可编程控制器技术（第三版）课件 任务八 PLC控制大小球传送系统

可编程控制器技术(第三版)——PLC控制大小球传送系统主编何琼任务八PLC实现大小球传送控制任务目标任务描述任务实施任务检查与评价知识链接巩固与拓展

任务目标（1）学会用状态转移图设计选择性流程。（2）学会用状态转移图设计并行性流程。（3）利用PLC进行对象复杂顺序控制时，能确定I/O点的分配，能实际正确接线。

在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分拣，图8-1就是分拣金属小球大球的机械装置。机械臂将大球、小球分类送到右边两个不同的位置，为保证安全操作，要求机械臂必须在原点状态才能启动运行。任务描述图8-1大小球传送装置任务实施步骤一准备工作通电检查实训装置是否正常，检查PLC与计算机的连接是否正常，置PLC于“STOP”状态。步骤二读懂控制要求如图8-1所示，左上为原点，机械臂的动作顺序为下降、吸住、上升、右行、下降、释放、释放、上升、左行。该控制流程有吸住的是大球还是小球两个分支，且属于选择性分支。机械臂下降时,当电磁铁压着大球时,下限位开关SQ2断开，压着小球时,SQ2接通，以此可判断吸住的是大球还是小球，再根据判断，把球送到指定的位置。类别元件元件号备注输入SB0X000启动按钮SQ1X001上极限限位开关SQ2X002下极限限位开关SQ3X003左行极限限位开关SQ4X004放小球右极限限位开关SQ5X005放大球右极限限位开关输出YA0Y000电磁铁线圈吸球YV1Y001上升线圈YV2Y002下降线圈YV3Y003左移线圈YV4Y004右移线圈任务实施步骤三设计PLC控制I/O分配表PLC输入输出点I/O分配情况如表8-1所示。表8-1

PLC实现大小球传送控制I/O分配表图8-2I/O硬件连接图步骤四画出I/O硬件接线图PLC的外部接线图如图8-2所示任务实施步骤五设计任务程序大小球传送控制的状态转移图和梯形图如图8-3和8-4所示。任务实施图8-3大小球分类选择传送控制状态转移图PLC实现大小球传送控制任务实施图8-4大小球传送步进梯形图任务实施①图8-3为具有二个分支的选择性流程程序，当S24动作后，如果小球分支条件（T0,X2）接通，就顺次执行S20、S21、S23和S40等步；如果大球分支条件（T0、）接通，就顺次执行S31、S32、S33和S40等步。②分支转移条件不能时接通，同一时刻最多只能有一个接通状态。哪个接通，就执行哪个分支流程。③在GXWorks2编程软件中，选择性流程编程分别是选择性流程分支和汇合的输入。几点说明：

任务实施任务实施步骤六下载程序打开编程软件GXWorks2，正确将状态转移图程序输入并下载到PLC。步骤七运行程序，整体调试将PLC的运行方式置于“RUN”位置。小组成员按下启动按钮SB0，观察组合机床动力头的运行情况，并记下运行结果。步骤八整理技术文件一级指标比例二级指标比例得分电路设计及接线20%1.I/O地址分配5%

2.设计硬件接线图5%

3.元件的选择5%

4.接线情况5%

程序设计与输入40%1.程序设计20%

2.指令的使用5%

3.编程软件使用5%

4.程序输入与下载10%

系统整体运行调试30%1.正确通电5%

2.系统模拟调试10%

3.故障排除15%

职业素养与职业规范10%1.设备操作规范性2%

2.材料利用效率，接线及材料损耗2%

3.工具、仪器、仪表使用情况2%

4.现场安全、文明情况2%

5.团队分工协作情况2%

总计100%

任务检查与评价（1）什么是单流程、选择性流程和并行性流程

前面任务六介绍的组合机床动力头运动工作过程属于单流程，所谓单流程是指状态转移只有一种顺序，没有其他分支。在较复杂的顺序控制中，一般都是多流程的控制，常见的有选择性流程和并行性流程两种。在顺序控制过程常包含几个分支的顺序动作，如果只允许这几个分支选择其中一支执行，这就是选择性流程；如果所有分支需同时开始执行,且全部分支的顺序动作结束后会汇合到同一状态,这就是并行性流程。知识链接（2）GXWorks2编程软件选择性流程的输入图8-5选择性流程分支的输入知识链接图8-6选择性流程汇合的输入知识链接图8-7选择性流程的状态转移图知识链接1）选择性流程步进梯形图编程原则为：先集中处理分支状态。分支处，先进行驱动处理，然后再依次进行转移处理。汇合处，先进行各自的驱动处理，然后再集中进行汇合状态的处理。2）选择性流程注意转换条件设置的合理性。如图8-8所示。图8-8选择性流程条件设置的示意图几点说明：知识链接（3）GXWorks2编程软件并行性流程的输入图8-9并行性流程分支的输入知识链接图8-10并行性流程汇合的输入知识链接图8-11并行性流程状态转移图知识链接①并行性流程注意转换条件设置的合理性。图8-12并行性流程分支条件示意图几点说明：知识链接图8-13并行性流程汇合条件示意图知识链接②并行性分支的汇合最多能实现8个分支的汇合。图8-14并行分支与汇合流程的转换知识链接图中并行性分支与选择性分支的区别有哪些？知识链接

