S7-1200PLC應(yīng)用技術(shù)項(xiàng)目教程課件：十字路口交通燈的PLC控制

十字路口交通燈的PLC控制一、任務(wù)導(dǎo)入交通信號(hào)燈是人們?cè)谌粘Ｉ钪谐Ｒ姷囊环N無(wú)人控制信號(hào)系統(tǒng)，它們的正常運(yùn)行直接關(guān)系到交通的安全狀況。常見的交通信號(hào)燈有主干道路上十字路口交通信號(hào)燈，以及為保障行人橫穿車道的安全和道路的通暢而設(shè)置的人行橫道交通信號(hào)指示燈。本任務(wù)通過(guò)交通信號(hào)燈的PLC控制，來(lái)介紹并行序列順序控制的編程方法。二、知識(shí)鏈接（一）并行序列順序控制的編程

并性序列分支與匯合的特點(diǎn)圖3-34并行分支、匯合順序功能圖

a）并行分支

b）并行匯合分支

并行分支與匯合的編程圖3-35

并行分支的編程a）順序功能圖b）梯形圖匯合

并行分支與匯合的編程圖3-36并行匯合的編程a）順序功能圖b）梯形圖（二）編程舉例按鈕式人行橫道交通信號(hào)燈示意圖如圖3-37所示。正常情況下，汽車通行，即HL3綠燈亮、HL4紅燈亮；當(dāng)行人需要過(guò)馬路時(shí)，則按下按鈕SB1（或SB2），30s后主干道交通燈的變化為綠→黃→紅,當(dāng)主干道紅燈亮?xí)r，人行道從紅燈轉(zhuǎn)為綠燈亮，15s后人行道綠燈開始閃爍，閃爍5次后轉(zhuǎn)入主干道綠燈亮，人行道紅燈亮。各方向信號(hào)燈工作的時(shí)序圖如圖3-38所示。從交通燈的控制要求可知：人行道和車道燈是同時(shí)工作的，因此，它是一個(gè)并行序列順序控制，可以采用并行序列分支與匯合的編程方法編制交通燈控制程序。圖3-37按鈕式人行橫道交通信號(hào)燈示意圖圖3-38

按鈕式人行橫道交通信號(hào)燈控制時(shí)序圖

I/O地址分配與接線圖表3-10I/O地址分配表輸入輸出設(shè)備名稱符號(hào)I元件地址設(shè)備名稱符號(hào)Q元件地址左起動(dòng)按鈕SB1I0.0車道紅燈HL1Q0.0右起動(dòng)按鈕SB2I0.1車道黃燈HL2Q0.1

車道綠燈HL3Q0.2

人行道紅燈HL4Q0.3

人行道綠燈HL5Q0.4I/O接線圖圖3-39按鈕式人行橫道交通信號(hào)燈I/O接線圖

創(chuàng)建工程項(xiàng)目圖3-40按鈕式人行橫道交通信號(hào)燈控制順序功能圖

順序功能圖打開博途編程軟件，在Portal視圖中選擇“創(chuàng)建新項(xiàng)目”，輸入項(xiàng)目名稱“按鈕式人行橫道順序控制”選擇項(xiàng)目保存路徑，然后單擊“創(chuàng)建”按鈕創(chuàng)建項(xiàng)目完成，并完成項(xiàng)目硬件組態(tài)，啟用系統(tǒng)存儲(chǔ)器字節(jié)MB1。

編制梯形圖圖3-41按鈕式人行橫道交通信號(hào)燈控制梯形圖圖3-41按鈕式人行橫道交通信號(hào)燈控制梯形圖（續(xù)）圖3-41按鈕式人行橫道交通信號(hào)燈控制梯形圖（續(xù)）圖3-41按鈕式人行橫道交通信號(hào)燈控制梯形圖（續(xù)）圖3-41按鈕式人行橫道交通信號(hào)燈控制梯形圖（續(xù)）（一）任務(wù)目標(biāo)1）根據(jù)控制要求繪制并行序列順序功能圖，并用起保停編程方式轉(zhuǎn)換成梯形圖。2）學(xué)會(huì)S7-1200PLCI/O接線方法。3）初步掌握并行序列順序控制起保停編程方式的編程方法。4）熟練使用西門子博途編程軟件組態(tài)設(shè)備、編制并行序列順序控制梯形圖，并下載至CPU進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，查看運(yùn)行結(jié)果。三、任務(wù)實(shí)施表3-11所需設(shè)備與器材（二）設(shè)備與器材序號(hào)名稱符號(hào)型號(hào)規(guī)格數(shù)量備注1常用電工工具

