维修电工高级强化训练教案1214解析.docx
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维修电工高级强化训练教案1214解析
广西石化高级技工学校
课堂教案(实习)
任课教师:
杨明李军科目:
《维修电工高级强化训练》授课班级:
09机电1班
授课时间:
2013年5月6-24日(第12-14周星期一~五第1-7节)
章节内容
《维修电工高级强化训练》
教学
目标
1、PLC高级指令的训练;
2、PLC改造经典继电控制线路(特别是正反转带能耗、星三角带能耗,双速);
3、按照给出的继电控制线路图,用PLC完成改造;
4、讲课训练;
5、理论试卷测验及讲解。
教学重点
1、PLC高级指令的训练;
2、PLC改造经典继电控制线路(特别是正反转带能耗、星三角带能耗,双速);
3、按照给出的继电控制线路图,用PLC完成改造;
4、讲课训练;5、理论试卷测验及讲解。
教学难点
1、PLC高级指令的训练
2、PLC改造经典继电控制线路(特别是正反转带能耗、星三角带能耗,双速)
3、按照给出的继电控制线路图,用PLC完成改造;4、理论试卷测验及讲解.
教具
多媒体投影机、电脑、万用表等
教学过程
时间分配
教学内容和教学组织管理
教学方法与手段
2
分钟
5
分钟
(一)、[组织教学]
1、检查上课前的准备情况及学生精神状态,检查学生人数、穿着情况和出勤情况。
2、强调安全问题。
Ⅱ[引入新课]
(二)、引入新课
对于如今先进的科技,我们所能接触到的有单片机、另外一个就是PLC,比如说是PLC控制的工业流水线、电梯等等。
(三)、新课讲解
多媒体、板书
配合
教学过程
时间
分配
教学内容及教学组织管理
教学方法
与手段
一、PLC高级指令的训练
《一》状态转移图
用梯形图或指令表方式编程固然广为电气技术人员接受,但对于一个复杂的控制系统,尤其是顺序控制系统,由于内部的联锁、互动关系极其复杂,其梯形图往往长达数百行。
另外,在梯形图上如果不加注释,这种梯形图的可读性也会大大降低。
为了解决这个问题,近年来,许多新生产的PLC在梯形图语言之外加上了符合IEC1131—3标准的SFC(SequentialFunctionChart)语言,用于编制复杂的顺控程序。
IEC1131—3中定义的SFC语言是一种通用的流程图语言。
三菱的小型PLC在基本逻辑指令之外增加了两条简单的步进顺控指令(STL,意为StepLadder;RET,意为返回),同时辅之以大量状态元件,就可以使用状态转移图方式编程。
1.状态的功能
称为“状态”的软元件是构成状态转移图的基本元素。
FX2N共有1000个状态元件,其分类、编号、数量及用途如表1所示。
表1FX2N的状态元件
类别
元件编号
个数
用途及特点
初始状态
S0~S9
10
用作状态转移图的起始状态
返回状态
S10~S19
10
用作返回原点的状态
通用状态
S20~S499
480
用作SFC的中间状态
掉电保持状态
S500~S899
400
具有停电保持功能,停电恢复后需继续执行的场合,可用这些状态元件
信号报警状态
S900~S999
100
用作故障诊断或报警元的状态
《二》、状态转移图的建立
1、状态转移图的构成
状态转移图表达的控制意图——也称顺序功能图(SFC图)。
它将一个复杂的顺序控制过程分解为若干个状态,每个状态具有不同的动作,状态与状态之间由转移条件分隔,互不影响。
当相邻两状态之间的转移条件得到满足时,就实现转移,即上面状态的动作结束而下一次状态的动作开始。
状态元件(或称状态器)——是构成状态转移图的基本元素,是PLC的软元件之一。
FX2N系列PLC有1000个状态元件,符号为S。
状态转移图的构成——如图10-1所示。
