第9讲-交通信号灯控制.学习资料
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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。
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：
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。。
初始步 步0
工作步 步1
SM0.1 初始脉冲
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
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。
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Fra Baidu bibliotek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。
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
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。
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）。
（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。
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
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。
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。
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：
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。。
初始步 步0
工作步 步1
SM0.1 初始脉冲
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
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。
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Fra Baidu bibliotek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。
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
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。
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）。
（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。
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
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。