控制程序设计高级工程师.ppt

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1、控制程序设计高级工实训课题,国家题库 2013 4,二、使用PLC和触摸屏对4人抢答器的控制,1、控制要求： 1） 这是一个4组抢答器控制系统，一个数字显示器和主持人操作的“开始抢答键”、“答题正确键”、“答题错误键”及“系统复位键”（SB1SB4）。2个指示灯，分别为绿色“抢答指示灯”、红色“报警指示灯”、另有4组抢答抢答按钮（SB5SB8）及个指示灯（HL3HL6）和一只蜂鸣器、一台FX1S型PLC以及一个MCGS触摸屏组成。 2）主持人通过触摸屏操控监视比赛的进行。“数字显示器”用于显示“抢答”和“违规”的选手组号，“报警灯”用于提示“答题到10S的提示”和 “答题超时”的“闪烁”。“抢

2、答灯”的长亮表示已允许开始“抢答”，在每个参赛组台上分别各安装一个抢答按钮及一个指示灯以长亮指示抢答成功并开始进行答题。 2、触摸屏抢答画面设置： （1）在触摸屏上设计一个抢答画面，包括一个“抢答灯” ：指示“开始抢答”。一个报警灯。还设主持人操作的“抢答开始按键”和界面“复位按键”还设“答题正确按键”和“答题错误按键”各一个。显示参赛组号的显示器一个。,四人抢答竞赛控制系统,计时 开始键,参赛组号,Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,答题 错误键,答题 正确键,抢答 开始键,系统 复位键,抢 答 画 面,抢答灯,报警灯,M0,M1,M11,M2,M3,Y11,Y10,Y0,四人竞赛抢答器,各

3、 组 键 及 指 示 灯,抢答灯,Y11,报警灯,Y10,Y13,1,2,3,4,1,2,3,Y12,Y14,4,Y15,答题正确 按 键,X6M3,答题错误 按 键,X7 M2,答题计时,计时开始键,X10 M11,蜂鸣器,Y2,盘,3、工作状态 ： （1）在抢答前先由主持人按“复位键”，各指示灯熄灭， 数码管不显示。 （2）如发生在主持人下达“抢答开始”指令前，已由选手提前按下了抢答按键则视为“违规”，此时,数码管显示违规小组的号码，并使报警器“呜叫”和弹出“X组违规”字幕。本竞赛题目将作废。只有主持人按“复位键”才能撤消报警。 （3）在主持人宣布“抢答开始”指令的同时按下“抢答开始按键”

4、，各组可以按“抢答键”进行抢答。此时,第一个按下的组为抢得答题权数码管显示该组号码，并屏蔽其它各组抢答按键的作用。再由主持人按下“答题开始计时键”时,则该小组指示灯点亮，并开始答题和计时。 （4）选手开始答题，答题时间为20秒，当选手答题超时，该题按答错论处。当答题进行到10秒钟时，红色“报警灯”指示灯（HL6）会以2HZ的频率闪烁，提示答题选手”抓紧时间；,（5）在20秒内完成答题后，主持人根据答题是否正确，然后按动“答题正确”或“答题错误”确认按钮,完成该题的抢答，系统恢复到初始状态： 如到20秒还没答完，作为答题错误论。此时，主持人按下“答题错误键”红色报警灯（HL6）点亮，同时蜂呜器不

5、断的呜叫，提示答题选手“答题超时”，同时触模屏弹出报警画面显示“答题超时”信息以及该选手的组号。 （6）在抢答下一题前主持人要先按一下复位键，熄灭全部灯，及“数显管”。 （7）要求在屏模上制作调试画面，使用触模屏控制现场输入信号的状态，并手动控制PLC输出状态的转换。 （8）程序必须包括抢答画面、违规画面、报警画面、调试画面。 4、I/O分配： （1）输入口分配： X0复位钮M0；X1抢答键M1；X7答错键M2； X6答对键M3；X4-答题计时开始-M6; X2 1组键-M7； X32组键M8； X43组键-M9；X5-4组键M10。,（2）输出口分配： Y10报警灯；Y11抢答灯；Y121组

