19项目六 任务4 交通信号灯 PLC控制电路设计与运行

机床电气控制与PLC任务四

交通信号灯PLC控制电路设计与运行项目六PLC控制与继电控制机床电气控制与PLC（1）会使用FX的基本指令：计数器指令及比较指令的使用.（2）会操作PLC的基本编程方法。（3）熟悉PLC应用设计的分析方法及步骤。能力目标（1）学会PLC基本指令编程方法；（2）掌握PLC基本指令计数器的使用方法以及比较指令的应用；知识目标（1）培养提升团队合作能力；（2）培养提升组织实施能力；（3）培养“6S”规范操作能力；（4）培养学生的工匠精神。素养目标任务目标电工车间主任接到生产车间小刘电话，要求完成安装编号为0604号交通信号灯PLC控制电路设计与运行任务。电工车间主任将任务单派给了电工四组。机床电气控制与PLC工作任务0604号交通信号灯PLC控制电路设计与运行派工日期年

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日完成人员电工一组任务负责人小赵完工日期年

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日验收人验收日期年

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日任务内容1.与生产人员联系，进一步了解0604号交通灯电气采用PLC控制电路要求2.准备安装需要工具、仪表、器材和相关器材资料3.将相关技术材料交付车间档案室归档保存材料申请任务负责人填写：

负责人：任务验收此项填写验收时设备的主要验收技术参数，由任务完成负责人填写：

负责人：车间负责人评价负责人：

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日任务描述机床电气控制与PLC

某路口交通信号灯模拟示意图如所示，由南北方向的红灯、绿灯、黄灯和东西方向的红灯、绿灯、黄灯组成。请利用PLC、按钮和交通灯扩展板实现交通灯的控制要求，根据控制原理图完成接线并调试运行。

任务分析控制要求：按下按钮SB1，南北红灯点亮并保持15秒，在南北红灯点亮的同时东西绿灯点亮，并保持10秒，10秒到时东西绿灯闪亮3次（每次周期1秒，亮、灭各500ms）后熄灭，之后东西黄灯点亮并保持2秒，2秒到时，东西黄灯熄灭，东西红灯点亮，同时，南北红灯熄灭，南北绿灯点亮。东西红灯点亮并保持10秒，在东西红灯点亮的同时南北绿灯点亮，并保持5秒，5秒到时南北绿灯闪亮3次（每次周期1秒，亮、灭各500ms）后熄灭，之后南北黄灯点亮并保持2秒，2秒到时，南北黄灯熄灭，南北红灯点亮，同时，东西红灯熄灭，东西绿灯点亮。连续循环以上步骤。机床电气控制与PLC

某路口交通信号灯模拟示意图如所示，由南北方向的红灯、绿灯、黄灯和东西方向的红灯、绿灯、黄灯组成。请利用PLC、按钮和交通灯扩展板实现交通灯的控制要求，根据控制原理图完成接线并调试运行。

根据任务要求，按某个方向顺序点亮绿灯、黄灯、红灯，可以采用M8013和计数器配合使用进行计时，分析每个灯的亮、灭时间点，比如南北红灯0S开始亮，到15S时灭，画出时序图示意图，如图6-25。然后通过比较当前计数值驱动交通灯显示。计数器利用输入脉冲上升沿累计脉冲个数．FX2N系列PLC分内部计数器和高速计数器指令。计数器的使用方法和基本结构与定时器相似。机床电气控制与PLC16位加计数器32位加/减计数型计数器计数器普通型断电保持型普通型断电保持型C0-C99100点C100-C199100点C200-C21920点C220-C23415点

内部计数器是用PLC的内部元器件（X、Y、M、S、T、C）提供的信号进行计数的。计数脉冲位ON/OFF的持续时间应大于PLC的扫描周期，其响应速度通常小于数十赫兹。内部计数器可为16位加计数器、32位双向计数器，按功能分通用型和断电保持型。知识超市1.计数器指令计数器指令

16位加计数器的设定值范围1-32767。如图所示为16位加计数器的工作过程，图中X10的常开触点接通后，C0被复位，它对应的位存储单元被置“0”，它的常开触点断开，常闭触点接通，同时其计数当前值被置为“0”。X11用来提供计数输入信号，当计数器的复位输入电路断开，计数输入电路由断开变为接通（即计数脉冲的上升沿）时，计数器的当前值增加1，在5个计数脉冲后，C0的当前值等于设定值5，它对应的位存储单元的内容被置“1”其常开触点接通，常闭触点断开。再来计数脉冲时当前值不变，直到复位输入电路接通，计数器的当前值被置为“0”。

断电保持型计数器在电源断电时可保持其状态信息，重新送电后立即按断电时的状态恢复工作。机床电气控制与PLC16位加计数器通用型：C0~C99共100点断电保持型：C100~C199共100点

（1）16位加计数器图6-2316位加计数器应用机床电气控制与PLC（2）32位加\减计数器32位加\减计数器的设定值范围为-2147483648~+2147483647，其加\减计数方式由特殊辅助继电器M8200~M8234设定，对应的特殊辅助继电器为ON时，为减计数器，反之为正加计数。32位加\减计数器的设定值除了用常数K设定外，还可通过指定的数据寄存器来设定，设定值存放在元件号相邻的两个数据寄存器中，如果指定D0，则设定值放在D1和D0中。

