情境5：交通灯控制系统.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,【项目名称】：,交通灯控制系统,【教学目标】：,能力目标,：,（1）,能对PLC编程设计中时间进行设定。,（2）,能正确运用PLC循环指令，数据转换指令和实时时钟 指令。,（3）能,对交通灯控制系统进行外部接线,。,（4）能对交通灯控制系统中触摸屏进行设计和参数设置。,烟台汽车工程职业学院,交通灯控制教学设计,（5）培养学生分析问题和解决问题的能力,（6）培养学生团队协作能力、表达能力,（7）培养学生查阅资料和自学能力，提高他们的可持续,发展的能力。,知识目标,：,（1）掌握PLC编程设计中时间设定的方法。,（2）能正确运用PLC循环指令，数据转换指令和实时时钟指令。,（3）掌握交通灯控制系统中触摸屏的设计方案和参数设置。,烟台汽车工程职业学院,【教学重点】：,PLC循环指令，数据转换指令和实时时钟指令。,【教学难点】：,1、PLC循环指令，数据转换指令和实时时钟指令。,2、触摸屏的设计方案和参数设置方法。,烟台汽车工程职业学院,PLC实训台、数据线、导线、电脑,上课课件、活页、程序、评价表,【,教学素材,】,：,项目导入,1,通过演示实验,引出项目,【,教学过程实施,】,：,告知、资讯,2,交通灯控制系统的类型,:,按钮人行道控制系统、十字路口交通灯控制系统、具有通行时间显示的十字路口交通灯控制系统等。,知识链接,1、循环指令：,程序循环结构用于描述一段程序的重复循环执行。由FOR和NEXT指令构成程序的循环体。FOR指令标记循环的开始，NEXT指令为循环体的结束指令。,FOR指令为指令盒格式，主要参数有使能输入EN，当前值计数器INDX，循环次数初始值INIT，循环计数终值FINAL。,表,5-1,循环指令格式,FOR/NEXT指令必须成对使用，循环可以嵌套，最多为8层。,如图5-2所示是两层循环嵌套。I2.0和I2.1接通时，执行100次外层循环，每执行一次外层循环，内层执行两次。,图,5-2,循环嵌套指令,2、数据转换指令,转换指令是对操作数的类型进行转换，并输出到指定目标地址中去。转换指令包括数据的类型转换、数据的编码和译码指令以及字符串类型转换指令。,不同功能的指令对操作数要求不同。类型转换指令可将固定的一个数据用到不同类型要求的指令中，包括字节与字整数之间的转换，整数与双整数的转换，双字整数与实数之间的转换,BCD码与整数之间的转换等。,（1）、BCD码与整数的转换,BCD_I指令将输入的BCD码(IN)转换成整数，并将结果送入OUT指定的变量中。输入IN的范围是BCD码09999。,I_BCD指令将输入的整数(IN)转换为BCD码，并将结果送入OUT指定的变量中。IN的范围是整数09999。,表,5-2 BCD,码与整数的转换,（,2,）、,双字整数转换为实数,DTR(DI_R),指令将,32,位有符号整数,(IN),转换成,32,位实数，并将结果送入,OUT,指定的变量中。,表,5-,4,双字整数转换为实数,（3）、四舍五入取整指令,ROUND指令将实数(IN)转换成双字整数后送入OUT指定的变量中。如果小数部分大于等于0.5，整数部分加1。,表,5-4,四舍五入取整指令,（4）、截位取整指令,TRUNC指令将32位实数(IN)转换成32位带符号整数后送入OUT指定的变量中。只有实数的整数部分被转换，小数部分被舍去。,表,5-5,截位取整指令,（5）、整数与双整数的转换,DTI(DI_I)指令将双整数(IN)转换成整数后送入OUT指定的变量中。如果要转换的数值过大，输出无法表示，则置溢出位SM1.1为1，输出不受影响。,整数转换为双整数指令ITD(I_DI)将整数(IN)转换成双整数后送入OUT指定的变量中，符号被扩展。,表,5-6,整数与双整数的转换,(6)、字节与整数的转换指令,BTI(B_I)指令将字节数(IN)转换成整数，并将结果存入OUT指定的变量中。因为字节是无符号的，所以没有扩展符号。,整数转换为字节指令ITB(I_B)将字(IN)转换成字节后存入OUT指定的变量中。输入数为0255，其他数值将会产生溢出，但输出不受影响。,表,5-7,字节与整数的转换,3、实时时钟指令,读实时时钟指令TODR(Time of Day Read)从实时时钟读取当前时间和日期，并把它们装入以T为起始地址的8字节缓冲区，依次存放年、月、日、时、分、秒、0和星期，时间和日期的数据类型为字节型。,写实时时钟指令TODW(Time of Day Write)通过起始地址为T的8字节缓冲区，将设置的时间和日期写入实时时钟。