6、灯; Y132组灯； Y143组灯；Y154组灯；一位数管Y0a笔划；Y1b笔划； Y2c笔划；Y3d笔划；Y4e笔划；Y5f笔划；Y6g笔划；Y7dp。 (3)数据存储器分配:D0-存贮答题时间减计数;D1存贮选手组号（要叫），D2 存贮选手组号（不要叫）。 5、接线： 用RS232传输线将触摸屏与PLC连接。触摸屏接DC 24V和PLC接AC 220V电源。 外部控制板：SB1X0复位钮；SB2-X1抢答钮；Y0Y7数码管； SB3X2一组钮； SB4X3二组钮；SB5X4三组钮； SB6X5四组钮；SB7X6答对钮；SB8X7答错钮；SB9X10计时钮。Y2蜂呜器；Y10报警灯；Y11抢

7、答灯；及4只各参赛组的指示灯。Y121组的灯；Y132组的灯；Y14-3组的灯；Y154组的灯。 6、程序制作和下载到PLC及“触摸屏”中： 分别将电脑上制作好的”触摸屏“程序下载到“触摸屏”及PLC的程序下载到“PLC”，在GPP软件中制作好控制程序，点击”在线“主菜单。再点“PLC写入”子菜单，如不能下载从弹出的界面中提示的4项原因中作处理再下载 7、操作和调试： 按考题要求对触摸屏和PLC及控制板进行联机后再模拟操作。,7段共阴数码管的字形码,a,b,c,d,e,f,g,dp,PLC外部接线图:,COM X10 X7 X6 X5 X4 X3 X2 X1 X0 COM Y15 Y14 Y1

8、3 Y12 Y11 Y10 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0,a,b,c,d,e,f,g,Dp蜂呜,1组键,2组键,3组键,4组键,2组灯,1组灯,3组灯,4组灯,抢答灯,DC 24V,报警灯,PLC的查表控制:,当控制存有自变量与应变量的对应为非线性关系,可以由自变量通过查表的方法,在表格中查到对应的应变量后来进行控制。 查表时要用到“变址寄存器指令”。并先由自变量与应变量的对应关系建立一个表格，就能用自变量去表格中去查出其应变量后去作相应的控制。 变址寄存器在FX系列PLC，有V0V7和Z0Z7共16个。每个可存贮16个二进制位所组成的数据，即4位16进制数据。当用指令使V或

9、Z中的数后，再用表格首地址和变址寄存器符组成的操作数如D5V0来表查。 如：当V0=3，D5V0就是D5+3成为D8。 D5=H23 D6=H8C D7=HB1 则 K2Y0=H45 D8=H45,MOV D5V0 K2Y0,X2,7、控制程序梯形图:D1,ZRSTP Y0 Y15,ZRSTP M0 M40,MOVP H00 K2Y0,SET M7,Y11,M0,M1,X2,X3,X4,a,；将Y0Y15清0。,；对M0M40清0。,；锁存1组已按键。,；将数码管关闭。,；建数码管显示1字形并呜叫表格。,。,；对D0D16清0。,ZRSTP D0 D16,SET M8,SET M9,SET M

10、10,X5,MOVP H86 D11,MOVP HDB D12,MOVP HCF D13,MOVP HE6 D14,；锁存2组已按键。,；锁存3组已按键。,；锁存4组已按键。,；建数码管显示2字形并呜叫表格。,；建数码管显示3字形并呜叫表格。,；建数码管显示4字形并呜叫表格。,SET Y11,;,a,b,T0 K20,M10,T0,Y11,M2,；送显著抢答及违规组号。,；定时呜叫20秒。,；将关闭蜂呜器。,；将1组的1送Z0。,M7,Y11,M9,MOVP K2 Z0,MOVP K3 Z0,M7,M7,M8,M9,MOVP K1 Z0,M8,M10,M9,Y11,M10,M9,M7,M8,M

11、10,MOVP H06 D11,MOVP H5B D12,MOVP H4F D13,MOVP H66 D14,；建数码管显示1字形表格。,；建数码管显示2字形表格。,；建数码管显示3字形表格。,；建数码管显示4字形表格。,；将1组的2送Z0。,；将1组的3送Z0。,；将1组的4送Z0。,M8,MOVP D10Z0 K2Y0,RST Y7,MOVP D10Z0 K2Y0,；将违规组号送数码管显示。,；答错时显示选手组号。,LD= D5 K10,LD= D5 K0,T1,T1,M10,M6,M7,M9,M8,Y12,Y14,Y13,b,；设20秒答题时间。,；,；点亮1号组抢答灯。,Y15,M80

