机床电气控制与PLC技术项目教程（S7-1200） 习题答案 项目6 S7-1200 PLC顺序控制功能及应用

项目6S7-1200PLC顺序控制功能及应用任务6.1机床动力头的PLC顺序控制【课后测试】答案:1.A2.C3.A一、拓展思考1.在工业应用现场，为什么自动化生产设备需要按照事先规定的生产工序顺序运行？答：在工业应用现场，自动化生产设备需要按照事先规定的生产工序顺序运行的原因主要有以下几点：1.生产效率：规定好的生产工序顺序通常是基于产品的设计、制造工艺和设备的性能等因素综合考虑得出的。按照这个顺序进行生产，可以确保每个设备都能够在最短的时间内完成其工作，从而减少设备的空闲时间，提高生产效率。2.质量保证：每个生产设备都有其特定的功能和精度要求。按照规定的生产工序顺序进行生产，可以确保产品在每个阶段都能够得到正确的处理，从而达到预设的质量标准。3.降低成本：通过规定生产工序顺序，企业可以更好地预测和控制生产过程中的各种成本，如原材料成本、设备维护成本、人工成本等。这有助于企业在保证产品质量和生产效率的同时，实现成本的最小化。4.便于管理：规定的生产工序顺序可以使生产过程更加有序和可控。这有助于管理人员对生产过程进行监督和调整，以确保生产顺利进行。二、拓展训练训练任务1答案训练任务2答案训练任务3答案输入元件地址输出元件地址超声波开关（检测汽车到达）I0.0门电动机正转（开门上升）Q0.3上限开关（检测门是否到达最高点）I0.1门电动机反转（门下降）Q0.4光电开关（检测汽车驶入车库）I0.2下限开关（检测门是否到达最低点）I0.3顺序功能图:任务6.2大小球分拣设备的PLC顺序控制【课后测试】答案：1．分支合并2．A3．B4．C一、拓展思考答：1.在大小球分拣控制系统中，行程开关通常用于检测物体的位置或移动状态，从而控制分拣动作的执行。除了行程开关，还可以考虑使用以下元件来代替：1）光电传感器：光电传感器可以通过检测物体的光学特性（如反射光、透射光等）来判断物体的位置和状态。在分拣系统中，可以设置光电传感器在特定位置，当物体经过时，传感器会发出信号，从而触发分拣动作。2）接近开关：接近开关是一种无需接触目标物体即可检测其存在的传感器。它可以通过感应目标物体的磁场或电场变化来判断物体的位置和状态。接近开关具有响应速度快、寿命长等优点，适用于高速、高频率的分拣系统。3）超声波传感器：超声波传感器通过发射和接收超声波信号来检测物体的距离和位置。在分拣系统中，可以利用超声波传感器检测物体与传感器之间的距离，从而判断物体的位置和状态。超声波传感器适用于需要检测透明或有色物体的场景。2.大小球分拣控制系统使用的顺序功能图结构是选择序列。在大小球分拣控制系统中，选择序列允许系统在多个可能的动作或路径中进行选择，根据检测到的物体大小或其他属性，决定执行相应的分拣动作。通过顺序功能图的选择序列结构，可以实现复杂而高效的分拣逻辑控制。二、例如：汽车生产线上的涂装过程在汽车生产线上，涂装过程是一个典型的需要选择分支顺序控制的生产环节。汽车车身需要经过多个涂装工序，如底漆、中涂和面漆，而每个涂装工序都可能因为车身材质、颜色、涂料类型等因素有不同的执行路径。为了简化，我们将这个涂装过程简化为三个主要步骤：底漆、中涂和面漆，并且每个步骤都有两种可能的执行路径（例如，不同的涂料类型或工艺要求）。任务6.3城市交通灯的PLC顺序控制【课后测试】答案:1.顺序功能图划分布的原则一般情况下是根据输出量的变化来划分的：系统一个工作周期划分成的若干个顺序相连的阶段，其划分依据是输出量的变化，有初始步、活动步、不活动步三种。初始步：与系统初始状态对应的步；活动步：系统工作正处于的阶段所对应的步。步活动时动作起动，至步不活动或直至设定时间到或复位。2.在顺序功能图中，步的活动状态的进展是由转换的实现来完成的。转换实现必须同时满足以下两个条件：1）该转换所有的前级步都是活动步2）相应的转换条件得到满足。转换实现时应完成以下两个操作：1）使所有由有向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步2）使所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。3．D一、拓展思考交通信号灯控制系统是一个很好的例子，展示了并行分支在顺序功能图（SFC）中的应用。在这个系统中，交通信号灯的红、黄、绿三种颜色通常不会同时亮起，而是按照一定的顺序和时间间隔亮起，这就是典型的并行分支控制。在任何一个给定的时间点，可能只有一种颜色的灯亮起，而其他颜色的灯则处于熄灭状态。并行分支的编程方法不仅可以应用于交通信号灯控制系统，还可以用于许多其他类型的控制系统，例如：自动化生产线控制系统。在自动化生产线中，多个工作站可能需要同时运行以提高生产效率。例如，在一个装配线上，一部分零件可能在进行装配，另一部分零件可能在等待装配，还有一部分零件可能在质量检测阶段。这些不同的工作阶段可以视为并行分支，通过编程实现各个工作站的并行运行和协同工作。二、拓展训练在交通信号灯控制系统中，南北方向和东西方向绿灯不能同时亮是为了防止交叉路口的交通冲突，保证交通流畅与安全。如果两个方向的绿灯同时亮起，就意味着车辆可能会在同一时间从两个方向进入交叉路口，这会造成严重的交通事故。针对这一要求，顺序功能图（SFC）需要添加一个新的逻辑步骤来处理这种同时亮起绿灯的异常情况。如果两个方向的绿灯同时亮起，信号灯系统应立即关闭并触发报警。在这个逻辑中，当南北方向或东西方向的绿灯亮起时，系统会开始计时。如果计时结束前另一个方向的绿灯也亮起，逻辑判断（A或B）将发现这个异常情况，然后系统将跳转到关闭所有信号灯的步骤，并立即触发报警信号。报警信号可以是一个声光报警、电子邮件或短信通知，或者其他能够通知交通管理部门或道路使用者的方式。一旦系统关闭信号灯并发出报警，它将等待重置命令