第9章 编程练习.docx
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第9章编程练习
第9章编程练习
通过本章的学习,可以快速学会SFC图描述控制过程和梯形图编程方法。
本章的练习都使用样机进行了验证。
本章中的练习题既可以作为例题进行学习,也可以作为编程练习。
实验样机的配置如下:
PLC型号:
欧姆龙C200HECPU型号:
CPU42。
继电器输出单元OC225,插在底板第3槽,字地址003,开关量输入单元ID212,插在底板第4槽,字地址004。
练习1汽车自动清洗
一台汽车自动清洗机,该机的动作如下:
启动按钮按下时,打开喷淋阀门,同时清洗机开始移动。
当检测到汽车到达刷洗距离时,启动旋转刷子开始刷洗汽车。
当检测到汽车离开清洗机时,停止清洗机移动、停止刷子旋转和关闭阀门。
当按下停止开关时,任何时候都可以停止所有的动作。
根据题意,有表9-1所示的I/O表。
图9-1所示的SFC图和图9-2图所示的梯形图。
表9-1练习1的I/O表
输入
输出
I/O位
名称
00300
第0步
00400
启动按钮
00301
第1步
00401
汽车检测开关
00302
第2步
00403
停止按钮
00303
第3步
00304
清洗机
00305
喷淋阀门
00306
刷子
图9-1练习1的SFC图
图9-2练习1的梯形图
练习2某车间传送带分为三段,由三台电动机分别驱动。
传送带和传感器的安装位置如图9-3所示。
传感器可以检测物品的存在。
该传送带动作如下:
第3段传送带一直运转。
第2段传送带运转由3号传感器启动,由2号传感器停止。
第1段传送带由2号传感器启动,由1号传感器停止。
一个工作循环是:
启动第3段传送带、物品被3号传感器检测,启动第2段传送带、物品被2号传感器检测,启动第1段传感器,同时延时2s后停止电机2,在物品被1号传感器检测到2秒后,将电机1停止,随后进入下一个循环,等待3号传感器检测物品。
图9-3练习2的示意图
该练习的I/O表如表9-2所示,SFC图如图9-4所示,梯形图如图9-5所示。
表9-2练习2的I/O表
输入
输出
步
00400
启动按钮
00307
电动机1
00300
第0步
00401
传感器3
00308
电动机2
00301
第1步
00403
传感器2
00309
电动机3
00302
第2步
00404
传感器1
00303
第3步
00405
停止
00304
第4步
00305
第5步
00306
第6步
图9-4练习2的SFC图
图9-5练习2的梯形图
练习3机械手
机械手的任务是将一工件从A位置搬运到B位置,机械手的动作由电磁液压缸完成,该电磁液压缸的特点是当某个线圈一旦通电,就发生相对应的动作,直到线圈断电时,动作结束。
假设机械手在原点位置,则机械手完成搬运工件的动作是:
向右、向下、抓紧工件、向上、向左、向下、放松工件和向上,返回原点。
为使动作到位设置了上、下、左、右、抓紧和放松六个行程开关。
设置的停止开关,可以在任何一个步时停止步的执行,返回第0步。
设置的连续开关,当该开关接通时,机械手连续运行,否则运行一个周期就停止。
设置了6个手工操作按钮,允许手工操作机械手的各种动作,而且行程开关可以在手工操作到位时停止机械手的动作。
假设机械手在上到位、左到位的初始位置,则为了完成将工件从A位置搬运到B位置的动作,机械手的动作周期如下:
向右→向下→抓紧→向上→向左→向下→放松→向上。
该练习的I/O表如表9-3所示。
SFC图如图9-6所示。
梯形图如图9-7所示。
表9-3练习3的I/O表
输入
输出
步
00400
右行程开关
00300
向右垫圈
00200
第0步
00401
左行程开关
00301
向左线圈
00201
第1步
00403
上行程开关
00302
