参考PLC模拟试题

1、模拟实操任务书亠、设备组成及工作情况描述XX综合传送设备是为某生产线传送设备其中二个环节的机电一体化设 备，在该设备上可完成两个传送任务，一个是变频传送，另一个是机械手搬运, 设备可通过外部按钮及触摸屏进行操作。XX综合传送设备部件的名称和位置如下图所示：二、需要完成的工作任务请你按要求，在4h (四小时)内，完成XX综合传送设备线路连接和调试。(一) 电路设计和电路连接(1) 根据变频传送单元的控制要求，设计电气控制电路图，并根据所设 计的电路图连接电路。(2) 按照给定的五自由度机械手控制电路接线图和端口分配表，连接机 械手单元控制电路。(3) 根据该XX综合传送设备的网络控制要求，连接通

2、信网络。(二) 程序编制、触摸屏组态工程和系统调试(1) 根据变频传送单元的控制要求，编写 PLC的控制程序和设置变频器 参数。(2) 根据机械手单元的控制要求，设置步进驱动器参数和编写PLC的控 制程序。(3) 根据XX综合传送设备的触摸屏界面操作要求，编辑触摸屏工程。(4) 调试机械部件、检测元件的位置、编写的PLC控制程序和触摸屏工程，满足XX综合传送设备的控制要求。三、具体的工作要求(一)电路设计和电路连接(1) 请你仔细阅读变频传送单元的控制要求和说明，然后根据你对设备 及其工作过程的理解，在提供指定的绘制专用页上绘制变频传送单元电气控制 原理图，包括PLC的I/O端子分配、变频器主

3、电路和控制电路，并在标题栏的 “设计”和“制图”行填写自己的工位号。并根据所设计的电路图连接电路。(2) 按照给定的五自由度机械手控制电路接线图 (图1)和端口分配表(表1),连接机械手单元控制电路。外露部分走线整工艺要求：控制单元网孔板上各器件连接线需放入线槽内,齐。!4.A-DM-OUTC2 片 DM-OUTD DM-OUTD2 机曲1 m一.- h 4网孔板接口板CON1 DC2-5UPL0 1.02 03 04 05 |06 0/ 0809丁0CON2 DF25A-10PU1 02.03卩4 卩5卩6 0/ 卩8 卩910111231415.161/| 18 19.20J21122 2

4、3.24F25AC01102|03|040506|0/|0即 09 10|U5 .U6 .U,2U | 21 22 23 24 25VM3M3MVM2-+ DM-OUTA DM-OUTA2 DM-OUTB DM-OUTB2 单 DM-OUTC固定 器保险丝3丿AF| PLC输入输出公共端|LEC匚5駅入m卢爲羽JJ号:钮CoM按钮COM1-1S3PLC主机输入9个PLC主机输出8个FLQDIR1-OUT 控PUL1 -OUTDIR2-OUT 制PUL2-OUTPUL1-PLC 器DIR1-PLCPUL2-PLCDIR2-PLCPLC-IN8 PLC-IN7 PLC-IN6 PLC-IN5 PL

5、C-IN4 PLC-IN3 PLC-IN2 PLC-IN1 PLC-OUT2 PLC-OUTI接上列端子后排列按钮盒CMnrIT3L2nL、LL1注：1.西门子 CPU224(DC/DC/DC主机PUL1-、PUL2-、DIR1-、DIR2-接到 0端， PUL1+ 、 PUL2+ DIR1+、DIR2+接到单片机控制器；三菱 FX1N-24M主机PUL1-、PUL2-、DIR1-、 DIR2-接单片机控制器, PUL1+ 、 PUL2+ DIR1+、DIR2+接到+24V,上图以三菱主机为例。2.PLC 公共端西门子CPU224(DC/DC/DC输入1M 2M 输出1L+、2L+接到+24V

6、, 西门子CPU224(DC/DC/DC输出1M 2M及三菱FX1N-24MT勺所有CO端至U 0V端START START2 START3XW-N1 XW-N2 PWMOUTPULSEA+ PULSEA- PULSE2A+ PULSE2A- PULSE3A+ PULSE3A- GND-OUT +5V-OUT名称五自由度机械手控制电路接线图设计图号制图比例端口分配表（表1）序号西门子PLC地址（PLC端子）三菱PLC地址（PLC端子）电气符号功能说明1.I0.0X00SB1复位按钮（黄色）2.I0.1X01SB2启动按钮（绿色）3.I0.2X02SB3停止按钮（红色）4.I0.3X03SB4急

