电器与plc控制技术教案 项目三（任务二） 链板输送机（四节链板）顺序启停控制电路安装与调试

教案教师姓名授课形式授课时数授课日期授课班级授课章节名称及教学内容、目的、要求项目三认识PLC的定时器、计数器及比较指令任务二链板输送机（四节链板）顺序启停控制电路安装与调试（一）1、教学内容：1）比较指令应用的基本知识；2）比较指令的编程应用；2、教学目的要求1）知识目标：掌握比较指令的编程格式和工作原理；掌握比较指令的类型的选择和预设值的设定；掌握比较指令的编程应用。2）能力目标：1.掌握比较指令的应用，能够运用比较指令编写应用程序。2.根据任务要求，在计算机上完成比较指令控制程序编程并通过PLC仿真软件完成验证，或通过机电一体化实训装置上选择合适的电气控制模块完成任务。3）素质目标：培养学生从生活、生产入手，观察学习。培养分析问题、思考问题、解决问题的能力，树立工程技术观念，倡导自主学习，提高专业综合素质。教学重点教学难点教学重点：1）比较指令的编程格式和工作原理；2）比较指令的类型的选择和预设值的设定。3）比较指令的编程应用2、教学难点：比较指令的编程应用及其工程应用。使用教具教学课件、PLC实训设备、GXDeveloper或Works2编程软件及仿真软件课后反思

