情境交通信号灯PLC控制

1、情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 情境情境3：交通信号灯的：交通信号灯的PLC控控 制制 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6评价提高评价提高 S7-200S7-200S7-200S7-200 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 情境情境3：交通信号灯的：交通信号灯的PLC控制控制 3.1任务资讯任务资讯 3.2任务分析任务分析 3.3任务决策任务决策 3.4任务计划任务计划 3.5任务实施任务实施 3.6评价提高评价提高 S7-200S7-200S7-200S7-200 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 交通信号灯在现代交通中有着越来越重要的作交通信号灯

2、在现代交通中有着越来越重要的作 用，设计可靠、安全、便捷的交通灯控制系统有用，设计可靠、安全、便捷的交通灯控制系统有 极大的现实必要性。利用极大的现实必要性。利用PLCPLC设计交通灯稳定可设计交通灯稳定可 靠，功能强大，流量控制和联网是其发展趋势。靠，功能强大，流量控制和联网是其发展趋势。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 序号序号类别类别目标目标 一一知识点知识点 1.1.可编程控制器计数器的作用、分类、可编程控制器计数器的作用、分类、 要素。要素。 2.2.比较指令的参数与格式比较指令的参数与格式 二二技能技能 1.PLC1.PLC安装连线安装连线 2.2.编程软件的应用编程软

3、件的应用 3.3.利用计数器指令与比较指令编程利用计数器指令与比较指令编程 4.4.程序的下载与调试程序的下载与调试 5.5.电气设备的正确操作电气设备的正确操作 三三职业素养职业素养 1.1.学生的沟通能力及团队协作精神学生的沟通能力及团队协作精神 2.2.良好的职业道德良好的职业道德 3.3.质量、成本、安全、环保意识质量、成本、安全、环保意识 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 普通计数器主要用来对程序中反映的信号或外部普通计数器主要用来对程序中反映的信号或外部 输入端低频信号进行计数，称为机内计数器。计数输入端低频信号进行计数，称为机内计数器。计数 器工作中需一个位元件及一个存

4、储计数当前值的字器工作中需一个位元件及一个存储计数当前值的字 元件，也为位复合元件。元件，也为位复合元件。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 表表 计数器指令计数器指令 指令的表指令的表 达形式达形式 加加计数器计数器减减计数器计数器增减增减计数器计数器 操作数的操作数的 范围及类范围及类 型型 CxxCxx：(WORD)(WORD)常数常数C0C0C255C255 ININ：R(BOOL)IR(BOOL)I，Q Q，V V，M M，SMSM，S S，T T，C C， L L，能流，能流 P PV V：(INT)IW(INT)IW，QWQW，VWVW，MWMW，SMWSMW，T T，

5、C C， SWSW、LWLW，ACAC，AIWAIW，* *VDVD，* *LDLD，* *ACAC，常数，常数 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 n(1)(1)编号。编号。256256只计数器编号为只计数器编号为C0C0C255C255。S S7-2007-200 系列系列PLCPLC有增计数器有增计数器、减计数器及增减计数器及增/ /减计数器等减计数器等3 3 类计数器类计数器，但类型与编号没有关系，任一编号都但类型与编号没有关系，任一编号都 可以设定为任一种计数器。但某一编号只能使用可以设定为任一种计数器。但某一编号只能使用 一次。一次。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制

6、控制 n(2)(2)预置值。预置值为编程时设定的计数值预置值。预置值为编程时设定的计数值， 当计数的当前值等于预置值时当计数的当前值等于预置值时，计数器的位计数器的位 触点动作。预置值编程时填在计数器功能框触点动作。预置值编程时填在计数器功能框 的的“PVPV”端。端。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 n(3)(3)计数信号输入端。计数器对脉冲信号计计数信号输入端。计数器对脉冲信号计 数。在编程时数。在编程时，增计数信号由功能框的增计数信号由功能框的“C CU U” 端输入端输入，减计数信号从减计数信号从“CDCD”端输入。计数端输入。计数 器的计数信号输入相当于定时器的工作条件，

7、器的计数信号输入相当于定时器的工作条件， 从能流的角度看来，区别在于定时器的输入从能流的角度看来，区别在于定时器的输入 信号是连续的，计数器是断续的信号是连续的，计数器是断续的（脉冲），（脉冲）， 该信号可能来自机器外部，也可来自机器内该信号可能来自机器外部，也可来自机器内 部。部。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 n(4)(4)复位端。计数器的计数当前值是自保持复位端。计数器的计数当前值是自保持 的的，复位需在复位端送入复位信号。复位复位需在复位端送入复位信号。复位 端在功能框上的标示为端在功能框上的标示为“R R”。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 n增计数指令增计

