可呂芝山安徽蚌埠機電技師學院電氣工程系編程序控制技術及應用可呂芝山安徽蚌埠機電技師學院電氣工程系編程序控制技術及應安徽蚌埠機電技師學院電氣工程系課題五交通信號燈的控制一、用PLC控制交通信號燈（基本程序）二、用PLC控制交通信號燈（較多控制要求）三、相關知識（順序控制及設計方法）安徽蚌埠機電技師學院電氣工程系課題五交通信號燈的控制一、安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制一、實例:

安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制一、實例:

安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制一、實例一

某十字路口，交通信號燈分別有東西方向的紅燈、綠燈、黃燈和南北方向的紅燈、綠燈、黃燈。用二個自復位式按鈕控制，一個啟動按鈕，一個停止按鈕。

1、具體控制要求如下：

（參見后附的時序圖）（1）接通電源后進入初態，此時東西和南北的黃燈同時以亮0.5秒滅0.5秒的規律連續閃爍。（2）按啟動按鈕后，各信號燈按下面的時序圖運行，周而復始的工作。（其中綠燈閃爍三次，閃爍要求是亮0.6秒，滅0.4秒）運行中任何時刻，按停止按鈕時立即轉為兩個方向的黃燈連續閃爍。

用PLC控制交通信號燈（基本程序）本例用三菱的GP軟件編程安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制一、實例一

用PLC控安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制啟動后的時序圖啟動信號東西方向紅燈南北方向綠燈20S南北方向紅燈20S東西方向綠燈南北方向黃燈2S東西方向黃燈2S閃3次

次閃3次

次15S15S安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制啟動后的時序圖啟動信號東安徽蚌埠機電技師學院X2SB1SB2Y3Y4COMX1X2COMY1Y2Y5電源FUY6交通信號燈的控制2、I/O地址分配和接線圖

停止

SB2-X2

啟動

SB1-X1AC220V東西紅燈HL1東西綠燈HL2東西黃燈HL3南北紅燈HL4南北綠燈HL5南北燈黃HL6安徽蚌埠機電技師學院X2SB1SB2Y3Y4COMX1安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖的編寫FX2N系列PLC除了27條基本指令外，還有二條功能很強的步進順序控制指令（STL、RET），簡稱步進指令。采用步進指令編程，方法簡單，規律性強，可以編寫出較復雜的控制程序，調試、修改方便，較易掌握。

順序控制系統是指按生產工藝預先規定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據內部狀態和時間的順序，控制生產過程中的各個執行機構有次序地進行操作的過程。

步進指令僅適用于順序控制系統。

復雜的控制任務或工作過程可以分解為若干個工序（也稱為狀態或步）。根據控制要求可以設計出狀態流程圖。圖中各步之間有轉移方向（用有向線段表示）和轉移條件（用文字、邏輯式等表示），各步有其任務（例如，驅動負載等）

狀態流程圖（也稱順序功能圖）的形式有：

單一順序、選擇順序、并行順序、重復、跳轉、循環本題狀態流程圖編寫如下：安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖的編寫安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制單一順序狀態流程圖Y5Y114M8002+X2S0S20X1M8013Y3Y6Y6Y1S21T0S22T1T2Y4Y2S24T3S25T2Y1Y5T4Y2Y4T4Y4Y3S20T1說明：圖中轉換條件定時器T0、T1、T2、T3也是各對應狀態的驅動對象，因圖幅限制沒畫出。

S2313121110987654321031521021014131211109876543210153210210安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制單一順序狀態流程圖Y5Y安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制梯形圖程序ZRSTS0S25SETS0M8002X2X2M8013SETS20S0STLM8013X1Y3Y6T0K150S20STLY1Y5SETS21T0S21STLSETS22Y1T1K30Y5T4T1S22STLSETS23Y1T2K20Y6T2S23STLSETS24Y4T3K150Y2T3安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制梯形圖程序ZRSTS安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制S24STLSETS25Y4T2K30Y2T4T2ENDS25STLSETS20Y4T1K20Y3T1RET

S21S24T5T4T4K4T5K6關于步進順序控制指令使用的幾點說明：1、狀態繼電器S0-S899在使用SET指令后具有步進順序控制功能，提供常開的步進觸點和普通的編程觸點。（其中，

