可编程控制器应用实训-形考任务六七实训报告.pdf

可编程控制器应用实训形考任务六实训报告

交通信号灯PLC控制系统的实现

一、实训目的：
掌握PLC在实际生产中的典型应用，并能够独立进行简单控制系统的系统设计（系
统配置及输入/输出继电器地址分配、系统的I/O接线图、系统的流程图、控制程序的
设计、编程及调试）。
二、实训要求：
1．选择社会生活或生产实践中某一种典型的PLC控制系统或产品，，并能够独立
进行简单控制系统的系统设计（系统配置及输入/输出继电器地址分配、系统的I/O接
线图、系统的流程图、控制程序的设计、编程及调试）；
2．设计选用西门子S7－200系列PLC，对其I/O口进行分配，列出PLC控制程序
（梯形图进行截图，语句表可直接拷贝）并对程序作出解释。
三、实训内容：
应用PLC控制交通灯各灯按要求亮灭，并通过七段LED数码管对红灯点亮时间进行
倒计时显示，并且可以重复循环。
按下起动按钮交通灯开始工作，南北向红灯亮起并维持10s，南北向红灯工作同时
东西向绿灯亮4s，接着以1Hz频率闪烁3s最后熄灭，绿灯熄灭同时东西向黄灯亮并维
持3s；黄灯熄灭时东西向红灯开始公主并维持10s，东西向红灯工作同时南北向绿灯亮
4s闪3s以1Hz频率最后熄灭，绿灯熄灭同时南北向黄灯亮并维持3s，黄灯熄灭时南北
向红灯再次亮起……循环反复。交通灯工作同时一个七段LED数码管对红灯点亮时间进
行倒计时显示，先对南北向红灯倒计时，显示9—8—7—6—5—4—3—2—1—0，然后对
东西向红灯倒计时。

四、主要实训软件硬件

（1）常用电工工具、万用表等。
（2）PC机
（3）所需设备、材料见表1。
序标准代号器件名称型号规格数量备注
号
1PLCS7-200CNCPU226AC/DC/RLA16ES7216-28D23-0XB8
2SF1停止按钮LA10-2H1红色
3SF2起动按钮LA10-2H1绿色
4PG1-6指示灯24V直流电源指示灯6红黄绿
5LED数码管LG23011AH
6QB隔离开关DZ47LE-3P+N1
7UR电源DR-120-24124V直流电源
8PPI通信电缆RS232-4851
9XT接线端子JX2-Y010若干

表1设备、材料明细表

五、实训步骤

（一）硬件设计

1.系统原理图

按下停止按钮，交通灯控制系统停止工作。交通信号灯控制PLC接线图如图1所示
为交通信号灯控制系统PLC接线图。
2.硬件连接操作

（1）根据表1配齐电器元件，并检查各电器元件的质量。
（2）根据PLC接线图2，画出电器元件布置图2。

（3）根据图2电器元件布置图安装元件，各元件的安装位置整齐、匀称、间距合
理，便于元件的更换，元件紧固时用力均匀，紧固程度适当。
（4）接线。按照图3电气接线图，先接PLC、开关电源的电源和PLC输入输出点的
电源，再接输入电路，最后接输出电路。完成后的电气接线板如图4所示。

（5）检查电路。通电前，认真检查有无错接、漏接等现象。

（二）编写实训程序

本设计可以采用经验设计法来完成。经过分析本设计任务可以分成两部分来完成，
控制交通灯转换部分和红灯倒计时显示部分。
分析交通灯转换部分可以发现，交通灯一次完整的工作周期为20s，每一组灯都在
这20s中固定时间段进行工作，由此我们可以把每组灯的工作时间用比较指令标示出来，
并控制相应的灯组在该时间段点亮工作，程序如图5所示。另外20s的工作周期可以用
定时器指令来实现。

图5比较指令程序
红灯倒计时显示主要是通过7段LED数码管显示来实现，在S7-200的指令中段码
指令可以实现7段LED数码管显示控制，程序如图6所示。

图6段码指令程序
本次设计梯形图如图7所示。

图7交通信号灯PLC控制程序
六、调试实训程序
根据图3进行安装接线，然后将编制好的交通灯PLC控制程序下载到PLC中，并进
行程序调试直到设备运行满足设计要求。
1．工作模式选择。将PLC的工作模式开关拨至运行或者通过STEP7-Micro/WIN编
程软件执行“PLC”菜单下“运行”子菜单命令。
2．监控。单击执行“调试”菜单下的“开始程序状态监控”子菜单命令，梯形图
程序进入监控状态。程序调试监控图如图8所示。
图8程序调试监控图
七、观察实训结果
1．运行交通灯。按下起动按钮SF2，观察输出线圈Q0.0～Q0.5、Q1.0～Q1.6和所
有指示灯和数码管的现象，南北向红灯亮起并维持10s，南北向红灯工作的同时东西绿
灯向亮4s，接着以1Hz频率闪烁3s最后熄灭，绿灯熄灭同时东西向黄灯亮并维持3s；
黄灯熄灭时东西向红灯开始公主并维持10s，东西向红灯工作同时南北向绿灯亮4s闪
3s以1Hz频率最后熄灭，绿灯熄灭同时南北向黄灯亮并维持3s，黄灯熄灭时南北向红
灯再次亮起……