12、28,；产生2HZ信号。,M31,T32,；为FX1S设0.01秒时钟,T1 K10,MOVP K20 D5,DECP D5,T32 K25,ALTP M31,Y11,END,；答题时间减1计数。,；2HZ定时器。,报警灯长亮和闪亮,；产生秒脉冲信号。,；点亮2号组抢答灯。,；点亮3号组抢答灯。,；点亮4号组抢答灯。,8、调试画面：,Y11,Y12,Y13,Y14,Y15,操作:,1、下载步骤： 1）触模屏MCGS的程序下载： 在编程软件中制作好的画面和程序后,可以先装到USB盘中，再在MCGS接好DC24V电源后将USB插到MCGS的USB插座中，在MCGS接通电源时会自行下载到触模屏中。

13、2)PLC程序的下载: 在GPP编程软件中编辑好PLC的梯形图后,用RS-232传输线连接” 电脑”和”PLC”,在”电脑”纺程软件的”PLC主菜单的下拉菜单中点击”写出指令”指令,再在”对话框中,设定”传输的程序步数,最后点击”确认”.进行下载。 2、调试： 重新断一下MCGS的电源后上电。MCGS会自行启动，并显示“首界面”。接着按界面中的“进入”按键。进入“自动监控界面”。,1）按“时间设定键”，跳出“时间设定界面”。再按“抢答时间键”，会弹出一个数据输入键盘，点击两位要设定的时间数后再按这个数据键盘的“确定键”，则这个数已设好。 2）再按“答题时间键”会弹出一个数据输入键盘，点击两位要

14、设定的时间数后再按这个数据键盘的“确定键”，则这个数已设好。 3）再按“返回键”，将会弹出：“自动监控”界面： （1）模拟主持人按一下“界面复位键”，设定的二组数据会在各显示框中显示。 （2）模拟竞赛选手，按一下各组的抢答键，各组的“指示灯”均会闪烁，表示各组均已“违规”。 （3）模拟主持人按一下“界面复位键”，清除各灯的闪烁。 （4）模拟主持人发布“抢答开始”，并按一下“抢答开始键”。此时“抢答灯”会点亮。并开始“抢答时间的数会每秒减1变。如当数减到0仍无人按“抢答键”则“报警灯”应闪烁。可由主持人按“复位键”来清除。,（5）模拟竞赛选手，按一下某组的“抢答键”，则该组的指示灯会点亮。再按其

15、它组的抢答键时均无效才对。 “抢答指示计数”停止减数。开始答题减计数。 （6）当选手在答题时间减到0之前答完题，则选手要说“答题结束”并按下“本组抢答键”，此时抢答时间停止减计数。 （7）此时模拟主持人，当答题正确，则按下“答题正确键”，则“抢答灯”会闪烁表示庆贺。当答题错误时，模拟主持人按一下：“答题错误键”，此时，“报警灯”会闪烁。 （8）在选手抢成后，到“答时间已减到0，还没答完，则“报警灯”会闪烁。表明为“答是错误。,三、触摸屏GOT（三菱公司）、MCGS（昆仑通态）概述: 它是一种最新的电脑输入和监视控制设备,是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。它有多媒体的崭新面貌。 人们用

16、它来代替鼠标、键盘、控制屏上的硬件开关、按钮。工作时只要人为的触碰一下触摸屏上的相关图形元件图符，就实现了信号的输入。触摸屏上的指示灯、竖状图形、析线、模拟仪表及数据等能反映PLC运行结果的显示。起到控制和监视的作用。但是它不能直接控制电动机、电磁铁、电磁阀等执行电器的工作。 所以，触摸屏可以代替硬的开关信号，但不能代替“传感器”发来的模拟信号。能够监视设备的运行状态，但不能直接驱动设备的运行。所以只有将“触摸屏”和PLC相配套以后就组成了以CPU为核心的，以指令程序软件组成的各种逻辑关系。代替电线连接的逻辑电路的先进控制监视系统。,1、触摸屏GOT(三菱公司）、MCGS（北京昆仑通态）和PL

