交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)DOC

項(xiàng)目三交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)一、實(shí)訓(xùn)目標(biāo)1 通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)和操作，學(xué)會(huì)使用松下PLC內(nèi)部部分特殊輔助繼電器、定時(shí)器、上升沿微分指令，能夠采用時(shí)間控制方法進(jìn)行順序邏輯程序的編寫，掌握交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試方法。2 .能夠正確編制、輸入和傳輸交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)PL（控制程序。3 能夠獨(dú)立完成交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)PLC控制線路的安裝。4 按規(guī)定進(jìn)行通電調(diào)試，出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)能根據(jù)設(shè)計(jì)要求獨(dú)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(jì)的發(fā)展，交通信號(hào)燈發(fā)揮的作用越來(lái)越大，正因?yàn)橛辛私煌ㄐ盘?hào)燈，才使車流、人流有了規(guī)范，同時(shí)，減少了交通事故發(fā)生的概率。然而，交通信號(hào)燈不合理使用或設(shè)置，也會(huì)影 響交通的順暢。1. 交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的控制要求：AlR2 圖7-1交通燈現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(shí)序圖根據(jù)控制要求，可得出整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)序圖如上圖所示，本系統(tǒng)可以采用步進(jìn)控制思想三、相關(guān)知識(shí)1、PLC的狀態(tài)轉(zhuǎn)移編程法在設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的程序時(shí)，僅僅采用簡(jiǎn)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(lái)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(gè) 控制過(guò)程分為若干個(gè)階段，在每一個(gè)階段均設(shè)立一個(gè)控制標(biāo)志，當(dāng)每一個(gè)階段執(zhí)行完畢，就啟動(dòng)下 一個(gè)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(shí)際上就是控制系統(tǒng)的功能轉(zhuǎn)移。機(jī)電自控系統(tǒng) 中機(jī)械的自動(dòng)工作循環(huán)過(guò)程就是電氣控制系統(tǒng)的狀態(tài)自動(dòng)、有序、逐步轉(zhuǎn)移的過(guò)程。這種功能流程 圖完整地表現(xiàn)了控制系統(tǒng)的控制過(guò)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(jì)的極好工具。（一）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(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，使生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)而有序地進(jìn)行工作。順序控制設(shè)計(jì)法：根據(jù)系統(tǒng)的工藝過(guò)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(jì)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(jìn)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(guò)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(jì)出梯形圖。順控編程方法有：（1）起動(dòng)、保持、停止電路的編程方法（2）以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法。（3）使用STL指令（步進(jìn)梯形指令）的編程方法。（三）順控圖的組成要素1、 ）步與動(dòng)作當(dāng)系統(tǒng)正工作于某一步時(shí)，該步處于活動(dòng)狀態(tài)，稱為“活動(dòng)步”。處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的動(dòng)作為執(zhí)行，處于不活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的非保持型動(dòng)作被停止執(zhí)行。