教学活动课题导入：介绍我国近年来的科技发展情况以及取得的重大科技成果图片展示；如新能源汽车、光伏技术、人工智能、半导体技术、稀土生产技术等，强调我国做出了什么战略选择，如何突破他国的技术封锁，建设出自己的高科技产业群和领先世界的科技项目，比较与选择是关键。在生产过程中，需要对动态的生产过程中产生的数据进行分析比较，才能决定后续的生产走向，为正确的生产流程提供依据，所以比较指令是PLC中一种重要的编程指令。(6分钟)二、新课内容1）比较指令应用的基本知识；2）比较指令的编程应用；三、总结：课堂总结、课后作业布置。项目三认识PLC的定时器、计数器及比较指令任务二链板输送机（四节链板）顺序启停控制电路安装与调试（一）教学过程：教学环节教学内容教师活动学生活动任务引入介绍我国近年来的科技发展情况以及取得的重大科技成果图片展示；讲解比较指令在生产过程控制中的作用。讲授聆听任务描述以链板输送机的控制为例，任务如下：图3-2-1链板输送机示意图该系统分别由M1-M4四台电动机拖动，输送介质BCTMP到水力碎浆机进行生产处理。现需对设备进行运行前测试，按下启动按钮SB1，电动机M1拖动一级链板运行30S后自动停止，一级链板停止时，二级链板启动运行30S后自动停止，三级链板和四级链板也按上述规律运行，若没有按下停止按钮，则自动循环运行，任意时刻按下停止按钮SB2，链板输送机停止运行。根据任务描述和电气控制原理图，如图3-2-2所示；选择需要的电气模块，进行电动机点动控制电路连接，按照控制要求编写PLC控制程序。图3-2-2链板输送机PLC控制电路图图3-2-2链板输送机PLC控制电路图讲授聆听任务分析本任务为典型的顺序控制电路，系统的启动由单一的按钮SB1控制，系统运行操作按时间顺序进行。四台电动机M1-M4按顺序以30s为间隔分别启停，并自动循环；停止由按钮SB2控制，通常由四个接触器控制四台电动机主电路，四个热继电器作为四台电动机的过载保护，即有六个控制信号、四个控制对象。分析可知采用比较指令指令进行控制编程，则程序简洁、逻辑关系易于分析，所以顺序控制类型的控制可优先考虑这一编程方法。讲授聆听、提问任务实施【知识准备】一、比较指令1.比较指令类型比较指令包括比较CMP和区间比较ZCP，比较结果用目的元件的状态来表示，具体操作如表3-2-1所列。比较指令CMP比较源操作S1和源操作数S2，比较的结果送到目标操作数中去。表3-2-1数据比较指令使用方法指令名称指令编号助记符操作数S1S2D比较FNC10CMPK、H、KnX、KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZY、M、S区间比较FNC11ZCPK、H、T、C、D、V、Z、KnX、KnY、KnM、KnS、Y、S、M2.比较指令格式（1）指令格式［S1.］和［S2.］———源操作数［D.]———目标操作数（2）比较指令解析1）该指令是将源操作数［S1.］和［S2.］中的代数值进行比较，结果送到目标操作数［D.]及其后面相邻的两个软元件中。[D.］由3个元件组成，指令中［D.］给出软元件首地址，其他两个为编号大于［D.］地址的相邻软元件，如图所示，［D.］由M10、M1、1M12三个标志位软元件组成，即目标首个地址开始的连续三个软元件M10、M1、1M12被自动指定和占用。2）当执行条件由ON变为OFF时，CMP指令不执行，但［D.］中软元件的状态保持不变，如果要清除比较结果，需要用RST或ZRST指令复位3）该指令可以进行16/32位数据处理和连续／脉冲执行方式。4）如果指令中指定的操作数不全、元件超出范围、软元件地址不对时，程序出错。（3）比较指令动作过程分析：如图3-2-3所示：当X1接通，若K100>C20,则M10被置“1”（接通），Y0K100=C20,则M11被置“1”，Y2输出；若K100<C20,则M12被置“1”，Y3输出。可知CMP指令执行后，三个标志位软元件中必有一个被置“1”，其余两个均为“0”，若X1断开，则CMP指令不执行，M10、图3-2-3比较指令动作过程分析【实践验证】比较指令（CMP）应用实例验证要求学生把图3-2-9比较指令（CMP）单按钮启停控制应用程序通过PLC仿真软件运行，观察运行过程和结果，进行一步理解和掌握比较指令（CMP）的功能、工作原理。图3-2-9比较指令（CMP）单按钮启停控制应用程序实例单按钮启停控制控制程序如图3-2-9所示。当X1第一次接通，C0=1、K2>C0，则Y0输出；当X1第二次接通，C0=2、K2=C0，则Y0停止，同时C0复位。观察要点：1、通过软件的监控功能观察C0当前值变化对Y0输出的控制。2、思考CMP与CMPP有什么不同。二、区间比较指令（ZCP）1.指令格式2.比较指令解析1）区间比较指令ZCP是将一个数据［S3.]与两个源数据［S1.］和［S2.］间的数据进行代数比较，比较结果送到目标操作数［D.]及其后面相邻的两个软元件中。2）ZCP指令中的［S1.］和［S2.］可以是所有字元件，[D.］为Y、M、S。3）源［S1.］的内容比源［S2.］的内容要小，如果［S1.］比［S2.］大，则［S2.］被看做与［S1.］一样大。4）若要清除比较结果，要采用复位指令RST。在不执行指令需清除比较结果时，也要用RST或ZRST复位指令。3.区间比较指令动作过程分析：如图3-2-4所示。区间比较指令动作与CMP指令动作原理相似，ZCP指令的数据比较是进行代数值大小比较（即带符号比较）。所有的源数据均按二进制数处理。如图5-17所示，在X1断开时，ZCP指令不执行，M1O、M11、M12保持在X1断开前的状态。在X1接通时，当C20的当前值小于十进制数K100时，M10被置“1”；当C2O的当前值小于等于K200且大于等于K100时，M11被置“1”；当C0的当前值大于十进制数K200时，M12被置“1”图3-2-4区间比较指令动作过程分析【实践验证】要求学生把下图区间比较指令（ZCP）单按钮启停控制应用程序通过PLC仿真软件运行，观察运行过程和结果，进行一步理解和掌握比较指令（ZCP）的功能、工作原理。观察要点：1、通过软件的监控功能观察T1当前值变化对Y1、Y2、Y3输出的控制。2、观察M8013的工作方式【探索思考】比较指令（CMP）实例验证中的比较参数是C0，C0是什么指令？讲授指导答疑聆听实践操作任务小结通过本节学习要掌握比较指令（CMP）、区间比较指令（ZCP）编程格式和工作原理，理解二者的异同，比较参数的选择及设置。归纳、小结聆听、记忆任务拓展查阅相关书籍或搜索网络学习，举例说明比较指令（CMP）、区间比较指令（ZCP）在编制生产控制程序中的应用。布置作业1、区间比较指令（ZCP）实例验证中的比较参数是T，除了参数T，还可以用什么指令作为比较参数？2、通过查阅资料，试说明M8013是什么元件？教案教师姓名授课形式授课时数授课日期授课班级授课章节名称及教学内容、目的、要求项目三认识PLC的定时器、计数器及比较指令任务二链板输送机（四节链板）顺序启停控制电路安装与调试（二）1、教学内容：1）比较指令应用的基本知识；2）比较指令的编程应用；2、教学目的要求1）知识目标：掌握比较指令的编程格式和工作原理；掌握比较指令的类型的选择和预设值的设定；掌握比较指令的编程应用。2）能力目标：1.掌握比较指令的应用，能够运用比较指令编写应用程序。2.根据任务要求，在计算机上完成比较指令控制程序编程并通过PLC模拟软件完成验证，或通过光机电一体化实训装置上选择合适的电气控制模块完成任务。3）素质目标：培养学生从生活、生产入手，观察学习。培养分析问题、思考问题、解决问题的能力，树立工程技术观念，倡导自主学习，提高专业综合素质。教学重点教学难点教学重点：1）比较指令的编程格式和工作原理；2）比较指令的类型的选择和预设值的设定。3）比较指令的编程应用（2）教学难点：比较指令的工程编程应用使用教具教学课件、PLC实训设备、GXDeveloper或Works2编程软件及仿真软件课后反思

