可编程控制器应用技术课件 项目三 - 任务四 设计景区人流量检测系统

可编程控制器应用技术定时器与计数器指令的应用项目三定时器与计数器指令的应用定时器和计数器在PLC控制中有着非常重要的作用，如灯光控制、抢答器的定时、生产线产品数量检测、景区人流量检测等。本项目将重点介绍定时器和计数器指令的使用方法和技巧，并带领读者学习如何设计指示灯循环点亮系统、带有定时功能的四组抢答器、饮料罐装生产线产品数量检测系统和景区人流量检测系统。项目导读定时器与计数器指令的应用知识目标掌握定时器指令的基本用法。掌握计数器指令的基本用法。技能目标能够根据要求选用不同的定时器和计数器。能够运用定时器和计数器指令完成简单的PLC编程。素质目标通过学习定时器，能够明白时间的意义，学会珍惜时间。通过学习计数器，能够理解积少成多的含义，理解学习要从一点一滴积累。项目三设计指示灯循环点亮系统任务一设计带有定时功能的四组抢答器任务二任务三设计饮料灌装生产线产品数量检测系统任务四设计景区人流量检测系统任务四：设计景区人流量检测系统任务描述现有一景区，最多容纳60000人同时游览。在景区入口和出口处各装一个传感器，实时监测进入景区和离开景区的人数。试编程实现：

当景区人数超过30000时，黄色指示灯亮，提醒游客景区人员密集；

当景区人数超过60000时，红色指示灯亮，禁止游客入内；关闭景区时，现有人数清零。任务分析（1）分析景区人流量检测系统的工作过程。设景区开始时，开关SQ的状态为“1”，关闭景区时，开关SQ的状态变为“0”。景区入口处的传感器每接收到一个脉冲信号，景区人数加1；景区出口处的传感器每接收到一个脉冲信号，景区人数减1。景区人数=景区进入人数−景区离开人数，因此可以采用既能实现加法计数也能实现减法计数的计数器。（2）根据景区人流量检测系统的工作过程填写I/O地址分配表。（3）根据I/O地址分配表，完成硬件电路接线图的设计，并完成接线。（4）根据景区人流量检测系统的工作过程分析和I/O地址分配表，设计梯形图程序。（5）将梯形图程序下载到PLC中，改变开关SQ和红外传感器的状态，监视景区内人数（计数器C0）的变化和指示灯的工作状态。任务四：设计景区人流量检测系统预备知识计数器的结构及工作原理与定时器类似，但计数器的输入为脉冲信号。S7-1200系列PLC的计数器指令包括加计数器（CTU）指令、减计数器（CTD）指令和加减计数器（CTUD）指令3种类型，本任务介绍加减计数器（CTUD）指令任务四：设计景区人流量检测系统一、加减计数器指令使用加减计数指令（见图），可以将当前值CV递增或递减，该指令的引脚定义与加计数器指令和减计数器指令的引脚定义一致任务四：设计景区人流量检测系统加减计数器指令一、加减计数器指令任务四：设计景区人流量检测系统加减计数器指令的时序图当加计数器输入端CU的状态从“0”变为“1”时，当前值CV加1；当减计数器输入端CD的信号从“0”变为“1”，当前值CV减1；计数器的当前值CV达到上限值后，即使CU引脚出现上升沿信号，当前值CV也不再递增；计数器的当前值CV达到下限值后，同样，即使CD引脚出现上升沿信号，当前值CV也不再递减。如果在一个程序周期内，CU引脚和CD引脚都出现上升沿信号，则当前值CV保持不变。当前值CV大于或等于预设值PV时，加计数器输出QU的状态变为“1”，否则，QU的信号状态为“0”；当当前值小于或等于0，则输出QD的状态为“1”，否则，状态为“0”。设预设值PV=3，则加减计数器的时序如图3-32所示。一、加减计数器指令任务四：设计景区人流量检测系统【分析】某停车场共有1000个车位，在停车场入口和出口处各装一个传感器，实时监测进入和离开停车场的车辆，试编程统计该停车场的空车位数。【例7】

