交通信号灯控制系统的安装与调试
学习目标
学习目标：
1．能通过阅读工作任务联系单，明确工作任务要求。
2．能结合现场勒察，正确描述十字路口交通灯的控制要求，正确分析其
控制流程。
3．能熟练运用基本指令、定时器和计数器完成综合程序的编写。 4．能制定改造方案，完成十字路口交通灯PLC控制系统图及I／0分配表。 5．能完成PLC与外国设备的连接，使用 GX Developer软件完成编程、调
试、运行、监控。
6．能对十字路口交通灯PLC控制系统进行检测、验收。 7．提高协作能力、沟通能力及自我学习的方法能力。 知识点：
1正确描述交通灯的控制要求 2分析十字路口交通灯的工作流程 3加强plc基础及高级指令的综合編程
4绘制电气原理图、布置图、接线图、工具元器件材料清单 5列出I\\0分配表 6制定工作计划表 7安全文明生产规范
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8安装工艺
9形成技术文件并交付客户 技能点： 1操作交通灯 2编制PLC应用程序 3 PLC外部接线 4安装交通灯电气线路 5调试交通灯电气线路 6检修交通灯电气线路 7 规范安装及工具使用
8 提高协作沟通能力和方法能力
建议课时
22课时
工作情景描述
エ作情境描述：
某化工厂糖精车间需设计一套运料小车自动往返运输系统，要求用PLC控制，现委托我院电气系在3个工作日内完成系统的设计、安装和调试。维修电工班接受工作任务后，
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开出工作任务联系单，委派维修电工前往该化工厂作业，施工完毕交客户验收并交付使用。
工作流程与内容
学习活动1 明确工作任务（4课时） 学习活动2 工作准备（8课时） 学习活动3 现场施工（8课时） 学习活动4 总结评价（2课时） 拓展性学习任务（课时机动）
教学活动一：明确工作任务
学习地点 一体化技能提升中心 学习课时 4课时
一、 请阅读工作任务单，用自己的语言描述具体的工作内容（填写引导
问题的空白工作页）。
学习过程 3
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安装工作联系单
流水号： 2019-09-037 类别：水□ 电□ 暖□ 土建□ 其他□ 日期：20 年 月 日
安装地点 安装项目 需求原因 申报时间 申报单位 验收意见 验收人 申报人电话 物业负责人
完工时间 安装单位 安装单位电话 承办人 承办人电话 物业负责人电话
引导问题
1、该项工作在什么地点进行？
2、该项工作要求什么时间开始做？
3、该项工作要求什么时间完成？
4
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4、该项工作要求多长时间完成？
5、该项工作是哪个单位申报的？
6、该项工作具体内容是：
7、该项任务交给你和同组人，你们的名签在何处？
8、该项工作完成后交给谁验收？
9、验收意见应该是什么内容？
10、你认为使用安装工作联系单有什么作用？
11、该项工作怎样才算完成了？
二、认识运料小车：
勘察现场，询问工作人员，查阅资料，回答以下问题。
1．运料小车是工业送料的主要设备之ー。小车通常采用电动机正反转控制来驱动，电动机小车前进，电动机、小车后退
2．下图为运料小车工作示意图。控制系统的设计要求为：设A地为原位，
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如小车不在原位，可按下调整按钮使小车回到原位；按下启动按钮，小车在A地装料，20s后装满料
前往B地，到达限位开关SQ2处后停车，底门电磁铁动作，卸料30s，然后返回A点，到达限位开关SQ1处后，停车装料，20s后装满料前往B处，如此循环往复3次，回原位停止。任意时刻按下急停按钮，立即停车。
3.根据控制要求，画出运料小车的工作流程框图
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4．运料小车采取了电力拖动中哪种控制原则？体现这种控制原则的电器是什么？
5．运料小车要循环往复3次后停止，能否用一个电器实现次数控制？如果难以实现，请从PIC中找到一个可以用来控制工作次数的元件，写出它的元件名称及代号。
6．根据运料小车的控制要求分析：采用PLC控制时，有哪几个输入器件？
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有哪几个输出器件？填写下表。
输入器件 序号
名称 数量 输出器件 序号 名称 数量
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教学活动二：工作准备
学习地点 一体化技能提升中心 学习课时 8课时 学习过程 完成运料小车控制系统的设计，需用到计数器及相关指令，本活动中首先通过实例学习计数器的功能用法，进而完成运料小车控制系统的设计。
一．认识计数器的指令功能
1．PlC中计数器是在执行扫描操作时对内部元件（如X、Y、M、S、T和C）的信号进行 ____________的元件。
