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1、YCF任务四 信号指示灯的多档位组合控制教学课件 电气控制与PLC应用技术 高教版【任务目标任务目标】任务四任务四 信号指示灯的多档位组合控制信号指示灯的多档位组合控制知识目标：1掌握主控指令的功能及用法；2.掌握堆栈指令的功能及用法；能力目标：1.根据任务要求，正确选用正确的电器元件；2.能正确连接电路，编写控制程序；3.能正确使用主控指令、堆栈指令编写程序。4.能正确使用MCGS组态软件中的标准按钮工具、插入元件工具、图形工具及标签等基本工具，建立组态画面，并进行数据连接；素质目标：养成独立思考和动手操作的习惯，培养小组协调能力和互相学习的精神【任务呈现任务呈现】如图2-4-1所示为信号指
2、示灯多档位组合控制系统的PLC控制电路图：图2-4-1 信号指示灯多档位组合控制系统电路图1.利用YL-235A机电一体化实训设备上的按钮模块、PLC模块，或者利用同类型的其他PLC实训设备，完成信号指示灯多档位组合控制电路的连接。2.根据下面的要求，编写控制程序，并将程序下载到PLC中，调试该控制系统，使之符合控制要求。（1）该系统共有四个控制档位，用选择开关SA1、SA2进行档位选择，如表2-4-1所示：表表2-4-1 信号指示灯多档位组合控制系统档位选择表信号指示灯多档位组合控制系统档位选择表档位档位选择开关开关SA1选择开关开关SA2A档位档位OFFOFFB档位档位OFFONC档位档位
3、ONOFFD档位档位ONON（2）该控制系统的启动按钮为SB4，停止按钮为SB5，信号指示灯的操作按钮为SB6，当系统启动后，按下操作按钮SB6有效，系统停止后按下操作按钮SB6无效。（3）系统启动后，若系统控制档位为A档位，则按下SB6时，信号灯HL1亮；若系统控制档位为B档位，SB6接通时，信号灯HL2亮；若系统控制档位为C档位，则SB6接通时，信号灯HL3亮；若系统控制档位为D档位，则SB6接通时，信号灯HL4亮；3.完成PLC程序调试并符合控制要求后，运用MCGS组态软件，建立如图2-4-2所示的组态画面，并进行数据连接，在触摸屏画面上对该控制系统进行监控。组态画面中，当灯灭时显示为红
4、色，灯亮时显示为绿色。图2-4-2 信号指示灯多档位组合控制触摸屏监控画面知知识解析识解析一、主控指令（主控指令（MC/MCR）1.1.主控指令的使用要素主控指令的使用要素主控指令的使用要素如表2-4-2所示：表表2-4-2 2-4-2 主控指令的使用要素主控指令的使用要素梯形梯形图指令指令功功能能操操 作作 元元 件件 程程 序序 步步MC主控电路块起点M除特殊继电器外3MCR主控主控电路路块终点点 M除特殊除特殊继电器外器外 2MC指令：通过MC指令的操作元件Y或M的常开触点将左母线临时移到一个所需的位置，产生一个临时左母线，形成一个主控电路块。MCR指令：取消临时左母线，即将左母线返回到
5、原来位置，结束主控电路块。2.主控指令的主控指令的应用示例用示例例1 将图2-4-3所示的多路输出的梯形图改写成用MC/MCR指令编程的梯形图，并写出指令表程序。图2-4-3 多路输出梯形图用MC、MCR主控触点指令对图2-4-3所示的多路输出梯形图进行改写如图2-4-4（a）：图2-4-4（a）主控触点指令梯形图该梯形图对应的语句指令表程序，如图2-4-4（b）主控触点指令指令表示例所示：图2-4-4（b）主控触点指令指令表在图3-4-4(a)所示梯形图中，当常开触点X0闭合时，嵌层数为NO的主控指令执行，辅助继电器M0线圈被驱动，辅助继电器M0常开触点闭合，此时常开触点M0称为主控触点，规
