任務(wù)一簡(jiǎn)易交通燈控制

一、定時(shí)器指令S7-200指令集提供3種不同類(lèi)型的定時(shí)器:通電延時(shí)定時(shí)器(TON),用于單間隔計(jì)時(shí);保持型通電延時(shí)定時(shí)器(TONR),用于累計(jì)一定數(shù)量的定時(shí)間隔;斷電延時(shí)定時(shí)器(TOF)。1.定時(shí)器指令格式定時(shí)器指令格式如表3-2所示。2.定時(shí)器的時(shí)基按照時(shí)基標(biāo)準(zhǔn),定時(shí)器可以分為1ms、10ms、100ms這3種類(lèi)型,不同的時(shí)基標(biāo)準(zhǔn),其定時(shí)精度、定時(shí)范圍和定時(shí)器的刷新方式各不相同。定時(shí)器工作方式及類(lèi)型如表3-3所示。下一頁(yè)返回任務(wù)一簡(jiǎn)易交通燈控制

(1)定時(shí)精度。定時(shí)器使能輸入有效后,當(dāng)前值寄存器對(duì)PLC內(nèi)部的時(shí)基脈沖進(jìn)行增1計(jì)數(shù),最小計(jì)數(shù)單位為時(shí)基脈沖的寬度。所以,時(shí)基代表著定時(shí)器的定時(shí)精度,又稱為分辨率。(2)定時(shí)范圍。定時(shí)器使能輸入有效后,當(dāng)前值寄存器對(duì)時(shí)基脈沖進(jìn)行增計(jì)數(shù),但計(jì)數(shù)值等于或大于定時(shí)器預(yù)設(shè)值后,狀態(tài)位置“1”。從定時(shí)器輸入有效到狀態(tài)位輸出有效所經(jīng)過(guò)的時(shí)間為定時(shí)時(shí)間。定時(shí)時(shí)間=時(shí)基×預(yù)設(shè)值。時(shí)基越大,定時(shí)時(shí)間越長(zhǎng);但精度越差。(3)定時(shí)器的刷新方式。①1ms定時(shí)器每隔1ms刷新一次(定時(shí)器位及定時(shí)器當(dāng)前值),不與掃描循環(huán)同步。換言之,在超過(guò)1ms的掃描過(guò)程中,定時(shí)器位和定時(shí)器當(dāng)前值將多次更新。②10ms定時(shí)器在每次掃描循環(huán)開(kāi)始時(shí)刷新,其方法是以當(dāng)前值加上積累的10ms間隔的數(shù)目(自前一次掃描開(kāi)始算起),換言之,在整個(gè)掃描過(guò)程中,定時(shí)器當(dāng)前值及定時(shí)器位保持不變。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一簡(jiǎn)易交通燈控制

③100ms定時(shí)器在執(zhí)行定時(shí)器指令時(shí)以當(dāng)前值加上積累的100ms間隔的數(shù)目(自前一次掃描開(kāi)始算起),只有在執(zhí)行定時(shí)器指令時(shí)才對(duì)100ms定時(shí)器的當(dāng)前值進(jìn)行更新。因?yàn)榭稍?ms、10ms、100ms內(nèi)的任意時(shí)刻啟動(dòng)定時(shí)器,為避免計(jì)時(shí)時(shí)間丟失,一般要求預(yù)設(shè)值必須設(shè)為比最小要求定時(shí)器間隔大一個(gè)時(shí)間間隔。例如,使用1ms定時(shí)器時(shí),為了保證時(shí)間間隔至少為56ms,則預(yù)設(shè)時(shí)間值應(yīng)設(shè)為57ms。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一簡(jiǎn)易交通燈控制

