控制系统综合实训实践教学设计书Word文档格式.docx

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1）选择PLC型号。

根据PLC的I/O点数确定，选择PLC型号为FX2N-48MR主机完全可以满足控制要求。

图1-2PLC的I/O接线图

2）确定PLC的输入信号和输出负载，

画出PLC的I/O接线图（如图1-2所示）。

2．根据控制要求画出功能图（如图1-3）

3．画出梯形图（如图1-4，

起、保、停电路编程）

4．硬件的安装与接线

1）硬件的安装：

硬件安装中应布置合理，信号线与动力线分离，注意整齐牢固，PLC使用DIN导轨安装。

2）接线：

原则上动力线应采用2.5mm2以上单芯粗线（或软线），剥头后直接连接，信号线及二次线用0.5mm2多股电线连接，剥头后应配接φ3.5mmU形端子，用专用压线钳压接。

应将所有导线两端套上线号作为标记，这是电控线路安装接线的一项工作，对查找接线错误和日后的改造与维护均有重要的帮助。

3）输入程序与运行、调试程序

①输入程序：

在断电情况下，连接编程器与PLC，PLC主机开关置于“STOP”位置，连线经指导教师检查无误后接通电源，开始写入程序。

②运行、调试程序：

将PLC主机开关置于“RUN”位置，按下列步骤观察工作状态检验程序。

情境二用PLC控制小车装料系统编程及调试

图2-1为小车装料系统控制流程示意图

工作流程：

1）按SB1启动按钮，当小车在原点装料位置时，SQ1为ON，YA吸合，料斗门打开，小车装料，装料时间5秒；

2）小车第一次送料到1号仓碰限位开关SQ2后，停留2秒卸料，然后空车返回到原点装料位置碰限位开关SQ1停留（装料）5秒；

3）小车第二次送料到2号仓，经过限位开关SQ2不停留，继续向前，当到达2号仓碰限位开关SQ3停留（卸料）4秒，然后空车返回到原点装料位置碰限位开关SQ1停留（装料）5秒；

4）然后再重复上述工作过程，如此往复循环；

5）按下SB2停止按钮，小车立即停止。

图2-1小车装料系统控制流程示意图

图2-2PLC的I/O接线图

2．根据控制要求画出功能图（如图2-3）3．画出梯形图（如图2-4，用以转换为中心编程）

在断电情况下，连接编程器（或编程电缆）与PLC，PLC主机开关置于“STOP”位置，连线经指导教师检查无误后接通电源，开始写入程序。

情境三用PLC控制的自动调直、割管机编程及调试

1.任务：

如图3-1所示这是一台具有将弯曲的铜管调直，并按一定长度割断的机器；

2.工艺流程：

按下启动按钮SB1，电动机M1、M2运转，带动A轮转动，由于摩擦力的作用使铜管在轮A和轮B中穿过，同时使原弯曲的铜管被调直，当铜管到达光电检测开关K（K=ON）时，M1、M2停止，M3运转，电磁阀Y2=ON打开，液压缸带动切割机构向下移动将铜管切断，当S1=ON时，Y2=OFF，Y1=ON打开，液压缸带动切割机构向上移动，当S2=ON时，Y1=OFF，切割机构复位停止，此时M2=ON运转，将割断铜管带出，使光电检测开关K=OFF关断，自动进入下一个循环工艺流程。

图3-1自动调直、割管机示意图

2）确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的I/O接线图（如图3-2所示）。

2．根据控制要求画出功能图（如图3-3）

图3-2I/O接线图

3．画出梯形图[如图3-4，

用以步进（STL）指令编程]

原则上动力线应采用2.5mm2以上单芯粗线（或软线），剥头后直接连接，信号线及二次线用0.5mm2多股电线连接，剥头后应配

接φ3.5mmU形端子，用专用压线钳压接。

应将

所有导线两端套上线号作为标记，这是电控线

图3-4梯形图

路安装接线的一项工作，对查找接线错误和日

后的改造与维护均有重要的帮助。

情境四用PLC控制的机械手控制系统编程及调试

如图4-1所示：

机械手上升、下降和左、右移动为双线圈电磁阀驱动，机械手夹紧、放松为单线圈电磁阀驱动，上SQ2、下SQ1、左SQ4、右SQ3限位开关为行程开关。

1、初始状态：

按SB1启动按钮，机械手停在可动部分左上方原点处，左工位无工件，光电检测开关K为OFF，上限位开关SQ2为ON，左限位开关SQ4为ON，下限位开关SQ1为OFF，右限位开关SQ3为OFF；

