任務5-2大小球分揀傳送裝置的PLC控制一、任務描述

如圖5-2-1所示為傳送機分揀大小球的裝置。如果電磁鐵吸住大的金屬球，則將其傳送至大球箱；如果電磁鐵吸住小的金屬球，則將其送至小球球箱。試設計PLC控制系統，完成該分揀傳送功能。圖5-2-1大小球分揀傳送裝置示意圖理解選擇性順序控制邏輯；掌握選擇性順序控制的梯形圖繪制方法；掌握選擇性流程順序控制的PLC程序設計方法。能繪制對應選擇性控制邏輯的狀態轉移圖；能正確將狀態轉移圖轉換為梯形圖；能熟練掌握選擇性控制邏輯的完整PLC程序設計方法。二、任務目標

三、相關知識

知識點1選擇性分支狀態轉移圖由兩個及兩個以上的分支流程組成的，但根據控制要求只能從中選擇一條分支執行的狀態轉移圖，稱為選擇性分支狀態轉移圖，其對應的程序稱為選擇性流程程序。圖5-2-2是具有三條支路的選擇性分支狀態轉移圖，其特點如下。圖5-2-2選擇性分支狀態轉移圖（1）三條分支流程中哪一條被選擇執行，是由轉移條件X0、X10、X20決定的。（2）分支轉移條件X0、X10、X20不能同時接通，哪個先接通，則執行哪條分支。（3）當S20“激活”后，一旦X0接通，程序就向S21轉移，則S20就復位。因此即使以后X10或X20接通，S31或S41也不會動作。（4）匯合狀態S50可由各分支末狀態S22、S32、S42中任意一個“激活”。

知識點2選擇性分支與匯合的編程1.選擇性分支的編程選擇性分支的編程與一般狀態的編程一樣，先進行驅動輸出，然后進行轉移處理，所有的狀態轉移按順序進行。因此，首先對S20進行驅動處理（OUTY1），然后按S21、S31、S41的順序進行轉移處理。2.選擇性匯合的編程選擇性匯合的編程是先進行匯合前的驅動輸出，然后按順序向匯合狀態進行轉移處理。因此，首先對第一分支（S21和S22）、第二分支（S31和S32）、第三分支（S41和S42）進行驅動處理，然后按S22、S32、S42的順序向S50轉移。對狀態轉移圖5-22編制的梯形圖程序如圖5-2-3所示。圖5-2-3選擇性分支狀態轉移圖對應的狀態梯形圖四、任務實施

1.

任務要求選擇性工作傳送機用于將大、小球分類送到右邊的兩個不同位置的箱里，如圖5-2-1所示，其工作過程為：1）當傳送機位于起始位置時，上限位開關SQ3和左限位開關SQ1被壓下，接近開關SP斷開。2）起動裝置后，操作桿下行，一直到接近開關SP閉合。此時，若碰到的是大球，則下限位開關SQ2仍為斷開狀態；若碰到的是小球，則下限位開關SQ2為閉合狀態。3）接通控制吸盤的電磁鐵線圈YA。4）假如吸盤吸起小球，則操作桿上行，碰到上限位開關SQ3后，操作桿右行；碰到右限位開關SQ4后，再下行，碰到下限位開關SQ6后，將小球放到小球箱里，然后返回到原位。5）如果起動裝置后，操作桿一直下行到SP閉合后，下限位開關SQ2仍為斷開狀態，則吸盤吸起的是大球，操作桿右行碰到右限位開關SQ5后，將大球放到大球箱里，然后返回到原位。