6、定主控触点只能画在垂直方向，使其有别于规定画在水平方向的普通触点。当主控触点MO闭合后，左母线由A的位置，临时移到B的位置，接入主控电路块。此时，当X1常开触点闭合时，Y1线圈驱动输出，当X2常开触点闭合时，Y2线圈驱动输出，X3常开触点闭合时，Y3线圈驱动输出。当PLC逐行对主控电路块所有逻辑行进行扫描，执行到MCR NO指令时，嵌套层数为NO的主控指令结束，临时左母线由B点返回到A点。如果XO常开触点是断开的，则主控电路块这一段程序不执行。3.3.主控指令用法说明主控指令用法说明（1）MC指令的操作元件可以是输出继电器Y或辅助继电器M，在实际使用使用时，一般都是使用辅助继电器M。当然，不能
7、用特殊继电器。（2）执行MC指令后，因左母线移到临时位置，即主控电路块前，所以，主控电路块必须用LD指令或LDI指令开始写指令语句表，主控电路块中触点之间的逻辑关系可以用触点连接的基本指令表示。（3）MC指令后，必须用MCR指令使左母线由临时位置返回到原来位置。（4）MC/MCR指令可以嵌套使用，即MC指令内可以在使用MC指令，这时嵌套级编号是从N0到N7按顺序增加，顺序不能颠倒。最后主控返回用MCR指令时，必须从大的嵌套级编号开始返回，也就是按N7到N0的顺序返回，不能颠倒，最后一定是MCR N0指令。二、堆栈指令二、堆栈指令 1.MPS 1.MPS、MRD和和MPP堆栈指令的使用要素堆栈指
8、令的使用要素在FX2系列PLC中，有11个存储运算中间结果的存储器，称为栈存储器。这个栈存储器将触点之间的逻辑运算结果存储后，就可以用指令将这个结果读出，再参与其他触点之间的逻辑运算。MPS/MRD/MPP堆栈指令的功能是将连接点的结果（位）按堆栈的形式存储。MPS/MRD/MPP堆栈指令的使用要素如表2-4-3所示：表表2-4-3 2-4-3 堆栈堆栈指令（指令（MPS/MRD/MPPMPS/MRD/MPP）的使用要素）的使用要素梯形梯形图指令指令指令功能指令功能操作数操作数程序步程序步MPS进栈1MRD读栈1MPP出出栈1MPS进栈指令：将MPS指令前的逻辑运算结果送入栈的最上层存储单元中
9、，栈存储器中原来的数据依次向下推移。MRD读栈指令：读出栈存储器的最上层存储单元中的数据，栈存储器中每个单元中内容不发生变化。MPP出栈指令：将栈存储器中最上层存储单元中的结果取出，栈存储器中其他单元的数据依次向上推移。2.2.MPSMPS、MRD和和MPP堆栈指令堆栈指令使用说明及应用示例使用说明及应用示例（1）MPS指令和MPP指令必须成对使用，缺一不可，MRD指令有时可以不用。如图2-4-5（a）所示为MPS、MRD和MPP均使用的情况。MPS指令MRD指令MPP指令图2-4-5（a）MPS、MRD和MPP配合使用示例梯形图该程序对应的指令表如图2-4-5（b）所示：图2-4-5（b）M
10、PS、MRD和MPP配合使用示例指令表如图2-4-5（c）所示为只成对使用了MPS指令和MPP指令的情况。MPS指令MPP指令图2-4-5（c）MPS和MPP配合使用示例梯形图该程序对应的指令表如图2-4-5（d）所示：图2-4-5（d）MPS和MPP配合使用示例指令表（2）MPS指令连续使用次数最多不能超过11次。如图2-4-6（a）所示梯形图中，MPS指令连续使用3次。MPS指令连续多次使用的情况下，进栈和出栈指令遵循先进后出、后进先出的次序。MPS指令MPS指令MPS指令MPP指令MPP指令MPP指令图2-4-6（a）MPS指令连续使用示例梯形图该程序对应的指令表如图2-4-6（b）所示
