交通信號(hào)燈控制課件

三門(mén)峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院可編程控制器及其應(yīng)用（西門(mén)子型）教師員瑩電氣工程系三門(mén)峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院可編程控制器及其應(yīng)用1第三部分PLC綜合技能模塊第三部分PLC綜合技能模塊2PLC綜合技能模塊項(xiàng)目四：交通信號(hào)燈控制學(xué)習(xí)順序控制設(shè)計(jì)法、單流程狀態(tài)順序功能圖的畫(huà)法以及順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法。項(xiàng)目五：洗車(chē)流程控制學(xué)習(xí)選擇性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和梯形圖程序編寫(xiě)的方法。項(xiàng)目六：人行道交通燈的控制學(xué)習(xí)并行性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和梯形圖程序編寫(xiě)的方法。拓展項(xiàng)目：飲料罐裝與壓蓋控制控制搶答器（三組搶答器、五組搶答器）學(xué)生根據(jù)4－6項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，自行設(shè)計(jì)本項(xiàng)目。PLC綜合技能模塊項(xiàng)目四：學(xué)習(xí)順序控制設(shè)計(jì)法、單流程狀態(tài)3PLC基本技能模塊說(shuō)明

本模塊主要學(xué)習(xí)PLC順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般工作流程，包括3個(gè)項(xiàng)目。選擇了生產(chǎn)生活中比較熟悉的交通信號(hào)燈、洗車(chē)流程及工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)等模塊作為項(xiàng)目，使學(xué)生掌握順序控制設(shè)計(jì)法、順序功能圖的畫(huà)法，并能運(yùn)用它們解決工程實(shí)際問(wèn)題，本模塊的項(xiàng)目實(shí)施需要同學(xué)們完成各示范項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和調(diào)試，最后獨(dú)立完成拓展項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和整體調(diào)試。PLC基本技能模塊說(shuō)明4項(xiàng)目四：交通信號(hào)燈控制【教學(xué)內(nèi)容】：【教學(xué)要求】：順序控制設(shè)計(jì)法及順序功能圖的畫(huà)法。

（1）學(xué)會(huì)分析復(fù)雜系統(tǒng)的控制對(duì)象，熟練掌握I/O點(diǎn)設(shè)置方法。（2）掌握順序控制設(shè)計(jì)法及順序功能圖的畫(huà)法。（3）掌握根據(jù)系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法。（4）完成十字路口交通信號(hào)燈的PLC控制。項(xiàng)目四：交通信號(hào)燈控制【教學(xué)內(nèi)容】：【教學(xué)要求】：順序5一、項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)十字路口信號(hào)燈控制系統(tǒng)。信號(hào)燈分東西、南北兩組，分別有紅黃綠三種顏色，假設(shè)東西方向交通比南北方向繁忙一倍，故東西方向的綠燈通行的時(shí)間多一倍。信號(hào)燈的動(dòng)作受開(kāi)關(guān)總體控制，按一下起動(dòng)按鈕，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作，并周而復(fù)始地循環(huán)動(dòng)作；按一下停止按鈕，所有信號(hào)燈都熄滅。圖1交通燈示意圖項(xiàng)目名稱(chēng)：交通信號(hào)燈控制一、項(xiàng)目要求圖1交通燈示意圖項(xiàng)目名稱(chēng)：交通信號(hào)燈控制6二、項(xiàng)目分析按照項(xiàng)目所給要求，我們可以設(shè)計(jì)出交通燈控制的過(guò)程，其信號(hào)燈工作情況如下：

