項(xiàng)目4：交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝調(diào)試

項(xiàng)目四：交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝調(diào)試項(xiàng)目四：交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝調(diào)試知識目標(biāo)1技能目標(biāo)2任務(wù)描述3任務(wù)資訊4任務(wù)實(shí)施5知識目標(biāo)1熟練掌握繪制順序功能圖的方法

；

2掌握起保停電路的編程方法；

3掌握以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法。

技能目標(biāo)具備使用STEP7--Micro/WIN軟件調(diào)試PLC控制系統(tǒng)的能力；具備交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試及故障處理能力。

任務(wù)描述

要求：當(dāng)東西方向的紅燈亮60s期間，南北方向的綠燈亮55s，后閃3次，共3s，然后綠燈滅，南北方向的黃燈亮2s。

完成了半個循環(huán)，再轉(zhuǎn)換成南北方向的紅燈亮60s，在此其間，東西方向的綠燈亮55s，后閃三次，共3s秒，然后綠燈滅，東西方向的黃燈亮2s。完成一個周期，進(jìn)入下一個循環(huán)。

任務(wù)資訊資訊以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法

使用啟保停電路的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法

使用啟保停電路的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法起保停電路僅僅使用與觸點(diǎn)和線圈有關(guān)的指令，任何一種可編程控制器的指令系統(tǒng)都有這類指令，因此這是一種通用的編程方式，可以用于任意型號的PLC。

如圖所示的小車開始時停在最左邊，限位開關(guān)I0.2為1狀態(tài)。按下啟動按鈕，Q0.0變?yōu)?狀態(tài)，小車右行。碰到右限位開關(guān)I0.1時，Q0.0變?yōu)?狀態(tài)，Q0.1變?yōu)?狀態(tài)，小車改為左行。返回起始位置時，Q0.1變?yōu)?狀態(tài)，小車停止運(yùn)行，同時Q0.2變?yōu)?狀態(tài)，使制動電磁鐵線圈通電，定時器T38開始定時。定時時間到，制動電磁線圈斷電，系統(tǒng)返回初始狀態(tài)。

單序列的編程方法

單序列的編程方法

根據(jù)Q0.0～Q0.2ON∕OFF狀態(tài)的變化，顯然一個工作期間可以分為3步，分別用M0.1～M0.3來代表這3步，另外還應(yīng)設(shè)置一個等待啟動的初始步。

單序列的編程方法設(shè)計(jì)順序控制梯形圖的輸出電路的方法，可以分為兩種情況來處理：

某一輸出量僅在某一步中為1狀態(tài)，可以將它的線圈與對應(yīng)步的存儲器位的線圈并聯(lián)。某一輸出Q如果在幾步中都為1狀態(tài)，應(yīng)將代表這幾步的存儲器位M的常開觸點(diǎn)并聯(lián)后，來驅(qū)動該輸出位的線圈。單序列的編程方法選擇序列的分支的編程方法

右圖中步M0.0之后有一個選擇序列的分支，設(shè)M0.0為活動步，當(dāng)它的后續(xù)步M0.1或M0.2變?yōu)榛顒硬綍r，它都應(yīng)變?yōu)椴换顒硬剑碝0.0變?yōu)?狀態(tài)，所以應(yīng)將M0.1和M0.2的常閉觸點(diǎn)與M0.0的線圈串聯(lián)。選擇序列的分支的編程方法

選擇序列的合并的編程方法

右圖中，步M0.2之前有一個選擇序列的合并，當(dāng)步M0.1為活動步（M0.1為1狀態(tài)），并且轉(zhuǎn)換條件I0.1滿足，或者步M0.0為活動步，并且轉(zhuǎn)換條件I0.2滿足，步M0.2都應(yīng)變?yōu)榛顒硬?，即控制該步的存儲器位M0.2的起保停電路的啟動條件應(yīng)為M0.1·I0.1+M0.0·I0.2，對應(yīng)的啟動電路由兩條并聯(lián)支路組成，每條支路分別由M0.1、I0.1或M0.0、I0.2的常開觸點(diǎn)串聯(lián)而成。

選擇序列的合并的編程方法

一般來說，對于選擇序列的合并，如果某一步之前有N個轉(zhuǎn)換，即有N條分支進(jìn)入該步，則控制代表該步的存儲器位的起保停電路的啟動電路由N條支路并聯(lián)而成，各支路由某一前級步對應(yīng)的存儲器位的常開觸點(diǎn)與相應(yīng)轉(zhuǎn)換條件對應(yīng)的觸點(diǎn)或電路串聯(lián)而成。

并行序列的分支的編程方法

左圖中的步M0.2之后有一個并行序列的分支，當(dāng)步M0.2是活動步并且轉(zhuǎn)換條件滿足時，步M0.3與步M0.5應(yīng)同時變?yōu)榛顒硬剑@是用M0.2和I0.3的常開觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路分別作為M0.3和M0.5的啟動電路來實(shí)現(xiàn)的；與此同時，步M0.2應(yīng)變?yōu)椴换顒硬?。步M0.3和M0.5是同時變?yōu)榛顒硬降?，只需將M0.3或M0.5的常閉觸點(diǎn)與M0.2的線圈串聯(lián)就行了。并行序列的合并的編程方法

步M0.0之前有一個并行序列的合并，該轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件是所有的前級步（即步M0.4和M0.6）都是活動步和轉(zhuǎn)換條件I0.6滿足。由此可知，應(yīng)將M0.4、M0.6和I0.6的常開觸點(diǎn)串聯(lián)，作為控制M0.0的起保停電路的啟動電路。