11、：先进后出后进先出图2-4-6（b）MPS指令连续使用示例指令表（3）MPS、MRD和MPP堆栈指令之后若有单个常闭触点或常开触点串联，则应该用ANI指令或AND指令，如图3-4-6（b）所示。（4）MPS、MRD和MPP堆栈指令之后若有触点组成的电路块串联，则应该用ANB指令。MPS、MRD和MPP堆栈指令之后若无触点串联，直接驱动线圈，则应该用OUT指令，如图2-4-7所示。堆栈指令之后有电路块串联堆栈指令之后直接驱动线圈图2-4-7（a）堆栈指令之后有电路块串联和直接驱动线圈的示例梯形图该程序对应的指令表如图2-4-7（b）所示：堆栈指令之后有电路块串联，则使用ANB指令堆栈指令之后直接
12、驱动线圈，则使用OUT指令 图2-4-7（b）堆栈指令之后有电路块串联和直接驱动线圈的示例指令表（5）MPS与MPP指令可以嵌套使用，但嵌套层数应小于等于11层，在嵌套使用过程中MPS与MPP应成对出现，如图2-4-8所示。MPSMRDMPPMPSMPPMPSMRDMPP图2-4-8（a）堆栈指令的三层嵌套使用示例梯形图该程序对应的指令表如图2-4-8（b）所示：一层栈二层栈三层栈 图2-4-8（b）堆栈指令的三层嵌套使用示例指令表任务实施任务实施一、一、清点器材清点器材对照下表2-4-4，清点信号灯控制电路需要的设备、工具及材料表表2-4-4 2-4-4 信号灯控制电路信号灯控制电路任务所需
13、设备、工具及材料（各组配备）任务所需设备、工具及材料（各组配备）序号名称型号数量作用1PLC模块FX2N-48MR1块控制灯的运行2触摸屏模块TPC7062KS1块控制灯的运行3按钮模块专配1个提供DC24V电源、操作按钮及指示灯4安全插接导线专配若干电路连接5扎带120mm若干电路连接工艺6斜口钳或者剪刀1把剪扎带7电源模块专配1个提供三相五线电源8计算机安装有编程软件1台用于编写、下载程序等9220V电源连接线专配2条供按钮模块和PLC模块用二、二、建立建立I/OI/O分配表分配表根据控制要求，分析任务并编制输入输出I/O分配表，如表2-4-5所示。表表2-4-5 2-4-5 输入输出输入
14、输出I/OI/O分配分配输入入输出出输入元件入元件功能作用输入继电器输出元件控制对象输出出继电器器SA1控制按钮X0HL1信号指示灯1Y0SA2控制按钮X1HL2信号指示灯2Y1SB3控制按钮X2HL3信号指示灯3Y2SB4控制按钮X3HL4信号指示灯4Y3SB5控制按控制按钮X4三、控制三、控制电路路连接接1.完成完成PLC输入入电路的路的连接接将按钮模块上的选择开关SA1、SA2及按钮SB4、SB5、SB6的常开触点出线端（绿色端子）用绿色导线分别接到PLC模块输入端的X0X4端子，将选择开关SA1、SA2及按钮SB4、SB5、SB6的公共出线端（黑色端子）用黑色导线相互并联后连接至PLC
15、模块输入端的COM端子（黑色端子）。2.完成完成PLC输出出电路的路的连接接将按钮模块上的DC24V(红色端子)用红色导线连接至PLC模块输出端的COM1端子（黑色端子），将HL1HL4四个指示灯的进线端分别用黄色导线连接到PLC模块输出端的Y0Y3端子，将HL1HL4四个指示灯的出线端用黑色导线相互并联后连接至按钮模块上的0V端子。3.电路路检测及工及工艺整理整理电路安装结束后，一定要进行通电前检查，保证电路连接正确，没有不符合工艺要求的现象。另外，还要进行通电前的检测，确保电路中没有短路现象，否则通电后可能损坏设备。在检查电路连接正确，无短路故障后，进行控制电路的工艺整理。四、程序编写与下
