课题二--基本控制指令应用之任务4-抢答器控制系统

还认真开展了6次全国统一行动，遏制了因三超一疲劳而引发的交通事故;在三、四、五月份，我队还按照州政府、州安委会、州支队要求，开展了道路交通集中整治专项行动、治理酒后驾驶、摩托车、电动车专项治理行动，均取得了一定的成效。课题二基本控制指令应用任务4抢答器控制系统知识目标：1．掌握微分指令PLS、PLF的功能及应用。2．掌握三菱PLC置位、复位指令、微分指令及主控指令和定时器在PLC的软件系统及梯形图编程设计中的综合应用。能力目标：1.会根据控制要求，能灵活地运用经验法，通过置位、复位指令、微分指令及主控指令和定时器的综合运用，实现抢答器控制系统的梯形图程序设计。2.能通过三菱GX-Developer编程软件，采用梯形图输入法或指令语句表输入法进行编程，然后通过仿真软件采用软元件测试的方法，进行模拟仿真运行。3.掌握抢答器PLC控制系统的线路安装与调试。抢答器常用于各种知识竞赛，它为各种竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余文化生活。实现抢答器功能的方式有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路，也可采用PLC。用PLC进行知识竞赛抢答器设计，其控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改变竞赛抢答器的抢答方案。如图2-4-1所示为竞赛抢答器的实物图。还认真开展了6次全国统一行动，遏制了因三超一疲劳而引发的交通事故;在三、四、五月份，我队还按照州政府、州安委会、州支队要求，开展了道路交通集中整治专项行动、治理酒后驾驶、摩托车、电动车专项治理行动，均取得了一定的成效。2图2-4-1竞赛抢答器本次任务的主要内容就是：通过PLC控制系统，实现对竞赛抢答器系统的控制。竞赛抢答器可供参赛的三组进行抢答比赛，其控制要求如下：（1）抢答器设有1个主持人总台和3个参赛队分台，总台设置有总台电源指示灯、撤消抢答信号指示灯亮、总台电源转换开关、抢答开始/复位按钮。分台设有一个抢答按钮和一个分台抢答指示灯。（2）竞赛开始前，竞赛主持人首先接通“启动/停止”转换开关，电源指示灯亮。（3）各队抢答必须在主持人给出题目，说了“开始”并按下开始抢答按钮后的10秒内进行，如果在10秒内有人抢答，则最先按下的抢答按钮信号有效，相应分台上的抢答指示灯亮，其他组再按抢答按钮无效。（4）当主持人按下开始抢答按钮后，如果在10秒内无人抢答，则撤消抢答信号指示灯亮，表示抢答器自动撤消此次抢答信号。（5）主持人没有按下开始抢答按钮，各分台按下抢答按钮均无反应。（6）在一个题目回答终了或10秒时间到后无人抢答，只要主持人再次按下抢答开始/复位按钮后，所有分台抢答指示灯和撤消抢答信号指示灯熄灭，同时还认真开展了6次全国统一行动，遏制了因三超一疲劳而引发的交通事故;在三、四、五月份，我队还按照州政府、州安委会、州支队要求，开展了道路交通集中整治专项行动、治理酒后驾驶、摩托车、电动车专项治理行动，均取得了一定的成效。3抢答器恢复原始状态，为第二轮抢答做好准备。实施本任务教学所使用的实训设备及工具材料可参考表2-4-1所示。表2-4-1实训设备及工具材料序号分类名称型号规格数量单位备注1工具电工常用工具1套2仪表万用表MF47型1块3设备器材编程计算机要求机型：IBMPC/AT（兼容）；CPU：486以上；内存：8兆或更高（推荐16兆以上）；显示器：分辨率为800×600点，16色或更高1台4接口单元采用FX-232AWC型RS-232/RS-422转换器（便携式）或FX-232AW型RS-232C/RS-422转换器（内置式），以及其他指定的转换器1套5通讯电缆FX-422CAB型RS-422缆线（用于FX2，FX2C型PLC，0.3m）或FX-422CAB-150型RS-422缆线（用于FX2，FX2C型PLC，1.5m），以及其他指定的缆线1条6可编程序控制器FX2N-48MR1台7安装配电盘600*900mm1块8导轨C450.3米9空气断路器Multi9C65ND201只10熔断器RT28-322只11按钮LA194只12转换开关1只还认真开展了6次全国统一行动，遏制了因三超一疲劳而引发的交通事故;在三、四、五月份，我队还按照州政府、州安委会、州支队要求，开展了道路交通集中整治专项行动、治理酒后驾驶、摩托车、电动车专项治理行动，均取得了一定的成效。