8、数指令(CT(CTU U) )在每一个在每一个(C(CU U) )输入状态从低到高输入状态从低到高 时增计数。当计数器当前值不小于预置值时增计数。当计数器当前值不小于预置值PVPV时时， 计数器位计数器位C C置位。当复位端置位。当复位端(R)(R)接通或执行复位指接通或执行复位指 令后令后，计数器复位。当达到最大值计数器复位。当达到最大值(32767)(32767)后，计后，计 数器停止计数数器停止计数，并且可以保持。，并且可以保持。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 n减计数指令减计数指令(CTD)(CTD)在每一个在每一个(CD)(CD)输入状态从低到高输入状态从低到高 时减计

9、数。当时减计数。当C C的当前值等于的当前值等于0 0时时，计数器位计数器位C C置位。置位。 当装载输入端当装载输入端(LD)(LD)接通时，计数器位被复位，并将接通时，计数器位被复位，并将 计数器的当前值设为预置值计数器的当前值设为预置值PVPV。当计数到当计数到0 0时，停时，停 止计数止计数，计数器位计数器位C C接通。接通。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 n增增/ /减计数指令减计数指令(C(CTUTUD)D)在每一个增计数输入在每一个增计数输入(C(CU U) )从从 低到高时增计数低到高时增计数，在每一个减计数输入在每一个减计数输入(CD)(CD)从低从低 到高时减

10、计数到高时减计数，当当前值大于或等于预置值时，当当前值大于或等于预置值时， 计数器位计数器位C C接通。否则接通。否则，计数器位关断。当复位输计数器位关断。当复位输 入端入端(R)(R)接通或执行复位指令时接通或执行复位指令时，计数器复位。当计数器复位。当 达到预置值达到预置值PVPV时，时，C CTUTUD D计数器停止计数。计数器停止计数。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 3.1.3比较指令 n比较指令用于两个操作数按一定条件的比较。操比较指令用于两个操作数按一定条件的比较。操 作数可以是整数，也可以是实数作数可以是整数，也可以是实数( (浮点数浮点数) )。在梯。在梯 形图中

11、用带参数和运算符的触点表示比较指令，形图中用带参数和运算符的触点表示比较指令， 比较条件满足时，触点闭合，否则断开。梯形图比较条件满足时，触点闭合，否则断开。梯形图 程序中，比较触点可以装入，也可以串、并联程序中，比较触点可以装入，也可以串、并联。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 n1.1.指令格式指令格式 n比较指令有整数和实数两种数据类型的比较。整比较指令有整数和实数两种数据类型的比较。整 数类型的比较指令包括数类型的比较指令包括无无符号数的字节比较，有符号数的字节比较，有 符号数的整数比较、双字比较。比较指令符号数的整数比较、双字比较。比较指令有两个有两个 参数。参数。 n比

12、较运算符比较运算符：= =、=、 、 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 情境情境3：交通信号灯的：交通信号灯的PLC控制控制 3.1任务资讯任务资讯 3.2任务分析任务分析 3.3任务决策任务决策 3.4任务计划任务计划 3.5任务实施任务实施 3.6评价提高评价提高 S7-200S7-200S7-200S7-200 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 最简单的交通信号灯可用于十字交叉路口的最简单的交通信号灯可用于十字交叉路口的 交通管制交通管制。下。下图是交通信号灯设置示意图图是交通信号灯设置示意图。现现 假定交叉的道路是南北向及东西向。每个方向假定交叉的道路是南北向及东西

13、向。每个方向 各有红绿黄三色信号灯，灯置各有红绿黄三色信号灯，灯置1 1与置与置0 0两种状态两种状态 绘的，置绘的，置1 1表示灯点亮。一个周期内表示灯点亮。一个周期内6 6只信号灯只信号灯 亮灭的时间均已标在图中。灯在控制开关打开亮灭的时间均已标在图中。灯在控制开关打开 后是依周期不断循环的。后是依周期不断循环的。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 情境情境3：交通信号灯的：交通信号灯的PLC控制控制 3.1任务资讯任务资讯 3.2任务分析任务分析 3.3任务决策任务决策 3.4任务计划任务计

14、划 3.5任务实施任务实施 3.6评价提高评价提高 S7-200S7-200S7-200S7-200 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 完成本项目有多个方案：完成本项目有多个方案： 软件方案：软件方案： （1 1）定时器指令；（）定时器指令；（2 2）置位复位指令；）置位复位指令； （3 3）传送指令；）传送指令； （4 4）算术指令。）算术指令。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 情境情境3：交通信号灯的：交通信号灯的PLC控控 制制 3.1任务资讯任务资讯 3.2任务分析任务分析 3.3任务决策任务决策 3.4任务计划任务计划 3.5任务实施任务实施 3.6评价提高评价

15、提高 S7-200S7-200S7-200S7-200 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 整个项目计划书主要包含以下几个方面整个项目计划书主要包含以下几个方面 内容：项目设计、材料准备、项目实施、内容：项目设计、材料准备、项目实施、 项目验收。项目验收。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 1.1.输入电路输入电路 本系统上电后，合上开关运行。本系统上电后，合上开关运行。 2.2.输出电路输出电路 输出电路由输出电路由6 6组发光二极管组成。组发光二极管组成。 3.3.电源电源 使用使用220V220V、50HZ50HZ的交流电，接在的交流电，接在L+L+、M M端。图中输端