每一個(gè)順控功能圖至少應(yīng)有一個(gè)初始步，它是對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)等待起動(dòng)的初始狀態(tài)。（一般用要用特殊輔助繼電器 M8002來(lái)轉(zhuǎn)換）2、 ）有向連線、轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)換條件有向連線上無(wú)箭頭標(biāo)注時(shí)，其進(jìn)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(lái)表示，步之間用轉(zhuǎn)換隔開，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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換應(yīng)同時(shí)具備兩個(gè)條件：前級(jí)步必須是活動(dòng)步。對(duì)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(qǐng)學(xué)生課后了解）實(shí)例：按下 XO, Y0亮；5s后Y1亮；Y1亮5s后Y2亮，5s后電路復(fù)原。R9013X0=1Y0亮,T0=1Y1亮,T1=1Y2亮,T2=15、）畫順控功能圖的注意事項(xiàng)：-兩個(gè)步絕對(duì)不能直接相連，必須用一個(gè)轉(zhuǎn)換將它們隔開。-兩個(gè)轉(zhuǎn)換也不能直接相連，必須用一個(gè)步將它們隔開。-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(shí)，應(yīng)從最后一步返回下一個(gè)工作周期開始運(yùn)行的第一步。在順控功能圖中，當(dāng)某一步的前級(jí)步是活動(dòng)步時(shí)，該步才有可能變成活動(dòng)步。3、SET RST指令功能：SET指令RST指令應(yīng)用程序舉例:04X0 當(dāng)X1應(yīng)用注意事項(xiàng)：當(dāng)觸發(fā)信號(hào)接通時(shí)執(zhí)行了 SET指令，則不管觸發(fā)信號(hào)如何變化， 當(dāng)觸發(fā)信號(hào)接通時(shí)執(zhí)行了 RST指令，則不管觸發(fā)信號(hào)如何變化， 對(duì)于部分內(nèi)部繼電器（R）和外部繼電器（Y），同樣編號(hào)的 沒(méi)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(yùn)行的最終結(jié)果決定的。-4i例題解釋：當(dāng)(1)(2)(3)4、SSTP、接通時(shí)，Y0接通并保持。 接通時(shí)，Y0斷開并保持。YC1PHIIhi,JNSTP、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(shí)，外在這段過(guò)棍中如揮錢頑來(lái)處理功能:SSTP指令：表示步進(jìn)程序開始。NSTP指令：當(dāng)檢測(cè)到觸發(fā)信號(hào)的上升沿時(shí)，啟動(dòng)當(dāng)前過(guò)程,并將前一個(gè)過(guò)程復(fù)位。NSTL指令：當(dāng)觸發(fā)信號(hào)閉合時(shí)，啟動(dòng)當(dāng)前過(guò)程，并將前一個(gè)過(guò)程復(fù)位。置位指令，使輸出強(qiáng)制接通并保持。 復(fù)位指令，使輸出強(qiáng)制斷開并保持。CSTP指令：清楚并復(fù)位指定的步進(jìn)過(guò)程。STPE指令：表示步進(jìn)程序區(qū)結(jié)束，返回一般梯形圖程序。 應(yīng)用程序舉例：1014171822100104觸發(fā)信號(hào)X0I k觸發(fā)信號(hào)(NSTP 1).刃(SSTP, 1 )步進(jìn)過(guò)程編號(hào)Y0b (NSTL2)（SST巳 2 ）步進(jìn)過(guò)程編號(hào)觸發(fā)信號(hào)(CSTP50)(STPE )圖7-5步進(jìn)指令編程實(shí)例Y1接通Y2接通Y3接通圖7-5步進(jìn)指令實(shí)例功能示意圖例題解釋:1）當(dāng)觸發(fā)信號(hào)（X0）接通時(shí)，執(zhí)行第一個(gè)步進(jìn)過(guò)程。2）當(dāng)觸發(fā)信號(hào)（X1）接通時(shí)，清除第一個(gè)步進(jìn)過(guò)程，執(zhí)行第二個(gè)步進(jìn)過(guò)程。3）當(dāng)觸發(fā)信號(hào)（X3）接通時(shí)，清除第五十個(gè)步進(jìn)過(guò)程，步進(jìn)控制結(jié)束。四、任務(wù)實(shí)施1.輸入/輸出分配表表7-4交通信號(hào)燈控制電路輸入/輸出分配表輸入電器輸入點(diǎn)輸出電器輸出點(diǎn)啟動(dòng)按鈕(SB1)X0東西紅燈L1Y0停止按鈕2( SB2)X1東西黃燈L2Y1東西綠燈L3Y2南北紅燈L4Y3南北黃燈L5Y4南北綠燈L6Y52輸入/輸出接線圖用松下FP1-C40型可編程控制器實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)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(hào)燈控制系統(tǒng)的輸入/輸岀接線圖3 根據(jù)交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)的控制要求，采用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)步進(jìn)控制功能的該當(dāng)編寫梯形圖程序（1）程序如圖7-7所示。