PLC技術應用（西門子）01認識S7-200SMARTPLC02多級傳輸帶控制系統03交通信號燈控制系統04霓虹燈控制系統CONTENTS目錄模塊一基礎應用項目三交通信號燈控制系統01項目引入02項目目標03項目分析04知識準備05器材準備06項目實施CONTENTS項目內容03交通信號燈控制系統交通信號燈控制系統

隨著社會發展和經濟飛躍，城市交通的指揮變得越來越重要，而一個合理、安全、可靠的指揮系統是保障道路通暢的前提。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，有條不紊。那么靠什么來實現這井然秩序呢?靠的是交通信號燈的自動指揮系統。圖(a)一個十字路口，在該十字路口的東南西北四個方向分別裝有紅、黃、綠三色交通信號燈，具體過程如圖(b)所示：南北紅燈亮并維持40秒，在此期間東西綠燈亮35秒后閃爍3秒，然后東西黃燈亮2秒。再自動切換到東西紅燈亮并維持40秒，在此期間南北綠燈亮35秒后閃爍3秒，然后南北黃燈亮2秒，如此循環往復。01項目引入圖（a）圖（b）理解十字路口交通信號燈控制系統的工作原理。掌握定時器的應用。掌握PLC編程的基本方法和技巧。掌握PLC外部接線及操作。應用PLC技術實現對交通信號燈的控制。02項目目標交通信號燈的控制是PLC控制系統中比較典型的一類控制。當控制開關SA1合上后計時開始，輸出信號根據定時器的常開與常閉控制四個方向的交通燈按正常順序動作。其控制時序圖如圖(c)所示。03項目分析

圖（c）

定時器是PLC中常用的元件之一,在使用時要預置定時值，在運行過程中當定時器的輸入條件滿足時,當前值會從0開始安裝一定的單位增加，當定時器的當前值到達設定值時，定時器開始動作，從而滿足各種定時邏輯控制的需要。

S7-200系列PLC有256個定時器，按工作方式分為通電延時定時器(TON)，斷電延時定時器(TOF)，記憶型通電延時定時器(TONR)，有1ms、10ms、100ms三種時基，定時器號決定了定時器的時基礎。04知識準備

(一)定時器04知識準備

(一)定時器

通電延時定時器(TON)用于單一間隔的定時。當IN端接通時，定時器開始計時，當前值從0開始遞增，計時到設定值PT時，定時器狀態位置1，其常開觸點接通，其后當前值仍增加，但不影響狀態位。當前值的最大值為32767。當IN端斷開時，定時器復位，當前值清0,狀態位也清0。若IN端接通時間未到設定值就斷開，定時器則立即復位，如圖3所示。04知識準備

1.通電延時定時器(TON)

斷電延時定時器(TOF)可以用于故障事件發生后的時間延時。斷電延時型定時器用來在輸入斷開，延時一段時間后，才斷開輸出。IN端輸入有效時，定時器輸出狀態位立即置1,當前值復位為0。IN端斷開時，定時器開始計時，當前值從0遞增，當前值達到預值時，定時器狀態位復位為0,并停止計時，當前值保持。如果輸入斷開的時間，小于預定時間，定時器仍保持接通。IN再接通時，定時器當前值仍設為0，如圖4所示。04知識準備

2.斷電延時定時器(TOF)

記憶接通延時定時器(TONR)用于累計時間間隔的定時。當IN端接通，定時器開始計時，當前值遞增，當前值大于或等于預置值(PT)時，輸出狀態位置1。IN斷開時，當前值保持，當復位線圈有效時，定時器當前位清零，輸出狀態位置0。當IN端再次接通有效時，在原記憶值的基礎上遞增計時。注意:TONR記憶型通電延時型定時器采用線圈復位指令R進行復位操作。如圖5所示04知識準備

