S7-1200PLC应用技术项目教程课件：十字路口交通灯的PLC控制

十字路口交通灯的PLC控制一、任务导入交通信号灯是人们在日常生活中常见的一种无人控制信号系统，它们的正常运行直接关系到交通的安全状况。常见的交通信号灯有主干道路上十字路口交通信号灯，以及为保障行人横穿车道的安全和道路的通畅而设置的人行横道交通信号指示灯。本任务通过交通信号灯的PLC控制，来介绍并行序列顺序控制的编程方法。二、知识链接（一）并行序列顺序控制的编程

并性序列分支与汇合的特点图3-34并行分支、汇合顺序功能图

a）并行分支

b）并行汇合分支

并行分支与汇合的编程图3-35

并行分支的编程a）顺序功能图b）梯形图汇合

并行分支与汇合的编程图3-36并行汇合的编程a）顺序功能图b）梯形图（二）编程举例按钮式人行横道交通信号灯示意图如图3-37所示。正常情况下，汽车通行，即HL3绿灯亮、HL4红灯亮；当行人需要过马路时，则按下按钮SB1（或SB2），30s后主干道交通灯的变化为绿→黄→红,当主干道红灯亮时，人行道从红灯转为绿灯亮，15s后人行道绿灯开始闪烁，闪烁5次后转入主干道绿灯亮，人行道红灯亮。各方向信号灯工作的时序图如图3-38所示。从交通灯的控制要求可知：人行道和车道灯是同时工作的，因此，它是一个并行序列顺序控制，可以采用并行序列分支与汇合的编程方法编制交通灯控制程序。图3-37按钮式人行横道交通信号灯示意图图3-38

按钮式人行横道交通信号灯控制时序图

I/O地址分配与接线图表3-10I/O地址分配表输入输出设备名称符号I元件地址设备名称符号Q元件地址左起动按钮SB1I0.0车道红灯HL1Q0.0右起动按钮SB2I0.1车道黄灯HL2Q0.1

车道绿灯HL3Q0.2

人行道红灯HL4Q0.3

人行道绿灯HL5Q0.4I/O接线图图3-39按钮式人行横道交通信号灯I/O接线图

创建工程项目图3-40按钮式人行横道交通信号灯控制顺序功能图

顺序功能图打开博途编程软件，在Portal视图中选择“创建新项目”，输入项目名称“按钮式人行横道顺序控制”选择项目保存路径，然后单击“创建”按钮创建项目完成，并完成项目硬件组态，启用系统存储器字节MB1。

编制梯形图图3-41按钮式人行横道交通信号灯控制梯形图图3-41按钮式人行横道交通信号灯控制梯形图（续）图3-41按钮式人行横道交通信号灯控制梯形图（续）图3-41按钮式人行横道交通信号灯控制梯形图（续）图3-41按钮式人行横道交通信号灯控制梯形图（续）（一）任务目标1）根据控制要求绘制并行序列顺序功能图，并用起保停编程方式转换成梯形图。2）学会S7-1200PLCI/O接线方法。3）初步掌握并行序列顺序控制起保停编程方式的编程方法。4）熟练使用西门子博途编程软件组态设备、编制并行序列顺序控制梯形图，并下载至CPU进行调试运行，查看运行结果。三、任务实施表3-11所需设备与器材（二）设备与器材序号名称符号型号规格数量备注1常用电工工具

十字起、一字起、尖嘴钳、剥线钳等1套表中所列设备、器材的型号规格仅供参考2计算机（安装博图编程软件）

1台3西门子S7-1200PLC

CPUCPU1214CAC/DC/Rly，订货号：6ES7214-1AG40-0XB01台4十字路口交通信号灯模拟控制挂件

1个5以太网通信线

1根6连接导线

若干十字路口交通信号灯模拟控制面板如图3-42所示。按下起动按钮时，信号灯系统开始工作，先东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，在东西方向的红灯亮30s期间，南北方向的绿灯亮25s，后闪3次，共3s，然后绿灯灭，接着南北方向的黄灯亮2s，完成了半个循环。再转换成南北方向的红灯亮30s，在此期间，东西方向的绿灯亮25s，后闪3次，共3s，然后绿灯灭，接着东西方向的黄灯亮2s，完成一个周期，进入下一个循环。系统在运行过程中，若按下停止按钮，信号灯系统在完成当前周期的循环后才能停止。（三）内容与步骤

任务要求图3-42十字路口交通信号灯模拟控制面板

I/O地址分配与接线图表3-12I/O地址分配表输入输出设备名称符号I元件地址设备名称符号Q元件地址起动按钮SB1I0.0南北方向绿灯HL00、HL01Q0.0停止按钮SB2I0.1东西方向绿灯HL10、HL11Q0.1