3.定時(shí)器的工作原理1)通電延時(shí)定時(shí)器TON使能輸入端IN有效時(shí),定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)前值從0開(kāi)始遞增,大于或等于預(yù)設(shè)值(PT)時(shí),定時(shí)器輸出狀態(tài)位置“1”(輸出觸點(diǎn)有效),當(dāng)前值的最大值為32767。使能輸入端無(wú)效(斷開(kāi))時(shí),定時(shí)器復(fù)位(當(dāng)前值清零,輸出狀態(tài)位置“0”)。通電延時(shí)定時(shí)器應(yīng)用程序如圖3-2所示,電路用I0.0控制Q0.0,I0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)接通后,T37通電延時(shí)定時(shí)器開(kāi)始定時(shí),定時(shí)1s后T37的常開(kāi)觸點(diǎn)接通,使Q0.0變?yōu)镺N(通電狀態(tài)),I0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)后,T37復(fù)位,Q0.0變?yōu)镺FF(斷電狀態(tài))。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一簡(jiǎn)易交通燈控制

2)保持型通電延時(shí)定時(shí)器TONR使能輸入端IN有效時(shí),定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)前值從0開(kāi)始遞增,大于或等于預(yù)設(shè)值(PT)時(shí),定時(shí)器輸出狀態(tài)位置“1”(輸出觸點(diǎn)有效);使能輸入端無(wú)效(斷開(kāi))時(shí),當(dāng)前值保持(記憶);使能輸入端再次有效時(shí),定時(shí)器從原記憶值基礎(chǔ)上遞增計(jì)時(shí),最大值為32767。因?yàn)楸３中屯娧訒r(shí)定時(shí)器不能像通電延時(shí)定時(shí)器那樣,由于使能輸入端(IN)斷開(kāi),定時(shí)器當(dāng)前值清零,因此,保持型通電延時(shí)定時(shí)器TONR采用線圈復(fù)位指令(R)進(jìn)行復(fù)位操作,當(dāng)復(fù)位線圈有效時(shí),定時(shí)器當(dāng)前值清零,輸出狀態(tài)位置“0”。保持型通電延時(shí)定時(shí)器應(yīng)用程序如圖3-3所示,I0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)接通后,定時(shí)器T1開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)I0.0斷開(kāi)后,其當(dāng)前值保持并不復(fù)位;下次I0.0再接通時(shí),T1當(dāng)前值從原保持值開(kāi)始往上加,將當(dāng)前值與1s進(jìn)行比較,當(dāng)前值大于等于1s時(shí),T1狀態(tài)為“1”,驅(qū)動(dòng)Q0.0有輸出,以后即使I0.0再斷開(kāi),也不會(huì)使T1復(fù)位,要使T1復(fù)位,必須使用復(fù)位指令。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一簡(jiǎn)易交通燈控制

3)斷電延時(shí)定時(shí)器TOF使能輸入端IN有效時(shí),定時(shí)器輸出狀態(tài)位置“1”,當(dāng)前值復(fù)位(為“0”)。使能輸入端無(wú)效(斷開(kāi))時(shí),定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)前值從0開(kāi)始遞增,大于或等于預(yù)設(shè)值(PT)時(shí),定時(shí)器狀態(tài)被復(fù)位(置“0”),并停止計(jì)時(shí),當(dāng)前值保持。斷電延時(shí)定時(shí)器應(yīng)用程序如圖3-4所示。二、比較指令1.指令功能比較指令是將兩個(gè)操作數(shù)(IN1、IN2)按指定的比較關(guān)系進(jìn)行比較。比較指令為上下限控制以及數(shù)值條件判斷提供了極大的方便。比較時(shí)應(yīng)確保兩個(gè)操作數(shù)的數(shù)據(jù)類(lèi)型相同,數(shù)據(jù)類(lèi)型可以是字節(jié)(B)、整數(shù)(I)、雙字整數(shù)(D)和實(shí)數(shù)(R)。在梯形圖中用帶參數(shù)和運(yùn)算符的觸點(diǎn)表示比較指令,比較條件滿足時(shí),觸點(diǎn)閉合;否則斷開(kāi)。梯形圖程序中,比較觸點(diǎn)可以裝入,也可以串聯(lián)、并聯(lián)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一簡(jiǎn)易交通燈控制

