电气控制及PLC应用(三菱系列)华满香项目八--十字路口交通灯PLC控制系统.pptx

一、项目导入一、项目导入某十字路口南北和东西方向均设有红、黄、绿三色信某十字路口南北和东西方向均设有红、黄、绿三色信号灯如图所示。交通灯按一定的顺序交替变化，图是号灯如图所示。交通灯按一定的顺序交替变化，图是交通灯变化时序图。交通灯变化时序图。交通灯控制要求如下：交通灯控制要求如下：1按下启动按钮按下启动按钮SB2时，交通灯系统开始工作，红、时，交通灯系统开始工作，红、绿、黄灯按一定时序轮流发亮。绿、黄灯按一定时序轮流发亮。2首先东西方向绿灯亮首先东西方向绿灯亮25s后闪后闪3s灭，黄灯亮灭，黄灯亮2灭，灭，红灯亮红灯亮30s，绿灯亮，绿灯亮25s循环。循环。3东西绿灯、黄灯亮时，南北红灯亮东西绿灯、黄灯亮时，南北红灯亮30s；东西红灯；东西红灯亮时，南北绿灯亮亮时，南北绿灯亮25S后闪后闪3s灭，黄灯亮灭，黄灯亮2s后，然后后，然后循环。循环。4按下停止按钮按下停止按钮SB1时，所有交通灯熄灭。时，所有交通灯熄灭。状态转移图也称功能图。一个控制过程可以分为若干个状态转移图也称功能图。一个控制过程可以分为若干个阶段，这些阶段称为状态。状态与状态之间由转换分隔。阶段，这些阶段称为状态。状态与状态之间由转换分隔。相邻的状态具有不同的动作。当相邻两状态之间的转换相邻的状态具有不同的动作。当相邻两状态之间的转换条件得到满足时，就实现转换，即上面状态的动作结束条件得到满足时，就实现转换，即上面状态的动作结束而下一状态的动作开始，可用状态转移图描述控制系统而下一状态的动作开始，可用状态转移图描述控制系统的控制过程，状态转移图具有直观、简单的特点，是设的控制过程，状态转移图具有直观、简单的特点，是设计计PLC顺序控制程序的一种有力工具。顺序控制程序的一种有力工具。（一）（一）状态转移图（状态转移图（SFC）二、相关知识二、相关知识二、相关知识二、相关知识图7-2 顺序控制功能图在顺序控制系统中的应用（1）初始状态器：）初始状态器：S0S910点点（2）通用状态器：）通用状态器：S20S499480点点（3）保持状态器：）保持状态器：S500S899400点点（4）诊断、报警用状态继电器）诊断、报警用状态继电器 S900S999 100点以小车的自动往返控制系统为例，运料小车在以小车的自动往返控制系统为例，运料小车在A、B两点两点间自动往返控制的每一工序可用图间自动往返控制的每一工序可用图8-5（a）来描述，将图）来描述，将图中的文字说明用中的文字说明用PLC的状态元件来表示就得到了送料小的状态元件来表示就得到了送料小车自动往返控制的状态转移图车自动往返控制的状态转移图（一）（一）状态转移图（状态转移图（SFC）二、相关知识二、相关知识(二二)步进指令：（步进指令：（STLSTL、RETRET）步进开始指令步进开始指令步进开始指令步进开始指令STLSTLSTLSTL和步进结束指令和步进结束指令和步进结束指令和步进结束指令RETRETRETRET，程序步长均为，程序步长均为，程序步长均为，程序步长均为1 1 1 1步。步。步。步。(三三)状态转移图的组成状态转移图的组成1状态转移图的三要素状态转移图的三要素从前面可以看出，使用步进指令编制的状态梯形图和工从前面可以看出，使用步进指令编制的状态梯形图和工艺流程图一样，每个状态的表述十分规范。从图看出每艺流程图一样，每个状态的表述十分规范。从图看出每个状态程序段由三个要素构成：个状态程序段由三个要素构成：（1）驱动有关负载）驱动有关负载（2）指定转移条件）指定转移条件（3）转移方向（目标）转移方向（目标）（三）顺序控制功能图的三要素（三）顺序控制功能图的三要素二、相关知识二、相关知识程序中只有一个流动路径而没有程序的分支称为单流程。