教学活动课题导入：比较指令CMP和区间比较ZCP适用于对单一参数的比较结果来决定选择方向，如果需要比较的参数较多，单个或多个参数比较次数、比较条件不同，则比较指令CMP和区间比较ZCP指令可能不知用或使程序逻辑变得复杂难懂，这时怎么解决？PLC还为我们提供了触点型比较指令，把三种比较指令有机结合，可以较完美的解决这一问题。二、新课内容1）触点型比较指令应用的基本知识；2）触点型比较指令的编程应用；三、总结：课堂总结、课后作业布置。项目三认识PLC的定时器、计数器及比较指令任务二链板输送机（四节链板）顺序启停控制电路安装与调试（二）教学过程：教学环节教学内容教师活动学生活动任务引入对比较指令CMP和区间比较ZCP的应用知识进行回顾，引导学生思考二者在编程中的应用局限性，引出新的学习任务：触点型比较指令编程应用。讲授聆听任务描述当生产过程中有比较多的数据参数要进行比较后，才能决定下一步工作方向时，就需要把比较指令CMP和区间比较ZCP、触点型比较指令有机结合，根据实际需要进行有选择的编程，本节学习触点型比较指令的编程应用。图3-2-8触点比较指令功能应用程序表达的含义是什么？图3-2-8触点比较指令功能应用分析任务分析图3-2-8触点比较指令程序是对参数K100与C0、K100与C10、D20与D10、K100与D50、K-20与D30、C40与K30、D50与D100这些不同参数进行不同条件的比较来商定输出的结果。要得到正确的结果就要理解触点比较指令的编程格式、其工作原理及其编程规则。讲授、演示聆听、回答任务实施【知识准备】一、触点型比较指令1.触点型比较指令功能触点型比较指令相当于一个触点，执行时比较源操作数［S1.］和［S2.］,符合比较条件则触点闭合；源操作数［S1.］和［S2.］；触点比较指令共有18条。2.触点比较指令类型和编程格式根据触点在程序编写中与左母线及其他指令的逻辑关系，可分为LD触点比较指令、AND触点比较指令、OR触点比较指令三种。1）LD触点比较指令

该指令与左母线相连接，助记符、代码、功能如表3-2-2所示。助记符为“LD”，表3-2-2LD功能指令代码助记符导通条件非导通条件FNC224(D)LD=[S1.]=[S2.][S1.]≠[S2.]FNC225(D)LD>[S1]>[S2.][S1.]≤[S2.]FNC226(D)LD<[S1.]<

[S2.][S1.]≥[S2.]FNC228(D)LD<>[S1.]≠[S2.][S1.]=[S2.]FNC229(D)LD≤[S1.]≤[S2.][S1.]>[S2.]FNC230(D)LD≥[S1.]≥[S2.][S1.]<[S2.]

应用示例

：如图3-2-5所示为LD=指令的使用，当计数器C20的当前值为200时Y0被置“1”图3-2-5LD=指令的使用2）AND触点比较指令

该类指令作为常开触点与其他指令串联，且不能直接与母线相连。助记符、代码、功能如表表3-2-3所示。表3-2-3AND触点比较指令功能指令代码助记符导通条件非导通条件FNC232(D)AND=[S1.]=[S2.][S1.]≠[S2.]FNC233(D)AND>[S1]>[S2.][S1.]≤[S2.]FNC234(D)AND<[S1.]<

[S2.][S1.]≥[S2.]FNC236(D)AND<>[S1.]≠[S2.][S1.]=[S2.]FNC237(D)AND≤[S1.]≤[S2.][S1.]>[S2.]FNC238(D)AND≥[S1.]≥[S2.][S1.]<[S2.]

