PLC应用技术 第3版 课件 项目九 人行横道与车道灯控制

项目九人行横道与车道灯控制学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高项目九人行横道与车道灯控制学习目标1．识读并行分支状态转移图，学会并行分支状态编程的方法。2．独立完成人行横道与车道灯控制系统的安装、调试与监控。学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高项目任务任务流程图本项目任务是安装与调试人行横道与车道灯PLC控制系统。系统控制要求如下：无人过马路时，车道常开绿灯，人行横道开红灯。若有人过马路，按下SB1或SB2，交通灯的变化如图9-1所示。

项目九人行横道与车道灯控制图9-1人行横道与车道灯控制时序图学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高项目任务任务流程图图9-2任务流程图项目九人行横道与车道灯控制学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高环境设备表9-1工具、设备清单项目九人行横道与车道灯控制序号分类名称型号规格数量单位备注1工具常用电工工具1套2万用表MF471只3设备PLCFX3U-48MR1只4小型两极断路器DZ47-631只5控制变压器BK100，380/220、24V1只6三相电源插头16A1只7熔断器底座RT18-323只8熔管2A3只9按钮LA38/2031只10指示灯24V6只11端子板TB-1512L2只12安装铁板600mm×700mm1块13导轨35mm0．5m14走线槽TC3025若干m15消耗材料铜导线BVR-1.5mm22m双色16BVR-1.0mm25m17紧固件M4×20mm螺钉若干只18M4螺母若干只19φ4mm垫圈若干只20编码管φ1.5mm若干m21编码笔小号1支学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高

（1）分析控制要求分析系统时序图，将工作过程进行分解，其流程如图9-3所示。图9-3人行横道与车道灯控制系统工作流程图项目九人行横道与车道灯控制并行分支的状态编程系统电路图确定输入输出设备I/O点分配状态转移图学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高

（2）确定输入设备系统的输入设备为两只按钮，PPLC需用2个输入点分别与它们的常开触点相连。（3）确定输出设备由时序图可知，系统的输出设备有五只交通灯，PLC需用5个输出点分别驱动控制它们。并行分支的状态编程系统电路图确定输入输出设备I/O点分配项目九人行横道与车道灯控制状态转移图学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高

根据确定的输入/输出设备及输入/输出点数，分配I/O点见表9-2。并行分支的状态编程系统电路图确定输入输出设备I/O点分配项目九人行横道与车道灯控制状态转移图输入输出元件代号功能输入点元件代号功能输出点SB1起动X0HL1车道绿灯Y0SB2起动X1HL2车道黄灯Y1HL3车道红灯Y2HL4人行横道绿灯Y3HL5人行横道红灯Y4表9-2输入/输出设备及I/O点分配表学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高

根据工作流程图与状态转移图的转换方法，将图9-3转换成状态转移图，如图9-4所示。并行分支的状态编程系统电路图确定输入输出设备I/O点分配项目九人行横道与车道灯控制状态转移图图9-4人行横道与车道灯控制系统状态转移图学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高

（1）并行分支状态转移图的特点图9-4为并行分支状态转移图，它具有以下三个特点：1）状态转移图有两个或两个以上分支。分支A为车道灯工作流程，分支B为人行横道灯工作流程。2）S0为分支状态。S0状态是分支流程的起点，称其为分支状态。在分支状态S0下，共用的转移条件X000成立时，同时向两个分支流程转移。如图9-4所示，X000或X001为ON时，同时执行分支A和分支B。3）S0为汇合状态。如图9-4所示，S0状态也是分支流程的汇合点，又称其为汇合状态。S0汇合状态必须在分支流程全部执行完毕后，当转移条件成立时才被激活。分支流程全部执行结束，即S22状态和S34状态都被激活，当T6为ON时，S0开启。若其中某一分支没有执行完毕，即使转移条件成立，也不能向汇合状态转移。并行分支的状态编程系统电路图确定输入输出设备I/O点分配项目九人行横道与车道灯控制状态转移图学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高

（2）并行分支状态转移图的编程原则并行分支状态转移图的编程原则：先集中处理分支状态，再集中处理汇合状态。如图9-4所示，先进行分支状态S0的编程，再进行汇合状态S0的编程。1）S0分支状态的编程。分支状态的编程方法：先进行分支状态的驱动处理，再依次转移。以图9-5为例，运用此方法，编写分支状态S0的程序见表9-3。并行分支的状态编程系统电路图确定输入输出设备I/O点分配项目九人行横道与车道灯控制状态转移图图9-5分支状态S0的状态转移图学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高