向下线圈
00202
第2步
00404
下行程开关
00303
向上线圈
00203
第3步
00405
抓紧行程开关
00304
抓紧线圈
00204
第4步
00406
放松行程开关
00305
放松线圈
00205
第5步
00407
停止按钮
00206
第6步
00408
启动按钮
00207
第7步
00410
手工向左
00208
第8步
00411
手工向右
00412
手工向上
00413
手工向下
00414
手工抓紧
00415
手工放松
图9-6练习3的SFC图
图9-7练习3的主流程SFC图
图9-8练习3的输出/手动梯形图
练习4液体混料装置
液体混料装置如图9-9所示。
图中:
L1、L2和L3是液面传感器,该传感器被液面淹没时接通。
两种液体的流入由阀门A和阀门B控制,混合液的流出由放液阀控制。
搅拌电动机用于驱动桨叶将液体缓和均匀。
该液体混料装置的动作如下:
先是阀门A打开使液体A流入,当液面到达传感器L2的位置时,关闭阀门A,同时打开阀门B使液体B流入,当液面到达传感器L1的位置时,关闭阀门B,同时启动搅拌电动机搅拌1分钟,搅拌完毕后,打开放液阀门当液面到达传感器L3的位置时,再继续放液20s后关闭放液阀门。
随后再将阀门A打开,如此循环下去。
图9-9液体混合装置
启动准备:
在阀门A和阀门B关闭的情况下放液阀放液20s后才可以启动。
设置连续工作开关,若开关接通,则混料工作不断循环,若开关断开,则只工作一个周期。
该练习的I/O安排如表9-4所示。
表9-4练习4的I/O安排表
输入
输出
步
00400
启动按钮
00300
阀门A
00200
第0步
00401
紧急停止按钮
00301
阀门B
00201
第1步
00403
连续工作开关
00302
放液阀门
00202
第2步
00404
传感器L2
00303
搅拌电机
00203
第3步
00405
传感器L1
00204
第4步
00406
传感器L3
00205
第5步
00206
第6步
根据题意可以画出如图9-10所示的SFC图。
图9-10练习4的SFC图
图9-11练习4的主流程梯形图
图9-12练习的输出梯形图
练习5离心选矿自动控制系统
离心选矿装置的动作如下:
按下启动按钮,打开断矿阀A,矿流进入离心选矿机,180s后关闭关闭断矿阀A,延时4s后,启动离心机和分矿阀门B,26s后关闭分矿阀B和离心机,延时4s后打开冲矿阀C,进水冲矿22s后关闭冲矿阀,再间隔4s,再打开断矿阀门A,进入下一个循环。
连续工作开关可以控制整个选矿过程连续工作或只工作一个完整周期。
紧急停止按钮是当出现紧急情况时,停止所有的工作,若要想再启动工作,PLC必须断电后再加电。
该练习的I/O安排如表9-5所示。
图9-13是该练习的SFC图。
该练习的输出梯形图如图9-14所示,主流程梯形图如图9-15所示。
。
表9-5练习5的I/O安排表
输入
输出
步
00400
启动按钮
00300
断矿阀门A
00200
第0步
00401
紧急停止按钮
00301
分矿阀门B
00201
第1步
00403
连续工作开关
00302
离心电动机
00202
第2步
00303
冲矿阀门C
00203
第3步
00204
第4步
00205
第5步
00206
第6步
图9-13练习5的SFC图
图9-14练习5的输出梯形图
图9-15练习5的主流程梯形图
练习6自动定时搅拌系统
定时搅拌系统如图9-16所示。
图9-16定时搅拌系统
图9-17练习6的SFC图
表9-6练习6的I/O安排表
输入
输出
步
00400
启动按钮
00300
进料阀门B
00200
第0步
00401
紧急停止按钮
00301
出料阀门A
00201
第1步
00403
连续工作开关
00302
搅拌电动机
00202
第2步
00405