17、C各做什么？ 1）在“触摸屏”显示屏上设计制作相关的界面。包括代替硬开关的图符及控制中要的数据；监袖所要的指示灯，显示器，报警器等的图形符号，并设定各图符的PLC位软继的类形代号和地址号及各图符的相关连接和“脚本”。可通过USB盘插入“触摸屏”的USB座，将“触摸屏”程序下载到“触摸屏”里。 2）在PLC中下载PLC的控制程序，PLC程序中的所有输入位元件，不能再用输入软继电器“X”类，因为它的“属性”是“只读”型，而GOT只接受“读写”属性的元件，所以在PLC的程序中输入信号“X”要直接改用内部软继“M”代替。由于PLC中配有很多定时器和计数器，及直接交替指令“ALT”，和各种触点信号的逻辑

18、控制。这样有关这些控制由PLC的程序来完成。,由网络通讯总线系统来进行网络控制:,网络总线:M0dbus RTU: 这是一种国际的、开放的现场标准总线。作为一种很容易实现的现场总线协议在全球应用。 应用包括主产过程的自动化、过程控制和楼宇自制。它将分散的自动化设备连接在一起。它具有串行的方式进行通讯的现场总线系统的技术和功能特点。它被设计成现场级以极高的速度传递数据。这里的中央控制设备是PLC或PC机，通过有关高速的接口同外围的有关从站进行开关量/模拟量的输入/输出数据通讯。 什么是主站：含有CPU中央处理器的设备就可做网络系统的主站。它能向从站发指令和数据，并接收由从站发来的执行状态和数据，

19、承担着整个系统的指挥、协调和管理工作。 什么是从站：它不含有CPU，能接受输入和输出各种开关量或模拟量的电子设备。,可编程序控制系统设计师高级操作技能考核试卷考件2,试题1、两个十字路口交通灯的网络控制 （一）本题分值：15分 （二）考核时间：40min （三）考试形式：笔试 1、选择题：下列每题给出的选项中，至少有一个选项是正确符合题目要求的。多选或少选不得分。 总线主站模块的选择：从下列选项中选择合适的模块直接作为设备层总线的主站。（6分） （A）6RS7151-1CA00-3BL0 西门子总线主站 （B）QJ611BT11N 三菱Q系列总线主站 （C）AFP27971 主站1台、从站63

20、台 （D）CJ1W-DRN21 欧姆龙总线主站,（2）远程I/O模块的选择：根据上题所选的主站模块，从下列选项中选择合适的模块作为设备层总线的从（A）站。（6分） （A）6ES7151-1CA00-3BL0 西门子总线从站 （B）6ES7151-1CA00-0AB0 西门子总线从站 （C）AFPN-AB6200 是一种电子器件 （D）DRTA2-1D16 无解 （E）AFP27930 通信插块（从站） （F）AJ65SBTB2N-16R 三菱A系列PLC 2、作图题：根据系统要求，任意选择一种网络，从上述先项中选择合适的模块，设计系统的网络控制框图。 要求： a）标明网络的名称以级各个控制模块

21、的名称； b）用简明的线条图连接各个模块，并简述各个模块在网络中的连接关系； c）控制方框要求按照自上而下的层次进行排列。,本题参考答案（8分） 试题3、PLC系统维护的操作流程 (一)本题分值:15分 (二)考核时间:20min (三)考核形式:笔试 (四)具体考核要求 现有一套PLC系统,已完成正常的使用该系统,需要制定正确的维护内容.请完成下列内容:,6ES7 314-1AG13-0AB0,6ES7 134-4FB01-0AB0,6ES7 134-4FB01-0AB0,主站,1#从站,2#从站,网络总线,1.制定PLC使用前应进行的检查： 1、参考答案： 一、PLC使用前应遵循以下步骤：

22、 （1）检查所有处理器和I/O模块； （2）检查输入电源； （3）确保连接处理器和每个I/O模块的每根I/O的连接电缆； （4）确保控制器模块的所有I/O导线连接正确； （5）确保输出导线存在，且正确连接在现场末端的端子上； （6）清除程序。 二、预防性维护主要包括以下内容： （1）定期除尘； （2）定期检查供电电源； （3）定期检查模块连接； （4）检查附近是否有干扰源。 2、配分： （1）本题合计分值：12分； （2）专业术语的运用，规范流程的操作，合计配3分。,PLC的日常保养： 1、日常准备工作：首要的是熟悉工艺流程，其次是对PLC各种模块的说明资料的熟悉，再次对现场布局的了解，最后确

