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1、 項目三 交通信號燈控制系統(tǒng) 一、 實訓(xùn)目標(biāo) 1 ?通過本項目的實訓(xùn)和操作，學(xué)會使用松下 PLC內(nèi)部部分特殊輔助繼電器、定時器、上升沿微 分指令，能夠采用時間控制方法進行順序邏輯程序的編寫， 掌握交通信號燈控制系統(tǒng)的設(shè)計、 安裝和調(diào)試方法。 2 .能夠正確編制、輸入和傳輸交通信號燈控制系統(tǒng) PL（控制程序。 3 ?能夠獨立完成交通信號燈控制系統(tǒng) PLC控制線路的安裝。 4 ?按規(guī)定進行通電調(diào)試，出現(xiàn)故障時，應(yīng)能根據(jù)設(shè)計要求獨立檢修，直至系統(tǒng)正常工作。 二、 任務(wù)分析 隨著城市和經(jīng)濟的發(fā)展， 交通信號燈發(fā)揮的作用越來越大，正因為有了交通信號燈，才使車流、 人流有了規(guī)

2、范，同時，減少了交通事故發(fā)生的概率。然而，交通信號燈不合理使用或設(shè)置，也會影 響交通的順暢。 1. 交通信號燈控制系統(tǒng)的控制要求： Al R2 圖7-1 交通燈現(xiàn)場示意圖 開關(guān)合上后，東西綠燈亮 4s后閃2s滅；黃燈亮2s滅；紅燈亮8s;綠燈亮……循環(huán)，對應(yīng)東 西綠黃燈亮?xí)r南北紅燈亮 8s,接著綠燈亮4s后閃2s滅；黃燈亮2s后，紅燈又亮……循環(huán)。 2. 控制要求分析 盒綠 A黃 啟紅 B綠 E黃 B紅 圖7-2 交通燈控制時序圖 根據(jù)控制要求，可得出整個系統(tǒng)的時序圖如上圖所示，本系統(tǒng)可以采用步進控制思想 三、相關(guān)知識 1、PLC的狀態(tài)轉(zhuǎn)移編程法 在設(shè)

3、計較為復(fù)雜的程序時，僅僅采用簡單的邏輯處理已經(jīng)很難保證程序的正確性和易讀性，所 以就需要采用別的方法來編制程序。為了保證程序邏輯的正確以及程序的易讀性，我們可以將一個 控制過程分為若干個階段，在每一個階段均設(shè)立一個控制標(biāo)志，當(dāng)每一個階段執(zhí)行完畢，就啟動下 一個階段的控制標(biāo)志，將本階段的控制標(biāo)志清除。 所謂“狀態(tài)”是指特定的功能，因此狀態(tài)轉(zhuǎn)移實際上就是控制系統(tǒng)的功能轉(zhuǎn)移。機電自控系統(tǒng) 中機械的自動工作循環(huán)過程就是電氣控制系統(tǒng)的狀態(tài)自動、有序、逐步轉(zhuǎn)移的過程。這種功能流程 圖完整地表現(xiàn)了控制系統(tǒng)的控制過程，各狀態(tài)的功能、狀態(tài)轉(zhuǎn)移順序和條件，它是 PLC應(yīng)用控制程 序設(shè)計的極好工具。 （一）

4、定義： 順序控制：就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài) 和時間的順序，使生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動而有序地進行工作。 順序控制設(shè)計法：根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程，畫出順序功能圖，根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。 （二） 順控設(shè)計基本步驟： 1、 步的劃分：步是根據(jù) PLC輸出量的狀態(tài)劃分。 2、 轉(zhuǎn)換條件的確定：轉(zhuǎn)換條件是使系統(tǒng)從當(dāng)前步進入下一步的條件。 3、 順序功能圖的繪制：根據(jù)以上分析畫出描述系統(tǒng)工作過程的順序功能圖。 4、 梯形圖的繪制：采用某種編程方式設(shè)計出梯形圖。 順控編程方法有：（1）起動、保持、停止電路的編程方法 （2） 以轉(zhuǎn)換為中心的編程

5、方法。 （3） 使用STL指令（步進梯形指令）的編程方法。 （三）順控圖的組成要素 1、 ） 步與動作 ?當(dāng)系統(tǒng)正工作于某一步時，該步處于活動狀態(tài)，稱為“活動步” 。處于活動狀態(tài)時，相應(yīng)的 動作為執(zhí)行，處于不活動狀態(tài)時，相應(yīng)的非保持型動作被停止執(zhí)行。 ?每一個順控功能圖至少應(yīng)有一個初始步， 它是對應(yīng)于系統(tǒng)等待起動的初始狀態(tài)。 （一般用要 用特殊輔助繼電器 M8002來轉(zhuǎn)換） 2、 ） 有向連線、轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換條件 ?有向連線上無箭頭標(biāo)注時，其進展方向是從上到下、從左到右。若不是上述方向，應(yīng)在若 有向連線上有箭頭標(biāo)注。 ?轉(zhuǎn)換用與有向連線垂直的短劃線來表示，步之間用轉(zhuǎn)換隔開