3.記憶型通電延時定時器(TONR)05器材準備

序號名稱型號規格數量1低壓斷路器4P4P，額定電流25A12熔斷器RT18-322P

13熔斷器RT18-323P

14按鈕LA10-3H保護式、按鈕數315端子排TD-20/15

16指示燈

紅、黃、綠67可編程控制器S7-200PLCST6018電工常用工具通用包含萬用表、剝線鉗、螺釘旋具等19網孔板通用

110連接導線

若干由項目分析可知，交通信號燈控制系統I/O分配見下表。（一）確定I/O分配表06項目實施輸入（I）輸出（O）元件名稱端口編號元件名稱端口編號控制按鈕SA1I0.0東西綠燈Q0.0

東西黃燈Q0.1

東西紅燈Q0.2

南北綠燈Q0.3

南北黃燈Q0.4

南北紅燈Q0.5（二）PLC的外部接線圖06項目實施（三）按照接線圖完成接線06項目實施（四）編寫梯形圖程序簡單的梯形圖可以借鑒繼電器控制的電路圖來設計，即在一些典型電路的基礎上，根據被控對象對控制系統的具體要求，進行修改和完善，得到符合控制要求的梯形圖，稱為經驗設計方法。根據控制要求直接設計控制程序步驟如下：步驟1：在準確了解控制要求后，合理地為控制系統中的信號分配I/O。步驟2：對于一些控制要求比較簡單的輸出信號，可直接寫出它們的控制條件，依起、保、停電路的編程方法完成相應輸出信號的編程；對于控制條件較復雜的輸出信號，可借助輔助繼電器來編程。步驟3：對于較復雜的控制，要正確分析控制要求，確定各輸出信號的關鍵控制點。步驟4：確定了關鍵點后，根據運動狀態選擇控制原則，設計主令元件、檢測元件和繼電器等。（四）編寫梯形圖程序06項目實施（四）編寫梯形圖程序06項目實施（五）程序調試06項目實施1）輸入程序并傳送到PLC，然后運行調試，觀察是否符合要求，如不符合要求則檢查接線及PLC程序，直至按要求運行。2）按下啟動按鈕SA1，程序按順序運行南北紅燈亮并維持40秒，在此期間東西綠燈亮32秒后閃爍5秒，然后東西黃燈亮3秒。再自動切換到東西紅燈亮并維持40秒，在此期間南北綠燈亮32秒后閃爍5秒，然后南北黃燈亮3秒，如此循環往復。感謝觀看PLC技術應用（西門子）（第一版）04霓虹燈控制系統霓虹燈控制系統

城市、企業為展現自己的形象和產品,一般都會采用通過霓虹燈來烘托氣氛，所以當我們夜晚走在大街上,馬路兩旁各色各樣的霓虹燈廣告隨處可見。這就涉及到如何去控制霓虹燈的亮滅、閃爍時間及流動方向等諸多控制問題，現實中可通過PLC控制霓虹燈。本項目通過霓虹燈三個工作情景，分別學習比較指令、傳輸指令、移位指令等功能指令，使用功能指令實現霓虹燈控制。本控制系統主要是用于控制8盞霓虹燈按一定規律的亮滅。輸入程序后可以通過硬件進行燈的自動閃爍，使光效果的變化更為豐富多彩，達到吸引人們注意的目的，如圖1-3-1。本控制系統是用于控制8盞霓虹燈按一定規律的亮滅。輸入程序后可以通過硬件進行燈的自動閃爍，使光效果的變化更為豐富多彩，達到吸引人們注意的目的，如圖4-1。01項目引入圖4-1霓虹燈示意圖02項目目標?知識目標l熟悉＝＝、<＝、>＝、<、>、<>等比較指令的使用方法l熟悉MOV傳輸指令的使用方法l熟悉SHL/SHR左（右）移指令的使用方法?能力目標l能根據霓虹燈控制要求自定義I/O分配表，畫出PLC控制霓虹燈系統的電路原理圖l能夠根據PLC電路原理圖，獨立完成PLC接線板的安裝與檢測l能夠根據霓虹燈系統控制要求利用比較指令、傳輸指令、移位指令完成程序l會對所出現的故障進行排查與糾錯?職業能力l通過編程提升學生邏輯思維能力與程序編寫能力l通過PLC線路安裝提升動手操作能力和團隊協作精神?思政目標l培養學生科技興國的愛國意識l培養培養學生安全操作，規范操作，文明生產的行為和團結協作的精神本項目通過霓虹燈三個任務，分別學習比較指令、傳輸指令、移位指令等功能指令，使用功能指令實現霓虹燈控制。用PLC對霓虹燈實現控制,其具體要求如下:任務1：8盞燈（HL1-HL8），要求按下啟動按鈕。每隔1S，順序依次點亮。再依次滅燈，如此循環。按下停止按鈕，停止工作。任務2：8盞燈（HL1-HL8），4個為一組，要求按下啟動按鈕。每隔1S交替亮一次，重復循環。按下停止按鈕，停止工作。任務3：8盞燈（HL1-HL8），按下啟動按鈕，要求8盞燈從右到左逐個點亮，全部點亮時，再從左到右逐個熄滅。全部熄滅后，再從左到右逐個點亮，全部點亮時，再從右向左逐個熄滅，并不斷重復上述過程。按下停止按鈕，停止工作。03項目分析