S0—S9：初始狀態專用S10-S19：原點復位用S20-S499：一般用S500-S899：停電保持用S900-S999：報警用）

2、S0-S9一般供初狀態使用始。狀態繼電器也可不按順序使用。步進觸點是否閉合決定了步進觸點后的電路塊是否執行，下一個狀態繼電器被SET置位后，上一個狀態繼電器會自動復位。3、初狀態是必須的。步進狀態結束必須使用RET指令。4、狀態編號不可重復使用。相鄰的兩個狀態不能使用同一個定時器。5、每個狀態內，編程順序為先驅動后轉移，對不需要觸點控制而直接輸出的均須先編程。安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制S24SETS25安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制二、實例二

某十字路口，交通信號燈分別有東西方向的紅燈、綠燈、黃燈和南北方向的紅燈、綠燈、黃燈。用手動/自動開關、強制通行方向選擇開關、啟動按鈕、停止按鈕和暫停按鈕控制交通燈的運行。

1、具體控制要求如下（參見參考實例一的時序圖）（1）選擇手動狀態時，可以強制東西或南北方向通行，此時通行方向的錄燈常亮，而另一方向的紅燈常亮。（2）選擇自動狀態時:1)在23點至5點的夜間時間段，則兩個方向的黃燈同時按亮0.5秒，滅0.5秒的規律連續閃爍。

2)在23點至5點的白天時間段，各信號燈自動地按例一中的時序圖周而復始的工作。（本例將東西紅燈改為亮20秒，南北紅燈改為亮25秒）（3）運行中任何時刻，都可以從手動轉換為自動，也可以從自動轉換為手動。

用PLC控制交通信號燈（較多控制要求）本例比實例一增加了控制要求，用三菱的GX軟件編程安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制二、實例二

用PLC控安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制

2、PLC的地址分配

輸入

輸出

X20——暫停按鈕（SB20）

Y1——東西錄燈（HL1）

X21——啟動按鈕（SB21）

Y2——東西黃燈（HL2）

X22——停止按鈕（SB22）

Y3——東西紅燈（HL3）

X24——手動/自動（SA24）

Y4——南北錄燈（HL4）

X25——強制選擇

（SA25）

Y5——南北黃燈（HL5）

Y6——南北紅燈（HL6）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件的SFC編寫的SFC塊圖）SFC塊圖包括兩大部分:梯形圖塊(LD)SFC塊(SFC)安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制S0Y2S40(M8002+X22)M1S10T2K5S41S52S11S51S50S30S20T1K5Y5T1T2Y1Y6X25Y4Y3

此處編寫自動運行采用

并行順序(X24·

)(·)S0S0自動手動（強制）夜晚白天東西通行南北通行東西方向南北方向3、狀態流程圖S31S21S0安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制S0Y2S40(M800安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制S20Y3S32S22Y2S23S21S31S24T0T2·Y6S30Y1T0k200T4k250T1T4T5S33S34Y1T2k5C0k3RSTC0T3k20T2·C0T3Y4T5k150T6k5T6Y4T7·C1T7·C1k3RSTC1T7k5Y5T8k20S11T8東西方向南北方向狀態流程圖(續)S11T1k5安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制S20Y3S32S22Y安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件的SFC編寫的梯形圖塊）說明：D8013S(0~59)D8014min(0~59)D8015h(0~23)D8016日(1~31)D8017月(1~12)D8018年(0~99)D8019

星期(0~6)安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件的SFC編寫的梯形圖塊—續1）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續1）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續2）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續3）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續4）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續5）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續6）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續7）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續8）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制三、相關知識（順序控制及設計方法）

PLC程序的順序控制設計方法

順序控制設計法順控設計法的設計步驟功能圖的結構步進指令編制梯形圖的方法順序控制的其他編程方法1、順序控制設計法它是針對順序控制系統的一種專門的設計方法。這種設計方法很容易被初學者接受，對于有經驗的工程師，也會提高設計的效率，程序的調試、修改和閱讀也很方便。

PLC的設計者們為順序控制系統的程序編制提供了大量通用和專用的編程元件，開發了專門供編制順序控制程序用的功能表圖，使這種先進的設計方法成為當前PLC程序設計的主要方法。

2、順控設計法的設計步驟步的劃分轉換條件的確定功能表圖的繪制梯形圖的編制

安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制三、相關知識（順序控制安徽蚌埠機電技師學院（1）步的劃分