2、工作流程：

当左工位处有工件时，光电检测开关K为ON，机械手由原点下降－→夹紧（延时2秒）－→上升－→右行－→下降－→放松（延时2秒）－→上升－→左行－→原点，系统如此循环工作。

3、停机控制：

按SB2停止按钮，整个系统终止运行，同时程序返回初始状态，为再次启动循环做准备。

2）确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的I/O接线图（如图4-2所示）。

2．根据控制要求画出功能图（如图4-3）

图4-2I/O接线图

3．画出梯形图（如图4-4，

用位左移SFTL指令编程）

所有导线两端套上线号作为标记，这是电控线路安装接线的一项工作，对查找接线错误和日

情境五磨床的PLC和变频器控制电路编程与接线

1.磨床调速控制系统示意图如图5-1所示：

SQ1、SQ2、SQ3、SQ4限位开关为行程开关。

2.技术要求：

1）在起始位置（SQ1）按启动按钮SB1，电机正转启动，高速（45Hz）运行4s，变为中速（25Hz）运行，碰SQ2之后遇到工件开始研磨，转为低速（15Hz），研磨完工件后碰SQ3变为高速（45Hz）离开，到达对面碰行程开关SQ4立刻停止，待6s之后反转启动，同样是高速（45Hz）运行4s，变为中速（25Hz）运行，碰SQ3之后遇到工件开始研磨，转为低速（15Hz），研磨后碰SQ2变为高速（45Hz）离开，回到起始位置碰到SQ1停止6s，然后转为正转，往复以上过程。

2）正反方向都能实现启停操作，反向启动按钮为SB2，停止按钮为SB3。

二、PLC程序设计与变频器

1．选择PLC型号并画出PLC、变频器的接线图

1）选择PLC、变频器型号。

根据PLC的I/O点数确定，选择PLC型号为FX2N-48MR主机,变频器选择型号为3G3JV-0.75kW/3完全可以满足控制要求。

2）确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的I/O接线图（如图5-2所示）。

图5-2磨床调速控制系统接线图JIEXIAN图

2．画出功能图（如图5-3）3．画出梯形图（如图5-4）

图19-20PLC的I/O接线图

图5-4磨床调速控制系统梯形图（之二）

4．变频器参数设置

序号

变频器参数

出厂值

设定值

功能说明

备注

1

n01

参数写入禁止选择/参数初始化；

n01=1时，n02-n79可设定。

2

n02

运转指令的选择；

n02=1时，多功能端子输入有效。

3

n09

60.0

50.0

最高频率（Fmax）

4

n10

400

380

最大电压（Vmax）

5

n11

最大电压频率（FA）

6

n16

10.0

2.0

加速时间1

7

n17

减速时间1

8

n22

0.0

频率指令2

多功能端子S3有效

9

n23

25.0

频率指令3

多功能端子S4有效

10

n25

15.0

频率指令5

多功能端子S5有效

11

n36

多功能输入选择1（输入端口S2）

反转/停止

12

n37

多功能输入选择2（输入端口S3）

多段速指令1

13

n38

多功能输入选择3（输入端口S4）

多段速指令2

14

n39

多功能输入选择4（输入端口S5）

多段速指令3

15

5．硬件的安装与接线

原则上动力线应采用2.5mm2以上单芯粗线（或软线），剥头后直接连接，信号线及二次线用0.5mm2多股线连接，剥头后应配接φ3.5mmU形端子，用专用压线钳压接。