303337R901CR10 -1R1-14 147545761G4閃/ / /1 JI 1J1 2 J1T Y T臉 TESTmTTlTYOTOR1Y1-Y0R4R4T5T I_/I恥T5K90LCK5TT114K10I/II ED圖7-7交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)梯形圖程序（2）程序解釋：當(dāng)X0接通后啟動(dòng)信號(hào) R10為ON，定時(shí)器TM0開始計(jì)時(shí)，內(nèi)部繼電器 R10接通，同時(shí)TM4 開始計(jì)時(shí)，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(diǎn)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(shí)，TM0有輸出，常閉觸點(diǎn) TO斷 開，R10斷電，使Y2為OFF, A向綠燈滅，同時(shí)常開觸點(diǎn) 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(diǎn) T1斷開，Y1為OFF，A向黃燈滅。常開觸點(diǎn) T1閉合，Y1的常閉 觸點(diǎn)為閉合狀態(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(shí)間內(nèi)Y3一直為ON既B向的紅燈一直在亮。）Y0的常開接點(diǎn)閉合，接通 R9，TM5開始計(jì)時(shí)，R13為ON， 常開接點(diǎn)R13閉合接通Y5，既B向的綠燈亮，經(jīng) 4STM5有輸出，常開觸點(diǎn) T5閉合，R14閃，常 閉觸點(diǎn)T5打開R13斷電，使Y5閃2s，既B向綠燈亮4s后閃2s，其經(jīng)過(guò)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(diǎn) T3打開，Y4為OFF，黃燈滅， Y4的常閉觸點(diǎn)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PLC功能強(qiáng)大的步進(jìn)指令實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的控制。(1) 十字路口交通信號(hào)燈控制，現(xiàn)采用步進(jìn)指令實(shí)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(shí)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(jì)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?yàn)闁|西向，B向?yàn)槟媳毕颉?MSTP0)-(SST? 0)- tn (3-0BTL 2)-OGTF1FR9010 fTMY 0 , K 20T I1O1URl2)-TMIQCTL4>-O-4V-0)-3>-A JL 一1 5一 一 一 一 igr .r Y_>r s 6 &- 7 7Yb床西詞黃燈YOi申西向虹和Y3j購(gòu)化詢牡燈mmT2-415Y4：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(shí)激活過(guò)程0 和過(guò)程 1，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)分支并行 。分支 1 過(guò)程 0開始后，內(nèi)部通用繼電器 R0為ON ,其常開觸點(diǎn)R0閉合，接通輸出Y2，既東西向綠燈亮， 定時(shí)器TM0計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)20s激活過(guò)程2清除過(guò)程0，內(nèi)部繼電器 R1閃，使輸出Y2閃3s, 既東西向綠燈閃3s，然后激活過(guò)程 3清除過(guò)程2，輸出Y1為ON，既東西向黃燈亮，經(jīng)過(guò) 2s激活過(guò)程4清除過(guò)程3, Y0為ON，既東西向紅燈亮 25s，之后清除過(guò)程 4，又激活過(guò)程 0，開始新的循環(huán)。分支 2過(guò)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(shí)又激活過(guò)程 5，清除過(guò)程 1 ，然后 R3 為 ON ，其常開觸點(diǎn) R3 閉合，接通輸 出Y5，既南北向的綠燈亮，亮20s后清除過(guò)程5激活過(guò)程6, R4閃，既Y5閃，南北向綠燈閃3s后激活過(guò)程7,清除過(guò)程6,輸出Y4為ON既南北向黃燈亮，亮 2s后清除過(guò)程7， 又激活過(guò)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(chǎng)監(jiān)護(hù)下進(jìn)行通電調(diào)試,驗(yàn)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(dú)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。