在车辆入口处，设置红外传感器（I0.0）用于检测入场的车辆；在车辆出口处，设置红外传感器（I0.1）用于检测出场的车辆。

用加减计数器记录停车场的空车位数。PLC开始工作时，装载空车位数（1000）；当车辆进入停车场，I0.0输出一个脉冲信号，计数器减1，即减少1个空车位；当车辆驶出停车场，I0.1输出一个脉冲信号，加计数器加1，即增加1个空车位；当计数器的当前值为0时，计数器线圈（Q0.0）接通，报警指示灯点亮。设系统存储器字节，用于在PLC首次扫描时装载数值，地址为MB1（见下页的知识库），则梯形图程序如图所示。一、加减计数器指令任务四：设计景区人流量检测系统设置首次扫描存储器位的方法如下：在CPU属性窗口区中，选择“常规”→“系统和时钟存储器”，在“系统存储器位”组中勾选“启用系统存储器字节”复选框，并在“系统存储器字节的地址（MBx）”编辑框中设置地址（如1），如下图所示。

则M1.0（首次循环）在首次扫描时状态为“1”，其余周期内状态为“0”，默认变量名为“FirstScan”。设置特殊位知识库二、计数器的应用技巧任务四：设计景区人流量检测系统

除用定时器外，也可采用“计数器+时钟存储器位”来实现定时功能，即设计延时电路，如下图所示。

图中，M0.5的常开触点为加计数器C0提供周期为1s的时钟脉冲。当计数器复位输入端I1.0断开，C0开始计数，当CV的值等于30000时，计数器状态输出端为“1”，定时时长为30000s。1．用计数器设计定时电路用计数器设计延时电路二、计数器的应用技巧任务四：设计景区人流量检测系统定时器最长定时时间为23d（天），若要实现超过23d的超长定时，可采用“计数器+定时器”来实现，如下图所示。

图中，T0为定时时长为10d的定时器。当I0.0接通时，定时器开始定时。定时结束后，T0的输出端“T0”.Q接通，T0的输入端断开，T0输出一个扫描周期的脉冲后复位。“T0”.Q作为计数器C1的输入端，为C1提供了周期为10d的脉冲信号，3个脉冲后，C1的状态输出端Q由“0”

变为“1”。因此，该延时电路的定时时长为30d（即PT×PV）。2．用“计数器+定时器”设计超长延时电路用“计数器+定时器”设计超长延时电路二、计数器的应用技巧任务四：设计景区人流量检测系统计数器的计数范围受到数据类型的限制（如整型计数器的计数范围为−32768～32767），如果需要更大范围的计数，可以使用多个计数器组合的大范围计数电路，如下图所示。

图中，C0是一个计数范围为30000的计数器，I0.0每输入一个脉冲，C0的当前值CV加1，当I0.0的脉冲数达到30000时，输出端“C0”.QU接通，C0的复位端接通，输出一个扫描周期的脉冲后复位。“C0”.QU作为计数器C1的输入端，为C1提供了计数范围为30000的脉冲信号，因此该计数器电路的计数范围为

（即

）。3．用多个计数器实现大范围计数用多个计数器实现大范围计数任务实施一、I/O地址分配二、硬件接线三、程序设计与调试扫码观看设计景区人流量检测系统详细步骤任务四：设计景区人流量检测系统项目实训一、实训题目设计自动洗衣机的PLC控制程序。二、实训目的及要求（1）学会PLC控制系统的硬件接线方法。（2）进一步掌握程序调试的步骤和方法。（3）熟练运用计数器指令进行PLC程序设计。（4）能够使用基本指令实现自动洗衣机的控制系统设计三、实训器材（1）PLC实验台1台（含CPU1214CDC/DC/DC）。（2）上位机1台（已安装博途软件）。（3）导线若干。项目实训四、实训内容自动洗衣机具体控制要求如下。（1）按下启动按钮SB1电磁阀YV1动作开始进水，当水位到达高水位时自动停止进水。（2）延时2s后KM1动作电机正转洗衣机开始洗涤。（3）洗涤过