2.指令格式比較指令格式如表3-4所示。3.指令使用說(shuō)明“XX”表示比較運(yùn)算符:==(等于)、<=(小于等于)、>=(大于等于)、<(小于)、>(大于)、<>(不等于)?！癥”表示操作數(shù)IN1、IN2的數(shù)據(jù)類(lèi)型及范圍,包括B、I、DI、R、S?！纠?-1】有一個(gè)恒溫水池,要求溫度在30~60℃范圍,當(dāng)溫度低于30℃時(shí),啟動(dòng)加熱器加熱,紅燈亮;當(dāng)溫度高于60℃時(shí),停止加熱,綠燈亮。假設(shè)溫度值存放在MB0中,I0.1為啟動(dòng)輸入按鈕,Q0.0為紅燈輸出,Q0.1為綠燈輸出?？刂瞥绦蛉鐖D3-5所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)一簡(jiǎn)易交通燈控制

【例3-2】變量存儲(chǔ)器VW10中的數(shù)值與十進(jìn)制30相比較,當(dāng)變量存儲(chǔ)器VW10中的數(shù)值等于30時(shí),常開(kāi)觸點(diǎn)接通,Q0.0有信號(hào)流流過(guò),如圖3-6所示。任務(wù)實(shí)施1.列出I/O分配表根據(jù)任務(wù)分析,對(duì)輸入量、輸出量進(jìn)行分配,啟動(dòng)按鈕設(shè)為I0.0,停止按鈕設(shè)為I0.1,南北紅燈、南北綠燈、南北黃燈、東西紅燈、東西綠燈和東西黃燈分別設(shè)為Q0.0~Q0.5,具體如表3-5所示。2.完成PLC的I/O硬件接線交通燈控制系統(tǒng)的I/O硬件接線圖如圖3-7所示。3.設(shè)計(jì)PLC控制程序按照十字路口交通燈的PLC控制設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)梯形圖程序如圖3-8所示。上一頁(yè)返回任務(wù)二帶倒計(jì)時(shí)功能的交通燈控制一、七段LED數(shù)碼管七段LED數(shù)碼管是在一定形狀的絕緣材料上,利用單只LED組合排列成“8”字形的數(shù)碼管,分別引出它們的電極,點(diǎn)亮相應(yīng)的點(diǎn)畫(huà)來(lái)顯示出0~9的數(shù)字,而此時(shí)對(duì)應(yīng)的7個(gè)輸入端的高、低電平叫段碼。圖3-11所示數(shù)碼管是帶小數(shù)點(diǎn)顯示的(有些數(shù)碼管是不帶小數(shù)點(diǎn)的),顏色有紅、綠、藍(lán)、黃等幾種。LED數(shù)碼管廣泛用于儀表、時(shí)鐘、車(chē)站、家電等場(chǎng)合。選用時(shí)要注意產(chǎn)品尺寸顏色、功耗、亮度、波長(zhǎng)等。LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽(yáng)兩類(lèi),了解LED的這些特性,對(duì)編程是很重要的,因?yàn)椴煌?lèi)型的數(shù)碼管,除了它們的硬件電路有差異外,編程方法也是不同的。圖3-11是共陰極和共陽(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)部電路,它們的發(fā)光原理是一樣的,只是它們的電源極性不同而已。表3-8給出了共陰極數(shù)碼管的段碼。下一頁(yè)返回任務(wù)二帶倒計(jì)時(shí)功能的交通燈控制在本任務(wù)中采用共陰極數(shù)碼管,共陰極數(shù)碼管就是把所有LED的陰極接地,要使哪段LED亮就在相應(yīng)的引腳接高電平。如要顯示數(shù)字“0”,就是要使a、b、c、d、e、f引腳接高電平,即QB0=(0111111)2=(126)10,就會(huì)在數(shù)碼管上顯示出0,程序如圖3-12所示。其他數(shù)字的顯示與0的顯示處理方式相同,在此不一一贅述了。但是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用數(shù)碼管并不是只顯示一個(gè)數(shù)字,大多數(shù)情況是要循環(huán)顯示某幾個(gè)數(shù)字或字符,這時(shí)用上述的處理方式顯然不合適,在S7-200指令系統(tǒng)中提供了七段顯示譯碼(SEG)指令,利用此指令只要將要顯示的數(shù)據(jù)輸入SEG指令盒的輸入端,在其輸出端就會(huì)自動(dòng)輸出對(duì)應(yīng)的編碼,可大大降低程序的編寫(xiě)難度。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二帶倒計(jì)時(shí)功能的交通燈控制二、七段數(shù)字顯示譯碼指令SEG在S7-200中有一條可以直接把要顯示的數(shù)字翻譯成數(shù)碼管的段碼指令SEG,但要注意的是,該指令輸入為字節(jié)型數(shù)據(jù),因此如果輸入的是字節(jié)型數(shù)據(jù)就可直接使用該命令,若不是字節(jié)型數(shù)據(jù),就需要先執(zhí)行數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)化,再進(jìn)行譯碼。譯碼指令格式如表3-9所示?！纠?-3】用SEG指令完成使第1、2、4、5、7這5盞燈同時(shí)點(diǎn)亮的程序。1、2、4、5、7這5盞燈等同于數(shù)碼管的a、b、d、e、g這5個(gè)二極管,根據(jù)表3-8可知,當(dāng)a、b、d、e、g為“1”時(shí),剛好數(shù)碼段顯示為2,梯形圖程序如圖3-13所示。【例3-4】用一個(gè)按鈕控制數(shù)碼管的倒數(shù)計(jì)時(shí),I0.0按鈕每按下一次,數(shù)碼管將以5開(kāi)始顯示倒數(shù)計(jì)時(shí)直到1,并循環(huán)實(shí)現(xiàn)倒數(shù)計(jì)時(shí)功能,按下I0.1按鈕數(shù)碼管恢復(fù)初始狀態(tài)。例3-4的梯形圖程序如圖3-14所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)二帶倒計(jì)時(shí)功能的交通燈控制任務(wù)實(shí)施1.列出I/O分配表雙向路口紅、黃、綠燈的端口同本項(xiàng)目任務(wù)一,數(shù)碼管的輸入端口對(duì)應(yīng)的地址如表3-10所示。2.設(shè)計(jì)PLC控制程序按帶倒計(jì)時(shí)功能的交通燈控制設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)梯形圖程序如圖3-15所示。上一頁(yè)返回任務(wù)三帶人行橫道強(qiáng)制控制的交通燈控制

