《可编程控制器应用技术》模块3任务3-1

1、http:/ 灯光及显示控制模块3灯光及显示控制http:/ 灯光及显示控制 日常生活中经常见到各种各样形式变换的彩灯、密码锁。它们是如何实现控制的呢?本项目中将结合PLC的计数器指令、数据处理指令和运算指令等来实现对彩灯及密码锁等日常生活常见对象的PLC控制。http:/ 灯光及显示控制 通过3项与本模块相关的任务的实施，进一步熟悉定时器、掌握计数器的使用；掌握计数器常见的基本应用电路；掌握数据处理指令、比较指令、逻辑运算指令的应用。进一步掌握PLC的接线方法，能够熟练运用编程软件进行联机调试。任务任务3-1 交通信号灯控制交通信号灯控制 任务任务3-2 霓虹灯控制霓虹灯控制 任务任务3-3

2、 LED数码显示控制数码显示控制 学习目标http:/ 灯光及显示控制任务3-1 交通信号灯控制 http:/ 灯光及显示控制 进一步熟悉定时器指令的用法。进一步熟悉定时器指令的用法。 掌握计数器指令的应用。掌握计数器指令的应用。 认识并掌握计数器的设定值与当前值的区别与作用。认识并掌握计数器的设定值与当前值的区别与作用。 运用定时器指令和计数器指令设计实现十字路口交通信号灯的运用定时器指令和计数器指令设计实现十字路口交通信号灯的控制，能够熟练运用编程软件进行联机调试。控制，能够熟练运用编程软件进行联机调试。任务3-1 交通信号灯控制 r任务目标任务目标http:/ 灯光及显示控制r前导知识前

3、导知识任务3-1 交通信号灯控制 1 1计数器指令计数器指令 S7-200列PLC的计数器按工作方式可分为加计数器、减计数器和加/减计数器。 计数器的结构与定时器基本相同每个计数器有一个16位的当前值寄存器用于存储计数器累计的脉冲数（132767），另有一个状态位表示计数器的状态。若当前值寄存器累计的脉冲数大于等于设定值时，计数器的状态位被置1，该计数器的触点转换。 同定时器一样，计数器的当前值、设定值均为16位有符号整数（INT），允许的最大值为32767。除了常数外，还可以用VW、IW等作它们的设定值。http:/ 灯光及显示控制r前导知识前导知识任务3-1 交通信号灯控制 1 1计数器指

4、令计数器指令http:/ 灯光及显示控制r前导知识前导知识任务3-1 交通信号灯控制 1 1计数器指令计数器指令 1）CTU：加计数器（Counter Up） 加计数器C5的梯形图形式如图所示。图中CU端用于连接计数脉冲信号，R端于连接复位信号，PV端用于标定计数器的设定值。http:/ 灯光及显示控制r前导知识前导知识任务3-1 交通信号灯控制 1 1计数器指令计数器指令 2）CTD：减计数器（Counter Down） 减计数器C5的梯形图形式如图所示。图中CD端用于连接计数脉冲信号，LD端于连接复位信号，PV端用于标定计数器的设定值。 http:/ 灯光及显示控制r前导知识前导知识任务3

5、-1 交通信号灯控制 1 1计数器指令计数器指令 3）CTUD：加减计数器（Counter Up/Down） 加减计数器C5的梯形图形式如图所示。图中CD端为减计数脉冲输入端，其他符号的意义同加计数器CTU。http:/ 灯光及显示控制r前导知识前导知识任务3-1 交通信号灯控制 1 1计数器指令计数器指令 3）CTUD：加减计数器（Counter Up/Down） 加/减计数器CTUD的计数范围为-3276832767，当前值为最大值32767时，下一个CU端输入脉冲使当前值变为最小值-32768；当前值为最小值-32767时，下一个CD端输入脉冲使当前值变为最大值32767。 注意：不同类

6、型的计数器不能共用同一编号。 http:/ 灯光及显示控制r前导知识前导知识任务3-1 交通信号灯控制 2 2计数器应用举例计数器应用举例 例1：设计计数次数为30万次的电路。 例2：设计一365天定时器电路。 例3：采用计数器与特殊存储器实现365天定时器电路。http:/ 灯光及显示控制任务3-1 交通信号灯控制 2 2计数器应用举例计数器应用举例r前导知识前导知识http:/ 灯光及显示控制r任务内容任务内容十字路口交通信号灯的控制任务3-1 交通信号灯控制 http:/ 灯光及显示控制r任务内容任务内容控制要求： 按启动按钮，南北方向红灯亮并维持25s。 在南北方向红灯亮的同时，东西方