南北方向黄灯HL20、HL21Q0.2

东西方向黄灯HL30、HL31Q0.3

南北方向红灯HL40、HL41Q0.4

东西方向红灯HL50、HL51Q0.5图3-43I/O接线图图3-44十字路口交通灯控制变量表

创建工程项目打开博途编程软件，在Portal视图中选择“创建新项目”，输入项目名称“3RW_3”选择项目保存路径，然后单击“创建”按钮创建项目完成，并完成项目硬件组态，启用系统存储器字节MB1。

编制变量表

顺序功能图图3-45十字路口交通信号灯控制功能图

编制梯形图图3-46十字路口交通信号灯控制梯形图图3-46十字路口交通信号灯控制梯形图（续）图3-46十字路口交通信号灯控制梯形图（续）图3-46十字路口交通信号灯控制梯形图（续）图3-46十字路口交通信号灯控制梯形图（续）图3-46十字路口交通信号灯控制梯形图（续）图3-46十字路口交通信号灯控制梯形图（续）图3-46十字路口交通信号灯控制梯形图（续）（四）分析与思考

调试运行将设备组态及图3-46所示的梯形图编译后下载至CPU，按照图3-43进行PLC输入、输出端接线。启动CPU，将CPU切换至RUN模式，选择菜单命令“在线”→“全部监视”，可以全画面监控PLC的运行，这时可以观察到定时器、计数器的当前值会随着程序的运行而动态变化，得电动作的线圈和闭合的触点会变绿。借助了博途软件的监视功能，可以检查哪些线圈和触点该动作而没有动作，从而为进一步修改程序提供帮助。1）本任务中如果要求按下停止按钮时，信号灯立即熄灭，程序如何编制？2）本任务如果用单序列顺序控制实现，程序如何编制？四、任务考核表3-13任务实施考核表序号考核内容考核要求评分标准配分得分1电路及程序设计（1）能正确分配I/O地址，并绘制I/O接线图（2）根据控制要求，正确编制并行序列顺序功能图（3）设备组态（4）能使用起保停编程方式将顺序功能图转换为梯形图（1）I/O分配错或少，每个扣5分（2）I/O接线图设计不全或有错，每处扣5分（3）功能图绘制不正确或画法不规范，每处扣5分（4）CPU组态与现场设备型号不匹配，扣10分（5）功能图转换梯形图有错误，每处扣5分40分2安装与连线根据I/O接线图，正确连接电路（1）连线错一处，扣5分（2）损坏元器件，每只扣5～10分（3）损坏连接线，每根扣5～10分20分3调试与运行能熟练使用编程软件编制程序、下载至CPU并按要求调试运行（1）不能熟练使用编程软件进行梯形图的编辑、修改、编译、下载及监视，每项扣2分（2）不能按控制要求完成相应的功能，每少一项扣5分20分4安全操作确保人身和设备安全违反安全文明操作规程，扣10～20分20分5合计五、知识拓展（一）置位复位指令编程方式在并行序列顺序控制中的应用图3-47并行序列分支使用置位复位指令的编程

并行序列分支的编程图3-48并行序列汇合使用置位复位指令方式的编程

并行序列汇合的编程（二）应用举例

图3-49是某剪板机的工作示意图，初始状态时，压钳和剪刀均在上限位置，限位开关SQ1和SQ2为ON状态。按下起动按钮SB，工作过程如下：首先板料右行,右行至限位开关SQ4动作，然后压钳下行，压紧板料后，压力继电器KP为ON，压钳保持压紧，剪刀开始下行。剪断料板后，剪刀限位开关变为ON，延时1s后，压钳和剪刀同时上行，它们分别碰到限位开关SQ1和SQ2后，停止上行，均停止后，又开始下一周期的工作，剪完5块料板后停止工作并停在初始状态。图3-49剪板机工作示意图

I/O地址分配输

入输

出设备名称符号I元件地址设备名称符号Q元件地址起动按钮SBI0.0板料右行KM1Q0.0压钳上限位SQ1I0.1剪刀下行KM2Q0.1剪刀上限位SQ2I0.2剪刀上行KM3Q0.2剪刀下限位SQ3I0.3压钳下行YV1Q0.3板料右限位SQ4I0.4压钳上行YV2Q0.4压力继电器KPI0.5

表3-14剪板机控制I/O地址分配表

创建工程项目打开博途编程软件，在Portal视图中选择“创建新项目”，输入项目名称“剪板机控制”选择项目保存路径，然后单击“创建”按钮创建项目完成，并完成项目硬件组态，启用系统存储器字节MB1。a）剪板机控制顺序功能图

绘制顺序功能图

编制梯形图b）剪板机控制梯形图b）剪板机控制梯形图（续）b）剪板机控制梯形图（续）b）剪板机控制梯形图（续）b）剪板机控制梯形图（续）b