进分支流程SFC图的动作特点及其处理注意事项
1.并进分支流程SFC图的动作特点
如图4-24所示，当S0执行后，若X1有效，则S20和S21同时执行。当S22及S23都已执行后，若X4有效，则脱离S22和S23而跳到S24执行，程序结束。当左边路径已执行到S22，而右边路径尚停留在S21时，此时即使X4有效，也不会跳到S24执行。
知识链接
图4-24并进分支流程图
2.处理并进分支流程图的注意事项
（1）图4-25所示的流程都是可能的程序。B流程没有问题，但A流程在并进汇合处有等待动作的状态，务必注意。
（2）图4-26（a）所示在并进分支与汇合点处不允许符号*或符号※的转移条件，应按图4-26(b)修改。
知识链接
图4-25并进分支与汇合流程图
图4-26并进分支与汇合处理
二、并进分支与汇合的编程方法
并进分支与汇合和选择分支与汇合不同的是，并进分支与汇合允许同时执行多条单独分支流程，并且要等到所有单独分支流程执行完毕后才能转移到下一个状态。并进分支与汇合状态流程图与对应的梯形图如图4-27所示。
知识链接
图4-27并进分支与汇合状态流程图与对应的梯形图
通过多媒体动画演示，引导学生对并进分支流程模拟人行横道交通灯的PLC控制系统有新的较全面认识。
（1）控制要求。人行横道交通灯时序图如图4-28所示。当未按下按钮SB1或SB2时，人行横道红灯和车道绿灯亮；当按下按钮SB1或SB2时，人行横道指示灯和车道指示灯（按图4?23所示的示意图亮灯）同时开始运行，是具有两个分支的并行流程。
任务实施
图4-28人行横道交通灯时序图
任务实施
具体控制要求如下。
①人行横道交通灯初始状态：车道信号为绿灯，人行横道信号为红灯。
②按人行横道按钮SB1或SB2，车道为绿灯，人行横道为红灯。
③30 s后车道为黄灯，人行横道仍为红灯。
④再过10 s后车道变为红灯，人行横道仍为红灯，5 s后人行横道变为绿灯。
⑤15 s后人行横道绿灯开始闪烁。
⑥当循环达到5次时，人行横道变为红灯，其间车道仍为红灯，5 s后回到初始状态，完成一个周期的动作。
⑦在状态转移过程中，即使按动人行横道按钮SB1或SB2也无效。
任务实施
（2）并进分支流程模拟人行横道交通灯的PLC控制系统分析。
①本系统的人行横道指示灯和车道指示灯是同时开始运行的，是具有两个分支的并行流程，因此使用并进分支流程来控制。
②PLC从STOP变为RUN时，初始状态S0动作，车道信号为绿灯，人行横道信号为红灯。
③按人行横道按钮SB1或SB2后，两车道交通灯循环5次动作时，人行横道变为红灯，其间车道仍为红灯，待5 s后回到初始状态，完成一个周期的动作。
④模拟人行横道交通灯的PLC控制系统在状态转移过程中，即使按动人行横道按钮SB1或SB2也无效。
任务实施
（3）绘制I/O分配表。在教师指导下，根据时序图分析控制要求（最好事先实地观察模拟人行横道交通灯系统的工作情况），正确分配PLC的输入输出端口，并填入表4-5中。
任务实施
（4）绘制并进分支流程模拟人行横道交通灯的PLC控制系统的接线图，如图4-29所示。
（5）按系统流程分析后绘制人行横道交通灯的PLC控制功能流程图，如图4-30所示。
图4-29人行横道交通灯PLC控制系统的接线图
图4-30人行横道交通灯PLC控制系统的功能流程图
任务实施
（6）根据功能流程图写出指令语句，如图4-31所示。
（7）根据I/O分配表进行PLC外部连接，教师巡回指导学生正确使用GX编程软件上机编程。
（8）调试并运行程序。
图4-31人行横道交通灯PLC控制系统的指令语句
模拟人行横道交通灯的PLC控制系统任务测评标准见表4-6。
能力评测
设计一个用于人行横道的按钮式交通灯管理的PLC控制系统。
1.系统控制要求
（1）正常情况下，汽车通行，即汽车道绿灯亮，人行横道红灯亮。
（2）当行人想过马路时，按下按钮SB0,继续保持汽车道绿灯亮，人行横道红灯亮，过30 s后，汽车道交通灯由绿变黄，黄灯亮10 s后，红灯亮。