7、向绿灯亮，东西方向车辆可以通行。 到20s时，东西方向绿灯以占空比为50%的1Hz频率闪烁3次（即3s后）熄灭，在东西绿灯熄灭后东西黄灯亮，东西方向车辆停止通行。 黄灯亮2s后熄灭，东西方向红灯亮，同时南北方向红灯灭，南北绿灯亮。南北方向车辆可以通行。 南北方向绿灯亮了20s后，以占空比为50%的1Hz频率闪烁3次（即3s后）熄灭，在南北绿灯熄灭后黄灯亮，南北方向车辆停止通行。 黄灯亮2S后熄灭，南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮，循环执行此过程。 按停止按钮，循环停止。任务3-1 交通信号灯控制 http:/ 灯光及显示控制r制定计划制定计划工作计划工作计划: : 在实际行动之前，预先对目标和行

8、动方案作出选择和具体安排，计划是预测与构想，即预先进行行动安排；围绕预期的目标，采取具体行动措施的工作过程，随着目标的调整进行行动的调整。任务3-1 交通信号灯控制 http:/ 灯光及显示控制r任务实施任务实施1 1分析控制要求，确定输入分析控制要求，确定输入/ /输出设备输出设备 通过对十字路口交通信号灯控制要求的分析，可以归纳出： 2个输入设备：启动按钮SB1和停止按钮SB1； 6个输出设备：南北红灯HL1、南北黄灯HL2、南北绿灯HL3、东西红灯HL4、东西黄灯HL5、东西绿灯HL6。任务3-1 交通信号灯控制 http:/ 灯光及显示控制r任务实施任务实施2 2对输入对输入/ /输出

9、设备进行输出设备进行PLCPLC控制的控制的I/OI/O地址分配地址分配任务3-1 交通信号灯控制 http:/ 灯光及显示控制r任务实施任务实施3 3绘制绘制PLCPLC外部接线图外部接线图任务3-1 交通信号灯控制 http:/ 灯光及显示控制r任务实施任务实施4 4PLCPLC程序设计程序设计 任务3-1 交通信号灯控制 http:/ 灯光及显示控制r任务实施任务实施4 4PLCPLC程序设计程序设计 任务3-1 交通信号灯控制 http:/ 灯光及显示控制r任务实施任务实施5 5安装配线安装配线 按照PLC外部接线图进行配线，安装方法及要求与继电器控制电路相同。 6 6运行调试运行调试

10、任务3-1 交通信号灯控制 http:/ 灯光及显示控制r检查评价检查评价r成果展示成果展示 进行按任务检查与评价标准进行。进行按任务检查与评价标准进行。r成果展示、分组交流成果展示、分组交流任务3-1 交通信号灯控制 http:/ 灯光及显示控制r相关知识相关知识任务3-1 交通信号灯控制 高速计数器高速计数器 PLC的普通计数器的计数过程与扫描工作方式有关，CPU通过每一扫描周期读取一次被测信号的方法来捕捉被测信号的上升沿，被测信号的频率较高时，会丢失计数脉冲，因为普通计数器的工作频率低，一般仅有几十赫兹。高速计数器可以对普通计数器无能为力的事件进行计数，计数频率取决于CPU类型，CPU2

11、2X系列最高计数频率为30kHz，用于捕捉比CPU扫描速度更快的事件，并产生中断，执行中断程序，完成预定的操作。高速计数器在现代自动化的精确定位控制领域有重要的应用价值。http:/ 灯光及显示控制r相关知识相关知识任务3-1 交通信号灯控制 1 1S7-200S7-200系列系列PLCPLC的高速计数器的高速计数器 不同型号的PLC主机，其高速计数器的数量不同，使用时，每个高速计数器都有地址编号（HCSn）。HSC表示该编程元件是高速计数器，n为地址编号。每个高速计数器包含两方面信息：计数器位和计数器当前值。高速计数器的当前值为双字长的符号整数，且只能读值。S7-200系列中CPU22X的高