并行分支的状态编程系统电路图确定输入输出设备I/O点分配项目九人行横道与车道灯控制状态转移图表9-3分支状态S0的编程指令表编程步骤指令元件号指令功能备注第一步：分支状态的驱动处理STLS0激活分支状态S0OUTY000驱动处理OUTY004第二步：依次进行转移处理LDX000分支转移条件同一个转移条件，两个转移方向ORX001SETS20向第一分支转移SETS30向第二分支转移学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高

并行分支的状态编程系统电路图确定输入输出设备I/O点分配项目九人行横道与车道灯控制状态转移图图9-6汇合状态S0的状态转移图2）S0汇合状态的编程。汇合状态的编程方法：先依次进行汇合前的所有状态的驱动处理，再依次向汇合状态转移。以图9-6为例，运用此方法，编写汇合状态S0的程序见表9-4。学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高

并行分支的状态编程系统电路图确定输入输出设备I/O点分配项目九人行横道与车道灯控制状态转移图表9-4汇合状态S0的编程指令表编程步骤指令元件号指令功能备注第一步：依次进行汇合前的所有状态的驱动处理第一分支STLS20激活S20状态S20状态的驱动处理OUTY000S20状态驱动OUTT0K300LDT0转移条件SETS21转移方向STLS21激活S21状态S21状态的驱动处理OUTY001驱动负载OUTT1K100LDT1转移条件SETS22转移方向STLS22激活S22状态S22状态的只驱动，不转移OUTY002驱动负载第二分支STLS30激活S30状态S30状态的驱动处理OUTY004驱动负载OUTT2K450LDT2转移条件SETS31转移方向STLS31激活S31状态S31状态的驱动处理OUTY003驱动负载OUTT3K150LDT3转移条件SETS32转移方向STLS32激活S32状态S32状态的驱动处理OUTT4K5驱动负载LDT4转移条件SETS33转移方向STLS33激活S33状态S33状态的驱动处理OUTY003驱动负载OUTT5K5LDT5OUTC0K5LDT5转移条件ANIC0SETS32转移方向LDT5转移条件ANDC0SETS34转移方向STLS34激活S34状态S34状态的只驱动，不转移OUTY004驱动负载OUTT6K50第二步：依次向汇合状态转移STLS22再次激活S22状态依次串联步进接点，两个分支同时向汇合状态转移STLS34再次激活S34状态LDT6转移条件SETS0方向是汇合状态S0学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高

并行分支的状态编程系统电路图确定输入输出设备I/O点分配项目九人行横道与车道灯控制状态转移图表9-5系统指令表（3）系统指令表根据单流程的编程方法和并行分支的编程方法，对照状态转移图9-4，写出系统指令表，见表9-5。程序步指令元件号程序步指令元件号0LDM800240OUTT3K1501SETS043LDT33STLS044SETS324OUTY00046STLS325OUTY00447OUTT4K56LDX00050LDT0047ORX00151SETS338SETS2053STLS3310SETS3054OUTY00312STLS2055OUTT5K513OUTY00058LDT514OUTT0K30059OUTC0K517LDT062LDT518SETS2163ANIC020STLS2164SETS3221OUTY166LDT522OUTT1K10067ANDC025LDT168SETS3426SETS2270STLS3428STLS2271OUTY00429OUTY00272OUTT6K5030STLS3075STLS2231OUTY00476STLS3432OUTT2K45077LDT635LDT278SETS036SETS3180RET38STLS3181END39OUTY003学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高

并行分支的状态编程系统电路图确定输入输出设备I/O点分配项目九人行横道与车道灯控制状态转移图图9-7人行横道与车道灯控制系统电路图图9-7是人行横道与车道灯控制系统电路图，其电路组成及元件功能见表9-6。学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高

