可编程控制器应用技术课件 项目四 - 任务三 设计十字路口交通灯控制系统

可编程控制器应用技术功能指令的应用项目四功能指令的应用在S7-1200PLC中，除基本逻辑指令外，还可以使用比较、数学运算、移位和循环移位等指令，这些指令统称为功能指令。本项目将重点介绍功能指令的使用方法和技巧，并带领读者学习如何用PLC设计自动售货机模拟系统、天塔之光系统和十字路口交通灯控制系统。项目导读功能指令的应用知识目标掌握比较指令和算术指令的用法。掌握移位指令、循环移位指令和移动操作指令的用法掌握函数、数据块和函数块的用法。技能目标能够读懂梯形图程序。能够设计简单的梯形图程序。素质目标通过学习PLC的编程，树立正确的技能观，努力提高自己的职业技能。通过了解PLC的实际应用，提高综合职业素养，树立社会主义职业精神。项目四设计自动售货机模拟系统任务一设计天塔之光系统任务二任务三设计十字路口交通灯控制系统任务三：设计十字路口交通灯控制系统01020403试用S7-1200PLC设计十字路口交通灯控制系统。控制要求如下。

东西红灯点亮，并维持30s。当东西红灯点亮时，南北绿灯同时点亮，维持25s，接着南北绿灯闪烁3s熄灭，然后南北黄灯点亮2s熄灭，接着南北红灯、东西绿

灯同时点亮。

按以上方式周而复始地工作信号灯有一个启动按钮和一个停止按钮

信号灯分为南北绿灯，南北黄灯，南北红灯和东西绿灯，东西黄灯，东

西红灯及报警灯

南北红灯点亮，并维持30s。当南北红灯点亮时，东西绿灯同时点亮，并维持25s，东西绿灯闪烁3s熄灭，然后东西黄灯点亮2s熄灭，接着东西红灯、

南北绿灯同时点亮

任务描述任务三：设计十字路口交通灯控制系统任务分析（1）分析十字路口交通灯控制系统的工作过程。按下启动按钮SB0后，十字路口交通灯开始工作。南北红灯L0常亮（时长30s）时，东西绿灯L4常亮25s，闪烁3s，东西黄灯L5常亮2s；东西红灯L3常亮（时长30s）时，南北绿灯L1常亮25s，闪烁3s，南北黄灯L2常亮2s。无论在何种工作状态下，按下停止按钮SB1，十字路口交通灯停止工作，L0～L5熄灭（2）根据十字路口交通灯控制系统的工作过程，填写I/O地址分配表。（4）根据十字路口交通灯控制系统的工作过程和I/O地址分配表，设计梯形图控制程序。（5）将梯形图程序下载到PLC中，按下启动按钮SB0，查看十字路口交通灯控制系统的工作过程，分析其梯形图程序是否满足控制要求。（3）根据十字路口交通灯控制系统的I/O地址分配表，完成硬件电路接线图的设计，并完成硬件接线。任务三：设计十字路口交通灯控制系统一、移动操作指令指令名称指令格式指令说明块移动将指定区域的多个数据复制到OUT指定地址中，复制过程可以被中断。IN和OUT的操作数为数组类型不可中断块移动将指定区域的多个数据复制到OUT指定地址中，复制过程不可被中断。IN和OUT的操作数为数组类型填充使用某个数据填充指定区域，填充过程可以被中断不可中断填充使用某个数据填充指定区域，填充过程不可被中断交换指令用于调换二字节或四字节的字节顺序，不改变每个字节中的位顺序，需要指定数据类型S7-1200PLC的移动操作指令主要包括移动值指令（见项目三）、块移动指令、填充指令和交换指令等，如表4-10所示。数组（Array）是S7-1200中重要的数据类型之一，通常在数据块或函数块中设置。表4-10移动操作指令预备知识任务三：设计十字路口交通灯控制系统二、函数、数据块和函数块函数（FC）也称为功能，是一种可以快速执行的子程序块。它包含特定任务的代码和参数，通常根据输入参数执行指令数据块（DB）即用于存放执行代码块时所需数据的数据区，数据块的最大存储空间大小由CPU的工作存储区容量决定。S7-1200PLC的数据块包括全局（Global）数据块和背景数据块（局部数据块）两种类型。函数块（FB）也称功能块，是一种使用参数进行调用的程序块，是用户编写的子程序。调用函数块时，需要指定背景数据块，后者是函数块专用的存储区。CPU执行函数块中的程序代码，将块的输入、输出参数和局部静态数据保存在背景数据块中，以便可以快速访问。任务三：设计十字路口交通灯控制系统三、数组类型数据的创建步骤1

创建项目后，在左侧的项目树窗格中，选择“PLC_1（CPU1214CDC/DC/

DC）”→“程序块”→“添加新块”选项，双击打开“添加新块”对话框，如图4-24所示。下面以数据块为例介绍数组类型数据的创建步骤2

在“添加新块”对话框中，选择“组织块”，在“名称”编辑框中输入新块名称“数据块_0”，在“类型”的列表框中选择“全局DB”，然后单击“确定”按钮。图4-24添加数据块任务三：设计十字路口交通灯控制系统三、数组类型数据的创建步骤3

如图4-25所示，进入数据块类型设置界面，在“名称”编辑框中输入“Array”，在“数据类型”列表框中选择“Array[0..1]of”中的“Array[0..1]ofint”。图4-25设置数据块类型任务三：设计十字路口交通灯控制系统三、数组类型数据的创建步骤4

如图4-26所示，单击列表框中右侧的

按钮，打开“数组限值”对话框，输入数组限值后，单击

按钮，即添加完成数组数据，数组中的元素如图4-27所示(见下一页)图4-26设置数组限值图4-27数组中的元素创建数据后，可用MOVE_BLK指令将数组array1中的元素送至数据块_0，如图4-28所示。图4-28数组数据的使用任务实施一、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十字路口交通灯详细步骤任务三：设计十字路口交通灯控制系统项目实训一、实训题目请设计液体混合装置。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）熟练运用梯形图进行PLC程序设计。（4）能够使用常用指令实现液体混合装置的设计三、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

设计两种液体的混合装置。SL1、SL2、SL3为液位传感器，液体A、B阀门与混合液体阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅动电机。控制要求如下：图4-38液体混合装置按下启动按钮SB1，装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液体阀门打开20s将容器放空后关闭：液体A阀门打开，液体A流入容器。当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅动电机开始搅动。搅动电机工作6s后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过5s后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。停止操作:当前的液体混合操作完毕后。按下停止按钮SB1，停止操作，如图4-38所示。项目实训1．I/O地址分配液体混合装置的I/O地址分配表如表4-12所示。2．硬件接线根据表4-12绘制液体混合装置的硬件电路接线图，并按照接线图完成接线。3．程序设计和调试根据工作过程和I/O地址分配表，设计液体