2．在下面的表格中，根据FX2n型PlC中计数器编号范国填写相应的类型。可以看出，计数器的编号规律为 按_______进制编号。
计数器编号范围 计数器种类（16bit增减计数器，通用型，断电保持型 32bit增减计数器 ，高速计数器） C0—C99 C100—C199 C200--219 C220--C234 C235--245 C246--250
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C251--255 3．根据以下梯形图，分析计数器功能。
（1）计数器的线圈用_______指令驱动。与定时器相似，计数器的设定值既可用十进制常数_________还可用数据寄存器__________. (2)________称为计数信号，_________称为复位信号。
（3）当_______接通时，开始计数，当计数达到_______次，计数器CO的 触点闭合，_________线圈接通；当_______接通时，计数器C0被复位， __________线圈断开。
（4）在计数过程中，如果计数信号一直接通，________（填能或不能）正常计数，由此可见，计数信号应该是________（填连续或断续）信号。 （5）在计数过程中，计数器的触点不会发生变化；计满数后，其常开触点__________（填闭合或断开），常闭触点_________（填闭合或断开）。 （6）一旦复位信号接通，计数器的设定值被清零，其常开触点_________（填闭合或断开），常闭触点_________（填闭合或断开）。
（7）在调试程序时，计数器的线圈部位有一个不断变化的数值，称为当前值，这个当前值的变化规律为__________（填加1或减1）。
（8）该计数器属于___________填16bit增／减计数器或32bit增／减计数器）。
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4．根据以下梯形图分析，该计数器属于___________（填16bi增／减计数器或32bit增／减计数器）。
5.为什么计数器的设定值为“k0或k1”时，执行结果是一样的？
6．分析以下梯形图，M8014为1min时钟脉冲，当X1接通后，过________ （填时间）Y接通。该程序为1h计时程序，但计时不能精确到1h，原因是M8O14为PLC中的时钟脉冲，它的动作规律是接通30s、断开30s，但它的接通时间不可能与X1同步。
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上机输入以下梯形图，调试运行，叙述程序功能。（程序调试时，可在线改变定时器当前值）
程序总能：
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8．编写计数控制小程序
（1）以上题中的程序为基础，设计一个定时时间为24h的控制程序，要求定时时间到，指示灯亮。画出梯形图，上机调试运行。（注意，该程序调试时，可在线改变定时器当前值）
（2）按下启动按钮，彩灯以接通1、断开1s为规律亮、灭间隔闪烁工作，闪烁5次后自动停止；任意时间按下停止按钮，彩灯立即熄灭。画出梯形图，上机调试运行。
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（3）用计数器实现单按钮控制电动机的启停运行。画出梯形图，上机调试运行。
（4）有一台电动机，要求早八点自动启动，晚十ー点自动停止。画出梯形图，上机调试运行。（注意，该程序调试时，可在线改变定时器当前值）
二．工作台自动往返控制电路
一、 电路原理图分析：
20分钟 教师利用幻灯片将图纸展现在学生面前，请学生自己进行电路原理分析。 教师与学生采用互动教学方法。 14
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线路工作原理如下：
先合上开关QS。按下SB1，KM1线圈得电，KM1自锁触头闭合自锁，KM1主触头闭合，同时KM1联锁触头分断对KM2联锁，电动机M启动连续正转，工作台向左运动，移至限定位置时，挡铁1碰撞位置开关SQ1，SQ1-1常闭触头先分断，KM1线圈失电KM1自锁触头分断解除自锁，KM1主触头分断，KM1联锁触头恢复闭合解除联锁，电动机M失电停转，工作台停止左移，同时SQ1-2后闭合，使KM2自锁触头闭合自锁，KM2主触头闭合，同时KM2联锁触头分断对KM1联锁，电动机M启动连续反转，工作台右移（SQ1触头复位），移至限定位置时，挡铁2碰撞位置开关SQ2，SQ2-1先分断，KM2线圈失电，KM2自锁触头分断解除自锁，KM2主触头分断，KM2联锁触头恢复闭合解除联锁，电动机M失电停转，工作台停止左移，同时SQ2-2后闭合，使KM1自锁触头闭合自锁，KM1主触头闭合，同时KM1联锁触头分断对KM2联锁。电动机M启动连续正转，工作台向左运动，以次循环
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动作使机床工作台实现自动往返动作。 问题：
1. 以上线路有哪些保护措施？
2.指出主电路和控制电路？
3.电动机是如何实现正反转的?
