十字路口红绿灯的控制-威海职业学院机械制图精品课程

威海职业学院十字路口红绿灯控制学习案例6在每个交通十字路口都要有红绿灯管理指示行人及车辆的行进，我们的交通才能形成一个有序系统。那么红绿灯是如何控制的呢？以下是某十字路口红绿灯示意图及时序图。请设计合理方案完成控制任务介绍案例信息：关于：并行序列顺序功能图并行序列的开始称为分支（见右图），当转换的实现导致几个序列同时激活时，这些序列称为并行序列。当步3是活动的，并且转换条件e=1，4和6这两步同时变为活动步，同时步3变为不活动步。为了强调转换的同步实现，水平连线用双线表示。步4、6被同时激活后，每个序列中活动步的进展将是独立的。在表示同步的水平双线之上，只允许有一个转换符号。并行序列用来表示系统几个同时工作的独立部分的工作情况。并行序列的结束称为合并(见右图)，在表示同步的水平双线之下，只允许有一个转换符号。当直接连在双线上的所有前级步(步5、7)都处于活动状态，并且转换条件i=1时，才会发生步5、7到步l0的进展，即步5、7同时变为不活动步，而步10变为活动步。背景知识关于：顺序控制设计法的本质经验设计法实际上是试图用输入信号I直接控制输出信号Q(见图a)，如果无法直接控制，或者为了实现记忆、联锁、互锁等功能，只好被动地增加一些辅助元件和辅助触点。由于不同的系统的输出量Q与输入量I之间的关系各不相同，以及它们对联锁、互锁的要求千变万化，不可能找出一种简单通用的设计方法。顺序控制设计法是用输入量I控制代表各步的编程元件(例如内部存储器位M)，再用它们控制输出量Q(见图b)。步是根据输出量Q的状态划分的，M与Q之间具有很简单的“与”或相等的逻辑关系，输出电路的设计极为简单。任何复杂系统的代表步的M存储器位的控制电路，其设计方法都是相同的，并且很容易掌握，所以顺序控制设计法具有简单、规范、通用的优点。由于M是依次顺序变为ON／OFF状态的，实际上已经基本上解决了经验设计法中的记忆、联锁等问题。背景知识关于：DF和DF/指令指令功能DF：前沿微分指令，输入脉冲前沿使指定继电器接通一个扫描周期，然后复位。DF/：后延微分指令，输入脉冲后沿是指定继电器接通一个扫描周期，然后复位。说明：1）当检测到X0接通时的上升沿时，Y0仅ON一个扫描周期。2）当检测到X1断开时的下降沿时，Y1仅ON一个扫描周期。※因Y0或Y1接通的时间仅一个扫描周期，故人眼根本看不到在驱使X0或X1通断变化时Y0或Y1的激励变化。FP系列机型指令系统背景知识关于：步进指令指令功能:SSTP：表示进入步进程序。NSTP：当检测到该触发信号的上升沿时，执行NSTP指令。即开始执行步进过程（脉冲执行方式），并将包括该指令本身在内的整个步进过程复位。CSTP：复位为指定的步进过程。STPE：关闭步进程序区，并返回一般梯形图程序。FP系列机型指令系统背景知识关于：步进指令指令使用说明:在步进程序中，识别一个过程是从一个SSTP指令开始到下一个SSTP指令，或一个SSTP指令到STPE指令。1）NSTP/NSTL：在一般梯形图程序区，执行NSTP或NSTL时，步进过程从与NSTP或NSTL指令编号相同的步进过程开始。在步进过程中，当执行NSTP或NSTL时，先将由NSTP（NSTL）编程的那个过程清除，再将与NSTP（NSTL）指令相同的过程打开。NSTP指令只有在检测出该触发信号上升沿时，方可执行。NSTL指令在该触发信号接通的状态下,每次扫描均执行。2）SSTP：表示进入步进程序。当有一个与NSTP或NSTL指令编号相同的步进过程被检出时，这个过程开始。3）CSTP：清除该指令变号相同的过程。4）STPE：表示步进过程结束。