PLC项目教学教案.doc

项目四 交通信号灯自动控制设计 子项目3 交通灯白天/黑夜及紧急工作控制 【教学目的】 在实际控制情景中，应用前面2个子项目中学习的PLC编程元件和步进指令知识，以及新知识按照PLC控制设计的工作流程，对交通信号灯自动控制进行整体汇总设计。感受和学习控制系统整体设计的流程和方法技巧。掌握选择性分支的状态转移图和梯形图程序编写的方法技巧，了解复杂流程及跳转流程的程序编制。 【过程与方法】 通过教师与学生的互动合作完成示范项目（物料分捡系统的自动控制）的设计和调试；通过教师的点拨、指导答疑和学生的思考设计、现场调试，完成实训项目（交通灯白天/黑夜及紧急工作控制）的设计和调试。继续感受和体会PLC步进顺控程序设计的工作流程，培养工程素质和综合能力，体验解决实际问题的过程，学会解决实际问题的方法。 涉及到的新知识通过课程网络平台提供，学生提前下载，自主学习，教师只对重点内容进行讲解。 【教学重点】 1、系统项目汇总设计的工作流程和方法技巧。 　　2、步进顺控指令的选择性分支结构 3、步进顺控指令的综合应用。 【教学难点】 选择分支与汇合的状态转移图和梯形图程序编写 【教学方法】 示范引导、项目实训 【教学时间】 3课时 【项目说明】 十字路口交通信号灯自动控制系统有白天和黑夜两种方式。按下启动按扭开始工作，按下停止按扭停止工作。白天/黑夜开关断开时为白天工作方式，闭和时为黑夜工作方式。白天和黑夜工作的时序分别如下图所示。遇到紧急情况时，东西、南北某一方向可以保持绿灯长亮，另一方向则保持红灯长亮。 【项目分析】 子项目3是在完成前2个子项目的基础上对整体项目进行的完善设计与调试。主要完成白天/黑夜两种工作方式的选择设计、黑夜工作控制程序以及紧急情况的中断控制程序设计与调试。要用选择分支结构的步进顺控思想和中断控制思想进行设计。 本项目的起动设备也比较多。有系统起动按钮和停止按钮，有选择工作方式的白天/黑夜开关，还有应对紧急情况的东西/南北向的紧急起动按钮； 本项目的工作方式比较多，有白天正常工作、黑夜正常工作以及紧急工作三种情况。前面两种可以按正常方式进行选择运行，紧急方式要按照紧急中断进行处理； 各种工作方式的切换。 【涉及到的新知识】 选择分支与汇合的状态转移图和梯形图程序编写。扩展知识：步进顺控程序的其它编制方法。提前告之，让学生进行预习。 一、 示范项目：物料分捡系统的自动控制 1、项目说明 图1为使用传送机将大、小球分类后分别传送的系统示意图。左上为原点，动作顺序如下：向下，吸住球，向上，向右运行，向下，释放，向上和向左运行至左上点（原点），抓球和释放球的时间均为 1 秒。 2、项目分析 当机械臂下降时，若电磁铁吸着的是大球，下限位开关 SQ 2 断开，若吸着小球则 SQ 2 接通（以此判断是大球还是小球）。 这是选择分支结构的控制实例。 【知识准备】 选择性分支结构的步进顺控设计法 1、选择性分支结构 　　从多个流程顺序中选择执行某一个流程，称为选择性分支结构。 　　S20为分支状态，该状态转移图在S20步以后分成了三个分支，供选择执行。 　　当S20步被激活成为活动步后，若转换条件X0成立就执行左边的程序；若X10成立就执行中间的程序，若X20成立则执行右边的程序，转换条件X0、X10及X20不能同时为ON。 S50为汇合状态，可由S22、S32、S42任一状态驱动。 2、选择性分支结构的编程 编程原则是先集中处理分支转移情况，然后依顺序进行各分支程序处理和汇合状态。 3、示范项目设计过程 【动动手】 选择输入输出设备，分配地址，绘制I/O接线图。 输入： X1――左限位开关， X2 ――下限位开关（小球动作、大球不动作） X3 ――上限位开关， X4 ――释放小球的右限位开关， X5――释放大球的右限位开关， X0 ――系统的起动开关； 输出： Y0 ――机械臂下降， Y2 ――机械臂上升， Y1――吸球电磁铁， Y3 ――机械臂右移， Y4 ――机械臂左移， Y5 ――机械臂停在原点的指示灯。 【动动手】绘制物料分捡系统自动控制的状态转移图。 【动动手】 绘制物料分捡系统自动控制的梯形图程序和指令表程序。 【程序调试】 接好电源线、通讯线及输入输出信号线，输入程序并进行调试，直至满足要求。 【思考并实践】 若起动前需要手动回原点操作，怎样修改程序？ 【知识拓展】 步进顺控程序的其它编制方式 　　步进顺控程序还可以不用步进指令而用其它方式进行编制，如启保停电路方式、置位复位电路方式等。这两种方式都可以用辅助继电器M来代替状态继电器进行编程。这两种编程方式的梯形图中要注意处理