課程單元教學設計首頁課程課題：項目2任務2授課教師學時數(shù)6授課班級授課日期教學地點教學目標（1）掌握定位控制的表格運行、中斷運行等有關指令。（2）掌握兩軸控制的步進電機運動系統(tǒng)的設計方法。（3）能根據(jù)實際需要選擇合適的步進系統(tǒng)。（4）能完成步進電動機和步進驅動器以及控制器（PLC）的電氣連接。（5）會編寫控制步進系統(tǒng)的PLC程序。教學重點與難點（1）掌握定位控制的表格運行、中斷運行等有關指令。（2）掌握兩軸控制的步進電機運動系統(tǒng)的設計方法。（3）能完成步進電動機和步進驅動器以及控制器（PLC）的電氣連接。（4）會編寫控制步進系統(tǒng)的PLC程序。教學方法教學手段PPT、邊講邊練教學準備1、PLC本體:FX5U-32MT2、人機界面：GS21073、運動模組：運動模組XY軸有效運動行程400mm，z軸有效行程200mm4、步科3S57Q-04079型步進電動機，步科3M458步進驅動器5、電腦及相應軟件參考資料教學反思?課程單元教學設計實施方案備注【任務目標】本任務主要是利用PLC控制步進電動機系統(tǒng)運行實現(xiàn)機械加工設備加工過程的控制。任務具體要求為：系統(tǒng)由一個旋轉工作臺（3工位均勻分布在圓周）和一個絲桿導軌鉆孔機構（可上下移動）組成，絲桿導程為5mm。工作過程為：系統(tǒng)上電后先通過按鈕控制設備回原點（導軌鉆頭和旋轉工作臺都要回原點）；裝夾好被加工工件，按下啟動按鈕，工作臺旋轉到一工位（原點位置重合即回原點時已經是在第一工位）停止，鉆頭開始從原點位置快速移動到加工開始位置，然后以加工速度進行鉆孔加工，加工完成后回到加工開始位置；工作臺旋轉到二工位，鉆頭再次下降加工，加工完成后回到加工開始位置；…以此循環(huán)加工完成3個工位的所有零件，，并一直循環(huán)下去。整個系統(tǒng)可以通過觸摸屏進行操作,根據(jù)加工零件的尺寸和材質設定加工開始點位置、鉆孔加工的深度、快速移動速度、加工速度等。設備在正常按下停止按鈕時需完成本工位的加工任務后回到加工開始點后停止；在緊急情況下可以實現(xiàn)硬件按鈕急停，急停之后只能重新對PLC上電且回原點之后才可以繼續(xù)加工。【任務分析】本任務主要是在前面所學有關步進電動機知識的基礎上，利用PLC來完成控制步進系統(tǒng)運行，這個任務主要是讓我們學習中斷、表格等多種指令在定位系統(tǒng)中的使用，通過教師的講授，引導學生學會查閱有關資料來完成本任務。【知識準備】一.定位控制FX5U-32MTPLC本體CPU模塊具有高速的I/O輸出端子，可以實現(xiàn)4個軸的定位控制，如果添加一些運動控制模塊或高速脈沖輸入輸出模塊的最大可以達到控制12個軸。FX5UPLC定位通過各定位指令進行脈沖輸出，并基于定位參數(shù)（速度、動作標志位等）進行動作。主要有原點回歸控制和定位控制兩大主要功能。在前面的項目任務中我們主要講解了機械原點回歸指令DSZR/DDSZR、脈沖輸出指令PLSY/DPLSY、相對定位指令DRVI/DDRVI、絕對定位指令DRVA/DDRVA、可變速度運行指令PLSV/DPLSV，在這個任務中我們主要說說如何利用表格指令來實現(xiàn)多軸運行。1.中斷1速定位指令DVIT/DDVIT中斷信號要在GXworks3軟件中進行設置，如圖所示。