项目4：交通灯控制系统设计与安装调试

项目四：交通灯控制系统设计与安装调试项目四：交通灯控制系统设计与安装调试知识目标1技能目标2任务描述3任务资讯4任务实施5知识目标1熟练掌握绘制顺序功能图的方法

；

2掌握起保停电路的编程方法；

3掌握以转换为中心的编程方法。

技能目标具备使用STEP7--Micro/WIN软件调试PLC控制系统的能力；具备交通灯控制系统的设计、安装、调试及故障处理能力。

任务描述

要求：当东西方向的红灯亮60s期间，南北方向的绿灯亮55s，后闪3次，共3s，然后绿灯灭，南北方向的黄灯亮2s。

完成了半个循环，再转换成南北方向的红灯亮60s，在此其间，东西方向的绿灯亮55s，后闪三次，共3s秒，然后绿灯灭，东西方向的黄灯亮2s。完成一个周期，进入下一个循环。

任务资讯资讯以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法

使用启保停电路的顺序控制梯形图设计方法

使用启保停电路的顺序控制梯形图设计方法起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，任何一种可编程控制器的指令系统都有这类指令，因此这是一种通用的编程方式，可以用于任意型号的PLC。

如图所示的小车开始时停在最左边，限位开关I0.2为1状态。按下启动按钮，Q0.0变为1状态，小车右行。碰到右限位开关I0.1时，Q0.0变为0状态，Q0.1变为1状态，小车改为左行。返回起始位置时，Q0.1变为0状态，小车停止运行，同时Q0.2变为1状态，使制动电磁铁线圈通电，定时器T38开始定时。定时时间到，制动电磁线圈断电，系统返回初始状态。

单序列的编程方法

单序列的编程方法

根据Q0.0～Q0.2ON∕OFF状态的变化，显然一个工作期间可以分为3步，分别用M0.1～M0.3来代表这3步，另外还应设置一个等待启动的初始步。

单序列的编程方法设计顺序控制梯形图的输出电路的方法，可以分为两种情况来处理：

某一输出量仅在某一步中为1状态，可以将它的线圈与对应步的存储器位的线圈并联。某一输出Q如果在几步中都为1状态，应将代表这几步的存储器位M的常开触点并联后，来驱动该输出位的线圈。单序列的编程方法选择序列的分支的编程方法

右图中步M0.0之后有一个选择序列的分支，设M0.0为活动步，当它的后续步M0.1或M0.2变为活动步时，它都应变为不活动步，即M0.0变为0状态，所以应将M0.1和M0.2的常闭触点与M0.0的线圈串联。选择序列的分支的编程方法

选择序列的合并的编程方法

右图中，步M0.2之前有一个选择序列的合并，当步M0.1为活动步（M0.1为1状态），并且转换条件I0.1满足，或者步M0.0为活动步，并且转换条件I0.2满足，步M0.2都应变为活动步，即控制该步的存储器位M0.2的起保停电路的启动条件应为M0.1·I0.1+M0.0·I0.2，对应的启动电路由两条并联支路组成，每条支路分别由M0.1、I0.1或M0.0、I0.2的常开触点串联而成。

选择序列的合并的编程方法

一般来说，对于选择序列的合并，如果某一步之前有N个转换，即有N条分支进入该步，则控制代表该步的存储器位的起保停电路的启动电路由N条支路并联而成，各支路由某一前级步对应的存储器位的常开触点与相应转换条件对应的触点或电路串联而成。

并行序列的分支的编程方法

左图中的步M0.2之后有一个并行序列的分支，当步M0.2是活动步并且转换条件满足时，步M0.3与步M0.5应同时变为活动步，这是用M0.2和I0.3的常开触点组成的串联电路分别作为M0.3和M0.5的启动电路来实现的；与此同时，步M0.2应变为不活动步。步M0.3和M0.5是同时变为活动步的，只需将M0.3或M0.5的常闭触点与M0.2的线圈串联就行了。并行序列的合并的编程方法