南北信號(hào)綠燈亮黃燈閃紅燈亮?xí)r間20s5s45s東西信號(hào)紅燈亮綠燈亮黃燈閃時(shí)間25s40s5s二、項(xiàng)目分析南北信號(hào)綠燈亮黃燈閃紅燈亮?xí)r間20s7順序功能圖與順序控制設(shè)計(jì)法1.順序控制系統(tǒng)對(duì)于流程作業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，一般都可以分解成幾個(gè)獨(dú)立的控制動(dòng)作或工序，這些動(dòng)作或工序必須嚴(yán)格按照一定的先后次序執(zhí)行才能保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，我們把這種控制叫做順序控制。其控制總是一步一步按順序進(jìn)行。對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)則稱(chēng)為順序控制系統(tǒng)或流程控制系統(tǒng)。典型順序控制系統(tǒng)【相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)】順序功能圖與順序控制設(shè)計(jì)法典型【相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)】82.順序功能圖針對(duì)順序控制要求，PLC提供了順序功能圖（SFC），又稱(chēng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，它是專(zhuān)用于工業(yè)順序控制程序設(shè)計(jì)的一種功能語(yǔ)言，能直觀(guān)地顯示出工業(yè)控制中基本順序步驟。順序功能圖的三要素是步、轉(zhuǎn)換條件與動(dòng)作。將控制系統(tǒng)的工作過(guò)程按輸出狀態(tài)變化可分為若干個(gè)階段，稱(chēng)為步（Step）或狀態(tài)，用編程元件表示（如輔助繼電器M和狀態(tài)繼電器S）。每個(gè)步都有不同的動(dòng)作（但初始步有可能沒(méi)有動(dòng)作）。當(dāng)相鄰兩步之間的轉(zhuǎn)換條件滿(mǎn)足時(shí)，就將實(shí)現(xiàn)步與步之間的轉(zhuǎn)換，即上一個(gè)步的動(dòng)作結(jié)束而下一個(gè)步的動(dòng)作開(kāi)始。2.順序功能圖9順序控制狀態(tài)圖:步分初始步和一般步。初始步用雙線(xiàn)框表示，一般步用矩形框表示，矩形框中用數(shù)字表示步的編號(hào)。轉(zhuǎn)換條件用短劃線(xiàn)表示，在旁邊可用文字標(biāo)注。動(dòng)作用矩形框表示，矩形框可用文字或符號(hào)表示。。初始步一般步轉(zhuǎn)換條件動(dòng)作順序控制狀態(tài)圖:初始步一般步轉(zhuǎn)換條件動(dòng)作103.順序功能圖SFC的3種基本結(jié)構(gòu)：?jiǎn)瘟鞒探Y(jié)構(gòu)：從頭到尾只有一條路可走。選擇分支與匯合：若有多條路徑，而只能選擇其中一條路徑來(lái)執(zhí)行。并進(jìn)分支與匯合：若有多條路徑，且必須同時(shí)執(zhí)行，這種分支的方式稱(chēng)為并進(jìn)分支流程。在各條路徑都執(zhí)行后，才會(huì)繼續(xù)往下指令。3.順序功能圖SFC的3種基本結(jié)構(gòu)：?jiǎn)瘟鞒探Y(jié)構(gòu)：從頭到尾只有114.順序功能圖的編程要點(diǎn)：編順序功能圖，就是以步為核心，控制程序被順控指令劃分為若干個(gè)程序段，每一段對(duì)應(yīng)功能圖中的一步。步與步之間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換應(yīng)該同時(shí)滿(mǎn)足兩個(gè)條件：前級(jí)步必須是活動(dòng)步（正在執(zhí)行的步），對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件成立。順序編程的要點(diǎn)是：激活下一步，關(guān)斷前一步。也即系統(tǒng)在某活動(dòng)步n時(shí)，對(duì)應(yīng)的編程元件Sn狀態(tài)為1，當(dāng)轉(zhuǎn)換條件滿(mǎn)足時(shí)，下一步(n+1)變?yōu)榛顒?dòng)步，對(duì)應(yīng)S（n+1）狀態(tài)為1，而當(dāng)前步的編程元件Sn狀態(tài)變?yōu)?。4.順序功能圖的編程要點(diǎn)：編順序功能圖，就是以步為核心，控制125.順序功能圖的編程方法：（1）步的劃分

分析被控對(duì)象的工作過(guò)程及控制要求，將系統(tǒng)的工作過(guò)程劃分成若干個(gè)“步”。步是根據(jù)PLC輸出量的狀態(tài)劃分的，只要系統(tǒng)的輸出量狀態(tài)發(fā)生變化，系統(tǒng)就從原來(lái)的步進(jìn)入新的步。（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。常見(jiàn)的轉(zhuǎn)換條件有按鈕、行程開(kāi)關(guān)、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的觸點(diǎn)的動(dòng)作（通/斷）等。（3）順序功能圖的繪制

根據(jù)以上分析畫(huà)出描述系統(tǒng)工作過(guò)程的順序功能圖。（4）梯形圖的繪制

根據(jù)順序功能圖，采用某種編程方式設(shè)計(jì)出梯形圖。

5.順序功能圖的編程方法：（1）步的劃分

分析被控13順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖的方法：1、置位復(fù)位法——“步的切換”用S和R指令完成。2、步控指令法——用SCR控制指令完成。順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖的方法：14PLC運(yùn)行時(shí)，對(duì)于初始步，如沒(méi)有特殊控制要求，一般用SM0.1脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)初始狀態(tài)M0.0。當(dāng)前步為活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件成立時(shí)，用S將代表后續(xù)步的中間繼電器置位（激活），同時(shí)用R將本步復(fù)位（關(guān)斷）。因此，每一個(gè)轉(zhuǎn)換都對(duì)應(yīng)一個(gè)S/R的電路塊。順序功能圖SFC的基本約定：置位法——用S/R指令完成PLC運(yùn)行時(shí)，對(duì)于初始步，如沒(méi)有特殊控制要求，一般用SM0.15步控指令法——用SCR指令完成用步進(jìn)指令設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，只對(duì)狀態(tài)元件S有效，用狀態(tài)繼電器S代表一個(gè)步序。狀態(tài)繼電器共有256個(gè)，范圍為S0.0-S31.7，使用位地址。從LSCR指令開(kāi)始到SCRE指令結(jié)束組成一個(gè)順序控制繼電器SCR段。步控指令法——用SCR指令完成用步進(jìn)指令設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，只對(duì)狀161.段開(kāi)始指令LSCR標(biāo)記一個(gè)順序控制（SCR）段的開(kāi)始。示例：使用SCR指令后，其后編程需用LD、LDI、OUT等指令，直至出現(xiàn)下一條SCR指令或出現(xiàn)SCRE指令。LSCR指令把S位值裝載到SCR堆棧棧頂，當(dāng)S狀態(tài)為1時(shí)，使新?tīng)顟B(tài)繼電器置位，而前一狀態(tài)繼電器自動(dòng)復(fù)位，其觸點(diǎn)斷開(kāi)。1.段開(kāi)始指令LSCR172.段轉(zhuǎn)移指令SCRT將當(dāng)前的（SCR）段切換到下一個(gè)（SCR）段。示例：SCRT指令功能：使當(dāng)前SCR程序段的S位復(fù)位，停止該SCR程序段工作；使下一個(gè)SCR程序段S位置位，下一個(gè)SCR程序段工作。2.段轉(zhuǎn)移指令SCRT183.段結(jié)束指令SCRE將當(dāng)前的（SCR）段結(jié)束。示例：SCRE指令功能：SCR段必須用SCRE指令結(jié)束；3.段結(jié)束指令SCRE19（1）順序功能圖（2）對(duì)應(yīng)梯形圖（3）語(yǔ)句表順序功能圖SCR的基本約定：（1）順序功能圖（2）對(duì)應(yīng)梯形圖（3）語(yǔ)句20不能把同一編號(hào)的S用在不同的程序分區(qū)中；在SCR段中，用SM0.0驅(qū)動(dòng)該步中應(yīng)為1狀態(tài)的輸出線(xiàn)圈；（SM0.0在PLC運(yùn)行時(shí)，始終為1）在SCR段中不能使用的指令：跳轉(zhuǎn)指令JMP、LBL；循環(huán)指令FOR、NEXT；順序功能圖SCR的使用注意事項(xiàng)：順序功能圖SCR的使用注意事項(xiàng)：21步控指令法例1：SFC圖→梯形圖→指令表PLC接線(xiàn)簡(jiǎn)圖I0.0Q0.0I0.1Q0.1I0.2Q0.2LDSM0.1SS0.0,1LSCRS0.0LDSM0.0=Q0.0LDI0.1SCRTS0.1SCRELSCRS0.1LDSM0.0=Q0.1LDI0.2SCRTS0.2SCRELSCRS0.2LDSM0.0=Q0.2LDI0.0SCRTS0.0SCRE步控指令法例1：SFC圖→梯形圖→指令表PLC接線(xiàn)簡(jiǎn)圖22步控指令法例2：Q0.0Q0.1Q0.2SFC圖PLC接線(xiàn)簡(jiǎn)圖梯形圖步控指令法例2：Q0.0SFC圖PLC接線(xiàn)簡(jiǎn)圖梯形圖23三、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程1、熟悉控制對(duì)象，明確控制任務(wù)。根據(jù)被控制對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的要求，明確PLC系統(tǒng)要完成的任務(wù)及所應(yīng)具備的功能，詳細(xì)分析系統(tǒng)的控制過(guò)程。根據(jù)系統(tǒng)要求，可以畫(huà)出系統(tǒng)的時(shí)序波形圖。三、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程24圖2時(shí)序圖圖2時(shí)序圖252、正確選擇輸入輸出設(shè)備一個(gè)控制信號(hào)就是一個(gè)輸入設(shè)備，一個(gè)執(zhí)行元件就是一個(gè)輸出設(shè)備。

