学习活动2 交通灯信号的安装与调试设计前的准备

学习活动2 设计前的准备
学习目标：
1、能说出可编程序控制器的安装环境及注意事项。

2、学会定时器的分类、工作原理及延时时间的计算。

3、学会计数器的分类及工作原理。

4、能根据勘察结果列出材料清单和画出原理图、接线图。

5、能根据勘察施工现场的结果，制定工作计划。

6、交通灯信号控制系统中各元件的功能。

7、确定交通灯信号控制系统I/O点数及地填写址分配表。

8、能进行交通灯信号控制程序的编制。

建议学时：10课时
学习过程：
可编程序控制器是一种新型的通用自动化控制装置，它有许多优点，尽管可编程序控制器在设计制造时已采取了很多措施，是它对工业环境比较适应，但是工业生产现场的工作环境较为恶劣，为确保可编程序控制器控制系统稳定可靠，还是应当尽量使可编程序控制器有良好的工作环境条件，并采取必要抗干扰措施。

一、可编程序控制器的安装：
1、可编程控制器的安装温度是多少？
2、请写出安装可编程控制器对环境的要求。

3、可编程控制器安装时的注意事项有哪些？
小词典：
1、安装环境
为保证可编程控制器工作的可靠性，尽可能地延长其使用寿命，在安装时一定要注意周围的环境，其安装场合应该满足以下几点：
（ 1 ）环境温度在 0 ～ 55 ℃范围内。

（ 2 ）环境相对湿度应在 35 ％～ 85 ％范围内。

（ 3 ）周围无易燃和腐蚀性气体。

（ 4 ）周围无过量的灰尘和金属微粒。

（ 5 ）避免过度的震动和冲击。

（ 6 ）不能受太阳光的直接照射或水的溅射。

2、注意事项
除满足以上环境条件外，安装时还应注意以下几点：
（ 1 ）可编程控制器的所有单元必须在断电时安装和拆卸。

（ 2 ）为防止静电对可编程控制器组件的影响，在接触可编程控制器前，先用手接触某一接地的金属物体，以释放人体所带静电。

（ 3 ）注意可编程控制器机体周围的通风和散热条件，切勿将导线头、铁屑等杂物通过通风窗落入机体内。

二、定时器的分类及工作原理：
1、定时器可代替继电器控制线路中的那个元器件？
2、简述定时器的定义？定时器分为几种？
3、定时器的定时时间如何设定？
4、请根据定时器的工作原理，设计一个断电延时的梯形图。

知识链接
1、定时器的分类
PLC中的定时器（T）相当于继电器控制系统中的通电型时间继电器。

它可以提供无数对常开常闭延时触点。

定时器中有一个设定值寄存器（一个字长），一个当前值寄存器（一个字长）和一个用来存储其输出触点的映象寄存器（一个二进制位），这三个量使用同一地址编号。

但使用场合不一样，意义也不同。

FX2N系列中定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。

它们是通过对一定周期的时钟脉冲的进行累计而实现定时的，时钟脉冲有周期为1ms、10ms、100ms 三种，当所计数达到设定值时触点动作。

设定值可用常数K或数据寄存器D的内容来设置。

（1）通用定时器
通用定时器的特点是不具备断电的保持功能，即当输进电路断开或停电时定时器复位。

通用定时器有100ms和10ms通用定时器两种。

a、100ms通用定时器（T0～T199）共200点，其中T192～T199为子程序和中断服务程序专用定时器。

这类定时器是对100ms时钟累积计数，设定值为1～32767，所以其定时范围为0.1～3276.7s。

b、10ms通用定时器（T200～T245）共46点。

这类定时器是对10ms时钟累积计数，设定值为1～32767，所以其定时范围为0.01～327.67s。

（2）积算定时器
积算定时用具有计数累积的功能。

在定时过程中假如断电或定时器线圈OFF，积算定时器将保持当前的计数值（当前值），通电或定时器线圈ON后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，当前值才变为0。

a、1ms积算定时器（T246～T249）共4点，是对1ms时钟脉冲进行累积计数的，定时的时间范围为0.001～32.767s。

b、100ms积算定时器（T250～T255）共6点，是对100ms时钟脉冲进行累积计数的定时的时间范围为0.1～3276.7s。

2、工作原理
下面举例说明通用定时器的工作原理。

如图a所示，当输进X0接通时，定时器T200从0开始对10ms时钟脉冲进行累积计数，当计数值与设定值K123相等时，定时器的常开接通Y0，经过的时间为123×0.01s=1.23s。