6、，轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)換之間用步隔開。 ?轉(zhuǎn)換條件寫在表是轉(zhuǎn)換的短劃線旁邊。 3、 ） 步與步之間實現(xiàn)轉(zhuǎn)換應(yīng)同時具備兩個條件： ?前級步必須是活動步。 ?對應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件成立。 4、 ） 順控功能圖的基本結(jié)構(gòu) ?單序列結(jié)構(gòu) ?循環(huán)序列結(jié)構(gòu) ?其它結(jié)構(gòu)（請學(xué)生課后了解） 實例：按下 XO, Y0亮；5s后Y1亮；Y1亮5s后Y2亮，5s后電路復(fù)原。 R9013 X0=1 Y0亮, T0=1 Y1亮, T1=1 Y2亮, T2=1 5、） 畫順控功能圖的注意事項： -兩個步絕對不能直接相連，必須用一個轉(zhuǎn)換將它們隔開。 -兩個轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個步將它們隔開。

7、-順控功能圖中的初始步不能少。 -在連續(xù)循環(huán)工作方式時，應(yīng)從最后一步返回下一個工作周期開始運行的第一步。 ?在順控功能圖中，當(dāng)某一步的前級步是活動步時，該步才有可能變成活動步。 3、SET RST指令 功能： SET指令 RST指令 應(yīng)用程序舉例: 0 4 X0 當(dāng)X1 應(yīng)用注意事項： 當(dāng)觸發(fā)信號接通時執(zhí)行了 SET指令，則不管觸發(fā)信號如何變化， 當(dāng)觸發(fā)信號接通時執(zhí)行了 RST指令，則不管觸發(fā)信號如何變化， 對于部分內(nèi)部繼電器（R）和外部繼電器（Y），同樣編號的 沒有限定。但是繼電器的狀態(tài)在程序中是隨著執(zhí)行結(jié)果而變化的，當(dāng) 部輸出是由程序運行的最終結(jié)果決定的。 -4i

8、 例題解釋：當(dāng) (1) (2) (3) 4、SSTP、 接通時，Y0接通并保持。 接通時，Y0斷開并保持。 [YC 1 P H II h i , J NSTP、NSTL、CSTP 和 STPE 指令 Y0 輸出接通并保持。 輸出斷開并保持。 SET和RST的使用次數(shù) I/O刷新時，外 在這段過棍中如揮％錢頑來處理 功能: SSTP指令：表示步進程序開始。 NSTP指令：當(dāng)檢測到觸發(fā)信號的上升沿時，啟動當(dāng)前過程, 并將前一個過程復(fù)位。 NSTL指令：當(dāng)觸發(fā)信號閉合時，啟動當(dāng)前過程，并將前一個過程復(fù)位。 置位指令，使輸出強制接通并保持。

9、復(fù)位指令，使輸出強制斷開并保持。 CSTP指令：清楚并復(fù)位指定的步進過程。 STPE指令：表示步進程序區(qū)結(jié)束，返回一般梯形圖程序。 應(yīng)用程序舉例： 10 14 17 18 22 100 104 觸發(fā)信號 X0 I k 觸發(fā)信號 (NSTP 1) .刃 (SSTP, 1 ) 步進過程編號 Y0 b ] (NSTL「2) （SST巳 2 ） 步進過程編號 觸發(fā)信號 (CSTP50) (STPE ) 圖7-5步進指令編程實例 Y1接通 Y2接通 Y3接通 圖7-5步進指令實例功能示意圖 例題解釋: 1） 當(dāng)觸發(fā)信號（X0）接通

10、時，執(zhí)行第一個步進過程。 2） 當(dāng)觸發(fā)信號（X1）接通時，清除第一個步進過程，執(zhí)行第二個步進過程。 3） 當(dāng)觸發(fā)信號（X3）接通時，清除第五十個步進過程，步進控制結(jié)束。 四、任務(wù)實施 1.輸入/輸出分配表 表7-4交通信號燈控制電路輸入/輸出分配表 輸入電器 輸入點 輸出電器 輸出點 啟動按鈕(SB1) X0 東西紅燈L1 Y0 停止按鈕2( SB2) X1 東西黃燈L2 Y1 東西綠燈L3 Y2 南北紅燈L4 Y3 南北黃燈L5 Y4 南北綠燈L6 Y5 2?輸入/輸出接線圖 用松下FP1-C40型可編

11、程控制器實現(xiàn)交通信號燈控制系統(tǒng)的輸入 /輸出接線，如圖7-6所示。 圖7-6交通信號燈控制系統(tǒng)的輸入/輸岀接線圖 3 ?根據(jù)交通信號燈控制系統(tǒng)的控制要求，采用定時器實現(xiàn)步進控制功能的該當(dāng)編寫梯形圖程序 （1）程序如圖7-7所示。 30 33 37 R901C R10 -[1 R1 -[1 4 1 47 54 57 61 G4 閃 / / / 1 JI 1J1 2 J1 T Y T 臉 TESTmTTlTYOT O R1 Y1 -[ Y0 R4 R4 T5 T I_/I 恥 T5 K90LC K5 T T1 14 K10