將系統的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段，這些階段稱為步，并且用編程元件來代表各步。

步是根據PLC輸出狀態的變化來劃分的，在任何一步內，各輸出狀態不變，但是相鄰步之間輸出狀態是不同的。交通信號燈的控制安徽蚌埠機電技師學院（1）步的劃分

交通信號燈的安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制（2）轉換條件的確定

使系統由當前步轉入下一步的信號稱為轉換條件。

轉換條件可能是外部輸入信號，如按鈕、指令開關、限位開關的接通/斷開等，也可能是PLC內部產生的信號，如定時器、計數器觸點的接通/斷開等。

轉換條件也可能是若干個信號的與、或、非邏輯組合。安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制（2）轉換條件的確定安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制（3）功能表圖的繪制

根據以上分析和被控對象工作內容、步驟、順序和控制要求畫出功能表圖。繪制功能表圖是順序控制設計法中最為關鍵的一步。

功能表圖又稱做狀態轉移圖，它是描述控制系統的控制過程、功能和特性的一種圖形。

功能表圖不涉及所描述控制功能的具體技術，是一種通用的技術語言，可用于進一步設計和不同專業的人員之間進行技術交流。

各個PLC廠家都開發了相應的功能表圖，各國家也都制定了國家標準。我國1986年頒布了功能表圖國家標準（GB6988.6-86）。

根據功能表圖，按某種編程方式寫出梯形圖程序。安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制（3）功能表圖的繪制安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制

功能表圖的組成主要由步、有向連線、轉換、轉換條件和動作（命令）組成。1）步與動作步：矩形框表示步，方框內是該步的編號。編程時一般用PLC內部編程元件來代表各步初始步：與系統的初始狀態相對應的步稱為初始步。初始步用雙線方框表示，每一個功能表圖至少應該有一個初始步。動作：一個控制系統可以劃分為被控系統和施控系統。對于被控系統，在某一步中要完成某些“動作”；對于施控系統，在某一步中則要向被控系統發出某些“命令”，將動作或命令簡稱為動作動作的表示：矩形框中的文字或符號表示，該矩形框應與相應的步的符號相連。安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制功能表圖安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制2）有向連線、轉換與轉換條件有向連線：功能表圖中步的活動狀態的順序進展按有向連線規定的路線和方向進行。活動狀態的進展方向習慣上是從上到下或從左至右，在這兩個方向有向連線上的箭頭可以省略。如果不是上述的方向，應在有向連線上用箭頭注明進展方向。轉換：轉換是用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來表示，轉換將相鄰兩步分隔開。步的活動狀態的進展是由轉換的實現來完成的，并與控制過程的發展相對應。轉換條件：轉換條件可以用文字語言、布爾代數表達式或圖形符號標注在表示轉換的短線的旁邊。安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制2）有向連線、轉換與轉安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制

轉換實現的基本規則轉換實現的條件：在功能表圖中步的活動狀態的進展是由轉換的實現來完成。轉換實現必須同時滿足兩個條件：該轉換所有的前級步都是活動步；相應的轉換條件得到滿足。轉換實現應完成的操作：轉換的實現應完成兩個操作：使所有的后續步都變為活動步；使所有的前級步都變為不活動步。

（4）梯形圖的編制

根據功能表圖，按某種編程方式寫出梯形圖程序。

如果PLC支持功能表圖語言，則可直接使用該功能表圖作為最終程序。安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制轉安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制3、功能圖的結構（1）單序列：反映按順序排列的步相繼激活這樣一種基本的進展情況

X003X000X002X001123Y000Y001Y002安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、功能圖的結構（1）安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制（2）選擇序列：—個活動步之后，緊接著有幾個后續步可供選擇的結構形式稱為選擇序列。

X012X010X011X006X005X004X003X002X001X00712637845X000安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制（2）選擇序列：—個活安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制（3）并行序列：當轉換的實現導致幾個分支同時激活時，采用并行序列。其有向連線的水平部分用雙線表示。X003X000X005X004X001278X0023456安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制（3）并行序列：當轉換安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制（4）跳步、重復和循環序列：在實際系統中經常使用跳步、重復和循環序列。這些序列實際上都是選擇序列的特殊形式。X005X004X003X010X005X001X0023456X005X001X002X004X0030567X002X004X003X010X0014567(a)(b)(c)