（3）过5 s后人行横道的绿灯亮，过15 s后，绿灯以0.5 s间隔开始闪烁，设定值为5次，闪5次后，人行横道红灯亮。
（4）过5 s后，汽车道绿灯亮，恢复正常。
巩固与练习
2.具体操作要求
(1)编写I/O分配表。
(2)画出人行横道与车道红绿灯控制时序图。
(3)画出PLC接线图。
(4)根据控制要求编写PLC控制程序。
(5)根据控制要求接线。
(6)系统调试。
巩固与练习
1.PLC步进状态结构主要有哪几种类型？如何定义的？
2.FX2N的状态继电器S常用于什么场合的编程？
3.FX2N的步进专用指令有哪两个？含义分别是什么？
4.状态转移图（SFC）中，初始步一般用什么状态继电器？普通步一般用什么状态继电器？
5.状态转移图（SFC）中，双框用在什么步？单框用在什么步？
6.状态转移图（SFC）中，普通步的步号设置规则是什么？
7.状态转移图（SFC）中，RET指令的含义是什么？若需要插入非步进梯形图程序，应在哪里插入？
思考与习题
思考与习题
8.如图4-32所示状态转移图，写出对应的指令。
9.分别试用步进指令和基本指令两种方法设计一个双速电机驱动的工作台PLC控制程序，要求能够完成如图4-33所示的控制要求，分别画出I/O接口图、状态转移图、梯形图，并写出指令。
图4-32题8图
图4-33题9图
10.根据图4-34所示梯形图画出对应的流程图。
11.根据以下的PLC指令，写出对应的梯形图。
思考与习题
图4-34题10图
题11指令
12.根据下列工艺过程设计PLC控制程序。如图4-35所示，动力头从原点（X2处）出发，完成加工任务后回到原点停下，即单周期运行。要求画出I/O接口图、状态转移图和梯形图，并写出指令。
13.分析图4-36所示流程图，并将此图转变为PLC梯形图，然后写出对应的指令。
思考与习题
图4-35题12图
图4-36题13图
14.根据以下的PLC指令，写出对应的梯形图。
15.根据下列工艺过程设计某深孔钻的PLC控制程序。如图4?37所示，钻头从原点（X1处）出发，完成加工任务后回到原点停下，即单周期运行。要求画出I/O接口图、状态转移图和梯形图，并写出指令。
思考与习题
图4-37题15图
16.人行横道交通灯程序设计。本题只考虑人行横道交通灯的程序设计。
某人行横道两端设有红、绿各两盏信号灯，如图4-38所示。平时红灯亮，路边设有按钮，行人要过马路时按下此按钮。按动按钮4 s后红灯灭，绿灯亮；绿灯亮30 s后，闪烁4次（0.5 s亮，0.5 s灭）后熄灭，红灯亮。若再有人按此按钮，则重复上述过程。从按下按钮后到下一次红灯亮之前这段时间内，按钮不起作用。
思考与习题
图4-38题16图
17.如图4-39所示为一辆自动控制小车运动的示意图。设小车在最左端（X001闭合），当按下起动按钮时（X000闭合），小车自动循环工作。若按下停止按钮（X005），小车停止运行。画出功能状态图和梯形图，并写出指令。
思考与习题
图4-39题17图
18.某冷加工自动线有一个钻孔动力头，该动力头的加工过程示意如图4-40所示。控制要求如下。
（1）动力头在原位，并加起动信号，这时接通电磁阀YV1，动力头快进。
（2）动力头碰到限位开关SQ1后，接通电磁阀YV1和YV2，动力头由快进转为工进，同时动力头电机转动（由KM1控制）。
（3）动力头碰到限位开关SQ2后，开始延时3 s。
（4）延时时间到，接通电磁阀YV3，动力头快退。
（5）动力头回到原位即停止。
思考与习题
图4-40题18图
按要求完成I/O分配表（见表4-7）、梯形图和指令表。
表4-7题18的I/O分配表
思考与习题
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2020

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