十字起、一字起、尖嘴鉗、剝線鉗等1套表中所列設(shè)備、器材的型號(hào)規(guī)格僅供參考2計(jì)算機(jī)（安裝博圖編程軟件）

1臺(tái)3西門子S7-1200PLC

CPUCPU1214CAC/DC/Rly，訂貨號(hào)：6ES7214-1AG40-0XB01臺(tái)4十字路口交通信號(hào)燈模擬控制掛件

1個(gè)5以太網(wǎng)通信線

1根6連接導(dǎo)線

若干十字路口交通信號(hào)燈模擬控制面板如圖3-42所示。按下起動(dòng)按鈕時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開始工作，先東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮，在東西方向的紅燈亮30s期間，南北方向的綠燈亮25s，后閃3次，共3s，然后綠燈滅，接著南北方向的黃燈亮2s，完成了半個(gè)循環(huán)。再轉(zhuǎn)換成南北方向的紅燈亮30s，在此期間，東西方向的綠燈亮25s，后閃3次，共3s，然后綠燈滅，接著東西方向的黃燈亮2s，完成一個(gè)周期，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，若按下停止按鈕，信號(hào)燈系統(tǒng)在完成當(dāng)前周期的循環(huán)后才能停止。（三）內(nèi)容與步驟

任務(wù)要求圖3-42十字路口交通信號(hào)燈模擬控制面板

I/O地址分配與接線圖表3-12I/O地址分配表輸入輸出設(shè)備名稱符號(hào)I元件地址設(shè)備名稱符號(hào)Q元件地址起動(dòng)按鈕SB1I0.0南北方向綠燈HL00、HL01Q0.0停止按鈕SB2I0.1東西方向綠燈HL10、HL11Q0.1

南北方向黃燈HL20、HL21Q0.2

東西方向黃燈HL30、HL31Q0.3

南北方向紅燈HL40、HL41Q0.4

東西方向紅燈HL50、HL51Q0.5圖3-43I/O接線圖圖3-44十字路口交通燈控制變量表

創(chuàng)建工程項(xiàng)目打開博途編程軟件，在Portal視圖中選擇“創(chuàng)建新項(xiàng)目”，輸入項(xiàng)目名稱“3RW_3”選擇項(xiàng)目保存路徑，然后單擊“創(chuàng)建”按鈕創(chuàng)建項(xiàng)目完成，并完成項(xiàng)目硬件組態(tài)，啟用系統(tǒng)存儲(chǔ)器字節(jié)MB1。

編制變量表

順序功能圖圖3-45十字路口交通信號(hào)燈控制功能圖

編制梯形圖圖3-46十字路口交通信號(hào)燈控制梯形圖圖3-46十字路口交通信號(hào)燈控制梯形圖（續(xù)）圖3-46十字路口交通信號(hào)燈控制梯形圖（續(xù)）圖3-46十字路口交通信號(hào)燈控制梯形圖（續(xù)）圖3-46十字路口交通信號(hào)燈控制梯形圖（續(xù)）圖3-46十字路口交通信號(hào)燈控制梯形圖（續(xù)）圖3-46十字路口交通信號(hào)燈控制梯形圖（續(xù)）圖3-46十字路口交通信號(hào)燈控制梯形圖（續(xù)）（四）分析與思考