跳步、重復和循環序列(a)跳步序列(b)重復序列(c)循環序列安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制（4）跳步、重復和循環安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制步進指令的執行過程X001轉換目標轉換條件驅動處理S20S21Y000驅動處理轉換目標轉換條件S21X001S20SS21Y000注意：此為教科書上表示步進觸點的畫法，和用編程軟件畫出的是有區別的。安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制步進指令的執行過程X安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制選擇序列分支與合并的步進編程

S23X010X003X006X004X007X002S24S25S26S22S27X005Y000Y003Y001Y002Y004Y005Y000S22X005X002SS23SS25X003SS24Y001S23X004SS27Y002S24X006SS26Y003S25X007SS27Y004S26X010Y005S274、步進指令編制梯形圖的方法安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制選擇序列分支與合并的步安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制并行序列分支與合并的步進編程

X004X002X003X001S24S25S26S27S23Y001Y004Y002Y003Y005X005S28Y006Y002S24X002SS25Y003S25X003SS27Y004S26Y005S27X004SS28X005Y006S28SS24X001SS26Y001S23S25S27安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制并行序列分支與合并的步安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制5、順序控制的其他編程方法

根據順序功能圖，設計梯型圖程序常用的編程方法一般有四種：

起－保－停電路設計法（用普通邏輯指令）

轉換為中心設計法（用SET、RST指令）步進順控指令設計法（用STL、RET指令）（1）起－保－停電路設計法的實例

控制鍋爐的鼓風機和引風機的要求。按下起動按鈕SB1（X000點輸入）后，應先開引風機，延時5s后再開鼓風機。按下停止按鈕SB2（X001點輸入）后，應先停鼓風機，5s后再停引風機。KM1為引風機交流接觸器（Y000點驅動），KM2為鼓風機交流接觸器（Y001點驅動）。仿步進指令

仿步進指令設計法安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制5、順序控制的其他編程安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制鼓風機引風機Y001Y000X001X0005s5s（a）波形圖

Y000T0Y000Y001Y000T1T1X000X001T0M1M2M3M8002M0(b)順序功能圖

安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制鼓風機引風機Y001Y安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制M8002M3T1M1M0M0M1M0X000M2M1K50T0M2M1T0M3M2Y001M3M3M3K50T1M1M2Y000M2X001M0(c)梯形圖安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制M8002M3安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制（2）以轉換為中心設計法的實例

某組合機床的動力頭在初始狀態時停在左邊，限位開關SQ3（X003輸入）為1狀態，按下起動按鈕SB1（X000輸入），動力頭按圖示工作路線工作。工作一個循環后，返回并停在初始位置，控制電磁閥YV0（Y000控制）、YV1（Y001控制）、YV2（Y002控制）在各工步的狀態如順序功能圖所示。(a)流程圖X003X001X002

快退

快進

工進安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制（2）以轉換為中心設計安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制X003Y001Y000Y001X000X002X001M1M2M3M8002M0Y002（b）功能圖M1M2M8002SETM0M0X000SETM1RSTM0M1X001SETM2RSTM1M2X002SETM3RSTM2M3X003SETM0RSTM3M1Y000M3Y002Y001(c)梯形圖安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制X003Y001Y00安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制（3）步進順控指令設計法的實例自動門控制系統控制要求：

人靠近自動門時，感應器X0為ON，Y0驅動電動機高速開門；碰到開門減速開關X1時，變為低速開門；碰到開門極限開關X2時電動機停轉，開始延時。若在0.5s內感應器檢測到無人，Y2起動電動機高速關門；碰到關門減速開關X4時，改為低速關門；

碰到關門極限開關X5時電動機停轉。在關門期間若感應器檢測到有人，停止關門，T1延時0.5s后自動轉換為高速開門。

安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制（3）步進順控指令設計自動門控制示意圖X1X4X2X1X2X4X5X5X0安徽蚌埠機電技師學院自動門控制示意圖X1X4X2X1X2X4X5X5X0安徽蚌埠安徽蚌埠機電技師學院自動門控制系統（實例）用順序控制時的狀態轉移圖如下：交通信號燈的控制