程序中只有一个流动路径而没有程序的分支称为单流程。每一个顺序控制功能图一般设定一个初始状态。初始状每一个顺序控制功能图一般设定一个初始状态。初始状态的编程要特别注意，在最开始运行时，初始状态必须态的编程要特别注意，在最开始运行时，初始状态必须用其他方法预先驱动，使其处于工作状态。例如，在图用其他方法预先驱动，使其处于工作状态。例如，在图7-2中，初始状态在系统最开始工作时，由中，初始状态在系统最开始工作时，由PLC停止停止启动运行切换瞬间使特殊辅助继电器启动运行切换瞬间使特殊辅助继电器M8002接通，从而接通，从而使状态器使状态器S0被激活。被激活。（四）顺序控制功能图的编程方法（四）顺序控制功能图的编程方法1单序列的编程方法单序列的编程方法二、相关知识二、相关知识（四）顺序控制功能图的编程方法（四）顺序控制功能图的编程方法1单序列的编程方法单序列的编程方法二、相关知识二、相关知识在多个分支流程中根据条件选择一条分支流程运行，其在多个分支流程中根据条件选择一条分支流程运行，其他分支的条件不能同时满足。程序中每次只满足一个分他分支的条件不能同时满足。程序中每次只满足一个分支转移条件，执行一条分支流程，就称之为选择性分支支转移条件，执行一条分支流程，就称之为选择性分支程序。程序。（四）顺序控制功能图的编程方法（四）顺序控制功能图的编程方法2选择序列的编程方法选择序列的编程方法二、相关知识二、相关知识当当条条件件满满足足后后，程程序序将将同同时时转转移移到到多多个个分分支支程程序序，执行多个流程，这种程序称为并行序列程序。执行多个流程，这种程序称为并行序列程序。（四）顺序控制功能图的编程方法（四）顺序控制功能图的编程方法3并行序列的编程方法并行序列的编程方法二、相关知识二、相关知识。三、应用举例三、应用举例 案例一案例一送料小车的送料小车的PLC步进顺序控制步进顺序控制工作过程为：下图为某送料小车工作示意图，按下启动按工作过程为：下图为某送料小车工作示意图，按下启动按钮，小车前进，到钮，小车前进，到B延时延时10s，接着后退，接着后退，A点又前进，重点又前进，重复前面过程，工艺流程图见图复前面过程，工艺流程图见图1.1.设计输入输出分配图设计输入输出分配图 I/O分配分配2.2.设计状态转移图设计状态转移图 案例二案例二 用步进指令设计彩灯依次点亮用步进指令设计彩灯依次点亮的程序。的程序。开关开关X0闭合，第一盏灯闭合，第一盏灯HL1亮，延时亮，延时20s第二盏灯第二盏灯HL2亮亮（HL1灭），再延时灭），再延时10s，第三盏灯，第三盏灯HL3亮（亮（HL2灭），灭），延时延时5s，第三盏灯，第三盏灯HL3熄灭，第一盏灯熄灭，第一盏灯HL1亮亮-重复前面重复前面的过程。的过程。1.1.设计输入输出分配图设计输入输出分配图 I/O分配分配状态转移图状态转移图案例三案例三 自动剪板机的自动剪板机的PLCPLC控制控制1.控制要求：控制要求：某自动剪板机的动作示意图如图所示：该剪板机的送料某自动剪板机的动作示意图如图所示：该剪板机的送料由电动机驱动，送料电动机由接触器由电动机驱动，送料电动机由接触器KM控制，压钳的下控制，压钳的下行和复位由液压电磁阀行和复位由液压电磁阀YV1和和YV3控制，剪刀的下行和复控制，剪刀的下行和复位由液压电磁阀位由液压电磁阀YV2和和YV4控制。控制。SQ1SQ5为限位开关。为限位开关。剪板机的动作过程及相应剪板机的动作过程及相应的执行元件状态如表所示，在执行元件状态表中，状态的执行元件状态如表所示，在执行元件状态表中，状态”1”表示相应的执行元件动作，状态表示相应的执行元件动作，状态“0”表示相应的表示相应的执行元件不动作。