项目4：交通灯控制系统设计与安装调试

1、项目四：交通灯控制系统设计与安装调试项目四：交通灯控制系统设计与安装调试 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 项目四：交通灯控制系统设计与安装调试项目四：交通灯控制系统设计与安装调试 知知 识识 目目 标标1 技技 能能 目目 标标2 任任 务务 描描 述述3 任任 务务 资资 讯讯4 任任 务务 实实 施施5 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 知识目标知识目标 1 熟练掌握熟练掌握 绘制顺序功绘制顺序功 能图的方能图的方 法法 ； 2 掌握起保掌握起保 停电路的编停电路的编 程方法；程方法； 3 掌握以转掌握以转 换为中心的换为中心的 编程方法。

2、编程方法。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 技能目标技能目标 具备使用具备使用STEP STEP 7-Micro/WIN 7-Micro/WIN 软件调试软件调试PLCPLC 控制系统的能控制系统的能 力；力； 具备交通灯控具备交通灯控 制系统的设计、制系统的设计、 安装、调试及安装、调试及 故障处理能力。故障处理能力。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 任务描述任务描述 要求要求： 当东西方向的红灯亮当东西方向的红灯亮60 s期间，期间， 南北方向的绿灯亮南北方向的绿灯亮55 s，后闪，后闪3次，次， 共共3 s，然后绿灯灭，南北方向的，然后

3、绿灯灭，南北方向的 黄灯亮黄灯亮2 s。 完成了半个循环，再转换成南完成了半个循环，再转换成南 北方向的红灯亮北方向的红灯亮60 s，在此其间，在此其间， 东西方向的绿灯亮东西方向的绿灯亮55 s，后闪三，后闪三 次，共次，共3 s秒，然后绿灯灭，东西秒，然后绿灯灭，东西 方向的黄灯亮方向的黄灯亮2 s。完成一个周期，。完成一个周期， 进入下一个循环。进入下一个循环。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 任务资讯任务资讯 以转换为中心的顺序以转换为中心的顺序 控制梯形图设计方法控制梯形图设计方法 使用启保停电路的顺序使用启保停电路的顺序 控制梯形图设计方法控制梯形图设计方

4、法 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 使用启保停电路的顺序控制梯形图设计方法使用启保停电路的顺序控制梯形图设计方法 v起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的 指令，任何一种可编程控制器的指令系统 都有这类指令，因此这是一种通用的编程 方式，可以用于任意型号的PLC。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 v 如图所示的小车开始时停在最左边，限位开关I0.2为1状 态。按下启动按钮，Q0.0变为1状态，小车右行。碰到右 限位开关I0.1时，Q0.0变为0状态，Q0.1变为1状态，小 车改为左行。返回起始位置时，Q0.1变为0状态，小车停 止运行，同时Q0

5、.2变为1状态，使制动电磁铁线圈通电， 定时器T38开始定时。定时时间到，制动电磁线圈断电， 系统返回初始状态。 单序列的编程方法单序列的编程方法 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 单序列的编程方法单序列的编程方法 v根据Q0.0 Q0.2 ONOFF 状态的变化，显 然一个工作期间 可以分为3步， 分别用M0.1 M0.3来代表这3 步，另外还应设 置一个等待启动 的初始步。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 单序列的编程方法单序列的编程方法 v设计顺 序控制 梯形图 的输出 电路的 方法， 可以分 为两种 情况来 处理： v 某一输出量仅 在

6、某一步中为 1状态，可以 将它的线圈与 对应步的存储 器位的线圈并 联。 v 某一输出Q如 果在几步中都 为1状态，应 将代表这几步 的存储器位M 的常开触点并 联后，来驱动 该输出位的线 圈。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 单序列的编程方法单序列的编程方法 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 选择序列的分支的编程方法选择序列的分支的编程方法 v 右图中步M0.0之后有一个 选择序列的分支，设M0.0 为活动步，当它的后续步 M0.1或M0.2变为活动步时， 它都应变为不活动步，即 M0.0变为0状态，所以应将 M0.1和M0.2的常闭触点与

7、M0.0的线圈串联。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 选择序列的分支的编程方法选择序列的分支的编程方法 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 选择序列的合并的编程方法选择序列的合并的编程方法 v 右图中，步M0.2之前有一个选择 序列的合并，当步M0.1为活动步 （M0.1为1状态），并且转换条 件I0.1满足，或者步M0.0为活动 步，并且转换条件I0.2满足，步 M0.2都应变为活动步，即控制该 步的存储器位M0.2的起保停电路 的启动条件应为 M0.1I0.1+M0.0I0.2，对应的启 动电路由两条并联支路组成，每 条支路分别由M0.1、I

8、0.1或M0.0、 I0.2的常开触点串联而成。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 选择序列的合并的编程方法选择序列的合并的编程方法 v 一般来说，对于选择 序列的合并，如果某 一步之前有N个转换， 即有N条分支进入该 步，则控制代表该步 的存储器位的起保停 电路的启动电路由N 条支路并联而成，各 支路由某一前级步对 应的存储器位的常开 触点与相应转换条件 对应的触点或电路串 联而成。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 并行序列的分支的编程方法并行序列的分支的编程方法 v 左图中的步M0.2之后有一 个并行序列的分支，当步 M0.2是活动步并且转