在這個(gè)交通燈的控制中，哪些作為輸入設(shè)備？哪些又作為輸出設(shè)備呢？輸入設(shè)備：?jiǎn)?dòng)按鈕SB1和停止按鈕SB2輸出設(shè)備：南北方向紅燈、黃燈、綠燈；東西方向紅燈、黃燈、綠燈。2、正確選擇輸入輸出設(shè)備263、分配I/O地址一個(gè)輸入設(shè)備原則上占用一個(gè)輸入點(diǎn)，一個(gè)輸出設(shè)備原則上占用一個(gè)輸出點(diǎn)。

同學(xué)們分配項(xiàng)目的I/O地址

I/O表輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱(chēng)代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱(chēng)代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)啟動(dòng)按鈕SB1I0.0紅1HL1Q0.0停止按鈕SB2I0.1黃1HL2Q0.1綠1HL3Q0.2紅2HL4Q0.3黃2HL5Q0.4綠2HL6Q0.53、分配I/O地址輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱(chēng)代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱(chēng)代274、畫(huà)出輸入輸出接線(xiàn)圖將選擇的輸入輸出設(shè)備和分配好的I/O地址一一對(duì)應(yīng)連接。

同學(xué)們根據(jù)I/O地址畫(huà)出接線(xiàn)圖。PLC控制的輸入輸出配置及外部接線(xiàn)圖如圖所示。4、畫(huà)出輸入輸出接線(xiàn)圖28輸入輸出配置及外部接線(xiàn)圖輸入輸出配置及外部接線(xiàn)圖295、編制梯形圖程序根據(jù)控制要求，設(shè)計(jì)出梯形圖，再根據(jù)梯形圖編寫(xiě)語(yǔ)句表程序清單。

如何設(shè)計(jì)交通燈的控制梯形圖？

交通燈的控制復(fù)雜，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法需要考慮的環(huán)節(jié)較多，故設(shè)計(jì)麻煩。由于交通燈的工作過(guò)程按一定的順序和流程進(jìn)行，因而考慮用順序控制法來(lái)設(shè)計(jì)該項(xiàng)目。5、編制梯形圖程序30控制要求：20S5S40S5S程序的組成:控制要求：20S5S40S5S程序的組成:31按下啟動(dòng)按鈕，置S0.0為1，綠1，紅2燈亮。T37延時(shí)20秒后，狀態(tài)由S0.0轉(zhuǎn)到S0.1，紅2亮、黃1閃。T38延時(shí)5秒后，狀態(tài)由S0.1轉(zhuǎn)到S0.2，紅1、綠2燈亮。T39延時(shí)40秒后，狀態(tài)由S0.2轉(zhuǎn)到S0.3，紅1亮、黃2閃。T40延時(shí)5秒后，狀態(tài)由S0.3轉(zhuǎn)回到S0.0，執(zhí)行下一循環(huán)。按下停止按鈕，使S0.0~S0.3斷電，所有燈滅。根據(jù)時(shí)序圖，可以畫(huà)出交通燈控制的順序功能圖如圖所示。