16、。图中输 入侧的直流电源由入侧的直流电源由PLCPLC提供，而输出侧的直流电源需提供，而输出侧的直流电源需 另配备。另配备。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 图 交通灯控制接线图 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 n该任务中有该任务中有6 6个输出，个输出，1 1个输入信号，资个输入信号，资 源分配如表源分配如表 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 表表 交通灯资源分配交通灯资源分配 工作开工作开 关：关： I I0 0.0.0 南北红灯：南北红灯：Q0.1Q0.1 东西绿灯：东西绿灯：Q0.2Q0.2 东西黄灯：东西黄灯：Q0.3Q0.3 东西红灯：东西红灯：Q

17、0.4Q0.4 南北绿灯：南北绿灯：Q0.5Q0.5 南北黄灯：南北黄灯：Q0.6Q0.6 T33T33：南北：南北红红灯工作灯工作25s25s T T9797：东西红灯工作：东西红灯工作30s30s T T9999：东西绿灯工作：东西绿灯工作20s20s T100T100东西绿灯闪烁东西绿灯闪烁3s3s T T9898：东西黄灯工作：东西黄灯工作2s2s T34T34：南北绿灯南北绿灯工作工作2 25s5s T35T35：南北绿灯闪烁南北绿灯闪烁3 3s s T3T36 6：南北黄灯工作：南北黄灯工作2s2s 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 n采用项目管理的方法计划采用项目管理的

18、方法计划4 4个过程，分别个过程，分别 用用4 4个任务描述：个任务描述： 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 情境情境3：交通信号灯的：交通信号灯的PLC控控 制制 3.1任务资讯任务资讯 3.2任务分析任务分析 3.3任务决策任务决策 3.4任务计划任务计划 3.5任务实施任务实施 3.6评价提高评价提高 S7-200S7-200S7-200S7-200 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 （1 1）将）将PLCPLC与热源、高电压和电子噪声隔与热源、高电压和电子噪声隔 离开离开 ； （2 2）为接线和散热留出适当的空间）为接线和

19、散热留出适当的空间 （3 3）电源定额）电源定额 （4 4）接地和接线）接地和接线 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 方案一：方案一： 这是一个时间控制程序。分析时序图可这是一个时间控制程序。分析时序图可 以知道，图中以知道，图中A A、B B，C C，D D、E E，F6F6点是点是6 6只只 信号灯工作状态变化的切换点。依据梯形信号灯工作状态变化的切换点。依据梯形 图中输出的条件都是用机内器件的关系表图中输出的条件都是用机内器件的关系表 达的特点，设想可以选择一些定时器分别达的特点，设想可以选择一些定时器分别 表示这些时间，再用这些定时器的触点表表示这些时间，再用这些定时器的触点

20、表 达各只信号灯的输出控制规律。达各只信号灯的输出控制规律。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 梯形图分为两大段落，第一个段落是时间点形成段梯形图分为两大段落，第一个段落是时间点形成段 落，包括形成落，包括形成A A，B B，C C、D D、E E、F F六点的定时器及形成六点的定时器及形成 绿灯闪烁的绿灯闪烁的振荡振荡荡控制的定时器。这是整个程序的铺荡控制的定时器。这是整个程序的铺 垫段落。第二个段落是输出控制段落，垫段落。第二个段落是输出控制段落，6 6只信号灯的工只信号灯的工 作条件均用定时器的触点表示。其中绿灯的点亮条件作条件均用定时器的触点表示。其中绿灯的点亮条件 是两个并

21、联支路，一个是绿灯长亮的控制，一个是绿是两个并联支路，一个是绿灯长亮的控制，一个是绿 灯闪亮的控制。灯闪亮的控制。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 n方案二：方案二： n利用比较指令，用一个定时器，程序短小，逻利用比较指令，用一个定时器，程序短小，逻 辑清晰严密，编程简单灵活。辑清晰严密，编程简单灵活。 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 情境交通信号灯情境交通信号灯PLC控制控制 n分析：启动开关分析：启动开关I0.0I0.0合上，合上，T37T37开始计时，因开始计时，因 为不需要为不需要T37T37的状态位，其预置值任意。在的状态位，其预置值任意。在T37T37 计数期间，利用比较指令确定各灯亮的条件。计数期间，利用比较指令确定各灯亮的条件。 例东西绿灯持续亮的条件时例东西绿灯持续亮的条件时T37T37的当前值小于的当前值小于 200200，而闪亮的条件时，而闪亮的条件时T37T37的当前值大于的当前值大于200200小小 于于230230同时调用同时调用SM0.5SM0.5。当一个循环结束，。当一个循环结束，T37T37 的当前值等于的当前值等于550550，此时接通辅助继电器，此时接通辅助继电器M10.1M10.1， 其常闭触点断开，