二、教学方式与学时课堂讲解、设计分析、学生练习-2学时省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

教学目标1熟悉运输小车往返工作原理与工作过程熟悉运输小车往返工作原理与工作过程2.掌握运输小车往返掌握运输小车往返PLC控制主电路设计方法控制主电路设计方法3掌握运输小车往返掌握运输小车往返PLC控制电路设计方法控制电路设计方法4掌握运输小车往返掌握运输小车往返PLC控制程序设计与调试方法控制程序设计与调试方法5.熟悉元件布置图和接线图绘制方法熟悉元件布置图和接线图绘制方法二、教学方式与课时二、教学方式与课时课堂讲解、设计分析、学生练习，2课时第1页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ第第9讲讲 小车往返小车往返PLC控制系统设计与编程控制系统设计与编程 三、教学重点三、教学重点1运输小车往返运输小车往返PLC控制电路设计控制电路设计2运输小车往返运输小车往返PLC控制程序设计控制程序设计3.小车往返小车往返PLC控制系统调试注意事项控制系统调试注意事项四、思索题四、思索题1运输小车往返运输小车往返PLC控制电路有何特点？控制电路有何特点？2.周期性小车往返运输和单周期小车往返运输有何区分？周期性小车往返运输和单周期小车往返运输有何区分？3在返回过程中间增加一处卸料功效，接口电路和控制程序怎在返回过程中间增加一处卸料功效，接口电路和控制程序怎样实现？样实现？第2页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ1.运输小车往返工作示意图运输小车往返工作示意图 当小车停在原位（后限位开关当小车停在原位（后限位开关SQ1）时，按下开启按钮，小车开）时，按下开启按钮，小车开始右行，右行到一定位置将前限位开关始右行，右行到一定位置将前限位开关SQ2压下，小车停顿右行，装料压下，小车停顿右行，装料电磁阀电磁阀YV1得电开始装料，装料时间为得电开始装料，装料时间为8秒，装完料小车开始左行；左秒，装完料小车开始左行；左行到一定位置将后限位开关行到一定位置将后限位开关SQ1压下，小车停顿左行开始卸料，卸料时压下，小车停顿左行开始卸料，卸料时间为间为6秒，卸料结束，小车完成一个工作周期。秒，卸料结束，小车完成一个工作周期。第3页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ2.运输小车往返控制要求运输小车往返控制要求 （1）含有两种工作方式即单周期和连续运行。单周期是指）含有两种工作方式即单周期和连续运行。单周期是指开启开启1次运行次运行1个工作周期；连续运行是指开启后连续地、个工作周期；连续运行是指开启后连续地、周期性地运行周期性地运行1个过程。个过程。（2）含有单处装料和卸料功效。）含有单处装料和卸料功效。（3）运料小车由电机拖动，含有小车向左行、右行控制。）运料小车由电机拖动，含有小车向左行、右行控制。（4）在连续运行时，按下停顿按钮，小车要完成一个工作周）在连续运行时，按下停顿按钮，小车要完成一个工作周期后停于原位。期后停于原位。（5）设有电动机过载反馈信号，且发生过载时切断输出）设有电动机过载反馈信号，且发生过载时切断输出。第4页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ3.控制方案设计控制方案设计 用继电器实现运输小车往返控制按按SB2或压合或压合SQ2，KM1得电自锁，工作台左行。得电自锁，工作台左行。按按SB3或压合或压合SQ1，KM2得电自锁，工作台右行。得电自锁，工作台右行。SQ3、SQ4为极限位置保护。为极限位置保护。第5页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ PLC实现运输小车往返控制方案设计实现运输小车往返控制方案设计1.控制系统结构控制系统结构：PLC作为控制器，1个电动机、1个隔离开关 3 个熔断器、2个接触器、1个热继电器 1个开启按钮、1个停顿按钮、1个工作方式选择开关 2个限位开关、2个电磁阀，1个过载反馈信号2.软硬件控制功效划分软硬件控制功效划分：运输小车控制装置由硬件电路和控制程序组成。硬件电路主要实现运输小车工作方式选择，工作人员指令输入、故障信号检测等。软件部分主要负责系统控制初始化处理、相关信号采集、判断处理、信息输出等。3.控制思绪控制思绪 第6页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ4.运输小车往返运输小车往返PLC控制系统设计与制作任务控制系统设计与制作任务 （1）正确选择低压电器，完成主电路设计；（2）正确选择PLC机型，完成接口电路设计；（3）能进行控制柜设计，完成装配图、接线图与接线表绘制；（4）完成PLC控制系统软件设计与系统调试工作；第7页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ运输小车运输小车PLC控制系统主电路设计控制系统主电路设计小车往返运输控制，主电路中只要电动机能正反转即可，电路图以下：运输小车电动机额定功率为4kW，满载时转速为2890r/min、电流8.1A、效率85%、功率原因0.88，堵转电流是额定电流7.5倍，下面来选择主电路相关电器。