PLC控制系統(tǒng)的安裝與維護教師手冊

1、學習子領域8.2：順序控制系統(tǒng)的設計與安裝項目8.2.1十字路口交通燈控制系統(tǒng)一、教學素材本單元教學中要用到的教學資源 1、交通燈控制系統(tǒng)的現(xiàn)場實物圖片：隨著眾多高科技技術在日常生活的普遍應用，城市空中各種電磁干擾日益嚴重，為保證交通控制的可靠、穩(wěn)定，選擇了能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境下正常工作的plc是必要的。在現(xiàn)代化的大城市中, 十字交叉路口越來越多,在每個交叉路口都需要使用紅綠燈進行交通指揮和管理,紅、黃、綠燈的轉(zhuǎn)換要有一個準確的時間間隔和轉(zhuǎn)換順序,這就需要有一個安全、自動的系統(tǒng)對紅、黃、綠燈的轉(zhuǎn)換進行管理, 本系統(tǒng)就是基于此目的而開發(fā)的。 2、交通燈的教學模型：北西東南3、交通燈的實驗實訓

2、設備。4、多媒體教學條件、交通燈的教學課件二、單元概述1、教學要點（1）接受plc交通燈控制系統(tǒng)的控制任務，閱讀學習資料，步進指令編程知識點和技巧；電工安全操作規(guī)范（2）交通信號燈控制系統(tǒng)的plc步進指令的方案設計（3）學會plc步進指令單序列、并行序列程序設計的方法（4）輸入及模擬調(diào)試、程序仿真（5）.熟悉plc步進指令程序編寫（6）學習plc控制系統(tǒng)電氣圖的識圖與繪制（7）學習交通信號燈控制系統(tǒng)的plc控制系統(tǒng)的安裝與整體調(diào)試（8）學習plc控制系統(tǒng)的故障分析與排除技能（9）.進行成本核算2、教學目標（1）強化利用plc進行控制系統(tǒng)的總體構建的技能（2）掌握步進令的作用、符號及格式 （3）

3、掌握步進指令三個基本功能（4.）分析步進指令程序并掌握利用步進指令設計程序的技能（5）掌握利用不同方法對交通信號燈控制系統(tǒng)的綜合程序設計的技能（6）學會使用編程器、編程軟件輸入程序并進行模擬調(diào)試、仿真調(diào)試的能力（7）.強化plc電氣系統(tǒng)圖的識圖及繪制（8）強化熟悉plc系統(tǒng)的電源技術指標（9）.強化plc交通燈控制系統(tǒng)的整體調(diào)試能力（10）強化安全意識、成本預算（11）工作能力、組織管理能力、創(chuàng)新能力三、教學綱要1.課題重點：在fx2n系列plc中只有兩條步進指令：stl（步進開始指令）和ret（步進結(jié)束指令）。retstl和ret指令必須和狀態(tài)繼電器s配合使用才具有步進功能。stl也稱為步進

4、觸點指令（占1步），stl的梯形圖符號用 表示，稱為stl觸點，它沒有動斷觸點。stl s20 和stl s21都是stl觸點。在梯形圖中，stl觸點與母線相連，使用stl指令后，母線移至觸點右側(cè)，其后需用ld、ldi、out等指令，直至出現(xiàn)下一條stl指令或出現(xiàn)ret指令。stl指令使新狀態(tài)繼電器置位，而前一狀態(tài)繼電器自動復位，其觸點斷開。步進結(jié)束指令ret也稱為步進返回指令，梯形圖符號用 表示。在一系列stl指令之后必須使用ret指令，以表示步進指令功能結(jié)束，母線恢復至原位。2課題難點：本課題的難點是指令的理解、技巧的掌握，下面舉個例子說明它們的應用。案例：設計小車自動往返裝卸貨系統(tǒng)的程序

5、，要求如下：按下起動按鈕，小車從原位向前，行至料斗處（前限位開關處）自動停止，料斗底門打開7s，小車裝貨，7s后小車向后運行，行至原位時小車停止，小車側(cè)門打開5s進行卸貨，如此往返，直至按下停止按鈕。以上每個動作都有手動操縱3.教學方法（1）引導文法:在本學習領域中，我們將教學內(nèi)容按教學情境組織，每個教學情境以來自現(xiàn)場的真實工作項目為載體。在項目教學法中，由47個學員組成一個項目工作小組，分工明確，每個小組必須根據(jù)老師下發(fā)的項目任務書完成一項特定的工作，并達到預期的結(jié)果。每個項目按資訊計劃決策實施檢查評估完整的“行動”過程進行。如在霓虹燈光控制控制的系統(tǒng)設計與安裝中選取了霓虹燈光控制系統(tǒng)項目載