總結(jié)任何復(fù)雜的順序功能圖都是由單序列、選擇序列和并行序列組成的，掌握了單序列的編程方法和選擇序列、并行序列的分支、合并的編程方法，就不難迅速地設(shè)計(jì)出任意復(fù)雜的順序功能圖描述的數(shù)字量控制系統(tǒng)的梯形圖。應(yīng)用舉例

人形橫道處的交通信號燈波形變化圖如下圖所示。人行橫道交通燈順序功能圖

為了避免從并行序列的合并出直接轉(zhuǎn)換到并行序列的分支處，在步M0.4和M0.7的后面設(shè)置了一個虛擬步，該步?jīng)]有具體的操作，進(jìn)入該步后，將馬上轉(zhuǎn)移到下一步。

交通燈的閃動是用1s的時鐘脈沖SM0.5的觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。

僅有兩步的閉環(huán)處理

M0.2和I0.2均為1狀態(tài)時，M0.3的啟動電路接通，但在這時與M0.3的線圈串聯(lián)的M0.2的常閉觸點(diǎn)確是斷開的，所以M0.3的線圈不能“斷電”。出現(xiàn)上述問題的根本原因在于步M0.2既是步M0.3的前級步，又是它的后續(xù)步。僅有兩步的閉環(huán)處理在小閉環(huán)中增設(shè)一步就可以解決這一問題。這一步?jīng)]有動作，進(jìn)入該步后，在下一掃描周期馬上轉(zhuǎn)換到步M0.2，對系統(tǒng)的運(yùn)行不會有什么影響。

以轉(zhuǎn)換為中心的順序控制梯形圖設(shè)計(jì)方法

單序列的編程方法:

在順序功能圖中，如果某一轉(zhuǎn)換所有的前級步都是活動步，并且滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件，則轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。

即所有由向連線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號相連的后續(xù)步都變?yōu)榛顒硬剑杏捎邢蜻B線與相應(yīng)轉(zhuǎn)換符號相連的前級步都變?yōu)椴换顒硬健?/p>

在以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法中，用該轉(zhuǎn)換所有前級步對應(yīng)的存儲器位的常開觸點(diǎn)與轉(zhuǎn)換對應(yīng)的觸點(diǎn)或電路串聯(lián)（該串聯(lián)電路即起保停電路中的啟動電路），用它作為使所有后續(xù)步對應(yīng)的存儲器位置位（使用置位指令），和使所有前級步對應(yīng)的存儲器復(fù)位（使用復(fù)位指令）的條件。

舉例：運(yùn)輸帶控制系統(tǒng)上圖中的兩條運(yùn)輸帶用來傳送較長的物體，要求盡可能地減少運(yùn)輸帶的運(yùn)行時間。在運(yùn)輸帶端部設(shè)置了兩個光電開關(guān)，有物體經(jīng)過時I0.0和I0.1為1狀態(tài)，運(yùn)輸帶A、B的電動機(jī)分別用Q0.0和Q0.1控制。SM0.1使初始步M0.0為1狀態(tài)；按下啟動按鈕I0.2，運(yùn)輸帶A開始運(yùn)行，被傳送物體的前沿使I0.0變?yōu)?狀態(tài)時，系統(tǒng)進(jìn)入步M0.2，兩條運(yùn)輸帶同時運(yùn)行。被傳送物體的后沿離開光電開關(guān)I0.0時，運(yùn)輸帶A停止運(yùn)行，物體的后沿離開光電開關(guān)I0.1時，運(yùn)輸帶B停止運(yùn)行，系統(tǒng)返回初始步。

舉例：運(yùn)輸帶控制系統(tǒng)

不能將輸出位的線圈與置位指令和復(fù)位指令并聯(lián)！舉例：運(yùn)輸帶控制系統(tǒng)當(dāng)物體離開的后沿離開限位開關(guān)I0.1時，應(yīng)實(shí)現(xiàn)步M0.3之后的轉(zhuǎn)換。為什么不能用I0.1的常閉觸點(diǎn)作轉(zhuǎn)換條件呢？

選擇序列的編程方法

如果某一轉(zhuǎn)換與并行序列的分支、合并無關(guān)，它的前級步和后續(xù)步都只有一個，需要復(fù)位、置位的存儲器位也只有一個，因此對選擇序列的分支與合并的編程方法實(shí)際上與對單序列的編程方法完全相同。

選擇序列的編程方法并行序列的編程方法

左圖中轉(zhuǎn)換的上面是并行序列的合并，轉(zhuǎn)換的下面是并行序列的分支，該轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的條件是所有的前級步（即步M1.0和M1.1）都是活動步和轉(zhuǎn)換條件滿足。因此，應(yīng)將M1.0、M1.1、I0.3的常開觸點(diǎn)與I0.1的常閉觸點(diǎn)組成的串并聯(lián)電路，作為使M1.2、M1.3置位和使M1.0、M1.1復(fù)位的條件。

應(yīng)用舉例（混合溶液控制系統(tǒng)）任務(wù)實(shí)施下載程序及調(diào)試

編程

PLC的外部接線

I∕O分配表

I∕O分配表

類別

PLC元件作用

輸入

I0.0起動、停止交通燈

輸出

Q0.1南北方向綠燈

Q0.3南北方向黃燈

Q0.5南北方向紅燈

Q0.2東西方向綠燈