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项目六 交通信号灯PLC 控制系统

1．任务描述

本项目的任务是安装与调试交通信号灯PLC 控制系统。系统控制要求如下：

十字路口交通灯控制时序如图6-1所示。按下启动按钮SB1，系统开始工作，南北红灯亮30s ，同时东西绿灯亮25s 后以0.5s 为半周期闪烁3次熄灭，然后东西黄灯亮2s 熄灭；再切换成东西红灯亮30s ，同时南北绿灯亮25s 后以0.5s 为半周期闪烁3次熄灭，然后南北黄灯亮2s 熄灭……如此不断循环。按下停止按钮SB2，系统停止工作。

2525.5

2628

30

55

58

60

东西绿灯HL1东西黄灯HL2东西红灯HL3南北绿灯HL4南北黄灯HL5南北红灯HL6

t/s

图6-1 交通信号灯控制时序图

2．任务流程图

本项目的具体学习过程见图6-2。

分析控制要求

分配I/O 点

识读梯形图识读电路图安装电路

输入梯形图

调试监控系统

学习指令

验证循环扫描原理

绘制接线图

学习计数器

图6-2 任务流程图

学习所需工具、设备见表6-1。

一、学习目标

1．掌握16位增计数器的使用方法。

2．会分析交通灯控制系统时序图，能根据“关键”时间点应用定时器编写顺控

二、学习任务

三、环境设备

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表6-1 工具、设备清单

序号 分类 名称 型号规格

数量 单位 备注 1 工具

常用电工工具 1 套 2 万用表 MF47 1 只

3 设备 PLC FX 1N -40MR 1 只

4 两极小型断路器 DZ47-63

1 只 5 控制变压器 BK100，380/220、24V

1 只 6 三相电源插头 16A 1 只 7 熔断器底座 RT18-3

2

3 只 8 熔管

2A

3

只

由交通信号灯控制时序图看出，绿灯须闪烁三次，这要求系统具有计数功能，使用PLC 的计数器实可现。与定时器一样，它也是PLC 的一种软元件。下面就介绍计数器的具体使用方法。

1．计数器

（1）通用型计数器

1）编号范围。三菱FX 1N 系列PLC 的通用型计数器的编号范围为C0～C15（16点），采用十进制编号。

2）符号。计数器的符号如图6-3所示，与定时器类似，K ？是计数器的设定值，其设定范围是0～32767。

C

C

C K ？

常闭触点常开触点线圈

图6-3 计数器的符号

3）应用举例。如图6-4所示，M1为ON 时，T0与T1组成的振荡器以0.5s 为半周期开始振荡，计数器C0计T1的接通次数。C0的当前值＝设定值＝K4时，C0常开触点接通，Y000动作；C0常闭触点断开，振荡器停止工作。当复位条件X001为ON 时，C0复位，Y000复位。

如动作时序图所示，计数器动作后，不管T1是否再接通或断开，其当前值不变，状态保持不变。 只有复位条件成立或PLC 断电时，C0才复位。

t /s 0.50.50.54

M1T0T1X001Y000

C0

四、背景知识

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a ）

b ）

图6-4 通用型计数器的应用举例

a ）梯形图

b ）动作时序图

2．分析控制要求，确定输入输出设备

（1）分析控制要求

1）按下启动按钮SB1，系统开始工作，按下停止按钮SB2，系统停止工作。 2）系统起动后，6只交通信号灯的动作顺序如下：

HL1亮HL1灭25s HL1亮0.5s HL1灭0.5s HL1亮0.5s HL1灭0.5s HL1亮0.5s 0.5s 3次闪烁

HL2亮

2s

HL3亮

HL4亮

HL4灭

25s

HL4亮

0.5s

HL4灭

0.5s

HL4亮

0.5s

HL4灭

0.5s

HL4亮0.5s

0.5s

3次闪烁

HL5亮2s

HL6亮

HL6灭

启动

显然，6只交通信号灯的逻辑控制都以时间为主线，都在各个“时间点”进行状态切换。

3．I/O 点分配

综合上述分析，PLC 需用2个输入点和6个输出点，具体分配见表6-2。

表6-2 输入/输出设备及I/O 点分配表

输入

输出 元件代号 功能 输入点 元件代号 功能 输出点 SB1

系统启动

X0

HL1 东西绿灯 Y2 HL2 东西红灯 Y3 HL3 东西黄灯 Y4 SB2

系统停止

X1

HL4

南北绿灯 Y5 HL5 南北红灯 Y6 HL6

南北黄灯

Y7

4．系统梯形图

图6-6是交通信号灯控制系统梯形图，其执行原理如下：

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图6-6 交通信号灯控制系统梯形图

1）启动与停止。按下起动按钮SB1，X000动作，M0动作且保持，MC 指令的执行条件成立，PLC 执行MC 与MCR 之间的程序，系统启动。按下停止按钮，X001动作，M0复位，MC 指令的执行条件不成立，PLC 停止执行MC 与MCR 之间的程序，系统停止工作。

2） “时间点” 的建立。梯形图的设计采用了顺序控制的编程方法，各定时器的动作过程如下： M0动作

T1开始计时T2开始计时25s 到T3开始计时0.5s 到C1开始计数0.5s 到T4开始计时

3次到T5开始计时T6开始计时25s 到T7开始计时0.5s 到C2开始计数0.5s 到T8开始计时

3次到T2复位

T6复位

2s 到

2s 到 3）输出驱动控制。如表6-3所示，利用时间点为切换条件，接通和断开相应的输出继电器。

表6-3 输出控制时间点一览表

交通信号灯 接通的时间点. 断开的时间点

程序步 东西绿灯Y002 启动M0、T2计时0.5s 到

T1计时25s 到、T3计时0.5s 到、

C1计数3次到

60～66步 东西黄灯Y003 C1计数3次到 T4计时2s 到 67～69步 东西红灯Y004 T4计时2s 到 T8计时2s 到

70～72步 南北绿灯Y005 T4计时2s 到 T6计时0.5s 到 T5计时25s 到、T7计时0.5s 到、

C2计数3次到

73～79步 南北黄灯Y006

C2计数3次到

T8计时2s 到

80～82步