可編程控制器技術(shù) 課件 任務(wù)4.3 花樣噴泉控制

任務(wù)4.3花樣噴泉控制主講人：XXX時(shí)間：20XX.XXCatalogue目錄一、任務(wù)要求與分析PartOne二、任務(wù)準(zhǔn)備PartTwo三、項(xiàng)目實(shí)施PartThree四、任務(wù)評(píng)價(jià)PartFour五、任務(wù)拓展PartFive一、任務(wù)要求與分析01花樣噴泉分為兩種模式，模式一和模式二，兩種模式僅在停止后可自由切換。模式一：4號(hào)噴水，延時(shí)2s后3號(hào)噴水，再延時(shí)2s后2號(hào)噴水，再延時(shí)2s后1號(hào)噴水，一起噴水8s后停下。模式二：1號(hào)噴水，延時(shí)2s后2號(hào)噴水，再延時(shí)2s后3號(hào)噴水，再延時(shí)2s后4號(hào)噴水，一起噴水10s后停下。若在連續(xù)狀態(tài)時(shí)，將繼續(xù)循環(huán)下去。噴泉運(yùn)行模式系統(tǒng)可在停止時(shí)切換單次運(yùn)行/連續(xù)運(yùn)行；按下暫停按鈕，系統(tǒng)暫停，記憶當(dāng)前狀態(tài)，且再按下起動(dòng)按鈕可繼續(xù)運(yùn)行；不論在什么工作方式下，按下停止按鈕，噴水池將立即停止運(yùn)行。控制方式觸摸屏設(shè)有起動(dòng)按鈕、暫停按鈕、停止按鈕、模式切換按鈕、連續(xù)/單步切換按鈕，且相應(yīng)按鈕ON/OFF時(shí)狀態(tài)有明顯區(qū)別。顯示花式噴泉當(dāng)前所處的工作狀態(tài)，做到只看觸摸屏也能知道花式噴泉的實(shí)時(shí)狀態(tài)。顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間，單位s，精確到0.1s，相關(guān)時(shí)間可設(shè)置；并顯示循環(huán)的次數(shù)。設(shè)置一個(gè)加密頁(yè)，當(dāng)輸入密碼正確時(shí)才可跳轉(zhuǎn)至?xí)r間設(shè)置界面。人機(jī)界面要求任務(wù)要求控制系統(tǒng)特點(diǎn)順序功能圖優(yōu)勢(shì)系統(tǒng)功能模塊劃分花樣噴泉控制系統(tǒng)具有兩種運(yùn)行模式，每種模式下噴水順序和時(shí)間不同，可通過(guò)模式選擇開關(guān)切換，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)可通過(guò)觸摸屏實(shí)時(shí)顯示，便于操作和監(jiān)控。順序功能圖能夠清晰地表示控制系統(tǒng)的各個(gè)階段和轉(zhuǎn)換條件，適合噴泉控制程序設(shè)計(jì)，通過(guò)繪制順序功能圖，可簡(jiǎn)化編程過(guò)程，提高程序的可讀性和可維護(hù)性?？蓪⑾到y(tǒng)劃分為模式選擇模塊、噴水控制模塊、倒計(jì)時(shí)顯示模塊、時(shí)間設(shè)置模塊、暫停與停止控制模塊等，各模塊協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)噴泉的自動(dòng)化控制。任務(wù)分析二、任務(wù)準(zhǔn)備021200PLC的程序塊包含OB、FC、FB、DB等4種類型的程序塊。使用項(xiàng)目瀏覽器中“程序塊”下的“添加新塊”對(duì)話框創(chuàng)建OB、FB、FC和全局DB，創(chuàng)建代碼塊時(shí)，需要為塊選擇編程語(yǔ)言。01程序塊概述函數(shù)（FC）是沒(méi)有專用存儲(chǔ)區(qū)的代碼塊，調(diào)用時(shí)必須給所有形參分配實(shí)參。函數(shù)塊（FB）是一種代碼塊，它將輸入、輸出和輸入/輸出參數(shù)永久地存儲(chǔ)在背景數(shù)據(jù)塊中，從而在執(zhí)行塊之后，這些值依然有效。