林小寧_《可編程控制器應用技術》模塊3任務3-1

1、 日常生活中經(jīng)常見到各種各樣形式變日常生活中經(jīng)常見到各種各樣形式變換的燈光控制信號、霓虹燈換的燈光控制信號、霓虹燈及及LEDLED數(shù)碼顯數(shù)碼顯示。它們是如何實現(xiàn)控制的呢？本模塊中示。它們是如何實現(xiàn)控制的呢？本模塊中將結合將結合PLCPLC的計數(shù)器指令、數(shù)據(jù)處理指令、的計數(shù)器指令、數(shù)據(jù)處理指令、邏輯運算指令和段代碼指令等來實現(xiàn)對燈邏輯運算指令和段代碼指令等來實現(xiàn)對燈光信號等日常生活常見對象的光信號等日常生活常見對象的PLCPLC控制控制。 通過通過3 3項與本模塊相關的任務的實施，進一步熟悉定項與本模塊相關的任務的實施，進一步熟悉定時器、掌握計數(shù)器的使用；掌握計數(shù)器常見的基本應用時器、掌握計數(shù)器

2、的使用；掌握計數(shù)器常見的基本應用電路；掌握數(shù)據(jù)處理指令、比較指令、邏輯運算指令的電路；掌握數(shù)據(jù)處理指令、比較指令、邏輯運算指令的應用。進一步掌握應用。進一步掌握PLCPLC的接線方法，能夠熟練運用編程軟的接線方法，能夠熟練運用編程軟件進行聯(lián)機調試。件進行聯(lián)機調試。任務任務3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 任務任務3-2 霓虹燈控制霓虹燈控制 任務任務3-3 LED數(shù)碼顯示控制數(shù)碼顯示控制 學習目標 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r任務目標任務目標（1 1）進一步熟悉定時器指令的用法。）進一步熟悉定時器指令的用法。（2 2）掌握計數(shù)器指令的應用。）掌握計數(shù)器指令的應用

3、。（3 3）認識并掌握計數(shù)器的設定值與當前值的區(qū)別與作）認識并掌握計數(shù)器的設定值與當前值的區(qū)別與作用。用。（4 4）運用定時器指令和計數(shù)器指令設計實現(xiàn)十字路口）運用定時器指令和計數(shù)器指令設計實現(xiàn)十字路口交通信號燈的控制，能夠熟練運用編程軟件進行聯(lián)機交通信號燈的控制，能夠熟練運用編程軟件進行聯(lián)機調試。調試。 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r前導知識前導知識1 1計數(shù)器指令計數(shù)器指令 S7-200列PLC的計數(shù)器按工作方式可分為加計數(shù)器、減計數(shù)器和加/減計數(shù)器。 計數(shù)器的結構與定時器基本相同每個計數(shù)器有一個16位的當前值寄存器用于存儲計數(shù)器累計的脈沖數(shù)（132767），另有

4、一個狀態(tài)位表示計數(shù)器的狀態(tài)。若當前值寄存器累計的脈沖數(shù)大于等于設定值時，計數(shù)器的狀態(tài)位被置1，該計數(shù)器的觸點轉換。 同定時器一樣，計數(shù)器的當前值、設定值均為16位有符號整數(shù)（INT），允許的最大值為32767。除了常數(shù)外，還可以用VW、IW等作它們的設定值。 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r前導知識前導知識1 1計數(shù)器指令計數(shù)器指令 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r前導知識前導知識1 1計數(shù)器指令計數(shù)器指令 1）CTU：加計數(shù)器（Counter Up） 加計數(shù)器C5的梯形圖形式如圖所示。圖中CU端用于連接計數(shù)脈沖信號，R端于連接復位信號，PV端用

5、于標定計數(shù)器的設定值。 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r前導知識前導知識1 1計數(shù)器指令計數(shù)器指令 2）CTD：減計數(shù)器（Counter Down） 減計數(shù)器C5的梯形圖形式如圖所示。圖中CD端用于連接計數(shù)脈沖信號，LD端于連接復位信號，PV端用于標定計數(shù)器的設定值。 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r前導知識前導知識1 1計數(shù)器指令計數(shù)器指令 3）CTUD：加減計數(shù)器（Counter Up/Down） 加減計數(shù)器C5的梯形圖形式如圖所示。圖中CD端為減計數(shù)脈沖輸入端，其他符號的意義同加計數(shù)器CTU。 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號