12、速计数器的数量与地址编号见表。CPU22X堆高速计数器的与地址编号http:/ 灯光及显示控制r相关知识相关知识任务3-1 交通信号灯控制 2 2中断事件类型中断事件类型 高速计数器的计数和动作可采用中断方式进行控制。各种型号的CPU采用高速计数器的中断事件大致分为三种方式：当前值等于预设值中断、输入方向改变中断和外部复位中断。所有高速计数器都支持当前值等于预设值中断，但并不是所有高速计数器都支持这三种方式。高速计数器产生的中断事件有14个。中断源优先级等详情可查阅有关技术手册。 http:/ 灯光及显示控制3 3高速计数器指令高速计数器指令 高速计数器指令有两条：HDEF和HSC。其指令格式

13、及功能描述。表3-5 高速计数器指令的格式及功能描述r相关知识相关知识任务3-1 交通信号灯控制 http:/ 灯光及显示控制r相关知识相关知识任务3-1 交通信号灯控制 4 4操作模式和输入线的连接操作模式和输入线的连接 1）操作模式。每种高速计数器有多种功能不同的操作模式，操作模式与中断事件密切相关。使用一个高速计数器，首先要定义它的操作模式。用HDEF指令来进行设置。 S7-200系列PLC的高速计数器最多可设置12（用常数011表示）种不同的操作模式。不同的高速计数器有不同的模式。表3-6 高速计数器的操作模式http:/ 灯光及显示控制r相关知识相关知识任务3-1 交通信号灯控制 4

14、 4操作模式和输入线的连接操作模式和输入线的连接 2）输入线的连接。正确使用一个高速计数器，除了要定义它的操作模式外，还必须注意它的输入端连接。S7-200系列PLC为高速计数器定义了固定的输入点（端）。表3-7 高速计数器的指定输入http:/ 灯光及显示控制任务3-1 交通信号灯控制 这是一条公路与人行横道之间的信号灯顺序控制，没有人横穿公路时，公路绿灯与人行横道红灯始终都是亮的，当有人需要横穿公路时按路边设有的按钮（两侧均设）SB1或SB2，15s后公路绿灯灭黄灯亮，再过10s红灯亮，然后过5s人行横道红灯灭、绿灯亮，绿灯亮10s后又闪烁4s。5s后红灯又亮，再过5s，公路绿灯亮，在这个

15、过程中按路边的按钮是不起作用的，只有当整个过程结束后，也就是公路绿灯与人行横道红灯同时亮时再按按钮才起作用。设计PLC控制系统。任务要求如下： 1）确定PLC的输入/输出设备，并进行I/O地址分配。 2）编写PLC控制程序。 3）进行PLC接线并联机调试。r任务训练任务训练 http:/ 灯光及显示控制r小结小结任务3-1 交通信号灯控制 （1）S7-200系列PLC按工作方式有CTU、CTD、CTUD三种计数器，可对输入脉冲进行加减计数。 注意：不同类型的计数器不能共用同一编号。（2）高速计数器有单路脉冲输入的内部方向控制加/减计数、单路脉冲输入的外部方向控制加/减计数、两路脉冲输入的单相加

16、/减计数、两路脉冲输入的双相正交计数四种计数方式。高速计数器依据计数脉冲、复位脉冲、起动脉冲端子的不同接法可组成12种工作模式，不同的高速计数器有多种功能不相同的工作模式。（3）高速计数器的指令有高速计数器定义指令HDEF，指定高速计数器号和计数器的工作模式；高速计数器指令HSC，使能有效，启动高速计数器工作。（4）高速计数器的控制字节用于设置计数器的计数允许、计数方向等。 http:/ 灯光及显示控制r小结小结任务3-1 交通信号灯控制 计数器的结构与定时器基本相同每个计数器有一个计数器的结构与定时器基本相同每个计数器有一个1616位的当前值寄位的当前值寄存器用于存储计数器累计的脉冲数（存器

17、用于存储计数器累计的脉冲数（1，另有一个状态位表），另有一个状态位表示计数器的状态。若当前值寄存器累计的脉冲数大于等于设定值时，示计数器的状态。若当前值寄存器累计的脉冲数大于等于设定值时，计数器的状态位被置计数器的状态位被置1 1，该计数器的触点转换。，该计数器的触点转换。同定时器一样，计数器的当前值、设定值均为同定时器一样，计数器的当前值、设定值均为1616位有符号整数（位有符号整数（INTINT），），允许的最大值为允许的最大值为3276732767。除了常数外，还可以用。除了常数外，还可以用VWVW、IWIW等作它们的设定值。等作它们的设定值。（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三种计数器，可对输三种计数器，可对输入脉冲进行加减计数。入脉冲进行加减计数。http:/ 灯光及显示控制r思考练习思考练习 任务3-1 交通信号灯