12、 I~/I~I [ ED 圖7-7交通信號燈控制系統(tǒng)梯形圖程序 （2）程序解釋： 當(dāng)X0接通后啟動信號 R10為ON，定時器TM0開始計時，內(nèi)部繼電器 R10接通，同時TM4 開始計時，內(nèi)部繼電器 R11為ON，接通輸出Y2，既A向的綠燈亮，亮4s后TM4有輸出。常開接 點T4閉合，內(nèi)部繼電器 R12開始閃耀，既A向綠燈閃，再經(jīng)2s時，TM0有輸出，常閉觸點 TO斷 開，R10斷電，使Y2為OFF, A向綠燈滅，同時常開觸點 TO閉合接通輸出 Y1，既A向黃燈亮， 亮2s后TM1有輸出，常閉觸點 T1斷開，Y1為OFF，A向黃燈滅。常開觸點 T1閉合，Y1的常閉 觸點為閉合

13、狀態(tài)，接通輸出 Y0，既A向的紅燈亮。（在A向的綠燈、黃燈亮期間，既 8s時間內(nèi)Y3 一直為ON既B向的紅燈一直在亮。）Y0的常開接點閉合，接通 R9，TM5開始計時，R13為ON， 常開接點R13閉合接通Y5，既B向的綠燈亮，經(jīng) 4STM5有輸出，常開觸點 T5閉合，R14閃，常 閉觸點T5打開R13斷電，使Y5閃2s，既B向綠燈亮4s后閃2s，其經(jīng)過6s后TM2有輸出，T2 閉合Y4為ON，既B向黃燈亮，亮2s后TM3有輸出，常閉觸點 T3打開，Y4為OFF，黃燈滅， Y4的常閉觸點閉合使 Y3為ON，接通B向紅燈。當(dāng)按下停止開關(guān)，X1為ON , R0斷開后系統(tǒng)停止。 3 ?采用松下P

14、LC功能強大的步進指令實現(xiàn)交通信號燈的控制。 (1) 十字路口交通信號燈控制， 現(xiàn)采用步進指令實現(xiàn)分支并行控制： 東西向綠燈亮20s，閃3s； 黃燈亮2s；紅燈亮25s;與此同時南北向紅燈亮 25s；綠燈亮20s，閃3s；黃燈亮2s,如 此循環(huán)。設(shè)計的梯形圖程序如圖所示。系統(tǒng)的 I/O分配與上例相同，假定 A向為東西向， B向為南北向。 (MSTP 0)- (SST? 0)- tn (3- 0BTL 2)- OGTF 1F R9010 fTMY 0 , K 20 T I—1 O1U Rl 2)- TMI QCTL 4>- O- 4V- 0)- 3>-

15、 A JL 一 1 } 5 一 一 一 一 igr .^r ■ Y_>r s } 6 &- } 7 7 Yb床西詞黃燈 YOi申西向虹和 Y3j購化詢牡燈 mm T2-415 Y4：侖北由IBT ￥5隋化商筑杠 圖7-9交通燈控制梯形圖程序 2） 例題解釋： 當(dāng) X0 接通的上升沿，同時激活過程 0 和過程 1，實現(xiàn)兩個分支并行 。分支 1 過程 0 開始后，內(nèi)部通用繼電器 R0為ON ,其常開觸點R0閉合，接通輸出Y2，既東西向綠燈亮， 定時器TM0計時，經(jīng)過20s激活過程2清除過程0，內(nèi)部繼電器 R1閃，使輸出Y2閃3s, 既東西向綠燈閃3s，

16、然后激活過程 3清除過程2，輸出Y1為ON，既東西向黃燈亮，經(jīng)過 2s激活過程4清除過程3, Y0為ON，既東西向紅燈亮 25s，之后清除過程 4，又激活過程 0，開始新的循環(huán)。分支 2過程1開始后，輸出Y3為ON，既南北向紅燈亮，亮 25s后，既 東西向黃燈滅時又激活過程 5，清除過程 1 ，然后 R3 為 ON ，其常開觸點 R3 閉合，接通輸 出Y5，既南北向的綠燈亮，亮 20s后清除過程5激活過程6, R4閃，既Y5閃，南北向綠 燈閃3s后激活過程7,清除過程6,輸出Y4為ON既南北向黃燈亮，亮 2s后清除過程7， 又激活過程 1，開始新的循環(huán)。 （ 3） 程序輸入同上例所示。 4．系統(tǒng)調(diào)試 （1） 在教師的現(xiàn)場監(jiān)護下進行通電調(diào)試,驗證系統(tǒng)功能是否符合控制要求。 （2） 如果出現(xiàn)故障, 學(xué)生應(yīng)獨立檢修。 線路檢修完畢并且梯形圖修改完畢應(yīng)重新調(diào)試, 直至系 統(tǒng)能夠正常工作。