1、任务一 多种液体混合的PLC控制系统设计任务二 应用单流程模式实现3台电动机顺序启动控制任务三 应用选择流程模式实现运料小车控制任务四 应用并行流程模式实现交通信号灯控制,项目三 PLC步进指令的应用,一工作任务多种液体混合的PLC控制系统设计 二、任务描述多种液体混合在化工、冶金、造纸和环保等行业中得到广泛运用，其按照工艺要求对阀门组进行周期性开闭控制，实现原料配比。本任务用单流程SFC编制多种液体混合的程序。,任务一 多种液体混合的PLC控制系统设计,三、任务要求 1、初始状态：容器是空的。电磁阀YVA，YVB，YVC和YVD，搅拌电机M，液面传感器S1，S2，S3，加热器H和温度传感器S
2、4均为OFF。 2、按下启动控制开始操作： 按下启动按钮SB1，打开阀门YVA，使液体A进入； 液面达到S3，关闭阀门YVA，同时打开阀门YVB，使液体B进入； 液面达到S2，关闭阀门YVB，同时打开阀门YVC，使液体C进入； 液面达到S1，关闭阀门YVC，同时启动搅拌器电动机，搅拌10秒； 搅拌完毕，加热丝开始加热； 温度达到S4，打开阀门YVD，开始排液； 液面降达S3，继续排液5秒； 排液时间到，关闭阀门YVD，一个周期结束。 3 、工作方式：循环工作方式。 如果没有按停止，排液完成后打开阀门YVA，如此循环； 如果按下停止按钮SB2，必须一个周期结束自动停止。,四、任务目标 【知识目标
3、】 1、 掌握状态寄存器的分类及其用途 2、 重点强调状态的三要素，明确状态转移图（SFC）的特点 3、 单流程状态转移图的编程原则（先驱动负载，再转移条件，后转移方向） 4、 单流程状态转移图的编程方法 【能力目标】 专业能力： 1、掌握FX2n系列PLC步进指令。 2、掌握用步进指令实现系统的编程 3、学会PLC程序调试的基本步骤及方法 方法能力：设计、评价、实际操作技能能力 社会能力：团队合作、自主学习、组织、统筹能力 【德育目标】 1、通过对线路工艺安装的要求，培养学生的审美能力。 2、通过本课题的教学，培养学生分析问题和解决问题的能力。 3、分组合作，增强学生团队协作精神和竞争意识。
4、 【安全规范目标】 1、带电调试必须要请示指导教师，在老师同意下方可操作 2、软件调试独立完成，严禁抄袭别人项目,五、任务准备 （一）相关理论知识 知识链接一 FX2N系列 PLC的状态元件,注:1.状态的编号必须在指定范围内选择。 2.各状态元件的触点 ,在PLC内部可自由使用 ,次数不限。3.在不用步进顺控指令时 ,状态元件可作为辅助继电器在程序中使用。4.通过参数设置 ,可改变一般状态元件和掉电保持状态元件的地址分配。,知识链接二 步进顺控指令功能及梯形图符号,1 、STL指令的作用一是将上一状态复位， 二是激活本状态，将步进接点接到左母线。,FX软件编制的状态转移图与状态梯形图对照,2
5、 、RET指令的作用是在步进程序结束后返回主母线，使子母线回到原来主母线的位置。,3、 状态转移图与指令表,注：状态转移图的三要素 驱动负载-转移条件-转移方向 （1）先进行负载驱动处理，再进行转移处理。 （2）负载驱动处理就是该状态的输出处理。 （3）转移处理就是根据转移条件和转移方向实现向下一个状态的转移。 4 、状态编程的一般思想： 将一个复杂的控制过程分解为若干个工作状态,明确各状态的任务、状态转移条件和转移方向,再依据总的控制顺序要求,将这些状态组合形成状态转移图,最后依一定的规则将状态转移图转绘为梯形图程序。,（二）外围设备、工具的准备 为完成工作任务，每个工作小组需要向工作站内仓
6、库工作人员提供借用工具清单。 借用工具清单材料的准备 为完成工作任务，每个工作小组需要向工作站内仓库工作人员提供领用材料清单。,（四）团队分配的方案 将学生分为 5 个小组，每组 6 人，每组指定 1 人为小组长、2 人为材料管理员，材料管理员负责材料领取分发，小组长负责组织本组相关问题的计划、实施及讨论汇总，填写各组员工作任务实施所需文字材料的相关记录表。 六、制定工作计划 各小组成员自行制定工作计划并讨论,七、任务实施 1、电磁阀采用交流220V，接触器和加热丝都采用交流220V,如何分配输入输出接口？ 2、绘制PLC电气原理图,3 、绘制SFC状态转移图,4、激活SFC状态转移图导入梯形