程序开始,应进行初始的启动,使S0有效,相应执行RSTY1语句;当转换条件X0动作(为ON),状态由S0转移到S20,Y0、Y1接通,S0状态自动切断;当转换条件X1动作,状态由S20转移到S21,Y0断开,Y2接通;当转换条件X2动作,S21状态转移到下面状态……。
在状态转移图构成时,应注意几点:
(1)转移元件序号从小到大,不能颠倒,但可缺号;
(2)状态结束由顺控程序转移后自动复位;
(3)某状态激活后,其后梯形图输出驱动分支次序为:
先直接驱动,再条件驱动,最后为转移条件驱动;
(4)在某个状态内如采用OUT输出指令,当状态转移后,停止执行,但采用SET指令时,当状态转移后,继续执行,直到遇RST指令,停止执行;
(5)可存在双线圈,即在不同状态下,对同一元件,多次执行OUT指令,如在不同状态下,多次出现OUTY0等。
2、步进指令简述
状态转移图建立后,需转换为梯形图或指令表才能输入PLC进行运行,在FX2N系列PLC中存在专门构建状态转移图的步进指令。
如下介绍。
STL指令:
步进开始指令。
从主母线上引出状态接点,建立子母线,激活某个状态。
其后用LD、LDI指令连接。
操作元件:
S,占1程序步。
RET指令:
步进结束指令。
步进顺控程序执行完毕,返回主母线。
占1程序步。
在每条步进指令后面,不必都加一条RET指令,只需一系列步进指令的最后接一条RET指令,但必须有RET指令。
例10-1步进指令应用,请读者输入图10-2程序,并依次按下X0、X1、X2,观察Y0、Y1的变化。
步进指令应用说明:
如图10-2所示,PLC开始运行时,M8002闭合瞬间,将S0置位,立即执行S0状态内的指令:
复位Y1,当转移条件X0动作(为ON),状态由S0转移到S20,S0状态自动复位,同时,接通Y0、置位Y1;当转移条件X1动作,S20状态转移S21状态,S20状态自动复位,Y0断开,Y1继续保持得电,同时,接通Y2;当转移条件X2满足时,用OUTS0接通S0(也可以用SETS0),程序又返回S0状态,如此重复执行。
要注意的是,步进触点之后的程序块中不允许使用主控MC/MCR指令。
注意:
采用软件编程时,所出现的梯形图画面与图10-2(b)所示的梯形图略有不同,希望读者注意。
状态转移图转换为梯形图和语句表是状态编程法的基本保证,如果转换错误,则原来状态转移图所表达的程序意图就达不到要求或造成程序出错。
但转换过程并不难,记住一些规则,关注如何进入初始状态;状态接点后为子母线,其后用LD、LDI指令连接;如何表达转移条件;最后如何进行转移;RET不应漏等。
3、状态编程法的基本应用
转轴旋转控制系统,结构示意如图10-3,控制要求如下:
某转轴由电机带动旋转。
起动后,正转到“正转小”(SQ1)位置逆转;到“逆转小”(SQ2)位置时再正转;转到“正转大”(SQ3)位置后再逆转,到“逆转大”(SQ4)位置后停止,返回中心位置。
等待再起动。
I/O设置:
起停按钮SB—X0;SQ1—X1;SQ2—X2;SQ3—X3;SQ4—X4。
正转KM1—Y0;反转KM2—Y1。
转轴旋转控制系统状态转移图、梯形图和指令表如图10-4所示。
建立状态转移图首先是分清每步工序,即每个状态应完成什么工作;然后是确定转移条件;再是转移方向。
上述三个因素能确定下来,状态转移图就基本完成,程序也编好了。
本例中,电机正转反转就是各状态应完成的工作;转移条件是各位置的限位开关;转移方向是选择正转还是反转,最后回到初始状态。
《二》实训
1.状态转移图转换为梯形图和指令表练习
状态转移图转换为梯形图和指令表是状态编程法的基本技能,必须熟练掌握。
读者可对图10-2、图10-4、图10-5的状态转移图进行梯形图和指令表的转换,可结合程序输入、程序调试的练习,应用编程软件或手持编程器的监控功能观察程序运行和状态转移情况,掌握状态转移图的功能习性。
2.机械动力头的自动控制系统