413接线端子D-2020只14指示灯24V5只15消耗材料铜塑线BV1/1.37mm210米主电路16铜塑线BV1/1.13mm215米控制电路17软线BVR7/0.75mm210米18紧固件M4*20螺杆若干只19M4*12螺杆若干只20Φ4平垫圈若干只21Φ4弹簧垫圈及Φ4螺母若干只22号码管若干米23号码笔1支从对任务控制要求分析可知，只有当主持人合上总电源开关，抢答器才能工作；当抢答开始后，若10秒内某组率先按下抢答按钮，则该组抢答指示灯亮，表示获得抢答权，其他组再按抢答按钮无效。回答完毕后，主持人再次按下复位按钮后，抢答指示灯熄灭，进行下一轮抢答。根据控制要求可用PLC的定时器及其通电延时控制电路和PLC基本指令中的微分指令和主控触点指令来实现编程设计。一、编程元件1.辅助继电器（M）在PLC内部有很多辅助继电器，其功能相当于继电控制系统中的中间继电器。辅助继电器线圈与输出继电器线圈一样，由PLC内部各软元件的触点驱动，用文字符号“M”表示。辅助继电器有无数对常开和常闭触点供用户编程使用，使用次数不受限制。但是，这些触点不能直接驱动外部负载，外部负载只能由输出继电器驱动。辅助继电器（M）以十进制进行编号，按功能来分，一般分为普通（通用型）还认真开展了6次全国统一行动，遏制了因三超一疲劳而引发的交通事故;在三、四、五月份，我队还按照州政府、州安委会、州支队要求，开展了道路交通集中整治专项行动、治理酒后驾驶、摩托车、电动车专项治理行动，均取得了一定的成效。5辅助继电器、断电（失电）保持型辅助继电器和特殊辅助继电器，见表2-4-2所示。在本次任务中主要介绍普通（通用型）辅助继电器和断电（失电）保持型辅助继电器，而特殊辅助继电器将在后续任务5内容中进行介绍，在此不再赘述。表2-4-2FX2N和FX0N辅助继电器的分类分类FX2N系列FX0N系列普通（通用型）辅助继电器500点，M0～M499384点，M0～M383断电（失电）保持型辅助继电器2572点，M500～M3071128点，M383～M511特殊辅助继电器256点，M8000～M825557点，M8000～M8254（1）普通（通用型）辅助继电器（M0～M499）FX2N系列PLC内有普通（通用型）辅助继电器500点，其地址按十进制编号（除输入/输出继电器X、Y外，所有的软元件地址号均为十进制数），从M0到M499。这些辅助继电器只能在PLC内部起辅助作用，在使用时，它除了不能驱动外部负载外，其他功能与输出继电器非常类似。1）编程实例普通（通用型）辅助继电器的编程实例如图2-4-2所示。图2-4-2普通（通用型）辅助继电器的编程实例2）实例说明：当X001置1时，辅助继电器M1线圈得电，M1其中一付常开触点闭合，使M1线圈自保持；另一付常开触点闭合，使输出继电器Y001得电。当X001置1时，M1线圈失电，M1的常开触点断开，Y001断电。3）普通（通用型）辅助继电器的特点：线圈得电触点动作，线圈失电触点复位。（2）断电（失电）保持型辅助继电器（M500～M3071）在如图2-4-2所示的梯形图中，若PLC在运行中发生停电，输出继电器和通还认真开展了6次全国统一行动，遏制了因三超一疲劳而引发的交通事故;在三、四、五月份，我队还按照州政府、州安委会、州支队要求，开展了道路交通集中整治专项行动、治理酒后驾驶、摩托车、电动车专项治理行动，均取得了一定的成效。6用辅助继电器将全部成为断开状态，通电后再运行时，除PLC运行时就接通的触点外，其他触点仍处于断开状态，使断电前的运行状态发生了改变。