项目一：液体搅拌器装置的自动控制设计.doc

湖北三峡职业技术学院机电系 子项目2电磁阀与搅拌电机的顺序起动控制 项目一液体搅拌器自动控制设计项目一：液体搅拌器装置的自动控制设计子项目2: 电磁阀与搅拌电机的顺序起动控制教学目的：在实际控制情景中，应用新学习的PLC编程元件（定时器T）编制电磁阀与搅拌电机的顺序起动控制程序，继续感受和体会PLC控制设计的一般工作流程。熟练PLC现场程序调试方法，掌握定时器的功能特点和编程应用。过程与方法：通过教师与学生的互动合作完成示范项目（三相异步电机的Y/降压起动控制）的设计和调试；通过教师的点拨、指导答疑和学生的思考设计、现场调试，完成实训项目（电磁阀与搅拌电机的顺序起动控制）的设计和调试。继续感受和体会PLC控制设计的一般工作流程，熟练PLC现场程序调试方法，掌握定时器的编程应用。涉及到的新知识通过课程网络平台提供，学生提前下载，自主学习，教师只对重点内容进行讲解。教学重点：1. 熟练PLC控制设计的一般工作流程。2. 掌握FX系列PLC定时器的功能特点、地址编号和编程应用。3. 熟练掌握编程软件的使用和现场程序调试方法，养成规范操作习惯。教学难点：自复位电路、积算定时器的理解和编程应用。教学方法：示范引导、项目实训教学时间：4课时【项目解说】项目要求 “按下起动按钮，电磁阀X1接通，阀门打开，注入液体A，5s后阀门X1关闭，X2打开注入液体B；再经过3s阀门X2关闭，搅拌电机开始工作”。从这些要求看出，电磁阀X1、X2与搅拌电机的在起动控制上有先后顺序要求和时间间隔要求。这需要用到PLC的编程元件定时器。【涉及到的新知识】 PLC的编程元件（定时器T）、基本编程指令MPS/MRD/MPP、ANB/ORB等，提前告之，学生自主预习。一、 示范项目：三相异步电机的Y/降压起动控制1. 项目要求及说明在以前常规的继电器控制电路中，对于大功率的电机的启动我们经常应用Y-降压启动，应用延时继电器来控制从Y连接转换为连接的时间，现在采用PLC来完成控制任务。要求：按下起动按钮，电机Y形连接起动，30s后转换成运行。2. 项目分析：继电器控制的原理图如下：按下起动按钮，接触器KM1线圈得电并自锁，KMY和KT线圈也得电，电机呈Y形连接降压起动； KT延时30s到（此时电机已达到规定转速），KT的延时触点将KMY线圈回路切断，接通KM线圈回路，电机转换成形连接进入全压运行状态。此时KM的互锁触点切断KT线圈回路。按下停止按钮，KM1及KM断电，主触点断开，电机停止。很明显需要用到PLC的定时功能。【知识准备1】 定时器(T)-FX系列PLC的编程元件1. 功能：用于定时操作，起延时接通和断开电路的作用。2. 结构：线圈、内部触点、设定值寄存器(字)、当前值寄存器(字)。3. 定时实质：通过对内部时钟脉冲进行计数来完成定时。常用时钟脉冲有：1ms、10 ms、100ms三种，能实现精确定时4. 设定值：等于计时脉冲的个数。用常数K设定（132767）。5. 定时器地址编号：字母（十进制）地址编号6. 原理：当驱动线圈的信号接通时，当前值开始计时，达到设定值时，输出触点动作；驱动线圈的信号断开或发生停电时，通用定时器(T0T245)复位，输出触点跟着复位。3. PLC控制项目设计过程【动动手1】 选择输入输出设备，分配输入/输出地址X3-SB1停止按钮与FR常闭串联, X4-SB2起动按钮；Y3-KM1电源接触器， Y1-KMY（Y连接接触器），Y2-KM（连接接触器）；【动动手2】 画出PLC的I/O接线图【讨论】FR常闭触点的连接有何特点？【动动手3】编制电机Y/降压起动的梯形图程序根据继电器接触器电气原理图，可得出PLC的软件程序如下：如何编制指令表程序？