《PLC应用技术》课件-22.城市交通灯的PLC顺序控制任务

项目6S7-1200PLC顺序控制功能及应用任务6.3城市交通灯的PLC顺序控制（课时：6学时）学习导航项目布置交通信号灯的PLC控制知识准备并行序列的编程方法复杂的顺序功能图的调试方法任务实施任务拓展城市交通灯的PLC顺序控制专用钻床PLC控制任务6.3城市交通灯的PLC顺序控制【能力目标】1.能对交通灯控制系统硬件电路进行正确接线。2.能正确编写和调试PLC程序。1.掌握选择性分支程序顺序功能图的编写方法。2.掌握交通灯控制系统的硬件电路的设计方法。3.掌握交通灯控制系统的程序编写和调试方法。4.掌握双头钻床控制系统的程序编写和调试方法。【知识目标】经济的发展，城市化速度的加快，机动车辆占有量急剧增加，红绿灯的出现使得交通秩序井然有序，减少了交通事故的发生。我们不能想象没有交通红绿灯的世界会是什么样子，那一定是充满危险，交通拥挤甚至堵塞，交通事故频繁，空气和噪声污染严重，公共运输系统效率下降等，使每个人都提心吊胆。因此在现有的道路交通条件下，实施交通控制和管理，充分发挥现有道路的通行能力，交通灯直到了很大的作用。现代道路交通的复杂多样，常常是几个或几十个甚至是成百上千个路口互相关联，在这种情况下，使任何一个经验丰富的交通警察都无能为力.因此，人们越来越关注把先进的科学技术用于交通管理，从而促进了交通自动控制技术的不断发展。一、任务引入任务6.3城市交通灯的PLC顺序控制二、任务描述控制要求如下：自动开关合上之后，东西绿灯亮8秒灭，黄灯亮3秒之后灭，红灯亮10秒后闪2秒然后绿灯亮…循环，对应东西绿黄灯亮时，南北红灯亮9秒后闪2秒，接着绿灯亮9秒后闪秒灭，黄灯亮3秒，红灯又亮…循环。当断开自动开关时，交通信号灯立刻停止工作。三、问题思考1.交通灯的动作是否可以用顺序控制描述？2.交通灯的动作有什么特点？3.交通灯的闪烁是如何实现的？四、知识准备知识点1：并行序列的编程方法在顺序控制流程中，一个顺序控制状态流必须分成两个或多个不同分支控制状态流，这就是并行分支或并发分支。当一个控制状态流分成多个分支时，所有的分支控制状态流必须同时激活。当多个控制流产生的结果相同时，可以把这些控制流合并成一个控制流，即并行分支的联接。在合并控制流时，所有的分支控制流必须都是完成了的。这样，在转移条件满足时才能转移到下一个状态。并发顺序一般用双水平线表示，同时结束若干个顺序也必须用双水平线表示。四、知识准备知识点1：并行序列的编程方法上图所示为并行分支和联接的功能图和梯形图。需要特别说明的是，并行分支联接时要同时使状态转移到新的状态，完成新状态的启动。另外在状态S0.2和S0.4的SCR程序段中，由于没有使用SCRT指令，所以S0.2和S0.4的复位不能自动进行，最后要用复位指令对其进行复位。这种处理方法在并行分支的联接合并时会经常用到，而且在并行分支联接合并前的最后一个状态往往是“等待”过渡状态。它们要等待所有并行分支都为“真”后一起转移到新的状态。这时的转移条件永远为“真”，而这些“等待”状态不能自动复位，它们的复位就要使用复位指令来完成了。四、知识准备知识点2：复杂的顺序功能图的调试方法调试复杂的顺序功能图时，应充分考虑各种可能的情况，对系统的各种工作方式、顺序功能图中的每一条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。如右图所示，首先调试经过步M4.1、最后返回初始步的流程，然后调试跳过步M4.1、最后返回初始步的流程。四、任务实施1.控制要求

在系统工作时，对执行元件——指挥灯，有如下要求:1）信号灯系统的工作受启停开关控制，开关闭合开始工作，开关断开停止工作。2）闭合开关后，东西方向绿灯亮维持8S后灭，接着黄灯亮维持3秒后灭，接着红灯亮维持10秒后灭；3）同时对应的南北红灯亮维持9s后闪2S后灭，接着绿灯亮维持9S后灭，接着黄灯亮维持3S后灭。4）两个方向的信号灯，按上面的要求周而复始地进行工作，直到开关断开。四、任务实施2.I/O地址分配根据交通信号灯的控制要求，进行I/O地址分配，见下表：四、任务实施输入信号（I）输出信号（Q）元件信号地址元件信号地址启动按钮I0.0东西绿灯HL1Q4.0停止按钮I0.1东西黄灯HL2Q4.1