应用示例：

如图3-2-6所示为AND=指令的使用，当X0为ON且计数器C20的当前值为200时，Y0被置“1”图3-2-6AND=指令的使用3）OR触点比较指令该类指令作为常开触点与其他指令并联，且必须在有其他触点与之并接的情况下才能编写。助记符、代码、功能列于下表表3-2-4中。表3-2-4

OR触点比较指令功能指令代码助记符导通条件非导通条件FNC240(D)OR=[S1.]=[S2.][S1.]≠[S2.]FNC241(D)OR>[S1]>[S2.][S1.]≤[S2.]FNC242(D)OR<[S1.]<

[S2.][S1.]≥[S2.]FNC244(D)OR<>[S1.]≠[S2.][S1.]=[S2.]FNC245(D)OR≤[S1.]≤[S2.][S1.]>[S2.]FNC246(D)OR≥[S1.]≥[S2.][S1.]<[S2.]应用示例：OR=指令的使用如图3-2-7所示，当C10处于ON或计数器C20的当前值为200时，Y0被置“1”。图3-2-7

OR=指令的使用3.触点比较指令功能应用分析触点比较指令的功能常见类型，如图3-2-8所示：图3-2-8触点比较指令功能应用分析1)当K100小于等于C0的当前值时，则M0置“12)当X0接通，且C10的当前值等于K200时，则Y0置“13)当X1接通，且D20的值大于D10的值，则Y1置“14)当X3接通，且K100小于D50的值，则Y4得电；5)当X4接通，且K-20不等于D30的值，置位Y56)当X5接通，且C40的当前值小于等于K30，则驱动T1计时7）当T5的常开接通，且D50的值大于等于D100的值，或C10接通，且X6接通，则Y6置“1【实践验证】要求学生把下图触点比较指令程序通过PLC仿真软件运行，观察运行过程和结果，进行一步理解和掌握触点指令的功能、工作原理。观察要点：C1、C2的当前值变化对Y1、Y2、Y3、Y4输出的控制。【探索思考】图3-2-8所示程序中的K100、C0、、D20、K-20是什么元件？仅该程序能够产生运行结果吗？讲授、巡回指导解疑提出问题答疑、辅导聆听、思考、练习操作练习提问积极思考任务小结通过本节学习要掌握触点比较指令功能、编程格式和工作原理，理解源操作数和目标操作数的含义，准确区分程序中的源操作数和目标操作数，准确把握比较参数的选择及设置。归纳、小结聆听、记忆任务拓展查阅相关书籍或搜索网络学习，举例说明触点比较指令在编制生产控制程序中的应用。布置作业比较指令中的源操作数和目标操作数可以有哪些？教案教师姓名授课形式授课时数授课日期授课班级授课章节名称及教学内容、目的、要求项目三认识PLC的定时器、计数器及比较指令任务二链板输送机（四节链板）顺序启停控制电路安装与调试（三）1、教学内容：1）比较指令的编程应用；2）链板输送机（四节链板）顺序启停控制工程案例实训；2、教学目的要求1）知识目标：掌握比较指令的编程格式和工作原理；掌握比较指令的类型的选择和预设值的设定；掌握比较指令的编程应用及工程案例实训。2）能力目标：1.掌握比较指令的应用，能够运用比较指令编写应用程序。2.根据任务要求，在计算机上完成比较指令控制程序编程并通过PLC仿真软件完成验证，或通过相关机电一体化实训装置上选择合适的电气控制模块完成任务。3）素质目标：培养学生从生活、生产入手，观察学习。培养分析问题、思考问题、解决问题的能力，树立工程技术观念，倡导自主学习，提高专业综合素质。教学重点教学难点教学重点：1）比较指令的编程应用；2）链板输送机（四节链板）顺序启停控制工程案例实训；3）编程应用及工程案例实训总结（2）教学难点：比较指令的编程应用及工程案例实训使用教具黑板、教学课件PPT、机电一体化实训装置课后反思