6、燈控制 r前導知識前導知識1 1計數(shù)器指令計數(shù)器指令 3）CTUD：加減計數(shù)器（Counter Up/Down） 加/減計數(shù)器CTUD的計數(shù)范圍為-3276832767，當前值為最大值32767時，下一個CU端輸入脈沖使當前值變?yōu)樽钚≈?32768；當前值為最小值-32767時，下一個CD端輸入脈沖使當前值變?yōu)樽畲笾?2767。 注意：不同類型的計數(shù)器不能共用同一編號。 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r前導知識前導知識2 2計數(shù)器應用舉例計數(shù)器應用舉例 例1：設計計數(shù)次數(shù)為30萬次的電路。 例2：設計一365天定時器電路。 例3：采用計數(shù)器與特殊存儲器實現(xiàn)365天定時器

7、電路。 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 2 2計數(shù)器應用舉例計數(shù)器應用舉例r前導知識前導知識 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r任務內容任務內容十字路口交通信號燈的控制 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r任務內容任務內容控制要求： 按啟動按鈕，南北方向紅燈亮并維持25s。 在南北方向紅燈亮的同時，東西方向綠燈亮，東西方向車輛可以通行。 到20s時，東西方向綠燈以占空比為50%的1Hz頻率閃爍3次（即3s后）熄滅，在東西綠燈熄滅后東西黃燈亮，東西方向車輛停止通行。 黃燈亮2s后熄滅，東西方向紅燈亮，同時南北方向紅燈滅，南北綠燈亮。

8、南北方向車輛可以通行。 南北方向綠燈亮了20s后，以占空比為50%的1Hz頻率閃爍3次（即3s后）熄滅，在南北綠燈熄滅后黃燈亮，南北方向車輛停止通行。 黃燈亮2S后熄滅，南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮，循環(huán)執(zhí)行此過程。 按停止按鈕，循環(huán)停止。 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r制定計劃制定計劃工作計劃工作計劃: : 在實際行動之前，預先對目標和行動方案作出選擇和具體安排，計劃是預測與構想，即預先進行行動安排；圍繞預期的目標，采取具體行動措施的工作過程，隨著目標的調整進行行動的調整。 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r任務實施任務實施1 1分析控制要求

9、，確定輸入分析控制要求，確定輸入/ /輸出設備輸出設備 通過對十字路口交通信號燈控制要求的分析，可以歸納出： 2個輸入設備：啟動按鈕SB1和停止按鈕SB2； 6個輸出設備：南北紅燈HL1、南北黃燈HL2、南北綠燈HL3、東西紅燈HL4、東西黃燈HL5、東西綠燈HL6。 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r任務實施任務實施2 2對輸入對輸入/ /輸出設備進行輸出設備進行PLCPLC控制的控制的I/OI/O地址分配地址分配 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r任務實施任務實施3 3繪制繪制PLCPLC外部接線圖外部接線圖 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控

10、制交通信號燈控制 r任務實施任務實施4 4PLCPLC程序設計程序設計 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r任務實施任務實施4 4PLCPLC程序設計程序設計 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r任務實施任務實施5 5安裝配線安裝配線 按照PLC外部接線圖進行配線，安裝方法及要求與繼電器控制電路相同。 6 6運行調試運行調試 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r檢查評價檢查評價r成果展示成果展示 進行按任務檢查與評價標準進行。進行按任務檢查與評價標準進行。r成果展示、分組交流成果展示、分組交流 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交

11、通信號燈控制 r相關知識相關知識高速計數(shù)器高速計數(shù)器 PLC的普通計數(shù)器的計數(shù)過程與掃描工作方式有關，CPU通過每一掃描周期讀取一次被測信號的方法來捕捉被測信號的上升沿，被測信號的頻率較高時，會丟失計數(shù)脈沖，因為普通計數(shù)器的工作頻率低，一般僅有幾十赫茲。高速計數(shù)器可以對普通計數(shù)器無能為力的事件進行計數(shù)，計數(shù)頻率取決于CPU類型，CPU22X系列最高計數(shù)頻率為30kHz，用于捕捉比CPU掃描速度更快的事件，并產(chǎn)生中斷，執(zhí)行中斷程序，完成預定的操作。高速計數(shù)器在現(xiàn)代自動化的精確定位控制領域有重要的應用價值。 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r相關知識相關知識1 1S7-200

12、S7-200系列系列PLCPLC的高速計數(shù)器的高速計數(shù)器 不同型號的PLC主機，其高速計數(shù)器的數(shù)量不同，使用時，每個高速計數(shù)器都有地址編號（HCSn）。HSC表示該編程元件是高速計數(shù)器，n為地址編號。每個高速計數(shù)器包含兩方面信息：計數(shù)器位和計數(shù)器當前值。高速計數(shù)器的當前值為雙字長的符號整數(shù)，且只能讀值。S7-200系列中CPU22X的高速計數(shù)器的數(shù)量與地址編號見表。CPU22X堆高速計數(shù)器的與地址編號 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r相關知識相關知識2 2中斷事件類型中斷事件類型 高速計數(shù)器的計數(shù)和動作可采用中斷方式進行控制。各種型號的CPU采用高速計數(shù)器的中斷事件大致

