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,