6、體，嚴格按六步法實施。（2）項目教學法：項目教學法是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動，其目的是在課堂教學中把理論與實踐教學有機地結(jié)合起來，學習和現(xiàn)場典型任務結(jié)合起來，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力，并訓練學生與人溝通合作的能力。以交通燈的控制要求一個完整的工作過程，學生在完成項目的過程中即扮演了現(xiàn)場工作者的角色，積累了工作經(jīng)驗。課程教學中始終貫徹“學生主體、教師主導”的原則，學習過程采用了從封閉型開放型開放創(chuàng)新型的教學類型，使學生的職業(yè)能力、創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)不斷得到提高。（3）講練結(jié)合以學生為主體，教師加以適當?shù)囊龑?，提高學生分析問題、解決問題的能力，提高學生的

7、實踐技能。教師給出一個訓練的任務，介紹在課程環(huán)節(jié)中已經(jīng)學過的相關的理論知識和實踐知識，接著以任務為載體，由學生完成任務的方案制定，并立即進行訓練。在方案實施過程中，學生還可以利用編程軟件和仿真軟件進行程序的仿真和檢驗。（4）現(xiàn)代化多媒體技術根據(jù)本課題內(nèi)容的特點，課程組教師對每個項目都制作了直觀的教學cai課件，該課件具有示范功能及讓學生自行編程和完成接線的測驗功能。教師多媒體課件的授課課時比例達到90以上。（5）頭腦風暴法頭腦風暴法是采用工作小組法后，鼓勵在小組中進行創(chuàng)造性思維的最常用方法。采用頭腦風暴法的目的是充分調(diào)動學生積極性、主動性，挖掘每一位學生的潛能和創(chuàng)新能力，激發(fā)更多的觀點和更好的

8、建議，充分運用所有學員的創(chuàng)造力。（6）理論實踐一體化教學在實訓現(xiàn)場安排教學，理論和實踐交融漸進，先通過現(xiàn)場霓虹燈控制案例引出交通燈的相關知識點，接著采用講練結(jié)合的方式講述功能循環(huán)指令等等理論知識，理論知識講述完了讓學生根據(jù)項目要求進行實訓操作，同時加強所學理論和實踐知識，提高學生解決實際問題的能力。提高學生的動手能力。（7）學生為主教學：發(fā)揚百花齊放、百家爭嗚的方針，在課題的資訊環(huán)節(jié)讓學生對所發(fā)項目進行充分討論，由學生討論出課題設計方案和實施方法。充分發(fā)揮以學生為中心的學習氛圍。四、教學筆記知識點通俗解釋（一）、概述順序控制就是按照生產(chǎn)工藝預先規(guī)定的順序,在各個輸入信號的作用下,根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和

9、時間的順序,在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構自動地有序地進行工作。使用順序控制設計法時首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。順序控制設計法是一種先進的設計方法，很容易被初學者接受，程序的調(diào)試、修改和閱讀也很容易，并且大大縮短了設計周期，提高了設計效率。（二）、順序控制設計法的設計步驟1步的劃分1.步的劃分分析被控對象的工作過程及控制要求，將系統(tǒng)的工作過程劃分成若干個階段，這些階段稱為“步”。步是根據(jù)plc輸出量的狀態(tài)劃分的，只要系統(tǒng)的輸出量狀態(tài)發(fā)生變化，系統(tǒng)就從原來的步進入新的步。在每一步內(nèi)plc各輸出量狀態(tài)均保持不變，但是相鄰兩步輸出量總的狀態(tài)是不同的。2.轉(zhuǎn)換條件的

10、確定轉(zhuǎn)換條件是使系統(tǒng)從當前步進入下一步的條件。常見的轉(zhuǎn)換條件有按鈕、行程開關、定時器和計數(shù)器的觸點的動作（通/斷）等。3.順序功能圖的繪制根據(jù)以上分析畫出描述系統(tǒng)工作過程的順序功能圖。這是順序功能設計法中最關鍵的一個步驟。繪制順序功能圖的具體方法將在下節(jié)介紹。4.梯形圖的繪制根據(jù)順序功能圖，采用某種編程方式設計出梯形圖。常用的設計方法有三種：起保停電路設計法、以轉(zhuǎn)換為中心設計法、步進順控指令設計法。案例：液壓進給裝置運動控制（使用起保停電路的編程方法）左行示意： 右行示意： 控制開關 （轉(zhuǎn)換條件）：動作要求：1）起保停電路設計法2以轉(zhuǎn)換為中心設計法3步進順控指令設計法五、實踐內(nèi)容實訓課題一 交