02函數(shù)（FC）與函數(shù)塊（FB）在用戶程序中創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊（DB）以存儲(chǔ)代碼塊的數(shù)據(jù)。有兩種類型的DB：全局DB和背景DB。全局DB存儲(chǔ)程序中代碼塊的數(shù)據(jù)，背景DB存儲(chǔ)特定FB的數(shù)據(jù)。03數(shù)據(jù)塊（DB）添加一個(gè)DB塊，右鍵單擊該DB塊并從上下文菜單中選擇“屬性”，打開屬性對(duì)話框，在屬性中選擇“優(yōu)化塊訪問(wèn)”，則該DB塊是優(yōu)化的訪問(wèn)塊。優(yōu)化的訪問(wèn)塊和標(biāo)準(zhǔn)訪問(wèn)塊的對(duì)比如圖4-57所示。04優(yōu)化的訪問(wèn)塊與標(biāo)準(zhǔn)訪問(wèn)塊程序塊類型添加OB塊在項(xiàng)目瀏覽器中選擇“程序塊”，右鍵單擊選擇“添加新塊”，在彈出的對(duì)話框中選擇“組織塊（OB）”，設(shè)置塊名稱和編程語(yǔ)言，點(diǎn)擊“確定”完成OB塊的添加。添加FB塊在項(xiàng)目瀏覽器中選擇“程序塊”，右鍵單擊選擇“添加新塊”，在彈出的對(duì)話框中選擇“函數(shù)塊（FB）”，設(shè)置塊名稱和編程語(yǔ)言，點(diǎn)擊“確定”完成FB塊的添加，并定義塊接口，包括輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)、I/O參數(shù)等。添加FC塊在項(xiàng)目瀏覽器中選擇“程序塊”，右鍵單擊選擇“添加新塊”，在彈出的對(duì)話框中選擇“函數(shù)（FC）”，設(shè)置塊名稱和編程語(yǔ)言，點(diǎn)擊“確定”完成FC塊的添加，并定義塊接口，包括輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)等。添加DB塊在項(xiàng)目瀏覽器中選擇“數(shù)據(jù)塊”，右鍵單擊選擇“添加新塊”，在彈出的對(duì)話框中選擇“數(shù)據(jù)塊（DB）”，設(shè)置塊名稱，點(diǎn)擊“確定”完成DB塊的添加，可在DB塊中定義變量，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。程序塊創(chuàng)建方法FB塊調(diào)用FC在FB塊中調(diào)用FC時(shí)，同樣需插入調(diào)用指令，并為其分配實(shí)參。FB塊可將自身的輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)或局部變量作為實(shí)參傳遞給FC，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯。調(diào)用注意事項(xiàng)調(diào)用時(shí)需確保實(shí)參和形參的數(shù)據(jù)類型一致，或可根據(jù)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)換。同時(shí)，合理分配背景DB，確保FB塊的參數(shù)和靜態(tài)變量在調(diào)用過(guò)程中能夠正確存儲(chǔ)和訪問(wèn)。OB塊調(diào)用FB/FC在OB塊中調(diào)用FB或FC時(shí)，需在程序中插入調(diào)用指令，并為其分配實(shí)參。調(diào)用時(shí)，將FB或FC的形參與OB塊中的變量或常量關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞。程序塊調(diào)用方法三、項(xiàng)目實(shí)施03輸入元件輸入元件包括起動(dòng)按鈕、停止按鈕、暫停按鈕、模式選擇開關(guān)和單次/連續(xù)選擇開關(guān)，分別對(duì)應(yīng)PLC的輸入點(diǎn)I0.0～I(xiàn)0.4，用于接收操作指令和模式選擇信號(hào)。