7、图,SFC的特点: 1、按照预定的动作执行顺序控制的 流程； 2、每个状态有其激活的条件， 一旦后一个状态被激活， 其前一个状态就会自动关闭。,5、系统安装及调试 （1）设计元件布置图，检查元器件的好坏，按照图的要求，正确安装元件。（2）根据PLC外部接线图完成PLC的输入输出接线，并检查有无断路及短路现象。（3）给PLC上电，用FX软件输入状态转移图程序并下载到PLC。（4）将运行模式选择开关拨到“RUN”位置，使PLC进入运行方式，按下启动按钮SB1和停止按钮SB2，以及模拟操作行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4的动作，观察交流接触器KM，电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4和加热器的
8、线圈是否按要求动作。 （5）接入主电路的三相电，并接上电动机进行调试运行。（6）在电动机运转状态下，手动按下热保护继电器动断触点，模拟电动机过载，观察电路是否能够立刻停止运行，具有过载保护作用。,八、任务评价 （一）成果展示 1、各小组派代表上台总结完成任务的过程中，掌握了哪些技能技巧，发现错误后如何改正，并展示已接好的电路，通电试验，观察电动机的转动情况。 （二）学生自我评估与总结 （三）小组评估与总结 （四）教师评估与总结 （五）各小组对工作岗位的“6S”处理 在小组和教师都完成工作任务总结以后，各小组必须对自己的工作岗位进行“整理、整顿、清扫、清洁、安全、素养”；归还所借的工量具和实习工
9、件。 （六）评价表,九、技能拓展 如何能使PLC应用单流程模式实现3台电动机顺序启动控制 要求：（1）用文字叙述说明； （2）绘制PLC电气原理图,任务二 应用单流程模式实现3台电动机顺序启动控制,一 、工作任务应用单流程模式实现3台电动机顺序启动控制 二 、任务描述某设备有3台电动机，控制要求是：按下启动按钮，第1台电动机M1启动；运行5s后，第2台电动机M2启动；M2运行15s后，第3台电动机M3启动。按下停止按钮或发生过载故障时，3台电动机全部停止。 三 、任务要求1 、将整个工作过程按工作步序进行分解，每个工作步序对应一个状态，将其分为若干个状态 2 、理解每个状态的功能和作用，即设计
10、负载驱动程序。3 、找出每个状态的转移条件和转移方向。,四、任务目标 【知识目标】 1 、掌握状态寄存器的分类及其用途 2 、重点强调状态的三要素，明确状态转移图（SFC）的特点 3 、单流程状态转移图的编程原则（先驱动负载，再转移条件，后转移方向） 4 、单流程状态转移图的编程方法 【能力目标】 专业能力：1、掌握FX2n系列PLC步进指令。 2、掌握用步进指令实现系统的编程 3、学会PLC程序调试的基本步骤及方法 方法能力：设计、评价、实际操作技能能力 社会能力：团队合作、自主学习、组织、统筹能力 【德育目标】 1、通过对线路工艺安装的要求，培养学生的审美能力。 2、通过本课题的教学，培养
11、学生分析问题和解决问题的能力。 3、分组合作，增强学生团队协作精神和竞争意识。 【安全规范目标】 1、带电调试必须要请示指导教师，在老师同意下方可操作 2、软件调试独立完成，严禁抄袭别人项目,五、任务准备 （一）相关理论知识 知识链接一 单流程的程序 1、 工序图工序图是整个工作过程按一定步骤有序动作的图形，它是一种通用的技术语言。绘制工序图时要将整个工作过程依工艺顺序分为若干步工序，每一步工序用一个矩形框表示，两个相邻工序之间用流程线连接，当满足转移条件时即转入下一步工序。 2、 状态流程图状态流程图是在工序图的基础上利用状态继电器S来描述顺序控制功能的图形，也是设计步进指令程序的依据。状态