按下啟動(dòng)按鈕，置S0.0為1，綠1，紅2燈亮。根據(jù)時(shí)序圖32第9講交通信號(hào)燈控制課件33拓展項(xiàng)目運(yùn)料小車(chē)自動(dòng)往返控制任務(wù)要求：運(yùn)料小車(chē)運(yùn)行過(guò)程如圖所示，小車(chē)處于原位，后端壓下后限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)合上啟動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)，小車(chē)前進(jìn)，到達(dá)前限位開(kāi)關(guān)后，漏斗門(mén)打開(kāi)，延時(shí)8s后小車(chē)向后運(yùn)行，到達(dá)后限位開(kāi)關(guān)，小車(chē)底門(mén)打開(kāi)(停6s)，完成一次動(dòng)作。假設(shè)斗車(chē)工作一個(gè)周期后，不會(huì)自行起動(dòng)。作業(yè)：拓展項(xiàng)目運(yùn)料小車(chē)自動(dòng)往返控制作業(yè)：34一、實(shí)訓(xùn)目的（1）掌握順序控制設(shè)計(jì)法、單流程狀態(tài)順序功能圖的畫(huà)法以及順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法。（2）訓(xùn)練順序功能設(shè)計(jì)法編程的思想和方法。（3）進(jìn)一步熟悉PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用。項(xiàng)目五實(shí)訓(xùn)交通燈控制一、實(shí)訓(xùn)目的項(xiàng)目五實(shí)訓(xùn)交通燈控制35二、實(shí)訓(xùn)步驟1、先擬定方案，選擇輸入輸出設(shè)備，繪制I/O接線(xiàn)圖，2、再設(shè)計(jì)梯形圖程序和指令表程序?？梢杂枚喾N方法和指令進(jìn)行設(shè)計(jì)。3、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)先進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，成功后再進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試。4、每完成一步后經(jīng)指導(dǎo)老師認(rèn)可再進(jìn)行下一步。二、實(shí)訓(xùn)步驟36三、PLC運(yùn)行并調(diào)試程序（1）輸入梯形圖程序。（2）上傳程序到PLC，并對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。觀(guān)察能否實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)，在正轉(zhuǎn)的情況下能否直接轉(zhuǎn)換成反轉(zhuǎn)；（3）調(diào)試運(yùn)行并記錄調(diào)試結(jié)果。四、實(shí)訓(xùn)報(bào)告要求整理實(shí)訓(xùn)操作結(jié)果，按標(biāo)準(zhǔn)寫(xiě)出實(shí)訓(xùn)報(bào)告。三、PLC運(yùn)行并調(diào)試程序37五、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)答疑本次實(shí)訓(xùn)過(guò)程中可能出現(xiàn)以下問(wèn)題：步進(jìn)順控指令的使用。

黃燈閃爍設(shè)計(jì)的處理？現(xiàn)場(chǎng)程序調(diào)試過(guò)程中可能遇到的各種問(wèn)題五、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)答疑38六、安全操作規(guī)程嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行接線(xiàn)和開(kāi)、關(guān)電源。開(kāi)機(jī)順序：合電源---開(kāi)220v，程序調(diào)試合格后再打開(kāi)PLC的RUN電源。關(guān)機(jī)順序：與開(kāi)機(jī)順序相反。嚴(yán)禁在PLC運(yùn)行的情況下插接或者拔下輸入輸出信號(hào)線(xiàn)，以免造成短路。六、安全操作規(guī)程39七、實(shí)訓(xùn)考核標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容滿(mǎn)分評(píng)分要求備注1．正確選擇輸入輸出設(shè)備及地址并畫(huà)出I/O接線(xiàn)圖15設(shè)備及端口地址選擇正確，接線(xiàn)圖正確、標(biāo)注完整輸入輸出每錯(cuò)一個(gè)扣5分，接線(xiàn)圖每少一處標(biāo)注扣1分2．正確編制梯形圖程序35梯形圖格式正確、梯形圖整體結(jié)構(gòu)合理。每錯(cuò)一處扣5分3．正確寫(xiě)出指令語(yǔ)句程序10各指令使用準(zhǔn)確。每錯(cuò)一處扣5分4．外部接線(xiàn)正確15I/O信號(hào)線(xiàn)接線(xiàn)正確每錯(cuò)一處扣5分5．寫(xiě)入程序并進(jìn)行調(diào)試15操作步驟正確，動(dòng)作熟練。若有違規(guī)操作，每次扣10分6．運(yùn)行結(jié)果及口試答辯10程序運(yùn)行結(jié)果正確、表述清楚，口試答辯正確對(duì)運(yùn)行結(jié)果表述不清楚者扣5分七、實(shí)訓(xùn)考核標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容滿(mǎn)分評(píng)分要求備注140拓展項(xiàng)目運(yùn)料小車(chē)自動(dòng)往返控制一、項(xiàng)目任務(wù)

運(yùn)料小車(chē)運(yùn)行過(guò)程如圖所示，小車(chē)處于原位，后端壓下后限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)合上啟動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)，小車(chē)前進(jìn)，到達(dá)前限位開(kāi)關(guān)后，漏斗門(mén)打開(kāi)，延時(shí)8s后小車(chē)向后運(yùn)行，到達(dá)后限位開(kāi)關(guān)，小車(chē)底門(mén)打開(kāi)(停6s)，完成一次動(dòng)作。假設(shè)斗車(chē)工作一個(gè)周期后，不會(huì)自行起動(dòng)。拓展項(xiàng)目運(yùn)料小車(chē)自動(dòng)往返控制一、項(xiàng)目任務(wù)41二、項(xiàng)目分析1.工作原理分析