的执行元件状态如表执行元件不动作。的执行元件状态如表81所示，在执所示，在执行元件状态表中，状态行元件状态表中，状态”1”表示相应的执行元件动作，表示相应的执行元件动作，状态状态“0”表示相应的执行元件不动作。表示相应的执行元件不动作。1.1.控制要求：控制要求：输入输入/输出分配图输出分配图 状态转移图状态转移图I/O分配分配步进梯形图步进梯形图案例四案例四 大小球分拣传送大小球分拣传送PLCPLC控制系统控制系统1.控制要求：为使用传送带将大、小球分类选择传送装置控制要求：为使用传送带将大、小球分类选择传送装置的示意图。左上为原点，机械臂的动作顺序为下降、吸的示意图。左上为原点，机械臂的动作顺序为下降、吸住、上升、右行、下降、释放、上升、左行。机械臂下住、上升、右行、下降、释放、上升、左行。机械臂下降时，当电磁铁压着大球时，下限位开关降时，当电磁铁压着大球时，下限位开关LS2（X2）断）断开；压着小球时，开；压着小球时，LS2接通，以此可判断吸住的是大球还接通，以此可判断吸住的是大球还是小球。左、右移分别由是小球。左、右移分别由Y4、Y3控制；上升、下降分别控制；上升、下降分别由由Y2、Y0控制，吸球电磁铁由控制，吸球电磁铁由Y1控制控制。1.1.控制要求：控制要求：2.2.状态转移图状态转移图状态转移图状态转移图 交通灯控制要求如下：交通灯控制要求如下：1按下启动按钮按下启动按钮SB2时，交通灯系统开始工作，红、时，交通灯系统开始工作，红、绿、黄灯按一定时序轮流发亮。绿、黄灯按一定时序轮流发亮。2首先东西方向绿灯亮首先东西方向绿灯亮25s后闪后闪3s灭，黄灯亮灭，黄灯亮2灭，灭，红灯亮红灯亮30s，绿灯亮，绿灯亮25s循环。循环。3东西绿灯、黄灯亮时，南北红灯亮东西绿灯、黄灯亮时，南北红灯亮30s；东西红灯；东西红灯亮时，南北绿灯亮亮时，南北绿灯亮25S后闪后闪3s灭，黄灯亮灭，黄灯亮2s后，然后后，然后循环。循环。4按下停止按钮按下停止按钮SB1时，所有交通灯熄灭。时，所有交通灯熄灭。案例五案例五 十字路口交通灯十字路口交通灯PLCPLC控制系统控制系统输入输出分配图输入输出分配图I/O分配分配状态转移图状态转移图状态转移图状态转移图案例六案例六 全自动洗衣机全自动洗衣机PLCPLC控制系统控制系统全自动洗衣机结构全自动洗衣机结构示意图示意图1电源开关电源开关2启启动按钮动按钮3PLC控控制器制器4进水口进水口5出水出水口口6洗衣桶洗衣桶7外桶外桶8电动机电动机9波轮波轮 控制要求：洗衣机接通电源后，按下启动按钮，洗衣控制要求：洗衣机接通电源后，按下启动按钮，洗衣机开始进水。当水位达到高水位时，停止进水并开始机开始进水。当水位达到高水位时，停止进水并开始正向洗涤。正向洗涤正向洗涤。正向洗涤5s以后，停止以后，停止2s，然后开始反，然后开始反向洗涤，反向洗涤向洗涤，反向洗涤5s以后，停止以后，停止2s如此反复进如此反复进行。当正向洗涤和反向洗涤满行。当正向洗涤和反向洗涤满10次时，开始排水，当次时，开始排水，当水位降低到低水位时，开始脱水，并且继续排水。脱水位降低到低水位时，开始脱水，并且继续排水。脱水水10s后，就完成一次从进水到脱水的大循环过程。后，就完成一次从进水到脱水的大循环过程。然后进入下一次大循环过程。当大循环的次数满然后进入下一次大循环过程。当大循环的次数满3次次时，进行洗完报警。报警维持时，进行洗完报警。报警维持2s，结束全部过程，洗，结束全部过程，洗衣机自动停机。衣机自动停机。状态转移图状态转移图状态转移图状态转移图2024/4/6 周六