(1)控制要求:
将箱体移动式机械动力头安装在滑座上,由两台三相异步电动机作动力源:
快速电动机M2通过丝杆进给装置实现箱体快速向前(KM2)或向后(KM3)移动,快速电动机端部装有制动电磁铁;主电动机M1(KM1)带动主轴旋转,同时通过电磁离合器、进给机构实现一次或二次进给运动。
控制要求参见图10-6。
①当工作台在原始位置D时,按下循环启动按钮SB1,KM2得电快速电动机M2通过丝杆进给装置实现箱体快速向前,工作台快进。
②当工作台快进到达A点时,行程开关SQ2压合,KM1得电,主电动机M1带动主轴旋转,同时通过电磁离合器、进给机构实现一工进,进行切削加工。
③当工作台工进到达B点时,SQ3动作,一工进结束,工作台开始二工进。
④当工作台到达C点时,行程开关SQ4压合,主电动机M1停止,工作台二工进结束,快速电动机M2通过丝杆进给装置实现箱体快速向后,工作台快退。
⑤工作台退到终点(SQ1)或返回原点后,KM3失电,工作台快退结束,完成一次循环。
工作台连续循环与单次循环可按SB2自锁按钮进行选择,当SB2为“0”时工作台连续循环,当SB2为“1”时工作台单次循环。
3.方法及步骤
(1)列出I/O分配表和I/O外部接线图:
①I/O分配表
输入信号
输出信号
名称
代号
输入编号
名称
代号
输出编号
启动按钮
SB1
X0
M1接触器
KM1
Y0
选择按钮
SB2
X1
M2向前接触器
KM2
Y1
限位开关
SQ1
X2
M2向后接触器
KM3
Y2
限位开关
SQ2
X3
一工进电磁阀
YV1
Y3
限位开关
SQ3
X4
二工进电磁阀
YV2
Y4
限位开关
SQ4
X5
2I/O外部接线图如图12-7所示。
(2)程序设计参考状态转移图和梯形图
如图10-8所示。
指令表由读者自行转换。
本例中,电机M1和M2正反转以及电磁阀YV1和YV2就是各状态应完成的工作;转移条件是各位置的限位开关;转移方向是选择快进退还是工进,最后选择是单次循环还是连续循环。
程序说明:
PLC通电运行,进入S0状态,当工作台在原点时,SQ1为ON,按SB1启动,进入S20状态,S0状态关闭,KM2为ON,工作台快进;当碰限位开关SQ2(X3为ON),工作台到A点,S20状态关闭,KM2为OFF,工作台快进结束,进入S21状态,KM1为ON,YV1亦为ON,工作台一工进;工作台到B点(碰限位开关SQ3,X4为ON),S21状态关闭,工作台一工进结束,进入S22状态,KM1仍为ON,YV2为ON,工作台二工进;工作台到C点(碰限位开关SQ4,X5为ON),S22状态关闭,工作台工进结束,进入S23状态,KM3为ON,工作台快退,当工作台退碰限位开关SQ1(X2又为ON)时,小车又到原点,如果SB2为OFF,又进入S20状态,重复上述循环。
如果SB2为ON,进入S0状态,循环停止。
(3)输入程序,并调试
①首先,将图12-8的状态转移图或梯形图(自己编制的状态转移图或梯形图)转变为指令表程序,然后输入计算机及PLC(也可用手持编程器)。
②运行PLC,进行程序调试,观察PLC输出是否符合控制要求。
如有仿真对象,则启动仿真软件,进行调试。
③按照I/O图以及主电路,进行接线调试,观察控制系统是否能满足要求。
4.系统优化
(1)问题的提出:
①快速电动机可进行点动调整,但在工作进给时无效。
②设紧急停止按钮。
当遇紧急情况时,按下急停按钮,系统马上停止运行。
(2)问题解决提示:
①先设置快速电动机点动正转调整按钮SB3为X6,反转调整按钮SB4为X7;设置工作方式选择开关QS1为X10。
当QS1为OFF,系统为工作进给;当QS1
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- 维修 电工 高级 强化 训练 教案 1214 解析