液面传感器L1
00203
第3步
00406
液面传感器L2
该搅拌系统的动作过程如下:
初始状态是出料阀A关闭,然后进料阀门B打开,开始进料,液面开始上升,当液面传感器L1的触点接通后,搅拌机开始搅拌,搅拌5min后,停止搅拌,打开出料阀A,当液面下降到传感器L2的触点断开时,关闭出料阀A,又重新打开进料阀门B,开始进料,重复上述过程。
该练习的I/O安排如表9-6所示。
SFC图如图9-17所示。
梯形图如图9-18所示。
图9-18练习6的梯形图
练习7钻孔动力头的控制
控制任务:
自动线上有一个钻孔动力头,该动力头的工作循环过程如下:
动力头在原位时,加启动命令后接通电磁阀F1,动力头快进;碰到限位开关K1时接通电磁阀F1和F2转为工作进给,碰到限位开关K2时,停止进给;延时10s后接通电磁阀F3,动力头快速退回,,当原点限位开关K3接通时动力头快退结束。
该练习的I/O安排如表9-7所示。
SFC图如图9-19所示。
梯形图如图9-20所示。
表9-7练习7的I/O安排表
输入
输出
步
00400
启动按钮
00300
快进电磁阀F1
00200
第0步
00401
停止按钮
00301
工进电磁阀F2
00201
第1步
00404
快进到位开关K1
00302
快退电磁阀F3
00202
第2步
00405
工进到位开关K2
00203
第3步
00406
原点到位开关K3
00204
第4步
图9-19练习7的SFC图
图9-20练习7的梯形图
练习8设计一个霓虹灯控制电路,该电路可以控制霓虹灯L1、L2和L3按照如下方式亮灭:
(1)L1亮1s
(2)L2亮1s
(3)L3亮1s(4)三个灯都灭1s
(5)三个灯都亮1s(6)三个灯都灭1s
(7)三个灯都亮1s(8)三个灯都灭1s
该练习的I/O安排如表9-8所示。
SFC图如图9-21所示。
图9-22是该练习的主流程梯形图。
图9-23是该练习的输出梯形图。
表9-8练习8的I/O安排表
输入
输出
步
00300
灯L1
00201
第0步
00301
灯L2
00202
第1步
00302
灯L3
00203
第2步
00204
第3步
00205
第4步
00206
第5步
00207
第6步
00208
第7步
图9-21练习8的SFC图
图9-22练习8的主流程梯形图
图9-23练习8的输出梯形图
练习9某三层大楼安装载货电梯一部,楼层的每一层安装呼叫按钮一个,呼叫灯一个。
电梯的升降有一台电动机拖动,电机正转电梯上升,反之,电梯下降;每层设置有行程开关,当电梯到达时,行程开关触点接通。
电梯的动作如下:
(1)电梯在一层或二层时,三层呼叫,电梯上升到三层。
(2)电梯在二层或三层时,一层呼叫,电梯下降到一层。
(3)电梯在一层时,二层呼叫,电梯上升到二层。
(4)电梯在三层时,二层呼叫,电梯下降到二层。
(5)电梯在一层时,二层呼叫后,三层又呼叫,电梯上升到二层,停2s后,继续上升到三层。
(6)电梯在三层时,二层呼叫后,一层又呼叫,电梯下降到二层,停2s后,继续下降到一层。
(7)电梯在一层时,三层呼叫后,电梯到达二层前,二层呼叫,电梯在二层停2s后,继续上升到三层;若是到达二层以后,则不理会二层呼叫。
(8)电梯在三层时,一层呼叫后,电梯到达二层前,二层呼叫,电梯在二层停2s后,继续下降到一层;若是到达二层以后,则不理会二层呼叫。
(9)电梯在二层时,一层呼叫后,三层也呼叫,则电梯下降到一层,在一层停2s后再上升到三层。
(10)电梯在二层时,三层呼叫后,一层也呼叫,则电梯上升到三层,在三层停2s后再下降到一层。
(11)电梯在上升或下降途中,任何反方向的呼叫无效。
该电梯控制电路的SFC图如图9-24所示。
图9-24练习9的SFC图(a,b,c和d)
图9-24练习9的SFC图(e和f)