11、通燈控制器內(nèi)容：1、十字路口雙向交通燈自動控制系統(tǒng)動作要求如時序圖所示。2、信號分配3、硬件設計 4、功能圖的繪制5、梯形圖程序6、指令程序?qū)嵱栒n題二 自動門控制系統(tǒng)1. 自動門控制裝置的硬件組成： 自動門控制裝置由開門減速開關k1、門外光電探測開關k2、開門到位限位開關k3、關門減速開關k4、關門到限位開關k5、高速開門執(zhí)行機構km1（使直流電動機正轉(zhuǎn)）、高速關門執(zhí)行機構km2（使直流電動機反轉(zhuǎn)）低速開門執(zhí)行機構km3（、低速關門執(zhí)行機構km4等部件組成。光電探測開關為檢測到人或物體on，否則為off。2控制要求：自動門控制系統(tǒng)的動作如下：人靠近自動門時，感應器k2為on，km1驅(qū)動電動機高

12、速開門，碰到開門減速開關k1時，變?yōu)榈退匍_門。碰到開門極限開關k3時電動機停轉(zhuǎn)，開始延時。若在0.5s內(nèi)感應器檢測到無人，km2起動電動機高速關門。碰到關門減速開關k4時，改為低速關門，碰到關門極限開關k5時電動機停轉(zhuǎn)。在關門期間若感應器檢測到有人，停止關門，t1延時0.5s后自動轉(zhuǎn)換為高速開門。3. i/o編址輸入 輸出器件器件號功能說明器件器件號功能說明k1x1開門減速開關km1y0高速開門k2x0門外光電探測開關km2y2高速關門k3x2開門到位限位開關km3y1低速開門k4x4關門減速開關km4y3低速關門k5x5關門到限位開關4. 編程并調(diào)試5. i/o端子接線圖 參考程序：軟件設計

13、1） 起保停電路設計法2以轉(zhuǎn)換為中心設計法3步進順控指令設計法學習子領域8.3：復雜功能控制系統(tǒng)的設計與安裝項目8.3.1霓虹燈光廣告牌控制系統(tǒng)一、教學素材 1霓虹燈的現(xiàn)場實物圖片：各企業(yè)為宣傳自己的企業(yè)形象和產(chǎn)品，均采用廣告手法之一霓虹燈廣告屏。廣告屏的燈管的亮滅、閃爍時間及流動方向等均可通過plc來達到控制要求。上海雙藝廣告有限公司霓虹燈圖片：上海雙藝廣告有限公司是一家從事室內(nèi)外廣告設計制作的專業(yè)公司，公司主要產(chǎn)品有各類燈箱招牌、霓虹燈、led發(fā)光字、高炮、樓頂大字、廣告棚、高檔遮陽棚，車庫停車棚、大型鋼結(jié)構、另承接各種產(chǎn)品來料加工。 廣告公司圖片耀海霓虹燈圖片：上海耀海霓虹燈有限公司創(chuàng)建

14、于1998年，是上海霓虹燈專業(yè)生產(chǎn)廠家、中國霓虹燈協(xié)會會員。有全套霓虹燈設計、制作和安裝人才和設備。采用先進的生產(chǎn)工藝和原材料，主要生產(chǎn)制作霓虹工藝燈、霓虹吊牌燈箱，戶外廣告工程，巨型樓頂霓虹燈廣告牌等。2霓虹燈的教學模型：3霓虹燈的實驗實訓設備。4多媒體教學條件、霓虹燈的教學課件。二、單元概述1教學要點（1）接受plc霓虹燈廣告牌的控制任務，閱讀學習資料，步進指令控制彩燈循環(huán)的控制實例；電工安全操作規(guī)范。（2）霓虹燈廣告牌的plc功能指令的方案設計。（3）plc功能指令程序設計的方法。（4）輸入及模擬調(diào)試、程序仿真。（5）plc功能程序編寫。（6）plc控制系統(tǒng)電氣圖的識圖與繪制。（7）霓虹

15、燈廣告牌的plc控制系統(tǒng)的安裝與整體調(diào)試。（8）plc控制系統(tǒng)的故障分析與排除技能。（9）進行成本核算。2教學目標（1）強化利用plc進行控制系統(tǒng)的總體構建的技能。（2）掌握plc功能指令作用、格式、分類的方法。（3）掌握利用移位控制類指令進行廣告牌燈光控制的綜合程序設計的技能。（4）化使用編程器、編程軟件輸入程序并進行模擬調(diào)試、仿真調(diào)試的能力。（5）強化plc電氣系統(tǒng)圖的識圖及繪制。（6）強化熟悉plc系統(tǒng)的電源技術指標。（7）強化plc廣告燈光控制系統(tǒng)的整體調(diào)試能力。（8）強化安全意識、成本預算。（9）加強學生工作能力、組織管理能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。三、教學綱要1.課題重點：位左移、位右移