12、流程图主要由状态继电器、控制对象、有向连线和转移条件组成。,1）、状态继电器,2）、 控制对象 3）、 有向连线 4）、 转移条件,（二）外围设备、工具的准备 为完成工作任务，每个工作小组需要向工作站内仓库工作人员提供借用工具清单。 借用工具清单材料的准备 为完成工作任务，每个工作小组需要向工作站内仓库工作人员提供领用材料清单。,（四）团队分配的方案 将学生分为 5 个小组，每组 6 人，每组指定 1 人为小组长、2 人为材料管理员，材料管理员负责材料领取分发，小组长负责组织本组相关问题的计划、实施及讨论汇总，填写各组员工作任务实施所需文字材料的相关记录表。 六、制定工作计划 各小组成员自行制
13、定工作计划并讨论,七、任务实施 1、绘制PLC电气原理图,2、绘制梯形图,3、系统安装及调试 （1）按图3.1所示连接3台电动机顺序启动控制电路。 （2）将图3.3所示步进指令程序写入PLC。 （3）使PLC处于运行状态，并进入程序监控状态。 （4）PLC上输入继电器X0指示灯应点亮，表示热继电器和停止按钮连接正常。 （5）按下启动按钮SB2，第1台电动机启动；运行5s后，第2台电动机启动；M2运行15s后，第3台电动机启动。 （6）按下停止按钮SB1，3台电动机全部停机。,八、任务评价 （一）成果展示 1、各小组派代表上台总结完成任务的过程中，掌握了哪些技能技巧，发现错误后如何改正，并展示已
14、接好的电路，通电试验，观察电动机的转动情况。 （二）学生自我评估与总结 （三）小组评估与总结 （四）教师评估与总结 （五）各小组对工作岗位的“6S”处理 在小组和教师都完成工作任务总结以后，各小组必须对自己的工作岗位进行“整理、整顿、清扫、清洁、安全、素养”；归还所借的工量具和实习工件。 （六）评价表,九、技能拓展 如何能使PLC应用选择性流程模式实现运料小车控制 要求：（1）用文字叙述说明； （2）绘制PLC电气原理图,一 、工作任务 应用选择流程模式实现运料小车控制 二 、任务描述在多分支结构中，根据不同的转移条件来选择其中的某一个分支，就是选择流程模式。运料小车在左边装料处（X2限位）从
15、a、b两种原料中选择一种装入，然后右行，自动将原料对应卸在A（X3限位）、B（X4限位）处，然后返回装料处。用开关X0的状态选择在何处卸料，当X0=1时，选择卸在A处；当X0=0时，选择卸在B处。 三、任务要求 1 、将整个工作过程按工作步序进行分解，每个工作步序对应一个状态，将其分为若干个状态 2、理解每个状态的功能和作用，即设计负载驱动程序。 3 、找出每个状态的转移条件和转移方向。,任务三 应用选择流程模式实现运料小车控制,四、任务目标 【知识目标】 1 、掌握状态寄存器的分类及其用途 2 、重点强调状态的三要素，明确状态转移图（SFC）的特点 3 、选择性程状态转移图的编程原则（先驱动
16、负载，再转移条件，后转移方向） 4 、选择性状态转移图的编程方法 【能力目标】 专业能力： 1、掌握FX2n系列PLC步进指令。 2、掌握用步进指令实现系统的编程 3、学会PLC程序调试的基本步骤及方法 方法能力：设计、评价、实际操作技能能力 社会能力：团队合作、自主学习、组织、统筹能力 【德育目标】 1、通过对线路工艺安装的要求，培养学生的审美能力。 2、通过本课题的教学，培养学生分析问题和解决问题的能力。 3、分组合作，增强学生团队协作精神和竞争意识。 【安全规范目标】 1、带电调试必须要请示指导教师，在老师同意下方可操作 2、软件调试独立完成，严禁抄袭别人项目,五、任务准备 （一）相关理
17、论知识 知识链接一 选择性流程及其编程 1 、选择性流程程序的特点 选择性流程程序：由两个及以上的分支程序组成的，但只能从中选择一个分支执行的程序，称为选择性流程程序。,选择性流程程序的结构形式 （1）、从3个流程中选择执行哪一个流程由转移条件X0、X10、X20决定； （2）、分支转移条件X0、X10、X20不能同时接通，哪个接通，就执行哪条分支； （3）、当S20已动作，一旦X0接通，程序就向S21转移，则S20就复位。因此，即使以后X10或X20接通，S31或S41也不会动作； （4）、汇合状态S50，可由S22、S32、S42中任意一个驱动。,知识链接二 选择性流程编程 选择性流程编程