当X0断开后定时器复位，计数值变为0，其常开触点断开，Y0也随之OFF。

若外部电源断电，定时器也将复位。

以下举例说明积算定时器的工作原理。

如图b所示，当X0接通时，T253当前值计数数器开始累积100ms的时钟脉冲的个数。

当X0经t0后断开，而T253尚未计数到设定值K345，其计数确当前值保存。

当X0再次接通，T253从保存确当前值开始继续累积，经过t1时间，当前值达到K345时，定时器的触点动作。

累积的时间为t0+t1=0.1×345=34.5s。

当复位输进X1接通时，定时器才复位，当前值变为0，触点也跟随复位。

3、定时时间的计算：
定时时间=时钟脉冲*设定值
三、计数器的分类及工作原理
1、请你简述计算器的工作特性。

2、根据计数器原理，设计一个灯光闪烁的梯形图，要求指示灯亮5s，灭5是，循环3次熄灭。

知识链接:
1、计数器工作特点
内部信号计数器是在执行扫描时对内部元件（如X、Y、M、S、T和C）的信号进行计数的计数器。

2、计数器的分类
计数器可分为通用计数器和高速计数器。

3、计数器工作原理
16位加计数器，C0—C199共200点，其中通用型C0—C99共100点，断电保持型C100—C199共100点，设定值：1-32767.设定值K0与K1含义相同，即在第一次计数时，其输出触点动作。

计数器的设定：直接用常数K或间接用数据寄存器D的内容作为计数值。

间接设定时，要用原件号紧连在一起的两个数据寄存器。

32位通用加/减计数器，C200—C234共135点，其中通用计数器C200—C219共20点，保持计数器C220—C234共15点，设定值-2147483648—+2147483647。

计数方向由特殊辅助继电器M8200—M8234设定。

加计数方式设定：对于C⨯⨯⨯，当M8⨯⨯⨯接通（置1）时，为减计数器，断开（置0）时，为加计数器。

高速计数器C235—255共21点，共享PLC上6个高速计数器输入（X000—X005）。

高速计数器按中断原则运行。

五、各小组根据现场勘查的结果确定的方案：
控制要求：
十字路口南北和东西向分别有绿、黄、红各两组信号灯如图所示。

信号灯由一个启动按钮和一个停止按钮控制。

当按下启动按钮时，系统按如下顺序工作：1）当东西方向红灯亮时，南北方向绿灯亮10s后；绿灯闪烁亮三次，闪亮周期为1秒0.5s亮，0.5s灭。

2）然后东西南北黄灯亮2秒。

当黄灯熄灭后，东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮……周而复始，不断循环。

3）当南北绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮时，对应东西红灯亮。

而当东西绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮时，对应南北红灯亮。

停止的要求：当按下停止按钮时，系统停止工作。

1、画出交通灯信号控制电路图：
2、写出交通灯信号控制系统中各元件的功能。

小组：填表人：日期：3、控制箱内元器件的布置图：
4、认真分析控制要求，写出I/O分配表
I/O分配表
小组：填表人：日期：5、画出PLC接线图
6、编写控制系统梯形图
1）设计按下启动按钮，当东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮10s后；绿灯闪烁亮三次，闪亮周期为1秒0.5s亮，0.5s灭的程序。

2）设计东西南北黄灯亮2秒。

当黄灯熄灭后，东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮的程序。

3)设计当南北绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮时，对应东西红灯亮。

而当东西绿灯亮、绿灯闪、黄灯亮时，对应南北红灯亮的程序。

4）设计完整的交通信号灯控制程序。

六、根据勘察情况，以小组为单位，制定合理的工作计划，完成下表填写：
七、列出工具材料清单
根据实际工作情况选择合适的电工工具、仪表、材料，填写工具材料单，按领料单领取工具、材料。

元器件材料清单
小组：填表人：日期：八、工作进程表
根据实际需要，完成工作进程表的填写。

小组：填表人：日期：
九、安全防护措施
请根据实际需要，请写出实施该项任务的安全防护措施有哪些：十、评价
以小组为单位，展示本组工作计划，在教师点评基础上对工作计划进行修改完善，并根据以下评分标准进行评分。

学习活动2评价表。