比較指令用于兩個操作數按一定條件的比較。操作數可以是整數，也可以是實數。比較運算符有＝＝、<＝、>＝、<、>、<>分別表示等于、小于等于、大于等于、小于、大于、不等于。比較運算的操作數有字節比較B（Byte）、整數比較I（Int）/W（Word）、雙字比較D（DoubleInt/Word）與實數比較R（Real）等類型，其中字節比較用于無符號整數比較；整數比較、雙字比較用于有符號整數比較；實數比較用于有符號雙字浮點數比較。比較指令格式如下圖所示。04知識準備

（一）比較指令電路工作原理如下：降壓起動：先合上電源開降壓起動：先合上電源開關QS關QSKM自鎖觸頭閉合自鎖按下SB1KMY線圈得電KMY常開觸頭閉合KM主觸頭閉合KMY主觸頭閉合電動機M接成Y形降壓起動KMY聯鎖觸頭分斷對KM△聯鎖KT線圈得電KT延時結束KT常閉觸頭分斷04知識準備

比較指令應用舉例：應用比較指令，產生斷電6s、通電4s的脈沖輸出信號。04知識準備

傳送指令在不改變原存儲單元值（內容）的情況下，將IN（輸入端存儲單元）的值復制到OUT（輸出端存儲單元）中。可用于存儲單元的清零、程序初始化等場合。傳輸包括單個數據傳送及一次性傳送多個連續字塊。每種又可依據傳送數據的類型分為字節（MOVB）、字（MOVW）、雙字（MOVD）或者實數（MOVR）等幾種情況。傳送指令格式如下圖所示。（二）傳送指令電路工作原理如下：降壓起動：先合上電源開降壓起動：先合上電源開關QS關QSKM自鎖觸頭閉合自鎖按下SB1KMY線圈得電KMY常開觸頭閉合KM主觸頭閉合KMY主觸頭閉合電動機M接成Y形降壓起動KMY聯鎖觸頭分斷對KM△聯鎖KT線圈得電KT延時結束KT常閉觸頭分斷04知識準備

傳輸指令應用舉例：利用傳送指令實現多盞燈的啟?？刂疲聪掳粹o1（I0.0），HL1-HL4亮；按下按鈕2（I0.1），HL5-HL8亮；按下停止按鈕（I0.2），燈滅。04知識準備