并行分支的状态编程系统电路图确定输入输出设备I/O点分配项目九人行横道与车道灯控制状态转移图表9-6电路组成及元件功能序号电路名称电路组成元件功能备注1电源电路QF电源开关2FU1作变压器短路保护用3TC给PLC及PLC输出设备提供电源4FU2作PLC输出电路短路保护用5控制电路PLC输入电路FU2作PLC电源电路短路保护用6SB1起动7SB2起动8PLC输出电路FU3作PLC输出电路短路保护用9HL1车道绿灯10HL2车道黄灯11HL3车道红灯12HL4人行横道绿灯13HL5人行横道黄灯学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高根据电路图9-7绘制接线图，参考接线图如图9-8所示。图9-8人行横道与车道灯控制系统参考接线图绘制接线图安装

电路输入指令表调试

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梯形图操作要点项目九人行横道与车道灯控制学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高绘制接线图安装

电路图9-9人行横道与车道灯控制系统安装板（1）检查元器件根据表9-1配齐元器件，检查元件的规格是否符合要求，检测元件的质量是否完好。（2）固定元器件按照绘制的接线图，参考图9-9固定元件。（3）配线安装根据配线原则及工艺要求，对照绘制的接线图进行配线安装。1）板上元件的配线安装。2）外围设备的配线安装。项目九人行横道与车道灯控制输入指令表调试

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梯形图操作要点学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高绘制接线图安装

电路（4）自检1）检查布线。对照线路图检查是否掉线、错线，是否漏编、错编，接线是否牢固等。2）使用万用表检测。按表9-7使用万用表检测安装的电路，如测量阻值与正确阻值不符，应根据接线图检查是否有错线、掉线、错位、短路等。项目九人行横道与车道灯控制输入指令表调试

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梯形图操作要点序号检测任务操作方法正确阻值测量阻值备注1检测电源电路合上QF后测量XT的L1和L3之间的阻值TC一次绕组的阻值2检测PLC输入电路测量PLC的电源输入端子L与N之间的阻值约为TC二次侧绕组的阻值220V二次绕组3测量电源输入端子L与公共端子0V之间的阻值∞4常态时，测量所用输入点X与公共端子0V之间的阻值均约为几千欧至几十千欧5逐一动作输入设备，测量其对应的输入点X与公共端子0V之间的阻值均约为0Ω6检测PLC输出电路测量输出点Y0、Y1、Y2、Y3与公共端COM1之间的阻值均为TC次级绕组与HL的阻值之和24V二次绕组7测量输出点Y4与COM2之间的阻值8检测完毕，断开QF学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高绘制接线图安装

电路（5）通电观察PLC的显示部分经自检，确认电路正确和无安全隐患后，在教师监护下，按照表9-8，通电观察PLC的指示LED并做好记录。表9-8指示LED工作情况记载表项目九人行横道与车道灯控制输入指令表调试

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梯形图操作要点步骤操作内容LED正确结果观察结果备注1先插上电源插头，再合上断路器POWER点亮已通电，注意安全所有IN均不亮2RUN/STOP开关拨至“RUN”位置RUN点亮3RUN/STOP开关拨至“STOP”位置RUN熄灭4按下SB1IN0点亮5按下SB2IN1点亮6拉下断路器后，拔下电源插头断路器电源插头已分断做了吗？学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高绘制接线图安装

电路启动GXDeveloper编程软件，输入指令表9-5。1）启动GXDeveloper编程软件。2）创建新文件，选择PLC类型为FX3U。3）打开指令表窗口后，用键盘输入指令。4）保存文件。将文件赋名为“项目9-1.pmw”后确认保存。项目九人行横道与车道灯控制输入指令表调试

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梯形图操作要点学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高绘制接线图安装

电路（1）连接计算机与PLC用SC-09编程线缆连接计算机COM1串行口与PLC的编程接口。（2）写入程序1）接通系统电源，将PLC的RUN/STOP开关拨至“STOP”位置。2）进行端口设置后，将程序“项目9-1.pmw”写入PLC。（3）调试系统将PLC的RUN/STOP开关拨至“RUN”位置后，按表9-9操作，观察系统的运行情况并做好记录。如出现故障，应立即切断电源、分析原因、检查电路或梯形图后重新调试，直至系统实现功能。（4）监控梯形图根据表9-9，重新运行系统，监控梯形图，重点监控分支状态和汇合状态。（5）运行结果分析PLC能够实现并行分支流程控制。在分支状态下，当转移条件成立时，PLC同时执行并行分支流程；当所有分支执行完毕，转移条件成立时才向汇合状态转移。项目九人行横道与车道灯控制输入指令表调试

