十字路口红绿灯项目二任务四.ppt

* * 全国中等职业技术学校机电类通用教材 本课件的文字及图片版权 均为南京凤凰康轩所有 任务四 十字路口红绿灯的 PLC 控制 任务引入 某十字路口交通信号 灯的布置如图2-4-1所示。现设计这些交通灯运行的PLC控制程序, 按南北方向： 红灯亮30s后,绿灯亮,27s后,黄灯闪烁3s;东西方向:绿灯亮27s后，黄灯闪烁3s， 而后红灯亮30s，如此循环进行。请设计PLC控制电路,编写控制程序,并在实验装置上安装接线、调试运行。 图 2-4-1 十字路口交通信号灯布置图 一、顺序控制设计法 任务四 十字路口红绿灯的 PLC 控制 1、顺序控制设计法的概念 在实际生产生活中，经常遇到一些动作要求是按照一定的步骤或顺序一步一步进行的，有时还会出现并行顺序、选择顺序以及跳转循环等复杂情况，如交通灯、音乐喷泉、机械手、电动机顺序启停、生产线运行的控制等，上世纪80 年代， 法国科技人员发明了顺序控制设计法，即用一种图形化的功能性语言来设计工业顺序控制程序，即顺序功能图(SFC，Sequential Function Chart)语言。 2、顺序功能图 顺序功能图是专用于工业顺序控制程序设计的一种功能性说明语言。它能完整地描述控制系统的工作过程、功能和特性，是分析、设计电气控制系统控制程序的重要工具。 顺序功能图主要由“步”、“转移”及“有向线段”等元素组成。 一、顺序控制设计法 任务四 十字路口红绿灯的 PLC 控制 2、顺序功能图 (1)、步 顺序控制设计是将系统的一个工作周期划分为若干个顺序相连的阶段，这些阶段称为步（step），可以用编程元件（如辅助继电器M和顺序控制继电器S）来代表各步。步是根据输出量的状态变化来划分的，在任何一步之内，各输出量的ON/OFF状态不变，但是相邻两步输出量总的状态是不同的。 步的符号如图2-4-2(a)所示，矩形框中可写上该状态的编号或代码。 图 2-4-2 状态的图形符号 一、顺序控制设计法 任务四 十字路口红绿灯的 PLC 控制 2、顺序功能图 (1)、步 ①初始步 与系统的初始状态相对应的步称为初始步,初始步是功能图运行的起点,一个控制系统至少要有一个初始步。如图2-4-2（b）所示。 ②活动步 当系统正处于某一步所在的阶段时,该步处于活动状态,称该步为“活动步”。 ③与步对应的动作或命令 在每个稳定的状态下，一般会有相应的动作。动作的表示方法如图2-4-3所示。 图 2-4-2 状态的图形符号 图 2-4-3 状态下动作的表示 一、顺序控制设计法 任务四 十字路口红绿灯的 PLC 控制 2、顺序功能图 (2)、有向线段与转换条件 ①有向线段 在顺序功能图中，随着时间的推移和转换条件的实现，将会发生步的活动状态的进展，这种进展按有向线段规定的路线和方向进行。步的活动状态习惯的进展方向是从上到下或从左到右。 ②转换 从一个步转到另一个步，就是转换。转换用有向线段上与有向线段垂直的短划线来表示，转换将相邻两步分隔开。转换的符号如图2-4-4 所示。转换条件是指使系统从一个步向另一个步转换的必要条件。 图 2-4-4 转换符号 一、顺序控制设计法 任务四 十字路口红绿灯的 PLC 控制 3、顺序功能图的构成规则 控制系统功能图的绘制必须满足以下规则： (1)、步与步不能直接相连，必须用转换分开。 (2)、转换与转换不能直接相连，必须用步分开。 图 2-4-5 三个状态构成的顺序功能流程图 (3)、步与转换、转换与步之间的连接采用有向线段，从上向下画时， 可以省略箭头；从下向上画时， 必须画上箭头，以表示方向。 (4)、一个功能图至少要有一个初始状态， 在顺序功能图中一般应有由状态和有向线段组成的闭环。 如图2-4-5 所示为一个三步状态构成的顺序功能图。 一、顺序控制设计法 任务四 十字路口红绿灯的 PLC 控制 4、顺序功能图的结构类型 (1)、单序列结构 单序列结构的顺序功能图是最简单的顺序功能图，每一步后面只有一个转换，每个转换后面只有一步。如图 2-4-5所示为一个单序列步进的功能流程图。 (2)、选择序列结构 选择序列结构的顺序功能流程图的特点是有几条分支，需要进行选择，只能选择其中一条路去运行，功能流程图如图 2-4-6 所示。 图 2-4-5 单序列功能流程图 图 2-4-6 选择序列功能流程图 一、顺序控制设计法 任务四 十字路口红绿灯的 PLC 控制 4、顺序功能图的结构类型