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交通信号灯控制系统FX型PLC中步进顺控指令的设计

交通信号灯控制系统FX型PLC中步进顺控指令的设计

点击数:7728 次   录入时间:03-04 11:38:25   整理:http://www.55dianzi.com   交通控制指示

  本文以F×型PLC中步进顺控指令的应用为例。通过交通信号灯控制系统,介绍如何在可编程序控制器梯形图的设计中灵活地运用步进顺控指令。设计出功能齐全,精简易懂的程序。
  
  一、步进顺控指令
  
  如控制系统按动作的先后顺序进行,就非常适宜使用顺序控制设计法编程。顺序控制设计法就是将一个较复杂的生产过程分解成若干工步,每一步都对应生产过程中一个控制任务,都应有完成相应控制任务的输出执行机构和转移到下一工步的转移条件。根据控制要求,首先绘制状态转移图。然后把状态转移图转换成梯形图。步进顺控指令主要用于生产过程中单流程控制,还可用于选择分支控制,并行分支控制及分支合并控制等。
  
  1.有关步进顺控指令
  
  sTL指令称为“步进接点”指令,其功能是将步进接点接到左母线。STL指令的操作元件是状态继电器。步进接点只有常开触点,没有常闭触点。
  
  RET指令称为“步进返回”指令,其功能是使副母线返回到原来左母线的位置。RET指令没有操作元件。只需在一系列步进指令的最后接一条RET指令,但必须要有RET指令。
  
  2.状态转移图的研究
  
  状态元件(又称状态继电器)是构成状态转移图的基本元素。其作用是从主母线上提供一个状态接点,形成子母线。状态元件具有负载驱动、状态转移条件和状态转移方向三个要素,这三个要素描素了一个状态的基本特征和功能。状态转移图是严格按照预定顺序进行的顺序控制流程,每个状态均有成立(激活)的条件,一旦后一个状态被激活,其前一个状态就会自动关闭,从程序的执行结果及动作顺序上很容易理解其控制过程。编程中应注意驱动负载使用OUT指令,如果相邻的状态驱动同一个负载时,也可以用SET指令将其置位,等到该负载无需驱动时,再用RST指令将其复位。负载驱动或状态转移的条件可能有多个,要根据其具体逻辑关系进行串、并联组合,状态的顺序转移用SET指令,状态的不连续转移(跳转)用0UT指令。只有很好地理解和体会这些要求,才能运用状态编程思想设计出正确的状态转移图。

  二、应用举例

  交通信号灯控制系统见下图,控制要求是开关合上后,南北绿灯亮6s后闪3s灭;黄灯亮2s灭:
  
  红灯亮11s;绿灯亮……循环。对应南北绿黄灯亮时东西红灯亮11s,接着绿灯亮6s后闪3s灭;黄灯亮2s后,红灯又亮……循环。
  
  采用步进指令编程,只要启动、停止及运行的方式处理得当,则在较短时间内定能编制出适合控制要求且简练易懂的程序。该控制系统的I/O分配如下:

      输入XO——自控开关S1

  1.单流程编程
  
  交通信号灯控制系统中的信号灯控制的具体要求见下表。

南北 信号 绿灯亮 绿灯闪 黄灯亮 红灯亮 时间 6s 3s 2s 11s 东西 信号 红灯亮 绿灯亮 绿灯闪 黄灯亮 时间 11s 6s 3s 2s

  
  如果按单流程编程,则可以把该控制系统分成六个工作状态,加上初始状态,整个控制过程共有七个状态,其状态转移图见上图。初始状态SO驱动的负载是通过成批复位指令ZRST使状态元件S10至S15同时复位,其转移方向是S10,转移条件为XO的常开触点;状态S10的驱动负载是YO、Y5、T1,转移方向为S11,转移条件为T1;其它状态依次类推。将该控制系统的转态转移图改变为梯形图逻辑见下图。

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  2.并行分支状态转移图编程
  
  交通信号灯控制系统同样适合用并行分支控制编程,其并行分支控制状态转移图见下图。当转移条件X0接通时,状态S10、S20同时置位,这两个单独流程各自执行自己的步进流程,S0这时会自动复位。在两个分支流程都动作到最后一个状态时,即S13、S23都置位时,如果转移条件T6成立,则状态转移到S0,状态S13、S23自动复位。并行分支控制的状态转移图中允许同时执行多条单独分支流程,并且等到所有单独分支流程都执行完毕后,才能同时转移到下一个状态。
  
  步进顺控指令的选择分支控制及跳步与循环的多流程控制,这里不再论述。采用步进指令编程,方法简单,规律性强,且能编写出较复杂的控制程序。
  
  往往可大大提高工作效率,所编程序也易懂,易调试修改。但并不是所有的控制系统都适合使用步进指令,有时还要结合实际情况选择不同的设计方法,在使用步进指令编程时,往往还需要综合其它的梯形图设计方法,与其它指令相配合灵活应用,才能设计出功能齐全、精简易懂的程序。

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