移位指令將DATA數值移入移位寄存器。移位指令包含左移和右移，循環左移和循環右移。根據所循環移位的數的長度分別又可分為字節型、字型、雙字型。移位指令格式如下圖所示。（三）移位指令電路工作原理如下：降壓起動：先合上電源開降壓起動：先合上電源開關QS關QSKM自鎖觸頭閉合自鎖按下SB1KMY線圈得電KMY常開觸頭閉合KM主觸頭閉合KMY主觸頭閉合電動機M接成Y形降壓起動KMY聯鎖觸頭分斷對KM△聯鎖KT線圈得電KT延時結束KT常閉觸頭分斷04知識準備

移位指令應用舉例：移位指令舉例循環移位指令舉例05器材準備

序號名稱型號規格數量單位備注1安裝板600*8001塊網孔板2PLC西門子S-200SMART1臺

3導軌DIN0.5m

4空氣斷路器DZ47-631只

5開關電源CDKU-S1只

6按鈕LA4-3H1只

7指示燈DC24V9只

8端子排TD-15203只

10銅導線BVR-0.75mm210m

11緊固件M4*20螺桿M4*12螺桿若干只

12號碼管直徑4彈簧墊圈直徑4螺母若干只

13走線槽TC3025若干m

14常用電工工具

套

15萬用表MF471只05器材準備

PLC接線板元件布置圖由項目分析可知，電動機順序起動I/O分配見下表。（一）確定I/O分配表06項目實施輸入輸出輸入繼電器輸入元件作用輸出繼電器輸出元件I0.1按鈕SB1啟動Q0.0指示燈HL1T0.2按鈕SB2停止Q0.1指示燈HL2

Q0.2指示燈HL3

Q0.3指示燈HL4

Q0.4指示燈HL5

Q0.5指示燈HL6

Q0.6指示燈HL7

Q0.7指示燈HL8（二）PLC的外部接線圖06項目實施（三）按照接線圖完成接線06項目實施輸入端接線示意圖輸出端接線示意圖（四）編寫梯形圖程序06項目實施【任務一程序設計】8盞燈（HL1-HL8），要求按下啟動按鈕。每隔1S，順序依次點亮。再依次滅燈，如此循環。按下停止按鈕，停止工作。通過分析控制要求可以得到8盞燈的工作情況如下表，利用比較指令完成情景1程序設計。

燈時間1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16SHL1亮亮亮亮亮亮亮亮亮

HL2

亮亮亮亮亮亮亮亮亮

HL3

亮亮亮亮亮亮亮亮亮

HL4

亮亮亮亮亮亮亮亮亮

HL5

亮亮亮亮亮亮亮亮亮

HL6

亮亮亮亮亮亮亮亮亮

HL7

亮亮亮亮亮亮亮亮亮

HL8

亮亮亮亮亮亮亮亮亮（四）編寫梯形圖程序06項目實施【任務一程序設計】（四）編寫梯形圖程序06項目實施【任務二程序設計】8盞燈（HL1-HL8），4個為一組，要求按下啟動按鈕。每隔1S交替亮一次，重復循環。按下停止按鈕，停止工作。通過分析控制要求可得到8盞燈的工作情況如下表，利用傳送指令完成程序設計。

燈時間1S2S……HL1(Q0.0)-HL4(Q0.3)亮

循環HL5(Q0.4)-HL8(Q0.7)

亮循環（四）編寫梯形圖程序06項目實施【任務二程序設計】（四）編寫梯形圖程序06項目實施【任務三程序設計】8盞燈（HL1-HL8），按下啟動按鈕，要求8盞燈從右到左逐個點亮，全部點亮時，再從左到右逐個熄滅。全部熄滅后，再從左到右逐個點亮，全部點亮時，再從右向左逐個熄滅，并不斷重復上述過程。按下停止按鈕，停止工作。

（四）編寫梯形圖程序06項目實施【任務三程序設計（續）】

任務三霓虹燈程序（五）程序調試06項目實施輸入程序并傳送到PLC，然后運行調試，觀察是否符合要求，如不符合要求則檢查接線及PLC程序，直至按要求運行。07項目評價1)檢查選擇的元器件是否齊全，熟悉各