18、原则：先集中处理分支状态，然后再集中处理汇合状态。 1、选择性分支的编程 选择性分支的编程与一般状态的编程一样，先进行驱动处理，然后进行转移处理，所有的转移处理按顺序执行，简称先驱动后转移。因此，首先对S20进行驱动处理(OUT Y0)，然后按S21、S31、S41的顺序进行转移处理。选择性分支的程序如下：,2选择性汇合的编程 选择性汇合的编程是先进行汇合前状态的驱动处理，然后按顺序向汇合状态进行转移处理。因此，首先对第一分支(S21、S22)、第二分支(S31、S32)、第三分支(S41、S42)进行驱动处理，然后按S22、S32、S42的顺序向S50转移。选择性汇合的程序如下：,（二）外围
19、设备、工具的准备 为完成工作任务，每个工作小组需要向工作站内仓库工作人员提供借用工具清单。 借用工具清单材料的准备 为完成工作任务，每个工作小组需要向工作站内仓库工作人员提供领用材料清单。,（四）团队分配的方案 将学生分为 5 个小组，每组 6 人，每组指定 1 人为小组长、2 人为材料管理员，材料管理员负责材料领取分发，小组长负责组织本组相关问题的计划、实施及讨论汇总，填写各组员工作任务实施所需文字材料的相关记录表。 六、制定工作计划 各小组成员自行制定工作计划并讨论,七、任务实施 1、小车运料方式示意图,2、绘制PLC电气原理图,3、绘制运料小车状态流程图,4 、绘制梯形图,5、系统安装及
20、调试 （1）将图3.8所示的运料小车控制程序写入PLC。 （2）使PLC处于运行状态，并进入程序监控状态。 （3）模拟运料小车工作过程。 a原料卸在A处：X0 = 1，X2 = 1，按下运行按钮X1，Y0灯亮，模拟小车右行；断开X2，接通X3，延时20s后Y1灯亮，模拟小车左行；接通X2，程序返回S0状态，小车停止。 b原料卸在B处：X0 = 0，X2 = 1，按下运行按钮X1，Y0灯亮，模拟小车右行；断开X2，接通X3，状态无变化；接通X4，延时20s后Y1 灯亮，模拟小车左行；接通X2，程序返回S0状态，小车停止。 （4）在模拟运料小车运行过程中，使PLC处于程序停止状态，小车停止运行。再
21、次使PLC处于程序运行状态，小车保持原方向继续运行。,八、任务评价 （一）成果展示 1、各小组派代表上台总结完成任务的过程中，掌握了哪些技能技巧，发现错误后如何改正，并展示已接好的电路，通电试验，观察电动机的转动情况。 （二）学生自我评估与总结 （三）小组评估与总结 （四）教师评估与总结 （五）各小组对工作岗位的“6S”处理 在小组和教师都完成工作任务总结以后，各小组必须对自己的工作岗位进行“整理、整顿、清扫、清洁、安全、素养”；归还所借的工量具和实习工件。 （六）评价表,九、技能拓展 如何能使PLC应用并行流程模式实现交通信号灯控制 要求：（1）用文字叙述说明； （2）绘制PLC电气原理图,
22、任务四 应用并行流程模式实现交通信号灯控制,一 、工作任务应用并行流程模式实现交通信号灯控制二 、任务描述在是需要纵向或者横行行驶的交通系统中，也需要考虑另一方向的人行道，东西方向和南北方向都有车道。正常情况下，车道上有车辆行驶。如果有行人要过交通路口，先按动按钮，等绿灯亮时，方可通过，此时东西方向车道上的红灯亮，延时一段时间后，南北方向的红灯亮，东西方向的绿灯亮。三、任务要求 1 、将整个工作过程按工作步序进行分解，每个工作步序对应一个状态，将其分为若干个状态。2、理解每个状态的功能和作用，即设计负载驱动程序。3 、找出每个状态的转移条件和转移方向。,四、任务目标 【知识目标】 1 、并行性
