8.3人行横道交通灯控制系统设计（课件）-《工厂电气控制设备》同步教学（高教版）

人行横道交通灯控制系统设计 目 录 教学目的 项目控制要求与分析 项目预备知识 项目实现 研讨与训练 1.基本知识目标 掌握并行序列顺序功能图的结构。 2.技能培养目标 1)会根据工艺要求绘制并行序列顺序功能图。 2）会利用“起-保-停”电路的编程方法，将并行序列顺序功能图转换为梯形图。 3）会利用以转换为中心的电路编程方法，将并行序列顺序功能图转换为梯形图。 一、教学目的 1.基本知识目标 掌握并行序列顺序功能图的结构。 2.技能培养目标 1)会根据工艺要求绘制并行序列顺序功能图。 2）会利用“起-保-停”电路的编程方法，将并行序列顺序功能图转换为梯形图。 3）会利用以转换为中心的电路编程方法，将并行序列顺序功能图转换为梯形图。 3 目 录 教学目的 项目控制要求与分析 项目预备知识 项目实现 研讨与训练 在道路交通管理上有许多按钮式人行道交通灯，其示意图如图1所示。在正常情况下，汽车通行，即Y003绿灯亮，Y005红灯亮；当行人想过马路，就按按钮。当按下按钮X000（或X001）之后，主干道交通灯将从绿（5s）→绿闪（3s）→黄（3s）→红（20s），当主干道红灯亮时，人行道从红灯亮转为绿灯亮，15 s以后，人行道绿灯开始闪烁，闪烁5 s后转入主干道绿灯亮，人行道红灯亮。 项目控制要求与分析 二、项目控制要求与分析 图1 按钮式人行道交通灯的示意图 本项目要求用PLC控制按钮式人行道交通灯，用并行序列的顺序功能图编程。 项目控制要求与分析 在道路交通管理上有许多按钮式人行道交通灯，其示意图如图1所示。在正常情况下，汽车通行，即Y003绿灯亮，Y005红灯亮；当行人想过马路，就按按钮。当按下按钮X000（或X001）之后，主干道交通灯将从绿（5s）→绿闪（3s）→黄（3s）→红（20s），当主干道红灯亮时，人行道从红灯亮转为绿灯亮，15 s以后，人行道绿灯开始闪烁，闪烁5 s后转入主干道绿灯亮，人行道红灯亮。 本项目要求用PLC控制按钮式人行道交通灯，用并行序列的顺序功能图编程。 5 目 录 教学目的 项目控制要求与分析 项目预备知识 项目实现 研讨与训练 1.并行序列结构形式的顺序功能图 顺序过程进行到某步，该步后面有多个分支，在该步结束后，若转移条件满足，则同时开始所有分支的顺序动作，若全部分支的顺序动作同时结束后，汇合到同一状态，这种顺序控制过程的结构就是并行序列结构。 三、项目预备知识 图2 并行序列结构 a）并行序列的分支 b)并行序列的合并 顺序过程进行到某步，该步后面有多个分支，在该步结束后，若转移条件满足，则同时开始所有分支的顺序动作，若全部分支的顺序动作同时结束后，汇合到同一状态，这种顺序控制过程的结构就是并行序列结构。 并行序列也有开始和结束之分。 并行序列的开始称为分支，并行序列的结束称为合并。 图2a所示为并行序列的分支。它是指当转换实现后将同时使多个后续步激活，每个序列中活动步的进展将是独立的。 为了区别于选择序列顺序功能图，强调转换的同步实现，水平连线用双线表示，转换条件放在水平双线之上。 如果步3为活动步，且转换条件e成立，则步4、6、8同时变成活动步，而步3变为不活动步。当步4、6、8被同时激活后，每一序列接下来的转换将是独立的。 7 1.并行序列结构形式的顺序功能图 图2b所示为并行序列的合并。用双线表示并行序列的合并，将转换条件放在水平双线之下。当直接连在水平双线上的所有前级步5、7、9都为活动步时，步5、7、9的顺序动作全部执行完成后，且转换条件d成立，才能使转换实现，即步10变为活动步，而步5、7、9同时变为不活动步。 三、项目预备知识 图2 并行序列结构 a）并行序列的分支 b)并行序列的合并 图2b所示为并行序列的合并。用双线表示并行序列的合并，将转换条件放在水平双线之下。当直接连在水平双线上的所有前级步5、7、9都为活动步时，步5、7、9的顺序动作全部执行完成后，且转换条件d成立，才能使转换实现，即步10变为活动步，而步5、7、9同时变为不活动步。 8 2．用“起-保-停”电路实现的并行序列的编程方法 (1)并行序列分支的编程方法并行序列中各单序列的第一步同时变为活动步。 对控制这些步的“起-保-停”电路使用同样的起动电路，就可以实现这一要求。 