第9讲-交通信号灯控制.学习资料

第9讲-交通信号灯控制.
PLC综合技能 模块
项目四： 交通信号灯控制
项目五： 洗车流程控制
项目六： 人行道交通灯的控制
拓展项目： 饮料罐装与压盖控制控制 抢答器（三组抢答器、五
组抢答器）
学习顺序控制设计法、 单流程状态顺序功能图的 画法以及顺序功能图设计 梯形图的方法。
学习选择性分支的状 态转移图和梯形图程序编 写的方法。
5.顺序功能图的编程方法：
（1）步的划分
分析被控对象的工作过程及控制要求，将系统的工作过程划分成若干个 “步”。步是根据PLC输出量的状态划分的，只要系统的输出量状态发生变 化，系统就从原来的步进入新的步。
（2）转换条件的确定
转换条件是使系统从当前步进入下一步的条件。常见的转换条件有按钮、 行程开关、定时器和计数器的触点的动作（通/断）等。
二、项目分析
按照项目所给要求，我们可以设计出交通灯控制的过程， 其信号灯工作情况如下：
信号 南北
时间
信号 东西
时间
绿灯亮 黄灯闪
20s
5s
红灯亮
25s
红灯亮
45s
绿灯亮 黄灯闪
40s
5s
【相关知识学习】
顺序功能图与顺序控制设计法 1.顺序控制系统 对于流程作业的自动化控制系统而言，一般都可以分解成几 个独立的控制动作或工序，这些动作或工序必须严格按照一定 的先后次序执行才能保证生产的正常进行，我们把这种控制叫 做顺序控制。其控制总是一步一步按顺序进行。对应的系统则 称为顺序控制系统或流程控制系统。
初始 步
转换条件
一般 步
动作
3.顺序功能图SFC的3种基本结构：
单流程结构：从头到尾只有一条路可走。 选择分支与汇合：若有多条路径，而只能选择其中一条路径来执行。 并进分支与汇合：若有多条路径，且必须同时执行，这种分支的方式 称为并进分支流程。在各条路径都执行后，才会继续往下指令。
4.顺序功能图的编程要点：
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。
图 1 交通灯示意图
用SM0.1脉冲信号驱动初始状态M0.0。
当前步为活动步且转换条件成立时，用S将代表后续步 的中间继电器置位（激活），同时用R将本步复位（关 断）。因此，每一个转换都对应一个S/R的电路块。
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S0.0S31.7，使用位地址。
初始步 步0
工作步 步1SM0.1 初 Nhomakorabea脉冲M0.0
I0.1 切换条件
S0.1
动作
合上RUN→SM0.1 接通一个扫描周期
M0.0态 （置位M0.0=1）
步0开启
按一下I0.1
M0.1态（置位 M0.1=1）
M0.0态（复位 M0.0=0）
步1开启 步0关闭
PLC运行时，对于初始步，如没有特殊控制要求，一般
（3）顺序功能图的绘制
根据以上分析画出描述系统工作过程的顺序功能图。
（4）梯形图的绘制
根据顺序功能图，采用某种编程方式设计出梯形图。
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
顺序功能图SFC的基本约定： 开始
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。
典型
顺序控制系统
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。
顺序控制状态图: 步分初始步和一般步。初始步用双 线框表示，一般步用矩形框表示， 矩形框中用数字表示步的编号。 转换条件用短划线表示，在旁边可 用文字标注。 动作用矩形框表示，矩形框可用文 字或符号表示。。
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。
学习并行性分支的状 态转移图和梯形图程序编 写的方法。
学生根据4－6项目的 学习和实践，自行设计本 项目。
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】：
顺序控制设计法及顺序功能图的画法。
【教学要求】：
（1）学会分析复杂系统的控制对象，熟练掌握I/O点设置 方法。 （2）掌握顺序控制设计法及顺序功能图的画法。 （3）掌握根据系统的顺序功能图设计梯形图的方法。 （4）完成十字路口交通信号灯的PLC控制。
项目名称：交通信号灯控制