自动化生产线控制系统设计

项目四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→下降→夹紧→上升→右移

↑↓

左移←上升←放松←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（N≤8）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（N≤16）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（N≤32）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：