2.I/O地址分配

表5-2-1大小球分揀裝置PLC控制I/O分配表I/O地址分配如表5-2-1所示。圖5-2-4大小球分揀傳送裝置I/O接線圖

3.繪制I/O接線圖I/O接線圖，如圖5-2-4所示。

4.狀態轉移圖根據控制要求繪制狀態轉移圖，如圖5-2-5所示。整個控制過程劃分為12個階段，即12步，分別為：初始狀態S0，驅動Y005為ON，點亮原位指示燈，下降S21，驅動Y001為ON，操作桿下行，吸小球S22，置位Y000，吸附小球，同時，驅動定時器T1，延時1s，上升S23，驅動Y002為ON，操作桿上行，右行S24，驅動Y003為ON，操作桿右行；吸大球S25，置位Y000，吸附大球，同時，驅動定時器T1，延時1s，上升S26，驅動Y002為ON，操作桿上行，右行S27，驅動Y003為ON，操作桿右行。下降S30，驅動Y001為ON，操作桿下行，放球S31，復位Y000，釋放小球或大球，同時，驅動定時器T2，延時1s，上升S32，驅動Y002為ON，操作桿上行，左行S33，驅動Y004為ON，操作桿左行，然后返回初始狀態。圖5-2-5大小球分揀狀態轉移圖由狀態轉移圖可知，從操作桿下降吸球（S21）時開始進入選擇分支，若吸盤吸起小球（下限位開關SQ2閉合），執行左邊的分支；若吸盤吸起大球（SQ2斷開），執行右邊的分支。在狀態S30（操作桿碰到右限位開關）結束分支進行匯合，以后就進入單序列流程結構。需要注意的是，只有裝置在原點才能開始工作循環。根據步進指令編制的梯形圖程序，如圖5-2-6所示。

5.編制梯形圖程序圖5-2-6大小球分揀順序控制梯形圖

6.調試運行利用編程軟件將編寫的梯形圖程序寫入PLC，按照5-2-4進行輸入、輸出端接線，并將模式選擇開關撥置RUN狀態。當PLC運行時，可以用GX軟件中的監視功能監視整個程序的運行過程，以便調試程序。在GX軟件上，選擇菜單命令【在線】【監視】【開始監視】，可以全畫面監控PLC的運行，這時可以觀察到定時器的當前值會隨著程序的運行而動態變化，得電動作的線圈和閉合的觸點會變藍。借助了GX軟件的監視功能，可以檢查哪些線圈和觸點該動作而沒有動作，從而為進一步修改程序提供幫助。

7.分析與思考如果用基本指令，本任務的程序如何編制？五、任務拓展（一）電動機正、反轉能耗制動的PLC控制

1.控制要求

其控制要求如下：按下正轉啟動按鈕后，電動機開始正轉，按下制動按鈕，電動機3s后停轉；當按下反轉啟動按鈕后，電動機反轉，按下制動按鈕，電動機3s后停轉。2.I/O地址分配

I/O地址分配如表5-2-2所示。表5-2-2電動機正、反轉能耗制動的PLC控制I/O分配表

3.繪制I/O接線圖

I/O接線圖，如圖5-2-7所示。圖5-2-7電動機正、反轉能耗制動PLC控制I/O接線圖

4.狀態轉移圖用PLC進行正、反轉能耗制動控制時，按下正轉啟動按鈕，電動機正轉，按下制動按鈕，3秒鐘后制動接觸器斷開。若按下反轉啟動按鈕，電動機反轉，按下制動按鈕，3秒鐘后制動接觸器斷開。若熱繼電器動作，正、反轉接觸器及制動接觸器全部斷開。從安全的角度考慮，S22起到延時的作用。順序功能圖如圖5-2-8所示。圖5-2-8電動機正、反轉能耗制動PLC控制狀態轉移圖

5.編制程序梯形圖程序如圖5-2-9所示。圖5-2-9正、反轉能耗制動PLC控制的梯形圖凡是不連續的狀態之間的轉移都稱為跳轉。從結構形式看，跳轉分為向前跳轉、向后跳轉及向另外分支程序跳轉。凡是跳轉都要用要用OUT指令而不用SET指令進行狀態轉移。（二）跳轉流程的程序編制1.部分重復的編程方法在一些情況下，需要返回某個狀態重復執行一段程序，可以采用部分重復的編程方法，如圖5-2-10所示。圖5-2-10部分重復的編程2.同一分支內跳轉的編程方法在一條分支的執行過程中，由于某種需要跳過幾個狀態，執行下面的程序。此時，可以采用同一分支內跳轉的編程方法，如圖5-2-11所示。圖5-2-11同一分支內跳轉的編程3.跳轉到另一條分支的編程方法在某種情況下，要求程序從一條分支的某個狀態跳轉到另一條分支的某個狀態繼續執行。此時，可以采用跳轉到另一條分支的編程方法，如圖5-2-12所示。圖5-2-12跳轉到另一分支的編程1.設計一個三臺電動機的順序控制系統，其控制要求如下：按下起動按鈕SB1,三臺電動機按M1M2M3的順序起動，時間間隔為10s；按下停止按鈕SB,停車順序為M3M2M1，時間間隔為10s。任務訓練