西門子S7-300 PLC項目化教程第2版 課件 項目10 十字路口交通信號燈控制程序設(shè)計與調(diào)試

項目10十字路口交通燈控制設(shè)計與調(diào)試主編：李莉王玉娟項目目錄任務(wù)10.1認識順序控制功能圖任務(wù)10.2應(yīng)用S7-GRAPH任務(wù)10.3設(shè)計與調(diào)試十字路口交通燈控制程序10.3.1單序列實現(xiàn)十字路口交通燈控制10.3.2并行序列實現(xiàn)十字路口交通燈控制[項目目標(biāo)]1.了解順序控制的概念及順序功能圖的分類。2.掌握順序功能圖的設(shè)計方法和設(shè)計步驟。3.掌握在S7-GRAPH編程語言環(huán)境下完成順序控制系統(tǒng)的設(shè)計及調(diào)試方法。4.利用S7-GRAPH語言完成十字路口交通燈控制系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試。10.1.1順序控制及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1．順序控制所謂順序控制，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，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動地有秩序地進行操作。使用順序控制設(shè)計法首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。有的PLC編程軟件為用戶提供了順序功能圖(SFC)語言，在編程軟件中生成順序功能圖后便完成了編程工作。

任務(wù)10.1認識順序控制功能圖圖10-1加工站順序控制示例2．順序控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖10-3順序控制系統(tǒng)中的塊10.1.2順序功能圖1．步一個順序控制過程可分為若干個階段，這些階段稱為步(Step)或狀態(tài)。每個步都有不同的動作(但初始步有可能沒有動作)。步的劃分、初始步、活動步2．有向連線3．轉(zhuǎn)換條件4．動作10.1.3順序功能圖的結(jié)構(gòu)類型單序列

選擇序列并行序列混合序列

1．單序列由一系列相繼激活的步組成，每一步的后面僅有一個轉(zhuǎn)換，每一個轉(zhuǎn)換的后面只有一個步，從頭到尾只有一條路可走。舉例：指示燈控制系統(tǒng)。⑴控制說明某指示燈控制系統(tǒng)有三個指示燈，控制要求如下：1)按下啟動按鈕Start，指示燈系統(tǒng)開始工作，按間隔20s的時間L0→L1→L2依次點亮。2)隨時按下停止按鈕Stop，L0、L1、L2同時滅燈。圖10-6指示燈控制系統(tǒng)順序功能圖2．選擇序列

序列中存在多條路徑，而只能選擇其中一條路徑來走，這種分支方式稱為選擇性分支序列。具有“自動”和“手動”兩種操作模式的順控器，一般設(shè)計成選擇性分支序列。

舉例：洗車控制系統(tǒng)設(shè)計。洗車過程包含三道工藝：泡沫清洗、清水沖洗和風(fēng)干。系統(tǒng)設(shè)置“自動”和“手動”兩種控制方式，如圖10-7所示。具體控制要求如下：1)若方式選擇開關(guān)Mode置于“手動”方式，按起動按鈕Start，則按下面的順序動作：首先執(zhí)行泡沫清洗→按沖洗按鈕SB1，則執(zhí)行清水沖洗→按風(fēng)干按鈕SB2，則執(zhí)行風(fēng)干→按完成按鈕SB3，則結(jié)束洗車作業(yè)。2)若選擇方式開關(guān)置于“自動”方式，按起動按鈕后，則自動執(zhí)行洗車流程：泡沫清洗10s→清水沖洗20s→風(fēng)干5s→結(jié)束→回到待洗狀態(tài)。3)任何時候按下停止按鈕Stop，則立即停止洗車作業(yè)。

圖10-7洗車控制系統(tǒng)圖10-8洗車控制系統(tǒng)順序功能圖3．并行序列序列中若有多條路徑，且必須同時執(zhí)行，這種分支方式稱為并行序列。在各個分支都執(zhí)行完后，才會繼續(xù)往下執(zhí)行，這種有等待功能的合并方式，稱為并行序列的合并。

1）并行序列的執(zhí)行。2）并行序列的合并。舉例：飲料灌裝線的設(shè)計。控制要求如下：1)按動啟動按鈕Start，傳送帶M1開始轉(zhuǎn)動，若定位傳感器SE5動作，表示飲料瓶已到達一個工位，傳送帶應(yīng)立即停止。2)在灌裝工位上部有一個飲料罐，當(dāng)該工位有飲料瓶時，則由電磁閥LT1對飲料瓶進行3s定時灌裝(傳送帶已定位)。3)在封蓋工位上有2個單作用氣缸(A缸和B缸)，當(dāng)工位上有飲料瓶時，首先A缸向下推出瓶蓋，當(dāng)SE3動作時，表示瓶蓋已推到位，然后B缸開始執(zhí)行壓接，1s后B缸打開，再經(jīng)1s后A缸退回，當(dāng)SE4動作時表示A缸已退回到位，封蓋動作完成。4)瓶子的補充及包裝，假設(shè)使用人工操作，暫時不考慮。5)任何時候按停止按鈕Stop，應(yīng)立即停止正在執(zhí)行的工作：傳送帶電機停止、電磁閥關(guān)閉、氣缸歸位。圖10-9飲料灌裝線示意圖圖10-10飲料灌裝線控制系統(tǒng)順序功能圖有3條傳送帶順序相連，如圖10-11所示。按下啟動按鈕，3號傳送帶開始工作，5s后2號傳送帶自動啟動，再過5s后1號傳送帶自動啟動。停機的順序與啟動的順序相反，間隔為10s。即按下停止按鈕后，先停1號傳送帶，10s后停2號傳送帶，再過10s后停1號傳送帶。用順序功能圖的方法實現(xiàn)傳送帶的控制。任務(wù)10.2應(yīng)用S7-GRAPH10.2.1創(chuàng)建順序功能圖1．安裝S7-GRAPH語言2．創(chuàng)建使用S7-GRAPH的功能塊3段傳送帶控制符號表創(chuàng)建功能塊并選擇創(chuàng)建語言

3．S7-GRAPH編輯器⑴View視窗工具欄

⑵Sequencer浮動工具欄

⑶LAD轉(zhuǎn)換條件編輯工具欄

⑷Over-View浮動的瀏覽窗口

4．生成步與轉(zhuǎn)換圖10-19順序控制器中步的組成傳送帶控制順序功能示意圖生成步與轉(zhuǎn)換5．生成動作6．生成轉(zhuǎn)換條件3段傳送帶控制順序功能圖10.2.2順序功能圖設(shè)置與調(diào)試1．對監(jiān)控功能編程2．設(shè)置S7-GRAPH功能塊的參數(shù)集3．調(diào)用S7-GRAPH功能塊4．仿真實驗任務(wù)10.3設(shè)計與調(diào)試十字路口交通燈控制程序北

南

東

西

紅

紅

紅

紅

黃

黃

黃

黃

綠

綠

綠

綠

十字路口交通燈示意圖

控制要求如下：交通燈系統(tǒng)由一個啟動開關(guān)控制，當(dāng)啟動開關(guān)接通時，該信號燈系統(tǒng)開始工作，控制過程循環(huán)進行。當(dāng)啟動開關(guān)關(guān)斷時，執(zhí)行完該周期后信號燈都熄滅。10.3.1單