13、分為三種方式：當前值等于預設值中斷、輸入方向改變中斷和外部復位中斷。所有高速計數(shù)器都支持當前值等于預設值中斷，但并不是所有高速計數(shù)器都支持這三種方式。高速計數(shù)器產(chǎn)生的中斷事件有14個。中斷源優(yōu)先級等詳情可查閱有關技術手冊。 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 3 3高速計數(shù)器指令高速計數(shù)器指令 高速計數(shù)器指令有兩條：HDEF和HSC。其指令格式及功能描述。表3-5 高速計數(shù)器指令的格式及功能描述r相關知識相關知識 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r相關知識相關知識4 4操作模式和輸入線的連接操作模式和輸入線的連接 1）操作模式。每種高速計數(shù)器有多種功能不

14、同的操作模式，操作模式與中斷事件密切相關。使用一個高速計數(shù)器，首先要定義它的操作模式。用HDEF指令來進行設置。 S7-200系列PLC的高速計數(shù)器最多可設置12（用常數(shù)011表示）種不同的操作模式。不同的高速計數(shù)器有不同的模式。表3-6 高速計數(shù)器的操作模式 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r相關知識相關知識4 4操作模式和輸入線的連接操作模式和輸入線的連接 2）輸入線的連接。正確使用一個高速計數(shù)器，除了要定義它的操作模式外，還必須注意它的輸入端連接。S7-200系列PLC為高速計數(shù)器定義了固定的輸入點（端）。表3-7 高速計數(shù)器的指定輸入 任務任務3-1 3-1 交通

15、信號燈控制交通信號燈控制 這是一條公路與人行橫道之間的信號燈順序控制，沒有人橫穿公路時，公路綠燈與人行橫道紅燈始終都是亮的，當有人需要橫穿公路時按路邊設有的按鈕（兩側均設）SB1或SB2，15s后公路綠燈滅黃燈亮，再過10s紅燈亮，然后過5s人行橫道紅燈滅、綠燈亮，綠燈亮10s后又閃爍4s。5s后紅燈又亮，再過5s，公路綠燈亮，在這個過程中按路邊的按鈕是不起作用的，只有當整個過程結束后，也就是公路綠燈與人行橫道紅燈同時亮時再按按鈕才起作用。設計PLC控制系統(tǒng)。任務要求如下： 1）確定PLC的輸入/輸出設備，并進行I/O地址分配。 2）編寫PLC控制程序。 3）進行PLC接線并聯(lián)機調試。r任務訓

16、練任務訓練 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r小結小結（1 1）S7-200S7-200系列系列PLCPLC按工作方式有按工作方式有CTUCTU、CTDCTD、CTUDCTUD三種計數(shù)器，可對輸三種計數(shù)器，可對輸入脈沖進行加減計數(shù)。入脈沖進行加減計數(shù)。 注意：不同類型的計數(shù)器不能共用同一編號。注意：不同類型的計數(shù)器不能共用同一編號。（2 2）高速計數(shù)器有單路脈沖輸入的內部方向控制加）高速計數(shù)器有單路脈沖輸入的內部方向控制加/ /減計數(shù)、單路脈沖減計數(shù)、單路脈沖輸入的外部方向控制加輸入的外部方向控制加/ /減計數(shù)、兩路脈沖輸入的單相加減計數(shù)、兩路脈沖輸入的單相加/ /減計數(shù)

17、、兩路減計數(shù)、兩路脈沖輸入的雙相正交計數(shù)四種計數(shù)方式。高速計數(shù)器依據(jù)計數(shù)脈沖、復脈沖輸入的雙相正交計數(shù)四種計數(shù)方式。高速計數(shù)器依據(jù)計數(shù)脈沖、復位脈沖、起動脈沖端子的不同接法可組成位脈沖、起動脈沖端子的不同接法可組成1212種工作模式，不同的高速計種工作模式，不同的高速計數(shù)器有多種功能不相同的工作模式。數(shù)器有多種功能不相同的工作模式。（3 3）高速計數(shù)器的指令有高速計數(shù)器定義指令）高速計數(shù)器的指令有高速計數(shù)器定義指令HDEFHDEF，指定高速計數(shù)器號，指定高速計數(shù)器號和計數(shù)器的工作模式；高速計數(shù)器指令和計數(shù)器的工作模式；高速計數(shù)器指令HSCHSC，使能有效，啟動高速計數(shù)器，使能有效，啟動高速計數(shù)器工作。工作。（4 4）高速計數(shù)器的控制字節(jié)用于設置計數(shù)器的計數(shù)允許、計數(shù)方向等。）高速計數(shù)器的控制字節(jié)用于設置計數(shù)器的計數(shù)允許、計數(shù)方向等。 任務任務3-1 3-1 交通信號燈控制交通信號燈控制 r思考練習思考