7、停按钮5.I0.4X04B1原点信号（左）6.I0.5X05B2减速信号（中）7.I0.6X06B3限位信号（右）8.I0.7X07B4底座旋转限位9.I1.0X10PLCOUT1单片机动作完成信号10.Q0.0Y00PUL1水平移动步进驱动器 PUL1 +11.Q0.1Y01PUL2底座旋转步进驱动器 PUL2+12.Q0.2Y02DIR1水平移动步进驱动器DIR1 +13.Q0.3Y03DIR2底座旋转步进驱动器 DIR2+14.Q0.4Y04PLCIN1夹取控制信号15.Q0.5Y05PLCIN2位置编码信号（1）16.Q0.6Y06PLCIN3位置编码信号（2）17.Q0.7Y07PL

8、CIN4位置编码信号（4）18.主机输入 M1M2,输出1L+2L+ 接电源 +24V+24V电源正端19.主机输出1M2ML接电源GND主机 COM0 COM1COM2 COM接 电源GND0V电源地端（3）根据该XX综合传送设备的网络控制要求，连接通信网络。触摸屏与主控PLC编程口连接。（二）程序编制、触摸屏组态工程和系统调试（1）根据变频传送单元的控制要求，设置变频器参数和编写PLC控制程序。1 ）变频器参数设置：变频器加减速斜坡时间设置为2.0S，通过变频器STF端子启动变频器、2、5脚模拟量端子对变频器进行调速控制。2）变频传送单元控制要求控制程序具有“启动”、“停止”、频率设定功能

9、，通过触摸屏界面进行操作。 在触摸屏传送监控界面中，点击频率增加按钮，对变频器进行频率设定， 输入数值越大，频率越高，按下“启动”按钮，变频器启动运行，按下“停止” 按钮，变频器停止运行。（2）根据机械手单元的控制要求，设置步进驱动器参数和编写PLC空制程序。1）步进驱动器参数设置：3ND583步进驱动器的参数设置:SW1SW2SW3SW4SW5SW6SW7SW8OFFOFFOFFONOFFOFFOFFOFFM542步进驱动器的参数设置:SW1SW2SW3SW4SW5SW6SW7SW8ONONOFFOFFOFFONOFFOFF2）机械手搬运单元控制要求控制程序具有“复位”、“启动”、“停止”及

10、“急停”功能，黄色按钮为“复 位”、绿色按钮为“启动”、红色按钮为“停止”，同时“复位”、“启动”、“停止” 及“急停”功能可通过触摸屏操作。按下“复位”按钮，五自由度机械手开始复位，基座旋转至原位，五自由 度机械手水平移动至左侧原位传感器处停止，复位完成（其中五自由度机械手 手臂及手爪复位由单片机来完成），同时主控PLC输出端Y26以1Hz频率闪烁。复位完成后，按下“启动”按钮，五自由度机械手依次将1、2号位的工件搬运至3、4号位置；完成后再依次将3、4号位的工件搬运至5、6好位；最后 再依次将5、6号位的工件搬运至1、2位置后回到初始位置。这样，一个工作 周期完成，如需再次运行，可再次按“

11、启动”按钮即可，在机械手运行过程中， 同时主控PLC输出端Y27常亮，停止运行PLC输出端Y27熄灭。五自由度机械手在运动过程中，按“停止”按钮，五自由度机械手完成当 前动作后停止运行，按“启动”按钮，五自由度机械手继续下一步动作。在五自由度机械手运动时，按下“急停”开关五自由度机械手立即停止移 动及转向，此时如需再次运行机械手，需亲手将本次搬运途中掉下的工件拿到 1 号、2号物料台，再按“复位”按钮复位完成后，按启动可重新运行。在运行过程中，按“复位” 3S,系统重新复位。 五自由度机械手运动点位置图（图 2）名称五自由度机械手运动点位置图设计图号制图比例夹取控制信号及位置编码信号对应单片机