第8页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ运输小车运输小车PLC控制系统主电路器件选择控制系统主电路器件选择1组合开关QS1选择：控制全压起动电动机时，其电流应选为电动机电流1.52.5倍。本题电动机电流8.1A，取2.5倍为20.25A，确定开关型号为H15-25/3。2熔断器选择：对于单台电动机，熔体电流应等于电动机电流1.52.5倍，取2.5倍为20.25A，确定熔断器型号为RL1-60/20。3接触器选择：控制普通电动机，选取接触器容量大于电动机电流1.25倍即可。本题电动机电流8.1A，取1.25倍为10.125A，确定接触器型号为CJ20-10/03（10A）。4热继电器FR1选择：对于普通电动机，热继电器整定电流等于电动机电流（95%105%）倍，确定热继电器型号为JR20-10/14R（整定电流78.610）。第9页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ运输小车运输小车PLC控制系统接口电路设计控制系统接口电路设计 PLC接口电路设计关键点在于合理选择接口电路设计关键点在于合理选择PLC机型，正确设计输机型，正确设计输入和输出设备接口电路。入和输出设备接口电路。选择选择PLC机型应考虑以下几个原因：机型应考虑以下几个原因：（1）I/O点数要求。确定实际控制点数要求。确定实际控制I/O点数，再按点数，再按1520备用量选择控制系统备用量选择控制系统I/O点数。点数。（2）存放器种类和存放器最大容量，以及是否能够扩张。）存放器种类和存放器最大容量，以及是否能够扩张。（3）I/O响应时间要求。包含输入电路延迟，输出电路延迟和响应时间要求。包含输入电路延迟，输出电路延迟和由扫描工作方式引发时间延迟等。由扫描工作方式引发时间延迟等。第10页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ运输小车运输小车PLC控制系统控制系统 PLC机型机型运输小车控制：起动按钮运输小车控制：起动按钮1个、工作方式选择开关个、工作方式选择开关1个、连续个、连续方式停顿按钮方式停顿按钮1个、后行程开关个、后行程开关1个、前行程开关个、前行程开关1个，故障信个，故障信号号1个共有个共有6个开关输入量。输出需控制接触器个开关输入量。输出需控制接触器KM1、KM2线线圈，电磁阀圈，电磁阀YV1和和YV2线圈，共需线圈，共需4个输出控制信号。个输出控制信号。依据运输小车控制所需输入量和输出量，同时考虑留有适当余量，选择S7-CPU222，它有8个输入，6个输出，能够满足系统控制要求。第11页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ运输小车运输小车PLC控制系统控制系统 接口电路接口电路第12页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ接口电路元器件清单接口电路元器件清单表1 小车运输控制装置元器件清单设备代号名称型号规格数量备注PLC可编程序控制器S7-CPU222 AC/DC/继电器8点输入/6点输出1M电动机Y2-112M-24kW,2890r/min1QS1主电路电源开关HZ15-25/31QF1控制电路电源开关DZ5-20/230-6.5A1T1隔离变压器380V/220V，1kW1FU1、FU2、FU3熔断器RL1-60/20熔座60A/熔体20A3FU4、FU5熔断器RL1-15熔座15A/熔体5A2第13页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ接口电路元器件清单接口电路元器件清单表1 小车运输控制装置元器件清单表1 小车运输控制装置元器件清单设备代号名称型号规格数量备注KM1KM2接触器CJ20-10/03线圈电压220V2热继电器热继电器JR20-101整定在8.37ASB1起动按钮LA19-11绿色1SB2连续方式停顿按扭LA19-11红色1S1工作方式开关S1161SQ1行程开关LX2-1311自动复位SQ2行程开关LX2-1311自动复位XT接线端子TB5铜线2 mm2红色、绿色铜线2.5mm2黑第14页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ运输小车元器件布置图运输小车元器件布置图第15页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ接线图接线图接线图是依据接线图是依据电气原理及电电气原理及电器元件布置图器元件布置图绘制，它表示绘制，它表示成套装置连接成套装置连接关系，是电气关系，是电气安装、维修、安装、维修、查线依据。