16、指令的格式、要素、程序分析及應用循環(huán)指令有ror右循環(huán)指令、rol左循環(huán)指令、rcr帶進位右循環(huán)指令，rcl帶進位左循環(huán)指令、sftr位右移、sftl位左移、wsfr字右移位、wsfl字左移位指令、sfwr先入先出寫入指令和先入先出讀出指令sfrd。位左移sftl、位右移sftr指令及應用是重點內(nèi)容。（1）位右移位指令sftr該指令的名稱、助記符、指令代碼、操作數(shù)和操作步如表下表。位右移指令格式指令名稱助記符指令代碼操作數(shù)程序步sdn1n2位右移指令sftrfnc34x、y、m、sy、m、sk、h移位量sftr (p) 9步位右移指令sftr的使用說明如圖8.3.1所示。（1）m3m0溢出 （

17、2）m7m4m3m0 （3）m11m8m7m4（4）m15m12m11m8 （5）x3x0m15m12圖8.3.1 右移指令sftr的使用說明當x10由off-on時，位右移指令sftr執(zhí)行，使位元件中的狀態(tài)值右移，n1指定位元件的長度，n2指定移位位數(shù)，n1和n2的關系及范圍因機型不同而有差異，一般為n2 n11024。（2）位左移位指令sftl位左移位指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)、程序步如下所示。助記符指令代碼及位數(shù)操作數(shù)范圍程序步s.dn1n2sftlfnc35x、y、m、sy、m、sk、h9步位左移指令是對n1位d.所指定的位元件進行n2位s所指定的位元件的位左移。指令使用說明如圖8

18、.3.2所示。圖中當m100常開和c0常閉接點相與后的狀態(tài)從off on時，d.內(nèi)（y7y0）各位數(shù)據(jù)連同s.內(nèi)（x0）的數(shù)據(jù)向左移動1位， x0的數(shù)據(jù)從d.的低端移入，y7從d.的高端移出（溢出）。當驅(qū)動信號再次off on時，重復上述移位過程。 圖8.3.2 位左移位指令使用說明圖中指令后面加了p，表示為脈沖執(zhí)行型，即執(zhí)行移位指令是在驅(qū)動信號從off on時，而用連續(xù)執(zhí)行指令時，移位操作是每個掃描周期執(zhí)行一次，使用時必須根據(jù)控制要求判斷采用哪種方式，為防止損壞輸出繼電器干接點，移位指令一般采用脈沖執(zhí)行方式。2課題難點：位左移、位右移指令的應用本課題的難點是位右移位和左移位指令的應用，下面舉

19、2個例子說明它們的應用。案例1：霓虹燈y0-y1一直到y(tǒng)7共8盞燈進行追燈，每盞燈間隔5s點亮，只有一盞燈發(fā)亮，在y7燈亮了再過5s接著y1又亮，循環(huán)進行。根據(jù)要求，設計的梯形圖如下8.3.3：圖8.3.3 追燈梯形圖x10閉合后，t10是自復位定時器，5s導通1次，m10的輸出是5s導通，5s斷開，y0的輸出是，利用位左移sftl指令，控制霓虹燈y0-y1一直到y(tǒng)7共8盞燈進行隔5s追燈。案例2：流水燈光控制8個燈先以正序每隔1s輪流點亮，當y7亮后，停2s,然后以反序每隔1s輪流點亮，當y0亮后，停2s，重復以上過程。根據(jù)要求，設計的梯形圖如下圖8.3.4：圖8.3.4 流水燈光控制梯形圖

20、3.教學方法（1）引導文法在本學習領域中，我們將教學內(nèi)容按教學情境組織，每個教學情境以來自現(xiàn)場的真實工作項目為載體。在項目教學法中，由47個學員組成一個項目工作小組，分工明確，每個小組必須根據(jù)老師下發(fā)的項目任務書完成一項特定的工作，并達到預期的結(jié)果。每個項目按資訊計劃決策實施檢查評估完整的“行動”過程進行。如在霓虹燈光控制控制的系統(tǒng)設計與安裝中選取了霓虹燈光控制系統(tǒng)項目載體，嚴格按六步法實施。（2）項目教學法項目教學法是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動，其目的是在課堂教學中把理論與實踐教學有機地結(jié)合起來，學習和現(xiàn)場典型任務結(jié)合起來，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力，

21、并訓練學生與人溝通合作的能力。以某霓虹燈廣告牌的控制要求一個完整的工作過程，學生在完成項目的過程中即扮演了現(xiàn)場工作者的角色，積累了工作經(jīng)驗。課程教學中始終貫徹“學生主體、教師主導”的原則，學習過程采用了從封閉型開放型開放創(chuàng)新型的教學類型，使學生的職業(yè)能力、創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)不斷得到提高。（3）講練結(jié)合以學生為主體，教師加以適當?shù)囊龑В岣邔W生分析問題、解決問題的能力，提高學生的實踐技能。教師給出一個訓練的任務，介紹在課程環(huán)節(jié)中已經(jīng)學過的相關的理論知識和實踐知識，接著以任務為載體，由學生完成任務的方案制定，并立即進行訓練。在方案實施過程中，學生還可以利用編程軟件和仿真軟件進行程序的仿真和檢驗。（