教学活动课题导入：在本项目学习的任务二，我们布置了一个工程案例设计任务，即链板输送机的控制系统的设计任务，通过前面的学习，完成了实现设计任务所需要的知识储备，本节课我们要利用实训设备进行实训操作，检验我们对知识和技能的掌握情况。二、新课内容1）比较指令的编程应用；2）链板输送机（四节链板）顺序启停控制工程案例实训；三、总结：课堂总结、课后作业布置。项目三认识PLC的定时器、计数器及比较指令任务二链板输送机（四节链板）顺序启停控制电路安装与调试（三）教学过程：教学环节教学内容教师活动学生活动任务引入对触点比较指令的知识进行回顾，引导学生思考如何将比较指令应用到链板输送机（四节链板）顺序启停控制程序编写中。讲授聆听任务描述链板输送机系统由四节链板构成，该系统分别由M1-M4四台电动机拖动，输送介质BCTMP到水力碎浆机进行生产处理。现需对设备进行运行前测试，按下启动按钮SB1，电动机M1拖动一级链板运行30S后自动停止，一级链板停止时，二级链板启动运行30S后自动停止，三级链板和四级链板也按上述规律运行，若没有按下停止按钮，则自动循环运行，任意时刻按下停止按钮SB2，链板输送机停止运行。根据任务描述和电气控制原理图，如图3-2-2所示；选择需要的电气模块，进行电动机点动控制电路连接。图3-2-2链板输送机PLC控制电路图讲授引导阅读思考提问理解任务分析顺序控制，是指通过自动化系统按照规定的顺序依次完成各种操作的控制系统。，根据预先规定的系统操作时间顺序或逻辑顺序逻辑及互锁、联动规则，自动按设定规则完成一系列动作的操作，最终控制系统运行状态的过程，从而实现电气设备按设定的工作运行状态的自动转换，是一种开环控制方式。主要应用于机械、化工、机床、物料装卸运输等过程的控制以及机械手和生产自动线。讲授、演示聆听、回答任务实施一、元器件检查清点任务所需的设备、工具及材料，并利用万用表检查元器件好坏。二、建立I/O分配表根据任务，分析链板输送机（四节链板）顺序启停控制,作出输入输出I/O分配表，如表3-2-5所示。表3-2-5链板输送机（四节链板）顺序启停控制输入输出I/O分配输入输出输入元件功能作用输入继电器输出元件控制对象输出继电器SB1启动按钮X1KM1电动机M1Y1SB2停止按钮X2KM2电动机M2Y2FR1过载保护1X3KM3电动机M3Y3FR2过载保护2X4KM4电动机M4Y4FR3过载保护3X5FR4过载保护4X6三、电路连接1.安装元器件。按照元件布局图在网孔板上摆放元器件，并用螺丝进行固定。2.电路连接。按照接线要求，完成电动机主电路的连接及PLC控制电路连接，注意不能带电接线。完成接线后进行通电前检查，保证符合工艺规范、电路连接正确。四、程序编写与下载链板输送机（四节链板）顺序启停控制梯形图程序与指令表如图3-2-10所示。程序编辑完成后，对编写程序进行转换、修改并保存文件。然后，完成PLC程序的写入。通过RS-485通讯连接线，确保计算机串口与PLC已经正常连接，在PLC已经上电的情况下，点击“在线”菜单中的“PLC写入”或者点击常用操作工具栏中的【PLC写入】按钮，按软件操作提示完成写入操作，将编写好的程序正确写入PLC中。a)链板输送机（四节链板）顺序启停控制梯形图程序b)链板输送机（四节链板）顺序启停控制指令表程序图3-2-10链板输送机（四节链板）顺序启停控制五、调试与运行程序正确写入PLC后可进行，进入监控状态，进行调试。根据调试过程，填写链板输送机四节链板控制系统的调试记录表3-2-6中。表3-2-6链板输送机四节链板控制系统调试记录表步骤调试流程观察对象观察结果及解决措施1按下SB1电动机M1运行30s2电动机M2运行30s3电动机M3运行30s4电动机M4运行30s5按下SB2M1-M4停止运行6触发FR1动作M1-M4停止运行7触发FR2动作M1-M4停止运行8触发FR3动作M1-M4停止运行触发FR4动作M1-M4停止运行六、实训场地现场清理实训完成后，将对所操作设备进行复位、还原。拆除安全插接线、整理工位、清点工具、清扫现场卫生，并填写设备使用登记表。任务评价对任务实施的完成情况进行检查，并将结果填入表3-2-7所示评分表内。表3-2-7任务