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梯形图操作要点学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高绘制接线图安装

电路项目九人行横道与车道灯控制输入指令表调试

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梯形图操作要点操作步骤操作内容观察内容备注指示LED输出设备正确结果观察结果正确结果观察结果1RUN/STOP开关拨至“RUN”位置OUT0点亮HL1点亮OUT4点亮HL5点亮2按下SB1或SB2OUT0点亮HL1点亮OUT4点亮HL5点亮330s到OUT0熄灭HL1熄灭OUT4点亮HL5点亮OUT1点亮HL2点亮440s到OUT1熄灭HL2熄灭OUT4点亮HL5点亮OUT2点亮HL3点亮545s到OUT4熄灭HL5熄灭OUT2点亮HL3点亮OUT3点亮HL4点亮660s到OUT2点亮HL3点亮OUT3熄灭HL4熄灭765.5s到OUT2点亮HL3点亮OUT3点亮HL4点亮866s到OUT2点亮HL3点亮OUT3熄灭HL4熄灭9HL4闪烁5次后OUT2点亮HL3点亮OUT3熄灭HL4熄灭OUT4点亮HL5点亮1070s到OUT0点亮HL1点亮OUT4点亮HL5点亮11进入下一个循环，等待行人按按钮表9-9系统运行

情况记载表学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高绘制接线图安装

电路打开文件“项目9-1.pmw”的梯形图窗口，系统梯形图如图9-10所示。项目九人行横道与车道灯控制输入指令表调试

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梯形图操作要点学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高绘制接线图安装

电路打开文件“项目9-1.pmw”的梯形图窗口，系统梯形图如图9-10所示。项目九人行横道与车道灯控制输入指令表调试

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梯形图操作要点图9-10系统梯形图学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高绘制接线图安装

电路（1）分支状态转移的梯形图处理分支状态S0依次向S20、S30状态转移，其状态转移图与梯形图的转换过程如图9-11所示。项目九人行横道与车道灯控制输入指令表调试

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梯形图操作要点a） b）图9-11分支状态S0的状态转移图与梯形图a）状态转移图b）梯形图学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高绘制接线图安装

电路（2）向汇合状态转移的梯形图处理再次激活状态S22和S34，将状态接点串联后，向汇合状态S0转移，其状态转移图与梯形图的转换过程如图9-12所示。项目九人行横道与车道灯控制输入指令表调试

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梯形图操作要点a） b）图9-12汇合状态S0的状态转移图与梯形图a）状态转移图b）梯形图学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高绘制接线图安装

电路1）严格遵守并行分支的编程原则：先集中处理分支状态，后集中处理汇合状态。2）在进行汇合前所有状态的驱动处理时，不能遗漏某个分支的中间状态。3）FX3U系列PLC的状态元件S具有掉电保持功能，为了保证正常调试程序，可在程序的开始增编复位程序。4）通电调试操作必须在老师的监护下进行。5）训练项目应在规定的时间内完成，同时做到安全操作和文明生产。项目九人行横道与车道灯控制输入指令表调试

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梯形图操作要点

学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高质量评价表9-10质量评价表项目九人行横道与车道灯控制考核项目考核要求配分评分标准扣分得分备注系统安装1．会安装元件2．按图完整、正确及规范接线3．按照要求编号301．元件松动扣2分，损坏一处扣4分2．错、漏线每处扣2分3．反圈、压皮、松动，每处扣2分4．错、漏编号，每处扣1分编程操作1．正确绘制状态转移图

2．会建立程序新文件3．正确输入指令表4．正确保存文件5．会传送程序401．绘制状态转移图错误扣5分

2．不能建立程序新文件或建立错误扣4分3．输入指令表错误一处扣2分4．保存文件错误扣4分5．传送程序错误扣4分运行操作1．操作运行系统，分析操作结果2．会监控梯形图301．系统通电操作错误一步扣3分2．分析操作结果错误一处扣2分3．监控梯形图错误一处扣2分安全生产自觉遵守安全文明生产规程1．每违反一项规定，扣3分2．发生安全事故，0分处理3．漏接接地线一处扣5分时间3h提前正确完成，每5min加2分超过定额时间，每5min扣2分开始时间：结束时间：实际时间：学习目标学习任务环境设备背景知识操作指导质量评价拓展提高拓展提高用辅助继电器设计并行分支的顺序控制程序