步M0.0之前有一个并行序列的合并，该转换实现的条件是所有的前级步（即步M0.4和M0.6）都是活动步和转换条件I0.6满足。由此可知，应将M0.4、M0.6和I0.6的常开触点串联，作为控制M0.0的起保停电路的启动电路。

总结任何复杂的顺序功能图都是由单序列、选择序列和并行序列组成的，掌握了单序列的编程方法和选择序列、并行序列的分支、合并的编程方法，就不难迅速地设计出任意复杂的顺序功能图描述的数字量控制系统的梯形图。应用举例

人形横道处的交通信号灯波形变化图如下图所示。人行横道交通灯顺序功能图

为了避免从并行序列的合并出直接转换到并行序列的分支处，在步M0.4和M0.7的后面设置了一个虚拟步，该步没有具体的操作，进入该步后，将马上转移到下一步。

交通灯的闪动是用1s的时钟脉冲SM0.5的触点实现的。

仅有两步的闭环处理

M0.2和I0.2均为1状态时，M0.3的启动电路接通，但在这时与M0.3的线圈串联的M0.2的常闭触点确是断开的，所以M0.3的线圈不能“断电”。出现上述问题的根本原因在于步M0.2既是步M0.3的前级步，又是它的后续步。仅有两步的闭环处理在小闭环中增设一步就可以解决这一问题。这一步没有动作，进入该步后，在下一扫描周期马上转换到步M0.2，对系统的运行不会有什么影响。

以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法

单序列的编程方法:

在顺序功能图中，如果某一转换所有的前级步都是活动步，并且满足相应的转换条件，则转换实现。

即所有由向连线与相应转换符号相连的后续步都变为活动步，而所有由有向连线与相应转换符号相连的前级步都变为不活动步。

在以转换为中心的编程方法中，用该转换所有前级步对应的存储器位的常开触点与转换对应的触点或电路串联（该串联电路即起保停电路中的启动电路），用它作为使所有后续步对应的存储器位置位（使用置位指令），和使所有前级步对应的存储器复位（使用复位指令）的条件。

举例：运输带控制系统上图中的两条运输带用来传送较长的物体，要求尽可能地减少运输带的运行时间。在运输带端部设置了两个光电开关，有物体经过时I0.0和I0.1为1状态，运输带A、B的电动机分别用Q0.0和Q0.1控制。SM0.1使初始步M0.0为1状态；按下启动按钮I0.2，运输带A开始运行，被传送物体的前沿使I0.0变为1状态时，系统进入步M0.2，两条运输带同时运行。被传送物体的后沿离开光电开关I0.0时，运输带A停止运行，物体的后沿离开光电开关I0.1时，运输带B停止运行，系统返回初始步。

举例：运输带控制系统

不能将输出位的线圈与置位指令和复位指令并联！举例：运输带控制系统当物体离开的后沿离开限位开关I0.1时，应实现步M0.3之后的转换。为什么不能用I0.1的常闭触点作转换条件呢？

选择序列的编程方法

如果某一转换与并行序列的分支、合并无关，它的前级步和后续步都只有一个，需要复位、置位的存储器位也只有一个，因此对选择序列的分支与合并的编程方法实际上与对单序列的编程方法完全相同。

选择序列的编程方法并行序列的编程方法

左图中转换的上面是并行序列的合并，转换的下面是并行序列的分支，该转换实现的条件是所有的前级步（即步M1.0和M1.1）都是活动步和转换条件满足。因此，应将M1.0、M1.1、I0.3的常开触点与I0.1的常闭触点组成的串并联电路，作为使M1.2、M1.3置位和使M1.0、M1.1复位的条件。

应用举例（混合溶液控制系统）任务实施下载程序及调试

编程

PLC的外部接线

I∕O分配表

I∕O分配表

类别

PLC元件作用

输入

I0.0起动、停止交通灯

输出

Q0.1南北方向绿灯

Q0.3南北方向黄灯

Q0.5南北方向红灯

Q0.2东西方向绿灯