,S7-200中的实时时钟只用年的最低两位有效数字，例如2000年表示为00年。编程时日期和时间数值应采用BCD格式，例如19#97表示1997年。星期的取值范围为07，1表示星期日，2表示星期1，为0时将禁用星期(保持为0)。S7-200CPU不根据日期检查核实星期几是否正确，可能接收无效日期，例如2月30日。,不要同时在主程序和中断程序中使用TODR或TODW指令。,表,5-8,实时时钟指令,初步训练一,3,让学生根据活页上,S7-200,实时时钟指令，自己动手做这个实验，掌握,PLC,定时控制的方法。,【,项目操作,】,【,项目内容,】,用,PLC,控制一个电铃，要求除节假日外，每天早上,7:10,分电铃响,30s,，按下复位按钮，电铃停止。如果不按下复位按钮，每隔,5min,再响,30s,进行提醒，共响,3,次结束。,项目一：定时电铃,1、硬件,设计,图,5-3,定时电铃控制线路图,程序设计分析,执行功能指令READ WB200，将PLC中的实时时钟的时间传送到VB200VB207中，如下图所示。,2、,软件设计,执行MOV,B VB203 VB211指令，将时写入到VB211中。执行MOV,B VB204 VB213指令，将分写入到VB213中。执行MOV,B VB205 VB215指令，将秒写入到VB215中。,执行BCD,I VW210 VW220指令时，将时的BCD数转换成二进制整数放在VW220中。执行BCD,I VW212 VW222指令，将分的BCD数转换成二进制整数放在VW222中。执行BCD,I VW214 VW224指令，将分的BCD数转换成二进制整数放在VW224中。,当时间为7时10分0秒时，M0.0=1，当不是星期日（VW206 1），不是星期六（VW2067）时，M0.1得电自锁。,当M0.1=1时，Q0.0得电铃响30s停止，T37延时5min断开一次。计数器C0对T37的接通次数计数，当计数值为4时，C0常开接点断开M0.0，并对C0复位。按下复位按钮，电铃停止。,梯形图程序,4、演示操作,1）按图5-3所示连接控制电路，注意线路连接，检查无误后接通220伏电源。,2）打开计算机中的编程软件，将图5-5所示程序下载给PLC。,3）使用编程软件的运行和停止按钮或者是拨动PLC的运行开关运行或停止程序。,4）在运行状态下，打开程序状态监控，观察结果，反复调试，直至满足要求。,学生根据课本上梯形图，分组讨论，读懂电铃定时控制的方法。,这部分以学生讨论为主，教师要巡视指导，学生遇到问题及时指出，给予提示,这部分以学生操作为主，按上述步骤进行操作，观察演示结果是否正确，教师要巡视指导。,【项目内容】,在路的两侧安装行人按钮：一开始，车行方向绿灯亮，人行方向红灯亮；20秒后，如果没有行人按下行人按钮SB，保持该状态；如果有行人按下行人按钮SB时，人行方向绿灯亮，车行方向红灯亮；20秒后，车行方向绿灯亮，人行方向红灯亮(恢复到开始状态)，如此交替进行，不断循环。,初步训练二,3,项目二：,按钮人行道控制,【控制方案设计】,1、I/O地址分配,I/O分配由同学们自己填，教师再给出正确答案。,2、硬件接线,图,5-6,按钮人行道控制线路图,3、梯形图程序,学生根据梯形图，分组讨论，读懂程序。,4、演示操作,1）按图5-6所示连接控制电路，检查无误后接通220伏电源。2）打开计算机中的编程软件，将图5-7所示程序下载给PLC。3）使用编程软件的运行和停止按钮或者是拨动PLC的运行开关运行或停止程序。4）在运行状态下，打开程序状态监控，观察结果，反复调试，直至满足要求。,这部分以学生操作为主，写入程序，按上述步骤进行操作，观察演示结果是否正确，教师要巡视指导。,【项目内容】,完成“十字路口交通灯”的模拟控制。要求如下：,1、白天(6:0020:00)：南北方向通行25s，南北绿灯亮20s，闪烁2s(0.5s间隔)后，黄灯亮3s。与此同时，东西方向红灯一直亮，禁止通行。东西方向通行45s：东西绿灯亮40s，闪烁2s(0.5s间隔)后，黄灯亮3s。与此同时，南北方向红灯一直亮，禁止通行。如此往复，直到关闭。,2、夜间(20:006:00)：两个方向黄灯同时闪烁(0.5s间隔)。,项目：十字路口交通灯设计,通过学生在初步训练中所掌握的知识，以小组的形式，独立完成十字路口交通灯设计的训练，教师负责指导、检查和评价。,强化训练,4,【任务分析】,任务的难点在白天交通灯的控制，根据控制要求，画出相应的时序图。