示例：如圖所示程序中，若X0為中斷信號，程序執(zhí)行過程為，當X17=ON時，軸1以5000的速度進行定位運行，如在運行過程中，當?shù)綑z測到中斷信號X0=ON,則軸1在中斷信號后面以5000的速度還要運行的脈沖數(shù)為10000才停止。特別注意在程序中并沒有出現(xiàn)X0是因為在前面的參數(shù)設置中已經設置了了X0為中斷輸入信號1并且已經啟用。2.表格的使用方法與步驟（1）表格運行控制方式 1:1速定位(相對地址指定)； 2:1速定位(絕對地址指定)； 3:中斷1速定位； 4:可變速度運行； 5:附帶表格轉移的可變速度運行； 6:中斷停止(相對地址指定)； 7:中斷停止(絕對地址指定)； 10:附帶條件跳轉； 20:插補運行(相對地址指定)； 22:插補運行(絕對地址指定)；（2）表格的使用主要步驟①使用GXWorks3，從“高速I/O”中設定定位參數(shù)。②使用GXWorks3，從“高速I/O”中設定表格數(shù)據(jù)。3.單獨表格運行TBL示例：如圖為執(zhí)行控制方式[6:中斷停止(相對地址指定)]的整個程序建立和執(zhí)行過程。圖1所示為定位參數(shù)設置。圖2所示為軸1定位數(shù)據(jù)設置。多個表格運行指令DRVTBL示例：圖所示為執(zhí)行軸1中從表格No2開始依次按控制方式[5:附帶表格轉移的可變速度運行]、[3:中斷1速定位]執(zhí)行連續(xù)運行(中斷2速定位)的整個程序建立和執(zhí)行過程。圖1所示為定位參數(shù)設置。圖2所示為軸1定位數(shù)據(jù)設置，一共有3個表格，采用了三種不同的控制方式。圖3所示為執(zhí)行的程序。5.多個軸的表格運行指令DRVMUL示例：如圖所示為同時執(zhí)行軸1、軸2、軸4各動作的程序示例。圖1所示為3個軸的定位參數(shù)設置。圖2所示為軸1定位數(shù)據(jù)。圖3所示為軸2定位數(shù)據(jù)。圖4所示為軸4定位數(shù)據(jù)。圖5所示為控制程序。【任務實施】1.根據(jù)控制要求畫出控制系統(tǒng)原理圖并完成硬件連接本系統(tǒng)主要由FX5U-32MT、步科3S57Q-04079型步進電動機，步科3M458步進驅動器、三菱GS2107觸摸屏、按鈕、位置傳感器（行程開關）等組成。根據(jù)I/O分配表，整個系統(tǒng)原理圖圖所示。在圖中SQ1、SQ2為旋轉臺的兩個安全傳感器，當這兩個安全傳感器為接通時，旋轉工作臺的步進驅動器才能正常工作；SQ3、SQ4為導軌的上、下極限位置傳感器，當這兩個安全傳感器為接通時，導軌的步進驅動器才能正常工作；這四個傳感器相當于一個硬件安全保護措施。根據(jù)工藝規(guī)范要求連接好硬件設備。注意驅動模塊如果接24V電源時在PLS+和DIR+端要接入一個2KΩ1/4W的電阻；如果是接5V電源時則不需要接這個電阻。2.觸摸屏設計D100存儲單元存儲的是加工開始點與原點之間的距離單位為cm，D102存儲單元里面存放鉆孔加工深度數(shù)據(jù)單位為cm；D104存儲單元里面存儲的是回原點速度；D106存儲單元里面存儲的是快進速度；D108存儲單元里面存儲的是鉆孔加工速度。M301、M302、M303、M310分別關聯(lián)回原點、啟動、停止、及回歸正常顯示及格功能。3.PLC程序設計（1）脈沖計數(shù)。（2）使用GXWorks3，從“高速I/O”中設定定位參數(shù)。基本參數(shù)設置、原點回歸參數(shù)設置（3）使用GX