4.电路中那是自锁电路？哪是连锁电路？
5.用PLC可以取代哪部分电路？
三．根据运料小车的控制要求，绘制PLC控制系统图和IO分配表 1．画出运料小车PLC控制系统图：
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2．列出I\\0分配表：
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学习活动3：现场施工
学习过程
一．运料小车控制系统的硬件连接：
熟练掌握安装工艺，完成硬件连接任务。结合实际操作，回答以下问题。 1．在运料小车工作示意图中，有两个位置开关SQ1、SQ2。由于运料小车的往返比较频繁，长期运行后位置开关的触点可能会接触不良，将影响系统的稳定工作。使用什么元件来代替位置开关将使系统工作更稳定？请将改正后的PIC系统图画下来，并按正确的系统图接线。
2. 安装过程中遇到了哪些问题，如何解决？在下表中记录下来。
所遇问题 解决方法
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3. 记录PLC控制系统的梯形图：
二．安装完毕后进行组内自检和互检
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断电检查情况记录表
序号 测试内容 用兆欧表对电动机进行绝缘测试 自检情况记录 互检情况记录 1 2 3 4 用万用表对PLC进行断电测试 用万用表对PLC输入电路断电测试 用万用表对主电路进行断电测试 三．通电试车
断电检查无误后，经教师同意，通电试车，观察PLC及负载的运行状态。 1． 如果不符合控制要求，应分析问题，认真解决。注意如果是程序问
题，修改完毕后一定要重新下截到PLC中，再调试、运行。如果发生异常情况，应立即停车，根据故障现象、故障原因进行正确的检修，做好故情况记录。
故障现象 故障原因 如何处理 2.根据运行调试结果填写设备功能记录
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调试内容 能否启动停止 能否正常装料 能否正常卸料 计数是否准确 能否过载保护 能否短路保护 能否连锁保护 测试结果 自检 互检
四．学习评价
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内容 程序输入及仿真调试 要求 熟练正确地将所编 程序输入PC；按照 评分标准 1．不会熟练操作PIC键盘输入 指令扣2分 配分 50 得分 被控设备的动作要求 2．不会正确使用删除、插入 进行仿真调试，达到 修改、存盘等命令，每项扣2分 设计要求 3．仿真试车不成功扣30分 4．仿真试车不成功后不能正确 改正扣20分 安装与接线 按PlC控制i\\O口 （输入／输出）接线图 1.试机运行不正常扣20分 2．试机运行不正常后不能正确 改正扣20分 3．损坏元件扣10分 40 正确安装，元件布置 4．试机运行正常，但不按电气 要合理，安装要准确 原理图接线，扣10分 紧固，配线导线要紧 5．布线不符合要求，不美观 固、美观，导线要有 主电路、控制电路每根扣2分 端子标号 6．接点松动、露铜过长、反圈、 压绝缘层，标记线号不清楚、遗漏 或误标，引出端无别径压端子，每 处扣2分 7．损伤导线绝缘或线芯，每根 扣2分 8．不按PLC控制I\\0（输入／输 出）接线图接线，每处扣5分 安全文明生产 劳动保护用品穿戴 整齐；电工工具佩戴 齐全；遵守操作规 程；讲文明礼貌：任 务结束后清理现场 1．实训中，违反安全文明生产 要求的任何一项扣2分，扣完为止 2．出现重大事故隐患时，被指 导教师予以制止，并每次扣安全文 明生产总分5分 10
学习活动4 总结评价
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一． 工作总结
以小组为单位，用展板向全班展示，汇报学习成果。 二．综合评价
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拓展学习任务
拓展任务一:
设计要求：设A地为原位，如小车不在原位，可按下调整技钮使小车回到原位，按下启动按钮，小车在A地装料，20s后装满料前往B地，到达限位开关SQ2处后停车，底门电磁铁动作，卸料30s，然后返回A点，到达限位开关SQ1处后停车装料，20s后装满料
前往B地…如此循环往复3次，回原位停止，按下预停按钮，小车运行一个循环周期后停在原位；任意时刻按下急停按钮，立即停车。
1．画出PLC系统控制图、列出 I\\O分配表。
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2．画出梯形图，并完成编程、调试、运行。
拓展任务二：
设计要求：设A地为原位，如小车不在原位，可按下调整按钮使小车回到原位；按下启动按钮，小车在A地装料，20s后装满料前往B地，到达限位开关SQ2处后停车，底门电磁铁动作，卸料30s，然后返回A点，到达限位开关SQ1处后停车装料，20s后装满料前往B地…如此循环往复3次，回原位停止；任意时刻按下急停按钮，立即停车；如果在10min内连续启停3次，运料将立即停止运行，且需等特10min后才能重新启动。 1．画出PLC系统控制图、列出I\\O分配表：
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2． 画出梯形图，并完成调试，运行。
拓展任务三：
控制要求: 设A,B,C三地在一条直线上，按下启动按钮，小车从A地装料10s，右行到达B地停止下料5s，然后返回A地装料10s，再右行到达C地卸料5s，然后返回A地，如此循环。按下停止按钮后，小车必须返回A地停止。
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