調(diào)試運(yùn)行將設(shè)備組態(tài)及圖3-46所示的梯形圖編譯后下載至CPU，按照?qǐng)D3-43進(jìn)行PLC輸入、輸出端接線。啟動(dòng)CPU，將CPU切換至RUN模式，選擇菜單命令“在線”→“全部監(jiān)視”，可以全畫面監(jiān)控PLC的運(yùn)行，這時(shí)可以觀察到定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值會(huì)隨著程序的運(yùn)行而動(dòng)態(tài)變化，得電動(dòng)作的線圈和閉合的觸點(diǎn)會(huì)變綠。借助了博途軟件的監(jiān)視功能，可以檢查哪些線圈和觸點(diǎn)該動(dòng)作而沒(méi)有動(dòng)作，從而為進(jìn)一步修改程序提供幫助。1）本任務(wù)中如果要求按下停止按鈕時(shí)，信號(hào)燈立即熄滅，程序如何編制？2）本任務(wù)如果用單序列順序控制實(shí)現(xiàn)，程序如何編制？四、任務(wù)考核表3-13任務(wù)實(shí)施考核表序號(hào)考核內(nèi)容考核要求評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)配分得分1電路及程序設(shè)計(jì)（1）能正確分配I/O地址，并繪制I/O接線圖（2）根據(jù)控制要求，正確編制并行序列順序功能圖（3）設(shè)備組態(tài)（4）能使用起保停編程方式將順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖（1）I/O分配錯(cuò)或少，每個(gè)扣5分（2）I/O接線圖設(shè)計(jì)不全或有錯(cuò)，每處扣5分（3）功能圖繪制不正確或畫法不規(guī)范，每處扣5分（4）CPU組態(tài)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備型號(hào)不匹配，扣10分（5）功能圖轉(zhuǎn)換梯形圖有錯(cuò)誤，每處扣5分40分2安裝與連線根據(jù)I/O接線圖，正確連接電路（1）連線錯(cuò)一處，扣5分（2）損壞元器件，每只扣5～10分（3）損壞連接線，每根扣5～10分20分3調(diào)試與運(yùn)行能熟練使用編程軟件編制程序、下載至CPU并按要求調(diào)試運(yùn)行（1）不能熟練使用編程軟件進(jìn)行梯形圖的編輯、修改、編譯、下載及監(jiān)視，每項(xiàng)扣2分（2）不能按控制要求完成相應(yīng)的功能，每少一項(xiàng)扣5分20分4安全操作確保人身和設(shè)備安全違反安全文明操作規(guī)程，扣10～20分20分5合計(jì)五、知識(shí)拓展（一）置位復(fù)位指令編程方式在并行序列順序控制中的應(yīng)用圖3-47并行序列分支使用置位復(fù)位指令的編程

并行序列分支的編程圖3-48并行序列匯合使用置位復(fù)位指令方式的編程

并行序列匯合的編程（二）應(yīng)用舉例

圖3-49是某剪板機(jī)的工作示意圖，初始狀態(tài)時(shí)，壓鉗和剪刀均在上限位置，限位開關(guān)SQ1和SQ2為ON狀態(tài)。按下起動(dòng)按鈕SB，工作過(guò)程如下：首先板料右行,右行至限位開關(guān)SQ4動(dòng)作，然后壓鉗下行，壓緊板料后，壓力繼電器KP為ON，壓鉗保持壓緊，剪刀開始下行。剪斷料板后，剪刀限位開關(guān)變?yōu)镺N，延時(shí)1s后，壓鉗和剪刀同時(shí)上行，它們分別碰到限位開關(guān)SQ1和SQ2后，停止上行，均停止后，又開始下一周期的工作，剪完5塊料板后停止工作并停在初始狀態(tài)。圖3-49剪板機(jī)工作示意圖

I/O地址分配輸

入輸

出設(shè)備名稱符號(hào)I元件地址設(shè)備名稱符號(hào)Q元件地址起動(dòng)按鈕SBI0.0板料右行KM1Q0.0壓鉗上限位SQ1I0.1剪刀下行KM2Q0.1剪刀上限位SQ2I0.2剪刀上行KM3Q0.2剪刀下限位SQ3I0.3壓鉗下行YV1Q0.3板料右限位SQ4I0.4壓鉗上行YV2Q0.4壓力繼電器KPI0.5

表3-14剪板機(jī)控制I/O地址分配表

創(chuàng)建工程項(xiàng)目打開博途編程軟件，在Portal視圖中選擇“創(chuàng)建新項(xiàng)目”，輸入項(xiàng)目名稱“剪板機(jī)控制”選擇項(xiàng)目保存路徑，然后單擊“創(chuàng)建”按鈕創(chuàng)建項(xiàng)目完成，并完成項(xiàng)目硬件組態(tài)，啟用系統(tǒng)存儲(chǔ)器字節(jié)MB1。a）剪板機(jī)控制順序功能圖

繪制順序功能圖

編制梯形圖b）剪板機(jī)控制梯形圖b）剪板機(jī)控制梯形圖（續(xù)）b）剪板機(jī)控制梯形圖（續(xù)）b）剪板機(jī)控制梯形圖（續(xù)）b）剪板機(jī)控制梯形圖（續(xù)）b