第9讲 交通信号灯控制.ppt

PLC基本技能模块说明 　　　本模块主要学习PLC顺序控制系统设计的一般工作流程，包括3个项目。选择了生产生活中比较熟悉的交通信号灯、洗车流程及工业生产线等模块作为项目，使学生掌握顺序控制设计法、顺序功能图的画法，并能运用它们解决工程实际问题，本模块的项目实施需要同学们完成各示范项目的设计和调试，最后独立完成拓展项目的设计和整体调试。 项目四：交通信号灯控制 【教学内容】： 一、项目要求 设计十字路口信号灯控制系统。信号灯分东西、南北两组，分别有红黄绿三种颜色，假设东西方向交通比南北方向繁忙一倍，故东西方向的绿灯通行的时间多一倍。信号灯的动作受开关总体控制，按一下起动按钮，信号灯系统开始工作，并周而复始地循环动作；按一下停止按钮，所有信号灯都熄灭。 2.顺序功能图 针对顺序控制要求，PLC提供了顺序功能图（SFC），又称状态转移图，它是专用于工业顺序控制程序设计的一种功能语言，能直观地显示出工业控制中基本顺序步骤。 顺序功能图的三要素是步、转换条件与动作。 将控制系统的工作过程按输出状态变化可分为若干个阶段，称为步（Step）或状态，用编程元件表示（如辅助继电器M和状态继电器S）。 每个步都有不同的动作（但初始步有可能没有动作）。 当相邻两步之间的转换条件满足时，就将实现步与步之间的转换，即上一个步的动作结束而下一个步的动作开始。 3.顺序功能图SFC的3种基本结构： 编顺序功能图，就是以步为核心，控制程序被顺控指令划分为若干个程序段，每一段对应功能图中的一步。 步与步之间实现转换应该同时满足两个条件： 前级步必须是活动步（正在执行的步），对应的转换条件成立。 顺序编程的要点是： 激活下一步，关断前一步。也即系统在某活动步n时，对应的编程元件Sn状态为1，当转换条件满足时，下一步(n+1)变为活动步，对应S（n+1）状态为1，而当前步的编程元件Sn状态变为0。 顺序功能图转换为梯形图的方法： 1、置位复位法——“步的切换”用S和R指令完成。 2、步控指令法——用SCR控制指令完成。 置位法——用S/R指令完成 步控指令法——用SCR指令完成 用步进指令设计梯形图时，只对状态元件S有效，用状态继电器S代表一个步序。状态继电器共有256个，范围为S0.0-S31.7，使用位地址。 从LSCR指令开始到SCRE指令结束组成一个顺序控制继电器SCR段。 1.段开始指令LSCR 标记一个顺序控制（SCR）段的开始。 示例： 使用SCR指令后，其后编程需用LD、LDI、OUT等指令，直至出现下一条SCR指令或出现SCRE指令。 LSCR指令把S位值装载到SCR堆栈栈顶，当S状态为1时，使新状态继电器置位，而前一状态继电器自动复位，其触点断开。 2.段转移指令SCRT 将当前的（SCR）段切换到下一个（SCR）段。 示例： SCRT指令功能： 使当前SCR程序段的S位复位，停止该SCR程序段工作； 使下一个SCR程序段S位置位，下一个SCR程序段工作。 （1）顺序功能图 （2）对应梯形图 （3）语句表 不能把同一编号的S用在不同的程序分区中； 在SCR段中，用SM0.0驱动该步中应为1状态的输出线圈；（SM0.0在PLC运行时，始终为1） 在SCR段中不能使用的指令： 跳转指令JMP、LBL； 循环指令FOR、NEXT； 步控指令法例1： 步控指令法例2： 三、项目实施过程 1、熟悉控制对象，明确控制任务。 　根据被控制对象对控制系统的要求，明确PLC系统要完成的任务及所应具备的功能，详细分析系统的控制过程。 　根据系统要求，可以画出系统的时序波形图。 　2、正确选择输入输出设备 　　　一个控制信号就是一个输入设备，一个执行元件就是一个输出设备。 　　　在这个交通灯的控制中，哪些作为输入设备？哪些又作为输出设备呢？ 　输入设备：启动按钮SB1和停止按钮SB2　 　输出设备：南北方向红灯、黄灯、绿灯； 　　　　　　东西方向红灯、黄灯、绿灯。 3、分配I/O 地址 一个输入设备原则上占用一个输入点，一个输出设备原则上占用一个输出点。 　　同学们分配项目的I/O 地址 　　　　　　　　　　 I/O表 4、画出输入输出接线图 将选择的输入输出设备和分配好的I/O 地址一一对应连接。 　　同学们根据I/O 地址画出接线图。 PLC控制的输入输出配置及外部接线图如图所示。 　输入输出配置及外部接线图 5、编制梯形图程序 根据控制要求，设计出梯形图，再根据梯形图编写语句表程序清单。 　　如何设计交通灯的控制梯形图？ 　交通灯的控制复杂，应用经验设计法需要考虑的环节较多，故设计麻烦。由于交通灯的工作过程按一定的顺序和流程进行，因而考虑用顺序控制法来设计该项目。 　　根据时序图，可以画出交通灯控制的顺序