,图,5-8,白天交通灯控制时序图,这部分以学生设计和操作为主，教师要巡视指导，学生遇到问题及时指出，给予提示,【控制方案设计】,1、,I/O地址分配,I/O分配由同学们自己操作，教师指导。,【控制方案设计】,2、硬件接线,图,5-9,交通灯控制线路图,4、演示操作,1）按图5-9所示连接控制电路，检查无误后接通220伏电源。,2）打开计算机中的编程软件，将图5-10程序下载给PLC。,3）使用编程软件的运行和停止按钮或者是拨动PLC的运行开关运行或停止程序。,4）能按控制要求进行演示。,【控制方案设计】,3,、梯形图程序,学生根据课本上已给出的梯形图，分组讨论，读懂梯形图。,这部分以学生讨论为主，教师要巡视指导，学生遇到问题及时指出，给予提示,任务验收：,按下表所示，验收与评价任务完成情况。,检查评价,5,项目总结,6,做出来的，让学生演示讲解,未做出来的，分析原因,给予适当评价，对于做的好的组给予鼓励。,拓展训练,项目：用触摸屏实现十字路口交通灯控制,通过学生在前面训练中所掌握的知识，完成用触摸屏实现十字路口交通灯设计的训练，教师负责指导、检查和评价，学生用电脑实现操作。,【,项目内容,】,在十字路口交通信号灯监控系统中，用昆仑通泰触摸屏实现对系统的监控。东西南北,4,个方向中，每个方向都有红、黄、绿,3,个指示灯和用于倒计时显示的,2,位数码管。红、黄、绿指示灯工作的时序，如图,5-11,所示，用数码管倒计时显示时间，绿灯和黄灯的时间合在一起显示。,图,5-11,十字路口监控时序图,【任务分析】,十字路口交通信号灯监控系统所有的操作和显示都在触摸 屏上实现，所以不需要设计,PLC,外部的接线电路，模拟调试结束后，把触摸屏和,PLC,通过专用数据线连接好即可。,东、西两个方向和南、北两个方向的控制完全相同，所以在设计时，东、西两个方向和南、北两个方向的指示灯和数码管设置完全相同。,设计,PLC,程序时，可以采用本模块项目,2,中,3,种方法的任意一种，时间可以采用如下步骤显示：首先得到倒计时的时间值，如南北红灯亮时，要得到,30,到,0,范围内每隔,1,秒数据值减,1,的一个数据；其次要把这个数据转换成十位和个位的,2,位,BCD,码，最后把,2,位,BCD,码经译码送数码管显示。,设计触摸屏组态时，画面主要包括,1,个启停开关、,4,个方向各,3,个指示灯和,2,位数码管，指示灯和数码管的亮灭主要通过填充颜色来实现，另外在每个方向上制作小车，按照交通规律运动，小车的运动由循环策略来实现。,注意：,设计本任务的关键是触摸屏和,PLC,间的数据连接，地址一定要对应好。,【任务实施】,1、输入输出地址分配,I/O地址,分配由同,学们自己,完成。,2、控制系统程序,十字路口控制系统的梯形图程序与上节设计类似，下面给出倒计时显示的梯形图设计方法。,30,秒倒计时梯形图如图,5-12,所示，减计数器对秒脉冲计数，初始值为,30,，每秒计一次，计数值由,302928,依次递减。,C0,的当前值转换为,BCD,码存放在,VW0,，其中低,8,位,VB1,为,C0,当前值的十位和个位，将,VB1,送到,MB1,中，,M0.0-M0.3,显示个位数，,M0.4-M0.7,显示十位数。,3、触摸屏组态画面制作,教师操作演示，然后学生动手操作，分组讨论，独立练习，检查演示结果是否正确（组员互查，教师评价）。,4,、演示操作,1),打开计算机中的编程软件，编辑控制程序后，下载给,PLC,。,2),使用软件中的运行按钮运行程序，或者把,PLC,的运行开关拨到,RUN,状态运行程序。,3),打开程序状态监控，观察结果，反复调试，直至满足要求。,4),关闭,PLC,编程软件，打开触摸屏应用软件，按步骤组态。,5),触摸屏组态工程下载，模拟运行，反复调试，直至满足要求；,6),关闭试验台电源，用专用数据线连接触摸屏和,PLC,，并给触摸屏接,24V,供电电源，用专用数据线把触摸屏连接到计算机。,7),把,PLC,的运行开关拨到,RUN,状态，触摸屏组态工程下载，联机运行操作，观察结果。,检查评价,5,为每个学生发放评价表，为同一组的学生打分,表,5-15,交通灯控制系统的设计任务验收与评价表,【,思考与练习,】,1、用实时时钟指令控制路灯的接通和断开，20:00时开灯，06:00点时关灯。,2、编写程序将指定存储区VB10开始，连续10字节的数据转换成ASCII码，并存放在VB100开始的20字节存储区中。,3、设计周期为5s，占空比为20%的方波输出信号程序（输出点用Q0.0）。,4、通过循环指令，将VW100开始的20个字的数据送到VW200开始的存储区。,谢 谢,