西门子S7-300 PLC项目化教程第2版 课件 项目10 十字路口交通信号灯控制程序设计与调试

项目10十字路口交通灯控制设计与调试主编：李莉王玉娟项目目录任务10.1认识顺序控制功能图任务10.2应用S7-GRAPH任务10.3设计与调试十字路口交通灯控制程序10.3.1单序列实现十字路口交通灯控制10.3.2并行序列实现十字路口交通灯控制[项目目标]1.了解顺序控制的概念及顺序功能图的分类。2.掌握顺序功能图的设计方法和设计步骤。3.掌握在S7-GRAPH编程语言环境下完成顺序控制系统的设计及调试方法。4.利用S7-GRAPH语言完成十字路口交通灯控制系统的设计与调试。10.1.1顺序控制及系统结构1．顺序控制所谓顺序控制，就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，在生产过程中各个执行机构自动地有秩序地进行操作。使用顺序控制设计法首先根据系统的工艺过程，画出顺序功能图，然后根据顺序功能图画出梯形图。有的PLC编程软件为用户提供了顺序功能图(SFC)语言，在编程软件中生成顺序功能图后便完成了编程工作。

任务10.1认识顺序控制功能图图10-1加工站顺序控制示例2．顺序控制系统的结构图10-3顺序控制系统中的块10.1.2顺序功能图1．步一个顺序控制过程可分为若干个阶段，这些阶段称为步(Step)或状态。每个步都有不同的动作(但初始步有可能没有动作)。步的划分、初始步、活动步2．有向连线3．转换条件4．动作10.1.3顺序功能图的结构类型单序列

选择序列并行序列混合序列

1．单序列由一系列相继激活的步组成，每一步的后面仅有一个转换，每一个转换的后面只有一个步，从头到尾只有一条路可走。举例：指示灯控制系统。⑴控制说明某指示灯控制系统有三个指示灯，控制要求如下：1)按下启动按钮Start，指示灯系统开始工作，按间隔20s的时间L0→L1→L2依次点亮。2)随时按下停止按钮Stop，L0、L1、L2同时灭灯。图10-6指示灯控制系统顺序功能图2．选择序列

序列中存在多条路径，而只能选择其中一条路径来走，这种分支方式称为选择性分支序列。具有“自动”和“手动”两种操作模式的顺控器，一般设计成选择性分支序列。

举例：洗车控制系统设计。洗车过程包含三道工艺：泡沫清洗、清水冲洗和风干。系统设置“自动”和“手动”两种控制方式，如图10-7所示。具体控制要求如下：1)若方式选择开关Mode置于“手动”方式，按起动按钮Start，则按下面的顺序动作：首先执行泡沫清洗→按冲洗按钮SB1，则执行清水冲洗→按风干按钮SB2，则执行风干→按完成按钮SB3，则结束洗车作业。2)若选择方式开关置于“自动”方式，按起动按钮后，则自动执行洗车流程：泡沫清洗10s→清水冲洗20s→风干5s→结束→回到待洗状态。3)任何时候按下停止按钮Stop，则立即停止洗车作业。

图10-7洗车控制系统图10-8洗车控制系统顺序功能图3．并行序列序列中若有多条路径，且必须同时执行，这种分支方式称为并行序列。在各个分支都执行完后，才会继续往下执行，这种有等待功能的合并方式，称为并行序列的合并。

1）并行序列的执行。2）并行序列的合并。举例：饮料灌装线的设计。控制要求如下：1)按动启动按钮Start，传送带M1开始转动，若定位传感器SE5动作，表示饮料瓶已到达一个工位，传送带应立即停止。2)在灌装工位上部有一个饮料罐，当该工位有饮料瓶时，则由电磁阀LT1对饮料瓶进行3s定时灌装(传送带已定位)。3)在封盖工位上有2个单作用气缸(A缸和B缸)，当工位上有饮料瓶时，首先A缸向下推出瓶盖，当SE3动作时，表示瓶盖已推到位，然后B缸开始执行压接，1s后B缸打开，再经1s后A缸退回，当SE4动作时表示A缸已退回到位，封盖动作完成。4)瓶子的补充及包装，假设使用人工操作，暂时不考虑。5)任何时候按停止按钮Stop，应立即停止正在执行的工作：传送带电机停止、电磁阀关闭、气缸归位。图10-9饮料灌装线示意图图10-10饮料灌装线控制系统顺序功能图有3条传送带顺序相连，如图10-11所示。按下启动按钮，3号传送带开始工作，5s后2号传送带自动启动，再过5s后1号传送带自动启动。停机的顺序与启动的顺序相反，间隔为10s。即按下停止按钮后，先停1号传送带，10s后停2号传送带，再过10s后停1号传送带。用顺序功能图的方法实现传送带的控制。任务10.2应用S7-GRAPH10.2.1创建顺序功能图1．安装S7-GRAPH语言2．创建使用S7-GRAPH的功能块3段传送带控制符号表创建功能块并选择创建语言

3．S7-GRAPH编辑器⑴View视窗工具栏

⑵Sequencer浮动工具栏

⑶LAD转换条件编辑工具栏

⑷Over-View浮动的浏览窗口

4．生成步与转换图10-19顺序控制器中步的组成传送带控制顺序功能示意图生成步与转换5．生成动作6．生成转换条件3段传送带控制顺序功能图10.2.2顺序功能图设置与调试1．对监控功能编程2．设置S7-GRAPH功能块的参数集3．调用S7-GRAPH功能块4．仿真实验任务10.3设计与调试十字路口交通灯控制程序北

南

东

西

红

红

红

红

黄

黄

黄

黄

绿

绿

绿

绿

十字路口交通灯示意图

控制要求如下：交通灯系统由一个启动开关控制，当启动开关接通时，该信号灯系统开始工作，控制过程循环进行。当启动开关关断时，执行完该周期后信号灯都熄灭。10.3.1单