小車(chē)處于原位時(shí)，壓下后限位開(kāi)關(guān)SQ2；當(dāng)合上啟動(dòng)開(kāi)關(guān)SB1時(shí)，小車(chē)前進(jìn)，當(dāng)運(yùn)行前限位開(kāi)關(guān)SQ1后，打開(kāi)漏斗門(mén)，延時(shí)8s后小車(chē)向后運(yùn)行，到達(dá)后限位開(kāi)關(guān)SQ2，打開(kāi)小車(chē)底門(mén)(停6s)，完成一次動(dòng)作。小車(chē)的前進(jìn)、后退由接觸器KM1、KM2控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)進(jìn)行拖動(dòng)，漏斗門(mén)和小車(chē)底門(mén)分別由電磁鐵YA1和YA2控制。二、項(xiàng)目分析422.輸入與輸出點(diǎn)分配

輸入輸出設(shè)備名稱(chēng)代號(hào)輸入編號(hào)設(shè)備名稱(chēng)代號(hào)輸出編號(hào)啟動(dòng)按鈕SB1I0.0接觸器KM1Q0.0前限位開(kāi)關(guān)SQ1I0.1電磁鐵YA1Q0.1后限位開(kāi)關(guān)SQ2I0.2接觸器KM2Q0.2電磁鐵YA2Q0.32.輸入與輸出點(diǎn)分配輸入輸出設(shè)備名稱(chēng)代號(hào)輸入編號(hào)設(shè)備名稱(chēng)代433.繪制順序功能圖1）劃分步，確定轉(zhuǎn)換條件將小車(chē)的整個(gè)工作過(guò)程按工作步序進(jìn)行分解，每個(gè)工序?qū)?yīng)一個(gè)狀態(tài)。初始狀態(tài)S0.0（初始化狀態(tài)）

小車(chē)前進(jìn)S0.1（輸出Q0.0，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)）開(kāi)漏斗門(mén)S0.2（輸出Q0.1，定時(shí)器T37開(kāi)始工作）

小車(chē)后退S0.3（輸出Q0.2，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)）開(kāi)底門(mén)S0.4（輸出Q0.3，定時(shí)器T38開(kāi)始工作）啟動(dòng)按鈕I0.0前限位開(kāi)關(guān)I0.1T37延時(shí)8S后限位開(kāi)關(guān)I0.2T38延時(shí)6S3.繪制順序功能圖啟動(dòng)按鈕I0.0前限位開(kāi)關(guān)I0.1T37延442）小車(chē)自動(dòng)往返控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖2）小車(chē)自動(dòng)往返控制的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖45三門(mén)峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院可編程控制器及其應(yīng)用（西門(mén)子型）教師員瑩電氣工程系三門(mén)峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院可編程控制器及其應(yīng)用46第三部分PLC綜合技能模塊第三部分PLC綜合技能模塊47PLC綜合技能模塊項(xiàng)目四：交通信號(hào)燈控制學(xué)習(xí)順序控制設(shè)計(jì)法、單流程狀態(tài)順序功能圖的畫(huà)法以及順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法。項(xiàng)目五：洗車(chē)流程控制學(xué)習(xí)選擇性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和梯形圖程序編寫(xiě)的方法。項(xiàng)目六：人行道交通燈的控制學(xué)習(xí)并行性分支的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和梯形圖程序編寫(xiě)的方法。拓展項(xiàng)目：飲料罐裝與壓蓋控制控制搶答器（三組搶答器、五組搶答器）學(xué)生根據(jù)4－6項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，自行設(shè)計(jì)本項(xiàng)目。PLC綜合技能模塊項(xiàng)目四：學(xué)習(xí)順序控制設(shè)計(jì)法、單流程狀態(tài)48PLC基本技能模塊說(shuō)明

本模塊主要學(xué)習(xí)PLC順序控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般工作流程，包括3個(gè)項(xiàng)目。選擇了生產(chǎn)生活中比較熟悉的交通信號(hào)燈、洗車(chē)流程及工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)等模塊作為項(xiàng)目，使學(xué)生掌握順序控制設(shè)計(jì)法、順序功能圖的畫(huà)法，并能運(yùn)用它們解決工程實(shí)際問(wèn)題，本模塊的項(xiàng)目實(shí)施需要同學(xué)們完成各示范項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和調(diào)試，最后獨(dú)立完成拓展項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和整體調(diào)試。PLC基本技能模塊說(shuō)明49項(xiàng)目四：交通信號(hào)燈控制【教學(xué)內(nèi)容】：【教學(xué)要求】：順序控制設(shè)計(jì)法及順序功能圖的畫(huà)法。

（1）學(xué)會(huì)分析復(fù)雜系統(tǒng)的控制對(duì)象，熟練掌握I/O點(diǎn)設(shè)置方法。（2）掌握順序控制設(shè)計(jì)法及順序功能圖的畫(huà)法。（3）掌握根據(jù)系統(tǒng)的順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法。（4）完成十字路口交通信號(hào)燈的PLC控制。項(xiàng)目四：交通信號(hào)燈控制【教學(xué)內(nèi)容】：【教學(xué)要求】：順序50一、項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)十字路口信號(hào)燈控制系統(tǒng)。信號(hào)燈分東西、南北兩組，分別有紅黃綠三種顏色，假設(shè)東西方向交通比南北方向繁忙一倍，故東西方向的綠燈通行的時(shí)間多一倍。信號(hào)燈的動(dòng)作受開(kāi)關(guān)總體控制，按一下起動(dòng)按鈕，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作，并周而復(fù)始地循環(huán)動(dòng)作；按一下停止按鈕，所有信號(hào)燈都熄滅。圖1交通燈示意圖項(xiàng)目名稱(chēng)：交通信號(hào)燈控制一、項(xiàng)目要求圖1交通燈示意圖項(xiàng)目名稱(chēng)：交通信號(hào)燈控制51二、項(xiàng)目分析按照項(xiàng)目所給要求，我們可以設(shè)計(jì)出交通燈控制的過(guò)程，其信號(hào)燈工作情況如下：