①输入程序：

②运行调试程序：

情境六升降机的PLC和变频器控制电路编程与接线

1.升降机调速控制系统示意图如图6-1所示：

SQ1、SQ2、SQ3限位开关为行程开关，SB1为停止按钮，SB2为正向起动按钮，SB3为反向起动按钮。

1）在地面（SQ1处）按启动按钮，低速（频率设定为ƒ1=15Hz）启动上升，n1=3秒后由低速转为中速（频率设定为ƒ2=30Hz）上升，中速n2=5秒后转为高速（频率设定为ƒ3=50Hz）上升，高速n3=8秒后转为中速上升，中速n2=5秒后转为低速上升，至SQ2处升降机停止运行n4=6秒，n4秒后高速下降，至SQ3处转为中速下降，n5=4秒后转为低速下降，最后至SQ1（地面）停n6=7秒再低速上升，往复以上过程。

2）无论正向、反向运行都能进行手动启停操作。

图6-1升降机调速控制系统示意图

2）确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的I/O接线图（如图6-2所示）。

图6-2升降机调速控制系统接线图

2．画出控制系统功能图（如图6-3）

图6-3升降机调速控制系统功能图

3．画出升降机控制系统梯形图（用位左移SFTL指令编程）如图6-4

图6-4升降机调速控制系统梯形图（之一）

图6-4升降机调速控制系统梯形图（之二）

30.0

情境七龙门刨床的PLC和变频器控制电路编程与接线

1.龙门刨床（B2012）的调速控制系统示意图如图7-1所示：

SQ1、SQ2、SQ3、SQ4限位开关为行程开关，SB2为停止按钮，SB1为起动按钮。

1）在原点（SQ1处）按起动SB1按钮，低速（频率设定为15Hz，t1时间为1秒）起动慢速切入，转为高速切当碰到正向加速开关SQ2后，由低速削（频率设定为50Hz），当加工至碰正向减速开关SQ3时，由高速切削转为慢速（频率设定为25Hz）离开，当加工至碰终点开关SQ4时，转速由正转25Hz转为反转低速（频率设定为30Hz）返回，当碰到反向加速开关SQ3后，由低速转为反转高速（频率设定为60Hz）加速返回，至SQ2处转速由反转60Hz转为反转低速（频率设定为20Hz）反向减速，至SQ1处减速停止（用时间为1秒）。

2）无论正向、反向运行都能进行手动暂停和起动操作。

2）确定PLC的输入信号和输出负载，画出PLC的I/O接线图（如图7-2所示）。

图7-2龙门刨床（B2012）的调速控制系统接线图

2．画出控制系统功能图（如图7-3）

图7-4龙门刨床的调速控制系统梯形图

3．画出龙门刨床的控制系统梯形图

（用STL指令编程）如图7-4

n24

频率指令4

多功能端子S3、S4有效

n25

n26

频率指令6

多功能端子S3、S5有效

n27

20.0

频率指令7

多功能端子S4、S5有效

16

17

三、教学要求

1．在规定时间内能完成PLC程序设计（画出I/O接线图、画出功能图、画出梯形图、写出指令表）。

2．完成电路接线，输入程序、运行和调试，根据调速要求进行变频器功能、参数设置的操作。

3．遵守安全规程，做到文明生产。

4．编写实训报告。

四、教学时间安排

天数或小时

内容摘要

场地

1天

情境一用PLC控制的化工混料应工艺流程编程及调试

PLC技术实训室

0.5天

1.5天

2天

五、考核方案

本课程考核成绩由平时考核、过程性考核和实训报告三部分构成。

具体考核要求如下：

考核方式

平时考核

过程性考核

实训报告

成绩比重

30%

60%

10%

组织形式

任课教师在教学过程中对个人进行考核

任课教师组织，以个人为单位进行训练，按教学进度计划随堂对个人进行考核；

以个人为单位，按要求撰写实训报告

考核内容及

考核标准

学习态度、团结协作、出勤率

操作技能、创新意识、专业素质

实训内容、实训收获、体会

考核内容及考核标准：

考核要点

分值

平时考核：

学生学习过程中的出勤率、学习态度及团结协作能力

出勤率（10分）

学习态度（10分）

团结协作能力（10分）

30

过程性考核一：

用PLC控制的化工混料应工艺流程编程及调试

PLC程序设计（3分）

I/O电路连接（2分）

程序输入、运行和调试（3分）

60

过程性考核二：

用PLC控制小车装料系统编程及调试

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