自动化生产线控制系统设计.docx

项目1自动化生产线控制系统设计一、 教学目的1、 掌握PLC控制系统设计的基本原则、步骤与方法；2、 了解PLC应用中硬件设置和软件设计；3、 掌握传送指令、运算指令、移位指令、高速脉冲指令等指令的用法；4、 熟悉PLC选型与资源配置；5、 了解PLC通信指令与通讯协议、ModbusRTU从站协议二、 教学内容1、 PLC控制系统设计的内容与步骤；2、 PLC的硬件设置；3、 PLC的软件设计、指令的用法；4、 PLC在机械手控制系统中的应用；5、 运料小车控制系统设计；6、 平面仓储和材料分拣系统设计；7、 多站自动化生产线控制系统设计三、 教学重点和难点1、 重点：>指令的应用；> PLC控制系统设计的步骤、内容和方法2、 难点:> PLC控制系统设计方法；> PLC通信指令与通讯协议四、 教学方法1、 启发式教学法：通过项目任务驱动，多媒体案例演示，提出问题，激发学生 的求知欲，启发学生思考2、 运用实物进行直接教学和在实验（实训）室进行现场教学的优势，一边利用 课件中的动画教授，一边在实验（实训）室利用实物操作演示教学，理论联系实际， 使抽象的原理变得生动，使学生觉得学有所用、容易理解，从而既解决了教学中的重 点和难点，又激发了学生动手操作的欲望。

3、 将理论教学内容融合到实践教学中，让学生一边学习理论知识一边动手做实 验，真正做到理论联系实际，并通过设置实训思考题达到培养学生在实践中发现问题、 解决问题的能力4、 暗示教学发在检查学生的实训项目时，当发现学生的错误时，并不直接指出， 而是通过暗示，激发学生的联想和抽象思维能力，从而找到错误所在5、 分组讨论、小组协作组织学生进行讨论，小组协作式学习，及时地安排适当 的实训课题，组织学生以小组的形式进行讨论学习，培养学生运用知识能力以及相互 合作的精神6、 “设故障”教学法 针对每个项目的难点和重点，教师事先在项目中设置故 障，让学生分析查找故障点，提高学生分析问题和解决问题的能力7、 鼓励学生质疑，抢答，灵活的运用知识，调动学生的学习主动性和积极性任务一机械手控制系统设计一、 工作任务1、控制要求工件传送用机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动汽缸 完成，当某个电磁阀线圈通电时，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁 阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍然保持现有下降动作状态，直到相反 方向的线圈通电为止另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动汽缸完成，线圈通电 执行夹紧动作，断电执行放松动作。

设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工 作过程如下：原位一下降一夹紧一上升一右移t !左移一上升一放松一下降二、 相关知识1、 电磁阀电磁阀是用来控制流体的自动化基础原价，属于执行机构；并不限于液压， 气动电磁阀用于控制液压流动方向，工厂的机械装置一般都由液压缸控制，所 以就会用到电磁阀2、 基本功能指令移位指令：移位指令分为左、右移位和循环左、右移位以及移位寄存器指令 三大类1) 左移和右移指令功能是将输入数据IN左移或右移N位后，把结果送入OUT，使用应注意：a. 被移位数据无符号；b. 移位时，存放被移位数据的编程元件的移出端与特殊继电器 SM1.1相连，移出位送SM1.1,另一段补0；c. 移位次数N与移位数据的长度有关，若N小于实际数据长度，则执行N次 若N大于实际数据长度，则执行移位的次数等于实际数据长度的位数；d. 移位数据N为字节型数据＞字节移位指令SLB：字节左移位指令SRB :字节右移位指令指令格式：当EN有效时，将字节型数据IN左移或右移N (NW8)后，送到OUT中＞字移位指令SLW:字左移SRW:字右移指令格式：当EN有效时，将字型数据IN左移或右移N (NW16)后，送到OUT中。

＞双字移位指令SLD：字左移SRD:字右移指令格式：当EN有效时，将双字型数据IN左移或右移N (NW32 )后，送到OUT中 在语句表中，OUT与IN为同一存储单元2) 循环左移和循环右移指令指令特点：被移位数据无符号；a. 移位时，存放被移位数据的编程元件的移出端与另一端相连，又与特殊继电器sm1.1相连，移出位在被移到另一端的同时，也进入 sm1.1 ；另一端自动补0；b. 移位次数N与移位数据长度有关，如N小于实际数据长度，则执行N次 移位；如N大于数据长度，则执行移位次数为 N除以实际数据长度的余数；c. 移位次数N为字节型数据＞字节循环移位指令RLB：字节循环左移RRB:字节循环右移指令格式：当EN有效时，把字节型数据IN循环移位N位后送到OUT指定的字节中＞字循环移位指令RLW:字节循环左移RRW:字节循环右移指令格式：当EN有效时，把字型数据IN循环移位N位后送到OUT指定的字节中＞双字循环移位指令RLD ：双字循环左移RRD ：双字循环右移指令格式：当EN有效时，把双字型数据IN循环移位N位后送到OUT指定的双字存储单 元中移位、循环移位指令如下：图4-1-1移位、循环移位指令（3）移位寄存器SHRB :移位寄存器指令。