FP系列机型指令系统背景知识关于：顺序控制继电器SCR（SequenceControlRelay）指令在PLC的程序设计中，经常采用顺序控制继电器来完成顺序控制和步进控制，因此顺序控制继电器指令也常常称为步进控制指令。在顺序控制或步进控制中，常常将控制过程分成若干个顺序控制继电器(SCR)段，一个SCR段有时也称为一个控制功能步，简称步。每个SCR都是一个相对稳定的状态，都有段开始，段结束，段转移。在S7—200中，有3条简单的SCR指令与之对应。S7-200系列机型指令系统背景知识关于：SCR指令(1)段开始指令LSCR(LoadSequenceControlRelay)段开始指令的功能是标记一个SCR段(或一个步)的开始，其操作数是状态继电器Sx．y(如S0.O)，Sx．y是当前SCR段的标志位，当Sx．y为1时，允许该SCR段工作。(2)段转移指令SCRT(SequenceControlRelayTransition)段转移指令的功能是将当前的SCR段切换到下一个SCR段，其操作数是下一个SCR段的标志位Sx．y(如S0.1)。当允许输入有效时，进行切换，即停止当前SCR段工作，启动下一个SCR段工作。(3)段结束指令SCRE(SequeceControlRelayEnd)※段结束指令的功能是标记一个SCR段(或一个步)的结束。每个SCR段必须使用段结束指令来表示该SCR段的结束。※在梯形图中，段开始指令以功能框的形式编程，指令名称：SCR，段转移和段结束指令以线圈形式编程。※在语句表中，SCR的指令格式为：LSCRSx．ySCRTSx．YSCRES7-200系列机型指令系统背景知识关于：SCR指令的特点SCR指令的操作数(或编程元件)只能是状态继电器Sx．y；反之，状态继电器S可应用的指令并不仅限于SCR，它还可以应用LD，LDN，A，AN，O，ON，=，S，R等指令。1个状态继电器Sx．y作为SCR段标志位，可以用于主程序、子程序或中断程序中，但只能使用l次，不能重复使用。在一个SCR段中，禁止使用循环指令FOR／NEXT、跳转指令JMP／LBL和条件结束指令END。S7-200系列机型指令系统指令使用说明:背景知识关于：边沿触发指令EU（EdgeUp）：上升沿触发指令，在检测信号的上升沿，产生一个扫描周期宽度的脉冲。ED（EdgeDown）：下降沿触发指令，在检测信号的下降沿，产生一个扫描周期宽度的脉冲。ED指令使用说明：①EU，ED指令后无操作数。②EU，ED指令用于检测状态的变化(信号出现或消失)。S7-200系列机型指令系统背景知识讨论并确定实施方案(二）（１）各组代表发言表述该组的设计方案，组织全体同学共同探讨该组方案的性能；（２）点评各组方案的优缺点；（３）帮助同学理解步进指令、运算指令的应用方法，进一步加深定时器的应用技巧；（４）各组根据讨论结果及步进指令功能修正方案；（５）绘出顺序控制流程图，给出输入输出信号分配表S7-200系列机型指令系统背景知识1、顺序功能图参考方案1（FP系列机型实现）参考方案输入：X0－－－SB1_1启动按钮X1－－－SB2_1停止按钮输出：Y0－－－LED1南北方向红灯Y1－－－LED2南北方向绿灯Y2－－－LED3南北方向黄灯Y3－－－LED4东西方向绿灯Y4－－－LED5东西方向黄灯Y5－－－LED6东西方向红灯2、I/O分配表参考方案3、硬件接线图参考方案4、梯形图程序（a）参考方案4、梯形图程序（b）参考方案5、符号表程序参考方案参考方案2（S7-200系列机型实现）1、十字路口红绿灯控制符号表参考方案2、PLC接线图参考方案3梯形图程序参考方案3、梯形图程序参考方案4、指令表程序参考方案知识拓展1.如何用FP系列步进指令实现该案例?2.如何采用S7-200其他基本指令实现该案例?3.能用数据移位、数据传输等数据指令完成该案例吗?欢迎使用本课件谢谢！