在复杂的顺序控制中，常常会有选择性流程、并行性流程的组合，对于这类复杂的流程如何设计？对几种常见的复杂流程作简单的介绍。①选择性汇合后的选择性分支图8-15(a)所示是一个选择性汇合后的选择性分支的状态转移图，要对这种转移图进行编程，必须要在选择性汇合后和选择性分支前插入一个虚拟状态(如S100)才可以编程，如图8-15(b)所示。几点说明：知识链接图8-15选择性汇合后的选择性分支的改写知识链接

②并行性汇合后的并行性分支

图8-16(a)所示是一个并行性汇合后的并行性分支的状态转移图，要对这种转移图进行编程，可参照选择性汇合后的选择性分支的编程方法，即在并行性汇合后和并行性分支前插入一个虚拟状态(如S101)才可以编程，如图8-16(b)所示。图8-16并行性汇合后的并行性分支的改写知识链接

③选择性汇合后的并行性分支图8-17(a)所示是一个选择性汇合后的并行性分支的状态转移图，要对这种转移图进行编程，必须在选择性汇合后和并行性分支前插入一个虚拟状态(如SlO2)才可以编程，如图8-17(b)所示。图8-17选择性汇合后的并行性分支的改写知识链接④并行性汇合后的选择性分支的编程图8-18(a)所示是一个并行性汇合后的选择性分支的状态转移图，要对这种转移图进行编程，必须在并行性汇合后和选择性分支前插入一个虚拟状态(如S103)才可以编程，如图8-18(b)所示。图8-18并行性汇合后的选择性分支的改写知识链接

⑤在同一流程中，分支或并行汇合总计不能超过16个。

⑥通过等效变换，合并分支线或移动条件，使编程变得更加方便。如图8-19所示。图8-19复杂选择性流程的改写知识链接⑦在移动条件中，不可以使用ANB、ORB、MPS、MRD、MPP等指令。⑧当状态转移图中的跳转分支较多时，分清属于何种跳转，用箭头表示出来。如图8-20为常见的几种跳转。图8-20几种常见形式的跳转知识链接巩固与拓展

一、

巩固自测1.设计一段程序，按启动按钮后，实现彩灯L1、L2、L3和L4每间隔2S逐个点亮，循环5次后停止，如此反复。2.有一停车场的进出口采用一条通道,如图8-21所示。每次只许一辆车进出,在进出通道的两端设置有红绿灯,绿灯表示该方向可以行驶,红灯则表示该方向禁止行驶,光电开关X1和XO用于检测是否有车经过,当有车通过时相应光电开关为ON。没有车进出时出入口的绿灯都亮。当有车进入车道时,出端的绿灯灭而红灯亮,以警示其他车辆不得开出通道；车开出通道时,入端的绿灯灭而红灯亮,以警示其他车辆不得进入通道。请用选择性流程的状态转移图来实现控制。（注意合理使用光电开关的脉冲上升沿和下降沿）巩固与拓展图车8-21停场示意图巩固与拓展二、

拓展任务1.在PLC实训装置上模拟实现某双头钻床加工零件控制。要求在该零件两端分别加工大小深度不同的孔,如图8-22所示。操作人员将工件放好后,换下启动按钮,工件被夹紧,夹紧后压力继电器为0N,在各自电磁阀的控制下大钻头和小钻头同时开始向下进给。大钻头钻到预先设定的终点限位深度SQ3时,由其对应的后退电磁阀控制使它向上退回到原始位置SQ1，大钻头到位指示灯亮，保持10s；小钻头钻到预先设定的终点限位深度SQ4时,由其对应的后退电磁阀控制使它向上退回到原始位置SQ2，小钻头到位指示灯亮，也保持10s。然后工件被松开,松开到位,系统返回初始状态。巩固与拓展图8-22双头钻床用来加工零件示意图巩固与拓展2.在PLC实训装置上模拟实现按钮式人行横道信号灯控制，如图8-23所示。其控制要求如下：按X0或X1按钮，人行道和车道信号灯如图8-24所示点亮。开始时