案例2：十字路口红绿灯的控制

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,*,电气控制及PLC技术,西门子S7-200,十字路口红绿灯控制,学习案例,1,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：,2,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,3,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ONOFF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,4,关于：,顺序控制继电器SCR（Sequence Control Relay）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S7200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,5,关于：,SCR指令,(1)段开始指令LSCR(Load Sequence Control Relay),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Sxy (如S0.O)，Sxy是当前SCR 段的标志位，当Sxy为1时，允许该SCR段工作。,(2)段转移指令SCRT(Sequence Control Relay Transition),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Sxy (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(Sequece Control Relay End),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：LSCR Sxy,SCRT SxY,SCRE,背景知识,6,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Sxy；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Sxy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FORNEXT、跳转指令JMPLBL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,7,关于：边沿触发指令,EU（Edge Up）,：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 （Edge Down）,：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：,EU，ED指令后无操作数。,EU，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,8,讨论并确定实施方案(二）,（）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；,（）点评各组方案的优缺点；,（）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；,（）各组根据讨论结果及步进指令功能修正方案；,（）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,9,参考方案,（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,10,2、PLC接线图,参考方案,11,3梯形图程序,参考方案,12,参考方案,13,4、指令表程序,参考方案,14,知识拓展,1. 如何采用S7-200其他基本指令实现该案例?,2.能用数据移位、数据传输等数据指令完成,该案例吗?,15,