輸入/輸出的地址分配表和PLC的輸入/輸出接線圖（省略,沒畫）S0Y0S20M8002X0X4T0X2X1Y1S21T0K5S22Y2S23Y3S24S25T1K5S26T2K5X0T1X5X0X0T2安徽蚌埠機電技師學院自動門控制系統（實例）交通信號燈的控制安徽蚌埠機電技師學院（實例）自動門控制系統根據狀態轉移圖畫出的梯形圖（用GP編程軟件）如下：交通信號燈的控制ZRSTS0S26SETS0M8002X7X7SETS20S0STLX0

S20STLSETS21Y0X1S21STLSETS22Y1X2S22STLSETS23T0T0K5X00SETS25S23STLSETS24Y2X4X0S25STLSETS20T1K5T1SETS26S24STLSETS0Y3X5X0ENDT(TU圖中圖中增加了一個停止開關X7S26STLSETS20T2K5T2RET安徽蚌埠機電技師學院（實例）自動門控制系統根據狀態轉移圖畫出安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制自動門控制系統（步進順控指令設計法的實例）使用GXDeveioperVer.8編程軟件進行SFC編程畫出的SFC塊圖和內置梯形圖塊分別如下：（SFC狀態轉移圖）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制自動門控制系統（步進順控安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制自動門控制系統（步進順控指令設計法的實例）使用GXDeveioperVer.8編程軟件進行SFC編程時畫出的內置梯形圖如下：（用GXDeveioperVer.8編程軟件畫的梯形圖之一）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制自動門控制系統（步進順控安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制自動門控制系統（步進順控指令設計法的實例）使用GXDeveioperVer.8編程軟件進行SFC編程時畫出的內置梯形圖如下：（用GXDeveioperVer.8編程軟件畫的梯形圖之二）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制自動門控制系統（步進順控安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制自動門控制系統（步進順控指令設計法的實例）使用GXDeveioperVer.8編程軟件進行SFC編程時畫出的內置梯形圖如下：（用GXDeveioperVer.8編程軟件畫的梯形圖之三）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制自動門控制系統（步進順控交通信號燈的控制安徽蚌埠機電技師學院謝謝課題五交通信號燈的控制結束交通信號燈的控制安徽蚌埠機電技師學院謝謝課題五交通信號可呂芝山安徽蚌埠機電技師學院電氣工程系編程序控制技術及應用可呂芝山安徽蚌埠機電技師學院電氣工程系編程序控制技術及應安徽蚌埠機電技師學院電氣工程系課題五交通信號燈的控制一、用PLC控制交通信號燈（基本程序）二、用PLC控制交通信號燈（較多控制要求）三、相關知識（順序控制及設計方法）安徽蚌埠機電技師學院電氣工程系課題五交通信號燈的控制一、安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制一、實例:

安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制一、實例:

安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制一、實例一

某十字路口，交通信號燈分別有東西方向的紅燈、綠燈、黃燈和南北方向的紅燈、綠燈、黃燈。用二個自復位式按鈕控制，一個啟動按鈕，一個停止按鈕。

1、具體控制要求如下：

（參見后附的時序圖）（1）接通電源后進入初態，此時東西和南北的黃燈同時以亮0.5秒滅0.5秒的規律連續閃爍。（2）按啟動按鈕后，各信號燈按下面的時序圖運行，周而復始的工作。（其中綠燈閃爍三次，閃爍要求是亮0.6秒，滅0.4秒）運行中任何時刻，按停止按鈕時立即轉為兩個方向的黃燈連續閃爍。

用PLC控制交通信號燈（基本程序）本例用三菱的GP軟件編程安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制一、實例一

用PLC控安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制啟動后的時序圖啟動信號東西方向紅燈南北方向綠燈20S南北方向紅燈20S東西方向綠燈南北方向黃燈2S東西方向黃燈2S閃3次

次閃3次

次15S15S安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制啟動后的時序圖啟動信號東安徽蚌埠機電技師學院X2SB1SB2Y3Y4COMX1X2COMY1Y2Y5電源FUY6交通信號燈的控制2、I/O地址分配和接線圖

停止

SB2-X2

啟動

SB1-X1AC220V東西紅燈HL1東西綠燈HL2東西黃燈HL3南北紅燈HL4南北綠燈HL5南北燈黃HL6安徽蚌埠機電技師學院X2SB1SB2Y3Y4COMX1安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖的編寫FX2N系列PLC除了27條基本指令外，還有二條功能很強的步進順序控制指令（STL、RET），簡稱步進指令。采用步進指令編程，方法簡單，規律性強，可以編寫出較復雜的控制程序，調試、修改方便，較易掌握。