图3a中步M1之后有一个并行序列的分支，当步M1为活动步并且转换条件满足时，步M2和步M3同时变为活动步，即M2和M3应同时变为ON，图3b中步M2和步M3的起动电路相同，都为逻辑关系式Ml·X001。 三、项目预备知识 图3 并行序列的编程方法示例 a）顺序功能图 b)并行序列分支的起动梯形图 c）并行序列合并的起动梯形图 2．用“起-保-停”电路实现的并行序列的编程方法 (1)并行序列分支的编程方法并行序列中各单序列的第一步同时变为活动步。 对控制这些步的“起-保-停”电路使用同样的起动电路，就可以实现这一要求。 图3a中步M1之后有一个并行序列的分支，当步M1为活动步并且转换条件满足时，步M2和步M3同时变为活动步，即M2和M3应同时变为ON，图3b中步M2和步M3的起动电路相同，都为逻辑关系式Ml·X001。 9 2．用“起-保-停”电路实现的并行序列的编程方法 (2)并行序列合并的编程方法 图3a中步M6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M4和步MS）都是活动步，并且转换条件X004满足。 由此可知，应将M4、MS和X004的常开触点串联，作为控制M6的“起-保-停”电路的起动电路，如图3c所示。 三、项目预备知识 图3 并行序列的编程方法示例 a）顺序功能图 b)并行序列分支的起动梯形图 c）并行序列合并的起动梯形图 (2)并行序列合并的编程方法 图3a中步M6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M4和步MS）都是活动步，并且转换条件X004满足。 由此可知，应将M4、MS和X004的常开触点串联，作为控制M6的“起-保-停”电路的起动电路，如图3c所示。 10 目 录 教学目的 项目控制要求与分析 项目预备知识 项目实现 研讨与训练 分析上述控制要求，PLC需要两个输入点和5个输出点，其I/O分配表见表1。 四、项目实现 I/O(输入/输出)分配表 表1 I/O分配表 I/O(输入/输出)分配表 分析上述控制要求，PLC需要两个输入点和5个输出点，其I/O分配表见表1。 12 2.编程 由提出的控制要求可画出按钮式人行道交通灯时序图，如图4所示。 四、项目实现 图4 按钮式人行道交通灯时序图 2.编程 由提出的控制要求可画出按钮式人行道交通灯时序图，如图4所示。 13 2.编程 在按钮式人行道上，主干道与人行道的交通灯是并行工作的，主干道允许通行的同时，人行道是禁止通行的，反之亦然。 主干道交通灯的一个工作周期分为4步，分别为绿灯亮、绿灯闪烁、黄灯亮和红灯亮，用M1 ~M4表示。 人行道交通灯的一个工作周期分为3步，分别为绿灯亮、绿灯闪烁和红灯亮，用M5～M7表示。再加上初始步MO，一共由8步构成。 各按钮和定时器提供的信号是各步之间的转换条件，由此画出此项目的顺序功能图如图5所示。 四、项目实现 图5 按钮式人行道交通灯顺序功能图 在按钮式人行道上，主干道与人行道的交通灯是并行工作的，主干道允许通行的同时，人行道是禁止通行的，反之亦然。 主干道交通灯的一个工作周期分为4步，分别为绿灯亮、绿灯闪烁、黄灯亮和红灯亮，用M1 ~M4表示。 人行道交通灯的一个工作周期分为3步，分别为绿灯亮、绿灯闪烁和红灯亮，用M5～M7表示。再加上初始步MO，一共由8步构成。 各按钮和定时器提供的信号是各步之间的转换条件，由此画出此项目的顺序功能图如图5所示，用“起-保-停”电路编程方法画出的梯形图如图6所示。 14 2.编程 用“起-保-停”电路编程方法画出的梯形图如图6所示。 四、项目实现 图6 采用“起-保-停”电路编程方法的梯形图 用“起-保-停”电路编程方法画出的梯形图如图6所示。 15 3.硬件接线 四、项目实现 图7 PLC的外部硬件接线原理图 3.硬件接线 PLC的外部硬件接线原理图如图7所示。 16 目 录 教学目的 项目控制要求与分析 项目预备知识 项目实现 研讨与训练 五、研讨与训练 同学们，步的转换与闪烁同步。用M8013的常开触点实现指示灯的闪烁时，M8013的工作与系统中的定时器并不同步，在指示灯开始闪烁和结束闪烁时，不能保证指示灯点亮和熄灭的时间刚好是0.5s，试解决这一问题。 同学们，步的转换与闪烁同步。用M8013的常开触点实现指示灯的闪烁时，M8013的工作与系统中的定时器并不同步，在指示灯开始闪烁和结束闪烁时，不能保证指示灯点亮和熄灭的时间刚好是0.5s，试解决这一问题。 18 谢谢聆听！ $$