16、载四、程序编写与下载信号指示灯多档位组合控制系统的梯形图控制程序如图2-4-9（a）所示：图2-4-9（a）信号指示灯多档位组合控制系统的梯形图控制程序信号指示灯多档位组合控制系统的指令表控制程序如图2-4-9（b）所示：图2-4-9（b）信号指示灯多档位组合控制系统的指令表控制程序 程序编辑完成后，对程序进行转换、并保存文件。然后，完成PLC程序的写入并调试，直到符合控制要求。五、建立触摸屏组态五、建立触摸屏组态1.新建工程，并进行硬件设备组态。2.动画组态（1）新建窗口，并修改窗口名称为“信号指示灯的多档位组合控制”。（2）建立组态画面组态画面中用到的工具箱中的工具主要有标签、矩形图形工具
17、以及插入元件工具等，画面的组成，如图2-4-10所示：图2-4-10 触摸屏组态画面的构成（3）建立数据对象连接如图2-4-10所示，触摸屏组态画面上的档位选择开关1和档位选择开关2分别对应按钮与触摸屏模块上的选择开关SA1，SA2；触摸屏组态画面上的系统启动、系统停止、操作按钮三个标准按钮分别对应按钮与触摸屏模块上的SB4、SB5、SB6；画面上的四个指示灯分别与模块上的HL1HL4一一对应。组态画面上元件的数据对象连接如表2-4-6所示：元件名称元件名称连接接类型型数据数据对象象连接接操作方法操作方法档位档位选择开关开关1按钮输入设备0_读写M0000双双击元元件件数数据据对象象按按钮输入
18、入问号号按按钮根根据据采采集集信信息息生生成成通通道道类型型：M辅助寄存器，地址：助寄存器，地址：0可见度设备0_读写M0005双双击元元件件数数据据对象象可可见度度问号号按按钮根根据据采采集集信信息息生生成成通通道道类型型：M辅助寄存器，地址：助寄存器，地址：5档位档位选择开关开关2按钮输入设备0_读写M0001参照档位参照档位选择开关开关1设置方法，地址：置方法，地址：1可见度设备0_读写M0006参照档位参照档位选择开关开关1设置方法，地址：置方法，地址：6指示灯（指示灯（HL1）可见度设备0_读写Y0000双双击元元件件数数据据对象象可可见度度问号号按按钮根根据据采采集集信信息息生生成
19、成通通道道类型型：Y输出寄存器，地址：出寄存器，地址：0指示灯（指示灯（HL2）可见度设备0_读写Y0001参照指示灯（参照指示灯（HL1）设置方法，地址置方法，地址1指示灯（指示灯（HL3）可见度设备0_读写Y0002参照指示灯（参照指示灯（HL1）设置方法，地址置方法，地址2指示灯（指示灯（HL4）可见度设备0_读写Y0003参照指示灯（参照指示灯（HL1）设置方法，地址置方法，地址3标准按准按钮（系（系统启启动）数据对象值操作（按1松0）设备0_读写M0002双双击元元件件操操作作属属性性勾勾选数数据据对象象值操操作作选择按按1松松0问号号按按钮根根据据采采集集信信息息生生成成通通道道类
20、型型：M辅助助寄寄存存器器，地址：地址：2标准按准按钮（系（系统停止）停止）数据对象值操作（按1松0）设备0_读写M0003参照系参照系统启启动按按钮设置方法，地址：置方法，地址：3标准按准按钮（操作按（操作按钮）数据数据对象象值操作操作（按（按1松松0）设备0_读写写M0008参照系参照系统启启动按按钮设置方法，地址：置方法，地址：8根据表2-4-6对组态画面中的各元件进行数据连接，全部设置完成以后保存工程，并将工程下载到触摸屏中，调试并查看控制效果。六、运行调试六、运行调试按照表2-4-7进行操作，观察系统运行情况并做好记录。如出现故障，应立即切断电源，分析原因、检查电路或梯形图，排除故障
21、后，方可进行重新调试，直到系统功能调试成功为止。表2-4-7 设备调试记录表步步骤调试流程流程正确正确现象象观察察结果及解决措施果及解决措施1初始状态按钮模块上的SB4SB6均没有按下同时触摸屏画面上的三个标准按钮均没有按下；触摸屏画面上的两个选择开关均处于OFF状态，按钮模块上的SA1和SA2均处于左侧位置；按钮模块上的HL1HL4灭，触摸屏画面上的四个灯均显示为红色，代表灯灭。2控制系统的启动与停止按下按钮模块上的SB4按钮或者按一下画面上的“系统启动”按钮，系统启动；按下按钮模块上的SB5按钮或者按一下画面上的“系统停止”按钮，系统停止；3信号灯HL1的调试当控制系统处于启动状态，且按钮