【知识准备2】FX系列PLC的基本指令1. ANB 与块指令功能：串联一个并联电路块，无操作元件。2. ORB 或块指令功能：并联一个串联电路块，无操作元件。3. 多重输出指令（堆栈操作指令）MPS/MRD/MPPPLC中有11个堆栈存储器，用于存储中间结果。堆栈存储器的操作规则：先进栈的后出栈，后进栈的先出栈。MPS进栈指令 数据压入堆栈的最上面一层，栈内原有的数据依次下移一层。MRD读栈指令 用于读出最上层的数据，栈中各层内容不发生变化。MPP出栈指令 弹出最上层的数据，其它各层的内容依次上移一层。【动动手4】编制电机Y/降压起动的指令表程序整理优化后可得如下程序：【控制程序调试】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。【知识扩展】定时器的其它用法1. 积算定时器（T246T255）特点：必须要用复位信号对积算定时器复位。线圈的驱动信号断开或停电时，积算定时器累计计时，设定值计满时，输出触点相应动作。2. 定时器自复位电路-用于循环定时【注意过程分析】：X20接通1S时，T0接通，其常开触点使Y0接通；常闭触点在第二个扫描周期中使T0线圈断开，Y0跟着断开；第三个扫描周期T0重新接通开始定时，重复前面的状态。3. 振荡电路【试试看】：分析以下两个电路的功能和特点，画出输入输出波形图。由定时器组成的振荡电路图图【引导讨论】：改变T0、T1的参数值，可以调整Y0的输出脉冲宽度。【试试看】开关K0接输入X20，灯泡L0接输出Y0。要求合上K0后L0亮0.5s灭0.5s，如何修改震荡电路？二、 实训子项目2：电磁阀与搅拌电机的顺序起动控制【项目分析】 l 本此实训的主要任务分为二部分：n 一是学会用PLC的定时功能设计项目的控制程序n 二是继续学习控制设计的工作流程，熟练现场程序调试操作；l 这个子项目2没有PLC外围的输入设备，子项目1工作结束的信号就是子项目2的起动信号。【实训要求】l 明确实训任务，读懂控制要求；l 学生不分组，独立完成实训任务；l 拟定控制方案，选择输入输出设备，画出I/O接线图，编制控制程序；l 操作PLC试验台和编程软件，现场调试程序直至符合要求。【实训建议】l 先拟定方案，选择输入输出设备，绘制I/O接线图，l 再设计梯形图程序和指令表程序。可以用多种方法和指令进行设计。l 现场调试时先进行静态调试，成功后再进行动态调试。l 每完成一步后经指导老师认可再进行下一步。【指导答疑】本次实训过程中可能出现以下问题：l 输入输出设备的I/O地址分配可能与子项目1发生重叠l 搅拌电机的FR设置问题及接法处理l 在梯形图程序设计中，学生可能会仿照继电器控制电路，设计一些复杂的连锁电路。应指导学生注意突破下面的难点：l 电磁阀X2接通后对如何自行关闭（切断）阀门X1以及延时3s后如何自行接通搅拌电机工作。【讨论分析】定时器线圈的驱动信号应该是长信号，若现场只有输入按钮怎么办？【尝试与思考】热继电器FR常闭触点可以有几种处理方法？【项目验收与点评】结合学生完成的情况进行点评并给出考核成绩。 【优秀作品展示】展示优秀的设计方案和调试结果，激发学生热情。附：实训考核标准项目内 容满分评分要求备注电磁阀与搅拌电机的顺序起动控制1正确选择输入输出设备及地址并画出I/O接线图20设备及端口地址选择正确接线图正确、标注完整输入输出每错一个扣5分，接线图每少一处标注扣1分2正确编制梯形图程序30梯形图格式正确、先后顺序及时间设定正确，能正确完成电磁阀与搅拌电机的顺序起停任务。每错一处扣5分3正确写出指令语句程序15各指令