22、4）現(xiàn)代化多媒體技術根據(jù)本課題內(nèi)容的特點，課程組教師對每個項目都制作了直觀的教學cai課件，該課件具有示范功能及讓學生自行編程和完成接線的測驗功能。教師多媒體課件的授課課時比例達到90以上。（5）頭腦風暴法頭腦風暴法是采用工作小組法后，鼓勵在小組中進行創(chuàng)造性思維的最常用方法。采用頭腦風暴法的目的是充分調(diào)動學生積極性、主動性，挖掘每一位學生的潛能和創(chuàng)新能力，激發(fā)更多的觀點和更好的建議，充分運用所有學員的創(chuàng)造力。（6）理論實踐一體化教學在實訓現(xiàn)場安排教學，理論和實踐交融漸進，先通過現(xiàn)場霓虹燈控制案例引出霓虹燈的相關知識點，接著采用講練結(jié)合的方式講述功能循環(huán)指令等等理論知識，理論知識講述完了讓學生根

23、據(jù)項目要求進行實訓操作，同時加強所學理論和實踐知識，提高學生解決實際問題的能力。提高學生的動手能力。（7）學生為主教學發(fā)揚百花齊放、百家爭嗚的方針，在課題的資訊環(huán)節(jié)讓學生對所發(fā)項目進行充分討論，由學生討論出課題設計方案和實施方法。充分發(fā)揮以學生為中心的學習氛圍。四、教學筆記1.知識點通俗解釋（1）右循環(huán)指令：循環(huán)右移位指令可以使16位數(shù)據(jù)、32位數(shù)據(jù)向右循環(huán)移位。格式：ror fnc30 d n（2）左循環(huán)指令：循環(huán)左移位指令可以使16位數(shù)據(jù)、32位數(shù)據(jù)向左循環(huán)移位。格式：rol fnc31 d n(3)帶進位右循環(huán)移位：帶進位右循環(huán)移位指令rcr使16位、32位數(shù)據(jù)連同進位一起向右循環(huán)移位。

24、格式rcr fnc32 d n(4)帶進位左循環(huán)移位：帶進位左循環(huán)移位指令rcl使16位、32位數(shù)據(jù)連同進位一起向左循環(huán)移位。格式rcl fnc33 d n（5）位右移指令sftr：是使位元件中的狀態(tài)值右移，格式為：sftr fnc34 s d n1 n2（6）位左移指令sftl：是使位元件中的狀態(tài)值左移，格式為：sftl fnc35 s d n1 n2（7）字移右指令wsfr：使字元件的狀態(tài)值右移。格式為： wsfr fnc36 s d n1 n2（8）字左位指令wsfl：使字元件的狀態(tài)值左移。格式為：wsfl fnc37 s d n1 n22.編程案例案例1：步進電動機控制以移位指令實現(xiàn)步

25、進電機正反轉(zhuǎn)和調(diào)速控制。以三相三拍電機為例，脈沖由y10-y12送出，作為步進電機驅(qū)動電源功放電路的輸入。參考梯形圖8.3.5所示。圖8.3.5 步進電動機控制參考梯形圖五、實踐內(nèi)容實訓課題1： 廣告牌邊框飾燈plc控制內(nèi)容：廣告屏共有8根燈管，24只流水燈，每4只為一組，如下圖所示。中間8根燈管的控制要求為：第1根亮第2根亮 第3根亮 - 第8根亮，每隔1s順序依次點亮，全亮后，顯示10s，再反過來87654321反序熄滅，時間間隔仍為1s。全滅后，停2s，再從第8根燈管開始亮，8765-1，時間間隔1s，全亮后，顯示20s。再從12-8順序熄滅。全熄滅后，停2s，完成一個周期，然后從頭開始

26、重復。1熟悉循環(huán)指令的應用情況。掌握利用循環(huán)指令設計廣告牌邊框飾方法。2畫出plc控制的i/o 分配圖。3能設計出梯形圖，并寫出程序。4畫出plc控制的安裝接線圖。5進行plc系統(tǒng)程序仿真6下載程序到plc。7調(diào)試程序8系統(tǒng)試車。參考梯形圖8.3.6：順序點亮反序熄滅反序點亮順序熄滅圖8.3.6 廣告牌邊框飾燈plc控制梯形圖實訓課題2：步進電動機的plc控制內(nèi)容：1.設計利用plc功能循環(huán)指令控制的步進電動機的輸入輸出分配圖。2.設計步進電動機plc控制系統(tǒng)的梯形圖。3.編寫系統(tǒng)的指令表。4.進行系統(tǒng)的硬件連接。5.進行plc系統(tǒng)程序仿真。6.下載程序到plc。7.調(diào)試程序。8.系統(tǒng)試車。9