南北信號(hào)綠燈亮黃燈閃紅燈亮?xí)r間20s5s45s東西信號(hào)紅燈亮綠燈亮黃燈閃時(shí)間25s40s5s二、項(xiàng)目分析南北信號(hào)綠燈亮黃燈閃紅燈亮?xí)r間20s52順序功能圖與順序控制設(shè)計(jì)法1.順序控制系統(tǒng)對(duì)于流程作業(yè)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)而言，一般都可以分解成幾個(gè)獨(dú)立的控制動(dòng)作或工序，這些動(dòng)作或工序必須嚴(yán)格按照一定的先后次序執(zhí)行才能保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，我們把這種控制叫做順序控制。其控制總是一步一步按順序進(jìn)行。對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)則稱(chēng)為順序控制系統(tǒng)或流程控制系統(tǒng)。典型順序控制系統(tǒng)【相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)】順序功能圖與順序控制設(shè)計(jì)法典型【相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)】532.順序功能圖針對(duì)順序控制要求，PLC提供了順序功能圖（SFC），又稱(chēng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，它是專(zhuān)用于工業(yè)順序控制程序設(shè)計(jì)的一種功能語(yǔ)言，能直觀(guān)地顯示出工業(yè)控制中基本順序步驟。順序功能圖的三要素是步、轉(zhuǎn)換條件與動(dòng)作。將控制系統(tǒng)的工作過(guò)程按輸出狀態(tài)變化可分為若干個(gè)階段，稱(chēng)為步（Step）或狀態(tài)，用編程元件表示（如輔助繼電器M和狀態(tài)繼電器S）。每個(gè)步都有不同的動(dòng)作（但初始步有可能沒(méi)有動(dòng)作）。當(dāng)相鄰兩步之間的轉(zhuǎn)換條件滿(mǎn)足時(shí)，就將實(shí)現(xiàn)步與步之間的轉(zhuǎn)換，即上一個(gè)步的動(dòng)作結(jié)束而下一個(gè)步的動(dòng)作開(kāi)始。2.順序功能圖54順序控制狀態(tài)圖:步分初始步和一般步。初始步用雙線(xiàn)框表示，一般步用矩形框表示，矩形框中用數(shù)字表示步的編號(hào)。轉(zhuǎn)換條件用短劃線(xiàn)表示，在旁邊可用文字標(biāo)注。動(dòng)作用矩形框表示，矩形框可用文字或符號(hào)表示。。初始步一般步轉(zhuǎn)換條件動(dòng)作順序控制狀態(tài)圖:初始步一般步轉(zhuǎn)換條件動(dòng)作553.順序功能圖SFC的3種基本結(jié)構(gòu)：?jiǎn)瘟鞒探Y(jié)構(gòu)：從頭到尾只有一條路可走。選擇分支與匯合：若有多條路徑，而只能選擇其中一條路徑來(lái)執(zhí)行。并進(jìn)分支與匯合：若有多條路徑，且必須同時(shí)執(zhí)行，這種分支的方式稱(chēng)為并進(jìn)分支流程。在各條路徑都執(zhí)行后，才會(huì)繼續(xù)往下指令。3.順序功能圖SFC的3種基本結(jié)構(gòu)：?jiǎn)瘟鞒探Y(jié)構(gòu)：從頭到尾只有564.順序功能圖的編程要點(diǎn)：編順序功能圖，就是以步為核心，控制程序被順控指令劃分為若干個(gè)程序段，每一段對(duì)應(yīng)功能圖中的一步。步與步之間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換應(yīng)該同時(shí)滿(mǎn)足兩個(gè)條件：前級(jí)步必須是活動(dòng)步（正在執(zhí)行的步），對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換條件成立。順序編程的要點(diǎn)是：激活下一步，關(guān)斷前一步。也即系統(tǒng)在某活動(dòng)步n時(shí)，對(duì)應(yīng)的編程元件Sn狀態(tài)為1，當(dāng)轉(zhuǎn)換條件滿(mǎn)足時(shí)，下一步(n+1)變?yōu)榛顒?dòng)步，對(duì)應(yīng)S（n+1）狀態(tài)為1，而當(dāng)前步的編程元件Sn狀態(tài)變?yōu)?。4.順序功能圖的編程要點(diǎn)：編順序功能圖，就是以步為核心，控制575.順序功能圖的編程方法：（1）步的劃分

分析被控對(duì)象的工作過(guò)程及控制要求，將系統(tǒng)的工作過(guò)程劃分成若干個(gè)“步”。步是根據(jù)PLC輸出量的狀態(tài)劃分的，只要系統(tǒng)的輸出量狀態(tài)發(fā)生變化，系統(tǒng)就從原來(lái)的步進(jìn)入新的步。（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。常見(jiàn)的轉(zhuǎn)換條件有按鈕、行程開(kāi)關(guān)、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的觸點(diǎn)的動(dòng)作（通/斷）等。（3）順序功能圖的繪制