如图6-27图所示的C200的设定值为5，当X12断开时，M8200为OFF，此时C200加计数器，若计数器当前值由4到5，计数器的输出触点为ON，当前值等于5时，输出触点仍为ON；当X12接通时，M8200为ON，此时C200为减计数器，若计数器当前值由5到4，计数器的输出触点为OFF，当前值小于等于4时，输出触点仍为OFF。图6-27复位输入X13接通时，C200被复位，其常开触点断开，常闭触点接通，当前值被置为“0”。图6-2432位加/减计数器应用（1）两个计数器组合使用如果一个计数器满足不了要求时，可以用两个计数器组合计数。如图6-28所示时两个计数器串联组成的一个扩展计数器电路，此电路总的计数值为两个计数器设定值的乘积，即C总=500×100=50000。机床电气控制与PLC

（2）定时器和计数器的组合使用如图6-29所示为定时器和计数器的组合使用，该电路可以得到100×30延时，图中T0的设定值为100S，当X0闭合，T0线圈得电开始计时。当100S延时时间到，T0的常闭触点断开，使T0自动复位，在T0线圈再次得电后又开始计时，在电路中，T0的常开触点每隔100S闭合一次，计数器计一次数，当计到30次时，C0的常开触点闭合，Y1线圈得电。

2.计数器、定时器扩展应用图6-25计数器组合应用图6-26定时器和减计数器组合应用

触点型比较指令共有18条，是使用LD、AND、OR触点符号进行触点比较的指令。主要包括LD触点比较指令、AND触点比较指令和OR触点比较指令。

机床电气控制与PLCFNC编号助记符比较条件逻辑功能取比较指令224LD=[S1]=[S2][S1]与[S2]相等225LD>[S1]>[S2][S1]大于[S2]226LD<[S1]<[S2][S1]小于[S2]228LD<>[S1]≠[S2][S1]与[S2]不相等229LD<＝[S1]≤[S2][S1]小于等于[S2]230LD>＝[S1]≥[S2][S1]大于等于[S2]串联比较指令232AND=[S1]=[S2][S1]与[S2]相等233AND>[S1]>[S2][S1]大于[S2]234AND<[S1]<[S2][S1]小于[S2]236AND<>[S1]≠[S2][S1]与[S2]不相等237AND<＝[S1]≤[S2][S1]小于等于[S2]238AND>＝[S1]≥[S2][S1]大于等于[S2]并联比较指令240OR=[S1]=[S2][S1]与[S2]相等241OR>[S1]>[S2][S1]大于[S2]242OR<[S1]<[S2][S1]小于[S2]244OR<>[S1]≠[S2][S1]与[S2]不相等245OR<＝[S1]≤[S2][S1]小于等于[S2]246OR>＝[S1]≥[S2][S1]大于等于[S2]3.触点型比较指令触点比较指令的用法如图所示，在梯形图中，标号为0的程序步是“LD=”指令的使用，当计数器C10的当前值为100时驱动Y0；标号为6的程序步时“AND=”指令的使用，当X0为ON时且计数器C10的当前值为200时，驱动Y10；标号为13的程序步是“OR=”指令的使用，当X1为ON或计数器C10的当前值为200时，驱动Y20。机床电气控制与PLC3.触点型比较指令图6-27触点比较指令应用

本任务需团队合作完成。老师可根据班级人数、工位及设备情况将班级学生按4-6人一组分组。分组时应充分考虑学生认知水平、学习能力及动手能力，均衡各团队水平。机床电气控制与PLC团队角色团队成员组成任务分工及说明电工车间主任教师派发任务单并指导各团队工作项目经理各团队组长（1名学生）根据团队成员特点分配具体工作任务，并填写任务单及任务自查表操作工3-5名学生按照分工进行资料搜集、绘图、元器件检查、安装及调试等安全员1名学生监督团队成员工作过程，提醒规范操作、注意用电安全。任务角色机床电气控制与PLC南北红灯南北绿灯南北黄灯东西绿灯东西黄灯东西红灯SB2SB1DC24VX0X1COMY0Y1Y2Y3Y4Y5COM在断电情况下，连接好通信电缆及PLC外围电路接线，如图所示。任务实施（1）主电路设计图6-28PLC控制电路接线机床电气控制与PLC输

入输

出编程元件地址功

能编程元件地址功

能X0启动开关SB1Y0南北红灯（2只）显示X1停止按钮SB2Y1南北绿灯（2只）显示Y2南北黄灯（2只）显示Y3东西绿灯（2只）显示Y4东西黄灯（2只）显示Y5东西红灯（2只）显示2.确定I/O点总数及地址分配

用编程软件将梯形图输入PLC，然后将PLC置于RUN状态，运行程序，按下启动按钮SB1，观察交通信号灯点亮情况是否与控制要求一致，如果动作情况和控制要求一致，表明程序正确，保存程序;如果发现交通信号灯点亮情况和控制要求不相符就，应仔细分析，找出原因，重新修改，直到交通信号灯点亮情况和控制要求一致为止。机床电气控制与PLC3.编写梯形图程序根据任务要求,编制的交通信号灯显示PLC控制的梯形图程序,如图所示。图6-29交通信号灯控制程序4.程序调试机床电气控制与PLC

本任务对学生从任务资讯、元件的应用、电路分析、方案制定结果、操作实施正确性、项目总结报告及学习态度等多方面进行考核,采取教师评价和学生评价相结合的方式,将学生学习情况及任务完成情况评价验收。任务评价任务内容配分任务评分标准评

分自我评价团队评价教师评价输入输出分配表10分1）输入信号少选或错选

每个扣2分2）输出信号少选或错选

每只扣2分PLC线路安装10分1）输入信号不按照接线图安装

每只扣2分2）输出信号不按照接线图安装

每只扣2分3）损坏元件

每只扣10分程序编写20分1）是否会新建程序

每处扣5分2）是否会熟练使用基本指令

每处扣5分3）是否会监控程序

每处扣5分4）是否会修改调试程序

每处扣5分功能实现30分1）程序调