《PLC编程与应用技术》-项目4

任务一

学习状态转移图(SFC)的并行分支结构

活动１：学习并行分支基本概念一、并行分支的定义所谓并行分支，是指由两个及两个以上的状态分支组成的，当满足某个条件后使多个分支流程同时执行的分支结构。二、并行分支的特点以图４－１－１所示的并行分支状态转移图为例，分析其特点。①在分支状态Ｓ２０被激活的情况下，当转移条件Ｘ０００接通时，Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ４１三个状态同时被激活，各分支流程同时并行执行。下一页返回任务一

学习状态转移图(SFC)的并行分支结构

②当所有并行分支全部执行完毕后，若转移条件Ｘ００４接通，则汇合状态Ｓ２３开始动作，转移前的各状态Ｓ２２、Ｓ３２和Ｓ４２自动复位。③并行分支的汇合，有时又被称为等待汇合（先完成的分支流程要等待所有分支流程都执行完毕后，再汇合，然后继续动作）。如图４－１－２所示，都是可能出现的步进程序。在并行分支的汇合处，有等待动作的情况，请务必注意。④ＰＬＣ中一条并行分支或选择性分支的支路数限定为８条以下；当有多条并行分支与选择性分支时，每个初始状态的电路总数应小于等于１６条，如图４－１－３所示。上一页下一页返回任务一

学习状态转移图(SFC)的并行分支结构

⑤并行分支与选择性分支的转移条件的区别：并行分支的状态转移条件为１个条件进行多条分支的共同动作，选择性分支的状态转移条件为ｎ个条件对应ｎ条分支的选择动作，并只能选择其一。并行分支进入汇合状态的转移条件为多条分支共用一个转移条件，选择性分支进入汇合状态的转移条件为ｎ条分支对应ｎ个转移条件，各个分支使用自己的转移条件。活动２：学习并行分支ＳＦＣ的编辑１.ＳＦＣ块程序框架的编辑首先进入到图４－１－４所示ＳＦＣ编辑窗口。上一页下一页返回任务一

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在图４－１－４中４×１光标位置，单击“”，输入编号“２０”，生成状态框“Ｓ２０”；在５×１光标位置，单击“”，ＳＦＣ符合输入框中图标号显示为“”，输入编号“１”，生成选择序列分支，如图４－１－５所示。按照表４－１－１所示的步序进行余下ＳＦＣ程序图的编辑操作。完成上述操作后，形成如图４－１－６所示的ＳＦＣ程序框架图。２.ＳＦＣ程序块内置梯形图编辑对每一个状态框和转换条件横线进行内置梯形图输入，具体操作步骤参考项目二中的活动３。上一页下一页返回任务一

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３.ＳＦＣ程序整体转换按下键盘上的“Ｆ４”进行程序的转换，转换后对应的梯形图程序及指令表，如图４－１－７所示。活动３：学习并行分支梯形图的编辑并行分支状态转移图的编程原则和选择性分支一样，先处理分支状态，后集中处理汇合状态。如图４－１－７所示，先进行Ｓ２０分支状态的编程，再进行Ｓ２３汇合状态的编程。１.分支状态的处理处理并行分支状态时，先对各分支进行集中转移处理，然后再分别按顺序对各分支进行编程。上一页下一页返回任务一

学习状态转移图(SFC)的并行分支结构

在图４－１－７中，在分支状态Ｓ２０中先进行驱动处理（ＯＵＴＹ０００），并集中进行三个分支的状态转移处理（ＳＥＴＳ２１、ＳＥＴＳ３１和ＳＥＴＳ４１），然后按顺序分别对三个分支进行编程。２.汇合状态的处理处理并行汇合状态时，先使用ＳＴＬ指令将处于各分支最后的状态分别激活，再集中进行向汇合状态的转移处理，以保证每个分支在执行完毕后才能向汇合状态转移，然后再对汇合状态进行编程。在图４－１－７中，先利用步进节点指令ＳＴＬＳ２２、ＳＴＬＳ３２、ＳＴＬＳ４２将处于各分支最后的状态激活，再通过转移条件Ｘ００４，集中转移到并行分支的汇合状态Ｓ２３，然后进行输出（ＯＵＴＹ００７）等其他处理。上一页返回任务二

十字路口交通信号灯的控制活动１：输入与输出的分配十字路口交通信号灯控制系统的输入／输出分配见表４－２－２。活动２：画ＰＬＣ系统电路原理图用三菱ＦＸ２Ｎ－４８ＭＲ型可编程序控制器实现十字路口交通信号灯控制系统的电路原理如图４－２－２所示。活动３：ＰＬＣ模块的连接与检测本任务的实施主要用到图４－２－３所示３个模块。模块的连接与检测按照ＰＬＣ电路原理图分三部分完成，分别为电源部分、输入回路部分和输出回路部分。下一页返回任务二