在生产中，有时需要保持失电前的状态，以使来电后再运行时能继续失电前的工作，这时就需要用一种能保存失电前状态的辅助继电器，即断电（失电）保持型辅助继电器。断电（失电）保持型辅助继电器并不是真正能在它自身电源切断的条件下保存原工作状态，只不过是它在PLC失去外部供电时立即由PLC内部的备用电池供电而已。1）编程实例断电（失电）保持型辅助继电器的编程实例如图2-4-3所示。图2-4-3断电（失电）保持型辅助继电器的编程实例2）实例说明：当X001接通后，M500动作，其常开触点闭合自锁，输出继电器Y001得电；即使X001再断开，M500的状态仍保持不变。假如此时PLC失去供电，等PLC供电恢复后再运行时，只要停电前后X000的状态不发生改变，M500仍能保持动作，Y001保持得电。M500的状态不发生变化并不是因为自锁触点的作用，而是因为辅助继电器M500有后备电池的缘故。3）断电（失电）保持型辅助继电器的特点：断电时线圈后备锂电池供电，当再恢复供电时能记忆断电前的状态（注意：对于这类继电器，要用RST命令清除其记忆内容）。2.定时器（T）在前面任务3中已简单的介绍了定时器的一些知识，本任务将对定时器的工还认真开展了6次全国统一行动，遏制了因三超一疲劳而引发的交通事故;在三、四、五月份，我队还按照州政府、州安委会、州支队要求，开展了道路交通集中整治专项行动、治理酒后驾驶、摩托车、电动车专项治理行动，均取得了一定的成效。7作原理和典型的定时器控制电路进行详细介绍。（1）通用定时器工作原理定时器中有一个设定值寄存器（一个字长），一个当前值寄存器（一个字长）和一个用来存储其输出触点的映像寄存器（一个二进制位），这三个量使用同一地址编号，通用定时器的特点是不具备断电保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。通用定时器的内部结构示意图如图2-4-4所示。图2-4-4通用定时器内部结构示意图通用定时器的工作原理如图2-4-5所示，当输入X000接通时，定时器T0从0开始对100ms时钟脉冲进行累积计数，当T0当前值与设定值K1000相等时，定时器T0的常开触点接通，Y000接通，经过的时间为1000×0.1S=100S。当X000断开时定时器T0复位，当前值变为0，其常开触点断开，Y000也随之断开。若外部电源断电或输入电路断开，定时器也复位。还认真开展了6次全国统一行动，遏制了因三超一疲劳而引发的交通事故;在三、四、五月份，我队还按照州政府、州安委会、州支队要求，开展了道路交通集中整治专项行动、治理酒后驾驶、摩托车、电动车专项治理行动，均取得了一定的成效。8图2-4-5通用定时器的应用a）梯形图b）时序图（2）典型的定时器应用电路1）通电延时接通控制在如图2-4-6所示电路中，当输入信号X001接通时，内部辅助继电器M100接通并自锁，同时接通定时器T200。T200的当前值计数器开始对10ms的时钟脉冲进行累积计数。当该计数器累积到设定值500时（从X001接通到此刻延时5S），定时器T200的常开触点闭合，输出继电器Y001接通。当输入信号X002接通时，内部继电器M100断电，其常开触点断开，定时器T200复位，定时器T200的常开触点断开，输出继电器Y001断电。图2-4-6通电延时接通控制程序a）梯形图b）时序图2）通电延时断开控制在如图2-4-7所示电路中，当输入信号X001接通时，内部辅助继电器M100和输出继电器Y001同时接通并均实现自锁，内部辅助继电器M100的常开触点接通定时器T0，T0的当前值计数器开始对100ms的时钟脉冲进行累积计数。当该计数器累积到设定值200时（从X001接通到此刻延时20S），定时器T0的常闭触点断开，输出继电器Y001断电。输入信号X002可以在任意时刻接通，内部辅助继电器M100断电，其常开触点断开，定时器T0被复位。还认真开展了6次全国统一行动，遏制了因三超一疲劳而引发的交通事故;在三、四、五月份，我队还按照州政府、州安委会、州支队要求，开展了道路交通集中整治专项行动、治理酒后驾驶、摩托车、电