這里選用的是S7-200系列CPU226PLC,它有24點(diǎn)輸入、16點(diǎn)輸出。因此,把Q0.0~Q0.5作為雙向路口紅、黃、綠燈的輸出端,把Q1.0~Q1.6作為控制數(shù)碼管顯示的輸出端,SB3和SB4作為南北方向人行橫道行人控制按鈕,其輸入點(diǎn)設(shè)為I0.2和I0.3。當(dāng)行人橫穿東西干道時(shí),I0.2或I0.3觸點(diǎn)閉合,延時(shí)30s后,東西方向變?yōu)榧t燈,南北方向變?yōu)榫G燈。待行人通過(guò)后,恢復(fù)正常狀態(tài)。1.列出I/O分配表雙向路口紅、黃、綠燈的端口同本項(xiàng)目任務(wù)一,數(shù)碼管的輸入端口對(duì)應(yīng)的地址如表3-13所示。2.完成PLC的I/O硬件接線帶人行橫道強(qiáng)制控制的交通燈控制系統(tǒng)的I/O硬件接線圖如圖3-20所示。3.設(shè)計(jì)PLC控制程序根據(jù)任務(wù)分析畫(huà)出程序流程圖,再根據(jù)流程圖寫(xiě)出梯形圖程序,如圖3-21所示。返回表3-2定時(shí)器指令格式返回表3-3定時(shí)器工作方式及類(lèi)型返回圖3-2通電延時(shí)定時(shí)器梯形圖返回圖3-3保持型通電延時(shí)定時(shí)器梯形圖返回圖3-4斷電延時(shí)定時(shí)器梯形圖返回表3-4比較指令格式返回圖3-5恒溫水池控制程序梯形圖返回圖3-6例3-2比較指令應(yīng)用返回表3-5

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