十字路口交通信号灯的控制（１）电源部分的连接：先确保电源模块空气开关断开，ＰＬＣ模块电源按钮断开。将电源线一端插于电源模块的交流２２０Ｖ电源插孔，另一端插于ＰＬＣ模块左下方黑色插孔，即完成电源部分的连接。电源部分的检测：合上电源模块空气开关，此时模块电源指示灯供电正常。闭合ＰＬＣ模块电源按钮，通电观察ＰＬＣ的ＬＥＤ指示灯并做好记录，见表４－２－３。若ＰＬＣ供电不正常，切断电源后检查保险丝是否烧断。若需拆开模块进行检查，需在教师指导下进行。（２）输入回路部分的连接。①用接插线将交通灯模块输入“ＣＯＭ”（黑色插孔）端接至ＰＬＣ模块右边输入“ＣＯＭ”端。输入器件一端在相应模块内部已完成连接。上一页下一页返回任务二

十字路口交通信号灯的控制②将交通灯模块输入器件一端（绿色插孔）按照Ｉ／Ｏ分配表分别接至ＰＬＣ模块输入部分对应的输入端子。输入回路部分的检测：①检查插接线无误，用万用表进行检测。填写表４－２－４。②经过自检，确认正确且无安全隐患后，通电观察ＰＬＣ的ＬＥＤ指示灯并做好记录，见表４－２－５。（３）输出回路部分的连接。①电源模块“２４Ｖ＋”端接至ＰＬＣ模块“ＣＯＭ１”端。②“ＣＯＭ１”、和“ＣＯＭ２”用接插线互相连接。上一页下一页返回任务二

十字路口交通信号灯的控制③将交通灯模块输出器件一端（黄色插孔）按照Ｉ／Ｏ分配表分别接至ＰＬＣ模块输出部分对应的输出端子。④将交通灯模块输出器件的“ＣＯＭ”接至电源模块“２４Ｖ－”端，构成回路。输出回路部分的检测：检查插接线无误，用万用表进行检测，填写表４－２－６。活动４：编写并调试ＰＬＣ程序（１）根据任务要求，画出十字路口交通信号灯控制的时序图，如图４－２－４所示。（２）根据时序图绘制状态转移图，如图４－２－５所示。上一页下一页返回任务二

十字路口交通信号灯的控制程序分析：①ＰＬＣ从ＳＴＯＰ到ＲＵＮ时，初始状态Ｓ０被激活，等待系统启动。②按下启动按钮ＳＢ１后，状态转移到Ｓ２０。交通灯开始工作后，Ｙ０００的常开触点接通，由Ｓ２０状态同时跳转至Ｓ２１和Ｓ３１状态执行并行分支。③由状态Ｓ２１开始的并行分支主要控制东西方向的各灯运行，状态Ｓ３１开始的并行分支主要控制南北方向的各灯运行。例如２５ｓ后东西方向变为绿灯并以１Ｈｚ频率闪烁（在Ｓ２２、Ｓ２３之间跳转），南北方向仍为红灯（Ｓ３１）。上一页下一页返回任务二

十字路口交通信号灯的控制３ｓ后，东西方向绿灯闪烁３次后，变为黄灯（Ｓ２４），南北方向仍为红灯（Ｓ３１）。２ｓ后，东西方向变为红灯（Ｓ２５），南北方向变为绿灯（Ｓ３２），此时东西方向分支已进入分支的最后一个状态，等待南北方向分支共同汇合跳转。依此分析，待南北方向分支进入Ｓ３５状态后，即两分支都处于最后一个状态时，再集中进行向汇合状态Ｓ０的跳转。④程序不断循环运行，直至按下停止按钮ＳＢ２，程序完成当前循环并回至Ｓ０状态后停止。（３）编写梯形图程序及指令语句。根据图４－２－５所示十字路口交通信号灯控制状态转移图编写梯形图程序及指令语句，如图４－２－６所示。上一页下一页返回任务二

十字路口交通信号灯的控制活动５：用ＧＸＤｅｖｅｌｏｐｅｒ编程软件编写、下载、调试程序１.程序输入打开ＧＸＤｅｖｅｌｏｐｅｒ编程软件，新建“十字路口交通信号灯控”文件，输入ＰＬＣ程序。２.程序下载点击“在线”图标，再点击“写入”，将ＰＬＣ程序下载至ＰＬＣ。注意：此时可让三菱ＦＸ２ＮＰＬＣ的运行按钮切换至“ＳＴＯＰ”上。上一页下一页返回任务二

十字路口交通信号灯的控制３.系统调试①在教师现场监护下进行通电调试，验证系统控制功能是否符合要求。②如果出现故障，学生应独立检修，根据出现的故障现象检修相关线路或修改梯形图。③系统检修完毕后应重新通电调试，直至系统正常工作。上一页返回图4–1–1返回图4–1–2返回图4–1–3返回图4–1–4返回图4–1–5返回表4–1–1返回图4–1–6返回图4