23、保自已的各种工具要完好无误。 2、日常点检工作：定期进行CPU的电池的电压检测，正常情况下为3V，定期对构成PLC系统的相关设备的点检和维护。如UPS定期维护，利用停机时机，对PLC各控制柜进行人工除尘、降温，PLC程序的定期人工备份和电池备份及和相关坏器件的更换等工作。,试题2、使用PLC和触模屏实现四人抢答器的控制,（一）本题分值：65分 （二）考核时间：150min （三）考核心形式：实操 （四）具体考核要求： 1、定义： 使用PLC和触模屏实现四人抢答器的控制 2、系统描述 现有一个四组抢答系统,有四组选手的抢答按钮(SB1SB4),一个数字显示器,一个蜂鸣器,(HA1)、6个指示灯（

24、HL1HL6）以及触模屏组成 。 主持人通过触模屏监控比赛的进行,为了方便了解比赛现场的情况,在现场正中央设置了数字显示器、蜂鸣器以及两个指示灯。数字显示器用于显示参赛组的组号，蜂鸣器用于提示当前抢答的参赛选手是否违规或回答超时。两个指示灯中的绿用于指示可以开始抢答，红灯用于指示报警或在抢答中的答题超时。,在每个参赛组面前分别安装一个指示灯，用于指示该组选手正在答题。 3、控制任务： （1）在触模屏上设计一个抢答画面，包括系统的复位按钮、开始抢答按钮、开始计时按钮、回答正确按钮、回答错误确认按钮。 开始比赛之前,主持人先按一次触模屏上的复位按钮,使所有参赛组的指示灯熄灭。 （2）当主持人在宣布

25、“抢答开始”同时按下“开始抢答按钮”则“抢答指示灯”点亮。此时，才允许选手按抢答钮。 （3）如选手在“抢答指示灯”点亮之前，有人已按下“抢答按钮”，则视为抢答违规，该组的指示灯发出闪烁报警。此时，只有主持人可用复位按钮才能清除。 （4）,（5）为了控制答题时间，回答问题的时间控制在20秒以内完成。当答题超时时该题按错误论。 当答题时间进行到10 秒时，报警红灯以2HZ 的频率闪烁。提示选手抓紧时间。 当选手在20秒内答完题后，主持人判断答题是否正确？然后按下“答题正确”或“答题错误”按钮完成此题抢答。系统复位到初绐状态。 当选手在20秒内没完成答题，此时报警灯点亮，同时蜂鸣器鸣叫。并弹出“答题

26、超时”信息。 （6）要求在触模屏上制作调试画面，使用触模屏监控现场输入信号的状态，并手动控制PLC输出状态的转换。 （7）程序必须包含抢答画面、违规画面、报警画面、调试画面。,4、任务要求,根据系统的功能要求，完成下列操作： （1）根据要求绘制电气原理图，在电气原理接线图上标出I/O端口相应的地址以用PLC公共端的接线方式。 （2）根据现场的设备合理设置以下的系统参数。 1）设置PLC与触模屏的通信参数； 2）设置触模屏与计算机的通信参数。 （3）编写PLC程序，注意程序的编写要求符合IEC1131-3标准规范。 （4）编写触模屏程序，至少包括抢答画面、违规画面、报警画面、调试画面。 （5）编

27、写程序清单、硬件接线图等技术文件，并制作文件目录。 （6）编写系统操作手册，简要说明系统的操作流程、PLC程序段的功能以及触模屏各个画面的操作步骤。,5、系统调试 （1）调试时，使用触模屏监控PLC现场输入信号的状态。 （2）调试时，使用触模屏手动控制PLC输出状态的转换。 （3）使用触模屏监控PLC内部寄存器的状态。 （4）使用触模屏监控PLC数据存储器的状态。 （5）调试时，手动调试触模屏的各个画面。 （6）安照考核要求，分步完成系统程序的调试。 （五）否定项说明：若考生出现下列情况之一，则本题成绩记为0分。 （1）现场设备的安装不能完成控制要求，未能完成硬件的组装。 （2）验收测试时未出现与要求相符的动作过程或出现主要硬件严重损坏。 （3）在考试过程中使用移动的数字存储装置进行程序拷贝。,（4）考核时间到后仍继续操作或其它不服从考评员管理。（5）在考试过程中出现严重韧反电工安全操作规程。,