順序控制系統是指按生產工藝預先規定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據內部狀態和時間的順序，控制生產過程中的各個執行機構有次序地進行操作的過程。

步進指令僅適用于順序控制系統。

復雜的控制任務或工作過程可以分解為若干個工序（也稱為狀態或步）。根據控制要求可以設計出狀態流程圖。圖中各步之間有轉移方向（用有向線段表示）和轉移條件（用文字、邏輯式等表示），各步有其任務（例如，驅動負載等）

狀態流程圖（也稱順序功能圖）的形式有：

單一順序、選擇順序、并行順序、重復、跳轉、循環本題狀態流程圖編寫如下：安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖的編寫安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制單一順序狀態流程圖Y5Y114M8002+X2S0S20X1M8013Y3Y6Y6Y1S21T0S22T1T2Y4Y2S24T3S25T2Y1Y5T4Y2Y4T4Y4Y3S20T1說明：圖中轉換條件定時器T0、T1、T2、T3也是各對應狀態的驅動對象，因圖幅限制沒畫出。

S2313121110987654321031521021014131211109876543210153210210安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制單一順序狀態流程圖Y5Y安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制梯形圖程序ZRSTS0S25SETS0M8002X2X2M8013SETS20S0STLM8013X1Y3Y6T0K150S20STLY1Y5SETS21T0S21STLSETS22Y1T1K30Y5T4T1S22STLSETS23Y1T2K20Y6T2S23STLSETS24Y4T3K150Y2T3安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制梯形圖程序ZRSTS安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制S24STLSETS25Y4T2K30Y2T4T2ENDS25STLSETS20Y4T1K20Y3T1RET

S21S24T5T4T4K4T5K6關于步進順序控制指令使用的幾點說明：1、狀態繼電器S0-S899在使用SET指令后具有步進順序控制功能，提供常開的步進觸點和普通的編程觸點。（其中，

S0—S9：初始狀態專用S10-S19：原點復位用S20-S499：一般用S500-S899：停電保持用S900-S999：報警用）

2、S0-S9一般供初狀態使用始。狀態繼電器也可不按順序使用。步進觸點是否閉合決定了步進觸點后的電路塊是否執行，下一個狀態繼電器被SET置位后，上一個狀態繼電器會自動復位。3、初狀態是必須的。步進狀態結束必須使用RET指令。4、狀態編號不可重復使用。相鄰的兩個狀態不能使用同一個定時器。5、每個狀態內，編程順序為先驅動后轉移，對不需要觸點控制而直接輸出的均須先編程。安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制S24SETS25安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制二、實例二

某十字路口，交通信號燈分別有東西方向的紅燈、綠燈、黃燈和南北方向的紅燈、綠燈、黃燈。用手動/自動開關、強制通行方向選擇開關、啟動按鈕、停止按鈕和暫停按鈕控制交通燈的運行。

1、具體控制要求如下（參見參考實例一的時序圖）（1）選擇手動狀態時，可以強制東西或南北方向通行，此時通行方向的錄燈常亮，而另一方向的紅燈常亮。（2）選擇自動狀態時:1)在23點至5點的夜間時間段，則兩個方向的黃燈同時按亮0.5秒，滅0.5秒的規律連續閃爍。

2)在23點至5點的白天時間段，各信號燈自動地按例一中的時序圖周而復始的工作。（本例將東西紅燈改為亮20秒，南北紅燈改為亮25秒）（3）運行中任何時刻，都可以從手動轉換為自動，也可以從自動轉換為手動。

用PLC控制交通信號燈（較多控制要求）本例比實例一增加了控制要求，用三菱的GX軟件編程安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制二、實例二

用PLC控安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制

2、PLC的地址分配

輸入

輸出

X20——暫停按鈕（SB20）

Y1——東西錄燈（HL1）

X21——啟動按鈕（SB21）

Y2——東西黃燈（HL2）

X22——停止按鈕（SB22）

Y3——東西紅燈（HL3）

X24——手動/自動（SA24）

Y4——南北錄燈（HL4）

X25——強制選擇

（SA25）

Y5——南北黃燈（HL5）

Y6——南北紅燈（HL6）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件的SFC編寫的SFC塊圖）SFC塊圖包括兩大部分:梯形圖塊(LD)SFC塊(SFC)安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制S0Y2S40(M8002+X22)M1S10T2K5S41S52S11S51S50S30S20T1K5Y5T1T2Y1Y6X25Y4Y3

