项目教材编写模式

项目六交通信号灯plc控制系统一、学习目标1. 掌握 16 位增计数器的使用方法。2. 会分析交通灯控制系统时序图，能根据“关键”时间点应用定时器编写顺控程序。3. 独立完成交通信号灯控制系统的安装、调试与监控， 理解 plc的循环扫描二、学习任务1. 任务描述本项目的任务是安装与调试交通信号灯plc 控制系统。系统控制要求如下：十字路口交通灯控制时序如图6-1 所示。按下启动按钮sb1 ，系统开始工作，南北红灯亮30s ， 同时东西绿灯亮25s 后以 0.5s 为半周期闪烁3 次熄灭，然后东西黄灯亮2s 熄灭；再切换成东西红灯亮 30s ，同时南北绿灯亮25s 后以 0.5s 为半周期闪烁3 次熄灭，然后南北黄灯亮2s 熄灭如 此不断循环。按下停止按钮sb2 ，系统停止工作。东西绿灯 hl1东西黄灯 hl2 东西红灯 hl3 南北绿灯 hl4 南北黄灯 hl5精品资料南北红灯 hl6025262830555860t/s25.5图 6-1交通信号灯控制时序图2. 任务流程图6-2。识识绘读读制梯电接形路线图图图本项目的具体学习过程见图分学析分习控配计数制i/o器要点求安输验调试学证循监习环控指扫系令描装入电梯路形图统原理图 6-2任务流程图三、环境设备学习所需工具、设备见表6-1 。表 6-1工具、设备清单序号1分类工具名称常用电工工具型号规格数量1单位套备注2万用表mf471只3plcfx 1n-40mr1只4两极小型断路器dz47-631只5设备控制变压器bk100 ， 380/220 、24v1只6三相电源插头16a1只7熔断器底座rt18-323只8熔管2a3只四、背景知识由交通信号灯控制时序图看出，绿灯须闪烁三次，这要求系统具有计数功能，使用plc 的计数器实可现。与定时器一样，它也是plc 的一种软元件。下面就介绍计数器的具体使用方法。1计数器（ 1）通用型计数器1 ）编号范围。三菱fx 1n系列 plc 的通用型计数器的编号范围为c0 c15 （ 16 点），采用十进制编号。2 ）符号。计数器的符号如图6-3 所示，与定时器类似，k？是计数器的设定值，其设定范围是0 32767 。ccck ？线圈常闭触点常开触点图 6-3计数器的符号3 ）应用举例。 如图 6-4 所示，m1 为 on 时，t0 与 t1 组成的振荡器以0.5s 为半周期开始振荡， 计数器 c0 计 t1 的接通次数。c0 的当前值设定值k4 时， c0 常开触点接通，y000 动作； c0 常闭触点断开，振荡器停止工作。当复位条件x001 为 on 时， c0 复位， y000 复位。如动作时序图所示，计数器动作后， 不管 t1 是否再接通或断开，其当前值不变， 状态保持不变。只有复位条件成立或plc 断电时， c0 才复位。m1 t0 t1x001c0 y0000.50.54t/s0.5a）b）图 6-4通用型计数器的应用举例a）梯形图b）动作时序图2. 分析控制要求，确定输入输出设备（ 1）分析控制要求1） ）按下启动按钮sb1 ，系统开始工作，按下停止按钮sb2 ，系统停止工作。2） ）系统起动后，6 只交通信号灯的动作顺序如下：25shl1 亮hl1 灭0.5shl1 亮0.5shl1 灭0.5shl1 亮0.5shl1 灭3次闪烁0.5s0.5shl1 亮2shl2 亮hl3 亮启动hl6 亮hl6 灭25shl4 亮hl4 灭0.5shl4 亮0.5shl4 灭0.5shl4 亮0.5shl4 灭3次闪烁0.5s0.5shl4 亮hl5 亮 2s显然， 6 只交通信号灯的逻辑控制都以时间为主线，都在各个“时间点”进行状态切换。3. i/o 点分配综合上述分析，plc 需用 2 个输入点和6 个输出点，具体分配见表6-2 。表 6-2输入/输出设备及i/o 点分配表输入输出元件代号功能输入点元件代号功能输出点hl1东西绿灯y2sb1系统启动x0hl2hl3东西红灯东西黄灯y3y4sb2系统停止x1hl4hl5南北绿灯南北红灯y5y6hl6南北黄灯y74. 系统梯形图图 6-6 是交通信号灯控制系统梯形图，其执行原理如下：图 6-6交通信号灯控制系统梯形图1） ）启动与停止。