27、強化安全意識、成本預算程序設計即操作步驟：見實驗實訓指導書學習子領域8.3：復雜功能控制系統(tǒng)的設計與安裝項目8.3.2多種工作方式的送料小車自動往返控制系統(tǒng)一、教學素材1送料小車現(xiàn)場實物圖片： 電動搬運車 2多種工作方式送料小車的教學模型：3多種工作方式送料小車的實驗實訓設備。4多媒體教學條件、霓虹燈的教學課件。二、單元概述1教學要點（1）接受多種工作方式的小車自動往返控制系統(tǒng)plc控制任務，閱讀學習資料，功能指令編制多種工作方式控制實例；電工安全操作規(guī)范。（2）多種工作方式的小車自動往返控制系統(tǒng)plc功能指令的方案設計。（3）學會plc功能指令程序設計的方法。（4）plc程序輸入及模擬調(diào)試、

28、程序仿真。（5）plc功能程序編寫。（6）plc控制系統(tǒng)電氣圖的識圖與繪制。（7）多種工作方式的小車自動往返控制系統(tǒng)plc控制系統(tǒng)的安裝與整體調(diào)試。（8）學習plc控制系統(tǒng)的故障分析與排除技能。2教學目標（1）強化利用plc進行控制系統(tǒng)的總體構建的技能。（2）掌握plc功能指令作用、格式、分類的方法。（3）掌握利用功能跳轉(zhuǎn)指令來進行程序設計的方法和技能。（4）掌握利用plc功能指令設計小車多種工作方式的方法和技能。（5）強化使用編程器、編程軟件輸入程序并進行模擬調(diào)試、仿真調(diào)試的能力。（6）強化plc電氣系統(tǒng)圖的識圖及繪制。（7）強化熟悉plc系統(tǒng)的電源技術指標。（8）強化小車多種工作方式控制系

29、統(tǒng)的整體調(diào)試能力。（9）強化學生工作能力、組織管理能力、創(chuàng)新能力。三、教學綱要1.課題重點:條件跳轉(zhuǎn)指令cj和循環(huán)指令for/next指令的格式、要素、程序分析及應用（1）條件跳轉(zhuǎn)指令要素及使用條件跳轉(zhuǎn)指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)、程序步如下：指令名稱助記符指令代碼操作數(shù)d程序步條件跳轉(zhuǎn)cjfnc00p0p63cj和cj(p) 3步標號p 1步cj和cj(p)指令用于跳過順序程序某一部分的場合，以減少掃描時間。條件跳轉(zhuǎn)指令cj的應用說明如圖8.3.7所示：當x20為on時，程序跳到p10處。如果x20為off，跳轉(zhuǎn)指令不執(zhí)行，程序按原順序執(zhí)行。 一個標號只能出現(xiàn)一次，若出現(xiàn)多于一次則會出錯。

30、 在跳轉(zhuǎn)指令前的執(zhí)行條件若用m8000時，則這時就稱為無條件跳轉(zhuǎn)，因為plc運行時m8000總為on。圖8.3.7條件跳轉(zhuǎn)指令使用說明。(2)循環(huán)指令該指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)和程序步如下：指令名稱助記符指令代碼操作數(shù)s程序步循環(huán)開始指令forfnc08k、h、knx、kny、nm、kns、t、c、d、v、z3步（嵌套5層）循環(huán)結(jié)束指令nextfnc09無1步 for、next為循環(huán)開始和循環(huán)結(jié)束指令。在程序運行時，位于for-next間的程序重復執(zhí)行n次(由操作數(shù)指定)后再執(zhí)行next指令后的程序。循環(huán)次數(shù)范圍為l32767。圖8.3.8是三級循環(huán)嵌套的情況。從圖中還可看出，每一對fo

31、r指令和next指令間包括了一定的程序。這就是所謂程序執(zhí)行過程中需依一定的次數(shù)進行循環(huán)的部分。循環(huán)的次數(shù)由for指令后的k值給出。該程序中最中心的循環(huán)內(nèi)容為向數(shù)據(jù)存儲器d100中加1，循環(huán)值為3，它的外層循環(huán)值為2，最外層循環(huán)值也為2。循環(huán)嵌套程序的執(zhí)行總是從核心層開始的。以該圖的程序為例，當程序執(zhí)行到循環(huán)程序段時先向d0中加三次1，然后執(zhí)行外層循環(huán)，這個循環(huán)要求將內(nèi)層的過程進行二次，執(zhí)行完成后d100中的值為6。最后執(zhí)行最外層循環(huán)，即將內(nèi)層及外層循環(huán)執(zhí)行二次。從以上的分析可以看到，多層循環(huán)間的關系是循環(huán)次數(shù)相乘的關系。這樣，本例中的加1指令在一個掃描周期中就要向數(shù)字單元d0中加入12個l了。