此處編寫自動運行采用

并行順序(X24·

)(·)S0S0自動手動（強制）夜晚白天東西通行南北通行東西方向南北方向3、狀態流程圖S31S21S0安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制S0Y2S40(M800安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制S20Y3S32S22Y2S23S21S31S24T0T2·Y6S30Y1T0k200T4k250T1T4T5S33S34Y1T2k5C0k3RSTC0T3k20T2·C0T3Y4T5k150T6k5T6Y4T7·C1T7·C1k3RSTC1T7k5Y5T8k20S11T8東西方向南北方向狀態流程圖(續)S11T1k5安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制S20Y3S32S22Y安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件的SFC編寫的梯形圖塊）說明：D8013S(0~59)D8014min(0~59)D8015h(0~23)D8016日(1~31)D8017月(1~12)D8018年(0~99)D8019

星期(0~6)安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件的SFC編寫的梯形圖塊—續1）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續1）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續2）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續3）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續4）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續5）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續6）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續7）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-Developer編程軟件SFC編寫的

SFC內置梯形圖塊—續8）安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、狀態流程圖（用GX-安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制三、相關知識（順序控制及設計方法）

PLC程序的順序控制設計方法

順序控制設計法順控設計法的設計步驟功能圖的結構步進指令編制梯形圖的方法順序控制的其他編程方法1、順序控制設計法它是針對順序控制系統的一種專門的設計方法。這種設計方法很容易被初學者接受，對于有經驗的工程師，也會提高設計的效率，程序的調試、修改和閱讀也很方便。

PLC的設計者們為順序控制系統的程序編制提供了大量通用和專用的編程元件，開發了專門供編制順序控制程序用的功能表圖，使這種先進的設計方法成為當前PLC程序設計的主要方法。

2、順控設計法的設計步驟步的劃分轉換條件的確定功能表圖的繪制梯形圖的編制

安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制三、相關知識（順序控制安徽蚌埠機電技師學院（1）步的劃分

將系統的一個工作周期劃分為若干個順序相連的階段，這些階段稱為步，并且用編程元件來代表各步。

步是根據PLC輸出狀態的變化來劃分的，在任何一步內，各輸出狀態不變，但是相鄰步之間輸出狀態是不同的。交通信號燈的控制安徽蚌埠機電技師學院（1）步的劃分

交通信號燈的安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制（2）轉換條件的確定

使系統由當前步轉入下一步的信號稱為轉換條件。

轉換條件可能是外部輸入信號，如按鈕、指令開關、限位開關的接通/斷開等，也可能是PLC內部產生的信號，如定時器、計數器觸點的接通/斷開等。

轉換條件也可能是若干個信號的與、或、非邏輯組合。安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制（2）轉換條件的確定安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制（3）功能表圖的繪制

根據以上分析和被控對象工作內容、步驟、順序和控制要求畫出功能表圖。繪制功能表圖是順序控制設計法中最為關鍵的一步。

功能表圖又稱做狀態轉移圖，它是描述控制系統的控制過程、功能和特性的一種圖形。

功能表圖不涉及所描述控制功能的具體技術，是一種通用的技術語言，可用于進一步設計和不同專業的人員之間進行技術交流。

各個PLC廠家都開發了相應的功能表圖，各國家也都制定了國家標準。我國1986年頒布了功能表圖國家標準（GB6988.6-86）。

根據功能表圖，按某種編程方式寫出梯形圖程序。安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制（3）功能表圖的繪制安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制

功能表圖的組成主要由步、有向連線、轉換、轉換條件和動作（命令）組成。1）步與動作步：矩形框表示步，方框內是該步的編號。編程時一般用PLC內部編程元件來代表各步初始步：與系統的初始狀態相對應的步稱為初始步。初始步用雙線方框表示，每一個功能表圖至少應該有一個初始步。動作：一個控制系統可以劃分為被控系統和施控系統。對于被控系統，在某一步中要完成某些“動作”；對于施控系統，在某一步中則要向被控系統發出某些“命令”，將動作或命令簡稱為動作動作的表示：矩形框中的文字或符號表示，該矩形框應與相應的步的符號相連。安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制功能表圖安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制2）有向連線、轉換與轉換條件有向連線：功能表圖中步的活動狀態的順序進展按有向連線規定的路線和方向進行。活動狀態的進展方向習慣上是從上到下或從左至右，在這兩個方向有向連線上的箭頭可以省略。如果不是上述的方向，應在有向連線上用箭頭注明進展方向。轉換：轉換是用有向連線上與有向連線垂直的短劃線來表示，轉換將相鄰兩步分隔開。步的活動狀態的進展是由轉換的實現來完成的，并與控制過程的發展相對應。轉換條件：轉換條件可以用文字語言、布爾代數表達式或圖形符號標注在表示轉換的短線的旁邊。安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制2）有向連線、轉換與轉安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制