9、换条 件满足时，步M0.3与步 M0.5应同时变为活动步， 这是用M0.2和I0.3的常开 触点组成的串联电路分别 作为M0.3和M0.5的启动电 路来实现的；与此同时， 步M0.2应变为不活动步。 步M0.3和M0.5是同时变为 活动步的，只需将M0.3或 M0.5的常闭触点与M0.2的 线圈串联就行了。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 并行序列的合并的编程方法并行序列的合并的编程方法 v 步M0.0之前有一 个并行序列的合并， 该转换实现的条件 是所有的前级步 （即步M0.4和 M0.6）都是活动 步和转换条件I0.6 满足。由此可知， 应将M0.4、M0.6 和

10、I0.6的常开触点 串联，作为控制 M0.0的起保停电 路的启动电路。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 总结总结 v任何复杂的顺序功能图都是由单序列、选择 序列和并行序列组成的，掌握了单序列的编 程方法和选择序列、并行序列的分支、合并 的编程方法，就不难迅速地设计出任意复杂 的顺序功能图描述的数字量控制系统的梯形 图。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 应用举例应用举例 v人形横道处的交通信号灯波形变化图 如下图所示。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 人行横道交通灯顺序功能图人行横道交通灯顺序功能图 v 为了避免从并行

11、序列 的合并出直接转换到 并行序列的分支处， 在步M0.4和M0.7的后 面设置了一个虚拟步， 该步没有具体的操作， 进入该步后，将马上 转移到下一步。 v 交通灯的闪动是用1s 的时钟脉冲SM0.5的 触点实现的。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 仅有两步的闭环处理仅有两步的闭环处理 v M0.2和I0.2均为1状态时，M0.3的启动电路接通，但在 这时与M0.3的线圈串联的M0.2的常闭触点确是断开的， 所以M0.3的线圈不能“断电”。出现上述问题的根本原 因在于步M0.2既是步M0.3的前级步，又是它的后续步。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安

12、装调试 仅有两步的闭环处理仅有两步的闭环处理 在小闭环中增设一步就可在小闭环中增设一步就可 以解决这一问题。这一步以解决这一问题。这一步 没有动作，进入该步后，没有动作，进入该步后， 在下一扫描周期马上转换在下一扫描周期马上转换 到步到步M0.2，对系统的运行，对系统的运行 不会有什么影响。不会有什么影响。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法 v 单序列的编程方法: v 在顺序功能图中，如果某一转换所有的前级步都是活动 步，并且满足相应的转换条件，则转换实现。 v 即所有由向连线与相应转换符号相连的

13、后续步都变为活 动步，而所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步 都变为不活动步。 v 在以转换为中心的编程方法中，用该转换所有前级步对 应的存储器位的常开触点与转换对应的触点或电路串联 （该串联电路即起保停电路中的启动电路），用它作为 使所有后续步对应的存储器位置位（使用置位指令）， 和使所有前级步对应的存储器复位（使用复位指令）的 条件。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 举例：运输带控制系统举例：运输带控制系统 上图中的两条运输带用来传送较长的物体，要求尽可能地减少运输带的 运行时间。在运输带端部设置了两个光电开关，有物体经过时I0.0和I0.1为1 状态，运输带

14、A、B的电动机分别用Q0.0和Q0.1控制。SM0.1使初始步M0.0 为1状态；按下启动按钮I0.2，运输带A开始运行，被传送物体的前沿使I0.0 变为1状态时，系统进入步M0.2，两条运输带同时运行。被传送物体的后沿 离开光电开关I0.0时，运输带A停止运行，物体的后沿离开光电开关I0.1时， 运输带B停止运行，系统返回初始步。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 举例：运输带控制系统举例：运输带控制系统 v不能将输 出位的线 圈与置位 指令和复 位指令并 联！ PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 举例：运输带控制系统举例：运输带控制系统 v当物

15、体离开的 后沿离开限位 开关I0.1时， 应实现步M0.3 之后的转换。 为什么不能用 I0.1的常闭触 点作转换条件 呢？ PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 选择序列的编程方法选择序列的编程方法 如果某一转换与并行序列 的分支、合并无关，它的前级 步和后续步都只有一个，需要 复位、置位的存储器位也只有 一个，因此对选择序列的分支 与合并的编程方法实际上与对 单序列的编程方法完全相同。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 选择序列的编程方法选择序列的编程方法 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 并行序列的编程方法并行序列的编程

16、方法 v 左图中转换的上面是并行序 列的合并，转换的下面是并 行序列的分支，该转换实现 的条件是所有的前级步（即 步M1.0和M1.1）都是活动步 和转换条件满足。因此，应 将M1.0、M1.1、I0.3的常开 触点与I0.1的常闭触点组成的 串并联电路，作为使M1.2、 M1.3置位和使M1.0、M1.1复 位的条件。 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 应用举例应用举例 （混合溶液控制系统（混合溶液控制系统 ） PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 任务实施任务实施 下载程序下载程序 及调试及调试 编程编程 PLCPLC的外的外 部接线部接线 IOIO分分 配表配表 PLCPLC控制系统设计与安装调试控制系统设计与安装调试 IOIO分配表分配表 类别 PLC元件 作 用 输入 I0.0 起动、停止交通灯 输出 Q0.1 南北方向绿灯 Q0.3 南北方向黄灯 Q0.5 南北方向红灯 Q0.2 东西方向绿灯 Q0.4 东西方向黄灯 Q0.6