32、圖8.3.9 循環(huán)指令的嵌套使用循環(huán)指令用于某種操作需反復進行的場合。如對某一取樣數(shù)據(jù)做一定次數(shù)的加權運算，控制輸出口依一定的規(guī)律做反復的輸出動作，或利用反復的加減運算完成一定量的增加或減少，或利用反復的乘除運算完成一定量的數(shù)據(jù)移位。循環(huán)程序可以使程序簡明扼要， fx系列plc循環(huán)指令最多允許5級嵌套。next指令與for指令總是成對使用的；而且next指令在后，for指令在前，否則要出錯。如果next指令的數(shù)目與for指令數(shù)目不符合，也要出錯。2課題難點：位左移、位右移指令的應用本項目的難點是跳轉(zhuǎn)指令和循環(huán)指令的應用，下面舉2個例子說明它們的應用。案例1：跳轉(zhuǎn)指令的應用跳轉(zhuǎn)程序段中元件在跳轉(zhuǎn)

33、執(zhí)行中狀態(tài)：（1）m、y、s：保持跳轉(zhuǎn)前狀態(tài)（2)t、c當前值被鎖住，計數(shù)和計時值保持不變（3)計時器和計數(shù)器的復位指令優(yōu)先，即使被跳過圖8.3.10 條件跳轉(zhuǎn)指令使用說明在上圖8.3.10的示例中，如果x000 on，則從1步跳轉(zhuǎn)到36步(標記p8的后一步)。x000“off”時，不進行跳轉(zhuǎn)，從1步向4步移動。程序定時器t192t199及高速計數(shù)器c235c255如果在驅(qū)動后跳轉(zhuǎn)則繼續(xù)工作，輸出接點也動作。案例說明：（1）圖8.3.10中，y001變成雙線圈，但是，x000=off時，由x001驅(qū)動y001。x000=on時由x012驅(qū)動y001動作。因條件跳轉(zhuǎn)，即使是分段的程序，在跳轉(zhuǎn)內(nèi)或

34、跳轉(zhuǎn)外將同一線圈編成2個以上程序時，也當作一般的雙線圈對待。累計定時器及計數(shù)器的復位指令在跳轉(zhuǎn)外時，計時線圈及跳轉(zhuǎn)的計數(shù)線圈復位(接點恢復及當前值的清除)有效。（2）運算對象中的指針編號為同一編號，標記為1個時，表示可以從不同的位置向同一位置跳轉(zhuǎn)。如圖8.3.10示。x020 “on”，時從該處向標記p9跳轉(zhuǎn)。x020 “off. x021 “on”，時從x021的cj指令向標記p9跳轉(zhuǎn)。（3）標記編號包括后述的調(diào)用指令用標記，不能出現(xiàn)重復標號，否則視為出錯。（4）標號可以出現(xiàn)在跳轉(zhuǎn)指令前，也可以在跳轉(zhuǎn)指令后，當標號出現(xiàn)在跳轉(zhuǎn)指令前面時，如果跳轉(zhuǎn)條件成立，則標號和跳轉(zhuǎn)指令之間的程序重復執(zhí)行，運

35、 行200ms以上時，會產(chǎn)生看門狗定時器出錯，應注意。（5）m8000在可編程控制器的運行過程中是處于閉合狀態(tài)的，所以用m8000作為跳轉(zhuǎn)條件時即為無條件跳轉(zhuǎn)。（6）各元件處于條件跳轉(zhuǎn)程序段時的工作狀態(tài)下表為條件跳轉(zhuǎn)對元器件狀態(tài)的影響案例2：循環(huán)功能指令的應用：如下圖8.3.11梯形圖，當x0閉合，執(zhí)行傳送指令mov，執(zhí)行將k4送到d0寄存器，執(zhí)行for和next指令，將d0數(shù)據(jù)寄存器中的內(nèi)容k4加1，循環(huán)5次，執(zhí)行5次，即加5個1，執(zhí)行完后，d0中的數(shù)據(jù)為k9，x3輸入9個脈沖，c0計數(shù)器就輸出，控制y0輸出。圖8.3.11 循環(huán)功能指令的應用梯形圖3.教學方法（1）引導文法:在本學習領域中

36、，我們將教學內(nèi)容按教學情境組織，每個教學情境以來自現(xiàn)場的真實工作項目為載體。在項目教學法中，由47個學員組成一個項目工作小組，分工明確，每個小組必須根據(jù)老師下發(fā)的項目任務書完成一項特定的工作，并達到預期的結(jié)果。每個項目按資訊計劃決策實施檢查評估完整的“行動”過程進行。如在霓虹燈光控制控制的系統(tǒng)設計與安裝中選取了霓虹燈光控制系統(tǒng)項目載體，嚴格按六步法實施。（2）角色扮演法在教學中，使學生扮演實際工作中的角色，承擔工作者的職責，使學習過程完全與現(xiàn)場工作接軌，有效提高學生的職業(yè)規(guī)范、職業(yè)道德、分工合作能力及責任感。在項目教學過程中，將每個班級按47個學習者組成一個項目工作小組分成若干小組，每個小組成