轉換實現的基本規則轉換實現的條件：在功能表圖中步的活動狀態的進展是由轉換的實現來完成。轉換實現必須同時滿足兩個條件：該轉換所有的前級步都是活動步；相應的轉換條件得到滿足。轉換實現應完成的操作：轉換的實現應完成兩個操作：使所有的后續步都變為活動步；使所有的前級步都變為不活動步。

（4）梯形圖的編制

根據功能表圖，按某種編程方式寫出梯形圖程序。

如果PLC支持功能表圖語言，則可直接使用該功能表圖作為最終程序。安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制轉安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制3、功能圖的結構（1）單序列：反映按順序排列的步相繼激活這樣一種基本的進展情況

X003X000X002X001123Y000Y001Y002安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制3、功能圖的結構（1）安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制（2）選擇序列：—個活動步之后，緊接著有幾個后續步可供選擇的結構形式稱為選擇序列。

X012X010X011X006X005X004X003X002X001X00712637845X000安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制（2）選擇序列：—個活安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制（3）并行序列：當轉換的實現導致幾個分支同時激活時，采用并行序列。其有向連線的水平部分用雙線表示。X003X000X005X004X001278X0023456安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制（3）并行序列：當轉換安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制（4）跳步、重復和循環序列：在實際系統中經常使用跳步、重復和循環序列。這些序列實際上都是選擇序列的特殊形式。X005X004X003X010X005X001X0023456X005X001X002X004X0030567X002X004X003X010X0014567(a)(b)(c)

跳步、重復和循環序列(a)跳步序列(b)重復序列(c)循環序列安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制（4）跳步、重復和循環安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制步進指令的執行過程X001轉換目標轉換條件驅動處理S20S21Y000驅動處理轉換目標轉換條件S21X001S20SS21Y000注意：此為教科書上表示步進觸點的畫法，和用編程軟件畫出的是有區別的。安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制步進指令的執行過程X安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制選擇序列分支與合并的步進編程

S23X010X003X006X004X007X002S24S25S26S22S27X005Y000Y003Y001Y002Y004Y005Y000S22X005X002SS23SS25X003SS24Y001S23X004SS27Y002S24X006SS26Y003S25X007SS27Y004S26X010Y005S274、步進指令編制梯形圖的方法安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制選擇序列分支與合并的步安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制并行序列分支與合并的步進編程

X004X002X003X001S24S25S26S27S23Y001Y004Y002Y003Y005X005S28Y006Y002S24X002SS25Y003S25X003SS27Y004S26Y005S27X004SS28X005Y006S28SS24X001SS26Y001S23S25S27安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制并行序列分支與合并的步安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制5、順序控制的其他編程方法

根據順序功能圖，設計梯型圖程序常用的編程方法一般有四種：

起－保－停電路設計法（用普通邏輯指令）

轉換為中心設計法（用SET、RST指令）步進順控指令設計法（用STL、RET指令）（1）起－保－停電路設計法的實例

控制鍋爐的鼓風機和引風機的要求。按下起動按鈕SB1（X000點輸入）后，應先開引風機，延時5s后再開鼓風機。按下停止按鈕SB2（X001點輸入）后，應先停鼓風機，5s后再停引風機。KM1為引風機交流接觸器（Y000點驅動），KM2為鼓風機交流接觸器（Y001點驅動）。仿步進指令

仿步進指令設計法安徽蚌埠機電技師學院交通信號燈的控制5、順序控制的其他編程安徽蚌埠機電技師學院

交通信號燈的控制鼓風機引風機Y001Y000X001X0005s5s（a）波形圖

Y000T0Y000Y001Y000T1T1X000X001T0M1M2M3