22、模块上的SA1和SA2均处于左侧位置（同时触摸屏画面中的两个选择开关均处于OFF位置）时，按下按钮模块上的按钮SB6或者触摸屏上的“操作按钮”，信号灯HL1亮；若系统处于停止状态，按下按钮模块上的按钮SB6或者触摸屏上的“操作按钮”无效；3信号灯HL2的调试当控制系统处于启动状态，且按钮模块上的SA1处于左侧位置，SA2处于右侧位置（或者触摸屏画面中的选择开关1处于OFF位置，选择开关2处于ON位置）时，按下按钮模块上的按钮SB6或者触摸屏上的“操作按钮”，信号灯HL2亮；若系统处于停止状态，按下按钮模块上的按钮SB6或者触摸屏上的“操作按钮”无效；4信号灯HL3的调试当控制系统处于启动状态，
23、且按钮模块上的SA1处于右侧位置，SA2处于左侧位置（或者触摸屏画面中的选择开关1处于ON位置，选择开关2处于OFF位置）时，按下按钮模块上的按钮SB6或者触摸屏上的“操作按钮”，信号灯HL3亮；若系统处于停止状态，按下按钮模块上的按钮SB6或者触摸屏上的“操作按钮”无效；5信号灯信号灯HL4的的调试当当控控制制系系统处于于启启动状状态，且且按按钮模模块上上的的SA1、SA2均均处于于右右侧位位置置（或或者者触触摸摸屏屏画画面面中中的的两两个个选择开开关关均均处于于ON位位置置）时，按按下下按按钮模模块上上的的按按钮SB6或或者者触触摸摸屏屏上上的的“操操作作按按钮”，信信号号灯灯HL4亮亮；
24、若系若系统处于停止状于停止状态，按下按，按下按钮模模块上的按上的按钮SB6或者触摸屏上的或者触摸屏上的“操作按操作按钮”无效；无效；任务评价任务评价对任务实施的完成情况进行检查，并将结果填入表2-4-8所示评分表内。表2-4-8 任务测评表序号序号主要内容主要内容考核要求考核要求评分分标准准配分配分扣分扣分得分得分1控制电路的连接根据任务，连接控制电路。1.不能正确连接指示灯扣5分2.不能正确连接按钮扣5分。4.不能正确连接PLC供电回路扣5分。5.不能正确连接PLC、触摸屏通信电缆扣5分202编写控制程序根据任务的控制要求编写控制程序。1HL1HL4不能按要求点亮，每出现一次扣10分，共40
25、分，扣完为止。403触摸屏组态根据任务，进行触摸屏组态1.硬件组态正确，得2分，错误不得分。2.画面设计完成得8分，没有完成不得分。3.触摸屏组态画面的数据对象连接正确得20分，每错一次扣2分，扣完为止。304安全文明生安全文明生产遵遵守守操操作作规程程；尊尊重重考考评员，讲文文明明礼礼貌貌；考考试结束要清理束要清理现场1.考考试中中，违犯犯安安全全文文明明生生产考考核核要要求求的的任任何何一一项扣扣2分，扣完分，扣完为止止2.当当老老师发现学学生生有有重重大大事事故故隐患患时，要要立立即即予予以以制制止，并每次扣安全文明生止，并每次扣安全文明生产总分分5分分3.小小组协作不和作不和谐，效率低下扣，效率低下扣5分。分。104安全文明生安全文明生产遵遵守守操操作作规程程；尊尊重重考考评员，讲文文明明礼礼貌貌；考考试结束束要要清清理理现场1.考考试中中，违犯犯安安全全文文明明生生产考考核核要要求求的的任任何何一一项扣扣2分分，扣完扣完为止止2.当当老老师发现学学生生有有重重大大事事故故隐患患时，要要立立即即予予以以制制止止，并并每每次次扣扣安安全全文文明明生生产总分分5分分3.小小组协作作不不和和谐，效效率率低低下下扣扣5分。分。10合合 计开始开始时间:结束时间:学学习者姓名：者姓名：指指导教教师：任任务实施日期：施日期：