根據(jù)以上分析畫(huà)出描述系統(tǒng)工作過(guò)程的順序功能圖。（4）梯形圖的繪制

根據(jù)順序功能圖，采用某種編程方式設(shè)計(jì)出梯形圖。

5.順序功能圖的編程方法：（1）步的劃分

分析被控58順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖的方法：1、置位復(fù)位法——“步的切換”用S和R指令完成。2、步控指令法——用SCR控制指令完成。順序功能圖轉(zhuǎn)換為梯形圖的方法：59PLC運(yùn)行時(shí)，對(duì)于初始步，如沒(méi)有特殊控制要求，一般用SM0.1脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)初始狀態(tài)M0.0。當(dāng)前步為活動(dòng)步且轉(zhuǎn)換條件成立時(shí)，用S將代表后續(xù)步的中間繼電器置位（激活），同時(shí)用R將本步復(fù)位（關(guān)斷）。因此，每一個(gè)轉(zhuǎn)換都對(duì)應(yīng)一個(gè)S/R的電路塊。順序功能圖SFC的基本約定：置位法——用S/R指令完成PLC運(yùn)行時(shí)，對(duì)于初始步，如沒(méi)有特殊控制要求，一般用SM0.60步控指令法——用SCR指令完成用步進(jìn)指令設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，只對(duì)狀態(tài)元件S有效，用狀態(tài)繼電器S代表一個(gè)步序。狀態(tài)繼電器共有256個(gè)，范圍為S0.0-S31.7，使用位地址。從LSCR指令開(kāi)始到SCRE指令結(jié)束組成一個(gè)順序控制繼電器SCR段。步控指令法——用SCR指令完成用步進(jìn)指令設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，只對(duì)狀611.段開(kāi)始指令LSCR標(biāo)記一個(gè)順序控制（SCR）段的開(kāi)始。示例：使用SCR指令后，其后編程需用LD、LDI、OUT等指令，直至出現(xiàn)下一條SCR指令或出現(xiàn)SCRE指令。LSCR指令把S位值裝載到SCR堆棧棧頂，當(dāng)S狀態(tài)為1時(shí)，使新?tīng)顟B(tài)繼電器置位，而前一狀態(tài)繼電器自動(dòng)復(fù)位，其觸點(diǎn)斷開(kāi)。1.段開(kāi)始指令LSCR622.段轉(zhuǎn)移指令SCRT將當(dāng)前的（SCR）段切換到下一個(gè)（SCR）段。示例：SCRT指令功能：使當(dāng)前SCR程序段的S位復(fù)位，停止該SCR程序段工作；使下一個(gè)SCR程序段S位置位，下一個(gè)SCR程序段工作。2.段轉(zhuǎn)移指令SCRT633.段結(jié)束指令SCRE將當(dāng)前的（SCR）段結(jié)束。示例：SCRE指令功能：SCR段必須用SCRE指令結(jié)束；3.段結(jié)束指令SCRE64（1）順序功能圖（2）對(duì)應(yīng)梯形圖（3）語(yǔ)句表順序功能圖SCR的基本約定：（1）順序功能圖（2）對(duì)應(yīng)梯形圖（3）語(yǔ)句65不能把同一編號(hào)的S用在不同的程序分區(qū)中；在SCR段中，用SM0.0驅(qū)動(dòng)該步中應(yīng)為1狀態(tài)的輸出線(xiàn)圈；（SM0.0在PLC運(yùn)行時(shí)，始終為1）在SCR段中不能使用的指令：跳轉(zhuǎn)指令JMP、LBL；循環(huán)指令FOR、NEXT；順序功能圖SCR的使用注意事項(xiàng)：順序功能圖SCR的使用注意事項(xiàng)：66步控指令法例1：SFC圖→梯形圖→指令表PLC接線(xiàn)簡(jiǎn)圖I0.0Q0.0I0.1Q0.1I0.2Q0.2LDSM0.1SS0.0,1LSCRS0.0LDSM0.0=Q0.0LDI0.1SCRTS0.1SCRELSCRS0.1LDSM0.0=Q0.1LDI0.2SCRTS0.2SCRELSCRS0.2LDSM0.0=Q0.2LDI0.0SCRTS0.0SCRE步控指令法例1：SFC圖→梯形圖→指令表PLC接線(xiàn)簡(jiǎn)圖67步控指令法例2：Q0.0Q0.1Q0.2SFC圖PLC接線(xiàn)簡(jiǎn)圖梯形圖步控指令法例2：Q0.0SFC圖PLC接線(xiàn)簡(jiǎn)圖梯形圖68三、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程1、熟悉控制對(duì)象，明確控制任務(wù)。根據(jù)被控制對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的要求，明確PLC系統(tǒng)要完成的任務(wù)及所應(yīng)具備的功能，詳細(xì)分析系統(tǒng)的控制過(guò)程。根據(jù)系統(tǒng)要求，可以畫(huà)出系統(tǒng)的時(shí)序波形圖。三、項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程69圖2時(shí)序圖圖2時(shí)序圖702、正確選擇輸入輸出設(shè)備一個(gè)控制信號(hào)就是一個(gè)輸入設(shè)備，一個(gè)執(zhí)行元件就是一個(gè)輸出設(shè)備。

在這個(gè)交通燈的控制中，哪些作為輸入設(shè)備？哪些又作為輸出設(shè)備呢？輸入設(shè)備：?jiǎn)?dòng)按鈕SB1和停止按鈕SB2輸出設(shè)備：南北方向紅燈、黃燈、綠燈；東西方向紅燈、黃燈、綠燈。2、正確選擇輸入輸出設(shè)備713、分配I/O地址一個(gè)輸入設(shè)備原則上占用一個(gè)輸入點(diǎn)，一個(gè)輸出設(shè)備原則上占用一個(gè)輸出點(diǎn)。