按下起动按钮sb1 ，x000 动作， m0 动作且保持， mc 指令的执行条件成立，plc 执行 mc 与 mcr 之间的程序，系统启动。按下停止按钮，x001 动作， m0 复位， mc 指令的执行条件不成立，plc 停止执行mc 与 mcr 之间的程序，系统停止工作。2） ） “时间点”的建立。梯形图的设计采用了顺序控制的编程方法，各定时器的动作过程如下：m0 动作t1开始计时25s到t2开始计时0.5s到t3开始计时t2 复位0.5s到c1开始计数3次到t4开始计时2s到25s到t6开始计时0.5s到t7开始计时t6 复位0.5s到3次到2s到t5开始计时c2开始计数t8开始计时3 ）输出驱动控制。如表6-3 所示，利用时间点为切换条件，接通和断开相应的输出继电器。表 6-3输出控制时间点一览表交通信号灯接通的时间点 .断开的时间点程序步t1 计时 25s 到、 t3 计时 0.5s东西绿灯y002启动 m0 、t2 计时 0.5s 到60 66 步到、 c1 计数 3 次到东西黄灯y003c1 计数 3 次到t4 计 时 2s 到67 69 步东西红灯y004t4 计 时 2s 到t8 计 时 2s 到70 72 步t4 计 时 2s 到t5 计时 25s 到、 t7 计时 0.5s南北绿灯y00573 79 步t6 计 时 0.5s 到到、 c2 计数 3 次到南北黄灯y006c2 计数 3 次到t8 计 时 2s 到80 82 步5. 系统电路图图 6-7 是交通信号灯控制系统电路图，其电路组成及元件功能见表6-4 。l1qfu11fu1 u12101220v201 fu3l2l3w110tc24v202fu2102pe103sb1104sb2105lncomx0x1x2x3com2y2y34r 0mcom3-1nxy4fy5y6y7203204205206207208hl1hl2hl3hl4hl5hl6图 6-7交通信号灯控制系统电路图表 6-4电路组成及元件功能序号电路名称电路组成元件功能备注1电源电路qf电源开关2fu1作变压器短路保护用4控plc输fu2plc 电源电路短路保护5 sb1系统启动制入电路6 sb2系统停止电7 plc输路fu3plc 输出电路短路保护8 出电路hl1东西绿灯五、操作指导1. 绘制接线图根据电路图6-7 绘制接线图，参考接线图如图6-8 所示。113llqfu1f1121uuwu0112u02f11023fu20212u1011021 ew p0 ct201e 3 4 500 0 0p 1 1 1l n m 0m 0 1co x x1 0 12 2 3 3fx 1n -40mr4 5 6 74 o m mmm2 c o o y y o y y o y y y y00 00c c2 c30 40 2 c5 62 2 2 2 2 270 802 2103103104105sb1 sb2ppllt e e 1 3 x3 4 500001 1 13 4 50002 2 26 7 80002 2 23进线203 204 205206 207 208000000hl1 hl2 hl3 hl4 hl5 hl6图 6-8交通信号灯控制系统参考接线图2. 安装电路（ 1）检查元器件根据表 6-1 配齐元器件， 检查元件的规格是否符合要求，检测元件的质量是否完好。（ 2）固定元器件按照绘制的接线图，参考图6-9 固定元件。两极断路器图 6-9交通信号灯控制系统安装板表 6-5万用表的检测过程序号检测任务操作方法正确阻值测量阻值备注检 测 电1源电路合上断路器， 测量 xt 的 l1和 l3 之间的阻值tc 初级绕组的阻值检测2plc输 入电路常态时， 测量所用输入点x与公共端子com 之间的阻值均为（ 5）通电观察plc 的指示 led经自检，确认电路正确和无安全隐患后，在教师监护下，按照表 6-6，通电观察plc 的指示 led 并做好记录。表 6-6指示 led 工作情况记载表步骤操作内容led正确结果观察结果备注先插上电源插头，再合上1power点亮已供电，断路器所有 in均不亮注意安全6拉下断路器后， 拔下电源插头断路器电源插头已分断做了吗？