37、員扮演實際工作中的角色，如材料員，工藝員、安全員、班長（組織、管理、組內(nèi)任務分配）等，承擔實際工作職責，并在不同的項目中進行輪換，使每個學習者能體驗更多崗位的對工作者的要求（3項目教學法：項目教學法是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動，其目的是在課堂教學中把理論與實踐教學有機地結(jié)合起來，學習和現(xiàn)場典型任務結(jié)合起來，充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力，并訓練學生與人溝通合作的能力。以某送料小車的plc控制要求一個完整的工作過程，學生在完成項目的過程中即扮演了現(xiàn)場工作者的角色，積累了工作經(jīng)驗。課程教學中始終貫徹“學生主體、教師主導”的原則，學習過程采用了從封閉型開放型開放創(chuàng)

38、新型的教學類型，使學生的職業(yè)能力、創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)不斷得到提高。（4）講練結(jié)合以學生為主體，教師加以適當?shù)囊龑В岣邔W生分析問題、解決問題的能力，提高學生的實踐技能。教師給出一個訓練的任務，介紹在課程環(huán)節(jié)中已經(jīng)學過的相關的理論知識和實踐知識，接著以任務為載體，由學生完成任務的方案制定，并立即進行訓練。在方案實施過程中，學生還可以利用編程軟件和仿真軟件進行程序的仿真和檢驗。（5）現(xiàn)代化多媒體技術根據(jù)本課題內(nèi)容的特點，課程組教師對每個項目都制作了直觀的教學cai課件，該課件具有示范功能及讓學生自行編程和完成接線的測驗功能。教師多媒體課件的授課課時比例達到90以上。（6）頭腦風暴法頭腦風暴法是采用

39、工作小組法后，鼓勵在小組中進行創(chuàng)造性思維的最常用方法。采用頭腦風暴法的目的是充分調(diào)動學生積極性、主動性，挖掘每一位學生的潛能和創(chuàng)新能力，激發(fā)更多的觀點和更好的建議，充分運用所有學員的創(chuàng)造力。（7）產(chǎn)學研結(jié)合教學全過程以現(xiàn)場實例進行項目教學，以真實工作任務作為學生訓練項目，以電工作業(yè)標準考核學生的職業(yè)規(guī)范，以現(xiàn)場質(zhì)量及工藝要求考核項目實施結(jié)果；使學生學習過程完成的項目與現(xiàn)場實際的產(chǎn)品標準完全一致。通過基于工作過程的課堂教學及嚴格的項目考核標準，使本課程的“產(chǎn)、學、研”一體化成為現(xiàn)實。成立了電控協(xié)會和科技創(chuàng)新小組，使學生參與實訓設備維護和技術改造，參加教師承擔的技術服務課題與研究課題。（8）學生為

40、主教學發(fā)揚百花齊放、百家爭嗚的方針，在課題的資訊環(huán)節(jié)讓學生對所發(fā)項目進行充分討論，由學生討論出課題設計方案和實施方法。充分發(fā)揮以學生為中心的學習氛圍。四、教學筆記1.知識點通俗解釋（1）功能指令的表示形式：功能指令按功能號fnc00fnc99編排。每條功能指令都有一個指令助記符，有操作元件由1到4個操作數(shù)組成。（2）位元件： 只處理onoff狀態(tài)的元件稱為位元件（3）條件跳轉(zhuǎn)指令cjcj和cj(p)指令用于跳過順序程序某一部分的場合，以減少掃描時間。條件跳轉(zhuǎn)指令cj的應用說明如圖所示：當驅(qū)動為on時，程序跳到指針p處。如果當驅(qū)動為off，跳轉(zhuǎn)指令不執(zhí)行，程序按原順序執(zhí)行。 該指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)：指令名稱助記符指令代碼操作數(shù)d程序步條件跳轉(zhuǎn)cjfnc00p0p63cj和cj(p) 3步標號p 1步（4）子程序調(diào)用與返回指令call /sret當驅(qū)動為on時，子程序調(diào)用指令call使程序跳到標號p處，子程序被執(zhí)行，當執(zhí)行sret時，子程序返回。該指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)：指令名稱助記符指令代碼操作數(shù)d程序步子程序調(diào)用callfnc01p0p62 嵌套5級3步1步子程序返回sretfnc02無1步（5）中斷指令中斷指令有三條。這三條指令的名稱、助記符、指令代碼、操作數(shù)和程序步如下： 指令名稱助記符指令代碼操作數(shù)d程序步中斷返回指令iret fnc