地址分配表根據(jù)輸入輸出元件的功能和數(shù)量，制定詳細(xì)的I/O地址分配表，確保每個(gè)元件都有唯一的地址，便于編程和調(diào)試。輸出元件輸出元件為4個(gè)噴水電磁閥，分別對(duì)應(yīng)PLC的輸出點(diǎn)Q0.0～Q0.3，用于控制噴水的開啟和關(guān)閉。I/O地址分配接線要點(diǎn)根據(jù)I/O地址分配表，將輸入輸出元件正確連接到PLC的相應(yīng)端子上，確保接線牢固、無(wú)誤，避免信號(hào)干擾和短路現(xiàn)象。接線圖繪制繪制清晰的I/O接線圖，標(biāo)明各元件的連接關(guān)系和端子編號(hào)，便于后續(xù)的安裝、調(diào)試和維護(hù)工作。I/O接線圖將噴泉的運(yùn)行過(guò)程劃分為多個(gè)階段，每個(gè)階段對(duì)應(yīng)一個(gè)步，明確各步的活動(dòng)狀態(tài)和執(zhí)行動(dòng)作，如模式一和模式二下的噴水順序和時(shí)間。狀態(tài)劃分根據(jù)工藝要求，確定各步之間的轉(zhuǎn)換條件，如時(shí)間到達(dá)、按鈕按下等，確保狀態(tài)轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確無(wú)誤。轉(zhuǎn)換條件確定按照順序功能圖的繪制原則，將各步、動(dòng)作、轉(zhuǎn)換條件等要素組合成完整的順序功能圖，為程序設(shè)計(jì)提供依據(jù)。功能圖繪制順序功能圖硬件組態(tài)在TIAPortal中進(jìn)行PLC硬件組態(tài)，添加CPU模塊、輸入輸出模塊等，配置通信參數(shù)，確保硬件設(shè)備能夠正常工作。變量表創(chuàng)建根據(jù)I/O地址分配表和順序功能圖，創(chuàng)建詳細(xì)的變量表，定義各變量的名稱、地址、數(shù)據(jù)類型等屬性，便于編程和調(diào)試。硬件組態(tài)與變量設(shè)置01FB程序編寫根據(jù)模式一的運(yùn)行流程繪制順序功能圖，并據(jù)此編寫FB的梯形圖程序。在FB中定義塊接口，包括輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)等，實(shí)現(xiàn)噴水控制邏輯。02OB1程序編寫3.5.2.1控制方式設(shè)計(jì)在OB1中編寫控制方式程序，實(shí)現(xiàn)起動(dòng)、停止、暫停、模式選擇、單次/連續(xù)運(yùn)行等功能，確保系統(tǒng)在不同狀態(tài)下的運(yùn)行邏輯。3.5.2.2調(diào)用FB在OB1中調(diào)用FB塊，為FB塊分配不同的背景DB，實(shí)現(xiàn)模式一和模式二的噴水控制。調(diào)用時(shí)，根據(jù)編程需要分配實(shí)參，確保數(shù)據(jù)正確傳遞。3.5.2.3噴泉輸出根據(jù)模式一和模式二的噴泉順序編寫輸出程序，控制各噴水電磁閥的開啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)噴水效果。3.5.2.4倒計(jì)時(shí)功能利用定時(shí)器和數(shù)據(jù)處理指令實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)功能，通過(guò)觸摸屏顯示各噴水口的剩余時(shí)間，提高系統(tǒng)的可視化效果。3.5.2.5計(jì)數(shù)功能在連續(xù)模式下，利用FB塊的輸出接口“一個(gè)周期的完成”實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，記錄循環(huán)次數(shù)。程序設(shè)計(jì)創(chuàng)建運(yùn)行畫面，包含起動(dòng)按鈕、暫停按鈕、停止按鈕、模式切換按鈕、連續(xù)/單步切換按鈕等，顯示噴泉當(dāng)前所處的工作狀態(tài)和倒計(jì)時(shí)時(shí)間。