23、流程程序的特点 2 、并行性分支的编程 3、并行性汇合的编程 【能力目标】 专业能力： 1、掌握FX2n系列PLC步进指令。 2、掌握用步进指令实现系统的编程 3、学会PLC程序调试的基本步骤及方法 方法能力：设计、评价、实际操作技能能力 社会能力：团队合作、自主学习、组织、统筹能力 【德育目标】 1、通过对线路工艺安装的要求，培养学生的审美能力。 2、通过本课题的教学，培养学生分析问题和解决问题的能力。 3、分组合作，增强学生团队协作精神和竞争意识。 【安全规范目标】 1、带电调试必须要请示指导教师，在老师同意下方可操作 2、软件调试独立完成，严禁抄袭别人项目,五、任务准备 （一）相关理论知
24、识 知识链接一 并行性流程及其编程 1、并行分支编程 如果某个状态的转移条件满足，在将该状态置0的同时，需要将若干状态置1，即有几个状态同时工作。这时，可采用并行分支的编程方法，其用户程序如图1所示。 与一般状态编程一样，先进行驱动处理，然后进行转移处理，转移处理从左到右依次进行。 对于所有的初始状态（S0S9），每一状态下的分支电路数总和不大于16个，并且在每一分支点分支数不大于8个。,2、并行支路 汇合编程 汇合前先对各状态的输出处理分别编程，然后从左到右进行汇合处理。设三条并行支路分别编制到状态S29、S39、S49，需要汇合到S50，相当于S29、S39、S49相与的关系。其用户程序如
25、图2所示。,并行分支结构是指同时处理多个程序流程。图3中当S20步被激活成为活动步后，若转换条件X0成立就同时执行左、中、右三支程序。 S50为汇合状态，由S22、S32、S42三个状态共同驱动，当这三个状态都成为活动步且转换条件X4成立时，汇合转换成S50步。 并行性分支、汇合的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，最后集中处理汇合状态，见图4所示，根据步近梯形图可以写出指令表程序 。,（二）外围设备、工具的准备 为完成工作任务，每个工作小组需要向工作站内仓库工作人员提供借用工具清单。 借用工具清单材料的准备 为完成工作任务，每个工作小组需要向工作站内仓库工作人员提
26、供领用材料清单。,（四）团队分配的方案 将学生分为 5 个小组，每组 6 人，每组指定 1 人为小组长、2 人为材料管理员，材料管理员负责材料领取分发，小组长负责组织本组相关问题的计划、实施及讨论汇总，填写各组员工作任务实施所需文字材料的相关记录表。 六、制定工作计划 各小组成员自行制定工作计划并讨论,七、任务实施 1、绘制PLC电气原理图,2、引入交通信号灯一个周期（120s）的时序图如图3.11所示。,3、绘制状态流程图,4、注意事项由两个及两个以上的分支流程组成，并且同时执行各分支流程，称为并行流程模式。在并行结构的分支处，一旦转移条件满足，则所有分支流程同时被执行；在并行结构的汇合处，
27、要等所有分支流程都执行完毕后，才能同时转移到下一个状态。并行流程模式程序梯形图中各状态继电器按状态流程图从左至右、从上至下的顺序依次编程。例如，对图3.12所示状态流程图编写步进程序可按S0、S20、S30、S21、S31、S22、S32的顺序进行。,5 、绘制梯形图,8、系统安装及调试 （1）按图3.10所示连接交通信号灯控制电路。 （2）接通PLC电源，将图3.13所示步进程序写入PLC。 （3）使PLC处于运行状态，并进入程序监控状态。 （4）拨动运行/停止开关X0，步进程序运行，相应交通指示灯循环亮灭。,八、任务评价 （一）成果展示 1、各小组派代表上台总结完成任务的过程中，掌握了哪些技能技巧，发现错误后如何改正，并展示已接好的电路，通电试验，观察电动机的转动情况。 （二）学生自我评估与总结 （三）小组评估与总结 （四）教师评估与总结 （五）各小组对工作岗位的“6S”处理 在小组和教师都完成工作任务总结以后，各小组必须对自己的工作岗位进行“整理、整顿、清扫、清洁、安全、素养”；归还所借的工量具和实习工件。 （六）评价表,九、技能拓展 如何能使PLC应用选择性流程模式实现运料小车控制 要求：（1）用文字叙述说明； （2）绘制PLC电气原理图,