查线依据。第16页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ运输小车运输小车PLC控制系统接线图控制系统接线图第17页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ运输小车运输小车PLC控制系统控制系统PLCI/O地址分配表地址分配表 输输入入输输出出PLC输输入入端端外接元器外接元器件件功效PLC输输出出端端外接元器外接元器件件功效I0.0按按钮钮SB1起起动动Q0.0KM1线线圈圈正正转转控制控制I0.1按按钮钮SB2停顿Q0.1KM2线线圈圈反反转转控制控制I0.2开关开关S1工作方式工作方式选择选择Q0.2YV1线线圈圈装料控制装料控制I0.3行程开关行程开关SQ1停顿左行Q0.3YV2线线圈圈卸料控制卸料控制I0.4行程开关行程开关SQ2停顿右行I0.5热继电热继电器器FR1过载过载信号信号第18页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ运输小车运输小车PLC控制程序控制程序1程序设计分析程序设计分析工作过程分析：小车停顿在原位，按下起到按钮SB1KM1线圈得电KM1主触头闭合小车右行SQ2被压下小车停顿右行开始装料延时8秒停顿装料小车左行SQ1被压下小车停顿左行开始卸料延时6秒停顿卸料，完成一个工作周期。一个工作周期完成后，将按照工作方式不一样，进行不一样处理，所以将程序分为单周期工作和连续运行工作两部分来设计。第19页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ运输小车运输小车PLC控制程序控制程序2单周期程序设计分析单周期程序设计分析工作方式开关工作方式开关S1S1在断开位置，单周期工作方式。小车停在在断开位置，单周期工作方式。小车停在原位时，按下起到按钮原位时，按下起到按钮SB1SB1，小车开始右行，右行到一定位，小车开始右行，右行到一定位置将置将SQ2SQ2压下，小车停顿右行开始装料，装料时间为压下，小车停顿右行开始装料，装料时间为8s8s，装，装完料小车开始左行，左行到一定位置将完料小车开始左行，左行到一定位置将SQ1SQ1压下，小车停顿压下，小车停顿左行开始卸料，卸料时间为左行开始卸料，卸料时间为6s6s，卸料结束小车处于待机状，卸料结束小车处于待机状态。若想重新循环一次，则需要重新按下起动按钮态。若想重新循环一次，则需要重新按下起动按钮SB1SB1。分。分别用中间继电器别用中间继电器M0.0M0.0M0.4M0.4来表示单周期方式下右行状态、来表示单周期方式下右行状态、装料状态、左行状态、卸料状态、待机状态。装料状态、左行状态、卸料状态、待机状态。第20页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ单周期程序设计分析单周期程序设计分析第21页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ运输小车运输小车PLC控制程序控制程序3连续工作程序设计分析连续工作程序设计分析工作方式开关工作方式开关S1在闭合位置，系统处于连续运行工作方式。在闭合位置，系统处于连续运行工作方式。小车停顿在原位，按下起到按钮小车停顿在原位，按下起到按钮SB1小车右行小车右行SQ2被被压下压下小车停顿右行开始装料小车停顿右行开始装料延时延时8s后停顿装料小车左后停顿装料小车左行行SQ1被压下被压下小车停顿左行开始卸料小车停顿左行开始卸料延时延时6 s后停顿后停顿卸料，小车右行，然后循环。假如按下停顿按钮卸料，小车右行，然后循环。假如按下停顿按钮SB2，则，则等此次循环结束后系统处于停顿状态。分别用中间继电器等此次循环结束后系统处于停顿状态。分别用中间继电器M0.5、M0.6、M0.7、M1.0、M1.1来表示连续运行工作方来表示连续运行工作方式下右行状态、装料状态、左行状态、卸料状态、待机状式下右行状态、装料状态、左行状态、卸料状态、待机状态。态。第22页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ连续运行程序设计分析连续运行程序设计分析M2.0M2.0I0.0M2.0I0.1I0.2停机停机第23页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ运输小车运输小车PLC控制程序控制程序4系统输出信号控制程序系统输出信号控制程序 将单周期工作方式控制程序和连续运行工作方式控制程序综合考虑后，就能够得到系统输出信号控制程序。应该注意是，程序中应该防止出现同一线圈有两次及以上输出都有效情况，而应采取并联方式处理这类问题。第24页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ系统输出信号控制程序系统输出信号控制程序第25页h t t p:/JPKC1.JHC.CN/W/PLCKZ第第4次作业次作业P69页（页（2）题）题第26页