運(yùn)行畫面設(shè)計(jì)創(chuàng)建時(shí)間設(shè)置頁(yè)面，設(shè)置噴水時(shí)間、倒計(jì)時(shí)時(shí)間等參數(shù)，設(shè)置頁(yè)面需密碼保護(hù)，確保參數(shù)設(shè)置的安全性。時(shí)間設(shè)置頁(yè)面設(shè)計(jì)制作噴泉樣式的指示燈，通過(guò)圖片素材庫(kù)添加噴泉噴水狀態(tài)圖片，設(shè)置指示燈的“ON”狀態(tài)和“OFF”狀態(tài)外觀，實(shí)現(xiàn)噴泉?jiǎng)赢嬓Ч?。噴泉?jiǎng)赢嬓Ч谱魅藱C(jī)界面設(shè)計(jì)與編程對(duì)每個(gè)功能模塊進(jìn)行單獨(dú)調(diào)試，檢查噴水控制、倒計(jì)時(shí)顯示、按鈕功能等是否正常工作。將所有模塊組合在一起進(jìn)行整體運(yùn)行調(diào)試，檢查系統(tǒng)是否能夠按照預(yù)設(shè)的流程和時(shí)間順序正常運(yùn)行，確保各功能模塊之間的協(xié)同工作。測(cè)試系統(tǒng)在異常情況下的表現(xiàn)，如強(qiáng)制按鈕按下、停止按鈕按下等，檢查系統(tǒng)是否能夠正確響應(yīng)并做出相應(yīng)的動(dòng)作。異常情況處理整體運(yùn)行調(diào)試單步調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試四、任務(wù)評(píng)價(jià)04硬件安裝與接線I/O接線圖繪制（5分）：接線圖清晰準(zhǔn)確，符合電氣規(guī)范。元件安裝（5分）：元件安裝牢固，布局合理。硬件接線（10分）：接線正確無(wú)誤，無(wú)短路、斷路等現(xiàn)象。起動(dòng)、停止、暫停、模式選擇、單次連續(xù)選擇鍵功能正常（各2分，共10分）：按鍵操作靈敏，功能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確。正確顯示各噴水口倒計(jì)時(shí)，精確到0.1秒（各3分，共24分）：顯示內(nèi)容準(zhǔn)確，無(wú)錯(cuò)誤或延遲現(xiàn)象。模式、單次、連續(xù)及各噴水口指示燈顯示正常（各2分，共16分）：指示燈顯示狀態(tài)正確，與系統(tǒng)狀態(tài)一致。按參數(shù)設(shè)置按鍵，正確輸入密碼后可進(jìn)入?yún)?shù)頁(yè)（2分）：功能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確，操作便捷。不同模式時(shí)各噴水口的噴水時(shí)間可設(shè)置（各1分，共8分）：設(shè)置功能正常，時(shí)間調(diào)整靈活。編程與調(diào)試安全素養(yǎng)存在危險(xiǎn)用電等情況（每次扣5分，上不封頂）：嚴(yán)格遵守用電安全規(guī)范，杜絕危險(xiǎn)操作。存在帶電插拔工作站的電纜、電線等情況（每次扣3分）：避免帶電插拔，確保設(shè)備安全。穿著不符合生產(chǎn)要求（每次扣5分）：按規(guī)定穿著工作服，佩戴安全帽等防護(hù)用品。5S素養(yǎng)桌面物品和工具擺放整齊、整潔（2.5分）：保持工作臺(tái)面整潔，工具歸位。地面清理干凈（2.5分）：保持工作區(qū)域地面干凈，無(wú)雜物。發(fā)展素養(yǎng)表達(dá)溝通能力（2.5分）：表達(dá)清晰，溝通順暢，能夠準(zhǔn)確傳達(dá)信息。團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力（2.5分）：團(tuán)隊(duì)成員分工明確，協(xié)作默契，共同完成任務(wù)。評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)五、任務(wù)拓展05花樣噴泉增加模式三，先運(yùn)行模式一的噴水方式，但不進(jìn)行一起噴水，再運(yùn)行模式二的噴