图9-24a是电梯在三层时,一层呼叫和一层呼叫后二层又呼叫的情况。
图9-24b是电梯在一层时,三层呼叫和一层呼叫后二层又呼叫的情况。
图9-24c是电梯在三层时,二层呼叫和二层呼叫后一层又呼叫的情况。
图9-24d是电梯在一层时,二层呼叫和二层呼叫后三层又呼叫的情况。
图9-24e是电梯在二层时,一层呼叫后,三层又呼叫的情况。
图9-24f是电梯在二层时,三层呼叫后,一层又呼叫的情况。
图9-25是图9-24所示SFC图相对应的梯形图。
该练习的I/O安排如表9-9所示。
表9-9练习9的I/O安排表
输入
输出
步
00400
一层呼叫
00300
电梯下降
00200
程序段e的第一步
00401
二层呼叫
00301
电梯上升
00201
程序段a的第一步
00403
三层呼叫
00202
程序段d的第一步
00411
一层行程开关
00203
程序段c的第一步
00412
二层行程开关
00204
程序段b的第一步
00413
三层行程开关
00205
程序段f的第一步
图9-25练习9的梯形图(a,b,c和d)
图9-25练习9的梯形图(e和f)
图9-26练习9输出电路的梯形图
图9-27练习9的楼层到位指示梯形图
图9-28拖动需要运转信号和方向信号电动机的梯形图
图9-26是该电梯控制系统的输出电路,该电路适合需要正转和反转信号的电动机。
图9-28是拖动需要运转信号和方向信号电动机的输出梯形图。
为了实验方便,增加了图9-27所示的楼层指示灯。
练习10自动售货机的控制
该自动售货机的动作如下:
(1)此自动售货机可以投入1元、5元和10元硬币。
(2)自动售货机可售两种饮料,果汁每瓶12元,啤酒每瓶15元。
(3)当投入的硬币总值等于或超过12元时,果汁指示灯亮;当投入的硬币总值等于或超过15元时,果汁和啤酒指示灯都亮。
(4)当果汁指示灯亮时,按下果汁按钮,则售货机输出果汁。
(5)当啤酒指示灯亮时,按下啤酒按钮,则售货机输出啤酒。
(6)若投入的硬币总值超过所选饮料的价值时,售货机计算出余额,并且以币值为一元的硬币按照余额退还给买者。
根据上述售货机的动作,可以想象售货机的应该有投入硬币币值计算、确认可以购买的饮料种类、根据选择输出饮料、计算余额,根据余额输出硬币给买者等步骤。
根据想象有自动售货机的SFC图如图9-29所示。
图9-29自动售货机的SFC图
该练习的I/O安排如表9-10所示。
表9-10练习10的I/O安排表
输入
输出
00400
5元投币计数
00300
大于12元指示灯
00401
10元投币计数
00301
大于15元指示灯
00403
1元投币计数
00302
输出果汁
00405
果汁选择按钮
00303
输出啤酒
00406
啤酒选择按钮
00407
找钱一元硬币计数
梯形图中还使用了DM数据区:
DM0000:
5元硬币的总钱数
DM0005:
10元硬币的总钱数
DM0010:
5元和10元的总钱数
DM0015:
1元、5元和10元的总钱数
DM0020:
余额
另外,还使用了一些输出触点用作工作位:
00312、00314表示无余额,00313和00315表示有余额。
00310在售货机通电后得电,并进入投币、总钱数计算和确认步。
00304是附加步,该步用于输出饮料后,或找款后延迟一段时间,返回初始步。
图9-30a练习10的硬币计数、总钱数和确认饮料种类梯形图
图9-30b练习10的饮料选择、果汁余额计算和找钱梯形图
图9-30b练习10的啤酒余额计算和找钱梯形图
图9-30显示的是自动售货机的梯形图,其中图9-30a是硬币计数、总钱数计算和确认可选择饮料种类的梯形图。
图9-31b是果汁、啤酒选择、果汁余额计算和找钱梯形图。
图9-30c是啤酒余额计算、找钱的梯形图。
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