12、控制位置编码如下表（表2）位置取放PLCIN1(Q0.4Y04)PLCIN2(Q0.5Y05)PLCIN3(Q0.6Y06)PLCIN4(Q0.7Y07)1号位置取1001放00012号位置取1010放00103号位置取1011放00114号位置取1100放01005号位置取1101放01016号位置取1110放0110复位1111（3）触摸屏组态工程编辑，实现规定的监控系统采用Smart 700触摸屏，打开 Wincc flexible 2008软件，制作三个界面。界面一：主界面，制作两个画面切换元件并有相关文字说明，分别进入变 频传送和机械手搬运监控界面。界面二：变频间歇传送监控界面，制作

13、按钮元件，数值显示元件并有相应 的文字说明，二个按钮元件用于控制变频器的启动、停止；一个按钮元件用于 返回主界面；加减按钮调速，可对变频器频率进行。界面三：机械手搬运监控界面，制作五个按钮元件并有相应的文字说明， 其中四个按钮元件分别用于控制机械手装置的复位、启动、停止和急停；一个 按钮元件用于返回主界面。PLC程序中增加触摸屏配套程序段，实现上述功能。（4）系统调试根据五自由度机械手控制电路接线图 （图1 ）、五自由度机械手台面接线图 （图3）、五自由度机械手主电路接线图（图 4）,调试机械手机械部件、气动元 件、检测元件的位置、编写的 PLC控制程序和触摸屏工程，满足XX综合传送 设备的控

14、制要求。直线移动原点传感器机械人旋转原点传感器+24V （棕）+24V （棕）OV蓝）OV蓝）Bl（黑丿飞广B4（黑丿直线移动减速点传感器大臂原点传感器直行步进电机M5U大臂电机M1PUL1+ / ZM1 +24V（棕）OV蓝）B2 （黑）+24V（棕） 蓝）、B5（黒）驱动器1PUL1-DIR1 +DIR1-GND 一弋ZM1-旋转步进电机M6a+直线移动限位传感器+24V （棕）OV蓝）* OV蓝;B3（黑）人/ B6（黑）丰小臂原点传感器+24V（棕）A-B+B-pUL?-、DTR2+、DIR2-GNDVPUL2+驱 动 器2+5V（红）小臂电机M2LZM2+ZM2-大臂编码器+5V （

15、红）GNL黒）*1A+（绿）*1A-（棕）1+5V（红）GND黒丿*2A+（绿）、手爪旋转左限位OV蓝）厂B7（棕）PWM橙）GND棕）手爪舵机M4i M手爪旋转电机M3/ ZM3+ZM3-手爪旋转右限位小臂编码器广B8（棕）2A-（ 棕） 101112 13 14台面接口板 CON1 DC2-50P04 05 06 0/08 09OV蓝）CON2 DF25A-10PA 01 U2 U3 |04 |05 |U6U/ U8U9 1U | 11 12 13 14151 16| 1q 18 19 2U 21 22 23 24 25名称五自由度机械手台面接线图设计图号制图比例电源进线注：PLC艮据配置

16、的主机选择接线。名称五自由度机械手主电路接线图设计图号制图比例四、注意事项（一）选手应将编写的程序资料保存在 “ 工位号 程序”文件夹下。（二）选手的试卷用工位号标识，在试卷的指定附页内完成电气控制原理 图的设计，考试完成后收回。（三）由于错误接线等原因引起 PLG步进电机及驱动器、变频器和直流电 源损坏，取消竞赛资格。变频传送单元电气控制原理图设计绘制专用页，直行步进驱动器 转旋步进驱动器2ULP行步进驱动器TIRt旋步进驱动器DI夹取控制信R2 PLCIN1丄0V 信置编码信号位置编码信号编码信号PLCIN2 PLCIN3PLCIN4COM0Y0 COM1 Y1 COM2 Y2 COM3 Y3 Y4 Y5 COM4 Y6 Y7三菱 FX1N-24MT-001X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 COMN L- 复位按钮SB32启动按钮SB严停止按钮SBV直线移动原点传感器B134急停按钮SS3-直线移动减速点传感器B2 直线移动限位传感器B3机械人