同學(xué)們分配項(xiàng)目的I/O地址

I/O表輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱(chēng)代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱(chēng)代號(hào)輸出點(diǎn)編號(hào)啟動(dòng)按鈕SB1I0.0紅1HL1Q0.0停止按鈕SB2I0.1黃1HL2Q0.1綠1HL3Q0.2紅2HL4Q0.3黃2HL5Q0.4綠2HL6Q0.53、分配I/O地址輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱(chēng)代號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)名稱(chēng)代724、畫(huà)出輸入輸出接線(xiàn)圖將選擇的輸入輸出設(shè)備和分配好的I/O地址一一對(duì)應(yīng)連接。

同學(xué)們根據(jù)I/O地址畫(huà)出接線(xiàn)圖。PLC控制的輸入輸出配置及外部接線(xiàn)圖如圖所示。4、畫(huà)出輸入輸出接線(xiàn)圖73輸入輸出配置及外部接線(xiàn)圖輸入輸出配置及外部接線(xiàn)圖745、編制梯形圖程序根據(jù)控制要求，設(shè)計(jì)出梯形圖，再根據(jù)梯形圖編寫(xiě)語(yǔ)句表程序清單。

如何設(shè)計(jì)交通燈的控制梯形圖？

交通燈的控制復(fù)雜，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法需要考慮的環(huán)節(jié)較多，故設(shè)計(jì)麻煩。由于交通燈的工作過(guò)程按一定的順序和流程進(jìn)行，因而考慮用順序控制法來(lái)設(shè)計(jì)該項(xiàng)目。5、編制梯形圖程序75控制要求：20S5S40S5S程序的組成:控制要求：20S5S40S5S程序的組成:76按下啟動(dòng)按鈕，置S0.0為1，綠1，紅2燈亮。T37延時(shí)20秒后，狀態(tài)由S0.0轉(zhuǎn)到S0.1，紅2亮、黃1閃。T38延時(shí)5秒后，狀態(tài)由S0.1轉(zhuǎn)到S0.2，紅1、綠2燈亮。T39延時(shí)40秒后，狀態(tài)由S0.2轉(zhuǎn)到S0.3，紅1亮、黃2閃。T40延時(shí)5秒后，狀態(tài)由S0.3轉(zhuǎn)回到S0.0，執(zhí)行下一循環(huán)。按下停止按鈕，使S0.0~S0.3斷電，所有燈滅。根據(jù)時(shí)序圖，可以畫(huà)出交通燈控制的順序功能圖如圖所示。

按下啟動(dòng)按鈕，置S0.0為1，綠1，紅2燈亮。根據(jù)時(shí)序圖77第9講交通信號(hào)燈控制課件78拓展項(xiàng)目運(yùn)料小車(chē)自動(dòng)往返控制任務(wù)要求：運(yùn)料小車(chē)運(yùn)行過(guò)程如圖所示，小車(chē)處于原位，后端壓下后限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)合上啟動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)，小車(chē)前進(jìn)，到達(dá)前限位開(kāi)關(guān)后，漏斗門(mén)打開(kāi)，延時(shí)8s后小車(chē)向后運(yùn)行，到達(dá)后限位開(kāi)關(guān)，小車(chē)底門(mén)打開(kāi)(停6s)，完成一次動(dòng)作。假設(shè)斗車(chē)工作一個(gè)周期后，不會(huì)自行起動(dòng)。作業(yè)：拓展項(xiàng)目運(yùn)料小車(chē)自動(dòng)往返控制作業(yè)：79一、實(shí)訓(xùn)目的（1）掌握順序控制設(shè)計(jì)法、單流程狀態(tài)順序功能圖的畫(huà)法以及順序功能圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法。（2）訓(xùn)練順序功能設(shè)計(jì)法編程的思想和方法。（3）進(jìn)一步熟悉PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用。項(xiàng)目五實(shí)訓(xùn)交通燈控制一、實(shí)訓(xùn)目的項(xiàng)目五實(shí)訓(xùn)交通燈控制80二、實(shí)訓(xùn)步驟1、先擬定方案，選擇輸入輸出設(shè)備，繪制I/O接線(xiàn)圖，2、再設(shè)計(jì)梯形圖程序和指令表程序?？梢杂枚喾N方法和指令進(jìn)行設(shè)計(jì)。3、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)先進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，成功后再進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試。4、每完成一步后經(jīng)指導(dǎo)老師認(rèn)可再進(jìn)行下一步。二、實(shí)訓(xùn)步驟81三、PLC運(yùn)行并調(diào)試程序（1）輸入梯形圖程序。（2）上傳程序到PLC，并對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。觀(guān)察能否實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)，在正轉(zhuǎn)的情況下能否直接轉(zhuǎn)換成反轉(zhuǎn)；（3）調(diào)試運(yùn)行并記錄調(diào)試結(jié)果。四、實(shí)訓(xùn)報(bào)告要求整理實(shí)訓(xùn)操作結(jié)果，按標(biāo)準(zhǔn)寫(xiě)出實(shí)訓(xùn)報(bào)告。三、PLC運(yùn)行并調(diào)試程序82五、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)答疑本次實(shí)訓(xùn)過(guò)程中可能出現(xiàn)以下問(wèn)題：步進(jìn)順控指令的使用。

黃燈閃爍設(shè)計(jì)的處理？現(xiàn)場(chǎng)程序調(diào)試過(guò)程中可能遇到的各種問(wèn)題五、實(shí)訓(xùn)