指令格式：1(12+ 1EN ENOIQ3 -DATAV10Q0 -8-NLD 10.2EU口 I I I或变n ni(nUSH l.SB第一次移位司 I 11100101揄匕位阳RB I0.3,EB100.0、8第一次移仲后 0— 1001Q110 —10.3第_ 次移位后 [op-| 11001011 H-I0.3图4-1-2移位寄存器指令格式DATA为移位寄存器数据输入端；S_BIT为移位寄存器的最低位；N为移位寄 存器的长度特点：a. 移位寄存器最低位地址为S_BIT ；最高位地址的计算方法为MSB= （N-1+ （S_BIT的位号））/8；最高位的字节号为：MSB的商+S_BIT的字 节号；最高位的位号：MSB的余数；b. M>0时，为正向移位，即从最低位向最高位移位；c. M<0时，为反向移位，即从最高位向最低位移位；d. 移位寄存器的移出端与SM1.1连接三、任务实施1、 多种工作方式：手动和自动（包括连续、单周期、单步、自动返回初始状态等） 手动程序比较简单，一般用经验法设计，复杂的自动程序一般根据系统的顺序功 能图用顺序控制法设计2、 梯形图总体结构：选择手动工作方式时手动开关 I2.0为1状态，将跳过自动 程序，执行公用程序和手动程序。

选择自动工作方式时 I2.0为O状态，将跳过 手动程序，执行公用程序和自动程序3、 机械手用来将工件从A点搬运到B点，控制面板结构图和PLC外部接线图见 下图BA图4-1-3机械手示意图12 2职步回说点住3宙周期\ /F1AAMrv\012 5［境平幼/连伎10,上升1左行心松开【"牖负款「膳1O0O00n o FSH.UffjI12A*27停止O0OO◎图4-1-4控制面板结构图nri肝MfI聚一J. L/-•谡下r?AF下g nun 右IU性 左g起的字什图4-1-5 PLC外部接线图4、使用起保停电路的编程方法TITT1T左限位上限位松TT原点条件 IQ4 10.2 QO.l M0.?T I_I I_I / I_()SMO.l M0.5 M0.0-1 I-1-| | ( 3 )加£ 状态120 JT FIll MO.OT 山1二0 手动 M2.0|~~r ( K )复(寸耳列蜂&MIO(R )复位回原点的步 6口4 攀 MC"-\ /1—H R )复住连续标志图4-1-6程序结构及公用程序5、手动程序11.2 QO.1T I (忑) 夹紧1103 10.7 Q0.1—\ HH I—( R )松开10.4 1I I 10.5 IQ2 QO.O Q0.2「中)上升11.0 Iftl Q0.2 Q0.0H H/H /F-C )下降10.6 10.4 IQ2 Q0.3 Q0.4T H / ~ I~H )左行IL1 IQ3 IQ2 Q0.4 Q03H H/H H )利丁砂..世工 T-［2.6 12.4T H~112/HM 衣：」 KR'f.6T I~ ? HH )［壮羊汇腥KE.- IQ-1 M9" MU,G转5T-Mi'-r(U Mk； • 104度同导与左限住与左上位M2.1 M2J；H/H )下隋H H HMJ.QH H H HM2.UH I M2.ll Ill.l ED.6 h2.2 MilH H H W/H EKE.1T I M2.1 MO.6 N2.3 .\E.2T H H 〒/H ) *XL. 2T I MP20 M!V(12 仍 E M3.4H H H W/H )wMLSH I M2.； Ii).3 6 踞 $ 雄 4H H H W/H ) eM2.4~l I M2.4 10.1 M0.6 K2.64 H H M/H E・M2.5 d I '138 Mfi 6 旧> M2.6H H H〒/T )匕KE.0H I KE.G \D6 NE.U MJ.9 NE.7H H H H/H/H )M27M27 IQ4 Ml." Mil6 W.O MO.OT H H/H Hm )11L10 JT；tA I M 顶 1UJ Q(WH W/H miE.44 HNE.L QO.L• T.广Mtn~ttn10-|pT】WS 顷LIT "-) *-也Uin~~Tu5Tu)』pt 1(D 龄XI22 ］偿 Q心H HH /1~~( LNE.6H HXE.3 I(U 顷旧T TI E：亍I(U <)i：l.44 I 1 / I~亍图4-1-7手动程序6、自动返回原点程序NU.2-1 IML3T I101M.4KU｝芹限伸易伸Ml \ 辰机条件满是1T39INTONPT10(&20-M1.3()松开Q0.1< R )ill 116 Q(l.l Ml.5 Ml4H H H/FH/H )上升ML 3 T 菊T I INU.1HNU.4 IQ2 1(14 MLSW g 丁H H FH/NU.5H IIll 126 Q0.1 10.3 ML1 M1.0H H H H/Fd/H 。