东西红灯HL3Q4.2

南北绿灯HL4Q4.3

南北黄灯HL5Q4.4

南北红灯HL6Q4.53.计顺序功能图根据控制要求，其顺序功能图如图所示。四、任务实施专用钻床控制系统PLC程序的设计

某专用钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔。在进入自动运行之前，两个钻头在最上面，上限位开关I0.3和I0.5为ON，系统处于初始步，加计数器C1被清0。操作人员放好工件后，按下起动按钮I0.0，转换条件I0.0*I0.3*I0.5满足，由初始步转换到步M4.1，工件被夹紧。夹紧后压力继电器I0.1为ON，由步M4.1转换到步M4.2和M4.5，两只钻头同时开始向下钻孔。五、任务拓展五、任务拓展两个钻头都上升到位，将转换到步M5.0。Q0.5使工件旋转120°，旋转后“旋转到位”限位开关I0.6变为0状态。旋转到位时I0.6为1状态，返回步M4.2和M4.5，开始钻第二对孔。转换条件“↑I0.6”中的“↑”表示转换条件仅在I0.6的上升沿时有效。如果将转换条件改为I0.6，因为在转换到步M5.0之前I0.6就为1状态，进入步M5.0之后将会马上离开步M5.0，不能使工件旋转。转换条件改为“↑I0.6”后，解决了这个问题。3对孔都钻完后，C1当前值等于设定值3，“C1”.Q的常开触点闭合，进入步M5.1，工件松开。松开到位时，I0.7为ON，系统返回初始步M4.0。五、任务拓展五、任务拓展用并行序列来描述两个钻头同时工作的过程。在步M4.1之后，有一个并行序列的分支。当M4.1为活动步，且转换条件I0.1得到满足，并行序列的两个单序列中的第1步（步M4.2和M4.5）同时变为活动步。此后两个单序列内部各步的活动状态的转换是相互独立的。两个单序列的最后一步应同时变为不活动步。但是两个钻头一般不会同时上升到位，所以设置了等待步M4.4和M4.7来同时结束两个并行序列。在步M4.4和M4.7之后，有一个选择序列的分支。没有钻完3对孔时“C1”.Q的常闭触点闭合，转换条件满足，如果两个钻头都上升到位，将从步M4.4和M4.7转换到步M5.0。如果已经钻完了3对孔，“C1”.Q的常开触点闭合，转换条件“C1”.Q满足，将从步M4.4和M4.7转换到步M5.1。在步M4.1之后，有一个选择序列的合并。当步M4.1为活动步，而且转换条件I0.1得到满足（I0.1为ON），将转换到步M4.2和M4.5。当步M5.0为活动步，而且转换条件↑I0.6得到满足，也会转换到步M4.2和M4.5。五、任务拓展1．程序结构OB1中符号名为“自动开关”的I2.0为ON时调用自动程序FC1，为OFF时调用手动程序FC2，如右图。

在开机时（M1.0为1状态）和手动方式时（“自动开关”I2.0为0状态），将初始步对应的M4.0置位，将非初始步对应的M4.1～M5.1复位。上述操作主要是防止由自动方式切换到手动方式，然后又返回自动方式时，可能会出现同时有两个活动步的异常情况。五、任务拓展2．手动程序

手动程序用8个手动按钮分别独立操作大、小钻头的升降、工件的旋转和夹紧、松开。每对相反操作的输出点用对方的常闭触点实现互锁，用限位开关对钻头的升降限位。

五、任务拓展3.自动程序当步M4.1是活动步，并且转换条件I0.1为1状态时，步M4.2和M4.5同时变为活动步，两个序列开始同时工作。在梯形图中，用M4.1和I0.1的常开触点组成的串联电路，来控制对M4.2和M4.5的置位，以及对前级步M4.1的复位。五、任务拓展并行序列合并处的转换有两个前级步M4.4和M4.7，当它们均为活动步并且转换条件满足时，将实现并行序列的合并。未钻完3对孔时，计数器C1输出位的常闭触点闭合，转换条件满足，将转换到步M5.0。在梯形图中，用M4.4、M4.7的常开触点和“C1”.Q的常闭触点组成的串联电路将M5.0置位，使后续步M5.0变为活动步；同时用R指令将M4.4和M4.7复位，使前级步M4.4和M4.7变为不活动步。调试程序时，应注意并行序列中各子序列的第1步（步M4.2和步M4.5）是否同时变为活动步，最后一步（步M4.4和步M4.7）是否同时变为不活动步。经过3次循环后，是否能进入步M5.1，最后返回初始步.。课后测试1.顺序功能图中，转换实现的条件之一是（）。A.所有的前级步均为活动步B.所有的后续步均为活动步C.部分后续步为活动步D.所有的前级步均为不活动步课后测试2.在顺序功能图中（）。A.两个步可以直接相连，也可通过转换隔开。B.两个步不能直接相连，必须通过转换隔开。C.两个步不能直接相连，但也不能用转换隔开。D.两个步可以直接相连，且不能用转换隔开。课后测试3．划分步的原则是（）。A．同一步内和相邻两步之间输出量的ON/OFF状态均有变化。B．同一步内和相邻两步之间输出量的ON/OFF状态均不变。C．同一步内输出量的ON/OFF状态不变，相邻两步之间输出量的ON/OFF状态变化。D.同一步内输出量的ON/OFF状态不变，相邻两步之间输出量的ON/OFF状态不变。思考问题思考在交通灯控制中，南北方向绿灯和东西方向绿灯不能同时亮，如果同时亮则应用自动立即关闭信号灯系统，并立即发出报警信号。这时顺序功能图程序应该如何修改？两种液体混合装置控制系统要求：有两种液体A、B需要在容