3. 输入梯形图启动 swopc-fxgp/win-c编程软件，输入梯形图6-6。1）启动 swopc-fxgp/win-c编程软件。2） 创建新文件，选择plc 的类型为 fx 1n。3） 输入元件。按照前面所学的方法输入元件，新元件计数器线圈c 的输入方法是单击功能图窗口中的线圈按钮，在弹出的对话框中输入“c0k3 ”后回车确认，如图 6-10 所示。图 6-10输入计数器线圈的对话框4. 通电调试、监控系统（ 1）连接计算机与plc用 sc-09编程线缆连接计算机com1 串行口与plc 的编程接口。表 6-7系统运行情况记载表操作操作内容步骤观察内容指示 led输出设备备注正确结果观察结果正确结果观察结果out2点亮hl1 点亮东西绿灯亮1按下 sb1out7点亮hl6 点亮南北红灯亮out7点亮hl6 点亮南北红灯亮循环工作5. 学习指令打开文件“项目 6-1 .pmw ”的指令表窗口，阅读系统指令表。表6-8 为系统指令表。表 6-8系统指令表功能程序步指令元件号程序步指令元件号0ldx00053outc2k31orm056ldc22anix00157outt8k206验证循环扫描原理plc 与计算机的工作原理基本上是一致的，都是通过运行用户程序完成控制任务，但是两者的工作方式有所不同，计算机是等待命令的工作方式，而plc 则是采用循环扫描的串行工作方式。图 6-11plc 的扫描工作过程 图 6-12复位程序移动后的梯形图（ 2）修改梯形图打开文件“项目 6-1 .pmw ”的梯形图窗口，将其修改为梯形图6-12 。1 ）行插入。如图6-13 所示，单击常开触点m0，将光标位置移至程序插入行，执行图6-13 所示的 编辑 行插入 命令， 便在光标处插入新的一行，梯形图进入编辑状态，如图 6-15 所示。图 6-13光标移至插入行（ 3）通电调试、监控梯形图1 ）调试系统。将程序“项目6-2 .pmw ”写入plc ，按表 6-9 操作，观察系统的运行情况并作好记录。表 6-9系统运行情况记载表操作操作内容步骤观察内容指示 led输出设备备注正确结果观察结果正确结果观察结果1 按下 sb1out2点亮out7点亮hl1 点亮东西绿灯亮hl6 点亮南北红灯亮2 25s 到out2熄灭hl1 熄灭东西绿灯闪烁 3 次3 ）运行结果分析。plc的工作方式为循环扫描的串行工作方式。t8 计时到，常闭触点断开，mc 指令执行条件不成立，复位程序不执行， 定时器 与输出继电器都复位。仅一个扫描周期后，由于 t8 常闭触点复位闭合， plc 又重新执行 mc 与 mcr 之间的程序，但此时计数器的 复位条件 t8 已断开 ，导致计数器 c1 、c2 不能复位，同时 t8 反复计时 2s ， plc 以 2s 为周期反复执行 mc 与mcr 之间的程序。7操作要点1） 利用主控触点指令可以实现起停控制。2） 建立“关键”时间点，用时间点驱动输出，使梯形图变得清晰、可读。3） plc 工作方式为循环扫描的串行工作方式。六、质量评价标准项目质量考核要求及评分标准见表6-10 。表 6-10质量评价表考核配考核要求项目分评分标准扣得备分分注系1 会安装元件统2 按图完整、正确及规安范接线装3 按照要求编号1. 元件松动扣2 分，损坏一处扣4 分302. 错、漏线每处扣2 分3. 反圈、压皮、松动，每处扣2分4错、漏编号，每处扣1 分编1 会建立程序新文件1不能建立程序新文件或建立错程2 正确输入梯形图误扣 4 分40操3 正确保存文件2输入梯形图错误一处扣2 分作运1 操作运行系统，分析1系统通电操作错误一步扣3 分行运行结果2分析运行结果错误一处扣2 分30操2 会监控梯形图3监控梯形图错误一处扣2 分作3 会验证串行工作方式4验证串行工作方式错误扣5 分自觉遵守安全文明生产规1每违反一项规定，扣3 分安全程2发生安全事故，0 分处理生产3漏接接地线一处扣5 分提前正确完成，每5 分钟加 2 分时间3 小时超过定额时间，每5 分钟扣 2 分开始时间：结束时间：实际时间：七、拓展与提高1 orb 指令说明（ 1）指令及其功能orb 指令的助记符及其功能见表